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PLANO EDUCACIONAL ANUAL (PEA) - 2020
CURSOS PARA CAPACITAÇÃO DE SERVIDORES DO DNIT
CURSO
ANÁLISE DE PROJETOS DE
PAVIMENTAÇÃO
http://ipr.dnit.gov.br/
BRASÍLIA - DF
2020
ii
EQUIPE DA ÁREA EDUCACIONAL - IPR
E-mail: ipr.edu@dnit.gov.br
ROGÉRIO CALAZANS (Analista em Infraestrutura de Transportes)
Coordenador Geral do IPR
Rogerio.calazans@dnit.gov.br
(61) 3315-4626
AMARO VENÂNCIO JÚNIOR (Analista em Infraestrutura de Transportes)
Chefe da Divisão de Capacitação e Desenvolvimento
amaro.venancio@dnit.gov.br
(61) 3315-4626
ELABORAÇÃO DA APOSTILA E INSTRUTORIA DO CURSO DE ANÁLISE DE
PROJETOS DE PAVIMENTAÇÃO:
MARIO SERGIO DE SOUZA ALMEIDA
Engenheiro Civil – Doutor em Energia e Ambiente com Tese em Geotecnia - UFBA
Analista em Infraestrutura de Transportes – SRE/BA
mario.almeida@dnit.gov.br
iii
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – Organograma do Guia de Análise de Projetos do DNIT. .................................... 15
Figura 2 – Processo geral de desenvolvimento de projetos rodoviários do DNIT. .............. 16
Figura 3 – Etapas dos projetos rodoviários. .......................................................................... 18
Figura 4 – Fluxo de elaboração de um projeto. .................................................................... 22
Figura 5 – Diagrama de interdependência da Disciplina Estudo de Tráfego. ...................... 29
Figura 6 – Exemplo de postos de contagem de tráfego: BR-381/MF – Lote 4. ................... 30
Figura 7 – Exemplos de fluxogramas de tráfego em interseções. ......................................... 34
Figura 8 - Fator de distribuição direcional do tráfego para rodovias. ................................... 39
Figura 9 – Parte dos veículos adotados na classificação do DNIT. ...................................... 40
Figura 10 - Diagrama de interdependência da disciplina de Estudo Geotécnico. ................ 41
Figura 11 - Diagrama de interdependências da disciplina Projeto de Pavimento Flexível. . 49
Figura 12 - Determinação de espessuras do pavimento. ....................................................... 58
Figura 13 - Dimensionamento do pavimento. ....................................................................... 59
Figura 14 - Fases do trincamento. ......................................................................................... 64
Figura 15 - Pavimento invertido. .......................................................................................... 66
Figura 16 - Telas de entrada de dados e visualização dos resultados no ELSYM5. ............. 70
Figura 17 – Tela inicial do AEMC. ...................................................................................... 72
Figura 18 – Sistema de coordenadas do MeDiNa. ................................................................ 73
Figura 19 – Tela inicial do Programa MeDiNa. ................................................................... 75
Figura 20 – Tela de entrada de dados do MeDiNa. .............................................................. 76
Figura 21 – Características do eixo padrão rodoviário de 8,2 t. ........................................... 78
Figura 22 – Curva sigmoidal da função de transferência do MeDiNa. ................................ 80
Figura 23 – Deformação permanente de materiais granulares e solos. ................................. 80
Figura 24 – Esquema e equação para determinação da Deformação Permanente. ............... 81
Figura 25 – Defeitos de pavimentos asfálticos. .................................................................... 88
Figura 26 - Variação da serventia com o tráfego ou com o tempo decorrido de utilização da
via. ......................................................................................................................................... 96
Figura 27 - Variação da carga dinâmica de dois eixos legais trafegando em uma via com
elevada irregularidade (Fernandes Jr. e Barbosa, 2000). ...................................................... 97
Figura 28 - Período recomendável para a manutenção dos pavimentos. .............................. 98
Figura 29 – Variação do VSA após manutenção para diferentes padrões estabelecidos. ..... 99
Figura 30 - Ficha de Avaliação de Serventia. ..................................................................... 100
Figura 31 – Demarcação de áreas para inventário de defeitos. ........................................... 102
Figura 32 – Treliça metálica para medida dos afundamentos nas trilhas de roda. ............. 103
Figura 33 - Diversas faixas de variação do IRI dependendo do caso e situação (Sayers e
Karamihas, 1998). ............................................................................................................... 106
Figura 34 - Exemplo de equipamento APL francês (Foto: Vectra, 2005). ......................... 107
Figura 35 - Exemplo de equipamento Merlin medidor de irregularidade. ......................... 108
Figura 36 - Princípio de funcionamento de equipamento tipo-resposta (Gillespie et al., 1980).
............................................................................................................................................. 108
Figura 37 - Micro e macrotextura na superfície de um revestimento asfáltico. ................. 111
iv
Figura 38 - Operação do pêndulo britânico para a determinação do valor de resistência à
derrapagem (Fotos: Moura). ............................................................................................... 111
Figura 39 - Equipamentos e passos do ensaio de mancha de areia. .................................... 113
Figura 40 - Exemplo de mancha de areia em dois tipos macrotexturas distintas. .............. 114
Figura 41 - Defeitos estruturais de trincamento e afundamento por repetição de cargas. .. 115
Figura 42 - Exemplos de extração de corpos-de-prova e de poços de sondagem em
pavimentos em uso. ............................................................................................................. 117
Figura 43 - Esquema da bacia de deformação e da deformada. .......................................... 119
Figura 44 - Deformada e raio de curvatura. ........................................................................ 120
Figura 45 - Deformações no pavimento. ............................................................................. 121
Figura 46 - Esquema da viga Benkelman (DNER-ME 24/94) e passos do ensaio ............. 124
Figura 47 - Esquema de leituras com a viga Benkelman para obtenção da deformada
(Desenhos – Nóbrega, 2003). .............................................................................................. 125
Figura 48 - Esquema de um defletômetro de impacto. ....................................................... 126
Figura 49 - Exemplos de modelos de FWD. ....................................................................... 128
Figura 50 - Esquema de medidas com o FWD. .................................................................. 129
Figura 51 - Exemplo de delimitação dos segmentos homogêneos pelo método das diferenças
acumuladas (AASHTO, 1993). ........................................................................................... 133
Figura 52 - Fases da vida de um pavimento (número N). ................................................... 134
Figura 53 – Estrutura de referência do TECNAPAV. ........................................................ 143
Figura 54 - Esquema dos dados necessários para se fazer uma retroanálise de pavimento
(Nóbrega, 2003). ................................................................................................................. 150
Figura55 - Diferentes formas de bacia deflectométrica indicam diferentes capacidades de
carga para a mesma deflexão máxima (Nóbrega e Motta, 2003). ...................................... 150
Figura 56 - Tela do programa RETRAN2CL (Albernaz, 1997) ......................................... 152
Figura 57 - Tela inicial do BAKFAA ................................................................................. 153
Figura 58 – Tela inicial do programa BackMeDiNa. ......................................................... 154
Figura 59 - Relação entre Índice de Suporte Califórnia (CBR) e coeficiente de recalque (k)
do subleito. .......................................................................................................................... 163
Figura 60 - Critérios para fixação da faixa granulométrica adequada para sub-bases com
função drenante ................................................................................................................... 167
Figura 61 - Seções transversais típicas de sub-bases granulares. ....................................... 168
Figura 62 - Faixa Granulométrica geral recomendada para solo-cimento. ......................... 169
Figura 63 - Faixa granulométrica recomendada para sub-bases de brita graduada tratada com
cimento. ............................................................................................................................... 170
Figura 64 - Faixas granulométricas recomendadas para sub-bases de concreto rolado, com
dimensão máxima de 19 mm e 38 mm. .............................................................................. 170
Figura 65 - Seções transversais típicas de sub-bases estabilizadas com cimento ............... 171
Figura 66 – Aumento de k devido à presença de sub-base de brita tratada com cimento. . 172
Figura 67 – Curva de fadiga. ............................................................................................... 180
Figura 68 – Posições críticas de cargas. .............................................................................. 183
Figura 69 - Juntas transversais de retração (a) serrada e (b) aberta no concreto fresco. .... 188
Figura 70 - Largura e comprimento recomendados para placas de pavimento rodoviário de
concreto. .............................................................................................................................. 189
Figura 71 - Junta transversal de retração com barras de transferência. .............................. 191
v
Figura 72 - Junta longitudinal de articulação encaixe (a) e seção enfraquecida (b). .......... 192
Figura 73 - Junta longitudinal de articulação com barras de ligação e seção enfraquecida (a)
e encaixe (b). ....................................................................................................................... 193
Figura 74 - Análise de fadiga - número de repetições admissíveis em função do fator de fadiga
(com ou sem acostamento de concreto). ............................................................................. 206
Figura 75 - Análise de erosão - número admissível de repetições de carga com base no fator
de erosão (sem acostamento de concreto). .......................................................................... 207
Figura 76 - Análise de erosão - número admissível de repetições de carga com base no fator
de erosão (com acostamento de concreto). ......................................................................... 208
vi
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Disciplinas consideradas ..................................................................................... 21
Tabela 2 – Disciplinas consideradas. .................................................................................... 22
Tabela 3 – Referências gerais para análise. .......................................................................... 23
Tabela 4 – Exemplo de postos de contagem. ........................................................................ 31
Tabela 5 – Exemplo de contagem volumétrica e classificatória de veículos. ....................... 31
Tabela 6 – Exemplo de planilha para cálculo de VMD. ....................................................... 33
Tabela 7 – Fatores de equivalência de carga da AASHTO e USACE. ................................. 36
Tabela 8 – Exemplo de cálculo do Número N. ..................................................................... 38
Tabela 9 – Referencial teórico e normativo para Estudo Geotécnico. .................................. 42
Tabela 10 – Quantidade de furos de sondagem. ................................................................... 43
Tabela 11 - Características principais para uso de jazida como material de base e sub-base.
............................................................................................................................................... 46
Tabela 12 - Valores máximos de % abrasão Los Angeles permitidos por tipo de serviço. .. 47
Tabela 13 – Exemplo de demonstrativo das quantidades da pavimentação. ........................ 52
Tabela 14 – Valores de IS em função de IG. ........................................................................ 54
Tabela 15 - Granulometria para base granular. ..................................................................... 55
Tabela 16 - Coeficiente de equivalência estrutural, .............................................................. 56
Tabela 17 - Espessura mínima de revestimento betuminoso. ............................................... 57
Tabela 18 – Modelos de desempenho para camadas do pavimento ..................................... 66
Tabela 19 – Unidades das grandezas físicas no MeDiNa. .................................................... 73
Tabela 20 – Critérios e confiabilidade dos tipos de via definidos no MeDiNa. .................. 79
Tabela 21 – Classes de Flow Number. .................................................................................. 81
Tabela 22 – Critérios de aderência entre camadas definidos no MeDiNa. ........................... 84
Tabela 23 – Quadros resumos dos defeitos – Codificação e Classificação .......................... 87
Tabela 24 – Níveis de serventia. ........................................................................................... 95
Tabela 25 – Condição do pavimento em função do IGG. ................................................... 101
Tabela 26 - Formulário de Inventário do estado da superfície do pavimento. ................... 104
Tabela 27 - Cálculo do IGG. ............................................................................................... 105
Tabela 28 – Classificação da textura de um pavimento. ..................................................... 110
Tabela 29 – Classes de microtextura (ABPv, 1999). .......................................................... 112
Tabela 30 - Classes de macrotextura (ABPv, 1999). .......................................................... 113
Tabela 31 - Exemplo de aplicação do procedimento para delimitação em segmentos
homogêneos (AASH TO, 1993). ........................................................................................ 133
Tabela 32 - Valores de z ..................................................................................................... 135
Tabela 33 – Valores de Fs. .................................................................................................. 136
Tabela 34 - Critério para o estabelecimento das diretrizes de projeto (PRO 11/79). ......... 137
Tabela 35 – Coeficientes de equivalência estrutural (PRO 11/79). .................................... 139
Tabela 36 – Classificação dos solos de subleito. ................................................................ 142
Tabela 37 - Relação aproximada entre o tipo do solo do subleito e o coeficiente de recalque.
.............................................................................................................................................162
Tabela 38 - Tipos de sub-bases para pavimentos de concreto. ........................................... 164
Tabela 39 - Relação aproximada entre índice de plasticidade, porcentagem de inchamento e
grau de expansabilidade. ..................................................................................................... 166
vii
Tabela 40 - Faixas granulométricas recomendadas para sub-bases granulares de pavimentos
de concreto. ......................................................................................................................... 166
Tabela 41 - Características usuais de sub-bases estabilizadas com cimento. ..................... 169
Tabela 42 – Aumento de k devido a presença de sub-base granular. ................................. 173
Tabela 43 - Aumento de k devido a presença de sub-base de solo/cimento. ...................... 174
Tabela 44 - Aumento de k devido a presença de sub-base de solo melhorado com cimento.
............................................................................................................................................. 175
Tabela 45 - Aumento de k devido a presença de sub-base de concreto rolado. ................. 176
Tabela 46 – Fatores de Segurança de Carga (FSC). ........................................................... 186
Tabela 47 - Diâmetro, comprimento e espaçamento de barras de transferência (Barras lisas -
Aço CA-25). ........................................................................................................................ 190
Tabela 48 – Folha-tipo de dimensionamento de pavimento rígido. .................................... 196
Tabela 49 - Tensão Equivalente sem acostamento de concreto (ES/ETD). ....................... 197
Tabela 50 - Tensão Equivalente com acostamento de concreto (ES/ETD). ....................... 198
Tabela 51 - Tensão Equivalente para ETT (sem/com acostamento de concreto). .............. 199
Tabela 52 – Fatores de erosão – Juntas sem BT e sem acostamento de concreto (ES/ETD) .
............................................................................................................................................. 200
Tabela 53 - Fatores de erosão – Juntas com BT e sem acostamento de concreto (ES/ETD).
............................................................................................................................................. 201
Tabela 54 - Fatores de erosão – Juntas sem BT e com acostamento de concreto (ES/ETD).
............................................................................................................................................. 202
Tabela 55 - Fatores de erosão – Juntas com BT e com acostamento de concreto (ES/ETD).
............................................................................................................................................. 203
Tabela 56 - Fator de Erosão para ETT – Juntas sem BT (sem/com acostamento de concreto).
............................................................................................................................................. 204
Tabela 57 - Fator de Erosão para ETT – Juntas com BT (sem/com acostamento de concreto).
............................................................................................................................................. 205
Tabela 58 - Exemplo de cálculo de eixos totais por classe de carga (20 anos). ................. 210
Tabela 59 - Cálculo da espessura de pavimento de concreto – 1ª tentativa. ....................... 213
Tabela 60 - Cálculo da espessura de pavimento de concreto – 2ª tentativa. ....................... 214
viii
SUMÁRIO
LISTA DE FIGURAS ...................................................................................................................... III
LISTA DE TABELAS ...................................................................................................................... VI
1. APRESENTAÇÃO .................................................................................................................. 13
2. GUIA DE ANÁLISE DE PROJETOS RODOVIÁRIOS DO DNIT .................................................... 14
2.1. ORIENTAÇÕES E PROCEDIMENTOS GERAIS .................................................................................. 15
2.2. ETAPAS DOS PROJETOS RODOVIÁRIOS ............................................................................. 17
2.3. DISCIPLINAS DOS PROJETOS RODOVIÁRIOS ................................................................................. 20
2.4. REFERENCIAL TÉCNICO NORMATIVO .......................................................................................... 23
2.5. PROCESSO DE ANÁLISE ..................................................................................................... 24
2.6. SINTESE DA ANÁLISE DE PROJETOS RODOVIÁRIOS NO DNIT .......................................................... 26
3. ANÁLISE DO ESTUDO DE TRÁFEGO (CÁLCULO DO NÚMERO N) ............................................ 29
3.1. VERIFICAÇÕES ESPECÍFICAS ..................................................................................................... 29
3.2. CONTAGEM VOLUMÉTRICA E CLASSIFICATÓRIA ............................................................................ 30
3.3. VOLUME MÉDIO DIÁRIO (VMD) ................................................................................................ 32
3.4. FLUXOGRAMAS DE TRÁFEGO DAS INTERSEÇÕES ........................................................................... 33
3.5. ESTUDOS DE CAPACIDADE E NÍVEIS DE SERVIÇO ............................................................................ 34
3.6. FATORES DE VEÍCULO ............................................................................................................. 35
3.6.1 FATORES DE EQUIVALÊNCIA DE CARGA DA AASHTO E USACE .......................................................... 35
3.7. DETERMINAÇÃO DO NÚMERO N ............................................................................................... 36
3.8. EXERCÍCIO 01 ...................................................................................................................... 38
4. ANÁLISE DE PROJETOS DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS NOVOS ............................................. 41
4.1. ESTUDOS GEOTÉCNICOS ......................................................................................................... 41
ix
4.1.1 ESTUDOS DO SUBLEITO .............................................................................................................. 43
4.1.2 ENSAIOS DO SUBLEITO E OCORRÊNCIAS DE MATERIAIS ..................................................................... 44
4.1.3 ESTUDOS PARA EXPLORAÇÃO DE MATERIAIS PARA PAVIMENTAÇÃO .................................................... 45
4.1.4 ENSAIOS PARA MATERIAIS UTILIZADOS NA PAVIMENTAÇÃO .............................................................. 45
4.1.5 EXERCÍCIO 02 ........................................................................................................................... 48
4.2. CONCEPÇÃO DO PROJETO DE PAVIMENTAÇÃO ............................................................................. 49
4.3. DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS ....................................................................... 50
4.3.1 MÉTODO DA RESISTÊNCIA (MANUAL DE PAVIMENTAÇÃO DO DNIT) .................................................. 52
4.3.1.1 Exigências para as camadas granulares do pavimento ..................................................... 53
4.3.1.2 Classificação dos materiais empregados no pavimento ................................................... 54
4.3.1.3 Coeficientes de Equivalência Estrutural ............................................................................ 56
4.3.1.4 Espessura Mínima de Revestimento .................................................................................57
4.3.1.5 Dimensionamento pelo método do CBR (ISC)/DNIT ......................................................... 57
4.3.1.6 Exercício 03 ....................................................................................................................... 60
4.3.2 ANÁLISE MECANÍSTICA .............................................................................................................. 60
4.3.2.1 Finalidade .......................................................................................................................... 60
4.3.2.2 Conceitos .......................................................................................................................... 61
4.3.2.3 Modelos de Previsão de Desempenho ............................................................................. 62
4.3.2.4 Cálculo de Tensões e Deformações .................................................................................. 67
4.3.3 PROGRAMA ELSYM5 ................................................................................................................ 68
4.3.4 PROGRAMA AEMC ................................................................................................................... 70
4.3.4.1 Sistema de coordenadas ................................................................................................... 72
4.3.4.2 Unidades ........................................................................................................................... 73
4.3.4.3 Condição de aderência entre camadas ............................................................................. 73
4.3.5 EXERCÍCIO 04 ........................................................................................................................... 74
4.4. NOVO MÉTODO DE DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS DO DNIT .................................. 75
4.4.1 DADOS DE TRÁFEGO .................................................................................................................. 77
4.4.2 TIPOS DE VIAS .......................................................................................................................... 78
4.4.3 CRITÉRIO DE RUPTURA POR FADIGA .............................................................................................. 79
4.4.4 CRITÉRIO DE RUPTURA POR DEFORMAÇÃO PERMANENTE ................................................................. 80
4.4.5 MATERIAIS ESTABILIZADOS ......................................................................................................... 82
4.4.5.1 Fadiga ................................................................................................................................ 82
4.4.5.2 Deformação Permanente .................................................................................................. 82
4.4.6 MATERIAIS GRANULARES E SOLOS ................................................................................................ 82
x
4.4.7 SUBLEITO ................................................................................................................................ 83
4.4.8 CONDIÇÃO DE ADERÊNCIA ENTRE CAMADAS NO MEDINA ................................................................ 84
4.4.9 EXERCÍCIO 05 ........................................................................................................................... 84
4.4.10 EXERCÍCIO 06 ........................................................................................................................... 84
5. ANÁLISE DE PROJETOS DE RESTAURAÇÃO DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS ............................ 85
5.1. AVALIAÇÃO FUNCIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS ................................................................ 86
5.1.1 DNIT 005/2003 – TER - DEFEITOS NOS PAVIMENTOS ASFÁLTICOS – TERMINOLOGIA .......................... 87
5.1.2 DNIT 009/2003 – PRO – AVALIAÇÃO SUBJETIVA DA SUPERFÍCIE DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS –
PROCEDIMENTO (DE ACORDO COM BERNUCCI ET AL., 2008) ....................................................................... 94
5.1.3 DNIT 006/2003 – TER – AVALIAÇÃO OBJETIVA DA SUPERFÍCIE DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS -
PROCEDIMENTO ................................................................................................................................. 101
5.1.4 IRREGULARIDADE LONGITUDINAL ............................................................................................... 105
5.1.5 AVALIAÇÃO DA ADERÊNCIA ....................................................................................................... 109
5.1.5.1 Microtextura e macrotextura ......................................................................................... 110
5.2. AVALIAÇÃO ESTRUTURAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS ............................................................... 115
5.2.1 AVALIAÇÃO ESTRUTURAL DESTRUTIVA ........................................................................................ 116
5.2.2 NOÇÕES DE DEFORMABILIDADE ................................................................................................. 118
5.2.3 MEDIÇÃO DE DEFLEXÕES .......................................................................................................... 121
5.2.4 AVALIAÇÃO ESTRUTURAL NÃO DESTRUTIVA ................................................................................. 122
5.2.4.1 Viga Benkelman .............................................................................................................. 123
5.2.4.2 Equipamento por impacto falling weight deflectometer (FWD) .................................... 126
5.3. PROJETO DE REFORÇO DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS ................................................................... 130
5.3.1 DELIMITAÇÃO DE SEGMENTOS HOMOGÊNEOS ............................................................................. 131
5.3.2 DNER-PRO 11/1979 – MÉTODO B ......................................................................................... 134
5.3.2.1 Critério deflectométrico ou de deformabilidade ............................................................ 138
5.3.2.2 Critério de resistência ..................................................................................................... 139
5.3.2.3 Exercício 07 ..................................................................................................................... 140
5.3.2.4 Exercício 08 ..................................................................................................................... 140
5.3.2.5 Exercício 09 ..................................................................................................................... 140
5.3.3 DNER-PRO 269/1994 – TECNAPAV ..................................................................................... 141
xi
5.3.3.1 Procedimentos preliminares ........................................................................................... 141
5.3.3.2 Dimensionamento do reforço com mistura asfáltica nova ............................................. 142
5.3.3.3 Dimensionamento do reforço com mistura asfáltica reciclada ...................................... 145
5.3.4 EXERCÍCIO 10 ...................................................................................................................... 146
5.3.5 EXERCÍCIO 11 ...................................................................................................................... 147
5.4. RETROANÁLISE DAS BACIAS DEFLECTOMÉTRICAS ........................................................................ 147
5.4.1 DIMENSIONAMENTO MECANÍSTICO-EMPÍRICO DO REFORÇO DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS ................... 156
5.4.2 EXERCÍCIO 12 ......................................................................................................................... 157
6. ANÁLISE DE PROJETOS DE PAVIMENTOS RÍGIDOS .............................................................159
6.1. INTRODUÇÃO .................................................................................................................... 159
6.2. CARACTERÍSTICAS DO SUBLEITO ............................................................................................. 161
6.3. PROJETO DE SUB-BASE ......................................................................................................... 163
6.3.1 RECOMENDAÇÕES ................................................................................................................... 165
6.3.2 SUB-BASES GRANULARES .......................................................................................................... 166
6.3.3 SUB-BASES ESTABILIZADAS COM CIMENTO ................................................................................... 168
6.3.4 COEFICIENTE DE RECALQUE ....................................................................................................... 171
6.4. DIMENSIONAMENTO DO PAVIMENTO ...................................................................................... 177
6.4.1 PRELIMINARES ........................................................................................................................ 177
6.4.2 FUNDAMENTOS E CAMPO DE APLICAÇÃO ..................................................................................... 178
6.4.3 PARÂMETROS DE DIMENSIONAMENTO ........................................................................................ 179
6.4.4 TIPOS DE PAVIMENTO .............................................................................................................. 182
6.4.5 DISTRIBUIÇÃO DO TRÁFEGO ...................................................................................................... 183
6.4.6 CARACTERÍSTICAS DO CONCRETO ............................................................................................... 184
6.4.7 ACOSTAMENTO DE CONCRETO .................................................................................................. 184
6.4.8 SUB-BASES TRATADAS COM CIMENTO ......................................................................................... 185
6.4.9 BARRAS DE TRANSFERÊNCIA ...................................................................................................... 186
6.4.10 FATORES DE SEGURANÇA DE CARGA ........................................................................................... 186
6.4.11 PROJETO GEOMÉTRICO DO PAVIMENTO ...................................................................................... 186
xii
6.4.11.1 Juntas transversais ........................................................................................................ 187
6.4.12 ROTEIRO PARA DIMENSIONAMENTO DA ESPESSURA DO PAVIMENTO ................................................ 193
6.4.12.1 Exemplo de cálculo da espessura de uma placa de concreto pelo método PCA/1984 209
6.5. EXERCÍCIO 13 ................................................................................................................. 209
7. AVALIAÇÃO ...................................................................................................................... 215
7.1. AVALIAÇÃO 01 - PAVIMENTO ASFÁLTICO NOVO (35%) ............................................................ 215
7.2. AVALIAÇÃO 02 - RESTAURAÇÃO DE PAVIMENTO ASFÁLTICO (35%) ................................................ 216
7.3. AVALIAÇÃO 03 - PAVIMENTO RÍGIDO (30%) ............................................................................ 217
8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................................................................... 218
13
1. APRESENTAÇÃO
O presente material foi elaborado com a principal missão de facilitar o entendimento
dos Colegas em um curso de curta duração, com enfoque nos principais aspectos técnicos
que norteiam a análise de projetos de Pavimentação no Departamento Nacional de
Infraestrutura de Transportes (DNIT).
Tendo isso em mente, procurou-se identificar as normas utilizadas durante o curso,
citando-as como fonte de referência para que, caso os Participantes tenham interesse em
buscar um aprofundamento no tema ou mesmo para possíveis dúvidas que surjam durante a
vida profissional, possam buscar as fontes indicadas.
O curso foi idealizado em cinco etapas, conforme ementa do IPR, da seguinte forma:
i) Apresentação dos principais manuais e documentos normativos para análise
de projetos de Pavimentação;
ii) Estudo de Tráfego (Cálculo do número N);
iii) Análise de Projetos de Pavimentos Asfálticos - Implantação;
iv) Análise de Projetos de Restauração de Pavimentos Asfálticos;
v) Análise de Projetos de Pavimentos Rígidos.
Esta apostila foi baseada no Guia de Análise de Projetos Rodoviários, Versão Beta
V3, de janeiro de 2018, utilizada pelos Analistas em Infraestrutura lotados na
CGDESP/DNIT, baseado na Publicação do IPR n. 739, de 2010, intitulada: Diretrizes
Básicas para Elaboração de Estudos e Projetos Rodoviários/Instruções para
acompanhamento e análise. De forma complementar baseou-se no Manual de Implantação
Básica de Rodovias, publicação IPR 742, de 2010, no Manual de Pavimentação, publicação
IPR 743, de 2006, no Manual de Pavimentos Rígidos, publicação IPR 714, de 2005, além de
outras bibliografias diversas, devidamente citadas ao longo do texto.
Como a presente apostila está em sua primeira versão, solicitamos que os Colegas
possam nos apresentar sugestões no sentido de melhorarmos o material para os próximos
cursos a serem realizados. Por fim, espera-se que os Colegas tirem proveito do curso e que
se tornem multiplicadores do conhecimento compartilhado.
O AUTOR.
14
2. GUIA DE ANÁLISE DE PROJETOS RODOVIÁRIOS DO DNIT
O Guia de Análise de Projetos Rodoviários do DNIT, Versão Beta V3, de janeiro de
2018, o qual é apresentado, em parte, nessa apostila, com comentários em vermelho, tem o
objetivo de melhorar a qualidade e reduzir os prazos de elaboração, análise e aprovação dos
projetos da CGDESP. O Guia contempla as especificações de um projeto rodoviário em sua
fase executiva. Como essa fase incorpora os conteúdos de um projeto básico, o Guia tem uma
aplicação para ambas as fases desde que se separem as respectivas especificações.
As três partes integrantes do Guia, descritas a seguir, estão detalhadas no
organograma da Figura 1.
Parte I - Orientações e Procedimentos Gerais - Essa parte do Guia contém um conjunto
de recomendações e de procedimentos gerais que se aplicam ao processo de elaboração e,
principalmente, ao processo de análise dos projetos rodoviários. São sugestões, preceitos e
requisitos válidos para qualquer disciplina e qualquer empreendimento e que são,
naturalmente, complementados pelos requisitos técnicos específicos contidos nos checklists
e roteiros de cada disciplina, apresentados na Parte II.
Parte II - Checklists de Elaboração e Roteiros de Análise - Essa parte mostra como usar
as ferramentas do guia e apresenta um checklist de elaboração e um roteiro de análise para
cada disciplina dos projetos rodoviários. Eles estão organizados conforme as etapas de
projeto: Estudos Básicos, Infraestrutura, Superestrutura, Obras de Arte Especiais e
Orçamento. Ressalve-se, que, nesta versão, a disciplina Orçamento não foi objeto de um
checklist e de um roteiro, pois os procedimentos referentes a essa disciplina ainda estão em
fase de elaboração pela CGCIT (Coordenação Geral de Custos de Infraestrutura).
Os checklists devem ser utilizados pelas projetistas para verificar se os projetos foram
desenvolvidos atendendo aos padrões de forma e conteúdo estabelecidos pelo DNIT. Os
roteiros, por sua vez, devem ser usados pelos analistas do DNIT como balizadores do seu
trabalho.
Parte III - Gabarito para Relatório de Análise - Por conta do grande número de projetos
de Engenhariaa serem analisados na CGDESP, criou-se um formato padronizado para os
15
relatórios de análise. Trata-se de um gabarito (template) auto protegido, do tipo dotx, já
estruturado e pré-formatado, que facilitará o trabalho dos analistas e promoverá a
uniformidade do produto final.
Esse gabarito deve ser utilizado ao lado do roteiro da disciplina em análise, sendo preenchido
conforme as sugestões e recomendações desse roteiro.
Figura 1 – Organograma do Guia de Análise de Projetos do DNIT.
Fonte: Guia de Análise de Projetos Rodoviários, Versão Beta V3 (2018)
2.1. ORIENTAÇÕES E PROCEDIMENTOS GERAIS
A falta de um balizamento adequado que oriente os Analistas de projetos tem gerado
grandes diferenças de enfoque e de nível de detalhamento entre as análises de diferentes
empreendimentos. Este Guia tem a finalidade de corrigir essa situação, estabelecendo
padrões homogêneos e objetivos para análise dos projetos de engenharia contratados pelo
DNIT.
De acordo com o Guia, é importante reconhecer que a análise de uma disciplina é
muito mais um trabalho de verificação que um trabalho de criação (em que medida?) – o
Guia de Análise de Projetos Rodoviários
ORGANOGRAMA DO GUIA DE ANÁLISE
Capítulo 1
Objetivo
1.2. Estudos
Geotécnicos
1.3. Estudos
Hidrológicos de
Rodovias
1.5. Estudos
Topográficos
PARTE I
Orientações e
Procedimentos Gerais
1.1. Estudos
Geológicos
1.6. Estudos de
Tráfego
2.1. Projeto
Geométrico
2.2. Projeto de
Terraplenagem
3.1. Projeto de
Pavimento Flexível
2.3. Projeto de
Drenagem e OAC
4.1. Projeto de
Pontes e Viadutos
Rodoviários
3.2. Projeto de
Iluminação
3.4. Projeto de Obras
Complementares
3.3. Projeto de
Sinalização
PARTE II
Checklists de Elaboração e
Roteiros de Análise
PARTE III
Gabaritos
1. Estudos
Básicos 2. Infraestrutura 3. Superestrutura
4. Obras de Arte
Especiais
Gabarito 1
Relatório de Análise
4.2. Projeto de Muro
de Terra Armada
4.3. Projetos de
Passarelas de
Pedestres
1.4. Estudos
Hidráulicos e
Hidrológicos de OAE
Capítulo 3
As disciplinas dos
projetos rodoviários
Capítulo 4
Referencial técnico e
normativo
Capítulo 6
Escopo e propriedades
dos roteiros
Capítulo 2
As Etapas dos
Projetos Rodoviários
Anexo 1
Checklist Genérico
Anexo 2
Roteiro Genérico
Capítulo 5
O processo de análise
Anexo 3
Introdução à
Normalização técnica
16
que estabelece o limite da responsabilidade do Analista e ressalta a responsabilidade técnica
da Projetista em relação ao projeto. Além disso, um trabalho de verificação pode ser
razoavelmente uniformizado em seu escopo e seu nível de detalhes, o que justifica
perfeitamente a criação de um Guia de Análise.
O Guia servirá também para disseminar e nivelar conhecimentos, ensejando que
Técnicos recém-formados, recém contratados, ou menos experientes, se tornem Analistas de
projetos rodoviários.
A Figura 2 apresenta o processo geral de contratação, elaboração e aprovação técnica
dos projetos rodoviários, indicando os locais onde serão utilizados os documentos constantes
do Guia de Análise. Esses documentos – checklists de elaboração, roteiros de análise e
gabarito de relatório de análise – formam um conjunto devidamente integrado, ao qual terão
acesso tanto os Analistas como as Projetistas.
Figura 2 – Processo geral de desenvolvimento de projetos rodoviários do DNIT.
Fonte: Guia de Análise de Projetos Rodoviários, Versão Beta V3 (2018)
Esse conjunto permitirá que as Projetistas conheçam de antemão os critérios gerais
de aprovação, podendo assim entregar ao DNIT projetos mais adequados e de mais fácil
Não
ELABORAÇÃO (Projetista) APROVAÇÃO TÉCNICA (CGDESP)
Elaboração do
projeto
Checklist de
Elaboração do
Projeto
Sim
Análise do
Projeto
O projeto foi
aprovado?
Fim
Figura 1-1
PROCESSO GERAL DE DESENVOLVIMENTO DE PROJETOS RODOVIÁRIOS
Roteiros de
Análise
Gabarito dos
Relatórios de
Análise
CONTRATAÇÃO (CGCL)
Contratação do
Projeto
Início
Edital
Termo de
Referência
Termo de
Referência
Contrato
Projeto
Elaborado
Checklist
Assinado
Relatório de
Análise
17
análise e aceitação. Assim, melhora-se todo o ciclo de desenvolvimento do projeto, com um
impacto positivo na carteira de contratos e nas metas do DNIT.
A seguir, descrevem-se os documentos já́ referidos, que juntamente com estas
Orientações e Procedimentos Gerais, compõem o Guia de Análise de projetos rodoviários do
DNIT.
(1) Checklist de Elaboração de Disciplina - Trata-se de uma lista objetiva de verificações
que contempla as questões contidas no roteiro de análise de cada disciplina. Embora não
esgote o escopo obrigatório de cada analise, esse checklist serve para conferir se os principais
aspectos previstos no roteiro da disciplina foram considerados pela projetista. Esse
documento deve ser preenchido pela contratada, acompanhando cada disciplina entregue ao
DNIT.
(2) Roteiro de Análise de Disciplina - Trata-se de um documento de referência que contém
os principais elementos a serem tratados na análise de cada disciplina. O roteiro considera as
questões normativas pertinentes, incorporando também a experiência dos Analistas com as
lições aprendidas em análises anteriores. Para cada disciplina apresenta-se um quadro com
as referências técnicas e normativas a serem consideradas. O roteiro não é um formulário
rígido, podendo, portanto, ser adequado para refletir as particularidades de cada caso. No
entanto, a estrutura geral e o nível de detalhamento propostos devem ser preservados.
(3) Gabarito do Relatório de Análise - Trata-se de um arquivo pré-formatado, auto
protegido, que permite aos analistas elaborar seus relatórios com a formatação padrão já
incorporada ao documento, com ganho de tempo e qualidade.
2.2. ETAPAS DOS PROJETOS RODOVIÁRIOS
Um projeto rodoviário geralmente é composto das etapas de Estudos Básicos,
Infraestrutura, Superestrutura, Obras de Arte Especiais e Orçamento. Além disso, deve-se
considerar os estudos anteriores relacionados à viabilidade (EVTEA) e ao impacto ambiental
(EIA/RIMA) do empreendimento. Esses diferentes componentes estão representados no
fluxo da Figura 3.
18
Figura 3 – Etapas dos projetos rodoviários.
