CENTRO UNIVERSITÁRIO CESMAC

SAMIRES THAUANE LIMA RAMOS

IMPLANTAÇÃO DA BR-316/AL: Análise de pavimento

MACEIÓ-AL 2019/1

SAMIRES THAUANE LIMA RAMOS

IMPLANTAÇÃO DA BR-316/AL: Análise de pavimento

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado como requisito final para conclusão do curso de Engenharia Civil do CESMAC, sob a orientação da professora Me. Danúbia Teixeira da Silva e coorientação de Samara Thaís Lima Ramos.

MACEIÓ-AL 2019/1

2019/1

AGRADECIMENTOS

Primeiramente a Deus que permitiu que tudo isso acontecesse, não somente

nestes anos como universitária, mas em todos os momentos sendo o maior mestre

que alguém pode conhecer, a virgem Maria que sempre me amparou em seu manto

nos momentos em que achava que não iria conseguir e a todos os familiares e amigos

que contribuíram ao longo de toda graduação.

Agradeço aos meus pais, pois sem eles nada disso seria possível, em especial

a minha mãe Solange Silva, que sempre me motivou nos momentos mais difíceis e a

estressada da minha irmã Samara que apesar de tudo contribuiu na minha graduação.

Aos meus amigos Alberto, Ericles, Igor, Thaís e todos aqueles que ao longo

desses cinco anos fizeram parte da minha formação e que vão continuar presentes

em minha vida.

Ao meu namorado e companheiro de vida Elder Lourenço, por sempre me aju-

dar quando meu computador não me obedecia e ser tão paciente ouvindo meus de-

sabafos com relação aos problemas enfrentados na faculdade.

As minhas queridas professoras Danúbia Teixeira e Anne Dayse, por toda pa-

ciência na elaboração desse trabalho e todos os professores que sempre estiveram

dispostos a ajudar e contribuir para um melhor aprendizado.

Meus agradecimentos aos engenheiros do DNIT/AL, que me forneceram todos

os dados necessários para a elaboração desse trabalho e por todo conhecimento que

me passaram ao longo do meu período de estágio, ao meu supervisor Adriano Luiz

pelo auxílio na elaboração deste trabalho, que foi de grande importância quando os

resultados obtidos não eram os esperados.

IMPLANTAÇÃO DA BR-316/AL: Análise de pavimento

IMPLEMENTATION OF BR-316 / AL: Pavement analysis

Samires Thauane Lima Ramos Graduanda em engenharia civil

Samyreslima1@hotmail.com Danúbia Teixeira da Silva

Mestra em Engenharia Civil Danubia.teixeira@hotmail.com

Samara Thaís Lima Ramos Engenheira Civil

Samarathais_15@hotmail.com

RESUMO

O presente trabalho tem por objetivo analisar o método de dimensionamento para pavimentos flexíveis utilizado pelo Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT) comparando o mesmo com o método empírico-mecanístico, relatando os pontos positivos e negativos de ambos os métodos a partir de uma revisão bibliográfica. Com o intuito de verificar a deformação vertical causada no topo camada de revestimento da BR-316/AL, no trecho que interliga as cidades de Canapi/AL e Inajá/PE, com o auxílio do software ELSYM5®, no qual os dados adquiridos pelo método de dimensionamento do DNIT são lançados no software. A partir dos resultados obtidos pelo software foi determinado um número de repetições em função da deformação máxima vertical para as duas situações de espessura da camada de sub-base apresentadas neste trabalho, constatando um ganho a mais na vida útil do pavimento nas duas situações e realizando um comparativo entre ambos a fim de verificar a influência causada com o aumento da camada de sub-base.

PALAVRAS-CHAVE: Software. Método. Deformação.

ABSTRACT

The aim of this study was to analyze the method of design for flexible pavements used by the National Departamento Nacional de Infraestrutura de Transporte (DNIT), comparing it with the empirical-mechanistic method, reporting the positives and negatives of both methods from a bibliographic review. In order to verify the vertical deformation caused in the top layer of the BR-316 / AL, in the section that connects the cities of Canapi / AL and Inajá / PE, with the aid of ELSYM5® software, in which the data acquired by DNIT sizing method are released in the software. From the results obtained by the software, a number of repetitions were determined as a function of the maximum vertical deformation for the two thickness situations of the sub-base layer presented in this work, noting an additional gain in the pavement life in both situations and performing a comparison between both in order to verify the influence caused with the increase of the sub-base layer.

KEYWORDS: Software. Method. Deformation.

LISTA DE FIGURAS

Figura 1–Disposição de camadas do pavimento flexível .......................................... 9 Figura 2–Distribuição de carga no pavimento flexível .............................................. 9 Figura 3–Esquema de seção transversal do pavimento ........................................... 10 Figura 4–Revestimento de tratamento superficial no pavimento .............................. 12 Figura 5–Extensão da malha rodoviária brasileira .................................................... 13 Figura 6–Trincas em malha no pavimento ............................................................... 14 Figura 7–Panela ou buraco no pavimento ................................................................ 14 Figura 8–Remendo no pavimento ............................................................................ 15 Figura 9–Exsudação no pavimento .......................................................................... 16 Figura 10–Ondulação no pavimento ......................................................................... 16 Figura 11–Eixo padrão rodoviário ............................................................................. 19 Figura 12-Prensa para ensaio de CBR ..................................................................... 23 Figura 13–Dimensionamento do pavimento ............................................................. 25 Figura 14–Determinação de espessuras do pavimento ........................................... 26 Figura 15–Esquema do procedimento de dimensionamento mecanístico ............... 29 Figura 16–Interface do programa Medina® ............................................................... 30 Figura 17–Resultados da análise do ELSYM5® ....................................................... 33 Figura 18–Esquema da Viga Benkelman ................................................................. 34 Figura 19–Tensões em uma estrutura de pavimento ............................................... 35 Figura 20–Mapa de situação .................................................................................... 37 Figura 21–Seção transversal do pavimento ............................................................. 39 Figura 22–Croqui de situação da jazida J-07 ........................................................... 40 Figura 23–Croqui de situação da jazida J-09 ........................................................... 41 Figura 24–Dados da camada elástica para primeira análise .................................... 43 Figura 25–Dados da camada elástica para segunda análise ................................... 43 Figura 26–Resultados da primeira análise do ELSYM5® ......................................... 46 Figura 27–Resultados da segunda análise alterando a espessura da camada de sub-base .......................................................................................................................... 47 Figura 28–Número “N” em função da deformação na primeira situação .................. 48 Figura 29–Cálculo do número “N” para primeira situação ........................................ 49 Figura 30–Número “N” em função da deformação na segunda situação ................. 49 Figura 31–Cálculo do número “N” para segunda situação ....................................... 49

LISTA DE QUADROS

Quadro 1–Tipos de revestiementos flexíveis ............................................................ 11 Quadro 2–Carga máxima permitida por eixo ............................................................ 18 Quadro 3–Espessura mínima de revestimento betuminoso ..................................... 20 Quadro 4–CBR equivalente ao tipo de tráfego ......................................................... 23 Quadro 5–Características dos materiais do pavimento ............................................ 24 Quadro 6–Coeficiente de equivalêcia estrutural ....................................................... 27 Quadro 7–Dados necessários para análise do ELSYM5® ........................................ 32 Quadro 8–Localização dos pontos ........................................................................... 34 Quadro 9–Cálculo do Número “N” ............................................................................ 38 Quadro 10–Resultados de sondagens da jazida J-07 .............................................. 40 Quadro 11–Resultados de sondagens da jazida J-09 .............................................. 41 Quadro 12–Dados utilizados para primeira análise .................................................. 42 Quadro 13–Resultados das análises ........................................................................ 48

LISTA DE SIGLAS

DNIT Departamento Nacional de Infraestrutura de Transporte

DNER Departamento Nacional de Estradas de Rodagem

IPR Instituto de Pesquisas Rodoviárias

CBUQ Concreto Betuminoso Usinado a Quente

CNT Conselho Nacional de Trânsito

TSD Tratamento Superficial Duplo

ISC Índice de Suporte Califórnia

IG Índice de Grupo

LL Limite de Liquidez

LP Limite de Plasticidade

AASHTO American Association of State Highway and Transportation Officials

CONTRAN Conselho Nacional de Trânsito

FE Fator de Eixo

FC Fator de carga

FR Fator Climático

AEMC Análise Elástica de Múltiplas camadas

USACE United States Army Corps of Engineers

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 7 1.1 Considerações iniciais ...................................................................................... 7 1.2 Objetivos ............................................................................................................ 8 1.2.1 Objetivo geral ................................................................................................... 8 1.2.2 Objetivos específicos........................................................................................ 8 2 REFERENCIAL TEÓRICO ..................................................................................... 9 2.1 Pavimento flexível ............................................................................................. 9 2.1.1 Camadas do pavimento flexível ....................................................................... 9 2.2 Situação atual das rodovias de pavimento flexível no país e as principais patologias encontradas .......................................................................................... 12 2.2.1 Trincas em malha ............................................................................................. 13 2.2.2 Panela ou buraco ............................................................................................. 14 2.2.3 Exsudação ........................................................................................................ 15 2.2.4 Ondulação ........................................................................................................ 16 2.3 Método de dimensionamento do DNIT ............................................................ 16 2.3.1 Estudo de tráfego ............................................................................................. 17 2.3.2 Número “N” ....................................................................................................... 18 2.3.3 Índice Suporte Califórnia (CBR) ....................................................................... 21 2.4 Método de dimensionamento empírico-mecanístico ..................................... 27 2.4.1 Software Medina® ............................................................................................. 29 2.4.2 Software ELSYM5® .......................................................................................... 31 2.4.3 Viga Benkelman ............................................................................................... 32 2.5 Método do DNIT X Método empírico-mecanístico .......................................... 34 3 METODOLOGIA .................................................................................................... 36 3.1 Rodovia analisada ............................................................................................. 36 3.2 Número “N” ........................................................................................................ 37 3.3 Dimensionamento da estrutura do pavimento pelo método do DNIT........... 38 3.4 Software ELSYM5® ............................................................................................ 40 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES ........................................................................... 45 4.1 Modelagem ELSYM5® ........................................................................................ 45 5 CONCLUSÃO ........................................................................................................ 49 REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 50 APÊNDICES ............................................................................................................. 53 APÊNDICE A – CÁLCULO DO NÚMERO “N” PARA PRIMEIRA ANÁLISE ............. 54 APÊNDICE B – CÁLCULO DO NÚMERO “N” PARA SEGUNDA ANÁLISE ............. 57

7

1 INTRODUÇÃO

1.1 Considerações inicias

O modo rodoviário é o principal meio para o transporte de cargas no Brasil, isso

não quer dizer que seja o mais seguro ou mais eficaz, pois a logística para o mesmo

gera grandes custos, e as estradas de rodagem nem sempre possuem boas

condições. O transporte rodoviário possui inúmeras vantagens, dentre elas destacam-

se a flexibilidade de locomoção e a não intervenção da carga transportada durante

seu trajeto. No entanto, para que isso ocorra, faz-se necessário que as vias estejam

em perfeito estado de operação, transmitindo segurança e conforto para o usuário.