Fonte: Guia de Análise de Projetos Rodoviários, Versão Beta V3 (2018)
A consideração desses estudos e dessas etapas de projeto enseja uma abordagem
panorâmica do empreendimento e permite flexibilizar e modular sua contratação e sua
implantação. Nesse caso, quando for oportuno, a infraestrutura pode ter uma conformação
definitiva, considerando um longo período de vida útil, enquanto algumas obras da
superestrutura podem ser projetadas em etapas, em função do crescimento do trafego. Além
disso, essa separação permite maior especialização do trabalho, reduzindo as subcontratações
e promovendo mais qualidade na elaboração dos projetos e na execução das obras.
As etapas de projeto, apresentadas acima, foram consideradas para a organização do
Guia de Análise e estão descritas nos blocos seguintes.
a) Estudos Básicos - Os estudos básicos estão condicionados pelas conclusões da fase
anterior (EVTEA e EIA/RIMA), que determina o traçado preliminar da rodovia. Esses
estudos capturam as características físicas do local do empreendimento e subsidiam os
projetos de infraestrutura, de obras de arte especiais e de superestrutura.
Os estudos de trafego especificamente estimam o volume de tráfego e subsidiam os projetos
da superestrutura, principalmente a disciplina referente ao pavimento.
b) Infraestrutura - A infraestrutura tem como objetivo adequar a superfície do terreno às
condições geométricas da via, abrangendo os seguintes itens:
Figura 2-1
AS ETAPAS DOS PROJETOS RODOVIÁRIOS
Estudos Básicos Superestrutura Orçamento
EVTEA
EIA/RIMA
ESTUDOS ANTERIORES ETAPAS DE PROJETO
Obras de Arte
Especiais
Infraestrutura
19
• Terraplenagem;
• Obras deproteção de taludes;
• Drenagem subterrânea;
• Obras de arte correntes.
De acordo com o Guia de Análise, a terraplenagem compreende as camadas do subleito, da
regularização do subleito e do reforço do subleito (não seria pavimento?), determinando o
greide onde será́ assentado o pavimento.
As obras de proteção, de drenagem e as de obras de arte correntes complementam a
terraplenagem, preservando o pavimento e aumentando sua segurança e sua vida útil.
c) Superestrutura - A superestrutura fornece o suporte que viabiliza o tráfego de veículos
com conforto, segurança, velocidade e economicidade. Ela permite o aumento do volume de
tráfego e prolonga a vida útil da rodovia. A superestrutura compreende os seguintes itens:
• Pavimentação;
• Drenagem superficial;
• Iluminação;
• Sinalização;
• Obras complementares.
De acordo com o Guia, Pavimento se compõe das camadas de sub-base, base e revestimento
(a camada de reforço, não?), que, em conjunto, determinam a capacidade de carga da via.
O revestimento determina também as condições da superfície de rolamento.
d) Obras de Arte Especiais (OAEs) - As obras de arte especiais são caracterizadas por
conterem importantes elementos estruturais. Elas compreendem diferentes tipos em função
das características locais de cada projeto, sendo impossível estabelecer um conjunto que
compreenda todos os casos encontrados.
Os tipos de OAEs incluídos neste Guia atendem às prioridades e necessidades atuais do
DNIT. Para atender a necessidades futuras, outros tipos de OAEs poderão ser incluídos.
20
e) Orçamento - O Orçamento trata da composição de todos os custos de construção,
incluindo os custos diretos de todos os serviços previstos, bem como os custos indiretos
decorrentes.
2.3. DISCIPLINAS DOS PROJETOS RODOVIÁRIOS
Um projeto de Engenharia Rodoviária abrange diferentes especialidades, que formam
as disciplinas que o compõem. Essa separação do conteúdo do projeto nessas disciplinas
considera a especificidade técnica de cada uma, não eliminando, contudo, as fortes interações
que existem entre elas. Essas interações devem ser tratadas dentro de cada análise, porém
com o devido cuidado para que a análise de uma disciplina não seja ampliada para as que lhe
fazem interface. Um exemplo é o projeto de terraplenagem, cuja elaboração depende do
estudo geotécnico e do projeto geométrico. Outro exemplo é o projeto de sinalização, que
deve considerar as condições do projeto geométrico. Nesse caso, o Analista de sinalização
deve identificar no projeto geométrico os trechos considerados críticos em termos de
segurança, sem, no entanto, avaliar ou questionar o mérito desse último projeto. Esse
questionamento é uma atribuição de quem faz a análise do projeto geométrico.
A Tabela 1 apresenta as disciplinas consideradas, distribuídas nas diferentes etapas
que constituem um projeto rodoviário – Estudos Básicos, Infraestrutura, Superestrutura,
Obras de Arte Especiais e Orçamento. As interdependências diretas entre as disciplinas
relacionadas a superestrutura ao longo do desenvolvimento de pavimentação estão
apresentadas no Tabela 2 e na Figura 4, que por sua vez, mostra o fluxo de desenvolvimento
do projeto.
Cada Analista deve consultar as tabelas e as figuras citados acima para reconhecer as
disciplinas que interagem com aquela que é objeto de sua análise. Modificações nas
disciplinas antecessoras podem exigir alterações em sua disciplina, mas o Analista não deve
esperar a aprovação formal de todas as antecessoras para desenvolver o seu trabalho. Ele
pode, inclusive, ressaltar em seu relatório as pendencias dessa natureza que não tenham sido
resolvidas. Até porque nem toda revisão de uma disciplina antecessora implica em
modificação das disciplinas que a sucedem. Cabe ao Analista verificar a influência de cada
revisão na análise de sua disciplina.
21
Tabela 1 – Disciplinas consideradas
Fonte: Guia de Análise de Projetos Rodoviários, Versão Beta V3 (2018)
Capítulo 3. As Disciplinas dos Projetos Rodoviários
Ministério dos Transportes, Portos e Aviação Civil | Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes |
Diretoria de Planejamento e Pesquisa | Coordenação-Geral de Desenvolvimento de Projetos
Quadro 3-1
DISCIPLINAS CONSIDERADAS
1. ESTUDOS BÁSICOS
1.1. Estudo Geológico
1.2. Estudo Geotécnico
1.3. Estudo Hidrológico de Rodovias
1.4. Estudo Hidráulico e Hidrológico de OAEs
1.5. Estudo Topográfico
1.6. Estudo de Tráfego
2. INFRAESTRUTURA
2.1. Projeto Geométrico
2.2. Projeto de Terraplanagem
2.3. Projeto de Drenagem e OAC
3. SUPERESTRUTURA
3.1. Projeto de Pavimento Flexível
3.2. Projeto de Iluminação
3.3. Projeto de Sinalização
3.4. Projeto de Obras Complementares
4. OBRAS DE ARTE ESPECIAIS
4.1. Projeto de Pontes e Viadutos Rodoviários
4.2. Projeto de Muro de Terra Armada
4.3. Projeto de Passarelas de Pedestres
5. ORÇAMENTO
5.1. Orçamento
22
Tabela 2 – Disciplinas consideradas.
Fonte: Adaptado do Guia de Análise de Projetos Rodoviários, Versão Beta V3 (2018)
Figura 4 – Fluxo de elaboração de um projeto.
Fonte: Guia de Análise de Projetos Rodoviários, Versão Beta V3 (2018)
Para facilitar a visualização das inter-relações de cada uma das disciplinas com suas
antecessoras e sucessoras, foram incluídos fluxogramas individualizados para cada uma delas
Guia de Análise de Projetos Rodoviários
Ministério dos Transportes, Portos e Aviação Civil | Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes |
Diretoria de Planejamento e Pesquisa | Coordenação-Geral de Desenvolvimento de Projetos
Pagina 2-2
3. SUPERESTRUTURA
• Estudo Geotécnico
• Estudo de Tráfego
• Projeto Geométrico
3.1. Projeto de Pavimento Flexível
• Projeto de Sinalização
• Projeto de Drenagem e OAC
• Projeto de Obras Complementares
• Orçamento
• Projeto Geométrico 3.2. Projeto de Iluminação • Orçamento
• Estudo de Tráfego
• Projeto Geométrico
• Projeto de Pavimento Flexível
3.3. Projeto de Sinalização • Orçamento
• Projeto Geométrico
• Projeto de Pavimento Flexível
3.4. Projeto de Obras
Complementares
• Orçamento
4. OBRAS DE ARTE ESPECIAIS
• Estudo Geotécnico
• Estudo Hidrológico
• Estudo Topográfico
• Projeto Geométrico
4.1. Projeto de Pontes e Viadutos
Rodoviários
• Orçamento
• Estudo Geotécnico
• Estudo Topográfico
• Projeto Geométrico
4.2. Projeto de Muro de Terra
Armada
• Orçamento
• Estudo Geotécnico
• Estudo Topográfico
• Projeto Geométrico
4.3. Projeto de Passarelas de
Pedestres
• Orçamento
5. ORÇAMENTO
• Projeto de Terraplenagem
• Projeto de Pavimento Flexível
• Projeto de Drenagem e OAC
• Projeto de Iluminação
• Projeto de Sinalização
• Projeto de Obras
Complementares
• Projeto de Pontes e Viadutos
Rodoviários
• Projeto de Muro de Terra
Armada
• Projeto de Passarelas de
Pedestres
• Componente Ambiental
5.1. Orçamento –
Figura 3-1
O FLUXO DE ELABORAÇÃO DE UM PROJETO
Estudo
Geológico
Estudo
Geotécnico
Estudo
Topográfico
Estudo Hidrológico
de Rodovias
Estudo de
Tráfego
Projeto
Geométrico
Projeto de
Terraplenagem
Projeto de
Iluminação
Projeto de Muro de
Terra Armada
Projeto de
Pavimento Flexível
Projeto de
Sinalização
Projeto de Pontes e
Viadutos Rodoviários
Obras
Complementares
Projeto de Passarela
de Pedestres
Projeto de
Drenagem e OAC
Orçamento
Estudo Hidrológico e
Hidráulico de OAEs
23
nos respetivos roteiros de análise. Alguns roteiros indicam também os pontos específicos das
disciplinas antecessoras que devem merecer especial atenção por parte do Analista.
2.4. REFERENCIAL TÉCNICO NORMATIVO
O grande número de documentos normativos de diferentes procedências e em
constante atualização tem sido um desafio para os Analistas de projetos rodoviários.
Pergunta-se com bastante frequência se a norma utilizada é a mais adequada e se aversão é
a mais recente. A organização e a atualização disciplinada desses documentos são
providencias necessárias para facilitar o trabalho dos Analistas e assegurar ainda mais a
padronização dos critérios de análise, pois todos utilizarão o mesmo referencial normativo.
A Tabela 3 contém as referências de caráter geral a ser utilizadas em todas as análises.
Além delas, cada roteiro contém uma relação das referências técnicas e normativas
específicas para a sua disciplina. Esses quadros (tabelas) pretendem facilitar o trabalho dos
Analistas, apresentando o referencial básico a ser considerado, embora não tenham a
pretensão de esgotar o tema.
Tabela 3 – Referências gerais para análise.
Fonte: Adaptado do Guia de Análise de Projetos Rodoviários, Versão Beta V3 (2018)
Oportunamente, essas referências poderão ser indexadas para facilitar ainda mais as
consultas por parte dos Analistas. Essa providência beneficiará especialmente os recém-
formados ou recém-contratados, que ainda não estejam familiarizados com o universo
normativo do DNIT e da ABNT para projetos rodoviários.
Capítulo 4. Referencial Técnico e Normativo
Ministério dos Transportes, Portos e Aviação Civil | Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes |
Diretoria de Planejamento e Pesquisa | Coordenação-Geral de Desenvolvimento de Projetos
Quadro 4-1
REFERÊNCIAS GERAIS PARA ANÁLISE
Referência Fonte Link
DOCUMENTOS NORMATIVOS
1. Escopos Básicos e Instruções de Serviço
para Elaboração de Estudos e Projetos
Rodoviários
DNIT/IPR-726-2006
http://ipr.dnit.gov.br/normas-e-
manuais/manuais/documentos/726_diretrizes_basicas-
escopos_basicos-instrucoes_de_servico.pdf
2. Instruções para Acompanhamento e
Análise Estudos e Projetos Rodoviários DNIT/IPR-739-2010
http://ipr.dnit.gov.br/normas-e-
manuais/manuais/documentos/739_diretrizes_basicas-
instrucoes_para_acompanhamento.pdf
OUTRAS REFERÊNCIAS
24
Cabe acrescentar que, quando houver especificações diferentes no Termo de
Referência e nos documentos normativos, deve se considerar o que tenha sido estabelecido
no Termo de Referência, que é parte integrante do contrato de elaboração do projeto. Nesses
casos, o Analista deve relatar as diferenças encontradas ao seu superior para eventuais
providências.
2.5. PROCESSO DE ANÁLISE
A análise de um projeto de Engenharia Rodoviária procura assegurar que os produtos
entregues pelas Projetistas satisfaçam aos padrões estabelecidos e contratados pelo DNIT.
Uma análise pode gerar um conjunto de revisões por parte da projetista, que devolve o projeto
revisado ao DNIT, o qual verifica se as solicitações do analista foram atendidas.
Frequentemente, as revisões feitas pela Projetista requerem ajustes noutras áreas do projeto,
que, por isso, devem também ser analisadas. Verifica-se, portanto, que não se tratam de
processos distintos e bem definidos de análise e de verificação – mas sim de um processo de
análise e aperfeiçoamento do projeto. Dessa forma, não cabe considerar procedimentos
separados de análises e de verificações – todos os relatórios emitidos pelos Analistas são
relatórios de análise.
Nesse contexto, ao fazer a análise de novos ajustes feitos pela projetista decorrentes
de revisões anteriores, o Analista deve deixar claro que não se tratam de itens cuja verificação
tenha sido esquecida na análise anterior, e sim de itens adicionais que foram ajustados pela
Projetista em face das revisões feitas. Na organização do relatório de análise, sugere-se que
esses itens sejam apresentados separadamente.
O Analista deve ressaltar todas as inconsistências encontradas no projeto objeto de
sua análise, inclusive as que não estejam contempladas no roteiro de análise, dando especial
atenção aos pontos abordados nos parágrafos que seguem.
O objeto da análise é o projeto recebido. Relatórios de andamento e outros
documentos anteriores que tenham sido produzidos ao longo do trabalho da Projetista não
devem ser objeto de análise, porém devem servir de referência quando necessário. É papel
da Projetista incluir os conteúdos e/ou as conclusões desses documentos nos volumes do
projeto.
25
O desenvolvimento da fase executiva pressupõe que, nas fases anteriores, todos os
elementos foram apresentados e todas as exigências foram cumpridas. Assim sendo, a fase
executiva deve contemplar a consolidação do conteúdo do projeto, cabendo então ao Analista
verificar se os volumes recebidos refletem essa consolidação.
Cabe ao Analista verificar a consistência entre as diferentes fases do projeto. Para
tanto, algumas perguntas são oportunas: i) Os critérios e estudos apresentados nas fases
anteriores estão condizentes com as premissas adotadas na fase de projeto executivo?; ii)
Caso tenha havido modificações, existem justificativas técnicas ou econômicas para tais
mudanças?; iii) Nesse caso, os normativos vigentes continuam sendo atendidos?
Em função das interdependências abordadas no Item 2.3, cabe ao Analista verificar
também a consistência entre as diferentes disciplinas do projeto. Para tanto, pode ser
necessário consultar outros volumes, referentes a outras disciplinas que interagem com a
disciplina objeto de sua análise. Um exemplo é a consistência entre o estudo geológico, o
estudo geotécnico e as soluções de Engenharia aplicadas ao projeto.
Cada disciplina tem interações especificas com as disciplinas que lhe antecedem. O
Analista deve identificar essas interdependências transversais e verificar se o projeto objeto
de sua análise está consistente com essas outras disciplinas. Eventuais pendências
decorrentes de revisões ainda não finalizadas em disciplinas antecessoras devem ser
registradas pelo Analista em sua análise.
O Analista deve verificar a atualidade e a vigência dos documentos normativos
utilizados pela Projetista para embasar as soluções propostas.
O Analista deve dar atenção a possíveis excepcionalidades técnicas do projeto, os
chamados pontos fora da curva. Identificados esses pontos, deve-se verificar se a projetista
submeteu uma justificativa aceitável para esses desvios em relação aos padrões geralmente
aceitos.
O Analista deve dar atenção especial a questões que, conforme a experiência de
análises anteriores, sejam suscetíveis a inadequações ou mesmo erros frequentes por parte
das Projetistas.
Além das questões formais e normativas, o Analista deve estar atento à maior ou
menor dificuldade que o projeto apresenta para a fase de implantação. As condições de
26
execução das obras devem estar bem definidas para que se evitem revisões em fase de obra,
que aumentam os prazos e os custos dos empreendimentos. Além disso, a CGDESP estará́
atendendo melhor a seu cliente interno, a Diretoria de Infraestrutura Rodoviária (DIR), com
a melhoria dos seus indicadores e dos indicadores do DNIT como um todo.
O relatório de análise deve ser elaborado numa linguagem precisa e impessoal,
evitando-se referências genéricas a normas e documentos técnicos. Devem ser sempre citados
os itens específicos que fundamentam os argumentos e as exigências do Analista.
O relatório de análise deverá conter uma descrição das verificações efetuadas, não se
limitando às inconsistências e aos problemas encontrados. Dessa forma, o Analista
demonstra que as verificações necessárias foram, de fato, feitas. Nos casos em que não se
recomenda a aprovação da disciplina, todas as inconsistências e os problemas identificados
devem ser apresentados de forma específica, de modo a gerar as exigências que vão
instrumentar o processo de revisão por parte da projetista.
2.6. SINTESE DA ANÁLISE DE PROJETOS RODOVIÁRIOS NO DNIT
Na análise de todas as disciplinas que compõem um projeto rodoviário o Analista
deve transcrever a demanda e contextualizar a sua respectiva análise. Cabe um parágrafo
inicial sobre os limites do seutrabalho e da sua responsabilidade. A análise não corresponde
à verificação integral do trabalho da projetista, o que equivaleria a refazer o projeto; também
não modifica a responsabilidade dos seus autores, formalizada pela Anotação de
Responsabilidade Técnica (ART). Trata-se de um trabalho de verificação que assegure ao
DNIT que o objeto contratado atende às condições do Contrato, do Termo de Referência e
dos normativos vigentes.
Quando necessário, o Analista deve contextualizar e explicar o histórico das análises
anteriores, conforme listadas na Folha de Rosto. A folha de rosto do relatório de análise faz
a identificação dos elementos que se relacionam com a análise efetuada: (1) o próprio
relatório de análise, (2) o contrato para elaboração do projeto, (3) o empreendimento, (4) os
documentos que serviram de referência para o trabalho, e (5) o histórico das análises feitas
sobre o mesmo objeto.
27
Essa explicação pode ser necessária, por exemplo, no caso de um longo Histórico de
análises, com atendimentos parciais ou equivocados por parte da projetista. Nesse caso, é
importante enfatizar as sucessivas datas em que foram entregues à projetista os relatórios de
análise e as datas em que foram recebidas as versões revisadas do projeto. Recomenda-se
também ressaltar as inconsistências que se tornaram recorrentes, ou seja, aqueles pontos
carentes de correção que continuam impedindo a aceitação do projeto apesar das sucessivas
versões e analises.
O Analista deve proceder à verificação dos documentos normativos utilizados pela
projetista no desenvolvimento do seu trabalho.
Dado o grande número de documentos normativos de diferentes procedências e em
constante atualização, o Analista deve verificar se a norma em utilização é a mais adequada
e se a versão é a mais recente. Nesse sentido, o Analista pode dar sua contribuição propondo
revisões do Referencial Técnico e Normativo da disciplina, a partir de sua experiência na
análise de projetos.
Cabe reiterar que, como princípio geral, entende-se que os documentos indicados no
Termo de Referência (TR) devem prevalecer sobre quaisquer outras normas, pois o TR é
parte integrante do contrato de elaboração do projeto. No entanto, o Analista deve informar
seu superior sobre eventuais divergências quanto ao conjunto de normas a serem utilizadas,
para eventuais providências.
Algumas verificações são comuns a todas as disciplinas ou pelo menos a várias delas:
a. O Analista deve proceder a uma verificação geral do conteúdo recebido para
se certificar de que o escopo previsto no Termo de Referência foi entregue
pela projetista. Essa providência vai evitar que ele tenha de interromper
posteriormente a análise por falta de conteúdo indispensável à verificação e
aprovação do projeto;
b. O mapa de localização da obra deve ser apresentado de forma precisa,
conforme o item 3.2.4 (Mapa de Situação) do documento normativo
DNIT/IPR-727-2006;
c. A forma de apresentação do projeto deve seguir as orientações dos
documentos normativos DNIT/IPR-726-2006 e DNIT/IPR-727-2006, tanto
28
para a apresentação em papel como para a mídia digital. Para esta última, os
arquivos devem ser apresentados nos formatos editável e não editável
compatíveis com os programas utilizados pelo DNIT.
Por fim, o Analista deverá verificar se foram incluídos os seguintes documentos
referentes à formalização de responsabilidades:
a. Anotação de Responsabilidade Técnica (ART) do profissional responsável
pelo projeto, com comprovante de pagamento, conforme o item 1.1.4 da
Instrução de Serviço DG/DNIT no 15/2006;
b. Declaração de Responsabilidade Técnica pelos Estudos, conforme a Figura
A.3 do documento normativo DNIT/IPR-739-2010;
c. Outras exigências legais e documentais que tenham sido estabelecidas pelo
Termo de Referência.
Como conclusões o Analista deve incluir o texto padrão que classifica o projeto em
um dos seguintes casos: (1) está em condições de aceitação, (2) está em condições de
aceitação com ressalvas, ou (3) não está em condições de aceitação. As orientações para
essa classificação são as seguintes:
(1) São considerados em condições de aceitação os projetos que tenham atendido
integralmente às obrigações contratuais e normativas ou aqueles que tenham se afastado das
instruções normativas de forma plenamente justificada, a critério do DNIT, tendo em vista
as condições técnicas especificas do empreendimento.
(2) Conforme o julgamento do Analista, um projeto pode ser considerado em
condições de aceitação com ressalvas, mesmo que não atenda plenamente aos padrões
normativos.
A abordagem sobre a análise de projetos de pavimentos no presente texto será
dividida em cinco diferentes partes: i) Estudo de Tráfego; ii) Estudo Getécbico; iii)
Pavimentos Asfálticos Novos (implantação); iv) Restauração de Pavimentos Asfálticos e; v)
Pavimentos Rígidos.
29
3. ANÁLISE DO ESTUDO DE TRÁFEGO (CÁLCULO DO NÚMERO N)
3.1. VERIFICAÇÕES ESPECÍFICAS
A Figura 5 apresenta as inter-relações do estudo de tráfego, mostrando a possível
interseção com o EVTEA e/ou EIA/RIMA (disciplina antecessora). E ainda, como
disciplinas sucessoras estão o projeto geométrico e o projeto de pavimentação.
Figura 5 – Diagrama de interdependência da Disciplina Estudo de Tráfego.
Fonte: Guia de Análise de Projetos Rodoviários, Versão Beta V3 (2018)
As verificações deste item são específicas para o estudo de tráfego na fase executiva.
A análise desse estudo equivale à análise de um estudo em fase básica acrescida dos itens
adicionais que caracterizam a fase executiva.
E ainda, o Analista deve ressaltar todas as inconsistências encontradas no projeto
objeto de sua análise, inclusive as que não estejam contempladas no roteiro de análise
específico para sua disciplina.
O Analista deve verificar se existem estudos anteriores, do tipo EVTEA, para
compatibilizar as informações deles com o estudo em análise, no que diz respeito as
características de tráfego do empreendimento. Para tanto, pode ser necessário consultar
outros volumes do projeto de engenharia.
No desenvolvimento do trabalho, o Analista usa sua experiência técnico-profissional
para avaliar a consistência do projeto e a adequação da solução proposta em relação (1) ao
objeto contratado e (2) às condições locais.
Guia de Análise dos Projetos Rodoviários
Ministério dos Transportes, Portos e Aviação Civil | Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes |
Diretoria de Planejamento e Pesquisa | Coordenação-Geral de Desenvolvimento de Projetos
1. Introdução
Nesse bloco o analista deve transcrever a demanda e contextualizar a análise. Cabe um
parágrafo inicial sobre os limites do seu trabalho e da sua responsabilidade. A análise não corresponde
à verificação integral do trabalho da projetista, o que equivaleria a refazer o projeto; também não
modifica a responsabilidade dos seus autores, formalizada pela Anotação de Responsabilidade Técnica
(ART). Trata-se de um trabalho de verificação que assegure ao DNIT que o objeto contratado atende às
condições do Contrato, do Termo de Referência e dos normativos vigentes.
2. Apresentação da Disciplina
O analista deve contextualizar a disciplina em análise, apresentando os seguintes aspectos:
1. Uma breve descrição das características técnicas mais relevantes do estudo, de forma a
tornar o relatório de análise mais compreensível. O Quadro 1 apresenta um modelo de
informações necessárias na apresentação da disciplina.
2. A Figura 1 apresenta as inter-relações do estudo de tráfego, mostrando a possível
interseção com o EVTEA e/ou EIA/RIMA (disciplina antecessora). E ainda, como disciplinas
sucessoras estão o projeto geométrico e o projeto de pavimentação.
Quadro 1 - Resumo de informações para análise do Estudo de Tráfego
B. Informações Técnicas do Estudo
TRECHO N° EST. INICIAL EST. FINALEXT. (M) N USACE N ASSHTO TIPO DE PISTA
1
2
Projeto
Geométrico
Projeto de
Pavimentação
Estudo
de Tráfego
EVTEA
EIA/RIMA
Figura 1- Diagrama de interdependência da disciplina de Estudo de Tráfego
3. Antecedentes da Análise
Quando necessário, o analista deve contextualizar e explicar o histórico das análises anteriores,
conforme listadas na Folha de Rosto descrita anteriormente.
Essa explicação pode ser necessária, por exemplo, no caso de um longo histórico de análises,
com atendimentos parciais ou equivocados por parte da projetista. Nesse caso, é importante enfatizar
as sucessivas datas em que foram entregues à projetista os relatórios de análise e as datas em que
foram recebidas as versões revisadas do projeto. Recomenda-se também ressaltar as inconsistências
que se tornaram recorrentes, ou seja, aqueles pontos carentes de correção que continuam impedindo a
aceitação do projeto apesar das sucessivas versões e análises.
30
3.2. CONTAGEM VOLUMÉTRICA E CLASSIFICATÓRIA
Quanto à contagem volumétrica e classificatória, propriamente dita, o Analista deve
verificar se a empresa projetista apresentou as seguintes informações:
a) Identificação do(s) trecho(s) em estudo;
b) Mapa/croqui com a localização dos postos de contagens de tráfego, conforme
exemplificado na Figura 6.
Figura 6 – Exemplo de postos de contagem de tráfego: BR-381/MF – Lote 4.
Fonte: Guia de Análise de Projetos Rodoviários, Versão Beta V3 (2018)
c) Adequação dos postos de contagem para os entroncamentos (federais e
estaduais);
d) Pelo menos um posto com contagem volumétrica e classificatória durante uma
semana, com período de 24 horas;
e) Contagens de três dias de 24 horas para as intersecções. Destaca-se que,
quando há dados consistentes para correções, admite-se contagens de apenas
um dia para as intersecções;
f) Planilhas de contagens volumétricas contendo além da localização, as datas e
os períodos de contagem, conforme exemplificado na Tabela 4 e Tabela 5;
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7. Verificações Especificas da Disciplina
As verificações deste item são específicas para o estudo de tráfego na fase executiva. A análise
desse estudo equivale à análise de um estudo em fase básica acrescida dos itens adicionais que
caracterizam a fase executiva.
E ainda, o analista deve ressaltar todas as inconsistências encontradas no projeto objeto de sua
análise, inclusive as que não estejam contempladas no roteiro de análise específico para sua disciplina.
7.1. Pontos de interseção com as disciplinas antecessoras
O analista deve verificar se existem estudos anteriores, do tipo EVTEA, para compatibilizar as
informações deles com o estudo em análise, no que diz respeito as características de tráfego do
empreendimento. Para tanto, pode ser necessário consultar outros volumes do projeto de engenharia.
7.2. Verificação da consistência geral do projeto
No desenvolvimento do trabalho, o analista usa sua experiência técnico-profissional para
avaliar a consistência do projeto e a adequação da solução proposta em relação (1) ao objeto
contratado e (2) às condições locais.
7.3. Contagens volumétricas e classificatórias
O analista deve verificar se a empresa projetista apresentou as seguintes informações:
a. Identificação do(s) trecho(s) em estudo.
b. Mapa/croqui com a localização dos postos de contagens de tráfego, conforme exemplificado
na Figura 2.
Figura 2- Exemplo de postos de contagem - BR-381/MG lote 04
c. Adequação dos postos de contagem para os entroncamentos (federais e estaduais).
d. Pelo menos um posto com contagem volumétrica e classificatória durante uma semana, com
período de 24 horas.
31
Tabela 4 – Exemplo de postos de contagem.
Fonte: Guia de Análise de Projetos Rodoviários, Versão Beta V3 (2018)
Tabela 5 – Exemplo de contagem volumétrica e classificatória de veículos.
Fonte: Guia de Análise de Projetos Rodoviários, Versão Beta V3 (2018)
1.6. Roteiro de Análise do Estudo de Tráfego
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Anexo 2
Estudo de Tráfego
EXEMPLO DE POSTOS DE CONTAGEM
Quadro nº 1 – Plano de Contagem de Tráfego
Rodovia: BR-381/NORTE Trecho: Divisa MG/SP
Subtrecho: Ribeirão prainha – acesso nova era sul Extensão: 18,8 km
Lote do projeto: 4 Segmento: km 317,00 – km 335,80
LO
T
E
P
O
ST
O
RODOVIA
LOCALIZAÇÃO PERÍODO DE
REALIZAÇÃO DAS
PESQUISAS
IDENTIFICAÇÃO
POSTOS DE C.V. CLASSIFICATÓRIA E
DIRECIONAIS (24 HORAS)
KM LATITUDE LONGITUDE 7 DIAS 3 DIAS 1 DIA
Lo
te
1
P-01 BR-381/MG 319,5 -19.995904º -42.995904º 21 a 27/09/2014 Lanchonete do Siribi
P-02 BR-381/MG 322,14 -19.721537º -43.007039º 22 a 24/09/2014 Interseção com LMG-790
P-03 BR-381/MG 325,00 -19.744434º -43.022012º 23/09/2014
Interseção com acesso secundário para
Itabira
P-04 BR-381/MG 326,08 -19.753089º -43.027536º 24 a 26/09/2014
Entre BR-120 E Acesso ao Bairro de
Fátima
P-05 BR-381/MG 326,96 -19.756803º -43.026873º 24 a 26/09/2014 Entre BR-120
P-06 BR-381/MG 335,8 -19.775639º -43.045307º 29/09 a 01/10/2014 Interseção com acesso sul
C.V. = Contagem volumétrica
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Anexo 3
Estudo de Tráfego
EXEMPLO DE CONTAGEM VOLUMÉTRICA E CLASSIFICATÓRIA DE VEÍCULOS
Quadro nº 257 – Contagem Volumétrica e Classificatória de Veículos
Rodovia: BR-381/NORTE Trecho: Divisa MG/SP
Subtrecho: Ribeirão prainha – acesso nova era sul Extensão: 18,8 km
Lote do projeto: 4 Segmento: km 317,00 – km 335,80
Posto: P-06 Localização: km 335,8 Identificação: Interseção com acesso sul Data: 29/09 a 01/10/2014
Programa: Projeto:
Movimento: Governador Valadares (1-3) Belo Horizonte
H
O
RÁ
RI
O
S PASSEIO ÔNIBUS CONFIGURAÇÕES EIXOS DOS VEICULOS DE CARGA
TOTAL
M
O
TO
PA
SS
.
U
TI
L.
U
RB
.
IN
TE
R.
TR
BU
S
4D
B
2C
3C
28
1
28
2
28
3
38
1
38
2
38
3
2C
2
2C
3
3C
2
3C
3
BI
T.
RO
D
.
TR
IP
.
21
2
21
3
31
2
31
3
2J
3
3J
3
4C
D
0:00 0:15 5 4 1 4 1 2 3 1 4 1 3 1 30
0:15 0:30 10 4 3 1 2 1 3 1 25
0:30 0:45 6 5 1 1 3 2 3 3 2 26
0:45 1:00 5 3 3 2 2 2 3 1 21
1:00 1:15 1 5 2 1 2 2 2 3 1 19
1:15 1:30 2 5 2 2 1 3 2 3 2 2 24
1:30 1:45 4 2 1 2 1 2 2 2 2 1 19
1:45 2:00 5 2 1 4 1 1 1 3 2 1 2 1 24
2:00 2:15 5 3 5 1 2 1 2 3 1 3 1 27
2:15 2:30 1 6 2 1 2 5 1 2 2 1 1 1 1 26
2:30 2:45 4 3 3 1 2 1 2 16
2:45 3:00 2 3 2 1 5 2 2 2 1 2 19
32
g) Planilhas de contagem (que podem ter formato digital) contendo os dados
coletados a cada 15 minutos para o cálculo do fator horário de pico;
h) Processamento dos dados das correções sazonais para constatar o
procedimento realizado referente aos fatores de expansão, correção semanal e
correção mensal.
3.3. VOLUME MÉDIO DIÁRIO (VMD)
Com relação à determinação do VMD o Analista deve realizar as seguintes
verificações:
a) Considerações/justificativas, dependendo do tipo de projeto, referentes às parcelas de
tráfego desviado e de tráfego gerado. Deve-se levar em consideração que para o
tráfego desviado é necessária a apresentação da Pesquisa de Origem-Destino.
b)Taxa de crescimento adotada e a sua justificativa para a determinação do VMD
futuro, conforme orientações da Instrução de Serviço 201, item 3.2.11 do documento
normativo DNIT/IPR-726-2006. Ressalte-se que, para as taxas de crescimento, deve-
se verificar os Termos de Referência, pois estes têm determinado a utilização de taxas
superiores.
Sendo V0 o volume médio diário de tráfego no ano do estudo de tráfego, admitindo-
se uma taxa t% de crescimento anual, o volume médio no ano de abertura (V1) e o volume
total (Vt), durante o período de P anos, serão calculados conforme as Equações 1 e 2.
𝑉" = 𝑉$ 1 +
𝑡
100
Equação 1
𝑉) =
365𝑉" 1 +
𝑡
100
-
− 1
𝑡
100
Equação 2
Assim, o Volume médio diário de projeto será a média calculada a partir de Vt, ou seja:
VMDm = Vt /(P x 365)
33
O Anexo 4 mostra um exemplo de planilha de VMD que pode ser utilizada para a
apresentação de dados.
Tabela 6 – Exemplo de planilha para cálculo de VMD.
Fonte: Guia de Análise de Projetos Rodoviários, Versão Beta V3 (2018)
3.4. FLUXOGRAMAS DE TRÁFEGO DAS INTERSEÇÕES
Nessa etapa da análise deve ser verificado se foram apresentados os seguintes os
elementos:
a) Fluxogramas de tráfego para todas as interseções do projeto. Destaca-se que deve ser
realizada uma verificação por amostragem dos fluxos mais representativos das
interseções;
b) Fluxogramas de contagens de tráfego para o ano atual, ano de abertura e ano final de
projeto;
c) Fluxogramas apresentados em VMD e UCP/h (Unidade de Carro Passeio por hora),
conforme exemplificado na Figura 7 (a) e (b), respectivamente.
1.6. Roteiro de Análise do Estudo de Tráfego
Ministério dos Transportes, Portos e Aviação Civil | Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes | Diretoria de Planejamento e Pesquisa | Coordenação-Geral de Desenvolvimento de Projetos
Anexo 4
Estudo de Tráfego
EXEMPLO DE PLANILHA PARA CÁLCULO DO VMD
Quadro nº 498 – Volume Médio diário Anual de Tráfego - VMD
Rodovia: BR-381/NORTE Trecho: Divisa MG/SP
Subtrecho: Ribeirão prainha – acesso nova era sul Extensão: 18,8 km
Lote do projeto: 4 Segmento: km 317,00 – km 335,80
Posto: P-06 Localização: km 335,8 Identificação: Interseção com acesso sul Data: 29/09 a 01/10/2014
Programa: Projeto:
Movimento: Governador Valadares para Belo Horizonte
ANO TRÁFEGO MOTO PASS. UTIL.
COLETIVOS CONFIGURAÇÕES EIXOS DOS VEICULOS DE CARGA
TOTAL
URB. INT. TRIB. 4DB 2C 3C 281 282 283 381 382 383 2C2 2C3 3C2 3C3 BIT. ROD. TRIB. 212 213 312 313 2J3 3J3 4CD
2014 Pesquisa 240 2369 758 17 68 120 3 451 570 1 98 271 13 328 2 1 1 136 41 3 1 10 119 4 17 86 5732
2017 Normal 297 2935 939 19 75 133 3 499 630 1 108 300 14 363 2 1 1 153 45 3 11 1 132 4 19 97 6765
2017 Geração 45 440 141 3 11 20 75 95 15 45 2 54 23 7 2 20 1 3 15 1018
2017 Desvio 56 15 8 11 23 33 187 1 35 281 6 72 1 36 2 769
2017 VMD 342 3433 1095 30 97 176 3 607 912 2 159 626 22 486 2 1 2 212 54 3 13 1 152 5 22 112 8572
Movimento: Belo Horizonte para Governador Valadares
ANO TRÁFEGO MOTO PASS. UTIL.