Como este modo possui um grande uso, suas vias acabam ficando defasadas,

resultando um maior custo operacional. A fim de solucionar problemas gerados nas

rodovias e buscando preservar o interesse nacional e promover o desenvolvimento

econômico e social, o Departamento Nacional de Infraestrutura de Transporte (DNIT),

atua juntamente com o Ministério da Infraestrutura (BRASIL, 2001).

O DNIT possui um método de dimensionamento para pavimentos flexíveis

elaborado por Souza (1981). Baseado em proteger o subleito de deformações

plásticas excessivas que acabam surgindo durante o período de projeto, não levando

em consideração os efeitos de fadiga que são causados pelo número de repetições

em excesso durante sua vida útil. Vale ressaltar que este método de dimensionamento

foi desenvolvido baseado nos estudos do exército americano na construção de pistas

de pouso durante a segunda guerra mundial, onde as características do solo e clima

divergem com as do Brasil, consequentemente, geram resultados que, na maioria das

vezes, que não são compatíveis com os solos brasileiros. Diante desses problemas

enfrentados, passou a surgir uma necessidade em desenvolver um novo método que

se adeque, de forma satisfatória, as características comumente encontradas em solos

brasileiros e condições de clima e temperatura do país.

Motta (1991) propõe soluções para esses impasses encontrados, incorporando

características do clima, novas técnicas de ensaios de pavimentação, tensões de

tração na fibra inferior da camada betuminosa, tensões e deslocamentos verticais nas

diversas camadas do pavimento, surgindo assim o método de dimensionamento

mecanístico-empírico. Este método possui como enfoque os aspectos estruturais do

pavimento.

8

O Brasil possui cerca de 36.400 quilômetros de rodovias federais, destes cerca

de 2 mil estão localizados na BR-316, que compreende os estados do Pará e Alagoas.

Destes quilômetros da BR-316/AL, recentemente foi realizado a pavimentação dos

últimos 50 quilômetros restantes que interligam as cidades de Canapi/AL e Inajá/PE,

facilitando assim a locomoção dos moradores desses municípios as cidades vizinhas

(BRASIL, 2017).

Diante do que foi exposto, o presente trabalho tem como foco analisar o método

de dimensionamento da pavimentação da BR-316/AL utilizado atualmente pelo DNIT,

buscando soluções para os impasses encontrados, realizando um comparativo com o

método mecanístico-empírico.

1.2 Objetivos

1.2.1 Objetivo geral

Analisar o dimensionamento do trecho da BR-316/AL pelo método mecanístico-

empírico e pelo método empírico do DNIT e, por meio dos resultados estabelecer uma

comparação entre os mesmos.

1.2.2 Objetivos específicos

Realizar o dimensionamento do pavimento, com trechos especificados, de-

terminando as espessuras da camada de revestimento asfáltico, variando

o módulo de resiliência do mesmo e a espessura da camada de base e seu

módulo de resiliência, pelo programa ELSYM5®;

Comparar os métodos empírico e mecanístico-empírico, por meio dos re-

sultados obtidos;

Verificar qual a influência da rigidez das camadas no dimensionamento da

estrutura do pavimento;

Prever o aumento da vida útil do pavimento, de acordo com a deformação

máxima vertical no topo da camada de revestimento;

Comparar a diferença de ganho na vida útil do pavimento de acordo com

a espessura sugerida no anteprojeto do DNIT e a sugestão da empresa

contratada.

9

2 REFERENCIAL TEÓRICO

2.1 Pavimento flexível

Pavimentos flexíveis são aqueles nos quais as cargas geradas pelo tráfego de

veículos são distribuídas em parcelas aproximadamente equivalentes ao longo das

camadas, representadas pela Figura 1, sofrendo uma deformação elástica significa-

tiva, no qual as altas tensões e deflexões são resistidas pelo subleito. Este comporta-

mento das cargas pode ser representado na Figura 2 (BRASIL, 2006a).

Figura 1-Disposição de camadas do pavimento flexível Fonte: Adaptado de Bernucci et al 2007.

Figura 2–Distribuição de carga no pavimento flexível. Fonte: Balbo, 2007.

2.1.1 Camadas do pavimento flexível

Pavimento define-se como uma estrutura de múltiplas camadas construídas

após a terraplenagem, na qual este conjunto de camadas são constituídas por mate-

10

riais de características diferentes destinadas a resistir aos esforços do tráfego, distri-

buindo os esforços verticais ao subleito e melhorando as condições de rolamento,

podendo ser expressas de acordo com a Figura 3 (BRASIL, 2006a).

Figura 3–Esquema de seção transversal do pavimento. Fonte: IBRACON, 2008.

De acordo com a Figura 3, observa-se que o pavimento flexível pode ser com-

posto por quatro camadas, sendo elas, revestimento, base, sub-base e subleito, em

alguns casos se faz necessário inserir um reforço no subleito com uma camada acima,

para que se possa resistir as cargas solicitantes.

Segundo Teodozio (2012) o revestimento é definido como a camada mais su-

perficial existente no pavimento, possuindo uma maior resistência, no qual deve ser

executado de tal forma que apresente um bom desempenho estrutural e funcional,

sendo considerada a camada mais nobre.

Segundo Salgado (2008) os revestimentos dos pavimentos rodoviários comu-

mente empregados são composto de concreto betuminoso ou de concreto de cimento

Portland, porem existem outros tipos que podem ser apresentados no Quadro 1.

11

Quadro 1–Tipos de revestimentos flexíveis.

Tipos de Revestimentos Flexíveis

Betuminosos

Por penetração

Tratamento Superficial Simples Aplicação única do ligante asfáltico, coberto por uma camada de agregado por processo de penetração invertida.

Tratamento Superficial Duplo

Aplicação dupla do ligante asfáltico, a primeira camada coberta por agregado graúdo e a segunda de agregado miúdo, por processo de penetração invertida.

Tratamento Superficial Triplo

Camada de material betuminoso, composta por uma aplicação inicial de ligante asfáltico recoberto de agregado graúdo e em seguida aplica-se duas camadas de material betuminoso coberto respectivamente de agregados médios e miúdos.

Por mistura

Pré-misturado a frio Agregado mineral graúdo e miúdo, areia e fíler e emulsão asfáltica. A mistura é realizada em temperatura ambiente.

Pré-misturado a quente Agregado mineral graúdo, fíler e ligante

betuminoso, dosado, espalhado e comprimido a quente.

Por calçamento

Alvenaria Poliédrica Camada de pedras irregulares, assentadas e comprimidas sobre um colchão de regularização, constituído de material granular apropriado.

Paralelepípedo Blocos regulares, assentes sobre um colchão regularizado constituído de material granular apropriado.

Fonte: Adaptado BRASIL, 2006a.

Na Figura 4, é possível observar o tipo de revestimento de tratamento superfi-

cial.

12

Figura 4–Revestimento de tratamento superficial no pavimento. Fonte: BRASIL, 2019.

Logo abaixo da camada de revestimento está a camada de base, na qual é

destinada a resistir aos esforços verticais gerados pelo tráfego de veículos na rodovia,

distribuindo-os adequadamente nas camadas inferiores, como sub-base e em alguns

casos na camada de reforço do subleito (BRASIL, 2009a).

A camada de sub-base serve de complemento para a base, possuindo a

mesma função, na qual é executada acima do subleito compactado e regularizado,

sendo executada com a utilização do processo de estabilização granulométrica (BRA-

SIL, 2009b).

2.2 Situação atual das rodovias de pavimento flexível no país e as principais

patologias encontradas

O sistema de transporte rodoviário possui grande influência na movimentação

econômica do país, embora a malha pavimentada ainda seja inferior, quando compa-

rada com a extensão total das rodovias (CNT, 2017).

Grande parte do transporte de cargas é feito pelo modo rodoviário, mas devido

ao fato de nem toda rodovia ser pavimentada, isto acaba afetando diretamente o custo

de operação para esse transporte.

De acordo com um estudo elaborado pela Confederação Nacional do Trans-

porte (CNT), obteve-se o resultado apresentado no Figura 5.

13

Figura 5–Extensão da malha rodoviária brasileira. Fonte: CNT, 2017.

No Brasil se investe em média cerca de 2,18% do Produto Interno Bruto (PIB)

nos serviços de infraestrutura, visto que é possível observar de acordo com um estudo

feito pela CNT para verificar o porquê de os pavimentos das rodovias brasileiras não

durarem, onde apenas 12,3% são pavimentas, se formos comparar este volume com

de outros países pode-se verificar que é bastante inferior. Existem projetos para que

este volume aumente, porém é necessário que se tenha investimento para mudar

esse quadro.

Grande parte dessas rodovias pavimentadas são de pavimento flexível, embora

se tenha um tempo de vida útil variando de 10 a 20 anos dependendo do projeto. Mas

em muitos casos o pavimento apresenta patologias decorrentes ao desgaste ou até

mesmo erros na elaboração do projeto e falta de manutenção.

As rodovias são divididas em federais e estaduais, onde grande parte das ro-

dovias federais são de responsabilidade do DNIT, e se comparar a malha rodoviária

estadual com a federal, pode-se observar que a mesma possui um volume inferior de

vias pavimentadas.

A falta de pavimentação das rodovias brasileiras causa um impacto negativo

na economia, devido ao fato deste modo ser bastante utilizado para transporte de

carga é comum observar algumas patologias apresentadas no pavimento.

2.2.1 Trincas em malha

Um dos problemas mais decorrentes das rodovias brasileiras são as trincas em

malha, um tipo de trilha interligada, conhecida como couro de jacaré, representada na

14

Figura 6, que é um tipo de microfissuração superficial que ocorre em blocos sem dire-

ções preferencias, em alguns casos apresentam erosão acentuada nas bordas, tendo

como causa o subdimensionamento da estrutura, a baixa capacidade de carga do solo

dentre outras características (BRASIL, 2003).

Figura 6–Trincas em malha no pavimento. Fonte: CNT, 2017.

2.2.2 Panela ou buraco

Cavidade que se forma no revestimento, representado na Figura 7 é causada

pela má compactação do solo, problemas na imprimação, trincas por excesso de uso

do pavimento onde não ocorreu a manutenção adequada, falta de aderência entre as

camadas, dentre outras características, onde se pode alcançar as camadas inferiores

do pavimento provocando uma fragmentação das mesmas (BRASIL, 2003).

Figura 7–Panela ou buraco no pavimento. Fonte: CNT, 2017.

15

Representado na Figura 8, o remendo é um tipo de solução para panela

(cavidade), a mesma é preenchida com uma ou mais camadas de pavimentação.

Geralmente é tratado como uma atividade de conservação, podendo ser classificado

como remendo profundo, onde o tratamento deve ser mais criterioso visto que afetou

as camadas inferiores. O surgimento das panelas/cavidades engloba uma serie de

danos existentes naquela área; umas das principais causas é o uso de material de

baixa qualidade (BRASIL, 2003).

Figura 8–Remendo no pavimento. Fonte: CNT, 2017.

2.2.3 Exsudação

É o surgimento do ligante betuminoso na superfície do pavimento, devido ao

deslocamento do ligante por meio do revestimento. Tem como causas principais a

grande quantidade de ligante, a má compactação, problemas nos elementos de

drenagem, dentre outras; representado na Figura 9 (BRASIL, 2003).

16

Figura 9–Exsudação no pavimento. Fonte: CNT, 2017.

2.2.4 Ondulação

Tipo de patologia causada pelo movimento plástico do pavimento, gerada pela

falta de estabilidade da mistura asfáltica ou contaminação da mesma, o excesso de

umidade do solo, a incapacidade do pavimento de resistir ao excesso de carga, dentre

outras; caracteriza-se como um tipo de ondulações transversais a superfície do

pavimento, pode ser representada na Figura 10 (BRASIL, 2003).

Figura 10–Ondulação no pavimento. Fonte: CNT, 2017.

17

2.3 Método de dimensionamento do DNIT

Segundo o manual de pavimentação do DNIT 2006, pavimento de uma rodovia

define-se como uma superestrutura composta por um conjunto de camadas de

espessuras finitas dispostas sobre um terreno de fundação, tendo como finalidade

resistir os esforços gerados pelo tráfego de veículos e melhorar as condições de

rolamento da rodovia.

Como representado na Figura 8 e já mencionado anteriormente, o subleito é a

camada que absorve as cargas verticais do pavimento, contanto se faz necessário

realizar um estudo do mesmo para que ao dispor as demais camadas, exista

capacidade de resistir a carga solicitante sem gerar irregularidades.

O método de dimensionamento de pavimento flexível utilizado atualmente pelo

DNIT, se baseia no trabalho "Design of Flexible Pavements Considering Mixed Loads

and Traffic Volume", que tem como autor W.J. Turnbull, C.R. Foster e R.G. Ahlvin, do

Corpo de Engenheiros do Exército dos Estados Unidos e as conclusões obtidas em

uma pista experimental da American Association of State Highway and Transportation

Officials (AASHTO) (BRASIL, 2006a).

O método foi proposto pelo engenheiro Murilo Lopes de Souza no ano de 1966,

no qual neste mesmo ano teve aprovação do Departamento Nacional de estradas de

Rodagem (DNER), atual DNIT.

Devido ao fato deste método ter sido elaborado em uma pista experimental nos

Estados Unidos cuja a condição climática difere da encontrado no Brasil, o Instituto

de Pesquisas Rodoviárias (IPR) realizou estudos com o intuito de determinar um fator

climático apropriado para o Brasil.

Para executar este dimensionamento, se faz necessário elaborar um estudo de

tráfego, estudo de subleito, a viabilidade do projeto e os materiais que norteiam o local

de implantação da rodovia, para que se possa determinar o tipo de material que será

utilizado nas camadas constituintes do pavimento.

2.3.1 Estudo de Tráfego

O estudo de tráfego tem como objetivo realizar um levantamento volumétrico

da quantidade de veículos que transitam em determinada rodovia por um período de

projeto, utilizando métodos sistemáticos de coleta (BRASIL, 2006b).

18

O manual de estudos de tráfego do DNIT (BRASIL, 2006b), possibilita uma

obtenção do quantitativo de veículos que circulam por uma via em determinado

período, suas velocidades, os locais onde se encontram um índice maior de acidentes

de transito, possível local de paradas, dentre outras características, permite também

determinar a capacidade das vias e com isso estabelecer meios construtivos

necessários para um melhor desempenho do projeto.

No estudo de tráfego para cargas rodoviárias, determina-se o tipo de eixo de

cada veículo, no qual através da resolução nº 104 de 21/12/99 (BRASIL, 1999), o

Conselho Nacional de Trânsito (CONTRAN), estabeleceu um limite de carga máxima

legal por eixo de cada veículo, apresentado no Quadro 2.

Quadro 2–Carga máxima permitida por eixo.

EIXO CARGA MÁXIMA LEGAL TOLERÂNCIA DE 7,5%

Dianteiro simples de roda

simples 6t 6,45t

Simples de roda simples 10t 10,75t

Tandem duplo 17t 18,28t

Tandem triplo 25,5t 27,41t

Duplo tribus 13,5t 14,51t

Fonte: Adaptado de BRASIL, 1999.

2.3.2 Número “N”

Os veículos que trafegam em uma rodovia possuem diferentes tipos de eixos e

cargas distintas. O tráfego de veículos influencia diretamente na vida útil do

pavimento, por isso quando se pretende dimensionar um pavimento é de fundamental

importância considerar esse fator.

Com o intuito de padronizar as cargas que são transmitidas pelos veículos ao

pavimento, o DNIT determinou um eixo padrão de 8,2 toneladas por eixo, que pode

ser representado pela Figura 11, em que correlaciona as mesmas a um número de

repetições.

19

Figura 11–Eixo padrão rodoviário. Fonte: Pedreirão, 2019.

Segundo o manual de pavimentação do DNIT 2006a, define-se “N” o número

equivalente de passagens de um eixo tomado como padrão, levando em consideração

a equivalência entre os eixos de operação, com suas respectivas cargas, e o eixo

padrão, durante o período de projeto e o parâmetro de tráfego usado no

dimensionamento. Para determinar o mesmo se faz o uso da Equação 1, na qual leva

em consideração o volume total de tráfego e os fatores de conversão.

𝑁 = 𝑉𝑡 × 𝐹𝐸 × 𝐹𝐶 × 𝐹𝑅 (1)

O tráfego de veículos tem grande importância no dimensionamento, pois as

características de tráfego incidem diretamente na vida útil do pavimento, acarretando

em deformações permanentes, degradações prematuras, perda de material na

superfície do pavimento e trincas em malha na superfície do pavimento (Klamt et al.

2017).

A determinação da espessura do revestimento é obtida em função do número

“N” de acordo com o Quadro 3.

20

Quadro 3–Espessura mínima de revestimento betuminoso.

N Espessura Mínima de Revestimento Betuminoso

N ≤ 106 Tratamentos superficiais betuminosos

106 < N ≤ 5 × 106 Revestimentos betuminosos com 5,0 cm de espessura

5 × 106 < N ≤ 107 Concreto betuminoso com 7,5 cm de espessura

107 < N ≤ 5 × 107 Concreto betuminoso com 10,0 cm de espessura

N > 5 × 107 Concreto betuminoso com 12,5 cm de espessura

Fonte: BRASIL, 2006a.

Para determinar o número “N” é necessário definir o volume diário médio anual

dos veículos no período de projeto determinado, considerar o Fator de Carga (FC),

fator de conversão de eixo (FE) que expressa um número, no qual multiplicado pela

quantidade de veículos equivale ao número de eixos correspondentes e a taxa de

crescimento do tráfego e o fator climático (FR).

O fator de conversão de carga (FC), corresponde ao somatório do produto das

parcelas de percentual de incidência do eixo por uma determinada carga, multiplicado

por um fator de conversão desta mesma carga para um número de repetições que

equivalem a carga de um eixo padrão, obtido através de um Ábaco (disponível em

BRASIL, 2006a). Expresso na Equação 2.

𝐹𝐶 = ∑(𝑃𝑐𝑗×𝐹𝑐𝑗)

100 (2)

O fator climático (FR), considera as variações de umidade na qual os materiais

que constituem o pavimento sofrem durante as estações do ano, que de acordo com

a AASHTO, esse fator pode variar entre 0,2 para situações em que o baixo teor de

umidade prevalece, e 5,0 em situações cujo os materiais estão totalmente saturados

(BRASIL, 2006a).

Tendo como finalidade determinar um FR admissível para as condições

climáticas encontradas no Brasil, o IPR desenvolveu um estudo em que resultou em

um FR=1,0, que vem sendo adotado desde então.

Segundo Motta (1991) as condições climáticas são fatores que interferem no

desempenho do pavimento, em lugares que ocorrem degelo a capacidade de

resistência das camadas é reduzida, tal situação não ocorre no Brasil, porém deve-se

levar em consideração ao realizar o dimensionamento do pavimento, as altas

21

temperaturas sofridas pelas rodovias, pois as mesmas causam impactos nas camadas

podendo resultar em uma perda de resistência.

Os revestimentos asfálticos possuem aparência escura, com isso acabam

absorvendo muito calor e chegam a armazenar cerca de 80% da energia procedente

da radiação solar, como qualquer elemento exposto ao calor, o asfalto sofre os efeitos

de dilatação e contração e sabe-se que no Brasil existem regiões que as temperaturas

podem superar 30ºC e com isso o asfalto pode apresentar rachaduras e fissuras

resultantes deste efeito (Dynatest®, 2019).

Pomerantz et al. (2000) realizaram um experimento em pavimentos flexíveis

variando a temperatura, com a finalidade de testar a resistência a deformação nas

trilhas de rodas. Com uma diferença de 11°C, diminuindo de 53°C para 42°C, os

resultados demostraram que o pavimento na temperatura menor apresentou uma

resistência 10 vezes maior, atingindo 270 mil repetições enquanto o pavimento com

uma temperatura maior apresentou apenas 20 mil repetições.

Segundo BRITO, L. A et al. (sd) a temperatura influencia na deformação

permanente, o que acaba afetando a rigidez do asfalto e com decorrência o módulo

de resiliência da mistura asfáltica. Vale ressaltar também que a variação de umidade

no trilho de rodas acarreta na diminuição do módulo de resiliência do material granular

resultando em um aumento da deformação elástica e gerando uma trilha de rodas

maior.

A variação de temperatura resulta em tensões que geram o fissuramento do

pavimento, devido a retração térmica. O efeito de contração causado no revestimento

é aplicado na camada de base provocando tensões de tração que excedem a

resistência da camada a tração causando o trincamento (Moinsmith et al. 1967).

Os efeitos de variação de temperatura são mais aparentes em regiões que

apresentam clima frio e temperado, situação pouco aparente no Brasil.

O período de projeto comumente utilizado para o dimensionamento de um

pavimento varia de 10 a 20 anos. O volume diário médio anual é determinado a partir

da contagem de veículos que trafegam em um sentido da rodovia admitindo uma taxa

de crescimento anual de acordo com a região.

De acordo com o estudo de tráfego, se obtém um volume médio diário (VMD),

que se define pela quantidade de veículos que transitam em determinada rodovia

durante o ano, dividido pela quantidade de dias do ano em questão.

22

Determinado esse VMD, deve-se encontrar um volume médio (Vm) que pode

ser expresso pela Equação 3, por projeção geométrica, no qual correlaciona um

volume médio diário no ano base (V0), uma taxa de crescimento anual (a) elevado ao

número de anos decorridos após o ano base (n).