COLETIVOS CONFIGURAÇÕES EIXOS DOS VEICULOS DE CARGA
TOTAL
URB. INT. TRIB. 4DB 2C 3C 281 282 283 381 382 383 2C2 2C3 3C2 3C3 BIT. ROD. TRIB. 212 213 312 313 2J3 3J3 4CD
2014 Pesquisa 140 2084 727 7 80 138 5 474 620 1 64 304 15 351 1 93 37 3 6 2 137 3 14 109 5420
2017 Normal 180 2582 902 8 88 153 6 524 685 1 71 336 17 388 1 103 41 3 7 2 151 3 15 121 6387
2017 Geração 27 387 135 1 13 23 1 79 103 11 50 3 58 15 6 1 23 2 18 956
2017 Desvio 58 15 8 11 23 33 187 1 35 281 6 72 1 36 2 769
2017 VMD 207 3027 1051 17 112 199 7 696 975 2 117 667 26 518 1 1 154 49 3 8 2 174 3 17 199 6112
Movimento: Ambos os sentidos
ANO TRÁFEGO MOTO PASS. UTIL.
COLETIVOS CONFIGURAÇÕES EIXOS DOS VEICULOS DE CARGA
TOTAL
URB. INT. TRIB. 4DB 2C 3C 281 282 283 381 382 383 2C2 2C3 3C2 3C3 BIT. ROD. TRIB. 212 213 312 313 2J3 3J3 4CD
2014 Pesquisa 385 4453 1485 24 148 258 8 925 1190 2 162 575 29 679 3 1 1 231 78 6 15 3 296 7 31 197 11152
2017 Normal 477 5571 1840 27 163 286 9 1023 1315 2 179 636 31 751 3 1 1 256 86 6 18 3 283 7 34 218 13172
2017 Geração 72 827 276 4 24 43 1 154 198 27 95 5 112 38 13 3 43 1 5 33 1974
2017 Desvio 116 30 16 22 46 66 374 2 70 562 12 144 2 72 4 1538
2017 VMD 549 6460 2146 47 207 375 10 1243 1887 4 279 1293 48 1007 3 1 3 366 103 6 21 3 326 8 39 251 16684
2017 % 3,29 38,72 12,86 0,28 1,25 2,25 0,06 7,45 11,31 0,02 1,65 7,75 0,29 6,04 0,02 0,01 0,02 2,19 0,62 0,04 0,13 0,02 1,95 0,05 0,23 1,50 100,00
34
Figura 7 – Exemplos de fluxogramas de tráfego em interseções.
(a) Fluxograma em VMD
(b) Fluxograma e UCP/h
Fonte: Guia de Análise de Projetos Rodoviários, Versão Beta V3 (2018)
3.5. ESTUDOS DE CAPACIDADE E NÍVEIS DE SERVIÇO
Os itens a seguir apresentam as conferências que o Analista deve realizar com relação
aos estudos de capacidade e níveis de serviço.
a) Compatibilizar os dados de entrada utilizados nos estudos de capacidade e níveis de
serviço com os resultados obtidos no estudo de tráfego;
b) Verificar os critérios para definição de segmentos homogêneos para via com duas
faixas e dois sentidos de tráfego, segundo o Highway Capacity Manual (HCM/2010)
fls. 15-12, levando em consideração a segmentação por presença de rampas
especificas;
c) Constatar se os estudos de capacidade e níveis de serviço foram executados para as
interseções;
1.6. Roteiro de Análise do Estudo de Tráfego
Ministério dos Transportes, Portos e Aviação Civil | Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes |
Diretoria de Planejamento e Pesquisa | Coordenação-Geral de Desenvolvimento de Projetos
Anexo 6
Estudo de Tráfego
EXEMPLO FLUXOGRAMA EM VMD
Guia de Análise dos Projetos Rodoviários
Ministério dos Transportes, Portos e Aviação Civil | Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes |
Diretoria de Planejamento e Pesquisa | Coordenação-Geral de Desenvolvimento de Projetos
Anexo 7
Estudo de Tráfego
EXEMPLO FLUXOGRAMA EM UCP/H
35
d) O Analista deve verificar se o desenvolvimento do estudo foi realizado seguindo a
versão atualizada do manual HCM.
3.6. FATORES DE VEÍCULO
Em relação à classificação dos veículos utilizada para a obtenção dos Fatores de
Veículos Individuais – FVis, admite-se como referência o Manual de Estudos de Tráfego –
2006 e o Quadro de Fabricantes de Veículos (QFV) – 2012.
Na determinação dos Fatores de Veículos – FVs, os analistas devem verificar se foram
apresentados os seguintes elementos:
a) Quadro de cargas por eixo consideradas para cada tipo de veículo (vazio e carregado);
b) Verificar se estão sendo consideradas as tolerâncias por eixo segundo a Resolução do
CONTRAN n° 526 de 29 de abril de 2015;
c) Cálculo dos Fatores de Veículos Individuais (FVis);
d) Cálculo dos Fatores de Veículos da Frota (FV);
e) Cálculo dos FVis realizados considerando as metodologias da AASHTO e do
USACE;
f) Determinação do percentual de veículos carregados e vazios realizada mediante a
pesquisa de ocupação de carga;
g) Utilização das cargas da Lei da Balança para o cálculo do Fator de Carga. No caso da
não utilização dessas cargas, verificar se foram usadas cargas das pesquisas de
pesagem atualizadas.
3.6.1 Fatores de equivalência de carga da AASHTO e USACE
Relativamente aos métodos da AASHTO e da USACE, os Fatores de Equivalência
são determinados pelas expressões apresentadas Tabela 7.
36
Tabela 7 – Fatores de equivalência de carga da AASHTO e USACE.
Fonte: Manual de Estudo de Tráfego - DNIT (2006)
A metodologia de cálculo do número N, utilizando os fatores de equivalência da
USACE e AASHTO, é a mesma apresentada para o método do DNIT. Entretanto, é comum
a apresentação dos dois números N calculados, pela AASHTO e USACE, acumulados ano a
ano, emprojetos de pavimento flexível.
Para o método de dimensionamento de pavimentos flexíveis do DNIT utiliza-se
sempre o número N calculado com os Fatores de Equivalência do método da USACE que é
equivalente ao proposto no manual de Pavimentos do DNIT.
3.7. DETERMINAÇÃO DO NÚMERO N
Deve-se verificar se o cálculo do número “N” foi apresentado conforme as
metodologias da AASHTO e do USACE.
Conhecido Vt, calcula-se N, que é o número equivalente de operações do eixo simples
padrão durante o período de projeto que é o parâmetro de tráfego usado no dimensionamento
do pavimento asfáltico.
37
N = Vt x (FE) x (FC), sendo (FE) x (FC) = (FV)
Portanto:
N = Vt x (FV)
• NOTA: Fator climático Regional - Para levar em conta as variações de umidade dos
materiais do pavimento durante as diversas estações do ano (o que se traduz em
variações de capacidade de suporte dos materiais) o número equivalente de operações
do eixo-padrão ou parâmetro de tráfego, N, deve ser multiplicado por um coeficiente
(F.R.) que, na pista experimental da AASHTO, variou de 0,2 (ocasião em que
prevalecem baixos teores de umidade) a 5,0 (ocasiões em que os materiais estão
praticamente saturados). É possível que, estes coeficientes sejam diferentes, em
função da diferença de sensibilidade à variação do número N; é possível, ainda,
pensar-se num fator climático que afetaria a espessura do pavimento (em vez do
número N), e que seria, ao mesmo tempo, função desta espessura.
O coeficiente final a adotar é uma média ponderada dos diferentes coeficientes
sazonais, levando-se em conta o espaço de tempo em que ocorrem.
Parece mais apropriado a adoção de um coeficiente, quando se toma, para projeto, um
valor C.B.R compreendido entre o que se obtém antes e o que se obtém depois da embebição,
isto é, um valor correspondente à umidade de equilíbrio. Tem-se adotado um FR = 1,0 face
aos resultados de pesquisas desenvolvidas no IPR/DNER.
Assim, o Número N do DNIT é calculado por:
N = 365 x P x VMDm X FE X FC X FD X FR
O fator de Distribuição Direcional do Tráfego (FD) para Rodovias de Pista Simples
é adotado igual a 50% para todos os tipos de veículos. Para rodovias de pista dupla, deve-se
considerar o tráfego incidente na faixa de tráfego mais solicitada, conforme sugestão da
Figura 8. O exemplo de cálculo do número N está apresentado na Tabela 8. Parte dos veículos
38
de carga adotados na classificação da frota pelo DNIT está apresentada na Figura 9. A lista
completa pode ser consultada no Manual de Estudo de Tráfego.
Tabela 8 – Exemplo de cálculo do Número N.
Fonte: Guia de Análise de Projetos Rodoviários, Versão Beta V3 (2018)
3.8. EXERCÍCIO 01
Considerando a contagem bidirecional de veículos comerciais abaixo, calcular o número N
ano a ano e acumulado segundo metodologia da AASHTO e USACE.
Dados:
Pista simples de 2 faixas de tráfego;
VMD0 = 412 veículos de carga (FD = 0,5)
Ano do Estudo de Tráfego - 2018
P = 10 anos;
t = 2% ao ano;
Veículos de carga:
100% carregados;
Considerar sobrecarga de 5% por eixo;
Calcular o número N a partir de 2021.
FROTA:
Guia de Análise dos Projetos Rodoviários
Ministério dos Transportes, Portos e Aviação Civil | Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes | Diretoria de Planejamento e Pesquisa | Coordenação-Geral de Desenvolvimento de Projetos
Anexo 5
Estudo de Tráfego
EXEMPLO DE PLANILHA PARA CÁLCULO DO NÚMERO “N”
Ano
Volumes de Tráfego Volumes do Número N Observações
Veículos-tipo
Total
USACE AASHTO
Moto Passeio Coletivo Carga Ano a ano Acumulado Ano a ano Acumulado
2014 - 385 5938 438 4391 11152 *** *** *** ***
2015 - 413 6377 453 4540 11784 *** *** *** ***
2016 - 444 6849 468 4695 12456 *** *** *** ***
2017 1º 549 8606 641 6888 16684 1,15E+07 1,15E+07 3,47E+06 3,47E+06
2018 2º 590 9243 663 7122 17617 1,19E+07 2,35E+07 3,58E+06 7,05E+06
2019 3º 633 9927 685 7364 18610 1,23E+07 3,58E+07 3,71E+06 1,08E+07
2020 4º 680 10661 709 7615 19665 1,28E+07 4,86E+07 3,83E+06 1,46E+07
2021 5º 730 11450 733 7874 20787 1,32E+07 6,18E+07 3,96E+06 1,85E+07
2022 6º 785 12298 758 8141 21981 1,36E+07 7,54E+07 4,10E+06 2,26E+07
2023 7º 843 13208 783 8418 2352 1,41E+07 8,95E+07 4,24E+06 2,69E+07
2024 8º 905 14185 810 8704 24604 1,46E+07 1,04E+08 4,38E+06 3,13E+07
2026 9º 972 15235 838 9000 26045 1,51E+07 1,19E+08 4,53E+06 3,58E+07
2027 10º 1044 16362 866 9306 27578 1,56E+07 1,35E+08 4,68E+06 4,05E+07
2028 - - - - - - *** *** *** ***
2029 - - - - - - *** *** *** ***
2030 - - - - - - *** *** *** ***
2031 - - - - - - *** *** *** ***
2032 - - - - - - *** *** *** ***
2033 - - - - - - *** *** *** ***
2034 - - - - - - *** *** *** ***
2035 - - - - - - *** *** *** ***
2036 - - - - - - *** *** *** ***
2037 - - - - - - *** *** *** ***
2038 - - - - - - *** *** *** ***
COMPOSIÇÃO PERCENTUAL DO TRÁFEGO 2017 PARÂMETROS ADOTADOS NO CÁLCULO DO NÚMERO DE OPERAÇÕES DO EIXO-PADRÃO DE 8,2T - NÚMERO N
Moto Passeio Coletivo Carga Fatores de Veículos – FV Fator Climático Fator da Pista
3,29 51,58 3,84 41,29 FVUSACE FVAASHTO FR FP
TAXAS DE CRESCIMENTO DO TRÁFEGO (%) 10,503 3,153 1,000 0,400
Moto Passeio Coletivo Carga Ano Inicial para Cálculo do Número N 2017
7,40 7,40 3,40 3,40 Período de Projeto para o Cálculo do Número N-P (anos) 10
39
Figura 8 - Fator de distribuição direcional do tráfego para rodovias.
Fonte: Adaptado de Manual de Estudo de Tráfego - DNIT (2006)
40
Figura 9 – Parte dos veículos adotados na classificação do DNIT.
Fonte: Adaptado do DNIT (2006)
Manual de Estudos de Tráfego 51
MT/DNIT/DPP/IPR
Figura 13 - Veículos adotados na classificação do DNIT
CAMINHÃO
E1 = eixo simples (ES), rodagem simples
(RS), carga máxima (CM) = 6t ou
capacidade declarada pelo fabricante do
pneumático E2 =
ES, rodagem dupla (RD), CM = 10t
d12 ≤ 3,50m
CAMINHÃO TRUCADO
E1 = ES, RS, CM = 6t
E2E3 = ES, conjunto de eixos em
tandem duplo TD, CM = 17t
d12 > 2,40m
1,20m < d23 ≤ 2,40m
CAMINHÃO TRATOR + SEMI
REBOQUE
E1 = ES, RS, CM = 6t
E2 = ED, RD, CM = 10t
E3 = ED, RD, CM = 10t
d12, d23 >2,40m
CAMINHÃO SIMPLES
E1 = ES, RS, CM 6t
E2E3E4 = conjunto de eixos em tandem
triplo TT; CM = 25,5t
d12>2,40
1,20m < d23, d34 ≤ 2,40m
CAMINHÃO DUPLO DIRECIONAL
TRUCADO
E1E2 = conjunto de eixos direcionais
CED, CM = 12t E3E4 =
TD, CM = 17t
1,20m < d34 ≤ 2,40m
CAMINHÃO TRATOR + SEMI
REBOQUE
E1 = ES, RS, CM 6t
E2 = ED, RD, CM 10t
E3E4 = TD, CM = 17t
d12, d23 > 2,40m
1,20m < d34 ≤ 2,40m
CAMINÃO TRATOR + SEMI REBOQUE
E1 = ES, RS, CM 6t
E2 = ED, RD, CM 10t
E3 = ED, RD, CM 10t
E4 = ED, RD, CM 10t
d12, d23, d34 > 2,40m
4
4 29(30,5) 4CD
2S13 26(27,3)
4 31,5(33,1)
36(37,8) 2I2
SILHUETA
4 33(34,7) 2S2
16(16,8)
4C
3C
2C
3 23(24,2)
2
No DE
EIXOS
PBT/CMT
MÁX.(t) CARACTERIZAÇÃO CLASSE
41
4. ANÁLISE DE PROJETOS DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS NOVOS
4.1. ESTUDOS GEOTÉCNICOS
A Tabela 9 apresenta uma listagem com o referencial técnico e normativo do Estudo
Geotécnico, que auxiliará na elaboração do relatório de análise. Esse quadro contém a fonte
e o link de cada documento normativo considerado.
O Analista deve contextualizar o estudo geotécnico, apresentando os seguintes
aspectos:
1. Uma breve descrição das características técnicas mais relevantes da disciplina, de
forma a tornar o relatório de análise mais compreensível;
2. A Figura 10 apresenta as inter-relaçõesdo estudo geotécnico, mostrando a possível
interseção com o EVTEA e/ou EIA/RIMA, e o estudo geológico como disciplina
antecessora. E ainda, como disciplinas sucessoras estão o projeto geométrico, o
projeto de terraplenagem, projeto de pavimentação, projeto de drenagem e OAC, e
os projetos de OAEs.
Figura 10 - Diagrama de interdependência da disciplina de Estudo Geotécnico.
Fonte: Guia de Análise de Projetos Rodoviários, Versão Beta V3 (2018)
Guia de Análise de Projetos Rodoviários
Ministério dos Transportes, Portos e Aviação Civil | Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes |
Diretoria de Planejamento e Pesquisa | Coordenação-Geral de Desenvolvimento de Projetos
1. Introdução
Nesse bloco o analista deve transcrever a demanda e contextualizar a análise. Cabe um
parágrafo inicial sobre os limites do seu trabalho e da sua responsabilidade. A análise não
corresponde à verificação integral do trabalho da projetista, o que equivaleria a refazer o projeto;
também não modifica a responsabilidade dos seus autores, formalizada pela Anotação de
Responsabilidade Técnica (ART). Trata-se de um trabalho de verificação que assegure ao DNIT que
o objeto contratado atende às condições do Contrato, do Termo de Referência e dos normativos
vigentes.
2. Apresentação da Disciplina
O analista deve contextualizar o estudo geotécnico, apresentando os seguintes aspectos:
1. Uma breve descrição das características técnicas mais relevantes da disciplina, de forma
a tornar o relatório de análise mais compreensível.
2. A Figura 1 apresenta as inter-relações do estudo geotécnico, mostrando a possível
interseção com o EVTEA e/ou EIA/RIMA, e o estudo geológico como disciplina
antecessora. E ainda, como disciplinas sucessoras estão o projeto geométrico, o projeto
de terraplenagem, projeto de pavimentação, projeto de drenagem e OAC, e os projetos
de OAEs.
Projeto de
Terraplenagem
Projeto de
Drenagem e OAC
Projeto de
Pavimento Flexível
Projetos de
OAEs
Estudo
Geotécnico
Estudo
Geológico
Projeto
Geométrico
EVTEA
EIA/RIMA
Figura 1- Diagrama de interdependência da disciplina de Estudo Geotécnico
3. Antecedentes da Análise
Quando necessário, o analista deve contextualizar e explicar o histórico das análises
anteriores, conforme listadas na Folha de Rosto descrita anteriormente.
Essa explicação pode ser necessária, por exemplo, no caso de um longo histórico de análises,
com atendimentos parciais ou equivocados por parte da projetista. Nesse caso, é importante
enfatizar as sucessivas datas em que foram entregues à projetista os relatórios de análise e as datas
em que foram recebidas as versões revisadas do projeto. Recomenda-se também ressaltar as
inconsistências que se tornaram recorrentes, ou seja, aqueles pontos carentes de correção que
continuam impedindo a aceitação do projeto apesar das sucessivas versões e análises.
42
Tabela 9 – Referencial teórico e normativo para Estudo Geotécnico.
Fonte: Adaptado do Guia de Análise de Projetos Rodoviários, Versão Beta V3 (2018)
Guia de Análise de Projetos Rodoviários
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Diretoria de Planejamento e Pesquisa | Coordenação-Geral de Desenvolvimento de Projetos
Anexo 1
Estudo Geotécnico
REFERENCIAL TÉCNICO E NORMATIVO
Referência Fonte Link
DOCUMENTOS NORMATIVOS
1. Solo - Sondagens de simples reconhecimento
com SPT - Método de ensaio
ABNT/NBR-6484-
2001
https://www.abntcatalogo.com.br/norma.aspx?ID=2
446
2. Agregados - determinação da abrasão “Los
Angeles”
DNER/ME-035-1998
http://ipr.dnit.gov.br/normas-e-
manuais/normas/meetodo-de-ensaio-me/dner-
me035-98.pdf
3. Equivalente de areia DNER/ME-054-1997
http://ipr.dnit.gov.br/normas-e-
manuais/normas/meetodo-de-ensaio-me/dner-
me054-97.pdf
4. Areia - determinação de impurezas orgânicas DNER/ME-055-1995
http://ipr.dnit.gov.br/normas-e-
manuais/normas/meetodo-de-ensaio-me/dner-
me055-95.pdf
5. Agregado graúdo - Adesividade a ligante
betuminoso
DNER/ME-078-1994
http://ipr.dnit.gov.br/normas-e-
manuais/normas/meetodo-de-ensaio-me/dner-
me078-94.pdf
6. Solos - Análise granulométrica por peneiramento DNER/ME-080-1994
http://ipr.dnit.gov.br/normas-e-
manuais/normas/meetodo-de-ensaio-me/dner-
me080-94.pdf
7. Agregado - determinação do índice de forma DNER/ME-086-1994
http://ipr.dnit.gov.br/normas-e-
manuais/normas/meetodo-de-ensaio-me/dner-
me086-94.pdf
8. Agregados - avaliação da durabilidade pelo
emprego de soluções de sulfato de sódio ou de
magnésio
DNER/ME-089-1994
http://ipr.dnit.gov.br/normas-e-
manuais/normas/meetodo-de-ensaio-me/dner-
me089-94.pdf
9. Projeto de aterros sobre solos moles para obras
viárias
DNER/PRO-381-1998
http://ipr.dnit.gov.br/normas-e-
manuais/normas/procedimento-pro/dner-pro381-
98.pdf
10. Pavimentação – Sub-base estabilizada
granulometricamente
DNIT/ES-139-2010
http://ipr.dnit.gov.br/normas-e-
manuais/normas/especificacao-de-servicos-
es/dnit139_2010_es.pdf
11. Pavimentação – Base estabilizada
granulometricamente
DNIT/ES-141-2010
http://ipr.dnit.gov.br/normas-e-
manuais/normas/especificacao-de-servicos-
es/dnit141_2010_es.pdf
12. Instruções de Serviço 206 DNIT/IPR-726-2006
http://www1.dnit.gov.br/arquivos_internet/ipr/ipr_
new/manuais/diretrizes_basicas_instrucoes_servico
s.pdf
13. Diretrizes Básicas para Elaboração de
Estudos e Projetos Rodoviários - Instruções
para Apresentação de Relatórios
DNIT/IPR-727-2006
http://ipr.dnit.gov.br/normas-e-
manuais/manuais/documentos/727_diretrizes
_basicas_instrucoes_apresentacao_relatorios.
pdf
14. Instruções para Acompanhamento e Análise
Estudos e Projetos Rodoviários
DNIT/IPR-739-2010
http://ipr.dnit.gov.br/normas-e-
manuais/manuais/documentos/739_diretrizes_basic
as-instrucoes_para_acompanhamento.pdf
OUTRAS REFERÊNCIAS
43
Considerando a concepção do estudo Geotécnico para Pavimentação, o Analista deve
verificar, dentre outros aspectos, as seguintes informações:
• Existência na análise dos solos ocorrentes, com vistas aos estudos de resistência e
deformabilidade que serão usados no Projeto de Pavimentação.
• Justificativa técnica e econômica pela opção de jazidas não comerciais ou comerciais,
com estudos comparativos de custos das fontes de materiais escolhidas.
4.1.1 Estudos do subleito
Sobre as sondagens para subleito, o Analista deve verificar se foram atendidos os
seguintes itens:
a. Os furos de sondagem estão localizados no eixo e nas bordas da plataforma,
objetivando a identificação das diversas camadas de solos e coleta de amostras em
cada uma destas camadas;
b. O espaçamento longitudinal máximo entre furos de sondagem deve estar entre 100 m
a 200 m. Para casos onde há mudança significativa do tipo de solo o espaçamento
entre furos deverá ser inferior, segundo cada caso;
c. Profundidade mínima de coleta a 1 m abaixo do terreno natural. Furos adicionais de
sondagem com profundidade de até 1,5 m abaixo do terreno natural podem ser
realizados próximos ao pé́ de taludes de corte, para verificação do nível de lençol
freático e da profundidade de camadas rochosas;
Tabela 10 – Quantidade de furos de sondagem.
Fonte: Guia de Análise de Projetos Rodoviários, Versão Beta V3 (2018)
Guia de Análise de Projetos Rodoviários
Ministério dos Transportes, Portos e Aviação Civil | Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes |
Diretoria de Planejamento e Pesquisa | Coordenação-Geral de Desenvolvimento de Projetos
d. Indicação da data de determinação do NA. É recomendável a determinação do nível de
água na época chuvosa.
e. Nos cortes o espaçamento entre furos de sondagens deve atender ao disposto no
Quadro 2.
Quadro 2 - Quantidade de furos de sondagens
Extensão do corte Número mínimo de furos de sondagens
Até 120 m 1 furo
120a 200 m 2 furos
200 a 300 3 furos
300 a 400 m 4 furos
Superior a 400 m 1 furo a cada 150 m
7.5.2. Considerando a exploração do subleito, o analista deve verificar se foram
atendidos os seguintes itens:
a. Estudo estatístico para o subleito, separando os segmentos homogêneos para efeito de
dimensionamento do pavimento, atendendo aos modelos apresentados no Manual de
Pavimentação (IPR 719, item 4.3.1.2). E ainda, esse estudos dos segmentos homogêneos
definidos por tipo de solo e característica de suporte e expansão, não devem conter
desvios padrões elevados.
b. Os solos do subleito com ISC maior ou igual ao ISC de projeto e expansão menor que 2%.
Nos locais onde estas exigências não forem atendidas, deve estar prevista a substituição
do material (espessura mínima de substituição igual a 60 cm) ou
tratamento/estabilização dos solos do subleito.
7.6. Ensaios para subleito e ocorrência de materiais
Para os ensaios de subleito e ocorrências de materiais, o analista deve verificar se estão
apresentados os resultados dos seguintes ensaios:
a. Granulometria por peneiramento com lavagem do material na peneira de 2 mm e de
0,075 mm.
b. Limite de liquidez e Limite de plasticidade.
c. Teor de umidade natural.
d. Massa específica aparente in situ.
e. Compactação, apresentando às curvas de compactação, determinadas pelo menos com
cinco pontos, na energia Proctor Normal – 12 golpes.
f. Índice de Suporte Califórnia e Expansão.
44
d. Indicação da data de determinação do NA. É recomendável a determinação do nível
de água na época chuvosa;
e. Nos cortes o espaçamento entre furos de sondagens deve atender ao disposto na
Tabela 10.
Considerando a exploração do subleito, o Analista deve verificar se foram atendidos
os seguintes itens:
a. Estudo estatístico para o subleito, separando os segmentos homogêneos para efeito
de dimensionamento do pavimento, atendendo aos modelos apresentados no Manual
de Pavimentação (IPR 719, item 4.3.1.2). E ainda, esses estudos dos segmentos
homogêneos definidos por tipo de solo e característica de suporte e expansão, não
devem conter desvios padrões elevados;
b. Os solos do subleito com Índice de Suporte Califórnia (ISC) maior ou igual ao ISC
de projeto e expansão menor que 2%. Nos locais onde estas exigências não forem
atendidas, deve estar prevista a substituição do material (espessura mínima de
substituição igual a 60 cm) ou tratamento/estabilização dos solos do subleito.
4.1.2 Ensaios do subleito e ocorrências de materiais
Para os ensaios de subleito e ocorrências de materiais, o analista deve verificar se
estão apresentados os resultados dos seguintes ensaios:
a. Granulometria por peneiramento com lavagem do material na peneira de 2 mm e de
0,075 mm;
b. Limite de liquidez e Limite de plasticidade;
c. Teor de umidade natural;
d. Massa especifica aparente in situ;
e. Compactação, apresentando as respectivas curvas determinadas com pelo menos
cinco pontos, na energia Proctor Normal – 12 golpes;
f. Índice de Suporte Califórnia e Expansão;
45
4.1.3 Estudos para exploração de materiais para Pavimentação
• Sobre a exploração de materiais para pavimentação, o Analista deve verificar se estão
apresentadas as seguintes informações:
a. Ocorrências de materiais com qualidade técnica e volume suficiente para atender as
necessidades da obra;
b. Atestado da Superintendência Regional ou fiscalização de campo do contrato para as
jazidas de solos, pedreiras e areais, caso as DMT sejam elevadas.
• O analista deve verificar se o relatório de sondagem para as jazidas de solos apresenta
seguintes pontos:
a. Malha de furos espaçados de 30 m em 30 m sobre toda a área da jazida a ser
aproveitada;
b. Espessuras úteis de mais de 1 m, com estudos dos materiais a cada 1 m ou menos,
dependendo do perfil de solo existente.
• Para as pedreiras, o Analista deve verificar se para as rochas basálticas estão
apresentados os ensaios de lâmina e difração de raio X; e, ainda se foi informada a
natureza das rochas utilizadas no projeto.
• Caso o areal não atenda as especificações para uso de revestimento do pavimento, o
analista deverá verificar o uso do areal para as demais situações (drenagem e misturas
com solo).
4.1.4 Ensaios para materiais utilizados na Pavimentação
• Quanto as jazidas de solo, o Analista deve verificar se estão apresentados os seguintes
itens:
a. Coerência entre os ensaios para uma mesma amostra, ou grupo de amostras;
b. Ensaios de mistura de materiais (antes e após a mistura), analisando os ensaios,
segundo amostragem a ser definida.
46
• Ainda para as jazidas de solo, em cada furo da malha, para cada camada de material,
verificar se estão apresentados os seguintes ensaios:
a. Granulometria por peneiramento com lavagem do material na peneira de 2,0 mm e
de 0,075 mm;
b. Limite de Liquidez (LL) e Limite de Plasticidade (LP); Teor de umidade natural.
• Em furos alternados da malha, para cada camada de material das jazidas de solo,
verificar se estão apresentados os seguintes ensaios:
a. Massa específica aparente in situ, validando o fator de homogeneização utilizado em
projeto;
b. Compactação, Proctor intermediário (26 golpes para Sub-base) e, Proctor modificado
(55 golpes para Base);
c. Índice de Suporte Califórnia (ISC ou CBR) e Expansão;
d. O Analista deve verificar para qual fim o material de jazida será́ utilizado e a depender
da utilidade deve-se verificar se foram atendidas as especificações apresentadas na
Tabela 11.
Tabela 11 - Características principais para uso de jazida como material de base e sub-base.
Fonte: Guia de Análise de Projetos Rodoviários, Versão Beta V3 (2018)
e. Caso os materiais disponíveis “in natura” não atendam às exigências citadas
anteriormente para base estabilizada granulometricamente, deve-se analisar se foram
estudadas misturas com areia, brita, areia + brita, solo-cimento, solo melhorado com
cimento, areia + brita + cimento, além de misturas com cal, etc., buscando àquela
mistura que seja mais viável técnica e economicamente. Deve ser considerando que,
47
para as misturas devem ser realizados, no mínimo, nove ensaios (compactação e ISC)
com materiais de furos diferentes de forma a caracterizar bem o material ensaiado.
Neste sentido, devem ser escolhidos pelo menos os nove furos in natura que
representem satisfatoriamente as características granulométricas e de suporte da
jazida in natura, para que ao se efetuar a mistura, esta, de forma similar, possa
caracterizar bem a mistura estudada.
• Para base estabilizada granulometricamente com utilização de solo laterítico, os
materiais apresentados devem atender as especificações da norma DNER-ES
378/1998.
• Quanto as pedreiras, devem ser verificados os resultados dos seguintes ensaios com
os respectivos certificados:
a. Desgaste por Abrasão Los Angeles (DNER- ME 035/98) (ver Tabela 12);
b. Sanidade (DNER/ME-089-1994), com perda inferior a 12%;
c. Adesividade (DNER/ME-078-1994), satisfatória;
d. Índice de Forma (DNER/ME-086-1994), que deve ser superior a 0,5;
e. Só́ para rochas basálticas, deverá ser apresentado o ensaio de lâmina e difração de
raio X;
f. Deve ser informada a natureza das rochas utilizadas em projeto.
Tabela 12 - Valores máximos de % abrasão Los Angeles permitidos por tipo de serviço.
Fonte: Guia de Análise de Projetos Rodoviários, Versão Beta V3 (2018)
48
• Quanto aos areais, o Analista deve verificar se estão apresentados os resultados dos
seguintes ensaios com os respectivos certificados:
a. Granulometria (DNER/ME-080-1994);
b. Teor de matéria orgânica (DNER/ME-055-1995), que deve ser inferior a 300 p.p.m.;
c. Equivalente de Areia (DNER/ME-054-1997), que deve ser igual ou superior a 55%.
4.1.5 Exercício 02
Com os resultados dos ensaios do subleito e Jazidas J1, J2 e J3abaixo, determine se:
a) O solo local pode ser utilizado como subleito de pavimento asfáltico;
b) J1 pode ser utilizada como camada de sub-base de pavimento flexível;
c) J2 pode ser utilizada como camada de sub-base de pavimento flexível;
d) J3 pode ser utilizada para camada de base de pavimento flexível com N > 5 x 106.
49
4.2. CONCEPÇÃO DO PROJETO DE PAVIMENTAÇÃO
As inter-relações do projeto de pavimento flexível estão apresentadas na Figura 11.
A Figura 11 mostra o estudo geotécnico, o estudo de tráfego e o projeto geométrico como
disciplinas antecessoras; e o projeto de sinalização, o projeto de drenagem e OAC, o projeto
de obras complementares e o orçamento como suas disciplinas sucessoras.
Figura 11 - Diagrama de interdependências da disciplina Projeto de Pavimento Flexível.
Fonte: Guia de Análise de Projetos Rodoviários, Versão Beta V3 (2018)
A análise de um projeto de pavimentação deve considerar, em primeiro lugar, o tipo
de pavimento previsto – flexível, semirrígido ou rígido. Para pavimentos flexíveis, os
principais aspectos a serem verificados pelo Analista são apresentados nos itens seguintes.
• O Analista deve verificar se a Projetista justificou a escolha do tipo de pavimento
proposto, inclusive com um comparativo técnico-econômico entre as possíveis
soluções aplicáveis.
• A Projetista deve justificar a opção por jazidas produzidas ou comerciais para os
materiais a serem utilizados na pavimentação (jazida, areal e pedreira). As
alternativas porventura existentes devem ser objeto de estudos comparativos.
• O volume utilizável das ocorrências de materiais, principalmente das jazidas de
materiais granulares, deve ser suficiente para suprir o volume previsto de todos os
serviços de pavimentação.
Guia de Análise de Projetos Rodoviários
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Diretoria de Planejamento e Pesquisa | Coordenação-Geral de Desenvolvimento de Projetos
1. Introdução
Nesse bloco o analista deve transcrever a demanda e contextualizar a análise. Cabe um parágrafo
inicial sobre os limites do seu trabalho e da sua responsabilidade. A análise não corresponde à
verificação integral do trabalho da projetista, o que equivaleria a refazer o projeto; também não modifica
a responsabilidade dos seus autores, formalizada pela Anotação de Responsabilidade Técnica (ART).
Trata-se de um trabalho de verificação que assegure ao DNIT que o objeto contratado atende às
condições do Contrato, do Termo de Referência e dos normativos vigentes.
2. Apresentação da Disciplina
O analista deve contextualizar a disciplina em análise, apresentando os seguintes aspectos:
1. Uma breve descrição das características técnicas mais relevantes da disciplina, de forma a
tornar o relatório de análise mais compreensível.
2. As inter-relações da projeto de pavimento flexível, apresentadas na Figura 1, mostra o
estudo geotécnico, o estudo de tráfego e o projeto geométrico como disciplinas
antecessoras; e o projeto de sinalização, o projeto de drenagem e OAC, o projeto de obras
complementares e o orçamento como suas disciplinas sucessoras.
Orçamento
Estudo de
Tráfego
Projeto
Geométrico
Projeto de
Drenagem e OAC
Projeto de Obras
Complementares
Estudo
Geotécnico
Projeto de
Pavimento Flexível
Projeto de
Sinalização
Figura 1 – Diagrama de interdependências da disciplina Projeto de Pavimento Flexível
3. Antecedentes da Análise
Quando necessário, o analista deve contextualizar e explicar o histórico das análises anteriores,
conforme listadas na Folha de Rosto descrita anteriormente.
Essa explicação pode ser necessária, por exemplo, no caso de um longo histórico de análises, com
atendimentos parciais ou equivocados por parte da projetista. Nesse caso, é importante enfatizar as
sucessivas datas em que foram entregues à projetista os relatórios de análise e as datas em que foram
recebidas as versões revisadas do projeto. Recomenda-se também ressaltar as inconsistências que se
tornaram recorrentes, ou seja, aqueles pontos carentes de correção que continuam impedindo a
aceitação do projeto apesar das sucessivas versões e análises.
50
• A utilização de areia e brita de origem comercial requer verificação da projetista junto
ao Departamento Nacional de Produção Mineral (DNPM) e ao Sistema de
informações Geográficas da Mineração (SIGMINE). O projeto deve incluir os
documentos referentes à condição de exploração, além das licenças ambientais.
4.3. DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
O Analista deverá verificar se o dimensionamento do projeto de pavimentação atende
(ou é compatível) com os seguintes métodos relacionados:
a) Método da Resistência - DNIT/IPR-667-1981 e DNIT/IPR-719-2006 (Método de
Projeto de Pavimentos Flexíveis e Manual de Pavimentação, respectivamente);
b) Método da Resiliência - DNIT/IPR-719-2006 (Manual de Pavimentação);
c) Análises Mecanísticas;
Conforme a Nota Técnica no 123/2014 da Coordenação de Projetos de Infraestrutura, o
método de análise Mecanística é recomendável para verificação do dimensionamento do
pavimento nos casos em que o número NUSACE apresente valores superiores a 5 x 107. Para
esse método, o Analista deve verificar se a Projetista apresentou os seguintes elementos:
d) Planilhas comparativas dos métodos de dimensionamento utilizados, com a
justificativa técnica da opção adotada;
e) Nome e caraterísticas principais do software utilizado para dimensionamento do
pavimento;
f) Parâmetros de entrada (cargas, pressão dos pneus, etc.) e modelo estrutural utilizados
para o dimensionamento;
g) Detalhamento da metodologia e condições de contorno utilizadas, com parâmetros
bem definidos e determinados por ensaios de laboratório (módulos de resiliência e
coeficientes de Poisson);
h) Relatórios gerados a partir dos cálculos realizados com o software utilizado, de modo
a permitir a conferência dos resultados;
i) Descrição clara e objetiva dos modelos adotados, se possível com os critérios de
ruptura considerados;
51
j) A divisão em segmentos homogêneos para definição do ISC do projeto, quando
possível, deve ser solicitada à empresa projetista;
k) A memória justificativa deve conter a indicação dos parâmetros de projeto e o
detalhamento do dimensionamento do pavimento.
O Analista deve verificar se os parâmetros de projeto atendem aos seguintes itens:
a) O(s) número(s) N utilizados(s) devem ser iguais ao(s) obtido(s) nos Estudos de
Tráfego para o período de projeto estabelecido pelos Termos de Referência do projeto
e/ou pelo edital;
b) Para projetos com predominância de cortes, o ISC do subleito deve ser obtido por
meio da avaliação estatística realizada para o subleito. Para projetos com
predominância de aterros superiores a 60 cm, devem ser adotados os valores de ISC
dos materiais usados para efetuar a terraplenagem (Estatístico também);
c) As características dos materiais utilizados são estabelecidas nos estudos geológicos e
geotécnicos de acordo com o documento normativo DNIT/IPR-739-2010. Devem ser
observadas também as Especificações de Serviços referentes ao tipo de material
granular utilizado como solução para a base e sub-base;
d) Quando for necessária uma camada de reforço do subleito, os materiais usados devem
apresentar CBR superior ao do subleito e expansão ≤ 1,0% (medida com sobrecarga
de 10 lb ou 4,536 kg);
e) As camadas de sub-base e base não devem ter espessuras inferiores a 15 cm; por outro
lado, não devem ser adotadas espessuras muito superiores às calculadas;
f) Para os acostamentos, verificar se a estrutura do pavimento usada para os
acostamentos deve ser a mesma que a usada para a pista; no entanto, a camada de
revestimento deve ser inferior, uma vez que o acostamento é destinado a suportar
apenas cargas eventuais;
g) O degrau máximoentre a pista o acostamento deve ser de 5,0 cm;
h) Se forem previstos limpa-rodas ou desvios de tráfego, a solução aplicada deverá ser
claramente informada no Volume 3;
52
i) O volume utilizável estudado para as ocorrências de materiais, principalmente para
as jazidas de materiais granulares, deve ser suficiente para suprir o volume de todos
os serviços de pavimentação;
j) Os quantitativos referentes ao projeto de pavimentação devem ser apresentados
separadamente para os seguintes elementos da rodovia: pista, acostamento, terceira
faixa, interseção, via marginal, baias, limpa-rodas, e obras de arte especiais (OAEs);
k) Os diagramas lineares apresentados estão compatíveis (Tabela 13).
Tabela 13 – Exemplo de demonstrativo das quantidades da pavimentação.
Fonte: Guia de Análise de Projetos Rodoviários, Versão Beta V3 (2018)
4.3.1 Método da Resistência (Manual de Pavimentação do DNIT)
Também conhecido como Método do CBR, Método do DNER/DNIT, este Método
tem como base o trabalho "Design of Flexible Pavements Considering Mixed Loads and
Traffic Volume", da autoria de W.J. Turnbull, C.R. Foster e R.G. Ahlvin, do Corpo de
Engenheiros do Exército dos E.E.U.U. e conclusões obtidas na Pista Experimental da
AASHTO, desenvolvido pelo Eng. Murilo Lopes de Souza em 1961 (primeira versão).
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Anexo 3
Projeto de Pavimento Flexível
APRESENTAÇÃO DO DEMONSTRATIVO DAS QUANTIDADES DA PAVIMENTAÇÃO
Demonstrativo das Quantidades dos Serviços de Pavimentação – Pista
Rodovia: Trecho: Sutrecho: Segmento:
SEGMENTO HOMOGÊNEO CÁLCULO DAS QUANTIDADES MOMENTO DE TRANSPORTE MATERIAL BETUMINOSO
Nº
Estaca
Pista
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BASE + SOLO + ADIÇÃO DE 3% DE CIMENTO
1 667 670 15,50 60,0 7,0 0,15 420,0 63,0 63,0 Solo Jazida nº 1 3045+10,0 Pista 47,54 2.995,0
2 670 709 16,18 780,0 7,0 0,15 5.460,0 819,0 819,0 Solo Jazida nº 1 3045+10,0 Pista 47,12 38.591,3
3 709 732 16,22 460,0 7,0 0,15 3.220,0 483,0 483,0 Solo Jazida nº 1 3045+10,0 Pista 46,50 22.459,5
Total 332.820,0 Base + solo + adição de 3% de cimento 1.365,0 m³
IMPRIMAÇÃO
1 667 670 15,50 60,0 7,0 420,0 420,0 CM-30 Tanques 2.186 Pista 30,35 15,3 CM-30 1,2 l/m² 0,5
2 670 709 16,18 780,0 7,0 5.460,0 5.460,0 CM-30 Tanques 2.186 Pista 29,93 196,1 CM-30 1,2 l/m² 6,55
3 709 732 16,22 460,0 7,0 3.220,0 3.220,0 CM-30 Tanques 2.186 Pista 29,93 113,3 CM-30 1,2 l/m² 3,86
Total 332.820,0 Imprimação 9.100,0 m² 0,3 km 324,7 CM-30 987,05t
PINTURA DE LIGAÇÃO
1 667 670 15,50 60,0 7,0 420,0 420,0 RR-1C Tanques 2.186 Pista 30,35 15,3 RR-1C 0,5
l/m²
0,21
2 670 709 16,18 780,0 7,0 5.460,0 5.460,0 RR-1C Tanques 2.186 Pista 29,93 196,1 RR-1C 0,5
l/m² 2,73
3 709 732 16,22 460,0 7,0 3.220,0 3.220,0 RR-1C Tanques 2.186 Pista 29,93 113,3 RR-1C 0,5
l/m²
1,61
Total 332.820,0 Imprimação 9.100,0 m² 32.413 1.572.873 Pista 0,2 km 135,3 RR-1C 776,08t
CONCRETO BETUMINOSO USINADO A QUENTE – FAIXA “B”
1 667 670 - 60,0 0,150 9,0 2,425 21,8 21,8 CBUQ Usina 2.186 Pista 30,35 662,4 CAP-50/70 5,0 % 1,09
2 670 709 - 780,0 0,150 117,0 2,425 283,7 283,7 CBUQ Usina 2.186 Pista 29,93 8.491,9 CAP-50/70 5,0 % 14,19
3 709 732 - 460,0 0,150 69,0 2,425 167,3 167,3 CBUQ Usina 2.186 Pista 29,93 4.904,3 CAP-50/70 5,0 % 8,37
Total 332.820,0 Imprimação 472,9 m² 29,7 km 14.058,6
CAP-
50/70 8.891,9
53
Relativamente aos materiais integrantes do pavimento, são adotados coeficientes de
equivalência estrutural tomando por base os resultados obtidos na Pista Experimental da
AASHTO, com modificações julgadas oportunas.
A Capacidade de Suporte do subleito e dos materiais constituintes dos pavimentos é
feita pelo CBR, adotando-se o método de ensaio preconizado pelo DNIT, em corpos-de-
prova moldados em laboratório para as condições de massa específica aparente e umidade
especificada para o serviço.
O subleito e as diferentes camadas do pavimento devem ser compactados de acordo
com os valores fixados nas "especificações Gerais", recomendando-se que, em nenhum caso,
o grau de compactação calculado estaticamente deve ser inferior a 100% do que foi
especificado.
4.3.1.1 Exigências para as camadas granulares do pavimento
Para solos granulares com granulação grossa deverá ser empregada a energia de
compactação correspondente ao Proctor modificado.
Os materiais do subleito devem apresentar uma expansão, medida no ensaio C.B.R.,
menor ou igual a 2% e um C.B.R. ≥ 2%.
IMPORTANTE:
Como uma espécie de fator de segurança, recomenda-se utilizar para o subleito o
Índice de Suporte (IS), que é um CBR corrigido em função do Índice de Grupo (IG),
conforme a Equação 3.
𝐼𝑆 =
𝐼𝑆123 + 𝐼𝑆45
2
Equação 3
Onde:
ISCBR = índice de suporte numericamente igual ao CBR (%)
54
ISIG = índice de suporte derivado do índice de grupo, correspondendo praticamente a
uma inversão de escala, fazendo com que solos de boa qualidade tenham os maiores valores
de ISIG. O ISIG é definido com base na Tabela 14.
O método impõe, entretanto, a condição de que o Índice de Suporte máximo seja igual
ao valor do CBR; isto significa que quando o IS for maior que o CBR, o valor adotado para
o IS será o do próprio CBR.
Tabela 14 – Valores de IS em função de IG.
Fonte: DNIT (1981)
4.3.1.2 Classificação dos materiais empregados no pavimento
a) Materiais para reforço do subleito, os que apresentam C.B.R. maior que o do
subleito e expansão ≤1% (medida com sobrecarga de 10 Ib)
b) Materiais para sub-base, os que apresentam C.B.R. ≥ 20%, I.G. = 0 e expansão ≤
1% (medida com sobrecarga de 10 lb)
c) Materiais para base, os que apresentam: C.B.R. ≥ 80% e expansão ≤ 0,5% (medida
com sobrecarga de 10 Ib), Limite de liquidez ≤ 25% e Índice de plasticidade ≤ 6%
Caso o limite de liquidez seja superior a 25% e/ou índice de plasticidade seja superior
a 6; o material pode ser empregado em base (satisfeitas as demais condições), desde que o
equivalente de areia seja superior a 30.
55
Para um número de repetições do eixo padrão, durante o período do projeto N ≤ 5 x
106, podem ser empregados materiais com C.B.R. ≥ 60% e as faixas granulométricas E e F
já citadas.
Os materiais para base granular devem ser enquadrar numa das seguintes faixas
granulométricas (Tabela 15):
Tabela 15 - Granulometria para base granular.
Fonte: DNIT 141 (2010)
A fração que passa na peneira n° 200 deve ser inferior a 2/3 da fração que passa na
peneira n° 40. A fração graúda deve apresentar um desgaste Los Angeles igual ou inferior a
50. Pode ser aceito um valor de desgaste maior, desde que haja experiência no uso do
material.
Em casos especiais podem ser especificados outros ensaios representativos da
durabilidade da fração graúda.
56
Para o caso de materiais lateríticos, as "especificações Gerais" fixarão valores para
expansão, índices de consistência, granulometria e durabilidade da fração graúda.
4.3.1.3 Coeficientes de Equivalência Estrutural
São os seguintes os coeficientes de equivalência estrutural para os diferentes materiais
constitutivos do pavimento (Tabela 16):
Tabela 16 - Coeficiente de equivalência estrutural,
Fonte: DNIT (2006)
Nota:
Pesquisasfuturas podem justificar mudanças nestes coeficientes. Os coeficientes
estruturais são designados, genericamente por:
– Revestimento: KR
– Base: KB
– Sub-base: KS
– Reforço: KRef
57
4.3.1.4 Espessura Mínima de Revestimento
A fixação da espessura mínima a adotar para os revestimentos betuminosos é um dos
pontos ainda em aberto na Engenharia Rodoviária, quer se trate de proteger a camada de
base dos esforços impostos pelo tráfego, quer se trate de evitar a ruptura do próprio
revestimento por esforços repetidos de tração na flexão. As espessuras a seguir
recomendadas, Tabela 17, visam especialmente as bases de comportamento puramente
granular e são definidas pelas observações efetuadas.
Tabela 17 - Espessura mínima de revestimento betuminoso.
Fonte: DNIT 719 (2006)
*No caso de adoção de tratamentos superficiais, as bases granulares devem possuir alguma
coesão, pelo menos aparentes, seja devido à capilaridade ou a entrosamento de partículas.
4.3.1.5 Dimensionamento pelo método do CBR (ISC)/DNIT
O gráfico da Figura 12 dá a espessura total do pavimento, em função de N e de I.S.
ou C.B.R.; a espessura fornecida por este gráfico é em termos de material com K = l ,00, isto
é, em termos de base granular. Entrando-se em abcissas, com o valor de N, procede-se
verticalmente até encontrar a reta representativa da capacidade de suporte (I.S. ou C.B.R.)
em causa e, procedendo-se horizontalmente, então, encontra-se, em ordenadas, a espessura
do pavimento.
58
Supõe-se sempre, que há uma drenagem superficial adequada e que o lençol d'água
subterrâneo foi rebaixado a, pelo menos, 1,50 m em relação ao greide de regularização.
No caso de ocorrência de materiais com C.B.R. ou I.S. inferior a 2, é sempre preferível
a fazer a substituição, na espessura de, pelo menos, l m, por material com C.B.R. ou I.S.
superior a 2.
As espessuras máxima e mínima de compactação das camadas granulares são de
20cm e 10cm, respectivamente.
A espessura construtiva mínima para estas camadas é de 15cm.
Figura 12 - Determinação de espessuras do pavimento.
Fonte: DNIT 719 (2006)
59
*Atenção: Cuidado com o uso da Equação apresentada abaixo da Figura 12 para
determinação da espessura das camadas do pavimento. Para baixos valores do número N e
CBR as espessuras calculadas são discrepantes das obtidas pelo Ábaco (referência).
A Figura 13 apresenta simbologia utilizada no dimensionamento do pavimento, Hm
designa, de modo geral, a espessura total de pavimento necessário para proteger um material
com C.B.R. ou I.S. = CBR ou IS = m, etc., hn designa, de modo geral, a espessura de camada
do pavimento com C.B.R. ou I.S. = n, etc.
Figura 13 - Dimensionamento do pavimento.
Fonte: DNIT 719 (2006)
Mesmo que o C.B.R. ou I.S. da sub-base seja superior a 20, a espessura do pavimento
necessário para protegê-la é determinada como se esse valor fosse 20 e, por esta razão, usam-
se sempre os símbolos, H20 e h20 para designar as espessuras de pavimento sobre sub-base
e a espessura de sub-base, respectivamente. Os símbolos B e R designam, respectivamente,
as espessuras de base e de revestimento.
Uma vez determinadas as espessuras Hm, Hn, H20, pelo gráfico da Figura 12, e R
pela Tabela 17, as espessuras de base (B), sub-base (h20) e reforço do subleito (hn), são
obtidas pela resolução sucessiva das seguintes inequações:
RKR+BKB ≥ H20
RKR+BKB+h20 KS ≥ Hn
RKR+BKB+h20 KS +hn KRef ≥ Hm,
60
Acostamento - Não se dispõe de dados seguros para o dimensionamento dos
acostamentos, sendo que a sua espessura está, de antemão, condicionada à da pista de
rolamento, podendo ser feitas reduções de espessura, praticamente, apenas na camada de
revestimento. A solicitação de cargas é, no entanto, diferente e pode haver uma solução
estrutural diversa da pista de rolamento.
4.3.1.6 Exercício 03
Dimensione um pavimento flexível pelo Método do DNIT, considerando o número N do
Exercício 01 e os materiais de subleito, sub-base e base do Exercício 02.
4.3.2 Análise Mecanística
4.3.2.1 Finalidade
O método de dimensionamento do DNIT, baseado no método original do USACE, e
o da AASHTO visam a proteção do subleito contra a geração de deformações plásticas
excessivas durante o período de projeto. São métodos empíricos, com base experimental
referente a condições climáticas e de solos nos EUA, e que tem garantido essa proteção
quando aplicados no Brasil, haja vista a rara ocorrência de afundamentos em trilha de roda,
significativos nos pavimentos dimensionados por esses métodos. Pode-se até mesmo falar
em um superdimensionamento, que seria explicado pela ausência, no Brasil, da condição
crítica correspondente ao degelo da primavera.
Esses métodos devem ser completados, contudo, por análises que permitam
considerar- se, no dimensionamento, o problema do trincamento por fadiga das camadas
asfálticas, nos pavimentos flexíveis, e das camadas cimentadas, nos pavimentos semirrígidos.
Para esse objetivo, o procedimento mais eficaz é a aplicação de modelos de previsão de
desempenho do tipo Mecanístico-Empírico (M-E), em vista de seu maior campo de aplicação
e por estarem embasados em propriedades mecânicas fundamentais dos solos e materiais de
pavimentação. Uma outra vantagem desses modelos, em relação àqueles puramente
empíricos, é a possibilidade de se otimizar o dimensionamento da estrutura, tomando-se
partido da capacidade de cada camada em resistir aos processos de deterioração provocados
61
pelas cargas do tráfego. Também no caso de projetos de restauração, o dimensionamento de
recapeamentos asfálticos contra a reflexão de trincas e a consideração dos efeitos de camadas
especiais intermediárias podem ser efetuados de forma confiável apenas por meio de modelos
M-E.
4.3.2.2 Conceitos
Um modelo de previsão de desempenho é uma função que permite quantificar a
redução do nível de serventia ou a geração de defeitos ao longo da vida de serviço do
pavimento. Tal modelo é denominado "Mecanístico-Empírico (M-E)" quando é constituído
por três partes:
a) Um Modelo Estrutural para cálculo das respostas induzidas pelas cargas de
roda em movimento nas camadas do pavimento, na forma de tensões, deformações ou
deflexões elásticas que estejam relacionadas ao surgimento ou à propagação de defeitos na
estrutura;
b) Funções de Transferência, capazes de relacionar as respostas da estrutura às
cargas do tráfego, à geração e propagação de defeitos. Além de atenderem a determinadas
condições de contorno, exigidas pelo problema, essas funções deverão basear-se em teorias
empiricamente validadas, que descrevam o mecanismo com que a deterioração se processa:
c) Fatores ou Funções de Calibração, que ajustam as previsões das Funções de
Transferência de modo a se reproduzir dados de uma determinada base empírica. São
responsáveis, portanto, pela consideração de parâmetros que não puderam ser explicitados,
seja no modelo estrutural ou nas Funções de Transferência, tais como: clima, características
específicas do tráfego atuante, particularidades dos materiais e de sua variabilidade.
Um aspecto que assume especial relevância quando da aplicação de modelos M-E,
tanto no projeto de pavimentos novos como no de restauração, é a caracterização adequada
do comportamento tensão-deformação dos materiais sob as cargas transientes dos veículos.
O módulo de elasticidade ou "young" se reveste de duas definições nesse contexto, a saber:
– Módulo de Resiliência (MR): determinado em laboratório por meio de
ensaios de cargas repetidas, com duração de carga da ordem de 0,10 s e tempo de repouso de
62
0,9 s. Utiliza toda a deformação recuperável no seu cálculo, embutindo, portanto, as parcelas
elástica (instantânea) e viscoelástica, geradas pelo pulso de carga de 0,1 s de duração;
– Módulo de Elasticidade Efetivo "in situ" (Eef): é o módulodeterminado por
retroanálise das bacias de deflexões lidas através de equipamentos para ensaios não
destrutivos.
Enquanto MR se refere às condições de compactação e de solicitação do ensaio de
laboratório, Eef reflete ou sintetiza o estado de tensões, a compactação e o modo de solicitação
a que a camada é submetida pelas cargas dos veículos em movimento. Não existem, portanto,
correlações universais entre esses dois parâmetros, embora possa estabelecer-se comparações
em casos particulares. Tais comparações são importantes, visto que, no projeto de pavimentos
novos, pode-se dispor apenas de MR, enquanto nos projetos de restauração, apenas Eef pode
estar disponível, de modo geral.
4.3.2.3 Modelos de Previsão de Desempenho
Um modelo de previsão de desempenho é chamado "empírico" quando se constitui
de uma correlação direta entre alguns parâmetros relacionados ao desempenho do pavimento
e a evolução dos defeitos ou queda da serventia. Os modelos do tipo Mecanístico-Empírico
já foram comentados no subitem 4.3.2.1. Em outra classificação, os modelos podem ser
"determinísticos", quando preveem um único valor para a condição futura do pavimento, ou
"probabilísticos", quando fornecem as possibilidades de diversas condições. Em projetos, os
modelos mais adequados são os determinísticos do tipo Mecanístico-Empírico, enquanto que
em Sistemas de Gerência de Pavimentos em nível de rede, os modelos probabilísticos do tipo
empírico são preferíveis.
No caso do dimensionamento estrutural de pavimentos novos, deve-se aplicar
modelos apropriados para a consideração de:
a) Trincamento por fadiga das camadas asfálticas e cimentadas;
b) Acúmulo de deformações permanentes nos solos, materiais granulares e camadas
asfálticas.
63
No caso de projetos de restauração em que o revestimento do pavimento existente
esteja severamente trincado, deve-se considerar a reflexão de trincas para as camadas
asfálticas de recapeamento.
Em termos de proteção contra fadiga dos revestimentos asfálticos, os modelos a serem
aplicados deveriam ser capazes de identificar duas fases no processo de trincamento:
a) O início do trincamento, quando o revestimento se encontra íntegro. Ao final desta
fase, surgem as primeiras trincas de fadiga na superfície;
b) A propagação das trincas do revestimento, quando as trincas, originalmente isoladas,
aumentam de comprimento e se interligam.
De acordo com o Manual de Pavimentação do DNIT, a previsão da duração da
primeira fase pode ser feita por meio de modelos do tipo apresentado na Equação 4.
𝑁$ = 𝐾
1
𝜀)
:
𝑋 𝐹 = 𝑁>?2 𝑋 𝐹 Equação 4
onde:
No = número de repetições da carga que produz a deformação máxima de tração et requerido
para o surgimento das primeiras trincas de fadiga na superfície;
F = fator laboratório-campo ("shift factor"), responsável pelo ajuste das previsões da equação
de fadiga de laboratório (Nflab) para se reproduzir o que se observa no campo;
K,n = constantes da equação de fadiga de laboratório.
A deformação de tração (et) pode ser calculada pela teoria de camadas elásticas. O
fator de calibração F é responsável pela inclusão dos parâmetros que não puderam ser
explicitados pelo modelo, tais como as condições climáticas e características específicas do
tráfego atuante.
Para segunda fase, deve-se estimar o número adicional de repetições de carga
necessário para que seja atingida uma certa extensão do trincamento de superfície, medida,
por exemplo, pela percentagem de área trincada (TR), como ilustrado na Figura 14.
64
Figura 14 - Fases do trincamento.
Fonte: DNIT (2006)
O número total de repetições de carga, referente à percentagem de área trincada TR,
é dado, portanto, por:
N(TR) =N0 +DN(TR)
A consideração das duas fases do trincamento é essencial para se evitar conclusões
errôneas quando se compara o desempenho de seções de projeto alternativas. Assim, se duas
seções com espessuras de revestimento asfáltico diferentes, mas a deformação de tração (et)
na sua fibra inferior é idêntica, a formação das primeiras trincas de fadiga será simultânea
em ambas as seções, mas a seção mais espessa levará mais tempo para apresentar uma certa
percentagem de área trincada, por ser a propagação de trincas mais lenta no revestimento
mais espesso.
No caso de pavimentos semirrígidos, há uma distância considerável entre as equações
de fadiga de laboratório das misturas cimentadas e as equações desenvolvidas a partir da
interpretação do desempenho de rodovias em serviço. As mais recomendáveis para projeto,
portanto, são essas últimas, das quais pode-se citar as oriundas dos ensaios de fadiga "in situ"
65
com o "Heavy Vehicle Simulator" (HVS) da África do Sul, ou com um veículo semelhante
já construído no Brasil no R.G. do Sul
𝑁@ = 10
A,"C "DEFGEH Equação 5
onde:
Nf = número de repetições da deformação máxima de tração sob a camada cimentada (et),
requerido para se iniciar o trincamento por fadiga;
eR = deformação de ruptura do material.
A esse modelo, deve-se associar um outro, que prevê a progressão do trincamento
através da camada cimentada e que, em termos da redução do módulo de elasticidade efetivo
(Eef) da camada, pode ser expresso pela seguinte fórmula, que representa uma síntese dos
ensaios com o (HVS).
Equação 6
Eo = módulo de elasticidade da mistura, que é igual ao da camada íntegra;
N = número acumulado de repetições de carga.
No caso de pavimentos do tipo invertido (Figura 15), a fadiga do revestimento
asfáltico e a da sub-base ocorrerão simultaneamente, sendo aplicáveis os modelos válidos
para os pavimentos flexíveis e semirrígidos. Deve-se considerar, além disso, a elevação das
deformações de tração no revestimento (et) à medida que a progressão do trincamento da sub-
base provocar a queda de seu módulo efetivo (E3).
66
Figura 15 - Pavimento invertido.
Fonte: DNIT (2006)
Os modelos de previsão de desempenho comumente utilizados no Brasil estão
sumarizados na Tabela 18.
Tabela 18 – Modelos de desempenho para camadas do pavimento
Local de análise Equação k n Fonte
Topo do revestimento
(NUSACE) 𝑁)I =
10J
𝐷
L
3,01 0,176 DNER-PRO 11/1979
Fibra inferior do
revestimento
(NAASHTO)
𝑁MI = 𝑘 𝑥
1
𝜀)
:
1,092 x 10-6 3,512 FHWA (1976) apud DER-SP (2006)
Fibra inferior da base
tratada com cimento
(sr = 1,901 e NUSACE)
𝑁25P1 = 10
A,"CQ "D RFSTRH - - DER-SP (2006)
Topo do subleito
(NUSACE) 𝑁UVW = 𝑘 𝑥
1
𝜀X
:
6,069 x 10-10 4,762
Dormon e Metcalf
(1965) apud DER-SP
(2006)
Fonte: Segundo et al. (2016)
67
4.3.2.4 Cálculo de Tensões e Deformações
Uma série de modelos e programas de computador estão disponíveis para se calcular
as tensões e deformações provocadas pelas cargas de roda em uma estrutura de pavimento.
No que diz respeito à sua escolha e modo de utilização, as seguintes observações devem ser
feitas:
a) A teoria de camadas elásticas, onde cada camada é simulada por um meio elástico
linear, homogêneo e isotrópico. é o modelo estrutural mais simples capaz de
reproduzir as tensões e deformações tidas em pavimentos instrumentados. Modelos
que incorporem a dependência dos módulos de elasticidade de solos e de materiais
granulares em função do estado de tensões têm representado um aperfeiçoamento útil
na prática. Outros modelos mais complexos, que incluam os efeitos de: anisotropia,
trajetória de tensões efetivas no ensaio triaxial e viscoelasticidade têm encontrado
aplicação prática em problemas específicos e ainda não puderam ser incorporados aos
projetos rotineiros;
b) Os modelos de previsão de desempenho do tipo M-E estão calibrados para um
determinado modelo estrutural, o qual compreende:
• um processo para cálculo de tensões e deformações; e
• uma forma de se considerar as propriedades elásticas dos materiais(módulos de
resiliência, por exemplo).
Assim, esses modelos de previsão de desempenho são dependentes do modelo
estrutural associado, não se podendo aplicá-los com outros modelos estruturais.
Finalmente, embora o aperfeiçoamento progressivo dos modelos estruturais seja
importante para se elevar a confiabilidade dos modelos de previsão de desempenho
mecanístico-empíricos, a situação atual ainda é a de que as maiores incertezas se encontram
na calibração experimental dos modelos. Assim, antes de se aplicar modelos deste tipo, é
fundamental reavaliar-se os fatores de calibração utilizando-se os dados de desempenho
locais ou regionais disponíveis.
68
4.3.3 Programa ELSYM5
De acordo com Rocha (2010), o programa computacional ELSYM5 foi desenvolvido
na Universidade da Califórnia, em Berkeley, Califórnia, EUA no ano de 1970 para
computadores de grande porte, sendo adaptado para computadores pessoais no ano de 1985
(DAROUS, 2003).
O programa foi desenvolvido segundo a formulação matemática da teoria da
elasticidade desenvolvida por Burmister de meios semi-infinitos estratificados. Utiliza
modelagem elástico-linear (Módulo de Resiliência constante) e o cálculo é realizado pelo
método das diferenças finitas. Possibilita o cálculo de pavimentos flexíveis e semirrígidos de
até cinco camadas superpostas.
O programa permite o cálculo das tensões, deslocamentos e deformações para um
sistema tridimensional de camadas elásticas. (DAROUS, 2003). Conforme Balbo (2007), o
programa é adimensional, bastando que os parâmetros sejam informados em unidades
coerentes.
Horizontalmente as camadas são consideradas infinitas, possuindo espessuras
uniformes e finitas, com exceção da última camada, o subleito, que possui espessura
considerada semi-infinita. Devem ser informadas as espessuras das camadas acima do
subleito assim como seus módulos de resiliência e coeficientes de Poisson (BALBO, 2007).
As cargas de roda podem ser de um número máximo de dez (idênticas) podendo-se
indicar a carga por roda (kgf), a pressão da área de contato (kgf/cm²), o raio da carga circular
(cm), o número de cargas e suas posições (BALBO, 2007).
Segundo Medina (1997, pág. 135), o número de pontos de análise do ELSYM5 pode
ir até 100 (cem), 10 pares em 10 profundidades. Aumentando-se o número de pontos as
soluções se aproximam da solução exata das equações algébricas. As coordenadas usadas no
programa são as retangulares cartesianas XYZ, sendo a parte superior do sistema o plano XY
com Z=0, lugar onde são aplicadas as cargas. O eixo Z se estende verticalmente da superfície
do sistema para baixo. As camadas são numeradas a partir do revestimento (DAROUS,
2003).
69
Para o emprego do programa, vale consultar no manual do usuário (User’s Manual
for IBM-PC and Compatible Microcomputer). No programa são apresentados menus com
dados de entrada e dados de saída, sendo eles de acordo com Darous (2003):
Dados de entrada (“Data required”):
a. “Layer Property Data” – Dados das camadas e seus materiais constituintes:
quantidade, espessuras, coeficientes de Poisson e módulo de elasticidade;
b. “Load Data” – Dados das cargas: quantidade de cargas, valor, coordenadas
(x,y) e a pressão dos pneus;
c. “Cordinate Data” – Dados dos pontos de análise: coordenadas (x,y) e
profundidade z.
O processamento resulta, para cada camada ou coordenada vertical z escolhida, em
determinação de tensões, deformações específicas e deslocamentos verticais. Os dados de
saída: para cada ponto de análise, se constituem nos seguintes elementos:
• Tensões normais;
• Tensões cisalhantes;
• Tensões principais atuantes;
• Deslocamentos normais;
• Deformações normais;
• Deformações cisalhantes;
• Deformações principais.
IMPORTANTE:
Sugere-se não tentar salvar os arquivos do ELSYM5. Essa ação costumeiramente incorre em
erro do programa por falta de atualização do software. À medida que os resultados forem
sendo obtidos estes devem ser anotados em planilhas específicas para evitar perda de dados
e retrabalho.
A sequência de telas utilizadas para entrada de dados e visualização dos resultados no
ELSYM5 está sumarizada na Figura 16.
70
Figura 16 - Telas de entrada de dados e visualização dos resultados no ELSYM5.
Fonte: Programa ELSYM5
4.3.4 Programa AEMC
Programa de Análise Elástica de Múltiplas Camadas que calcula tensões e
deformações em estruturas de pavimentos com até oito camadas sob carregamento de rodas
do tipo eixo rodoviário.
71
O AEMC é um programa de computador de análise de camadas elásticas
desenvolvido para uso como um componente nos programas MeDiNa e BackMeDiNa
(originalmente para o SisPav). A estrutura geral de cálculo utiliza a integração de Gauss-
Laguerre nos cálculos das equações integrais.
As hipóteses fundamentais da solução computacional baseiam-se nas mesmas
consideradas na solução de problemas de elasticidade linear em sistemas de multicamadas e
contínuos, quais sejam:
1. os materiais são elásticos lineares, isotrópicos e homogêneos;
2. a lei de Hooke é válida e o módulo de compressão é semelhante ao módulo de
tração;
3. as camadas são ilimitadas na direção horizontal;
4. todas as camadas possuem uma espessura finita, à exceção da camada inferior
que é considerada semi-infinita;
5. a superfície da camada superior não está sujeita a tensões fora da área
carregada;
6. na área carregada ocorrem apenas tensões normais;
7. a carga aplicada é considerada estática, uniformemente distribuída em toda a
área circular de contato;
8. a grandes profundidades as tensões e deformações são nulas;
9. as condições de aderência na interface das camadas podem variar de
totalmente aderida para lisa ou sem aderência.
Os métodos que utilizam esta solução possuem a vantagem de combinar
carregamentos com mais de uma roda, por meio do princípio da superposição e da hipótese
de elasticidade linear. É possível também obter os resultados de tensão, deformação e
deslocamentos em qualquer ponto da estrutura sem a necessidade de dividir o meio contínuo
em Elementos Finitos.
O conjunto básico de respostas estruturais que é calculada, a partir das equações
elásticas, englobam: tensões verticais; tensões radiais; tensões tangenciais; tensões de
cisalhamento no plano vertical-radial; e deflexões verticais e radiais.
72
A tela inicial do Programa AEMC Na Figura 17. Para maiores informações consulte
o manual do MeDiNa em: http://ipr.dnit.gov.br/normas-e-manuais/manual-de-utilizacao-
medina.pdf/view.
Figura 17 – Tela inicial do AEMC.
Fonte: Manual MeDiNa (2019)
4.3.4.1 Sistema de coordenadas
As coordenadas dos pontos em que são realizadas as análises devem estar ajustadas
para o Eixo Padrão Rodoviário. Isso deve ser realizado para permitir a avaliação dos efeitos
sobre os diversos pontos no interior da estrutura de forma coerente. O sistema de
coordenadas, representado na Figura 18, coincide o eixo principal do dimensionamento com
o eixo de simetria das áreas carregadas.
73
Figura 18 – Sistema de coordenadas do MeDiNa.
Fonte: Manual MeDiNa (2018)
4.3.4.2 Unidades
Para o perfeito funcionamento do programa, o projetista deverá atentar para o uso
correto das unidades das grandezas físicas utilizadas no programa, as quais estão
apresentadas na Tabela 19.
Tabela 19 – Unidades das grandezas físicas no MeDiNa.
Grandeza Unidade
Espessura e distâncias cm
Raio do carregamento cm
Deslocamentos µm
Deflexões (viga benkelman ou FWD) 0,001mm (µm)
Deformações específicas m/m
Área de contato cm²
Pressão de inflação e tensões MPa
Carga de eixo ou de roda ton
Massa específica aparente seca g/cm³
Fonte: Adaptado do Manual MeDiNa (2018)
4.3.4.3 Condição de aderência entre camadas
O AEMC, utilizado pelo MeDiNa, faz uma modelagem física similar a teoriade
molas a fim de permitir o movimento horizontal relativo na interface entre duas camadas. A
mola atua na direção radial resistindo ao deslocamento relativo ao longo da interface entre
duas camadas, conforme a seguinte lei:
74
𝑇M = 𝑘M 𝑢M + 𝑢M[" Equação 7
Onde:
• Ti é a tensão de cisalhamento radial entre as camadas i e i+1;
• Ui - Ui+1 é o deslocamento radial relativo ao longo da interface das camadas
i e i+1;
• Ki é o módulo de rigidez da "mola" que resiste ao deslocamento radial relativo
ao longo da interface.
O AEMC faz uma transformação na variável K, para facilitar o cálculo numérico. Ele
utiliza um parâmetro adimensional, conforme Equação 8.
𝑘M =
𝑙M
1 − 𝑙M
Equação 8
Ao se atribuir o valor nulo para o parâmetro li, o valor de Ki será nulo e,
consequentemente, Ti = 0, o que significa que não haverá cisalhamento na interface, logo as
camadas não estão aderidas.
Se, por outro lado, li = 1, tem-se Ki e Ti tendendo ao infinito, que significa que há
aderência entre as camadas.