𝑉𝑚 = 𝑉0(1 + 𝑎)𝑛 (3)

Estabelecido um Vm pode-se definir um volume total de tráfego (Vt), represen-

tado pela Equação 4, para o período de pavimento, que no caso de pavimentos flexí-

veis este período de projeto varia de 10 a 20 anos, a fim de padronizar para um eixo

padrão estabelecido pelo DNIT, no qual será associado a um número “N”

𝑉𝑡 = 365 × 𝑃 × 𝑉𝑚 (4)

2.3.3 Índice de Suporte Califórnia (CBR)

O Índice de Suporte Califórnia - CBR, é um ensaio que foi desenvolvido pelo

Departamento de Transporte da Califórnia antes da segunda guerra mundial, tem

como finalidade verificar a capacidade de suporte do subleito e das camadas

granulares do pavimento. Os procedimentos para determinação do índice são

especificados na norma do DNIT 172/2016-ME- Determinação do Índice de Suporte

Califórnia utilizando amostras não trabalhadas.

As amostras coletadas em campo são submetidas ao ensaio, verificando a

carga necessária para que ocorra uma deformação em 0,1 ou 0,2 polegadas, em

seguida compara-se um dos resultados com o valor de carga necessário para

deformar um brita graduada simples, que possui resistência elevada, dessa forma,

quanto mais a pressão necessária da amostra de solo se aproximar da relativa a brita

graduada, melhor será sua resistência. A prensa utilizada no ensaio pode ser

representada a partir da Figura 12.

23

Figura 12- Prensa para ensaio de CBR.

Fonte: Indiamart, 2019.

O valor do CBR é de fundamental importância para o método, pois a partir

dessa análise é possível obter a estrutura necessária para que o pavimento não

apresente patologias relacionadas a capacidade de resistência do solo e definir os

materiais das camadas que constituem o pavimento.

Para definir o material de base, deve-se levar em consideração o CBR obtido,

como expresso no Quadro 4, o seu valor está relacionado ao tráfego da rodovia.

Quadro 4–CBR equivalente ao tipo de tráfego.

CBR = 40% Tráfego baixo

CBR = 60% Tráfego médio

CBR = 80% Tráfego pesado

Fonte: Adaptado BRASIL, 2006a.

A sub-base é uma camada de pavimentação, que tem como finalidade

complementar a função da base, tendo suas mesmas funções, sendo disposta sobre

o subleito e em alguns, sobre o reforço do subleito (BRASIL, 2010b).

O material utilizado para camada de sub-base deve apresentar CBR > 20% e

um índice de grupo igual a zero. Em alguns casos, se faz necessário incluir uma

camada de reforço para o subleito, em circunstâncias na qual o material do leito não

suportará a capacidade de carga que será solicitada e regularizar a espessura da sub-

24

base. Os materiais que serão utilizados no reforço devem apresentar características

superior ao do subleito (BRASIL, 2006a).

Para definir a capacidade de suporte do subleito, o material nele disposto deve

apresentando um CBR entre 2% e 20% e uma expansão < 1%. O índice de suporte

(IS) do mesmo pode ser determinado através da Equação 5, que associa o CBR e o

índice de grupo (BRASIL, 2006a).

𝐼𝑆 =(𝐼𝑆𝐶𝐵𝑅+ 𝐼𝑆𝐼𝐺)

2 (5)

De acordo com a Equação 4, se o IS resultante for menor ou igual ao 𝐼𝑆𝐶𝐵𝑅 ,

adota-se IS igual ao CBR, caso obtiver um IS maior o igual ao 𝐼𝑆𝐶𝐵𝑅, utiliza o próprio

IS. Através do Quadro 5, pode-se expressar melhor as características dos matérias

do pavimento (BRASIL, 2006a).

Quadro 5–Características dos materiais do pavimento.

Camada Critérios

Material de subleito CBR ≥ 2% Expansão menor que 2%

Material para reforço do subleito CBR maior que o do subleito Expansão menor que 1%

Material para sub-base

CBR ≥ 20% Expansão menor que 1% (Com sobrecarga de 4,536 kgf) Índice de grupo (IG) igual a zero

Material para base

CBR ≥ 80% Expansão menor que 0,5% (Com sobrecarga de 4,536 kgf) LL ≤ 25% IP ≤ 6%

Fonte: Adaptado de Souza, 1981.

Definido os materiais de cada camada, pode-se determinar as espessuras das

mesmas, a Figura 13 expressa a simbologia utilizada neste dimensionamento.

25

Figura 13–Dimensionamento do pavimento. Fonte: BRASIL, 2006a.

Baseando-se na Figura 13, observa-se que Hm representa a espessura total

do pavimento; Hn expressa a espessura total da junção do revestimento, base e sub-

base; H20 indica a espessura da base juntamente com o revestimento; R representa

a espessura do revestimento. Para determinar essas espessuras, na quais os valores

de CBR e N são correlacionados, utiliza-se do auxílio de um ábaco, desenvolvido por

Souza (1981), apresentado na Figura 14.

26

Figura 14–Determinação de espessuras do pavimento. Fonte: BRASIL, 2006a.

Segundo Balbo (2007) a Equação 6 pode ser uma solução para as retas

expressas no ábaco, na quais são definidas por uma regressão linear múltipla.

𝐻𝑇 = 77,67 × 𝑁0,0482 × 𝐶𝐵𝑅−0,598 (6)

Após definidas as espessuras anteriormente citadas, utiliza-se de equações

nas quais levam em consideração coeficientes de equivalências estrutural.

Segundo o manual de pavimentação do DNIT 2006, estes coeficientes servem

para diferentes tipos de materiais que constituem o pavimento; para o revestimento

27

utiliza-se um Kr, no qual seu valor irá variar de acordo com o material do mesmo. A

base utiliza-se um Kb, a sub-base faz-se o uso de um Ks e nos casos os quais serão

necessários incluir uma camada de reforço para o subleito, utiliza-se um Kref. Esses

coeficientes podem ser determinados através do Quadro 6 correlacionados com o tipo

de material.

Quadro 6–Coeficiente de equivalêcia estrutural.

Componentes do pavimento Coeficiente K

Base ou revestimento de concreto betuminoso 2,0

Base ou revestimento pré-misturado a quente, de graduação densa

1,70

Base ou revestimento pré-misturado a frio, de graduação densa 1,40

Base ou revestimento betuminoso por penetração 1,20

Camadas granulares 1,0

Solo cimento com resistência à compressão a 7 dias, superior a 45 kg/cm

1,70

Idem, com resistência à compressão a 7 dias, entre 45kg/cm e 28 kg/cm

1,40

Idem, com resistência à compressão a 7 dias, entre 28kg/cm e 21 kg/cm

1,20

Fonte: Adaptado de BRASIL, 2006a.

O cálculo das camadas de revestimento, base, sub-base e reforço do subleito

é determinado a partir da resolução das inequações (7), (8), (9).

𝑅𝐾𝑅 + 𝐵𝐾𝐵 ≥ 𝐻20 (7)

𝑅𝐾𝑅 + 𝐵𝐾𝐵 + ℎ20𝐾𝑠 ≥ 𝐻𝑛 (8)

𝑅𝐾𝑅 + 𝐵𝐾𝐵 + ℎ20𝐾𝑠 + ℎ𝑛𝐾𝑟𝑒𝑓 ≥ 𝐻𝑚 (9)

Os valores de R, B, ℎ20 e ℎ𝑛 representam as espessuras das camadas de

revestimento, base, sub-base e reforço do subleito.

2.4 Método de dimensionamento empírico-mecanístico

Segundo Franco (2007) ao dimensionar um pavimento asfáltico, deve-se

assegurar que, as repetições da passagem dos eixos dos veículos não irão resultar

28

em um trincamento excessivo da camada de revestimento devido ao efeito de fadiga

de acordo com o período de duração do projeto.

À medida que um pavimento exibe suas primeiras trincas entende-se que uma

grande parte de sua vida útil já ocorreu, e não houve nenhum tipo de intervenção,

diante disto, será necessária uma reconstrução do mesmo, solicitando um volume

significativo, a fim de repor as condições de conforto e segurança requeridas pelo

usuário, pois em um curto prazo de tempo o pavimento estará completamente

deteriorado (TONIAL, 2001).

O método de dimensionamento atualmente utilizado pelo DNIT, atende os

requisitos relacionados a proteção do subleito, impedindo o surgimento de

deformações plásticas excedentes ao decorrer do período de projeto (BRASIL,

2006a).

Devido a circunstância deste método ter sido desenvolvido em solos

temperados que sofrem com degelo na primavera, esta situação não é encontrada no

Brasil, pode-se afirmar que este método superdimensiona as estruturas do pavimento.

Segundo Franco (2007) o procedimento para o dimensionamento empírico-

mecanístico constitui-se em colecionar dados relativos aos materiais do pavimento,

as condições ambientais na região em questão e ao tráfego; correlacionar os dados

obtidos de resistência dos materiais e do tráfego em função das épocas sazonais, e

de acordo com o tipo de carregamento observar o comportamento destes materiais.

Para determinar as espessuras das camadas e encontrar as tensões e deformações,

considera-se as diversas correlações encontradas.

Motta (1991) desenvolveu um esquema, que pode ser representado no Figura

15, baseado em ensaios de laboratório, equações constitutivas para os materiais, a

fim de aplicá-las em modelos de comportamento mecânico do pavimento devido a

ação das cargas, sugerindo que os fatores ambientais sejam constituídos pela

temperatura presente no revestimento e a umidade do subleito.

29

Satisfaz

Figura 15–Esquema do procedimento de dimensionamento mecanístico. Fonte: Adaptado de Motta, 1991.

O método proposto por Franco (2007) faz o uso de características brasileiras

obtidas através de ensaios de laboratório, de condições climáticas, do tráfego e dos

materiais utilizados para pavimentação. Além disto, levou-se em conta a análise de

tráfego para os mais diversos tipos de eixos incluindo a variação lateral, considerou-

se também os materiais com que possuem um comportamento elástico linear e não

linear, a variação sazonal do tráfego ao decorrer do período de projeto.

Segundo Patriota (2004) a mecânica dos pavimentos exibiu um

desenvolvimento satisfatório com o auxílio de programas computacionais, nos quais

concederam uma ultrapassagem das dificuldades matemáticas na implantação de

teorias de elasticidade, teorias estas que são aplicadas à pavimentação na análise de

modelos elásticos.

Tráfego (N) Fatores ambientais (T, h) Técnicas construti-vas (especificações

Solos e materiais (MR, Fadiga)

Parâmetros de projeto e sua confiabilidade

Espessuras adotadas: inicial e iteradas, parciais e total

Cálculo de tensões, deforma-ções e deslocamentos

Valores limites de tensões e deslocamentos

Estimativa de vida útil, N e do suporte

Comparação entre vida estimada e a estabelecida no projeto

Espessuras: total e das camadas

Custos de materiais e processos

Não satisfaz

30

2.4.1 Software Medina®

O método de dimensionamento empírico-mecanístico apresentado por Motta

(1991) utiliza um programa computacional (Medina®) na qual é feita uma análise

mecanística, adotando um modelo elástico linear para a camada de revestimento e de

elástico não linear para as demais camadas, verifica-se as tensões e deformações

obtidas, logo após as mesmas camadas são comparadas aos critérios de aprovação.