4.3.5 Exercício 04
Analise Mecanisticamente (análise tensão-deformação-deslocamento) o Pavimento Asfáltico
dimensionado no Exercício 03, utilizando os softwares ELSYM5 e AEMC, considerando:
a) Valores de MR e coeficiente de Poisson da literatura (norma de dimensionamento de
Pavimentos Asfáltico do DER-SP (2006), por exemplo).
b) MR do CA = 5764 MPa (u = 0,30); MR da base = 494 MPa (u = 0,45); MR da sub-
base = 248 MPa (u = 0,45); e MR do subleito = 183 MPa (u = 0,45).
75
4.4. NOVO MÉTODO DE DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS DO
DNIT
O Método de Dimensionamento Nacional (MeDiNa) é fruto do Termo de Execução
Descentralizada celebrado de 2015 a 2018 entre o Instituto de Pesquisas Rodoviárias - IPR e
o Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia, da
Universidade Federal do Rio de Janeiro - COPPE, bem como da colaboração do Centro de
Pesquisas da Petrobrás - CENPES e de diversas Universidades do Brasil.
De acordo com o manual do usuário, o MeDiNa é um programa de computador
(Figura 19) que realiza a verificação e o dimensionamento de estruturas de pavimentos
Mecanístico-Empírico (M-E), por meio da rotina AEMC de análise de camadas elásticas de
múltiplas camadas.
Desenvolvido em Visual C++, que permite uma agilidade no processamento dos
cálculos matemáticos, o programa MeDiNa reúne em poucas telas a entrada de dados, com
campos facilmente editáveis, e a apresentação dos resultados em relatórios.
Figura 19 – Tela inicial do Programa MeDiNa.
Fonte: Manual MeDiNa (2019)
76
A análise de uma estrutura de pavimento ou mesmo o seu dimensionamento requer
um conjunto amplo de informações para que os resultados obtidos sejam confiáveis. Sem
este conjunto de informações, completo e preciso, os resultados do programa MeDiNa não
devem ser utilizados para elaboração de projetos. A tela de entrada de dados do Programa
está apresentada na Figura 20.
Antes de preencher os dados do projeto, defina em qual modo o programa irá tratar
os dados. No momento apenas dois modos estão disponíveis:
• Pavimento Novo (Nível 1): Modo para elaboração de projetos de pavimentos novos
no nível de projeto 1, onde as propriedades das camadas são obtidas por ensaios de
laboratório.
• Projeto de Reforço: Modo para elaboração de projeto de reforço, onde as propriedas
das camadas existentes são obtidas por meio de retroanálise de bacias
deflectométricas.
Figura 20 – Tela de entrada de dados do MeDiNa.
Fonte: MeDiNa
77
As informações passam pelo conhecimento do subleito, qual o seu módulo, qual a
curva de deformação permanente obtida em laboratório. Trata-se de uma variável existente,
e como qualquer fundação, é preciso conhecê-la a partir dos ensaios laboratoriais.
Além do subleito, todos os materiais naturais disponíveis para utilização em bases,
sub-bases e reforço do subleito, provenientes de jazidas, pedreiras ou areais, também devem
ser muito bem conhecidos e suas propriedades de Módulo e de Deformação permanente
devem ser obtidas com ensaios laboratoriais.
Já os materiais a serem produzidos em usinas ou centrais podem ser definidos pelo
projetista. Nesse caso, o programa pré-estabelece parâmetros mínimos que devem ser
exigidos, quando da execução da obra. Neste grupo podemos citar as misturas asfálticas, os
materiais estabilizados com cimento, por exemplo.
Outra informação que é chave para o correto funcionamento do programa MeDiNa é
a definição do Número Equivalente de Eixos, o número N. Os modelos utilizados no
programa MeDiNa se mostram sensíveis a pequenas variações do Número N e, portanto, uma
estimativa apurada é de grande importância para o sucesso do projeto.
Ressalta-se mais uma vez que os resultados do programa MeDiNa serão tão
confiáveis quanto os dados fornecidos pelo projetista relativos ao subleito e aos materiais que
irá aplicar, bem como ao nível de precisão dos dados do tráfego. Portanto, não utilize o
programa para projetar quando não tiver dados com precisão adequada. Evite “inferir” ou
escolher materiais a partir de bibliografias. Para um bom projeto, exija os ensaios requeridos
e as informações precisas do tráfego.
4.4.1 Dados de tráfego
O tráfego deve ser definido com base nas informações coletadas ou fornecidas para o
projeto. O programa MeDiNa utiliza o conceito do Número Equivalente para seus cálculos.
Uma boa estimativa do tráfego é fundamental para se conseguir um bom dimensionamento
ou para se fazer uma boa análise.
A carga de roda é assumida no programa como sendo uniformemente distribuída em
uma área de contato circular entre o pneu e a superfície do pavimento. A pressão de contato
entre o pneu e o pavimento é assumida como sendo igual à pressão de inflação dos pneus,
78
por falta de dados mais específicos para as configurações de rodas e pneus utilizados no país.
O tamanho da área de contato, portanto, depende da carga de roda e da pressão de inflação
dos pneus.
O Eixo Padrão Rodoviário, cujas características principais estão apresentadas na
Figura 21 é o eixo utilizado nas análises e no dimensionamento das estruturas de pavimento.
Essa consideração foi definida em função da calibração dos modelos de fadiga, que se baseou
na comparação da evolução da área trincada com o número estimado de passagens do eixo
padrão.
Figura 21 – Características do eixo padrão rodoviário de 8,2 t.
Fonte: Manual MeDiNa (2019)
4.4.2 Tipos de vias
Os tipos de vias foram definidos em conformidade com a hierarquia dos sistemas
funcionais publicada pelo DNIT. Eles definem os critérios de parada do dimensionamento,
bem como os graus de confiabilidade das análises realizadas pelo MeDiNa. A Tabela 20
resume os critérios e a confiabilidade de cada tipo de via:
79
Tabela 20 – Critérios e confiabilidade dos tipos de via definidos no MeDiNa.
TIPO DE VIA CONFIABILIDADE ÁREA TRINCADA DEF. PERMANENTE
Sistema Arterial Principal 95% 30% 10mm
Sistema Arterial Primário 85% 30% 13mm
Sistema Arterial Secundário 75% 30% 20mm
Sistema Coletor Primário 85% 30% 13mm
Sistema Coletor Secundário 75% 30% 20mm
Sistema Local 65% 30% 20mm
Fonte: Manual MeDiNa (2019)
4.4.3 Critério de ruptura por fadiga
A curva de fadiga das misturas asfálticas é obtida a partir de ensaios de carregamento
repetido, à tensão constante, usando o ensaio de compressão diametral de tração indireta. O
programa permite apenas as relações do número de ciclos com a deformação específica
resiliente de tração, conforme a Equação 9.
𝑁@]^ = 𝑘". 𝜀)
J` Equação 9
Os fatores críticos do dimensionamento estão relacionados à qualidade dos materiais
asfálticos. O Módulo de Resiliência e os parâmetros k1 e k2 da curva de fadiga devem ter
especial atenção do projetista, bem como da equipe que irá executar a mistura na usinae no
campo.
Para o cálculo da Fadiga, o programa MeDiNa utiliza o estado de tensões calculado
em dez pontos na superfície, espaçados de 3,65cm, e mais dez pontos na fibra inferior da
última camada asfáltica. O dano de fadiga é calculado em cada um dos vinte pontos e é feita
a média. Com esta média o programa MeDiNa calcula a área trincada com base na função
transferência específica.
A calibração dos danos por fadiga em termos de área trincada foi realizada com base
no trabalho de Fritzen (2016) e atualizada posteriormente para funcionamento no MeDiNa.
80
Na função de transferência, a evolução da área trincada é representada por uma curva
sigmoidal, conforme apresentado na Figura 22.
Figura 22 – Curva sigmoidal da função de transferência do MeDiNa.
Fonte: Manual MeDiNa (2019)
4.4.4 Critério de ruptura por deformação permanente
Quanto à deformação permanente, os materiais são avaliados conforme a modelagem
proposta por Guimarães (2009), conforme a Figura 23, com quatro constantes obtidas em
ensaios de laboratório considerando as condições estabelecidas na Figura 24.
Figura 23 – Deformação permanente de materiais granulares e solos.
Fonte: Guimarães (2009)
13
definir matematicamente a melhor curva Sigmoidal que representasse o comportamento
Onde:
fatores de deslocamento aos valores
presentada a seguir.
Onde:
81
Figura 24 – Esquema e equação para determinação da Deformação Permanente.
Fonte: Manual MeDiNa (2019)
Para o cálculo da deformação permanente, o programa MeDiNa utiliza o estado de
tensões calculado nos pontos sob a roda e entre as rodas, no centro das camadas.
A deformação permanente calculada para cada camada é somada para compor a
deformação permanente total utilizada no dimensionamento. Além disso, o programa emite
um Alerta quando a deformação permanente de cada camada individual ultrapassar 5% de
sua espessura. Nestes casos, o projetista deve rever a estrutura.
A deformação permanente da camada asfáltica no programa MeDiNa é
desconsiderada para o cálculo do afundamento de trilha de roda. Mas para que isso seja
efetivamente válido, a mistura asfáltica deve respeitar o critério do ensaio para obtenção da
classe de desempenho do Flow Number (FN). Os limites das classes de desempenho das
misturas asfálticas quanto à deformação permanente estão apresentados na Tabela 21.
Tabela 21 – Classes de Flow Number.
Classe Flow Number (FN) N recomendado Condições Normais
N recomendado
Condições Severas
1 FN ≥ 100 ciclos N < 1e6 Não recomendado
2 100 ciclos ≤ FN < 300 ciclos 1e6 ≤ N < 1e7 N < 1e6
3 300 ciclos ≤ FN < 750 ciclos 1e7 ≤ N < 1e8 1e6 ≤ N < 1e7
4 750 ciclos ≤ FN < 2000 ciclos N ≥ 1e8 1e7 ≤ N < 1e8
5 FN ≥ 2000 ciclos - Nser ≥ 1e8
Fonte: Nascimento (2014) - valores intermediários são interpolados
26
aliados conforme a modelagem
s obtidas em ensaios de
MeDiNa utiliza o estado de
rodas, no centro das camadas.
ada camada individual
ultrapassar 5% de sua espessura.
Nestes casos, o projetista deve rever a estrutura.
para resolver os motivos encontrados no dimensionamento.
a similar aos granulares, finos,
ermanente.
uanto ao dano por fadiga nem
aliados conforme a modelagem
s obtidas em ensaios de
82
4.4.5 Materiais estabilizados
4.4.5.1 Fadiga
O modelo de dano por fadiga considerado no programa MeDiNa é obtido por meio
de ensaio de flexão em vigotas com base na relação (%RF) entre a tensão de tração na fibra
inferior da camada e a resistência à tração na flexão do material aos 28 dias. A Equação 10 é
o modelo considerado.
𝑁@]^ = 10 Ja[J`.%3c Equação 10
Além dos modelos de fadiga, o programa MeDiNa faz duas checagens para aprovar
a utilização das camadas cimentadas. A primeira é a checagem se o dano de fadiga for muito
elevado entre dois períodos de análise consecutivos. Quando o Módulo decai mais que 25%
do valor em apenas um período, o programa, quando analisa o pavimento emite um Alerta
informando que o Módulo decaiu rapidamente. Quando dimensiona, ele aumenta a espessura
da camada marcada até o critério ser atendido. Caso não consiga o mesmo Alerta da análise
é emitido.
A segunda checagem é feita a partir da deflexão da camada que apoia a camada
cimentada. Nesse caso, quando a camada possuir uma deflexão obtido por fwd teórica
superior a 70 (0,01mm), o programa também emitirá um Alerta informando que a estrutura
precisa ser revista.
4.4.5.2 Deformação Permanente
Para efeito de cálculo, o MeDiNa desconsidera a deformação permanente de camadas
estabilizadas, por entender que estas camadas, quando bem construídas e manutenidas, não
contribuem de forma efetiva para a trilha de roda total da estrutura do pavimento.
4.4.6 Materiais Granulares e solos
Os materiais granulares, solos finos, siltosos ou argilosos são representados por seus
parâmetros de Módulo de Resiliência e Coeficiente de Poisson e Deformação Permanente.
83
A espessura das camadas granulares, solos finos siltosos e argilosos é limitada entre
10cm e 40cm.
Estes materiais não são avaliados quanto ao dano por fadiga.
O comportamento resiliente dos materiais granulares, solos finos, siltosos ou
argilosos é dependente da massa específica, da umidade ou sucção, estrutura do solo e do
estado de tensões ao qual o material está submetido. A sua caracterização em laboratório
deve garantir as mesmas condições de campo.
Os materiais granulares, solos finos, siltosos ou argilosos apresentam frequentemente
uma relação tensão versus deformação elástica não linear. Para estes materiais, o MeDiNa
permite caracterizar o módulo de Resiliência como elástico linear ou elástico não linear.
4.4.7 Subleito
Os materiais para os subleitos são tratados de forma similar aos granulares, finos,
siltosos e argilosos, ou seja, são representados por seus parâmetros de Módulo de Resiliência
e Coeficiente de Poisson e Deformação Permanente.
Os subleitos não são avaliados no programa MeDiNa quanto ao dano por fadiga nem
quanto à tensão limite no topo do subleito.
Quanto à deformação permanente, os materiais são avaliados conforme a modelagem
proposta por Guimarães (2009), com quatro constantes obtidas em ensaios de laboratório,
conforme o modelo apresentado para os materiais granulares, finos, siltosos e argilosos.
Para o cálculo da deformação permanente, o programa MeDiNa utiliza o estado de
tensões calculado nos pontos sob a roda e entre as rodas, a 25cm de profundidade do topo do
subleito.
Conforme já mencionado, a deformação permanente calculada para cada camada é
somada para compor a deformação permanente total utilizada no dimensionamento. Além
disso, o programa emite um Alerta quando a deformação permanente do subleito ultrapassar
5mm. Nestes casos, o projetista deve rever a estrutura.
84
4.4.8 Condição de aderência entre camadas no MeDiNa
O programa de cálculo de tensões, deformação e deslocamentos, AEMC, utilizado
pelo programa MeDiNa, faz uma modelagem física similar a teoria de molas a fim de permitir
o movimento horizontal relativo na interface entre duas camadas.
O programa MeDiNa não permite que o projetista insira valores numéricos para esse
parâmetro, e define apenas duas condições: NÃO ADERIDO (=0) e ADERIDO (=1). As
condições também são pré-estabelecidas, com base nos critérios da Tabela 22
Tabela 22 – Critérios de aderência entre camadas definidos no MeDiNa.
CAMADA CONDIÇÃO
Camadas asfáltica sobre outra camada asfáltica ADERIDO
Camada asfáltica sobre camada cimentada NÃO ADERIDO
Camada asfáltica sobre camada antirreflexão de trincas ADERIDO
Camada asfáltica sobre camadas de solos ou granularesNÃO ADERIDO
Tratamento superficial sobre camadas asfálticas ADERIDO
Tratamento superficial sobre camadas de solos ou granulares NÃO ADERIDO
Camada estabilizada sobre outra camada estabilizada NÃO ADERIDO
Camada estabilizada sobre camadas de solos ou granulares NÃO ADERIDO
Camada antirreflexão de trincas sobre camadas estabilizadas NÃO ADERIDO
Camada de solos ou granulares sobre camadas asfálticas, cimentadas, de solos
ou granulares NÃO ADERIDO
Fonte: Manual MeDiNa (2019)
4.4.9 Exercício 05
Dimensione o Pavimento Asfáltico do Exercício 4 utilizando o Programa MeDiNa,
considerando o tipo de via como sistema arterial primário, o estudo de tráfego do Exercício
01 e os materiais abaixo listados no programa:
Revestimento em CA – Classe 1; Base em SEG – Solo arenoso fino LA’; Sub-base em SEG
- Solo areno-argiloso LG’(2); Subleito – Solo siltoso NS’.
4.4.10 Exercício 06
Redimensione o Pavimento Asfáltico anterior, também utilizando o Programa MeDiNa,
considerando a camada de base em solo cimento (Material 5 da lista do programa).
85
5. ANÁLISE DE PROJETOS DE RESTAURAÇÃO DE PAVIMENTOS
ASFÁLTICOS
De acordo com o Manual de restauração de Pavimentos Asfálticos do DNIT (DNIT
2006), torna-se impróprio assumir-se para o termo Manutenção o mesmo significado de
Conservação, na medida em que o processo de Manutenção (DNER – TER 02/79) comporta
uma série de grupos de intervenções, dos quais a Conservação é, apenas, um deles. O termo
“Recuperação do Pavimento” deve ser entendido como “Recuperação dos Atributos
Funcionais e Estruturais do Pavimento”, não comportando qualquer conotação direta, em
termos de serviços ou obras na Rodovia/Pavimento.
Nesse sentido, fica prevalecendo o entendimento de que tal processo de Recuperação
se materializa através da execução de intervenções físicas na Rodovia – intituladas de
Restauração do Pavimento e/ou Reabilitação do Pavimento – a seguir, brevemente enfocadas.
O termo “Restauração do Pavimento”, quando referido a um trecho, deve ser
entendido como a Recuperação de um Pavimento que se apresenta deteriorado, mas cujo grau
de deterioração não compromete a sua habilitação (a sua recuperação ocorrendo
tempestivamente, dentro ou próximo do final do seu ciclo de vida).
A condição de um pavimento representa o nível de degradação resultante dos
processos associados ao meio ambiente e ao seu uso continuado pelo tráfego. A avaliação
desta condição é possível por meio do conhecimento de diversos parâmetros de referência,
já normalizados, que permitem a determinação das:
a) condições de superfície;
b) condições estruturais
c) condições de rugosidade longitudinais;
d) avaliação das solicitações do tráfego;
e) condições de aderência pneu/pavimento;
De acordo com Bernucci et al. (2008), do ponto de vista do usuário, o estado da
superfície do pavimento é o mais importante, pois os defeitos ou irregularidades nessa
superfície são percebidos uma vez que afetam seu conforto. Quando o conforto é prejudicado,
significa que o veículo também sofre mais intensamente as consequências desses defeitos.
86
Essas consequências acarretam maiores custos operacionais, relacionados a maiores gastos
com peças de manutenção dos veículos, com consumo de combustível e de pneus, com o
tempo de viagem etc. Portanto, atender o conforto ao rolamento também significa economia
nos custos de transporte. Modelos empíricos de desempenho mostram claramente a
correlação entre a irregularidade e os custos operacionais (Geipot, 1981; Robinson, 1986).
Esses modelos são empregados em planejamento e em gerência de pavimentos e de
manutenção, tendo alguns sido desenvolvidos pela Pesquisa de Inter-relacionamento de
Custos Rodoviários (Geipot, 1981), utilizados nos programas de gerência do HDM III (The
Highway Design and Maintenance-III), World Bank (1985), e também incorporados na nova
versão IV (World Bank, 2000).
5.1. AVALIAÇÃO FUNCIONAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
As condições de superfície dos pavimentos asfálticos são avaliadas pelas seguintes
Normas descritas a seguir:
a) DNIT 005/2003 – TER - Defeitos nos pavimentos asfálticos - Terminologia.
b) DNIT 006/2003 – PRO - Avaliação objetiva da superfície de pavimentos asfálticos
- Procedimento.
c) DNIT 007/2003 – PRO - Levantamento para avaliação da condição de superfície
de sub trecho homogêneo de rodovias de pavimento flexível e semirrígido para gerência de
pavimentos e estudos e projetos - Procedimento.
d) DNIT 008/2003 – PRO - Levantamento visual contínuo para avaliação da
superfície de pavimentos asfálticos - Procedimento.
e) DNIT 009/2003 – PRO - Levantamento para avaliação subjetiva da superfície do
pavimento - Procedimento.
Dentre as normas listadas acima serão detalhados os procedimentos adotados na
DNIT 005/2003 – TER, DNIT 009/2003 – PRO e DNIT 006/2003 – PRO, por serem estas
as mais utilizadas nos métodos atuais de projeto para avaliação estrutural e Restauração de
pavimentos asfálticos.
87
5.1.1 DNIT 005/2003 – TER - Defeitos nos pavimentos asfálticos – terminologia
O objetivo desta Norma foi a de definir os termos empregados em defeitos que
ocorrem na superfície dos pavimentos asfálticos de acordo com uma codificação assumida e
uma classificação adotada conforme a gravidade de ocorrência no caso das trincas isoladas e
interligadas.
A Tabela 23 apresenta o resumo dos defeitos juntamente com a codificação e
classificação respectiva a qual apresenta um bom nível de padronização e similaridades com
várias com dados de outras classificações nacionais e estrangeirais. A maioria dos defeitos
listados na Tabela 23 está apresentada na Figura 25.
Tabela 23 – Quadros resumos dos defeitos – Codificação e Classificação
(Norma DNIT 005/2003 – TER).
Fonte: DNIT (2006)
88
Figura 25 – Defeitos de pavimentos asfálticos.
TTC/TLC - Trincas isoladas curtas
TLL – Trinca Longitudinal Longa
J – Trinca couro de Jacaré s/ erosão
JE – Trinca couro de Jacaré c/ erosão
TRR – Trinca de retração
ALP – Afundamento Plástico Local
ATP – Afundamento Plástico da Trilha
ALC – Afundamento de Consolidação
Local
ATP – Afundamento de Consolidação
da Trilha
O – Ondulação/corrugação
E – Escorregamento do revestimento
Ex - Exudação
D - Desgaste
P - Panela
R – Remendo
Fonte: Adaptado de Bernucci et al. (2008)
89
Deve ser observado que os defeitos foram codificados em dois grandes blocos.
a) Fendas
Trincas isoladas; e Trincas interligadas
b) Outros Defeitos
Afundamentos; Ondulação/Corrugação; Escorregamento; Exsudação; Desgaste;
Panelas (ou Buracos); e Remendos.
NOTA 1:
Classe das trincas isoladas
FC-1: são trincas com abertura superior à das fissuras e menores que 1,0mm.
FC-2: são trincas com abertura superior a 1,0mm e sem erosão nas bordas.
FC-3: são trincas com abertura superior a 1,0mm e com erosão nas bordas.
NOTA 2: Classe das trincas interligadas
As trincas interligadas são classificadas como FC-3 e FC-2 caso apresentem ou não erosão
nas bordas.
a) Fendas
São chamadas de fendas quaisquer descontinuidades na superfície do pavimento
podendo assumir a feição de fissuras, trincas isoladas longitudinais ou transversais e trincas
interligadas tipo couro de jacaré ou tipo bloco.
Conforme a abertura das fendas as mesmas podem ser classificadas em FC-1, FC-2 e
FC-3.
Nota-se que as fendas FC-3 apresentam além disto, erosão nas bordas (vide tabela 3).
As fendas são causadas genericamente pelas seguintes ocorrências que atuam em
conjunto:
• Tráfego atuante que pelo ciclo do carregamento e alívio promovem tenções
de tração na fibra interior do revestimento;
90
• Alternância da mudança diária de temperatura que acusam contrações de
revestimento existente;
• Reflexão no revestimento de trincas existentesem bases cimentadas (base de
solo cimento);
b) Outros Defeitos
• Afundamento
Afundamento é uma deformação permanente caracterizada por depressão da
superfície do pavimento, acompanhada, ou não, de solevamento, podendo apresentar-se sob
a forma de:
1. − Afundamento plástico causado pela influência plástica de uma ou mais
camadas do pavimento ou de subleito; e
2. Afundamento de consolidação causado pela consolidação diferencial de uma
ou mais camadas de pavimento ou de subleito.
Quando os afundamentos ocorrem com extensões até 6m são chamados de
“afundamentos locais”. Quando ocorrem com extensões continuas maiores são chamados de
“afundamentos de trilhas de roda”.
• Ondulação/Corrugação
A ondulação/corrugação é uma falha caracterizada por ondulações transversais, de
caráter plástico e permanente, no revestimento asfáltico.
A ondulação/corrugação pode ser causada por:
1. Instabilidade da mistura betuminosa da camada de revestimento e/ou a base
de um pavimento;
2. Excesso de umidade das camadas subjacentes;
3. Contaminação da mistura asfáltica por materiais estranhos;
4. Retenção de água na mistura asfáltica.
91
É uma ocorrência ocasionada pela ruptura por cisalhamento no revestimento ou na
interface entre o revestimento e o material de base, ocasionado pelas cargas de tráfego.
Normalmente apresentam-se nas regiões de aceleração ou de frenagem dos veículos.
Podem ocorrer em qualquer região da superfície, porém, com maior gravidade nas
proximidades das trilhas de rodas.
• Escorregamento (do revestimento)
O escorregamento é um movimento horizontal do revestimento ocasionado pelos
esforços tangenciais transmitidos pelos eixos dos veículos (frenagem e aceleração) e que
produzem uma ondulação curta e abrupta na superfície do pavimento em forma de meia lua.
O escorregamento pode ser ocasionado por:
1. Ligação inadequada entre o revestimento e a camada sobre a qual este se apoia
(deficiências na imprimação ou pintura de ligação);
2. Inércia limitada do revestimento asfáltico em virtude de sua reduzida
espessura;
3. Compactação deficiente das misturas asfálticas ou da porção superior da
camada de base;
4. Fluência plástica do revestimento na ocorrência de temperaturas elevadas.
O escorregamento é caracterizado inicialmente pela presença de trincas em forma de
meia-lua (trincamento parabólico) ocorrentes nos locais de aplicação dos esforços de tração
das cargas de roda. Com o tempo surge escorregamento do revestimento ou da capa asfáltica,
promovendo a exposição das camadas inferiores do pavimento.
Este defeito poderá ser encontrado nas regiões de aceleração e de desaceleração,
como: rampas acentuadas (aclives ou declives), curvas horizontais de raio pequeno,
interseções e próximo a paradas de ônibus ou obstáculos (lombadas ou sonorizadores).
• Exsudação
A exsudação é uma ocorrência ocasionada pela formação de uma película ou filme de
material betuminoso na superfície do pavimento e se caracteriza por manchas de variadas
92
dimensões. Estas manchas resultantes comprometem seriamente a aderência do revestimento
aos pneumáticos, principalmente sob tempo chuvoso, caracterizando um sério problema
funcional.
A exsudação poderá ocorrer por duas razões:
1. Dosagem inadequada da mistura asfáltica, acarretando teor excessivo de
ligante e/ou índice de vazios muito baixo;
2. Temperatura do ligante acima da especificada no momento da mistura,
acarretando a dilatação do asfalto e ocupação irreversível dos vazios entre as
partículas.
Com a ação do tráfego e de altas temperaturas, o cimento asfáltico da mistura irá
expandir preenchendo os vazios não preenchidos. Desta forma, ocorre a migração e
concentração do ligante na superfície do revestimento. A passagem das cargas poderá causar
um aumento da densificação da mistura nas trilhas de roda (redução do volume de vazios) e
aumentar a exsudação.
A exsudação poderá se manifestar em qualquer região da superfície do pavimento,
sendo mais severa nas trilhas de roda.
• Desgaste
Desgaste é a perda de agregados e/ou argamassa fina do revestimento asfáltico.
Caracteriza-se pela aspereza superficial anormal, com perda do envolvimento betuminoso e
arrancamento progressivo dos agregados.
O desgaste pode ser provocado pelos seguintes motivos:
1. Redução da ligação existente entre o agregado e o ligante devido à oxidação
do ligante e pela ação combinada do tráfego e dos agentes intempéricos;
2. Perda de coesão entre agregado e ligante devido à presença de poeira ou
sujeira no momento da construção;
3. Execução da obra em condições meteorológicas desfavoráveis;
4. Presença de água no interior do revestimento que originam sobre pressões
hidrostáticas capazes de provocar o descolamento da película betuminosa;
93
5. Deficiência localizada de ligante asfáltico nos serviços por penetração
decorrente de entupimento dos bicos ou má regulagem da barra espargidora.
Como resultado das causas prováveis acima enumeradas o ligante asfáltico fica
impossibilitado de promover a retenção dos agregados que se soltam progressivamente sob
a ação das cargas de tráfego.
Pode ocorrer em toda a área da superfície do pavimento.
• Panelas (buracos)
As panelas são cavidades formadas inicialmente no revestimento do pavimento e que
possuem dimensões e profundidades variadas. O defeito é muito grave pois afeta
estruturalmente o pavimento, permitindo o acesso das águas superficiais ao interior da
estrutura. Também é grave do ponto de vista funcional, já que afeta a irregularidade
longitudinal e, como consequência, a segurança do tráfego, e o custo do transporte.
As principais causas deste defeito podem estar relacionadas a:
1. Trincamento por fadiga (estágio terminal);
2. Desintegração localizada na superfície do pavimento (desgastes de severidade
alta).
Vale a pena lembrar que tanto o início desta falha quanto a sua evolução é acelerado
pela ação do tráfego e de fatores climáticos.
As trincas de fadiga na medida que evoluem sofrem um processo de interligação,
formando pequenas placas sem vínculo e com bordas erodidas. Com a passagem das cargas
de tráfego estas placas vão sendo arrancadas, formando buracos no revestimento, os quais
podem evoluir ao ponto de atingir a base do pavimento. A água superficial, que já possuía
acesso até a base através das trincas, terá ainda maior facilidade de alcançar essa camada. A
água sob pressão irá carrear o material mais fino da base e agravar o problema. No caso de
desintegração, o processo é semelhante.
Podem ocorrer em qualquer área do revestimento, principalmente nas trilhas de roda.
94
• Remendos
O remendo é uma porção do revestimento onde o material original foi removido e
substituído por outro material (similar ou diferente). Remendos existentes são em geral
consideradas falhas, já que refletem o mau comportamento da estrutura original, gerando
normalmente incremento na irregularidade longitudinal. Deverá ser avaliada também a
deterioração da área remendada.
Os remendos são considerados defeitos quando provocam desconforto devido às
seguintes causas:
1. Solicitação intensa do tráfego;
2. Emprego de material de má qualidade;
3. Agressividade das condições ambientais; e
4. Problemas construtivos.
Os remendos, assim como os pavimentos, deterioram-se por diversos mecanismos,
ou seja, a ação combinada do tráfego e das condições ambientais.
A deterioração dos remendos ocorre obviamente nas áreas remendadas, que se
localizam em regiões isoladas do pavimento.
5.1.2 DNIT 009/2003 – PRO – Avaliação subjetiva da superfície de pavimentos
asfálticos – Procedimento (De acordo com Bernucci et al., 2008)
A avaliação funcional de um pavimento relaciona-se à apreciação da superfície dos
pavimentos e comoeste estado influencia no conforto ao rolamento. O primeiro método
estabelecido de forma sistemática para a avaliação funcional foi o da serventia de um dado
trecho de pavimento, concebida por Carey e Irick (1960) para as pistas experimentais da
AASHO (American Association of State Highway Officials, hoje AASHTO, American
Association of State Highway and Transportation Officials). O valor de serventia atual (VSA)
é uma atribuição numérica compreendida em uma escala de 0 a 5, dada pela média de notas
de avaliadores para o conforto ao rolamento de um veículo trafegando em um determinado
trecho, em um dado momento da vida do pavimento. Esta escala compreende cinco níveis de
serventia, conforme expresso na Tabela 24, sendo também adotada nopaís pelo DNIT
009/2003-PRO (DNIT, 2003).
95
Esta avaliação é calculada pela média de notas atribuídas por uma equipe de número
mínimo 5 avaliadores que percorrem o segmento rodoviária em exame à uma velocidade
próxima e abaixo da velocidade máxima permitida. O comprimento máximo dos segmentos
homogêneos percorridos e avaliados em uma única direção é de 2km.
O valor do V.S.A. é calculado para cada trecho de acordo com a média das notas de
todos os avaliadores pela Equação 11.
Equação 11
onde:
V.S.A. – valor da Serventia Atual
x - valores da Serventia Atual individuais atribuídos por cada membro de grupo;
n - número de membros do grupo de avaliação;
Tabela 24 – Níveis de serventia.
Fonte: Bernucci et al. (2008)
Nos Estados Unidos a avaliação subjetiva de conforto ao rolamento do pavimento é
denominada present serviceability ratio (PSR), correspondendo no Brasil ao valor de
serventia atual (VSA) (DNIT, 2003d).
O VSA é, em geral, elevado logo após a construção do pavimento, quando bem
executado pois este exibe uma superfície suave, praticamente sem irregularidades. A
condição de perfeição, sem qualquer irregularidade (VSA = 5), não é encontrada na prática.
Como exemplo, nas pistas experimentais da AASHO, na década de 1960, foram obtidos
valores de serventia atual inicial de 4,2 para pavimentos asfálticos e de 4,5 para pavimentos
96
de concreto de cimento Portland. Com o aprimoramento das técnicas construtivas, é possível
obter nos dois tipos de pavimento valores iniciais mais próximos da nota 5. Portanto, o VSA,
logo após o término da construção do pavimento, depende muito da qualidade executiva e
das alternativas de pavimentação selecionadas.
O VSA do pavimento diminui com o passar do tempo por dois fatores principais: o
tráfego e as intempéries. A forma da curva de serventia com tempo decorrido de utilização
da via é mostrada esquematicamente na Figura 26.
Figura 26 - Variação da serventia com o tráfego ou com o tempo decorrido de utilização da
via.
Fonte: Bernucci et al. (2008)
Todos os veículos que passam pelo trecho são “registrados” na estrutura uma vez que
cada passagem de carga contribui incrementalmente para o estado de deterioração do
pavimento. Portanto, a superfície sofre alterações que deterioram seu estado de superfície e
causam desconfortos crescentes aos usuários. Os veículos, principalmente os caminhões e
ônibus, ao trafegarem sobre as irregularidades (depressões, corrugações, trilhas de rodas,
entre outras), têm sua carga estática acrescida devido a efeitos dinâmicos e que atuam por
um período curto de tempo nas proximidades da irregularidade (Fernandes Jr. e Barbosa,
2000). Como ilustração desse efeito, a Figura 27 mostra a variação da carga dinâmica
produzida por um eixo simples de rodas duplas com a carga legal estática de 100kN e por um
97
eixo tandem duplo com a carga legal estática de 170kN, trafegando a 90km/h sobre um
pavimento com elevada irregularidade. O aumento na magnitude de solicitação intensifica
de forma não-linear a progressão dos defeitos, acentuando-os e provocando um aumento na
irregularidade da superfície ou queda da serventia.
Figura 27 - Variação da carga dinâmica de dois eixos legais trafegando em uma via com
elevada irregularidade (Fernandes Jr. e Barbosa, 2000).
Fonte: Bernucci et al. (2008)
O clima contribui para a aceleração da deterioração do pavimento uma vez que a água
da chuva pode provocar queda de capacidade de suporte. Como consequência, a estrutura ao
ser solicitada pelo tráfego sofre maiores deslocamentos, provocando maiores danos
estruturais e de superfície. O pavimento já trincado na superfície facilita a entrada de água.
Com a evolução das trincas, o decréscimo do valor de serventia é ainda mais acentuado. A
temperatura também afeta o comportamento dos materiais. O aumento da temperatura reduz
a viscosidade dos ligantes asfálticos e a resistência das misturas asfálticas às deformações
permanentes. Temperaturas muito baixas podem provocar trincamento no revestimento
98
asfáltico por retração e levam ainda ao seu enrijecimento que, se muito delgado, e construído
sobre materiais muito deformáveis, fica mais suscetível ao trincamento por fadiga.
Na Figura 26 estão indicados dois limites: de aceitabilidade e de trafegabilidade. Para
os usuários, há um limite de aceitabilidade das condições de rolamento do pavimento, abaixo
do qual o nível de conforto passa a ser inaceitável; este limite depende da categoria da rodovia
e do tráfego. O guia de dimensionamento de pavimentos norte-americano da AASHTO
(1993) introduziu pioneiramente já na sua primeira versão da década de 1960, além do
critério de resistência, também o critério de serventia para o cálculo das estruturas de
pavimento. Esse método atribui como limite da aceitabilidade a nota 2,5 para vias de alto
volume de tráfego e 2,0 para as demais. Na prática, sempre que o valor de serventia atual
atinge este patamar, uma intervenção de manutenção corretiva deve ser realizada de modo a
repor o índice a um valor superior, conforme a Figura 28.
Figura 28 - Período recomendável para a manutenção dos pavimentos.
Fonte: Bernucci et al. (2008)
99
No período em que o pavimento apresenta VSA acima deste valor, deve-se realizar
manutenção preventiva periódica de modo a prolongar o tempo em que o mesmo permanece
em condição aceitável quanto ao rolamento. Caso não haja manutenção ou esta seja
inadequada, o pavimento pode atingir o limite de trafegabilidade, situação na qual se torna
necessária sua reconstrução. Este limite depende dos padrões estabelecidos, estando
geralmente próximo ao valor de serventia atual de 1,0 (Figura 26).
Após manutenção corretiva, o valor de serventia eleva-se novamente podendo atingir
valores menores, iguais ou maiores à serventia inicial do pavimento. Esta situação é
representada na Figura 29 pelas letras A, B e C. Este novo valor depende do tipo de
revestimento asfáltico, da espessura projetada e da qualidade executiva. Após a restauração
do pavimento, a serventia volta a diminuir dependendo da estrutura original, do grau de
deterioração em que se encontrava, e do tipo e espessura da camada de manutenção. Essas
diferenças podem ser observadas no exemplo da restauração do tipo A, onde se destacam três
diferentes curvas de serventia, denominadas pelos algarismos 1, 2 e 3.