Ao utilizar o programa Medina®, onde sua interface pode ser representada na

Figura 16, se faz necessário lançar dados relacionados ao tipo de material, espessura

das camadas, módulo, coeficiente de Poisson e a condição de aderência, esses dados

serão inseridos na janela (Estrutura). O software tem como finalidade verificar e

dimensionar as estruturas de pavimentos mecanístico-empírico de acordo da rotina

de Análise Elástica de Múltiplas camadas (AEMC).

Figura 16–Interface do programa Medina®. Fonte: Autor, 2019.

Os parâmetros de resiliência dos materiais são inseridos na janela (Propriedade

da camada). As informações de tráfego são inseridas na janela (Tráfego), cujo o

projetista deve colocar as informações de cada eixo previsto, o programa apresenta

os tipos de eixos permitidos. Se faz necessário inserir dados relacionados ao clima da

região onde pretende-se implantar o pavimento, o programa possui um banco de

dados onde contém informações da região de implantação, caso a região requerida

não conste no banco de dados, pode-se lançar manualmente.

31

Informações como o mês e o ano da abertura do tráfego também devem ser

inseridas no programa, tal informação irá notificar ao programa a temperatura e o

percentual de tráfego que serão considerados no início da análise.

Para alimentar o programa é necessário lançar dados referentes às

características do subleito, indicando seu módulo e sua curva de deformação

permanente, obtidos em ensaios de laboratório. Também se faz necessário lançar

dados referentes aos materiais disponíveis na região para compor as camadas de

base, sub-base e se necessário de reforço do subleito.

O projetista pode incluir seu próprio material granular a ser utilizando, no

entanto deve inserir todos os parâmetros, módulos, características e deformações

permanentes, de acordo com os dados emitidos nos ensaios de laboratório.

O programa possui modelos para determinação do número equivalente de

eixos, porém tais modelos se mostram sensíveis a pequenas variações, no entanto

para que o projeto obtenha sucesso é necessário realizar uma estimativa bem

apurada.

Ao inicializar o programa, observa-se que o mesmo possui três abas (Estrutura;

Modelagem; Resultados). A aba de estrutura permite que as informações do projeto

sejam lançadas, é importante definir o modo em que o programa irá tratar, possuindo

duas opções, pavimento novo e projeto de reforço.

Após definir o modo no qual será utilizado e preencher os campos de

identificação do projeto, o programa apresenta uma sugestão de estrutura do

pavimento com quatro camadas, para que o projetista tenha uma noção de como

preencher os campos. A estrutura do pavimento pode ser alterada para as

características do projeto em questão, definindo as propriedades das camadas. Logo

depois dos dados serem inseridos deve-se informar ao programa o tipo de análise que

deseja, caso o projetista opte por realizar uma análise com finalidade de observar

como a estrutura irá se comportar com as propriedades adotadas, basta aperta a tecla

de atalho F3, de outro modo, se deseja que o programa realize o dimensionamento

das camadas, basta selecionar a camada desejada e apertar a tecla de atalho F2.

Eventualmente o programa não conclui a análise caso encontre algumas con-

trariedades, pois para cada camada do pavimento determina-se uma espessura má-

xima, caso a espessura apresentada pelo software ultrapasse a máxima permitida ou

32

as deformações apresentadas estejam acima do permitido no subleito, dentre outras

adversidades. Em situações como essas o programa emite alertas para o projetista.

Sucedido a análise, o programa fornece um relatório da estrutura do pavimento,

contento todas as informações dos resultados obtidos no estudo.

2.4.2 Software ELSYM5®

O software ELSYM5® constitui-se como um programa de cálculo automático,

no qual é destinado a analisar a estrutura de pavimentos rodoviários flexíveis. O

programa baseia-se no modelo de Burmister (1945), em que considera a estrutura do

pavimento como um sistema de camadas horizontais de materiais elásticos-lineares

e isotrópicos, caracterizando-se de acordo com o número de camadas, as suas

espessuras, coeficientes de Poisson e módulos de deformabilidade.

Os dados de entrada necessários para o programa são representados no

Quadro 7.

Quadro 7 – Dados necessários para análise do ELSYM5®

Dados de entrada Unidade

Carga Kgf

Pressão Kgf/cm²

Raio de carga Cm

Dados de localização de avaliação Unidade

Posições da carga em X, Y e Z. Cm

Dados da camada elástica Unidade

Quantidades de camadas A especificar

Espessuras das camadas Cm

Coeficiente de Poisson -

Módulo de elasticidade kPa Fonte: Adaptado ELSYM®, 2019.

Após os dados serem lançados, o programa gera uma análise como

demostrado na Figura 17, apresentando os resultados das tensões e deformações

gerados nas camadas do pavimento.

O programa apresenta o estado de tensão e deformação nos pontos

predefinidos na análise, as tensões normais, principais e tangenciais e tangenciais

máximas, os deslocamentos, extensões principais, normais, tangenciais e tangencias

máximas.

33

Figura 17 – Resultados da análise do ELSYM5® Fonte: ELSYM5®, 2019.

Os resultados obtidos a partir da análise do software são comparados com o

ensaio da Viga Benkelman, no qual as deflexões apresentadas no pavimento devem

ser inferiores da deflexão máxima determinada pelo software.

2.4.3 Viga Benkelman

A Viga Benkelman consiste em um dispositivo mecânico, destinado a medir os

deslocamentos verticais a partir de um determinado ponto de contato com o

pavimento, por meio de um extensômetro acionado por uma alavanca interfixa,

utilizada para determinar as medidas de deflectometria. Este tipo de ensaio é por um

método não destrutivo e possui baixo custo.

Para realizar o ensaio é necessária uma aparelhagem que consiste em um

caminhão de roda dupla, com 8,2 toneladas de carga no eixo traseiro, igualmente

distribuídas entre as rodas, no qual somente o eixo traseiro com rodas duplas deve

ser pesado, uma Viga Benkelman com relação a/b de 2/1, que pode ser representado

com a Figura 18 e uma régua de madeira com 3 metros de comprimento. A pressão

dos pneus é medida a partir de um calibrador (BRASIL, 2010a).

34

Figura 18 – Esquema da Viga Benkelman. Fonte: BRASIL, 2010a.

Na execução do ensaio o percurso deve ser demarcado e localizado na trilha

de rodas, de tal forma que a roda traseira dupla deve estar localizada em uma

distância predeterminada da borda do revestimento, a localização dos pontos pode

ser representada de acordo com o Quadro 8.

Quadro 8 – Localização dos pontos.

Largura da faixa de tráfego (m)

Distância à borda do revestimento (m)

2,70 0,45

3,00 0,60

3,30 0,75

3,50 ou mais 0,90

Fonte: Adaptado BRASIL, 2010a.

A ponta de prova da Viga Benkelman deve ser posicionada no meio da roda

dupla direita, assegurando o posicionamento perfeito.

35

2.5 Método do DNIT X Método empírico-mecanístico

O método de dimensionamento atualmente utilizado pelo DNIT, tem sido

aceitável no que se refere a proteção do subleito, evitando o surgimento de

deformações plásticas excessivas ao decorrer o período de projeto, esse

comportamento está relacionado aos solos temperados que são utilizados como base

para este dimensionamento, porém tais solos utilizados sofrem com a ação de degelo

na primavera, situação está que não é encontrada no Brasil, podendo afirmar que este

método acaba superdimensionando a estrutura do pavimento (BRASIL, 2006a).

Segundo Pinto (1991) este método baseia-se nas propriedades de suporte do

solo de fundação e dos demais matérias que compõem a estrutura do pavimento,

atendendo à limitação das deformações contínuas e das tensões que possam causar

uma ruptura nos solos de base, sub-base e subleito por cisalhamento. No entanto o

método desconsidera a limitação de deformações resilientes geradas pela ação do

tráfego causando a ruptura no revestimento, como pode ser representado na Figura

19.

Figura 19–Tensões em uma estrutura de pavimento. Fonte: Medina e Motta, 2005.

Segundo Bezerra Neto (2004) a fadiga na camada asfáltica é causada pela

diminuição de sua resistência causando assim a ruptura na camada, devido a

solicitação repetitiva das cargas geradas pelo tráfego excessivo. A principal

responsável por esta deformação é tensão de tração horizontal, desenvolvida na face

inferior do pavimento.

36

A partir do dimensionamento empírico-mecanístico obtém-se um único valor

relacionado ao desempenho para uma condição futura do pavimento, tornando este

método o mais adequado para os projetos de pavimentação (BRASIL, 2006a).

Geralmente ao realizar o projeto de dimensionamento, os projetistas elaboram

um pré-projeto de acordo com o método utilizado pelo DNIT e esses resultados são

comparados com os resultados obtidos pela análise mecanística, no que demostram

que apesar de ser um método defasado o mesmo ainda se torna eficaz (XAVIER,

2017).

37

3 METODOLOGIA

O presente trabalho constituiu-se na análise da solução de pavimento da BR-

316/AL com o auxílio de artigos, monografias, relatórios de ensaios e uso de software,

com o intuito de executar uma análise de forma mais detalhada.

3.1 Rodovia Analisada

A BR-316/AL é uma Rodovia Diagonal, que apresenta orientação Nordeste –

Sudeste. Inicia na cidade de Mata Grande finaliza-se na cidade de Maceió/AL,

possuindo uma extensão de 287,12 quilômetros, o trecho em análise pode ser

apresentado na Figura 20 (BRASIL, 2006b).

Figura 20–Mapa de situação. Fonte: BRASIL, 2017.

38

Segundo Xavier (2017) para dimensionar o pavimento de acordo com o método

empírico atualmente utilizado pelo DNIT, se faz necessário considerar o número “N”,

que equivale ao número de passagens de um eixo tomado como padrão, onde leva-

se em conta a equivalência entre os eixos de operação, com suas respectivas cargas,

e o eixo padrão de 8,2 toneladas.

O método de dimensionamento mecanístico–empírico, leva em consideração a

tensão de tração na fibra inferior da camada betuminosa, os deslocamentos e tensões

verticais na superfície do subleito e os efeitos de fadiga, onde é denominado “Método

de Resiliência”, o cálculo de deflexões ou deslocamentos verticais superfícies.

Os parâmetros necessários para os dimensionamentos foram coletados junto

ao DNIT e as demais empresas envolvidas no projeto desse trecho da rodovia em

análise.

3.2 Número “N”

O estudo de tráfego da rodovia é apresentado no anteprojeto do DNIT, no qual

o ano de abertura previsto seria em 2014, apresentando assim um VMD de 114

veículos, porém devido a alguns imprevistos ocorridos ajustou-se para o ano de 2018,

considerando uma taxa de crescimento anual de 3%. O Quadro 9 demostra esse

ajuste.