Figura 29 – Variação do VSA após manutenção para diferentes padrões estabelecidos.
Fonte: Adaptado de Bernucci et al. (2008)
100
A manutenção de um pavimento asfáltico não deve ser realizada tão somente como
correção funcional ou estrutural e próxima ao limite de aceitabilidade. É aconselhável um
plano estratégico de intervenções periódicas, envolvendo também manutenção preventiva,
de modo a garantir um retardamento do decréscimo das condições de superfície. Essas
técnicas envolvem às vezes uma simples selagem de trincas ou execução de camadas
asfálticas delgadas. Algumas técnicas de restauração são apresentadas mais adiante. Serviços
periódicos de conservação devem ser sempre realizadosenvolvendo técnicas reparadoras em
locais específicos, como limpeza e preservação do sistema de drenagem, dos acostamentos e
das áreas lindeiras à estrada.
Na Figura 30 é apresentada a a ficha de avaliação subjetiva do procedimento para
determinação do VSA (DNIT 009/2003 – PRO).
Note-se que a nota deve ser definida sem a preocupação de se assinalar um número
inteiro.
Figura 30 - Ficha de Avaliação de Serventia.
Fonte: DNIT (2006)
101
5.1.3 DNIT 006/2003 – TER – Avaliação objetiva da superfície de pavimentos
asfálticos - Procedimento
O objetivo básico da Norma DNIT 006/2003-PRO é o de apresentar a sistemática de
cálculo de um índice combinado de falhas, o Índice de Gravidade Global (IGG), derivado do
"Severity Index" utilizado no Canadá pelo “Saskatchewan Department of Highways and
Transportation”, e adaptado pelo Engenheiro Armando Martins Pereira, para as condições de
pavimentos brasileiros.
O cálculo do IGG inclui também a medida das profundidades dos afundamentos nas
trilhas de roda, avaliadas a partir das medidas das flechas com treliça de base igual a 1,20 m.
Além de todas as ocorrências constantes da Tabela 23 Codificação e Classificação dos
defeitos.
O efeito da irregularidade longitudinal, por sua vez, é avaliado de forma indireta pela
dispersão das flechas medidas nas trilhas de roda, expressa através da variância determinada
em uma análise estatística sobre os valores individuais obtidos em um determinado segmento.
O IGG permite classificar o estado geral de um determinado trecho homogêneo de
pavimento, em função da incidência de defeitos de superfície. Ele é um indicador das
condições do pavimento, muito útil para a tomada de decisões quanto às intervenções de
Restauração necessárias, atribuindo-lhe conceitos variáveis segundo a Tabela 25, a
seguir apresentada:
Tabela 25 – Condição do pavimento em função do IGG.
Fonte: DNIT (2006)
A sistemática de cálculo do IGG é baseada na atribuição de pesos ou fatores de
ponderação aplicáveis a cada evento mensurado (frequência relativa de estações com
102
ocorrência de cada tipo de defeito e parâmetros ligados à análise estatística das flechas nas
trilhas de roda), pesos esses que buscam caracterizar sua influência sobre a serventia do
pavimento.
Nesse método, devem ser implantadas estações de ensaio afastadas de 20 m,
alternando as faixas de tráfego direita e esquerda, para o caso de pista simples. Para o caso
de pista dupla, as estações devem estar afastadas de 20 m, na mesma faixa de tráfego, que
geralmente é a externa por ser a mais crítica.
A superfície de avaliação será delimitada por uma seção transversal situada 3 m à ré
da estação, por outra situada 3 m avante, e pelo eixo da pista de rolamento, para pista simples,
ou eixo de separação de faixa para pista dupla. Com isto, cada estação corresponde a uma
área de 21 m2 (6,0m x 3,5m), para pistas com largura de 7 m. Portanto, é fácil depreender
que o processo implica em analisar, aproximadamente, 15% da área total do pavimento
analisado (Figura 31).
Figura 31 – Demarcação de áreas para inventário de defeitos.
Fonte: Bernucci et al. (2008)
Em cada estação de ensaio, um técnico perfeitamente treinado para identificar os
diferentes tipos de defeitos deverá anotar em uma ficha de campo a configuração de
terraplenagem e a presença ou não de cada um dos tipos de falha. Observe-se que não será
indicada a quantidade de cada tipo de defeito em cada estação, mas apenas será identificada
a sua presença.
103
Adicionalmente, com a utilização de uma treliça de alumínio com base de 1,2 m,
munida de uma régua graduada (a qual desloca-se verticalmente na sua região central), o
técnico deverá medir a flecha nas trilhas de roda externa e interna, expressa em mm (Figura
32).
Os dados coletados no inventário serão processados em escritório, devendo-se
inicialmente separar os segmentos com características homogêneas, como por exemplo
aqueles que apresentam o mesmo tipo de constituição de estrutura (mesmo tipo de
revestimento, base, sub-base e subleito), o mesmo tipo de materiais constituintes das camadas
e espessuras, a mesma incidência de tráfego e a mesma situação climática. Em seguida, deve-
se determinar a frequência absoluta e relativa das falhas anotadas, bem como a média
aritmética e a variância (o quadrado do desvio padrão) das flechas nas trilhas de roda.
Para os eventos detectados (defeito ou parâmetro estatístico das flechas) deve-se
atribuir um peso ou fator de ponderação, que exprima sua maior ou menor importância no
que diz respeito à serventia. Por exemplo, as trincas de classe 1 possuem pequena influência
na serventia, recebendo, portanto, um fator de ponderação menor (0,2), enquanto para panelas
e corrugações, as quais exercem forte influência na serventia, atribui-se um fator de
ponderação maior (1,0).
Figura 32 – Treliça metálica para medida dos afundamentos nas trilhas de roda.
Fonte: Bernucci et al. (2008)
104
O produto da frequência relativa de cada defeito (e também da média e variância das
flechas) pelo seu fator de ponderação resulta no Índice de Gravidade Individual (IGI)
correspondente ao evento, ou seja: a fração do IGG afetado pelo evento. A somatória de todos
os valores de IGI representa, finalmente, o valor do IGG a ser atribuído ao segmento
homogêneo.
A sistemática do DNIT 006/2003- PRO permite não só uma análise das condições do
pavimento à luz do IGG, como também uma interpretação detalhada do perfil de falhas
ocorrentes em cada segmento homogêneo.
O boletim do Inventário do Estado de Suporte de Superfície do Pavimento e a planilha
de Cálculo do Índice de Gravidade Global (IGG), para cada segmento homogêneo escolhido,
estão apresentados na Tabela 26 e Tabela 27, respectivamente.
Tabela 26 - Formulário de Inventário do estado da superfície do pavimento.
Fonte: DNIT (2006)
105
Tabela 27 - Cálculo do IGG.
Fonte: DNIT (2006)
5.1.4 Irregularidade Longitudinal
A irregularidade longitudinal é o somatório dos desvios da superfície de um
pavimento em relação a um plano de referência ideal de projeto geométrico que afeta a
dinâmica do veículo, o efeito dinâmico das cargas, a qualidade ao rolamento e a drenagem
superficial da via. Existe um índice internacional para a medida da irregularidade, designado
de IRI – international roughness index (índice de irregularidade internacional) que é um
índice estatístico, expresso em m/km, que quantifica os desvios da superfície do pavimento
em relação à de projeto. A Figura 9.5 mostra as faixas de variação do IRI em diversas
situações (Sayers e Karamihas, 1998). O IRI tem sido utilizado como ferramenta de controle
de obras e aceitação de serviços em alguns países.
106
Figura 33 - Diversas faixas de variação do IRI dependendo do caso e situação (Sayers e
Karamihas, 1998).
Fonte: Bernucci et al. (2008)
A irregularidade longitudinal é medida ao longo de uma linha imaginária, paralela ao
eixo da estrada e, em geral, coincidente com as regiões de trilhas de roda, podendo em alguns
casos haver o interesse de melhor detalhar o perfil, levantando-o em diversas linhas paralelas
imaginárias. A linha de levantamento longitudinal possui uma largura variável de alguns
milímetros a centímetros e depende do tipo de equipamento empregado.
A irregularidade pode ser levantada com medidas topográficas ou por equipamentos
medidores do perfil longitudinal com ou sem contato, ou ainda indiretamente avaliada por
equipamentos do tipo “resposta”, que fornecem um somatório de desvios do eixo de um
veículo em relação à suspensão.
O APL – analyseur de profil en long (analisador de perfil longitudinal) francês foi
desenvolvido pelo Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (Laboratório Central de Pontes
e Estradas) para medida de irregularidade. Éum equipamento rebocável, podendo ser
empregado um único equipamento ou dois paralelos, para o levantamento das irregularidades
107
nas trilhas de roda. O reboque é puxado por um braço muito rígido, com uma roda em contato
com a superfície e possui um pêndulo inercial de baixa frequência que serve como referência
horizontal. A velocidade de levantamento é de 72km/h; são registrados comprimentos de
onda entre 1 e 40m (comprimentos de onda que interferem nos veículos trafegando entre 80
e 130km/h). A Figura 34 mostra uma foto do equipamento francês classificado como de
classe II.
Figura 34 - Exemplo de equipamento APL francês (Foto: Vectra, 2005).
Fonte: Bernucci et al. (2008)
A avaliação da irregularidade pode ser feita por equipamento Merlin, de classe III,
desenvolvido pelo Transport Research Laboratory (TRL) inglês, para ser utilizado em países
em desenvolvimento (Cundill, 1991). Na atualidade são mais empregados para levantamento
de pequenos trechos ou para calibração de trechos para os equipamentos tipo-resposta
também de classe III. Trata-se de uma estrutura metálica com 1,80m de comprimento,
munido de uma roda na parte dianteira, uma ponta de prova e um pé traseiro – assemelha-se
a uma bicicleta sem a roda traseira – Figura 35(a). Anexada à ponta de prova, há uma haste
capaz de registrar em uma folha de papel um gráfico condizente com os movimentos da ponta
de prova na proporção de 1:10 (1mm de irregularidade: 10mm de registro) – Figura 35(b).
108
Figura 35 - Exemplo de equipamento Merlin medidor de irregularidade.
(a) Vista geral do equipamento
(Foto: Silva, 2005)
(b) Folha de registros
(Foto: Silva, 2005)
Fonte: Bernucci et al. (2008)
Há uma série de equipamentos tipo-resposta de classe III, muito difundidos e
utilizados pela sua praticidade, conforme a Figura 36.
Figura 36 - Princípio de funcionamento de equipamento tipo-resposta (Gillespie et al.,
1980).
Fonte: Bernucci et al. (2008)
109
São sistemas de simples operação e relativamente de baixo custo, com uma unidade
sensora/transmissora que registra os movimentos da carroceria do veículo em relação ao eixo
traseiro, por meio de um sistema sensível a uma fotocélula, e transmite essas vibrações do
movimento a uma unidade de processamento. Um registrador mostra a contagem de
movimentos verticais em um trecho de via de determinada extensão (em geral de 80 a 320m).
Os registros são de QI (quociente de irregularidade), que numericamente pode ser
relacionado com o IRI através da Equação 12.
Equação 12
5.1.5 Avaliação da aderência
A avaliação da segurança envolve vários aspectos do pavimento, da sinalização, do
comportamento humano etc. Quanto ao aspecto do pavimento, além da geometria e
irregularidade superficial, é importante avaliar o atrito pneu-pavimento, principalmente em
dias de chuva, que envolve a quantificação da resistência à derrapagem que é função da
aderência.
Vários fatores colaboram para a aderência pneu-pavimento em pistas molhadas, mas
dois são essenciais: a textura superficial da pista e características dos pneus (ranhuras,
pressão de inflação, dimensões e tipo). A habilidade do motorista, a geometria da via e as
condições gerais do veículo como amortecedores, freios etc., contribuem para evitar
acidentes. A segurança em pistas molhadas pode ser considerada como um dos aspectos
funcionais de um pavimento, muito embora haja pouca tradição no país de sua avaliação ou
medida em rodovias, sendo mais usual em aeroportos. As condições de aderência de
pavimentos aeroportuários constituem-se fatores de grande relevância nas avaliações de
superfície e na decisão de manutenções, principalmente das pistas de pouso e decolagem.
A hidroplanagem ou aquaplagem ocorre quando os pneus perdem o contato com o
pavimento devido à presença de um filme de água não rompido pelos pneus ou pela textura
da pista. Nessa situação os pneus deixam de rolar sobre a superfície e passam a escorregar
sobre ela. A manutenção do contato entre as superfícies é essencial, portanto, para evitar a
hidroplanagem. Através desse contato pode-se garantir o atrito, que é mobilizado quando
110
uma das superfícies está em movimento em relação à outra. Quando o atrito fica reduzido,
pode-se perder o controle da direção e a frenagem também fica prejudicada. Um fator que
interfere consideravelmente na redução do atrito é o aumento de velocidade de deslocamento
de uma das superfícies (no caso os pneus) em relação à outra (no caso os pavimentos). O
contato de um pneu com um pavimento é uma interação complexa, dependendo de fatores
como adesão entre a borracha e o pavimento e histerese decorrente da deformação do pneu
provocada principalmente pelos agregados presentes na superfície.
5.1.5.1 Microtextura e macrotextura
Como a textura do pavimento é um dos aspectos da aderência que os engenheiros
rodoviários podem interferir, este é o principal foco das avaliações e medidas desses
especialistas. A classificação da textura segundo a PIARC (The World Road Association)
depende do comprimento de onda ou distância entre dois picos ou depressões na superfície
conforme indicado na Tabela 28.
Tabela 28 – Classificação da textura de um pavimento.
Fonte: Bernucci et al. (2008)
A megatextura e a irregularidade interferem na dinâmica veicular e no contato do
veículo com o pavimento, afetando também a estabilidade direcional e a aderência em pistas
molhadas. No entanto, para a avaliação da textura da superfície no que se refere à aderência
são enfocadas a microtextura, dependente da superfície e aspereza dos agregados, e a
macrotextura, dependente da rugosidade formada pelo conjunto agregados e mastique. A
Figura 37 representa esquematicamente esses dois tipos de textura.
111
Figura 37 - Micro e macrotextura na superfície de um revestimento asfáltico.
Fonte: Bernucci et al. (2008)
A microtextura pode ser avaliada por um equipamento simples como o pêndulo
britânico (ASTM E 303). Esse equipamento é munido de um braço pendular cuja
extremidade tem uma sapata recoberta de borracha para ser atritada contra a superfície do
pavimento umedecida. A Figura 38 mostra o equipamento pêndulo britânico sendo operado
para a determinação do VRD (valor de resistência à derrapagem). A Tabela 9.4 mostra as
classes de microtextura dependentes do VRD.
Figura 38 - Operação do pêndulo britânico para a determinação do valor de resistência à
derrapagem (Fotos: Moura).
(a) Logo após o início do ensaio, com o pêndulo sendo solto
livremente em direção ao pavimento
(b) Após atrito sobre a superfície do pavimento quando o
pêndulo empurra a haste que marca o valor de VRD
Fonte: Bernucci et al. (2008)
112
Tabela 29 – Classes de microtextura (ABPv, 1999).
Fonte: Bernucci et al. (2008)
Tem-se recomendado o valor mínimo de 47 para garantir pelo menos uma
microtextura medianamente rugosa. A microtextura é uma característica muito importante
para rompimento da película de água e promoção do contato pneu-pavimento para baixas
velocidades de deslocamento, de até cerca de 40km/h.
A macrotextura pode ser determinada de várias formas, sendo a mais comum pelo
ensaio simples de altura média da mancha de areia (ASTM E 965). Os materiais envolvidos
nesse teste são de baixo custo e são mostrados na Figura 39(a). A areia deve ser uniforme,
arredondada, passante na peneira no 60 (0,177mm) e retida na peneira no 80 (0,250mm), com
um volume de 25.000mm3. A areia deve ser espalhada sobre a superfície do pavimento com
auxílio de uma base de um pistão circular, que é movimentada em círculos, paralelamente à
superfície do pavimento, de modo a distribuí-la de forma homogênea, perfazendo um círculo
de areia, conforme a Figura 39(b). O espalhamento cessa quando aparecem algumas pontas
dos agregados. Mede-se na sequência o diâmetrodo círculo de areia com auxílio de uma
trena ou régua, em três direções distintas e faz-se a média das três determinações, como
ilustrado na Figura 39(c).
A altura média de mancha de areia pode ser calculada pela Equação 13.
Equação 13
113
Onde:
HS = altura média de mancha de areia em mm;
V = volume constante de areia de 25.000mm3;
D = diâmetro médio do círculo de areia em mm.
Figura 39 - Equipamentos e passos do ensaio de mancha de areia.
(a) Materiais empregados no teste
(b) Espalhamento da areia na superfície
(c) Medida do diâmetro do círculo formado
Fonte: Bernucci et al. (2008)
A classificação da macrotextura é dada pela altura média de mancha de areia segundo
critérios mostrados na Tabela 30.
Tabela 30 - Classes de macrotextura (ABPv, 1999).
Fonte: Bernucci et al. (2008)
Tem-se recomendado a macrotextura dos pavimentos asfálticos na faixa entre 0,6 mm
e 1,2 mm de altura média da mancha de areia (ABPv, 1999). Abaixo de 0,6 mm, a
macrotextura passa a ter uma tendência de ser fechada e aumenta o risco de hidroplanagem.
Acima de 1,2mm, a textura é muito aberta, causando desgaste excessivo nos pneus, maior
consumo de combustível e tendência a maior ruído ao rolamento. A macrotextura é uma das
114
características mais importantes e que afetam a aderência, principalmente para velocidades
de deslocamento acima de 50km/h.
A Figura 9.28 mostra dois exemplos de mancha de areia em revestimentos asfálticos:
um concreto asfáltico de macrotextura fechada, e um microrrevestimento asfáltico a frio com
textura aberta.
Figura 40 - Exemplo de mancha de areia em dois tipos macrotexturas distintas.
(a) Concreto asfáltico com macrotextura fechada
(b) Microrrevestimento asfáltico a frio com macrotextura aberta
Fonte: Bernucci et al. (2008)
Um dos fatores que mais interfere no atrito é a macrotextura, portanto, qualquer
defeito de superfície que promova o fechamento da textura é prejudicial. A exsudação (EX),
vista no item 9.3, é um dos defeitos mais indesejáveis sob este aspecto. Em contrapartida, o
desgaste (D) pode causar melhoria de macrotextura, pois a perda de mástique e a conseqüente
exposição das pontas dos agregados fazem com que os canais formados entre agregados
possibilitem maior vazão superficial. O polimento de agregados é prejudicial para a
microtextura, tornando a superfície do agregado menos áspera e, portanto, com menor
capacidade de ruptura da lâmina d’água.
Todos os defeitos que interferem na geometria da via, como afundamentos de trilhas
de roda ou localizados, e que resultem no acúmulo de água na superfície do pavimento, são
indesejáveis para a aderência, pois aumentam a espessura de película de água, aumentando o
risco de hidroplanagem.
115
5.2. AVALIAÇÃO ESTRUTURAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
A avaliação estrutural do pavimento pode ser efetuada por meio dos elementos
obtidos nos levantamentos dos defeitos de superfície, nos ensaios destrutivos e ensaios não-
destrutivos. Os defeitos existentes no pavimento causados principalmente pelas cargas de
tráfego, fornecem informações importantes sobre o efeito do tráfego na estrutura do
pavimento. Os indicativos de comprometimento estrutural podem ser valores como:
a) trincamento por fadiga > 20% da área - Figura 41(a);
b) afundamento nas trilhas de roda > 1,2 cm – Figura 41(b)
Figura 41 - Defeitos estruturais de trincamento e afundamento por repetição de cargas.
(a) Fadiga
(b) Deformação permanente
Fonte: Bernucci et al. (2008)
A execução do reforço deve ter lugar quando os níveis de defeitos excederem os
limites exemplificados anteriormente.
Os tipos e a intensidade de defeitos podem ser melhor visualizados em um mapa ou
planilha que identifique os defeitos estruturais ao longo da rodovia. A ocorrência de locais
com quantidade significativa de defeitos estruturais indica a existência de deficiências
estruturais. Assim sendo, nesses locais é desejável a realização de ensaios não-destrutivos
e/ou destrutivos para melhor conhecimento da condição estrutural.
As principais desvantagens dos ensaios destrutivos podem ser assim descritas:
116
a) necessidade de interromper o tráfego da rodovia por um período de tempo
significativo;
b) natureza destrutiva dos ensaios e a introdução de defeito nas seções do pavimento;
c) ensaios são caros, consomem muito tempo e requerem muita mão-de-obra. Assim
sendo, não podem ser realizados extensivamente;
d) resultados dos ensaios são representativos das condições do material em um ponto
específico.
Os ensaios não-destrutivos, utilizados em conjunto com o inventário de defeitos,
constituem-se na maneira mais apropriada para determinar a adequação estrutural do
pavimento.
Os ensaios não-destrutivos podem ser utilizados para:
a) auxiliar o projeto de reforço estrutural;
b) distinguir os diferentes segmentos para efeito de projeto, em função dos valores de
deflexão encontrados;
c) determinar causas de defeitos e verificar locais com falta de suporte ou excesso de
vazios;
d) diferenciar os períodos críticos de deterioração do pavimento, em função das
variações sazonais nas deflexões;
e) indicar a capacidade da estrutura do pavimento em suportar o tráfego atual e futuro;
f) avaliação dos módulos de elasticidade por retroanálise.
5.2.1 Avaliação Estrutural destrutiva
Os ensaios destrutivos (coleta de amostras deformadas ou indeformadas para ensaios
de laboratório) podem ser realizados para obtenção das seguintes informações de cada
camada da estrutura do pavimento:
a) limites de Atterberg - índice (LL, LP, LC);
b) teor de umidade;
c) espessuras;
d) uniformidade do material na camada;
117
e) tipo de material;
f) intrusão do material de subleito nas camadas de sub-base ou base;
g) permeabilidade;
h) capacidade de suporte (CBR);
i) módulo resiliente;
j) características tensão-deformação (resistência à tração ou compressão,
comportamento à fadiga, deformações permanentes sob cargas repetidas);
k) teor de asfalto;
l) granulometria.
Figura 42 - Exemplos de extração de corpos-de-prova e de poços de sondagem em
pavimentos em uso.
Fonte: Bernucci et al. (2008)
118
A realização de ensaios de laboratório em amostras indeformadas além dos
inconvenientes da retirada de amostras de pavimentos em serviço, é trabalhosa e não se
consegue no laboratório simular exatamente os estados de tensões existentes no campo. As
propriedades medidas no laboratório, portanto, não refletem o desempenho do material no
campo. O nível de compactação e o índice de vazios das amostras de laboratório são
geralmente diferentes daqueles no campo.
Por serem bastante difundidos e fornecerem dados históricos de inventário das
rodovias, os ensaios de laboratório nos moldes atuais ainda manterão larga aplicabilidade nos
estudos de caracterização e classificação dos materiais constituintes das camadas dos
pavimentos.
Se os materiais do pavimento não estiverem demasiadamente deteriorados, os
resultados desses ensaios em conjunto com o inventário dos defeitos de superfície podem ser
utilizados para avaliar a adequação estrutural do pavimento.
5.2.2 Noções de deformabilidade
A ação das cargas de tráfego sobre os pavimentos asfálticos provoca deformações de
dois tipos: permanentes e recuperáveis. As deformações permanentes são aquelas que
permanecem mesmo após cessar o efeito da atuação da carga, ou seja, têm caráter residual.
São exemplos de deformações permanentes aquelas geradas nas trilhas de roda pela
consolidação adicional pelo tráfego, bem como as rupturas de natureza plástica.
Já as deformações ou deflexões recuperáveis representam um indicativo de
comportamento elástico da estrutura, deixando de existir alguns momentos após a retirada da
carga. As deflexões recuperáveis provocamo arqueamento das camadas do pavimento, e a
sua repetição é a responsável pelo fenômeno de fadiga das camadas betuminosas e
cimentadas.
O estudo das deflexões ou das condições de deformabilidade dos pavimentos
asfálticos é fundamental à compreensão de seu comportamento, já que estas refletem, em
última análise, as condições estruturais das diversas camadas e do próprio subleito.
A atuação de uma carga de tráfego produz em um pavimento, como foi comentado
anteriormente, deformações de caráter transitório. A magnitude destas deformações é
119
variável e dependente não só da geometria do carregamento, do valor da carga e da pressão
de inflação do pneu, como também da posição do ponto de medida em relação à posição da
carga.
Considerando-se a aplicação de uma carga de roda dupla estática, a área anexa à carga
que sofrerá deformação recuperável assume a forma aproximada de uma elipse, cujo eixo
maior coincide com a direção de deslocamento do tráfego. À superfície assim formada dá-se
o nome de bacia de deformação (Figura 43).
Figura 43 - Esquema da bacia de deformação e da deformada.
Fonte: DNIT (2006)
Uma seção longitudinal da bacia de deformação (A – A’) mostra que a máxima
deflexão ocorre sobre o centro de carga, e que seus raios horizontais são iguais. À linha
correspondente a esta seção longitudinal dá-se o nome de deformada.
Já uma seção transversal à bacia de deformação (B – B´) permite verificar que seus
raios horizontais são também simétricos, porém de valor inferior ao dos raios horizontais
verificados na seção longitudinal. Observa-se ainda que a severidade do arqueamento
transversal é maior, o que explica o fato de que as trincas de fadiga têm inicialmente sentido
longitudinal.
No caso de uma carga transiente, a bacia de deformação é assimétrica, com o menor
raio horizontal longitudinal posicionado à frente da carga.
120
A prática rodoviária e os equipamentos de medição desenvolvidos subentendem a
determinação da deformada segundo o sentido longitudinal, ou seja, no sentido de atuação
do tráfego.
A deflexão recuperável máxima (d) é um parâmetro importante para a compreensão
do comportamento da estrutura. Quanto maior o seu valor, mais elástica ou resiliente é a
estrutura, e maior o seu comprometimento estrutural.
No entanto, a análise isolada de seu valor pode não esclarecer completamente a
questão, já que estruturas de pavimentos distintas podem apresentar a mesma deflexão
máxima, porém com arqueamentos diferenciados na deformada. Conclui-se que a forma da
deformada é um fator a ser levado em consideração na avaliação estrutural.
Diversas tentativas foram efetuadas no sentido de identificar parâmetros ligados à
forma das deformadas que auxiliassem na avaliação estrutural. Entre eles talvez o mais
difundido seja o chamado raio de curvatura (R), parâmetro indicativo do arqueamento da
deformada na sua porção mais crítica, em geral considerada a 25 cm do centro da carga
(Figura 44).
Figura 44 - Deformada e raio de curvatura.
Fonte: DNIT (2006)
121
5.2.3 Medição de deflexões
A deflexão de um pavimento representa a resposta das camadas estruturais e do
subleito à aplicação do carregamento. Quando uma carga é aplicada em um ponto (ou uma
área) da superfície do pavimento, todas as camadas fletem devido às tensões e às deformações
geradas pelo carregamento. Como mostrado na Figura 45, o valor da deflexão em cada
camada geralmente diminui com a profundidade e com o distanciamento do ponto de
aplicação da carga e depende ainda do módulo de elasticidade das camadas. A partir de certas
distâncias e profundidades as deflexões tornam-se negligenciáveis.
Os pavimentos mais sadios estruturalmente fletem menos do que outros pavimentos
mais debilitados. A significativa diferença na “resposta” entre os pavimentos sadios e
debilitados indica os efeitos no desempenho estrutural. Assim sendo, pavimentos com
deflexões mais baixas suportam maior número de solicitações de tráfego.
Os ensaios não destrutivos avaliam a deflexão recuperável máxima na superfície do
revestimento (d0) e são bastante apropriados para avaliação da capacidade estrutural.
Figura 45 - Deformações no pavimento.
Fonte: DNIT (2006)
122
5.2.4 Avaliação Estrutural não destrutiva
Os equipamentos utilizados em avaliações não-destrutivas (NDT – nondestructive
deflection testing) podem ser divididos em:
1. Carregamento quase-estático: ensaio de placa e viga Benkelman, por exemplo.
2. Carregamento vibratório: dynaflect, por exemplo.
3. Carregamento por impacto: falling weight deflectometer (FWD).
Há bastante diferença entre os valores numéricos de avaliação estrutural realizados
utilizando-se cada um desses tipos de equipamentos, que podem ser usados para
levantamentos da condição de pavimentos para sistema de gerência em nível de rede, para
análises de rotina ou para projeto de reabilitação. Todos os equipamentos devem ser
constantemente calibrados por processos específicos e seguem rotinas de aplicação
determinada pelo tipo de carregamento (ASTM D 4695).
Os equipamentos de medição de deflexão do pavimento – defletômetros – mais
utilizados no país são de duas gerações bastante distintas:
• O primeiro a ser desenvolvido, na década de 1950, foi a viga Benkelman,
sendo o engenheiro do Departamento de Transportes da Califórnia, A. C
Benkelman, o seu criador. Foi introduzido no Brasil em 1962 (Carneiro,
1965);
• O segundo grupo é dos equipamentos de peso batente (falling weight
deflectometer) – FWD – criados na década de 1980. Foi introduzido no Brasil
em 1994 (DNER, 1998).
Os dois tipos de equipamentos são empregados no país para avaliação estrutural.
Com esses equipamentos são medidos os seguintes parâmetros:
1. Deflexão máxima: deslocamento sob o centro da carga (FWD) ou sob o centro
das rodas duplas de um eixo simples (viga Benkelman), sendo a deflexão
normalmente expressa em 10-2mm (d0).
123
2. Raio de curvatura: círculo ou arco de parábola que passa por dois pontos da
deformada (viga Benkelman), normalmente sob a carga e a 25cm do centro da
mesma (d0 e d25).
3. Deformada, bacia de deformação ou bacia deflectométrica: medidas dos
deslocamentos elásticos ou recuperáveis em vários pontos a partir do centro
do carregamento (d0, d25, d50 etc.).
Como complemento à avaliação estrutural não-destrutiva de pavimentos podem ser
usados equipamentos como o geo-radar, munido de radar para estimar as espessuras das
camadas ao longo da via (Gonçalves e Ceratti, 1998; ASTM D 4748).
5.2.4.1 Viga Benkelman
Idealizada por Benkelman, por ocasião dos estudos levados a efeito na pista
experimental da WASHO, a chamada viga Benkelman é o dispositivo mais simples e
difundido para o levantamento de deflexões em pavimentos.
A viga Benkelman consiste de um equipamento muito simples que necessita de um
caminhão com eixo traseiro simples de roda dupla carregado com 8,2t, para aplicar a carga
sob a qual será medida a deformação elástica. A Figura 46(a) mostra um esquema desse
equipamento com o caminhão (DNER-ME 24/94) e um exemplo de medida em campo.
O ensaio completo consiste em: (i) colocar a ponta de prova da viga Benkelman entre
os pneus da roda geminada traseira do caminhão, colocando-a exatamente sob o seu eixo; (ii)
fazer uma leitura inicial do extensômetro que se situa a uma distância segura para o operador
sobre o braço móvel da viga – leitura Li; (iii) fazer o caminhão se afastar lentamente até 10m
de distância da ponta de prova ou até que o extensômetro não acuse mais variação da leitura;
(iv) ler o extensômetro – leitura Lf. - Figura 46(b), (c) e (d).
A Figura 47 mostra o esquema de medidas quando se deseja obter a bacia de deflexão
com a viga Benkelman. É um procedimento trabalhoso e de pouca precisão quando realizado
com a viga convencional, mas hoje é possívelencontrar no país vigas automatizadas, nas
quais a leitura dos deslocamentos se faz com medidores elétricos tipo LVDT. Todas as
124
leituras intermediárias devem ser referidas à leitura final, para o cálculo da deflexão no ponto
considerado.
A leitura final corresponde ao descarregamento do pavimento e todo o deslocamento
recuperado é associado à deformação elástica do pavimento (deflexão). Calcula-se a deflexão
d0 pela Equação 14, sendo K a constante da viga dada pela relação entre o braço maior e o
braço menor, articulados:
Equação 14
Figura 46 - Esquema da viga Benkelman (DNER-ME 24/94) e passos do ensaio
(a) Esquema da viga Benkelman (DNER ME 24/94)
(b) Posicionamento do caminhão
(c) Colocação da viga Benkelman e leitura inicial
(d) Afastamento do caminhão e leitura final
Fonte: Adaptado de Bernucci et al. (2008)
Na maioria das vezes medem-se somente a deflexão máxima d0 e mais um ponto, em
geral a 25cm do inicial (d25), para cálculo do chamado raio de curvatura, que representa um
125
arco de parábola que passa pelos dois pontos, conforme destacado na Figura 44. A partir da
Equação 15, indicada para cálculo do raio de curvatura R com as deflexões em centésimos
de milímetro, obtém-se o raio em metros:
Equação 15
Figura 47 - Esquema de leituras com a viga Benkelman para obtenção da deformada
(Desenhos – Nóbrega, 2003).
Fonte: Bernucci et al. (2008)
126
5.2.4.2 Equipamento por impacto falling weight deflectometer (FWD)
Os equipamentos mais atuais de medida dos deslocamentos elásticos de um
pavimento são os de impacto por queda de um peso suspenso a certa altura, sobre
amortecedores que comunicam o choque a uma placa metálica apoiada sobre o pavimento no
ponto de leitura da deflexão máxima (Figura 48).
Figura 48 - Esquema de um defletômetro de impacto.
Fonte: Bernucci et al. (2008)
As normas DNER-PRO 273 e ASTM D 4695 descrevem o uso desse tipo de
equipamento. O equipamento é totalmente automatizado, sendo rebocado por um veículo
utilitário leve que carrega parte do sistema de aquisição de dados feito por computador,
conectado aos sensores instalados na parte rebocada, que é o defletômetro propriamente dito.
O ensaio consiste em se aplicar a carga de impacto e ler os deslocamentos em vários sensores
colocados ao longo de um suporte em posições convenientemente escolhidas para se obter a
linha de deslocamentos. Note-se que essa é uma diferença importante entre o FWD e a viga
Benkelman. Outra diferença marcante está na forma de aplicação da carga: dinâmica no FWD
e quase estática na VB.
127
Embora ambos os tipos de defletômetros sejam preparados para medir os
deslocamentos elásticos, pelas diferenças de concepção entre eles, as deflexões não são
iguais, nem existe uma correlação simples e universal entre medidas realizadas com o FWD
e a VB. Em cada tipo de pavimento pode-se obter certa correlação entre esses valores, porém
não generalizável.
Entretanto, o Manual de Restauração de Pavimentos Asfálticos do DNIT (DNIT,
2005) sugere as correlações abaixo, conforme as Equações 16 e 17:
Para Deflexão característica DFWD < 85 x 10-2 mm
DB = 20,645 (DFWD – 19)0,351 =>R² = 0,952
Equação 16
Para Deflexão característica DFWD > 85 x 10-2 mm
DB = 8,964 (DFWD – 60)0,715 =>R² = 0,933
Equação 17
em que:
DB = deflexão característica obtida por viga Benkelman;
DFWD = deflexão característica obtida por viga FWD.
Conforme já mencionado anteriormente, as correlações entre deflexões características
obtidas por viga Benkelman e FWD são dependentes de diversos fatores e, principalmente,
da resposta elástica da estrutura de pavimento que está sendo avaliada. Portanto, não existem
correlações de aplicação generalizada, porém, constata-se que geralmente as deflexões
características Benkelman e os respectivos desvios padrões possuem valores superiores aos
obtidos pelo FWD.
Os projetistas que utilizarem o FWD devem estabelecer suas próprias correlações
com base em pesquisas locais.
Neste sentido a Tese de Doutorado do Engº Salomão Pinto (COPPE / UFRJ – 1991)
intitulada “Estudo do Comportamento à Fadiga de Misturas Betuminosas e Aplicação na
Avaliação Estrutural do Pavimento”, apresentou uma correlação entre as medidas de deflexão
128
obtidas com a Viga Benkelman, de acordo com a metodologia do DNIT, e o FWD, aplicando
uma carga equivalente ao do método DNER – ME 024 / 94, expressa na Equação 18:
DVB = 5,73 + 1,396DFWD Equação 18
em que:
DVB = Deflexão Benkelman
VFWD = Deflexão FWD
A Figura 49 mostra exemplos de FWD existentes no país, sendo de duas marcas, e
tendo diferenças entre eles como: tipo de amortecedor, placas segmentadas ou não, tipo de
sensor de medida de deslocamentos, forma do pulso de carga etc. (Macêdo, 1996).
Figura 49 - Exemplos de modelos de FWD.
(a) Vista geral do FWD Dynatest
(b) Detalhe do prato de aplicação de carga e da barra de sensores
(c) FWD – KWAB
(d) Detalhe do sistema de carregamento
Fonte: Bernucci et al. (2008)
129
A Figura 50 mostra o esquema de medidas da deformada com o FWD e o esquema
das leituras internas dos sensores.
Figura 50 - Esquema de medidas com o FWD.
Fonte: Adaptado de Bernucci et al. (2008)
As vantagens do FWD em relação à VB convencional são:
• acurácia nas medições;
• possibilidade de aplicação de vários níveis de carga;
• maior produtividade (mais pontos levantados por dia);
130
• ensaio não influenciado pelo operador;
• registro automático de temperatura e de distâncias dos pontos de ensaio.
As principais desvantagens do FWD são o custo do equipamento, necessidade de
calibrações mais sofisticadas e diferenças de resultados entre marcas.
Tanto o FWD quanto a VB podem ser usados no controle da capacidade de suporte
das camadas do pavimento desde a sua construção, o que vem sendo cada vez mais usado no
país com muitas vantagens (Soares et al., 2000).
A ordem de grandeza das deflexões dos pavimentos asfálticos varia muito com as
características da estrutura, o tipo de revestimento, o nível de trincamento, as condições
climáticas etc. Mas como valor típico pode-se indicar de 30 a 50 (x10-2mm) para um
pavimento com revestimento de concreto asfáltico e base granular em boa condição
estrutural, e da ordem de 80 (x10-2mm) para um pavimento com revestimento de tratamento
superficial.
A vantagem de se poder medir com acurácia a bacia deflectométrica do pavimento é
utilizá-la para estimar os módulos de elasticidade das camadas, o que permite uma avaliação
estrutural mais adequada de cada segmento e o cálculo do reforço estrutural, se necessário,
pelos princípios da Mecânica dos Pavimentos. Isto é possível através da técnica chamada de
retroanálise, que será discutida, sucintamente, mais adiante.
5.3. PROJETO DE REFORÇO DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
Para a definição de alternativas de restauração é necessário o estudo da condição do
pavimento existente. Este estudo é precedido por uma avaliação funcional e uma avaliação
estrutural. Essas avaliações fornecem dados para análise da condição da superfície do
pavimento e de sua estrutura e também para a definição das alternativas de restauração
apropriadas.
Na avaliação funcional é verificada a condição da superfície do pavimento, por meio
do levantamento e análise de defeitos superficiais, e da condição de irregularidade
longitudinal. Os principais defeitos considerados na avaliação funcional são: área trincada e
severidade do trincamento, deformações permanentes e irregularidade longitudinal.
131
Na avaliação estrutural é verificada a condição da estrutura do pavimento de suportar
cargas, por meio de levantamentos não-destrutivos pela determinação da deflexão superficial
resultante da aplicação de uma carga conhecida.O principal parâmetro considerado na
avaliação estrutural é a deflexão na superfície e a bacia de deformação. A deflexão é
normalmente utilizada para delimitar segmentos considerados como homogêneos quanto à
condição estrutural.
A análise dos dados das avaliações através de procedimentos específicos fornece as
soluções de restaurações apropriadas em cada caso, que podem ser de cunho funcional ou
estrutural. Caso a restauração deva ser de cunho estrutural é necessário utilizar um método
de projeto que leve em conta as características de deformabilidade das camadas e do novo
revestimento, levando em conta os módulos de resiliência medidos ou obtidos por
retroanálise para se calcular as espessuras necessárias.
5.3.1 Delimitação de Segmentos Homogêneos
Para a delimitação de segmentos homogêneos a partir de levantamentos
defletométricos pode-se utilizar o procedimento indicado pela AASHTO (1993). Esse
procedimento faz uso do método das diferenças acumuladas, que consiste na seguinte
sequência de cálculo:
1. Calcula-se o valor médio da deflexão para todo o trecho (D).
2. Calcula-se a diferença entre cada valor individual e o valor médio.
3. Calculam-se os valores acumulados das diferenças.
4. Plota-se em um gráfico, nas abscissas as distâncias e nas ordenadas os valores
acumulados das diferenças.
Cada variação de coeficiente angular da curva obtida indica uma mudança do
comportamento médio de um determinado segmento para outro, delimitando as extremidades
dos segmentos homogêneos. Analiticamente considera-se, de acordo com Pinto e Preussler
(2002):
132
Tabela 31 e a Figura 51 exemplificam esse procedimento.
133
Tabela 31 - Exemplo de aplicação do procedimento para delimitação em segmentos
homogêneos (AASH TO, 1993).
Fonte: Pinto e Preussler (2002)
Figura 51 - Exemplo de delimitação dos segmentos homogêneos pelo método das
diferenças acumuladas (AASHTO, 1993).
Memória de cálculo
Segmentos homogêneos
Fonte: Adaptado de Pinto e Preussler (2002)
134
5.3.2 DNER-PRO 11/1979 – Método B
A norma PRO - 11/79 é de aplicação bastante simples. É um dos procedimentos
normalizados pelo antigo DNER para o dimensionamento de reforços. Seus princípios
básicos derivaram de trabalhos realizados pelo Engº Bolívar Lobo Carneiro, a partir de
estudos do Engº Celestino Ruiz, da Argentina.
O método baseia-se na relação entre a grandeza das deflexões recuperáveis e o
desempenho de pavimentos flexíveis. Segundo este método, a evolução das deflexões
recuperáveis ao longo da vida de um pavimento pode se dar em três fases, como demonstrado
na Figura 32, a saber:
a) Fase de consolidação - a deflexão decresce devido a consolidação adicional
provocada pela ação do tráfego;
b) Fase elástica - a deflexão permanece com valores praticamente constantes;
c) Fase de fadiga - caracteriza-se por um acelerado crescimento do valor da deflexão
devido a perda de capacidade estrutural das camadas do pavimento
Figura 52 - Fases da vida de um pavimento (número N).
Fonte: DNIT (2006)
135
Este método tem sido bastante empregado no Brasil em virtude de sua grande
simplicidade.
Os procedimentos preliminares de obtenção dos dados desse método de avaliação e
dimensionamento são:
a) dados do levantamento histórico;
b) dados da prospecção preliminar; e
c) dados da prospecção definitiva.
A partir do inventário de superfície e determinação das deflexões recuperáveis,
divide-se o trecho em segmentos homogêneos, conforme já visto.
Após definidos os segmentos homogêneos calcula-se para cada um destes segmentos,
a deflexão média (x) e o desvio padrão (σ), procedendo a eliminação dos valores fora do
intervalo, x + zσ, onde z é estimado em função de "n", mediante o critério constante na Tabela
32.
Tabela 32 - Valores de z
Fonte: DNIT (1979)
Após esse procedimento, define-se então a chamada deflexão característica Dc como
a média dos valores contidos no intervalo de aceitação, somada ao desvio padrão das
medidas; Dc = x + σ.
O método recomenda ainda que para chegar a deflexão de projeto (Dp), deve-se
ajustar a deflexão característica por um fator de ponderação sazonal (Fs), que é função da
136
estação na qual foram realizados os ensaios e do tipo de solo de fundação do pavimento
(Tabela 33).
Tabela 33 – Valores de Fs.
Fonte: DNIT (1979)
Apesar da norma se referir a inexistência de critérios universalmente aceitos que
possibilitem uma fácil tomada de posição com respeito a avaliação estrutural dos pavimentos,
ela propõe um critério para a fixação de diretrizes a serem tomadas, para efeito da avaliação
estrutural dos pavimentos, considerando os seguintes parâmetros obtidos durante os estudos
de reconhecimento:
• N - Número de solicitações de eixos padrão de 8,2 tf;
• Dp - Deflexão de projeto;
• R - Raio de curvatura;
• Dadm - Deflexão admissível;
• IGG - Índice de Gravidade Global.
Em função dos diversos parâmetros (Dp, Dadm e R) e baseado na Tabela 34 (Tabela
III da Norma), procura-se:
a) fixar quando serão necessários estudos complementares;
b) definir o critério para avaliação e cálculo do reforço;
c) fazer recomendações quanto as medidas corretivas.
137
Tabela 34 - Critério para o estabelecimento das diretrizes de projeto (PRO 11/79).
Fonte: DNIT (1979)
O critério de deflexão admissível contido na PRO - 11/79 foi extraído de vários
estudos realizados no estrangeiro, e com observações no país para pavimentos flexíveis
constituídos de base granular e revestidos com concreto betuminoso. A Equação 19 para
determinação de Dadm, apresentada a seguir, corresponde a deflexões medidas com a carga
padrão de 8,2 t por eixo e está vinculado ao parâmetro de tráfego calculado com base em
fatores de equivalência da AASHTO:
log Dadm = 3,01 - 0,176 log N
Equação 19
138
Entretanto, segundo DNIT (2006), é equivocado utilizar na PRO - 11/79 como
parâmetro de tráfego o número N da AASHTO, pois o critério de deflexões admissíveis
adotado se baseia, em suas origens, em fatores de equivalência de carga do Corpo de
Engenheiros do Exército dos EUA (USACE).
5.3.2.1 Critério deflectométrico ou de deformabilidade
Definida na avaliação estrutural a necessidade de reforço e a possibilidade de
aplicação de critério defletométrico, o cálculo da espessura de reforço em concreto asfáltico
é feito na PRO - 11/79 de forma muito simples.
Inicialmente calcula-se a deflexão admissível, pela Equação 19, em função do tráfego
previsto para o novo período de projeto. A espessura de reforço em concreto asfáltico é então
calculada pela expressão proposta pelo engenheiro argentino Celestino Ruiz, utilizando-se
como argumentos a deflexão admissível e a deflexão Benkelman de projeto do segmento em
análise, a saber (Equação 20):
ℎ12 = k log
Dp
Dadm
Equação 20
onde:
hCB = espessura de reforço em concreto asfáltico;
Dp = deflexão Benkelman de projeto, sob carga de 8,2 tf;
Dadm = deflexão admissível pelo reforço;
k = fator de redução da deflexão (k = 40 para concreto asfáltico).
Caso haja interesse do projetista em desmembrar o reforço em duas ou mais camadas
e determinar as espessuras das camadas não constituídas de concreto asfáltico, isto pode ser
feito levando-se em conta os coeficientes estruturais definidos no método. Estes coeficientes
são similares àqueles contidos no Método de Projeto de Pavimentos Flexíveis do DNIT.
Assim, devem ser estudadas outras soluções para as camadas inferiores do reforço do
pavimento existente sempre que o dimensionamento indicar espessuras de reforço, em termos
139
de concreto betuminoso, superiores a 5 cm. Para o cálculo das espessuras das camadas não
constituídas de concreto betuminoso, devem ser adotados os coeficientes de equivalência
estruturalrecomendados pelo DNIT e apresentados na Tabela 35. A espessura do concreto
betuminoso substituído deverá ser multiplicada por:
2,00
Coef. de equivalência estrutural do material utilizado
Tabela 35 – Coeficientes de equivalência estrutural (PRO 11/79).
Fonte: DNIT (1979)
5.3.2.2 Critério de resistência
De acordo com a Tabela 34, quando o pavimento não mais estiver trabalhando no
regime elástico propriamente, hipóteses II (Dp > 3 Dadm), III, IV e V, a definição do reforço
do pavimento deverá contar com estudos complementares e a utilização do critério da
resistência, através do método de dimensionamento de pavimentos flexíveis do DNIT. Para
isto, às diversas camadas constituintes do pavimento existente e do reforço projetado deverão
ser atribuídos coeficientes de equivalência estrutural compatíveis com suas características,
determinadas pelos ensaios de campo e de laboratório e pelas observações “in situ”, as quais
poderão recomendar, inclusive, a execução de outros serviços complementares à execução
do reforço, tais como, drenagem, obras nos acostamentos, remoção e reposição de materiais.
140
5.3.2.3 Exercício 07
Considere os dados abaixo dos estudos para restauração de um Segmento Homogêneo
de rodovia (SH 03) e dimensione a camada de reforço de acordo com o Método PRO 11/1979.
Np = 1 x 107;
Dadm = 60 (0,01 mm);
Dp = 123 (0,01 mm);
R = 105 m;
IGG = 135.
5.3.2.4 Exercício 08
Considere agora os dados abaixo dos estudos para restauração no Segmento
Homogêneo subsequente da mesma rodovia (SH 04), de mesma estrutura, e dimensione a
camada de reforço de acordo com o Método PRO 11/1979.
Np = 1 x 107; Dadm = 60 (0,01 mm); Dp = 175 (0,01 mm); R = 57 m; IGG = 135.
5.3.2.5 Exercício 09
Por fim, considere os dados abaixo dos estudos para restauração do próximo
Segmento Homogêneo da mesma rodovia (SH 05) e dimensione a camada de reforço de
acordo com o Método PRO 11/1979.
Np = 1 x 107;
Dadm = 60 (0,01 mm);
Dp = 185 (0,01 mm);
R = 47 m;
IGG = 135.
141
5.3.3 DNER-PRO 269/1994 – TECNAPAV
Em junho de 1982, foi proposto pelos engenheiros Salomão Pinto e Ernesto Preussler
à comunidade rodoviária, um procedimento para projeto de reforço de pavimento flexível
que permite considerar explicitamente as propriedades resilientes de solos e materiais que,
rotineiramente, constituem as estruturas de pavimentos no Brasil. No decorrer dos últimos
anos, foi possível validar o método proposto a partir de dados de campo referentes a trechos
recapeados e enfim oficializá-lo por meio do procedimento DNER-PRO 269/94 -
TECNAPAV.
O procedimento é fundamentado em modelos de fadiga de misturas betuminosas, no
comportamento resiliente típico de solos finos e materiais granulares e no cálculo de tensões
e deformações considerando a teoria da elasticidade não linear.
5.3.3.1 Procedimentos preliminares
Inicialmente divide-se a rodovia em segmentos homogêneos levando-se em conta as
condições de tráfego, subleito, deflexão recuperável, estrutura do pavimento e condições
superficiais. O parâmetro de tráfego utilizado é calculado de acordo com os fatores de
equivalência do Corpo de Engenheiros do Exército Americano, como no método de
dimensionamento proposto pelo engenheiro Murillo Lopes de Souza.
A deflexão recuperável deve ser determinada de acordo com a DNER-PRO 024/94.
O levantamento da condição do pavimento deve obedecer a DNIT 007/2003-PRO (quanto
ao levantamento da área defeituosa) e a DNIT 005/2003 - TER (quanto aos tipos de defeitos).
A irregularidade, considerada apenas para segmentação, é avaliada por meio de medidores
tipo-resposta (IPR/USP ou Maysmeter).
Devem ser efetuadas sondagens a cada dois km, introduzindo-se mais poços de
sondagem no caso de haver uma mudança na estrutura do pavimento. Em cada ponto de
sondagem devem ser determinadas expeditamente características das camadas do pavimento
e do subleito.
As amostras coletadas na sondagem são conduzidas ao laboratório para ensaios de
caracterização, granulometria e CBR. Os solos são classificados em três grupos quanto a sua
142
resiliência, em função de seu Índice de Suporte Califórnia CBR e de sua porcentagem de silte
(S), conforme mostra a Tabela 36.
Tabela 36 – Classificação dos solos de subleito.
Fonte: DNIT (2006)
Para fins de análise, devem ser consideradas como camadas granulares constituintes
do pavimento, as que contenham materiais com mais que 45 % retidos na peneira de
abertura 0,075 mm (# 200).
5.3.3.2 Dimensionamento do reforço com mistura asfáltica nova
A espessura necessária para reforçar o pavimento existente deve ser determinada
conforme as seguintes etapas:
a) Definição para cada segmento homogêneo caracterizado da espessura de mistura
betuminosa existente (he), da deflexão característica (Dc = x + σ), o trincamento
(TR), da espessura da camada granular (Hcg) e do tipo de solo da fundação.
b) Representação para cada segmento homogêneo da chamada estrutura de referência,
constituída por três camadas com as respectivas espessuras, conforme indicado na
Figura 53.
143
Figura 53 – Estrutura de referência do TECNAPAV.
Fonte: DNIT (2006)
c) Cálculo da espessura efetiva (hef) do revestimento betuminoso através da Equação
21.
ℎ|@ = −5,737 +
807,961
Dc
+ 0,972 𝐼1 + 4,101 𝐼2 Equação 21
onde:
hef = espessura efetiva (cm);
DC = a deflexão característica (0,01 mm);
As constantes Ι1 e Ι2 estão relacionadas com as características resilientes da 3ª camada da
estrutura de referência e de acordo com os seguintes casos:
Caso 1 – espessura da camada granular inferior ou igual a 45cm
Caso 2 – espessura da camada granular é maior que 45 cm
144
Caso 3 – espessura efetiva compreendida entre 0 ≤ hef ≤ he
Caso 4 – se o grau de trincamento do revestimento existente for superior a 50% ou (FC-2 +
FC-3 > 80%) ou (FC-3 > 30%), então é conveniente adotar hef = 0 e considerar a solução de
recapeamento em camadas integradas de CBUQ e PMF.
d) Cálculo da deflexão máxima permissível através da Equação 22:
log Dmax = 3,148 - 0,188 log NP Equação 22
onde:
Dmax = deflexão máxima permissível (0,01mm);
Np = número de solicitações de eixo padrão de 8,2 t, durante a vida do projeto.
e) Cálculo da espessura do reforço em concreto asfáltico (HR) através da Equação 23:
𝐻𝑅 = −19,015 +
238,14
D�]Q
$,� − 1,357 ℎ𝑒𝑓 + 1,014 𝐼1 + 3,893 𝐼2 Equação 23
f) Soluções de recapeamento
• Caso 1 - se 3 < HR ≤ 12,5 cm, utiliza-se camada única de CBUQ ou camadas
integradas de CBUQ e pré-misturado caso a superfície do pavimento estiver muito
fissurada, procurando-se assim evitar a propagação das trincas.
• Caso 2 - se 12,5 < HR ≤ 25 cm é recomendada a adoção de camadas integradas do
tipo CBUQ (Hca) e pré-misturado (Hpm) com as seguintes relações entre as espessuras:
145
• Caso 3 - se HR > 25 cm, as camadas integradas não devem ser constituídas
exclusivamente de misturas betuminosas; nesta situação deve-se verificar também a
conveniência da reconstrução parcial ou total do pavimento existente.
• Caso 4 - se HR ≤ 3cm, pode-se, a partir da análise das condições do pavimento
existente, verificar a viabilidade de intervenção com soluções do tipo tratamento
superficial ou lama asfáltica.
Caso 5 - o método contempla também a possibilidade de face a restrições
orçamentárias, utilizar-se de uma solução de reforço por etapas. Neste caso, a Norma
apresenta modelos para mais duas soluções sucessivas dentro do período de análise.
5.3.3.3 Dimensionamento do reforço com mistura asfáltica reciclada
A espessura do revestimento existente a ser reciclada e a de reforço complementar
devem ser determinadas de acordo com as etapas a seguir descritas:
a) Cálculo da relação modular (µ) através da Equação24:
µ =
MRc
𝑀𝑒𝑓
Equação 24
MRc = módulo de resiliência da mistura betuminosa reciclada (kgf/cm2), determinada em
laboratório;
Mef = módulo de resiliência efetivo do revestimento existente (kgf/cm2), obtida pela Equação
25:
log𝑀𝑒𝑓 = 11,19 − 2,753𝑙𝑜𝑔𝐷𝑐 − 1,714𝑙𝑜𝑔ℎ𝑒 − 0,0053 𝐼1 + 0,2744 𝐼2 Equação 25
b) Cálculo da deflexão de projeto característica, após reciclagem, pela Equação 26:
146
Equação 26
5.3.4 EXERCÍCIO 10
Com os dados deflectométricos abaixo, da Rodovia BR 420/BA, estaca 0 a 36, km 0 ao 0,72,
determine:
Segmentos Homogêneos pelo Método da AASHTO (1993);
Deflexões de projeto;
* Considere fs = 1,0
147
5.3.5 EXERCÍCIO 11
Dimensione a camada de reforço do pavimento do SH1 do Exercício 10 pela PRO 11/1979
e pela PRO 269/1994, considerando as informações adicionais do referido SH.
• IGG =123
• Comp. do Tráfego do Exercício 01;
• VMD0 = 1230 (2018) – VMD1 (2021);
• FC-2 = 25% e FC-3 = 10%
• S = 20%
5.4. RETROANÁLISE DAS BACIAS DEFLECTOMÉTRICAS
O entendimento do pavimento como uma estrutura que forma um sistema em camadas
que trabalham solidariamente, permite compatibilizar os materiais em termos de rigidez.
Aplicando-se os princípios da mecânica dos pavimentos (Medina e Motta, 2005) é possível
fazer uma avaliação estrutural mais adequada de todas as camadas e do subleito.
148
Para se aplicar o cálculo de tensões e deformações para um dimensionamento
apropriado do reforço do pavimento, é necessário se conhecer a rigidez de todas as camadas
do pavimento e do subleito. Como a maioria dos pavimentos, em uso, foi dimensionada pelo
método do CBR (ou ISC), não se conhece a princípio essa característica dos materiais em
cada trecho. Mesmo se conhecendo os valores dos módulos de resiliência da época do projeto
e construção, eles tendem a ser variáveis com o tempo e o uso e, em alguns casos, pelo clima.
Uma forma de resolver esse problema seria por meio da avaliação destrutiva por abertura de
poços, que permitam coletar amostras para determinação destes parâmetros em laboratório.
Mas isto é um serviço lento e causa transtornos adicionais ao pavimento.
Surgiu então um método que permite inferir os módulos de elasticidade das camadas
do pavimento e do subleito por interpretação das bacias de deformação – a retroanálise.
Usa-se aqui o termo módulo de elasticidade (Eef) por ser nesse caso um parâmetro
retrocalculado e não determinado em laboratório por meio do ensaio de carga repetida, como
é o caso do módulo de resiliência.
Cabe aqui reforçar a distinção entre MR e Eef:
• Módulo de Deformação Resiliente (MR): determinado em laboratório por
meio de ensaios de cargas repetidas, com duração de carga da ordem de 0,10
s e tempo de repouso de 0,9 s. Utiliza toda a deformação recuperável no seu
cálculo, embutindo, portanto, as parcelas elástica (instantânea) e viscoelástica,
geradas pelo pulso de carga de 0,1 s de duração;
• Módulo de Elasticidade Efetivo "in situ" (Eef): é o módulo determinado por
retroanálise das bacias de deflexões lidas através de equipamentos para
ensaios não destrutivos.
Enquanto MR se refere às condições de compactação e de solicitação do ensaio de
laboratório, Eef reflete ou sintetiza o estado de tensões, a compactação e o modo de solicitação
a que a camada é submetida pelas cargas dos veículos em movimento. Não existem, portanto,
correlações universais entre esses dois parâmetros, embora possa estabelecer-se comparações
em casos particulares. Tais comparações são importantes, visto que, no projeto de pavimentos
novos, pode-se dispor apenas de MR, enquanto nos projetos de restauração, apenas Eef pode
estar disponível, de modo geral.
149
O procedimento para determinação de Eef consiste inicialmente em se levantar
deformadas (bacias de deformação) representativas de um certo segmento homogêneo, com
o uso da Viga Benkelman ou do FWD, devidamente aferidas e calibradas. Buscam-se
adicionalmente informações a respeito das espessuras das camadas integrantes da estrutura,
por meio de pesquisa histórico-cadastral ou, preferencialmente, sondagens diretas.
A seguir busca-se determinar por tentativas sucessivas, com o auxílio de um programa
computacional que permita o cálculo de tensões, deformações e deslocamentos em
pavimentos, o conjunto de valores de módulos das camadas do pavimento que reproduza a
deformada levantada em campo. Os valores encontrados são assumidos como os módulos
para as condições de campo de cada camada, podendo ser utilizados em análises mecanísticas
da estrutura existente.
A Figura 54 indica os elementos necessários para entender o conceito do método de
retroanálise de pavimentos a partir de um levantamento deflectométrico realizado com FWD,
por exemplo. Tendo-se o conhecimento da carga externa aplicada para a qual foi obtida a
bacia deflectométrica e, conhecendo-se as características básicas dos tipos de materiais
presentes em cada camada e suas espessuras, é possível inferir os módulos de elasticidade a
partir das deflexões obtidas. Esta especificação é feita considerando-se uma determinada
combinação de módulos das camadas de modo a fazer coincidirem a bacia teórica calculada
e a bacia de campo determinada (Macedo, 1996; Albernaz, 1997; Villela e Marcon, 2001;
Nóbrega, 2003). Os dados de entrada do processo de retroanálise são: a configuração do
carregamento, a bacia deflectométrica, seção-tipo do pavimento, coeficientes de Poisson e
faixas de valores modulares para cada camada da estrutura.
Os métodos tradicionais fazem a caracterização estrutural de um pavimento a partir
dos valores individuais de deflexão máxima, considerando-os isoladamente. A deflexão
máxima possibilita a determinação dos locais onde o pavimento apresenta variações nas
deformações verticais reversíveis quando do carregamento imposto pelo tráfego. Entretanto,
um mesmo valor de deflexão reversível máxima pode representar inúmeros níveis de
qualidade estrutural, tanto mais crítica quanto mais concentrada a bacia, dependendo também
do tipo da estrutura. Ou seja, pode-se obter uma mesma deflexão máxima para diversas
combinações estruturais, conforme ilustra a Figura 55.
150
Figura 54 - Esquema dos dados necessários para se fazer uma retroanálise de pavimento
(Nóbrega, 2003).
Fonte: Bernucci et al. (2008)
Figura 55 - Diferentes formas de bacia deflectométrica indicam diferentes capacidades de
carga para a mesma deflexão máxima (Nóbrega e Motta, 2003).
Fonte: Bernucci et al. (2008)
A sistemática de retroanálise se justifica por permitir:
• inferir os módulos de elasticidade “E” nas condições de campo;
151
• eliminar ou minimizar coleta de amostras;
• caracterizar com rapidez as camadas em termos de elasticidade;
• verificar a condição estrutural de cada camada e subleito.
As desvantagens de obtenção dos módulos de elasticidade por retroanálise são:
• a sensibilidade do cálculo dos valores dos módulos de elasticidade aos valores
das bacias deflectométricas que possuem uma imprecisão inerente aos
levantamentos de campo;
• a confiabilidade dos instrumentos e dos procedimentos operacionais de
medição das deflexões deve ser continuamente verificada;
• os módulos de elasticidade retroanalisados não representam necessariamente
os módulos reais dos materiais das camadas e sim “módulos equivalentes”
(igualdade depende de diversos fatores, como por exemplo número de
camadas, grau de trincamento, homogeneidade de material e regularidade de
espessura);
• o conjunto de módulos retroanalisados não é único, depende do programa
utilizado para obtê-los, das hipóteses simplificadoras, dos níveis de ajustes
atingidos etc.
Esta idéia não é nova e já existem métodos de retroanálise desde a década de 1970.
Porém, com o advento dos equipamentos automatizados tipo FWDe com o avanço da
computação houve um acelerado desenvolvimento dessa tecnologia, hoje fartamente
disponível em várias versões de softwares.
Os programas se dividem em simplificados e iterativos. Entre os iterativos, todas as
empresas e instituições que possuem FWD dispõem de um método de retroanálise associado,
por exemplo, o ELMOD da empresa Dynatest do Brasil. É possível também se conseguir na
internet muitos desses programas.
Entre os programas simplificados brasileiros tem sido utilizado o RETRAN2CL,
desenvolvido por Albernaz (1997), que se baseia nas seguintes hipóteses e simplificações,
entre outras:
152
• modelagem como um sistema ideal elástico de duas camadas: (i) pavimento,
e (ii) subleito;
• materiais da estrutura de pavimento são considerados sem peso, homogêneos
e isotrópicos;
• pavimento tem uma espessura uniforme e uma largura infinita; o subleito tem
espessura infinita;
• coeficiente de Poisson é 0,5 para o pavimento e o subleito;
• aplicação em pavimento com espessura menor que o raio da placa de carga
não é confiável.
A Figura 56 mostra uma das telas do programa RETRAN2CL onde é possível
observar o ajuste entre a bacia medida e a calculada e os módulos retroanalisados do
pavimento e do subleito. Com esses valores é possível avaliar a capacidade estrutural do
pavimento e calcular a eventual espessura de reforço necessária para o trecho avaliado.
Figura 56 - Tela do programa RETRAN2CL (Albernaz, 1997)
Fonte: Bernucci et al. (2008)
153
Outro programa de retroanálise bastante difundido é o BAKFAA da Federal Aviation
Administration e disponível gratuitamente na internet. De acordo com Bertão (2015) a
interface do programa BAKFAA é apresentada na Figura 57 e os dados de entrada
necessários são:
• As espessuras das camadas;
• O coeficiente de Poisson;
• As distâncias entre as leituras de deflexão no campo;
• A bacia obtida em campo;
• O carregamento utilizado no ensaio de campo;
No programa o usuário ainda deve definir a condição de aderência de uma camada a
outra, foi considerada que todas as camadas estariam totalmente aderidas. Inicialmente
inferem-se valores aleatórios para os módulos de resiliência, e então o programa é executado.
Figura 57 - Tela inicial do BAKFAA
Fonte: BAKFAA
154
Em 2018 o Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT), através
do seu Instituto de Pesquisas Rodoviárias (IPR), em um termo de cooperação técnica com a
COPPE/UFRJ, desenvolveram um software para retroanálise chamado BackMeDiNa.
O programa BackMeDiNa realiza a retroanálise dos módulos de resiliência das
camadas de um pavimento a partir das bacias deflectométricas levantadas em campo por
equipamentos do tipo FWD.
O cálculo para se achar os Módulos de Resiliência é feito de forma iterativa,
utilizando o módulo de análise tensão deformação desenvolvido para a análise elástica linear,
denominado AEMC, a partir da variação dos valores dos módulos em torno de um valor
central, até se obter uma bacia teórica mais próxima da bacia de deflexões de campo medida
pelo FWD. Para isso, o programa compara a raiz do valor quadrático médio das diferenças
entre as medidas de defexões de campo e as calculadas.
Entretanto, o DNIT ainda não lançou esse software oficialmente. A Figura 58 ilustra
o funcionamento do BackMeDiNa.
Figura 58 – Tela inicial do programa BackMeDiNa.
Fonte: BackMeDiNa
155
A retroanálise não serve somente para avaliação estrutural e projeto de reforço, já
tendo sido usada para o desenvolvimento de método de dimensionamento de pavimentos
novos de vias de baixo volume de tráfego (Alvarez Neto, 1997; Alvarez Neto et al., 1998).
Nos referidos trabalhos, a retroanálise foi usada na estimativa de módulos de trechos já
implantados e serviu de calibração do método de dimensionamento proposto. Além disso, a
retroanálise é recomendada como forma de estimar o módulo de trabalho do subleito (“para
grandes extensões, o levantamento in situ torna-se mais econômico que a realização de uma
campanha de ensaios para extração, coleta e ensaios de amostras de solos”, p. 152, Alvarez
Neto, 1997).
Os dados da retroanálise podem contribuir para a elaboração de projetos mais
confiáveis, para pavimentos mais duráveis, representando um ganho de tempo nos projetos e
minimizando a coleta de amostras. A retroanálise é o procedimento de projeto de reforço que
mais evolui no momento no mundo.
É fundamental que os procedimentos de retroanálise de bacias deflectométricas sejam
claramente compreendidos para que o projetista e o contratante conheçam as vantagens e as
limitações da modelagem utilizada. Há, ainda, a necessidade de balizar os programas e
procedimentos de retroanálise pelos ensaios de laboratório ou faixas de valores de módulos
consistentes.
No caso de um trecho homogêneo de pavimentos, têm-se em geral medidas de bacias em
várias seções ou estacas intermediárias. Uma questão que se coloca é: (i) deve-se fazer a
retroanálise em todos os pontos levantados, para em seguida obter a média dos módulos
retroanalisados, ou então (ii) deve-se obter uma bacia média e fazer somente uma retroanálise
por trecho? A primeira hipótese sempre é a melhor, porém é muito trabalhosa e consome
bastante tempo de análise. Mostra-se que é possível chegar a resultados adequados definindo
duas curvas correspondentes à curva média mais ou menos um desvio padrão, e assim fazer
a retroanálise obtendo-se valores próximos da análise ponto a ponto (Nóbrega et al., 2003).
156
5.4.1 Dimensionamento Mecanístico-Empírico do reforço de pavimentos asfálticos
A definição da estrutura de pavimento mais apropriada, a partir de uma análise
Mecanística, envolve a necessidade do estudo de um conjunto de estruturas, buscando-se por
tentativas aquela que proporcione um melhor equilíbrio.
O problema pode ser melhor equacionado concebendo-se inicialmente um plano
fatorial do estudo, no qual estabelecem-se variações entre os parâmetros de interesse para a
análise (valores modulares, no caso de se poder contar com materiais distintos ou
formulações diferenciadas para misturas, e espessuras).
No caso específico da aplicação de uma análise Mecanística ao dimensionamento do
reforço de um pavimento, a definição dos módulos da estrutura existente deve ser feita por
técnicas de retroanálise sobre deformadas, conhecidas previamente as espessuras das
camadas existentes superpõe-se o reforço, compondo-se o plano fatorial a partir de variações
impostas às suas espessuras ou mesmo a valores modulares.
Cada uma das estruturas integrantes da matriz fatorial é submetida à análise tensional
através do programa selecionado, determinando-se as respostas elásticas de interesse.
A seguir, calculam-se os números terminais de solicitações do eixo-padrão (Nf),
aplicando-se os critérios de falha admitidos como válidos. É usual para a análise de
pavimentos flexíveis verificar a questão da fadiga do revestimento asfáltico, com base na
deformação específica horizontal de tração na fibra inferior do revestimento, e o acúmulo de
deformações permanentes ao nível do subleito.
Considerando-se as características das estruturas do plano fatorial, traçam-se curvas
de variação do número terminal de solicitações (Nf) em função das espessuras e/ou módulos
resilientes.
A partir do parâmetro de tráfego expectável para a vida de projeto pré-definida, atua-
se nas curvas de dimensionamento estabelecidas, por interpolação, buscando-se selecionar o
conjunto de valores (espessuras e/ou módulos) que atende, simultaneamente, aos critérios de
fadiga do revestimento e acúmulo de deformações permanentes.
A análise Mecanística fica facilitada com o uso de Programas de cálculo de tensões e
deformações, como ELSYM5 e AEMC. No Programa MeDiNa o modo Reforço exige do
projetista a entrada dos valores retroanalisadosde bacias de campo obtidas com equipamento
157
tipo FWD. Para facilitar o projetista, o programa MeDiNa incorpora uma rotina que consegue
ler o arquivo de bacias do programa BackMeDiNa, com a extensão *.bac.
Para melhor realizar essa importação, o segmento de rodovia a ser analisado precisa
ser homogêneo, ou seja, com a mesma quantidade de camadas de pavimento e o mesmo tipo
de condição de aderência entre as camadas, e a menor variação possível de Módulos,
deflexões e espessuras. Caso contrário, o programa não irá realizar a importação e uma
mensagem de aviso aparecerá na tela.
Quando, as espessuras, módulos retroanalisados, deflexões e coeficientes de Poisson
apresentarem um coeficiente de variação acima de 30%, o programa irá perguntar ao
projetista se ele deseja continuar, mesmo considerando um valor de variação superior a 30%.
Caberá ao projetista a decisão de prosseguir ou não com as análises ou o dimensionamento.
Durante a importação, o MeDiNa irá calcular a média, o desvio padrão e os valores
mínimos e máximos dos módulos retroanalisados, assim como o valor da Deflexão
característica, e estas informações aparecem para o projetista na janela Propriedades dos
Materiais.
Após a importação, o projetista deverá concluir o preenchimento dos dados da
camada asfáltica existente, com os dados de percentual de área trincada, IRI, e idade do
pavimento, para permitir o programa rodar as análises ou o dimensionamento.
5.4.2 Exercício 12
Com base nos dados e levantamento deflectométrico dos Exercícios 10 e 11:
a) Determine os MRs das camadas do pavimento do SH 01 por retroanálise com auxílio
do BackMeDiNa;
b) Determine a mínima espessura de reforço do SH1 do Exercício 11, com auxílio do
AEMC, utilizando os MRs obtidos da retroanálise (a);
c) Redimensione a camada de reforço do SH 01 pelo MeDiNa.
* Considerar os seguintes Coeficientes de Poisson:
Revestimento = 0,30 (Antigo e reforço – Material: Classe 1 do MeDiNa);
Base/Sub-base = 0,40;
Subleito = 0,45.
158
** Pavimento existente: IRI = 3,5 m/km; Idade = 10 anos.
*** Estudo de tráfego em 2018: VMD0 = 1230 veículos de carga (duas faixas de tráfego);
mesma frota e taxa de crescimento (t = 2% ao ano) do Exercícico 01. Sistema arterial
primário. Ano da abertura do tráfego 2021.