Quadro 9-Cálculo do Número “N”

Fonte: Brasil, 2017.

Conforme metodologia USACE a determinação do número “N” de aplicações

do eixo padrão de carga, o período de projeto adotado foi de 10 anos, prevendo 2018

39

como ano de abertura ao tráfego, considerando um volume médio diário de 125

veículos no qual resultou em um N=9,23X105.

3.3 Dimensionamento da estrutura do pavimento pelo método do DNIT

Baseado no Anteprojeto de Engenharia para Implantação e Pavimentação da

Rodovia BR-316/AL apresentado pelo DNIT, realizou-se a análise do estudo do

subleito, de acordo com os resultados obtidos pela análise adotou-se um ISC = 10%

para o dimensionamento do pavimento, levando em consideração que os segmentos

no qual o material de subleito apresentou um valor de expansão superior que 2% e

um ISC inferior ao adotado no projeto, os mesmos foram substituídos por outros solos

argilosos que apresentaram valor de expansão inferior a 2% e ISC admissível no

projeto.

O revestimento da pista de rolamento foi composto por tratamento superficial

duplo, adotando os coeficientes de equivalência estrutural de kREV = 1,2 e HREV =

2,5cm, e para as camadas granulares arbitrou-se os coeficientes de kB e kSB = 1,0. A

camada de base adotada foi de 22 centímetros de espessura.

A camada de sub-base de acordo o método foi de 15 centímetros, porém

conforme solicitações do DNIT adotou-se uma camada de 22 centímetros de

espessura, contrariando a recomendação do método de resiliência. O subleito com

um CBR=10%. A seção transversal resultante desse dimensionamento é apresentada

na Figura 21.

Figura 21– Seção transversal do pavimento. Fonte: BRASIL, 2017.

40

Os materiais que comporam as camadas de base e sub-base foram

provenientes de jazidas próximas ao trecho de implantação. Para a camada de base

foram analisadas duas jazidas, no entanto utilizou-se a jazida J-07, localizada a 0,02

km à esquerda da estaca 1000, representada pela Figura 22, por atender

satisfatoriamente as especificações determinadas, conforme resultado apresentado

no Quadro 10, de acordo com as coletas realizadas em poços de sondagem por todo

a área da mesma, apresentou resultados nos quais especificam o tipo de material

constituinte, classificado como areia siltosa apresentando pedregulhos, possuindo

graduação granulométrica enquadrada na faixa C da especificação do DNIT

141/2010-ES-Base Estabilizada Granulométrica.

Figura 22–Croqui de situação da jazida J-07. Fonte: BRASIL, 2017.

Quadro 10- Resultados de sondagens da jazida J-07.

Fonte: BRASIL, 2017.

Para compor a camada de sub-base realizou a análise em uma jazida, J-09

localizada a 0,04 km à esquerda da estaca 861, representadas pela Figura 23.

Apresentando profundidade média de material utilizável e atendendo as

especificações para utilização na camada de sub-base, sendo constituída por areia

siltosa com pedregulhos, conforme resultado apresentado no Quadro 11.

41

Figura 23–Croqui de situação da jazida J-09. Fonte: BRASIL, 2017

Quadro 11- Resultados de sondagens da jazida J-09.

Fonte: BRASIL, 2017.

3.4 Software ELSYM5®

Os dados lançados para primeira análise do programa são apresentados no

Quadro 12, nesta primeira análise foi adotada uma espessura de 15 centímetros para

camada de sub-base.

42

Quadro 12 – Dados utilizados para primeira análise.

DADOS DE ENTRADA

Carga 2.050 Kgf

Pressão 5.60 Kgf/cm²

Raio de carga 0

LOCALIZAÇÃO DE AVALIAÇÃO (cm)

Posições da carga em X 0,0;0,0

Posições da carga em Y 0,0;32,40

Posições da carga em Z 0,0;2,5;24,5;39,5

CAMADA ELÁSTICA

Quantidades de camadas 4

Espessuras das camadas (cm)

Revestimento 2,50

Base 22,00

Sub-base 15,00

Subleito Semi-infinito

Coeficiente de Poisson (todas as camadas) 0,45

Módulo de elasticidade (kPa)

Revestimento 1000,00

Base 1910,00

Sub-base 2061,00

Subleito 688,00 Fonte: Autor, 2019.

Os dados adotados podem ser expressos através da Figura 24, observa-se que

o coeficiente de Poisson foi o mesmo em todas as camadas do pavimento. Os

módulos de resiliência para as camadas foram obtidos através de ensaios feitos em

campo pela empresa.

O software recomenda que seja adotado espessura “zero” cm para a camada

de subleito, o que expressa camada semi-infinita.

43

Figura 24 – Dados da camada elástica para primeira análise. Fonte: ELSYM5®, 2019.

Na segunda análise, adotou-se uma espessura de 22 centímetros para camada

de sub-base, conforme apresentado na Figura 25 e permaneceu os dados anteriores

das demais camadas que compõem a estrutura do pavimento.

Figura 25 – Dados da camada elástica para segunda análise. Fonte: ELSYM5®, 2019.

44

Com os resultados apresentados pelo software determinou-se um “N” em

função da deformação máxima vertical no topo da camada do revestimento, através

da Equação 10.

𝑁 = 6,069 × 10−10 × 𝜀𝑣4,762

(10)

Segundo Hibbeler (2010) a lei da tensão-deformação elástica conhecida

também como lei de Hooke, estabelece que a tensão (𝜏) é uma função linear da

deformação (ε), que pode ser representada pela Equação 11, considerando que E é

correspondente ao módulo Young do material também conhecido como módulo de

elasticidade.

𝜏 = 𝐸 × 𝜀 (11)

Supondo que a tensão pode ser expressa pela razão das forças atuantes sobre

a superfície de contato, levando em conta que a força e as tensões axiais são positivas

na tração e negativas na compressão, representada pela Equação 12.

𝜏 =𝑃

𝐴 (12)

A partir do número “N” determinado em função da deformação vertical máxima

no topo da camada de revestimento, verificou-se o quanto a mais de vida útil do pavi-

mento foi adquirido adotando a espessura da sub-base de 22 centímetros compa-

rando a mesma, caso o pavimento tivesse sido executado com a espessura de sub-

base de 15 centímetros como sugerido pela empresa executora.

Nos Apêndices A e B é apresentado os cálculos dos números “N”, adotando o

fator de veículo de 2,23 para metodologia da ASSHTO e um fator de veículo de 3,58

para metodologia da USACE.

Para determinar o VMD utilizou-se o método de projeção geométrica represen-

tado pela Equação 13. A taxa de crescimento anual considerado foi de 3%, a mesma

adotada no anteprojeto, o volume de tráfego no ano base de 114 veículos e o número

de anos decorridos após o ano da contagem.

𝑉𝑀𝐷 = 𝑉0(1 + 𝑛𝑎) (13)

45

O número “N” foi determinado através da Equação 14, conforme detalhado no

Apêndice B, este é descrito como sendo o produto das parcelas de VMD, FV, o nú-

mero de dias de um ano e uma proporção relativa a meia pista. Ressalta-se a existên-

cias de metodologias distintas na AASHTO e na USACE para determinação do FV.

𝑁 = 𝑉𝑀𝐷 × 𝐹𝑉 × 365 × 0,5 (14)

O DNIT considera a metodologia da USACE mais eficaz, por avaliar os efeitos

do carregamento na deformação permanente.

46

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES

Neste capítulo está apresentado e discutido os resultados obtidos através da

análise do software ELSYM5®, no qual foram inseridos os dados dos materiais

utilizados para execução do pavimento no segmento 1A da BR-316/AL.

A princípio a análise seria feita pelo software Medina®, mas como as camadas

de base e sub-base foram compostas por material muito granular, o software possui

uma limitação quanto a verificação das deformações nas camadas do pavimento para

este tipo de material. Logo, a análise foi realizada pelo mesmo software utilizado pela

empresa, apresentando resultados satisfatórios.

4.1 Modelagem ELSYM5®

A partir dos dados lançados no software para realizar a primeira análise

(considerando espessura de sub-base de 15 cm) foram obtidos os seguintes

resultados, que podem ser expressos na Figura 25, podendo observar as

deformações verticais no topo da camada do revestimento. É possível perceber que

a deformação vertical máxima no topo da camada do revestimento é de 0,431 x 10-3

mm-1 como destacado na Figura 26.

Figura 26 – Resultados da primeira análise do ELSYM5®. Fonte: ELSYM5®, 2019.

47

Na segunda análise a espessura da camada de sub-base considerada foi de

22 centímetros, logo a deformação vertical máxima no topo da camada do revesti-

mento é de 0,374 x 10-3 mm-1 em destaque na Figura 27.

Figura 27 – Resultados da segunda análise do ELSYM5®. Fonte: ELSYM5®, 2019.

Diante das análises obtidas, percebe-se que a deformação vertical máxima no

topo da camada do revestimento na primeira análise é maior com relação a da se-

gunda, como a camada de sub-base na segunda análise considerada foi maior, resul-

tou em uma maior proteção na camada do subleito, causando assim uma deformação

menor, conforme apresentado no Quadro 13.

48

Quadro 13-Resultados das análises.

RESULTADOS DAS ANÁLISES

Camada de sub-base

Espessura (cm) Deformação (mm-1)

Primeira análise

15 0,431 x 10-3

Segunda análise

22 0,374 x 10-3

Fonte: Autor, 2019.

Sabendo que na mecânica dos solos os resultados associados aos sinais: (–),

negativo, e (+), positivo, correspondem respectivamente aos efeitos das forças de

compressão e de tração.

Devido a camada de revestimento ser composta por material betuminoso de

dupla penetração, a espessura da camada obtida através do dimensionamento foi de

2,5 centímetros, a partir disso os resultados de deformação máxima vertical na ca-

mada de revestimento adquiridos foram positivos.

No entanto concluiu-se que o software considera apenas o efeito de tração na

camada de revestimento, pois a mesma apresenta uma espessura de camada muito

fina, se comparado aos outros tipos de revestimentos, o TSD possui uma rigidez

menor, gerando assim uma maior deformação, dessa forma os efeitos da carga de

tráfego atuam diretamente no topo da camada de base, justificando assim os

resultados obtidos com sinais positivos.

Segundo Moreira (2011) a determinação da tensão admissível, resistência ou

capacidade de carga do solo, correspondem ao limite de carga que o solo pode

suportar sem ocasionar danos a estrutura do pavimento.

A partir destes resultados foi encontrado um número “N” em função da

deformação vertical máxima no topo da camada do revestimento para as duas

situações.

Considerando a espessura da camada de sub-base de 15 centímetros o “N”

encontrado foi de 6,45x106, representado pela Figura 28.

Figura 28–Número “N” em função da deformação na primeira situação. Fonte: Autor, 2019.

49

Após encontrado esse número “N” realizou-se a projeção do mesmo com o

intuito de determinar o ano em que poderia ocorrer patologias neste pavimento devido

ao não atendimento da deformação admissível, expresso na Figura 29.

Figura 29 – Cálculo do Número “N” para primeira situação. Fonte: Autor, 2019.

É possível observar que caso o pavimento tivesse sido executado com a

camada de sub-base de 15 centímetros a vida útil do pavimento teria um acréscimo

de 32 anos a mais, comparado a vida útil definida no projeto.

Na segunda análise executada, na qual foi adotada a espessura de 22

centímetros na camada de sub-base, que equivale ao que foi executado, foi obtido um

número “N” de 1,27x107, representado pela Figura 30.

Figura 30–Número “N” em função da deformação na segunda situação. Fonte: Autor, 2019.

A mesma previsão foi realizada para esse número “N”, conforme apresentado

na Figura 31, verificando assim a influência que será causada com o aumento da ca-

mada de sub-base na vida útil do pavimento.

Figura 31 – Cálculo do Número “N” para segunda situação. Fonte: Autor, 2019.

50

A partir desta análise constata-se que houve um acréscimo de 49 anos a mais

na vida útil do pavimento, com relação a de projeto.

Comparando com a primeira situação, percebe-se que o aumento de 7

centímetros na camada de sub-base resultou em uma diferença de 17 anos a mais na

vida útil do pavimento, vale ressaltar que essas previsões só vigoram caso a rodovia

esteja em perfeitas condições, com as manutenções corretas, intervenções realizadas

periodicamente e os veículos respeitem o limite de carga estabelecido na lei.

51

5 CONCLUSÃO

De acordo com os objetivos deste trabalho, foram elaboradas analises

considerando espessuras diferentes para a camada de sub-base visando discutir o

dimensionamento de um trecho da BR-316/AL.

Através dos resultados obtidos, foi possível verificar a deformação vertical

máxima vertical no topo da camada do revestimento, no qual os resultados convergem

com os apresentados pela empresa.

No dimensionamento elaborado, o raio de influência foi desconsiderado por

apresentar erro na hora de executar a análise, porém os resultados apresentados

ainda assim são satisfatórios e condizem com os adotados na execução.

A partir desses resultados foi possível fazer uma estimativa do quanto

aumentou a vida útil do pavimento, considerando a espessura da camada de sub-

base de 15 e 22 centímetros. Observou que caso o pavimento tivesse sido executado

adotando-se uma camada de 15 cm o pavimento teria vida útil de 42 anos ao invés de

10 anos como previsto em projeto.

Considerando a espessura da camada de sub-base de 22 centímetros, como

foi executada, o aumento na vida útil foi de 49 anos a mais da vida de projeto,

considerando o funcionamento da rodovia em perfeitas condições e o tráfego de

veículos de carga com carga máxima admissível.

Constatou-se que o aumento de 7 centímetros na camada de sub-base

prolongou a vida útil em mais 17 anos, comparando com a espessura sugerida pela

empresa, que seria de 15 centímetros. Logo, a solicitação do DNIT em adotar uma

camada com uma espessura maior, apesar de superdimensionar o pavimento,

resultou em um período de vida útil maior.

Por fim, devido ao método de dimensionamento do DNIT não levar em

consideração as interações entre as camadas e sua metodologia ter sido elaborada

em solos que divergem com os solos tropicais costumeiramente encontrados no

Brasil, se faz necessário o auxílio do método mecanístico que busca um estudo

melhor, levando em consideração as deformações, tensões e deslocamentos no

pavimento. No entanto, o método ainda apresenta uma deficiência com relação as

suas considerações, o que acarreta em um superdimensionamento do pavimento,

gerando assim um custo mais alto ao executar o projeto.

52

REFERÊNCIAS

BALBO, J. T. Pavimentação Asfáltica: materiais, projetos e restauração. Oficina

de texto, 2007.

BERNUCCI, L. B; MOTTA, L. M. G; CERATTI, J. A. P; SOARES, J. B. Pavimenta-

ção Asfáltica: Formação Básica para Engenheiros. Rio de Janeiro: Gráfica Minis-

ter, 2007.

BRASIL, 2003. Defeitos nos pavimentos flexíveis e semi-rígidos-Terminologia.

BRASIL, 2006a. Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes. DNIT –

IPR 719. Manual de Pavimentação. 3º Edição. Rio de Janeiro, 2006a.

BRASIL, 2006b. Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes. DNIT –

IPR 719. Manual de Estudos de Tráfego. 1º Edição. Rio de Janeiro, 2006b.

BRASIL, 2009a. Pavimentos flexíveis-Base estabilizada granulometricamente-

Especificação de serviço.

BRASIL, 2009b. Pavimentos flexíveis-Sub-Base estabilizada granulometrica-

mente-Especificação de serviço.

BRASIL, 2010a. Pavimentação asfáltica-Delineamento da linha de influência

longitudinal da bacia de deformação intermédio da Viga Benkelman-Método de

ensaio.

BRASIL, 2010b. Determinação da recuperação elástica de materiais asfálticos

pelo ductilômetro – Método de Ensaio.

BRASIL. Lei nº 10.233, de 5 de junho de 2001. Dispõe sobre a reestruturação dos

transportes aquaviário e terrestre, cria o Conselho Nacional de Integração de Políti-

cas de Transporte, a Agência Nacional de Transportes Terrestres, a Agência Nacio-

nal de Transportes Aquaviários e o Departamento Nacional de Infraestrutura de

Transportes, e dá outras providências. Diário oficial da União, Brasília, seção 2,

pt.1, p.18, 5 de junho. 2001.

BRASIL. Resolução CONTRAN nº 104 de 21/12/1999. Dispõe sobre tolerância má-

xima de peso bruto de veículos. Diário Oficial da República Federativa do Brasil,

Resolução CONTRAN nº 104, 1999.

BRASIL, 2017. Projeto básico/executivo e execução das obras de Implantação e

pavimentação da rodovia, BR-316/AL. Volume 2-Pacote III. 2017.

BRASIL, 2018. Projeto de Execução “As Built”, BR-316/AL. Volume 3-Controle

Tecnológico “As Built”. 2018.

53

BRASIL, 2019. Projeto de Execução “As Built”, BR-316/AL. Volume 1-Tomo II.

2019.

BRITO, L. A. T; HELLER, L. F; VITORELLO, T; HIRSCH, F; MALLMAN, K; SA-

CARDO, R; TIEFENSEE, M; BERGMANN, E. Influência da Temperatura no Compor-

tamento de Pavimentos Flexíveis – Uma Análise Direcionada às Ilhas de Calor. ANT-

Agência Nacional de Transportes Terrestres. (sd).

CNT. Confederação Nacional do Transporte. 2017. Disponível em:

<http://www.cnt.org.br/estudo/transporte-rodoviario-pavimento> Acesso em: 02

out.2018.

DYNATEST. 2019. Disponível em: < http://dynatest.com.br/verao-nas-estradas-

saiba-qual-o-impacto-das-altas-temperaturas-sobre-os-pavimentos/> Acesso em: 01

mai.2019.

HIBBELER, R. C. Resistência dos Materiais. 7º Edição. São Paulo. 2010.

FRANCO, F. A. C. P. Método de dimensionamento mecanístico-empírico de pa-

vimentos asfálticos – SisPav. 2007. 294p. Tese (Doutorado em Ciências). Universi-

dade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2007.

IBRACON. Instituto Brasileiro do Concreto. 2017. Disponível em: < http://www.ibra-

con.org.br/eventos/50cbc/pav_apresentacoes/isis_raquel.pdf> Acesso em: 02

out.2018.

INDIAMART. 2019. Disponível em: < https://www.indiamart.com/proddetail/labora-

tory-cbr-test-apparatus-6382282391.html> Acesso em: 02 mai.2019.

KLAMT, R. A; SPECHT, L. P; BUDNY, J; KNIERIM, L. S; A Influência da Sobrecarga

nos Pavimentos e a Importância da Fiscalização de Pesagem Veicular nas Rodovias

Brasileiras. CIATEC: Revista de Ciências Exatas Aplicadas e Tecnológicas da Uni-

versidade de Passo Fundo, Passo Fundo, ano 2, n.2, p. 52-65, dez. 2017.

MOINSMITH, C. L; SEED, H. B; MITRY, F. G; CHAN, C. K. Previsões de deflexões

de pavimentos de testes de laboratório. (sd).

MOREIRA, M. M. P. Capacidade de Carga em Fundações Superficiais. 2011.

85p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil). Universidade da Beira Interior. Co-

vilhã, 2011.

MEDINA, J. e MOTTA, L. M. G. Mecânica dos Pavimentos. 2ª Edição, 570p. Rio de

Janeiro, Rio de Janeiro, Editora UFRJ. 2005.

MOTTA, L. M. G. Método de dimensionamento de pavimento flexíveis: Critério

de confiabilidade e ensaio de cargas repetidas. 1991. 366p. Tese (Doutorado em Ci-

ências). Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 1991.

54

NETO, R. S. B. Análise comparativa de pavimentos dimensionados através dos

métodos empírico do DNER e mecanístico e proposta de um catálogo simplifi-

cado de pavimentos para a região de Campo Grande (MS). 2004. 169p. Disserta-

ção (Mestrado em Engenharia de Transportes). Universidade de São Carlos. São

Paulo, 2004.

PATRIOTA, M. B. Análise laboratorial de concreto betuminoso usinado a

quente modificado com adição de borracha reciclada de pneus – processo seco.

2004. 128p. Dissertação (Mestre em Ciências em Engenharia Civil). Universidade

Federal de Pernambuco, Recife, 2004.

PEDREIRÃO. 2019. Disponível em: <https://pedreirao.com.br/o-que-e-um-eixo-pa-

drao-rodoviario-passo-a-passo/> Acesso em: 01 mai.2019.

PINTO, S. Estudo do comportamento à fadiga de misturas betuminosas e apli-

cação na avaliação estrutural de pavimentos. 1991. 478p. Tese (Doutorado em

Ciências). Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 1991.

POMERANTZ, M; AKBARI, H; HARVEY, J. T. Benefícios de Durabilidade e Visibi-

lidade de Pavimentos Reflexivos Mais Frios. 1º Edição. Lawrence. 2000.

SALGADO, J. C. P. Técnicas e Práticas Construtivas para Edificação. 1º Edição.

São Paulo, 2008.

SOUZA, M. L. Método de projeto de pavimentos flexíveis. 3º Edição. rev. e atual.

Rio de Janeiro, IPR. 1981.

TEODOZIO, T. N. Um estudo paramétrico sobre tensões, deformações e resis-

tência à fadiga de pavimentos asfálticos. 2012. 74p. Dissertação (Mestrado em

Engenharia Civil). Universidade Federal de Alagoas, Alagoas, 2012.

TONIAL, I. A. Influência do envelhecimento do revestimento asfáltico na vida de

fadiga de pavimentos. 2001. 248p. Dissertação (Mestrado em Ciências em Enge-

nharia Civil). Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2001.

XAVIER, A. L. N. G. Comparativo entre dimensionamento de pavimento pelo

método do DNIT e o mecanístico-empírico – estudo de caso. 2017. 76p. Monogra-

fia (Especialização em pavimentação). Universidade Federal da Bahia, Bahia, 2017.

55

APÊNDICES

56

APÊNDICE A – CÁLCULO DO NÚMERO “N” PARA PRIMEIRA ANÁLISE

57

Cálculo do Número "N"

ANO A VMDc N-AASHTO N-USACE

2015 AE 114 No Ano Acumulado No Ano Acumulado

2018 1 125 5E+04 5E+04 8,17E+04 8,17E+04

2019 2 129 5,1E+04 1E+05 8,43E+04 1,66E+05

2020 3 133 5,3E+04 1,5E+05 8,69E+04 2,53E+05

2021 4 137 5,4E+04 2,0E+05 8,95E+04 3,42E+05

2022 5 141 5,6E+04 2,6E+05 9,22E+04 4,35E+05

2023 6 145 5,8E+04 3,2E+05 9,50E+04 5,30E+05

2024 7 149 6,0E+04 3,8E+05 9,73E+04 6,27E+05

2025 8 154 6,1E+04 4,4E+05 1,01E+05 7,27E+05

2026 9 158 6,3E+04 5,0E+05 1,03E+05 8,31E+05

2027 10 163 6,5E+04 5,7E+05 1,06E+05 9,37E+05

2028 11 168 6,7E+04 6,3E+05 1,10E+05 1,05E+06

2029 12 173 6,9E+04 7,0E+05 1,13E+05 1,16E+06

2030 13 178 7,1E+04 7,7E+05 1,16E+05 1,28E+06

2031 14 183 7,3E+04 8,5E+05 1,20E+05 1,40E+06

2032 15 189 7,5E+04 9,2E+05 1,23E+05 1,52E+06

2033 16 194 7,8E+04 1,0E+06 1,27E+05 1,65E+06

2034 17 200 8,0E+04 1,1E+06 1,31E+05 1,78E+06

2035 18 206 8,2E+04 1,2E+06 1,35E+05 1,91E+06

2036 19 212 8,5E+04 1,2E+06 1,39E+05 2,05E+06

2037 20 219 8,7E+04 1,3E+06 1,43E+05 2,19E+06

2038 21 225 9,0E+04 1,4E+06 1,47E+05 2,34E+06

2039 22 232 9,3E+04 1,5E+06 1,52E+05 2,49E+06

2040 23 239 9,6E+04 1,6E+06 1,56E+05 2,65E+06

2041 24 246 9,8E+04 1,7E+06 1,61E+05 2,81E+06

2042 25 254 1,0E+05 1,8E+06 1,66E+05 2,97E+06

2043 26 261 1,0E+05 1,9E+06 1,71E+05 3,14E+06

2044 27 269 1,1E+05 2,0E+06 1,76E+05 3,32E+06

2045 28 277 1,1E+05 2,1E+06 1,81E+05 3,50E+06

2046 29 285 1,1E+05 2,3E+06 1,86E+05 3,69E+06

2047 30 294 1,2E+05 2,4E+06 1,92E+05 3,88E+06

2048 31 303 1,2E+05 2,5E+06 1,98E+05 4,08E+06

2049 32 312 1,2E+05 2,6E+06 2,04E+05 4,28E+06

2050 33 321 1,3E+05 2,7E+06 2,10E+05 4,49E+06

2051 34 331 1,3E+05 2,9E+06 2,16E+05 4,71E+06

2052 35 341 1,4E+05 3,0E+06 2,23E+05 4,93E+06

2053 36 351 1,4E+05 3,2E+06 2,29E+05 5,16E+06

2054 37 361 1,4E+05 3,3E+06 2,36E+05 5,40E+06

2055 38 372 1,5E+05 3,4E+06 2,43E+05 5,64E+06

2056 39 384 1,5E+05 3,6E+06 2,51E+05 5,89E+06

2057 40 395 1,6E+05 3,8E+06 2,58E+05 6,15E+06

2058 41 407 1,6E+05 3,9E+06 2,66E+05 6,41E+06

2059 42 419 1,7E+05 4,1E+06 2,74E+05 6,69E+06

2060 43 432 1,7E+05 4,3E+06

58

2061 44 445 1,8E+05 4,4E+06

2062 45 458 1,8E+05 4,6E+06

2063 46 472 1,9E+05 4,8E+06

2064 47 486 1,9E+05 5,0E+06

2065 48 500 2,0E+05 5,2E+06

2066 49 515 2,1E+05 5,4E+06

2067 50 531 2,1E+05 5,6E+06

2068 51 547 2,2E+05 5,8E+06

2069 52 563 2,3E+05 6,1E+06

2070 53 580 2,3E+05 6,3E+06

2071 54 597 2,4E+05 6,5E+06

59

APÊNDICE B – CÁLCULO DO NÚMERO “N” PARA SEGUNDA ANÁLISE

60

Cálculo do Número "N"

ANO A VMDc N-AASHTO N-USACE

2015 AE 114 No Ano Acumulado No Ano Acumulado

2018 1 125 5E+04 5E+04 8,17E+04 8,17E+04

2019 2 129 5,1E+04 1E+05 8,43E+04 1,66E+05

2020 3 133 5,3E+04 1,5E+05 8,69E+04 2,53E+05

2021 4 137 5,4E+04 2,0E+05 8,95E+04 3,42E+05

2022 5 141 5,6E+04 2,6E+05 9,22E+04 4,35E+05

2023 6 145 5,8E+04 3,2E+05 9,50E+04 5,30E+05

2024 7 149 6,0E+04 3,8E+05 9,73E+04 6,27E+05

2025 8 154 6,1E+04 4,4E+05 1,01E+05 7,27E+05

2026 9 158 6,3E+04 5,0E+05 1,03E+05 8,31E+05

2027 10 163 6,5E+04 5,7E+05 1,06E+05 9,37E+05

2028 11 168 6,7E+04 6,3E+05 1,10E+05 1,05E+06

2029 12 173 6,9E+04 7,0E+05 1,13E+05 1,16E+06

2030 13 178 7,1E+04 7,7E+05 1,16E+05 1,28E+06

2031 14 183 7,3E+04 8,5E+05 1,20E+05 1,40E+06

2032 15 189 7,5E+04 9,2E+05 1,23E+05 1,52E+06

2033 16 194 7,8E+04 1,0E+06 1,27E+05 1,65E+06

2034 17 200 8,0E+04 1,1E+06 1,31E+05 1,78E+06

2035 18 206 8,2E+04 1,2E+06 1,35E+05 1,91E+06

2036 19 212 8,5E+04 1,2E+06 1,39E+05 2,05E+06

2037 20 219 8,7E+04 1,3E+06 1,43E+05 2,19E+06

2038 21 225 9,0E+04 1,4E+06 1,47E+05 2,34E+06

2039 22 232 9,3E+04 1,5E+06 1,52E+05 2,49E+06

2040 23 239 9,6E+04 1,6E+06 1,56E+05 2,65E+06

2041 24 246 9,8E+04 1,7E+06 1,61E+05 2,81E+06

2042 25 254 1,0E+05 1,8E+06 1,66E+05 2,97E+06

2043 26 261 1,0E+05 1,9E+06 1,71E+05 3,14E+06

2044 27 269 1,1E+05 2,0E+06 1,76E+05 3,32E+06

2045 28 277 1,1E+05 2,1E+06 1,81E+05 3,50E+06

2046 29 285 1,1E+05 2,3E+06 1,86E+05 3,69E+06

2047 30 294 1,2E+05 2,4E+06 1,92E+05 3,88E+06

2048 31 303 1,2E+05 2,5E+06 1,98E+05 4,08E+06

2049 32 312 1,2E+05 2,6E+06 2,04E+05 4,28E+06

2050 33 321 1,3E+05 2,7E+06 2,10E+05 4,49E+06

2051 34 331 1,3E+05 2,9E+06 2,16E+05 4,71E+06

2052 35 341 1,4E+05 3,0E+06 2,23E+05 4,93E+06

2053 36 351 1,4E+05 3,2E+06 2,29E+05 5,16E+06

2054 37 361 1,4E+05 3,3E+06 2,36E+05 5,40E+06

2055 38 372 1,5E+05 3,4E+06 2,43E+05 5,64E+06

2056 39 384 1,5E+05 3,6E+06 2,51E+05 5,89E+06

2057 40 395 1,6E+05 3,8E+06 2,58E+05 6,15E+06

2058 41 407 1,6E+05 3,9E+06 2,66E+05 6,41E+06

2059 42 419 1,7E+05 4,1E+06 2,74E+05 6,69E+06

2060 43 432 1,7E+05 4,3E+06 2,82E+05 6,97E+06

61

2061 44 445 1,8E+05 4,4E+06 2,90E+05 7,26E+06

2062 45 458 1,8E+05 4,6E+06 2,99E+05 7,56E+06

2063 46 472 1,9E+05 4,8E+06 3,08E+05 7,87E+06

2064 47 486 1,9E+05 5,0E+06 3,17E+05 8,18E+06

2065 48 500 2,0E+05 5,2E+06 3,27E+05 8,51E+06

2066 49 515 2,1E+05 5,4E+06 3,37E+05 8,85E+06

2067 50 531 2,1E+05 5,6E+06 3,47E+05 9,19E+06

2068 51 547 2,2E+05 5,8E+06 3,57E+05 9,55E+06

2069 52 563 2,3E+05 6,1E+06 3,68E+05 9,92E+06

2070 53 580 2,3E+05 6,3E+06 3,79E+05 1,03E+07

2071 54 597 2,4E+05 6,5E+06 3,90E+05 1,07E+07

2072 55 615 2,5E+05 6,8E+06 4,02E+05 1,11E+07

2073 56 634 2,5E+05 7,0E+06 4,14E+05 1,15E+07

2074 57 653 2,6E+05 7,3E+06 4,27E+05 1,19E+07

2075 58 672 2,7E+05 7,6E+06 4,39E+05 1,24E+07

2076 59 693 2,8E+05 7,8E+06 4,53E+05 1,28E+07

2077 60 713 2,9E+05 8,1E+06

2078 61 735 2,9E+05 8,4E+06

2079 62 757 3,0E+05 8,7E+06

2080 63 780 3,1E+05 9,0E+06

2081 64 803 3,2E+05 9,4E+06

2082 65 827 3,3E+05 9,7E+06

2083 66 852 3,4E+05 1,0E+07

2084 67 877 3,5E+05 1,0E+07

2085 68 904 3,6E+05 1,1E+07

2086 69 931 3,7E+05 1,1E+07

2087 70 959 3,8E+05 1,1E+07

2088 71 988 3,9E+05 1,2E+07

2089 72 1017 4,1E+05 1,23E+07