159
6. ANÁLISE DE PROJETOS DE PAVIMENTOS RÍGIDOS
6.1. INTRODUÇÃO
O notável volume de conhecimentos adquiridos nas duas últimas décadas, sobre os
pavimentos rígidos, possibilitou o aprimoramento e o ajustamento das técnicas de projeto
geométrico de juntas e de dimensionamento da espessura das placas de concreto a condições
que, até então, eram consideradas impropriamente, ou em alguns casos, sequer examinadas.
Exemplo disto é o estabelecimento de novos modelos de comportamento dos
pavimentos rígidos, distintos do clássico tipo baseado na Fadiga do Concreto sob a ação de
cargas repetidas – o de Erosão da Fundação do pavimento e o de Escalonamento das Juntas,
cujo emprego na análise estrutural do sistema, conduz a uma avaliação mais realista dos
fenômenos que podem levar o pavimento ao colapso.
A própria análise estrutural, antes restrita aos clássicos sistemas de placas apoiadas
em fundação contínua (Westergaard) ou de camadas múltiplas (Burmister, por exemplo),
dispõem agora da rápida e eficaz ferramenta de cálculo constituída pelo Método dos
Elementos Finitos, capaz de simular as mais amplas variações na geometria e nas
propriedades dos componentes da estrutura.
Paralelamente ao desenvolvimento desses enfoques, tornou-se possível considerar no
projeto os seguintes aspectos:
a) A influência das sub-bases estáveis, mormente as tratadas com cimento;
b) O papel do tipo de transferência de carga nas juntas e bordas do pavimento,
representado pelas barras de transferência e pelos acostamentos de concreto;
c) As consequências da ocasional ocorrência de contato parcial entre o
pavimento e a sua fundação;
d) A ação de diferentes distribuições de tráfego, com relação à geometria das
placas;
e) Os efeitos do empenamento térmico e higroscópio do concreto no nível de
tensões;
160
f) No projeto das juntas, a adoção do reservatório do selante, capaz de aumentar
a eficiência do sistema de juntas, com os reflexos benéficos correspondentes na durabilidade.
Outro passo à frente, no sentido de assegurar o adequado nível de segurança aos
projetos, foi a introdução no dimensionamento, do conceito de confiabilidade estatística,
entendida como a probabilidade de que um certo pavimento desempenhará satisfatoriamente
as funções previstas no projeto.
Após o estudo aprofundado das diferentes tendências e escolas que se preocupam com
o assunto, decidiu-se que comporiam este Manual, dois métodos de dimensionamento de
pavimento de concreto simples e um método de dimensionamento de pavimento de concreto
estruturalmente armado, que são:
a) Portland Cement Association (PCA), dos EUA, na versão de 1966, um método
clássico, que tem a seu favor a extensa experiência prática levada a efeito nas mais diferentes
regiões do mundo, e que se fundamenta no Modelo de Fadiga de Concreto e no sistema de
análise estrutural ligado ao caso das placas elásticas apoiadas em fundação contínua;
b) Da mesma PCA, o procedimento dado a público em 1984, que incorpora a um
modelo modificado de Fadiga, o modelo de Erosão, neste último inseridas considerações
sobre o Escalonamento e que emprega análise estrutural por Elementos Finitos;
c) Dimensionamento de pavimentos de concreto estruturalmente armados,
baseado na determinação das tensões atuantes e dos momentos fletores, de acordo com o
modelo proposto por Westergaard por meio de Cartas de Influência de Pickett e Ray. O
cálculo estrutural é conduzido no Estádio III, de acordo com as prescrições da Norma NBR
6118, considerando-se o emprego de telas soldadas produzidas com aço CA-60. Para o
concreto do pavimento, considera-se que a sua resistência seja superior a 25 MPa, para que
se tenha uma resistência ao desgaste compatível com o grau de solicitação imposto aos
pavimentos rodoviários.
Os dois métodos de dimensionamento de pavimento de concreto simples, são
alternativos, e devem ser usados conforme a experiência regional e os dados de projeto
disponíveis.
161
Adicionalmente são apresentados critérios de dimensionamento de pavimentos de
concreto executados sobre estrutura de concreto, tais como os tabuleiros de pontes e viadutos
ou outro tipo de estruturas de concreto.
Para pavimento de acostamentos, recuos e pátios, apresenta-se um método de
dimensionamento com peças pré-moldadas de concreto, que é uma solução muitas vezes
adotada para a pavimentação daqueles locais.
Com relação ao projeto geométrico de juntas, o Manual contém indicações precisas
que possibilitarão definir, caso a caso:
a) As dimensões superficiais das placas de concreto;
b) Os tipos, a geometria e a locação das juntas;
c) O tipo de aço, a bitola, o comprimento e o espaçamento de barras de
transferência de carga e de ligação entre faixas de placas;
d) O reservatório do selante das juntas;
e) Aspectos particulares do projeto.
6.2. CARACTERÍSTICAS DO SUBLEITO
Nos projetos de pavimentos rígidos deve ser dada especial atenção à ocorrência de
variações bruscas nas características do subleito, especialmente à presença de solos
expansivos e de camadas espessas de argila mole.
Estas informações podem ser obtidas durante a fase dos estudos geológicos a serem
melhor detalhadas durante os estudos geotécnicos, integrantes das Diretrizes Básicas para
Elaboração de Estudos e Projetos Rodoviários.
Para o dimensionamento da espessura do pavimento rígido, o parâmetro relativo ao
suporte do subleito é o Coeficiente de Recalque (k), também denominado de Módulo de
Reação ou Módulo de Westergaard.
Este parâmetro é determinado em uma prova de cargaestática, conforme a norma
DNIT 055/2004-ME, que se baseia na norma ASTM-D 1196 (1977) e em diretrizes
específicas do United States Army Corps of Engineers.
162
Nesta prova de carga são correlacionadas as pressões verticais transmitidas ao
subleito por meio de uma placa rígida (com 76cm de diâmetro, pelo menos) e os
deslocamentos verticais correspondentes.
A faixa de variação dos valores do coeficiente de recalque, em relação aos diversos
tipos de solo (classificação AASHTO-TRB), está mostrada na Tabela 37, que pode ser usada
na avaliação prévia de k para cálculos preliminares de custo, por exemplo,
Tabela 37 - Relação aproximada entre o tipo do solo do subleito e o coeficiente de recalque.
Fonte: DNIT (2005)
Para a determinação do coeficiente de recalque admite-se lançar mão de uma
correlação entre os valores do coeficiente de recalque do solo do subleito e os valores obtidos
para o Índice de Suporte Califórnia (CBR) deste subleito, devendo-se, entretanto, tomar as
precauções necessárias e especialmente considerar a experiência regional.
Na Figura 11 apresenta-se a relação entre o Índice de Suporte Califórnia (CBR) e o
coeficiente de recalque (k) do subleito.
163
Figura 59 - Relação entre Índice de Suporte Califórnia (CBR) e coeficiente de recalque (k)
do subleito.
Fonte: DNIT (2005)
6.3. PROJETO DE SUB-BASE
A prática atual no projeto de pavimentos rígidos tem sido a intercalação de uma sub-
base entre a placa de concreto e o subleito.
Esta sub-base é uma camada delgada, com as seguintes funções:
a) uniformizar o suporte disponível ao longo da faixa do pavimento,
b) evitar os efeitos das mudanças excessivas de volume dos solos do subleito,
164
c) eliminar a ocorrência do fenômeno de bombeamento de finos plásticos,
porventura presentes no solo de fundação, quando da presença de água em excesso e cargas
pesadas.
Além de não bombeáveis, as sub-bases sob as placas de concreto, não devem ser
consolidáveis, recomendando-se para tanto que ela seja pouco espessa.
Neste Manual conceitua-se o papel da fundação nos pavimentos rígidos, tendo em
vista o modo peculiar de trabalho deles, através da análise de dados de ensaios específicos, e
descreve-se as funções que se espera que a sub-base venha a cumprir.
Sempre se baseando em resultados de ensaios e da prática, são fornecidas informações
que auxiliam a escolha, por parte do projetista, de uma solução que, em termos e enfoque
nacionais, possa ser a mais adequada para um determinado caso.
São indicados os requisitos exigidos para os materiais e para as demais características
da sub-base, fazendo-se menção especial às sub-bases granulares e as sub-bases estabilizadas
com cimento, nos seus mais diversos tipos, sugerindo-se seções transversais típicas, bem
como as condições para fixar-se convenientemente estas espessuras.
A aplicação criteriosa das informações e recomendações contidas neste Manual, por
parte do pessoal técnico capaz de avaliar a significância e as limitações delas, possibilitará a
concepção de projetos econômicos e de eficiência técnica comprovada.
Os tipos de sub-bases para pavimentos de concreto podem ser classificados conforme
a Tabela 38.
Tabela 38 - Tipos de sub-bases para pavimentos de concreto.
Fonte: DNIT (2005)
165
6.3.1 Recomendações
a) Para evitar a ocorrência do fenômeno de bombeamento:
• adotar obrigatoriamente a intercalação de uma sub-base quando o tráfego for
intenso, com mais de 300 a 400 veículos comerciais por dia, por faixa de tráfego;
• utilizar materiais que atendam aos requisitos seguintes:
– dimensão máxima característica do agregado igual ou inferior a 1/5 da
espessura da sub-base;
– a porcentagem de material passando na peneira ABNT 0,075mm deverá ser
igual ou menor do que 35%;
– o índice de plasticidade (IP) deve ser igual ou menor do que 6%;
– o limite de liquidez (LL) máximo deve ser de 25%;
– a granulometria do material deverá permitir que, após executada a sub-base; e
sob a ação do tráfego, a consolidação do pavimento seja a menor possível.
b) Para controle de subleitos expansivos:
As condições de compactação de subleitos expansivos ou moderadamente expansivos
devem ser controladas.
A umidade de compactação deve estar próxima da umidade ótima, obtida no ensaio
normal ou estar levemente acima desta, pelo menos nos últimos 50 a 60cm do subleito.
Em regiões úmidas, onde haja ocorrência de solos expansivos, aconselha-se a
construção de uma camada de isolamento, composta de material não suscetível a variações
volumétricas, com espessura de 15cm, no máximo, embora situações muito críticas exijam
até 50cm de material não expansivo. Esta camada isolante deve estender-se por toda a largura
da plataforma, e as características físicas do material obedecerão às exigências da
especificação AASHTO M 155.
Na Tabela 39, são apresentados dados para orientação de projetistas quando da análise
do problema, onde estão relacionados os graus de expansibilidade de solos com a
porcentagem de inchamento e o índice de plasticidade.
166
Tabela 39 - Relação aproximada entre índice de plasticidade, porcentagem de inchamento e
grau de expansabilidade.
Fonte: DNIT (2005)
6.3.2 Sub-bases granulares
As exigências para este tipo de sub-base são, no mínimo, aquelas constantes da
AASHTO M 155 e AASHTO M 147-65, cujas faixas granulométricas são reproduzidas na
Tabela 40.
Quanto à granulometria, a sub-base granular pode ser dividida em duas espécies:
a) sub-bases de granulometria aberta;
b) sub-bases de granulometria fechada ou densa.
Quanto à granulometria, a sub-base granular pode ser dividida em duas espécies:
a) sub-bases de granulometria aberta;
b) sub-bases de granulometria fechada ou densa.
Tabela 40 - Faixas granulométricas recomendadas para sub-bases granulares de pavimentos
de concreto.
Fonte: DNIT (2005)
167
O critério a ser adotado no estabelecimento das faixas granulométricas de utilização
é o preconizado pelo U.S. Army Corps of Engineers, apresentado a seguir (ver Figura 60):
Figura 60 - Critérios para fixação da faixa granulométrica adequada para sub-bases com
função drenante
Fonte: DNIT (2005)
168
A espessura a ser adotada, tanto para um quanto para outro dos dois tipos de sub-
bases não tratadas, irá depender do tráfego previsto e do tipo de pavimento. A variação ocorre
entre 15 cm e 40 cm (às vezes, em caso de cargas configurando tráfego de pequeno porte, o
valor mínimo pode ser de 10 cm). Os valores mais altos correspondem, quase sempre, a
pavimentos submetidos a cargas elevadas sobre fundações moles. As seções transversais
típicas de pavimentos de concreto dotados de sub-bases granulares são mostradas na Figura
61.
Figura 61 - Seções transversais típicas de sub-bases granulares.
Fonte: DNIT (2005)
6.3.3 Sub-bases estabilizadas com cimento
Estas sub-bases são compostas de misturas de solo, agregados, água e cimento
Portland.
A Tabela 41 fornece indicações sobre tipos de sub-base estabilizada com Cimento
Portland, faixas granulométricas indicadas, requisitos de dosagem, espessuras recomendadas
e utilização ótima de cada tipo.
169
Tabela 41 - Características usuais de sub-bases estabilizadas com cimento.
Fonte: DNIT (2005)
Figura 62 - Faixa Granulométrica geral recomendada para solo-cimento.
Fonte: DNIT (2005)
170
Figura 63 - Faixa granulométrica recomendada para sub-bases de brita graduada tratada
com cimento.
Fonte: DNIT (2005)
Figura 64 - Faixas granulométricas recomendadas para sub-bases de concreto rolado, com
dimensão máxima de 19 mm e 38 mm.
Fonte: DNIT (2005)
171
As seções transversais típicas de um pavimento de concreto dotado de sub-bases
estabilizadas com cimento são mostradas na Figura 65.
Figura 65- Seções transversais típicas de sub-bases estabilizadas com cimento
Fonte: DNIT (2005)
6.3.4 Coeficiente de recalque
Para avaliação preliminar do coeficiente de recalque do sistema subleito/sub-base,
podem ser utilizados os valores apresentados no ábaco da Figura 66 e nas Tabelas a seguir
(Tabela 42, Tabela 43, Tabela 44 e Tabela 45).
A determinação do coeficiente de recalque no topo da sub-base deve, sempre que
possível, ser efetuada por meio de Prova de Carga Estática conforme DNIT 055/2004-ME.
É recomendável limitar o valor máximo do coeficiente de recalque no topo da sub-
base, a ser considerado no cálculo da espessura necessária de concreto, em cerca de 150
MPa/m.
172
Figura 66 – Aumento de k devido à presença de sub-base de brita tratada com cimento.
Fonte: DNIT (2005)
173
Tabela 42 – Aumento de k devido a presença de sub-base granular.
Fonte: Notas de aula UFPR (2015)
174
Tabela 43 - Aumento de k devido a presença de sub-base de solo/cimento.
Fonte: Notas de aula UFPR (2015)
175
Tabela 44 - Aumento de k devido a presença de sub-base de solo melhorado com cimento.
Fonte: Notas de aula UFPR (2015)
176
Tabela 45 - Aumento de k devido a presença de sub-base de concreto rolado.
Fonte: Notas de aula UFPR (2015)
177
6.4. DIMENSIONAMENTO DO PAVIMENTO
6.4.1 Preliminares
Para o dimensionamento de pavimentos de concreto simples, são apresentados dois
métodos elaborados pela Portland Cement Association (PCA), sendo um deles mais
tradicional, apresentado em 1966 e largamente adotado no Brasil e outro mais atual, de 1984,
que engloba novos conceitos no dimensionamento de pavimentos rígidos e que tem sido
muito usado entre nós.
O método da Portland Cement Association – PCA – versão 1984, introduz os
progressos e conhecimentos obtidos nos dois últimos decênios nas áreas de cálculo de
tensões, projeto geométrico, construção e gerência desse tipo de pavimento, acrescentando
novos enfoques e modificando profundamente o método adotado desde 1966.
Ele se aplica tanto a pavimentos de concreto simples e com barras de transferência,
como naqueles dotados de armadura distribuída, descontínua ou contínua, sem função
estrutural.
Neste método emprega-se um modelo de análise estrutural de elementos finitos, ao
contrário do método anterior, de 1966, que é da família dos modelos estruturais de placas
com suporte contínuo.
Outros tópicos que este método leva em conta são:
a) o tipo e o grau de transferência de carga nas juntas transversais,
b) os efeitos da existência ou não de acostamentos de concreto,
c) a contribuição estrutural das sub-bases de concreto pobre rolado ou
convencional, ou então de sub-bases tratadas com cimento,
d) a ação dos eixos tandem triplos,
e) introduz um modelo de ruína por erosão da fundação do pavimento (no qual
se embute um modelo de ruína por formação de "degraus" ou escalonamento “faulting” nas
juntas transversais), usando-o concomitantemente com o modelo modificado de fadiga.
É possível neste método combinar facilmente diferentes fatores de projeto, o que
permite a concepção de uma extensa gama de soluções alternativas e consequentemente a
definição da solução mais econômica, em termos de custo inicial.
178
Por ser ainda um método relativamente novo, sem ainda o amparo da experiência,
pelo uso do cotidiano extenso, é um procedimento aberto a modificações que levem em conta
no futuro está experiência local ou outras inovações.
6.4.2 Fundamentos e campo de aplicação
O método PCA/84 se baseia em quatro pontos:
a) estudos teóricos clássicos sobre o comportamento de placas de concreto
(Westergaard, Pickett et allii) e modernas análises computacionais empregando elementos
finitos (Tayabji e Colley);
b) ensaios de laboratório e em modelos, sobre comportamento e influência de
juntas, sub-bases e acostamentos no desempenho de pavimentos de concreto,
c) pistas experimentais, especialmente da AASHO (hoje, AASHTO), além de
estudos levados a efeito por diversos órgãos rodoviários e aeroportuários;
d) observação metódica de pavimentos em serviço;
A conexão entre essas informações, necessária para a concepção de um procedimento
de dimensionamento dito mecanístico (em contraposição aos métodos empíricos), no qual se
integram os distintos parâmetros, é resolvida pela aplicação de uma análise muito abrangente
das tensões e deformações em um modelo que emprega elementos finitos e trabalha com:
a) as propriedades do concreto,
b) o tipo e o suporte da fundação,
c) o carregamento, introduzindo o estudo da influência do tipo de transmissão de
carga nas juntas transversais, bordas longitudinais e trincas, por entrosagem de agregados,
barras de transferência ou outro dispositivo,
d) dos acostamentos de concreto
e) posição da carga (se no interior, canto, borda longitudinal ou junta
transversal). Com este método determina-se a espessura dos seguintes tipos de pavimento:
a) pavimentos de concreto simples, que não dispõem de espécie alguma de aço,
sob nenhuma forma, e tem a entrosagem de agregados como única maneira de transferência
179
de carga entre placas e por isso mesmo, exigem placas curtas (no Brasil, comumente da
ordem de 5 a 6m de comprimento);
b) pavimentos de concreto simples com barras de transferência, dotados de
sistema artificial de transmissão de carga, formado por barras curtas de aço liso, postada na
meia-seção das juntas transversais e que podem ter comprimento de placa de até 9m a 12m,
ainda que em nosso País não se utilize, normalmente, dessa ultima vantagem;
c) pavimentos de concreto com armadura distribuída descontínua, que
contam com barras de aço sob a forma de armadura distribuída, que se detém antes de cada
junta transversal, nas quais é obrigatória a adoção de barras de transferência, armadura esta
que não tem função estrutural, ou seja, não contribui para aumentar a resistência da placa à
flexão, agindo com a exclusiva função de manter as fissuras fortemente ligadas, que por acaso
se formem entre duas juntas transversais seguidas, fato comum nesse tipo de pavimento, cujas
placas são de grande comprimento, de até 30m (embora 12 a 15m sejam mais adotados);
d) pavimentos de concreto com armadura distribuída contínua, nos quais
não há juntas transversais de retração e a armadura, bastante pesada, faz com que se tenha
boa transmissão de carga nas fissuras; o comprimento das placas é igual à extensão diária
construída (não há exemplos de utilização dessa forma de pavimento de concreto no Brasil).
6.4.3 Parâmetros de dimensionamento
Modelos de ruína
a) fadiga
As tensões de tração por flexão consideradas no cálculo, são as produzidas pela carga
tangente à borda longitudinal; a curva de fadiga alcança valores abaixo da relação de tensões
limite de 0,50, o que elimina a descontinuidade nesse ponto e afasta a possibilidade de
acontecer casos irreais de dimensionamento quanto ao número admissível de solicitações. O
critério de fadiga está mostrado na Figura 67.
180
Figura 67 – Curva de fadiga.
Fonte: DNIT (2005)
A lei de Miner, do dano acumulado por fadiga (*) é usada no método, estando a curva
de fadiga implícita nos ábacos de dimensionamento. O consumo total admissível de fadiga é
de 100%. O critério de fadiga está bastante ao lado da segurança, sendo os eixos simples os
de maior influência no fenômeno de fadiga.
(*) Esta lei determina que a parcela da resistência à fadiga não consumida por uma
certa classe de carga, fica disponível para uso por outras cargas, sendo que o dano total
é a soma final dos consumos individuais da resistência à fadiga.
b) erosão
Entende-se por erosão a perda de material da camada de suporte direto da placa de
concreto, por ação combinada da água e da passagem de cargas (principalmentedos eixos
múltiplos), dando-se o fato também nas laterais do pavimento.
Os efeitos da erosão manifestam-se sob a forma de deformações verticais críticas, nos
cantos e nas bordas longitudinais das placas, causando escalões ou "degraus" nas juntas
transversais (principalmente se elas foram desprovidas de barras de transferência), podendo
181
ser ambas as ocorrências causadas por bombeamento, formação de vazios sob a placa e perda
de suporte ou contato entre a placa e a fundação. (**)
(**) Esse tipo de dano não pode ser previsto nem medido pelo modelo de fadiga.
O critério de erosão depende da correlação entre os valores calculados das
deformações verticais no canto das placas e das pressões verticais exercidas na interface entre
a placa e a sua fundação.
Foi introduzido o conceito de fator de erosão (P), que mede o poder que uma certa
carga tem para impor uma certa deformação vertical à placa, ligado ao parâmetro de erosão.
Este fator é o produto da pressão vertical na interface (p), pela deformação vertical
(w), dividido pelo raio de rigidez relativa (lc) da bacia de deformação da fundação, por
unidade de área.
Para iguais valores de “pw” e velocidade da carga, as placas mais delgadas receberão
ou estarão sujeitas a um P mais intenso ou rápido.
Adotando fatores de ajustamento constantes, oriundos de correlações obtidas em
pistas experimentais, para um Índice de serventia final igual a 3, obteve-se uma expressão
analítica para P, indiretamente proporcional ao número admissível de solicitações de carga.
Para incorporar ao modelo de erosão, os danos causados pela formação de escalões
nas juntas transversais, lançou-se mão de estudos de Packard e de Brokaw, em que o índice
de serventia do pavimento é função do grau de escalonamento, da intensidade do tráfego e
da espessura do pavimento, incluindo fatores não considerados nos modelos que se baseiam
exclusivamente na Pista Experimental da AASHO (principalmente, o maior nível de
solicitações), as juntas sem barras de transferência, as sub-bases estáveis e os acostamentos
de concreto.
O critério do dano causado por erosão é intimamente ligado às condições climáticas
regionais e à eficiência da drenagem, não sendo esses fatores cobertos pelo método, estando,
portanto, sob investigação (***).
(***) Entretanto estes fatores são considerados nos métodos de dimensionamento de
Brokaw e de Darter, para pavimentos de "manutenção zero”.
182
Por isso, o critério de erosão é uma diretriz básica, que poderá ser modificada em
função de dados locais, como pluviosidade e tipo e eficácia da drenagem.
Além disso, o limite recomendado para o dano total por erosão, igual a 100%, está
merecendo, por parte da PCA, e deve merecer também dos projetistas, uma análise futura
quanto à sua validade.
6.4.4 Tipos de pavimento
a) pavimentos com juntas transversais de retração
A posição crítica da carga de projeto é próxima ou tangente à borda longitudinal e a
meio caminho entre duas juntas, no que se refere às tensões de tração por flexão. Para as
distâncias usuais entre juntas, considera-se que elas não influem no estabelecimento do nível
crítico de tensões no modelo de fadiga, o mesmo acontecendo com o sistema de transferência
de carga, se é feito por entrosagem dos agregados ou por barras de transferência. A existência
de acostamento de concreto faz decrescerem as tensões na borda, desde que ele seja ligado
de alguma forma ao pavimento, quer por barras de ligação, como por uma articulação do tipo
de encaixe macho-fêmea, com melhor desempenho do primeiro tipo. A Figura 68a mostra a
posição crítica da carga. Na análise de erosão, a deformação crítica é aquela que se dá no
canto da placa (Ver Figura 68b), quando a carga está tangenciando, ao mesmo tempo, a borda
longitudinal livre do pavimento e a junta transversal. Estudando essa situação de
carregamento, fica patente que a eficácia do sistema de transferência de carga, tanto entre
placas (através da junta), como entre placa e acostamento, tem um papel preponderante no
comportamento do pavimento, quando é considerado como critério, o dano por erosão.
183
Figura 68 – Posições críticas de cargas.
Fonte: DNIT (2005)
b) pavimentos continuamente armados
O emprego deste tipo de pavimento no Brasil é desconhecido e provavelmente será
raro no futuro.
Por esta razão, a sua análise não será feita de forma aprofundada no Manual de
Pavimentos Rígidos do DNIT.
6.4.5 Distribuição do tráfego
Diversos estudos demonstram que é muito pequena a parcela de caminhões que
trafegam rente à borda longitudinal de um pavimento, que é a situação crítica de
carregamento.
No modelo de fadiga, esta parcela foi calculada na borda e em direção ao interior da
placa (afastando-se da borda), para porcentagens variáveis de caminhões solicitando a borda,
resultando daí o fator de equivalência de tensões.
184
Este fator, multiplicado pela tensão na borda, fornece o mesmo consumo de fadiga
que ocorreria com uma certa distribuição ou porcentagem de caminhões trafegando na borda
longitudinal do pavimento.
No procedimento de dimensionamento, está implícita uma taxa de 6%, plenamente
do lado da segurança, sendo esta mesma distribuição, considerada na análise de erosão.
Se houver acostamento de concreto, os 94% que solicitam o interior do pavimento
dão a situação mais desfavorável.
A inexistência do acostamento de concreto faz com que se tornem críticos os 6% que
tangenciam o canto da placa, sendo que a equação de dano por erosão aproveita estas
considerações.
É levado em conta que o aumento das áreas de contato e do espaçamento entre
pneumáticos, no caso de veículos pesados, não corresponde a um aumento igual das tensões
produzidas pelas cargas nesses pneumáticos; daí que o método eleva ao expoente 0,94
(derivado de estudos anteriores), as cargas de projeto no modelo de fadiga, não o fazendo no
caso da análise de erosão.
6.4.6 Características do concreto
O método incorpora automaticamente o aumento de resistência à tração na flexão do
concreto após aos 28 dias, que continua sendo a idade base para fixação da resistência
característica.
A alteração foi corroborada pela simulação, em 20 anos de período de projeto, de
aumentos das repetições de cargas e dos ganhos de resistência do concreto, mês a mês.
Da mesma forma estão implícitas no procedimento de dimensionamento, as variações
da resistência à tração na flexão, pela adoção de um coeficiente de variação do concreto de
15%, equivalente a um controle de qualidade de regular para bom, conforme o ACI 214.
6.4.7 Acostamento de concreto
O efeito dos acostamentos de concreto é substancial, ainda mais no que toca à redução
das deformações verticais ao longo da borda no pavimento. O modelo estrutural computa
185
uma eficiência de junta da ordem de 65%, no caso de haver ligação entre o acostamento e o
pavimento.
A adoção de um acostamento de concreto pode resultar em até cerca de 4cm na
redução na espessura necessária de placa, dependendo dos demais parâmetros de projeto.
Mesmo não havendo acostamento de concreto, foram determinadas por um programa
especial de computador, deformações de 98,6% e tensões de 96,7% daquelas obtidas sem
consideração da ação do acostamento de concreto. O método já assimila diretamente esse
fato, no caso de dimensionamento do pavimento sem acostamento de concreto.
6.4.8 Sub-bases tratadas com cimento
Por proporcionar suporte de alto valor, não ser bombeáveis e virtualmente não sujeitas
à erosão, a intercalação de uma sub-base com cimento, pode redundar em economia de até 3
cm na espessura do pavimento rígido, no caso de pavimentos sem barras de transferência e
com trafego pesado.
No caso de sub-bases de concreto rolado, o método considera duas condições para
elas, isto é, considera que elas estejam totalmente separadasdas placas (pavimento não
monolítico) ou então aderidas a elas (pavimento monolítico ou de concreto composto).
Na primeira condição, a sub-base é considerada não erodível e de características
estruturais superiores a qualquer tipo de sub-base, contendo o método um ábaco especial para
o cálculo da espessura de concreto rolado (do qual se exige uma resistência determinada),
capaz de equivaler estruturalmente a um pavimento de concreto mais espesso, sem sub-base.
Quando se trata de pavimento monolítico (2ª condição), considera-se:
a) que é total a aderência entre as duas camadas,
b) que a relação de tensões em cada camada não exceda a de um pavimento sem
a camada inferior de concreto rolado,
c) que o dano por erosão no concreto pobre rolado não supere o do pavimento de
referência (sem sub-base).
Este processo é opcional, mas ainda não comprovado, devendo ser usados os
tradicionais ábacos ou formulas que fornecem o aumento de coeficiente de recalque causado
pela sub-base tratada com cimento.
186
6.4.9 Barras de transferência
Comparando-se pavimentos com e sem barras de transferência, verifica-se que a
contribuição destas barras pode ser tão grande a ponto de trazer uma economia de até 5 cm
na espessura na placa, no caso de cotejo com pavimentos sem acostamento de concreto e sem
sub-base, para tráfego pesado.
6.4.10 Fatores de segurança de carga
No dimensionamento da espessura das placas, são considerados os fatores de
segurança para as cargas (FSC) apresentados na Tabela 46.
Tabela 46 – Fatores de Segurança de Carga (FSC).
Fonte: DNIT (2005)
6.4.11 Projeto Geométrico do pavimento
Os pavimentos de concreto de cimento Portland estão sujeitos ao aparecimento de
fissuras transversais e longitudinais, provocadas pelas variações volumétricas do concreto e
pela combinação dos efeitos do empenamento restringido das placas e das solicitações do
tráfego. Cabe destacar que a difícil questão do empenamento do concreto não é parte do
método (PCA/1984), posto que a incerteza no cálculo das tensões dele resultantes não é
considerada confiável a esse ponto.
O controle desse fenômeno é imprescindível, pois ele influi diretamente na
durabilidade do pavimento, sem falar no aspecto estético da superfície de rolamento.
187
A tendência natural das fissuras, sob a ação dos fatores externos, tais como o tráfego
e as condições ambientais, é de aumentar de tamanho (abertura e profundidade), com a
paulatina deterioração de suas bordas, refletindo-se na qualidade da superfície de rolamento
e na capacidade estrutural do concreto.
Além disso, permitem a infiltração indesejável de água e materiais incompressíveis,
prejudicando a necessária uniformidade de suporte, por meio do bombeamento das partículas
finas porventura existentes no material da fundação, produzindo danosas concentrações de
tensões de compressão ao longo da borda transversal.
A consequência prejudicial destas fissuras seria, portanto, o aumento das despesas de
conservação e o decréscimo da vida útil do pavimento.
Existem dois dispositivos de controle das fissuras nos pavimentos de concreto:
a) emprego de armadura distribuída, sem função estrutural, unicamente para manter
fortemente ligadas as faces das fissuras, impedindo sua separação, caracterizando o
pavimento de concreto denominado de “continuamente armado”.
b) adoção de seções artificialmente enfraquecidas, de preferência uniformemente
espaçadas ao longo do comprimento do pavimento, de modo a forçar a ocorrência das fissuras
em locais previamente determinados, caracterizando o pavimento de concreto com juntas ou
pavimento de concreto simples.
Neste item trata-se desse último tipo de pavimento, sendo indicadas às diretrizes para
o projeto completo de juntas, o que envolve o espaçamento entre elas e os tipos de juntas
empregados, além dos materiais selantes e de enchimento recomendados.
As bases para a fixação destas normas de projeto de juntas são de natureza tanto
teórica quanto experimental. Foram de grande valia, entre outros trabalhos, os publicados
pela Portland Cement Association (PCA), pelo Highway Research Board (HRB), pelo
American Concrete Institute (ACI) e pela Associação Brasileira de Cimento Portland
(ABCP).
6.4.11.1 Juntas transversais
As juntas transversais são construídas no sentido da largura da placa de concreto,
sendo os tipos principais, quanto à sua serventia, os seguintes :
188
• de retração (ou contração);
• de retração com barras de transferência;
• de construção;
• de expansão (ou dilatação).
a) Juntas Transversais de Retração (ou contração)
Sua função é controlar as fissuras devidas à contração volumétrica do concreto.
A junta é formada pela criação de uma seção enfraquecida na placa de concreto, por
meio de um corte ou ranhura na superfície do pavimento, até uma profundidade adequada.
Esta ranhura pode ser feita enquanto o concreto se apresentar plástico (pela inserção
de um perfil metálico ou de plástico rígido), ou após o seu endurecimento inicial, com o
emprego de uma serra circular dotada de disco diamantado.
A profundidade da ranhura deve ficar entre 1/4 e 1/6 da espessura da placa,
obedecendo-se a um mínimo de 4 cm, tanto para a junta moldada quanto para a serrada.
Deve-se levar em conta que as placas de grande espessura exigem limite superior de
profundidade da ranhura.
Quando serrada, deve-se ainda observar uma profundidade mínima igual ao diâmetro
máximo do agregado. A abertura da ranhura pode variar entre 3 mm (mínimo, quando
serrada) a 10mm (máximo, quando aberta no concreto fresco); um valor muito usual é de 6
mm de abertura. Recomenda-se o arredondamento das bordas da junta, quando moldada, com
o auxílio de uma ferramenta apropriada (desempenadeira de bordo).
A Figura 69 exemplifica os tipos adotados para as juntas transversais de contração.
Figura 69 - Juntas transversais de retração (a) serrada e (b) aberta no concreto fresco.
Fonte: DNIT (2005)
154
A abertura da ranhura pode variar entre 3 mm (mínimo, quando serrada) a 10mm
(máximo, quando aberta no concreto fresco); um valor muito usual é de 6 mm de
abertura.
Recomenda-se o arredondamento das bordas da junta, quando moldada, com o
auxílio de uma ferramenta apropriada (desempenadeira de bordo).
As figuras 39a e 39b exemplificam os tipos adotados para as juntas transversais de
contração.
Figura 39 - Juntas transversais de retração
(a) serrada e (b) aberta no concreto fresco
( a )
( b )
3 a 10mm
3 a 10mm
r=6mm
h
h
h/4 a h/6 ou
≥ 40 mm
(VER TEXTO)
(VER TEXTO)
VER TEXTO PARA DETALHAR O
RESERVATÓRIO DO SELANTE
h/4 a h/6 ou
≥ 40 mm
O espaçamento entre as juntas de retração deve atender às necessidades de
controle, não só das fissuras devidas à variação inicial do volume de concreto, como
das fissuras adicionais, devidas ao empenamento da placa.
O cálculo das tensões devido ao empenamento restringido é profundamente teórico e
simplificado, não levando em conta, por exemplo, a influência da deformação lenta do
concreto no fenômeno.
Portanto, a fixação das diretrizes dos projetos de juntas que combatessem os efeitos
transversais do empenamento foi baseada em estudos experimentais e na observação
de pavimentos em serviço, sob tráfego misto, sendo estreitamente dependente do
padrão adotado de juntas transversais de retração, cuja função, dessa forma, é dupla.
O espaçamento necessário entre juntas transversais de retração deve ser fixado
levando em conta quatro variáveis:
• o tipo de agregado graúdo empregado na confecção do concreto;
• as condições ambientais;
• o atrito entre a placa e a camada subjacente;
154
A abertura da ranhura pode variar entre 3 mm (mínimo, quando serrada) a 10mm
(máximo, quando aberta no concreto fresco); um valor muito usual é de 6 mm de
abertura.
Recomenda-se o arredondamento das bordas da junta, quando moldada, como
auxílio de uma ferramenta apropriada (desempenadeira de bordo).
As figuras 39a e 39b exemplificam os tipos adotados para as juntas transversais de
contração.
Figura 39 - Juntas transversais de retração
(a) serrada e (b) aberta no concreto fresco
( a )
( b )
3 a 10mm
3 a 10mm
r=6mm
h
h
h/4 a h/6 ou
≥ 40 mm
(VER TEXTO)
(VER TEXTO)
VER TEXTO PARA DETALHAR O
RESERVATÓRIO DO SELANTE
h/4 a h/6 ou
≥ 40 mm
O espaçamento entre as juntas de retração deve atender às necessidades de
controle, não só das fissuras devidas à variação inicial do volume de concreto, como
das fissuras adicionais, devidas ao empenamento da placa.
O cálculo das tensões devido ao empenamento restringido é profundamente teórico e
simplificado, não levando em conta, por exemplo, a influência da deformação lenta do
concreto no fenômeno.
Portanto, a fixação das diretrizes dos projetos de juntas que combatessem os efeitos
transversais do empenamento foi baseada em estudos experimentais e na observação
de pavimentos em serviço, sob tráfego misto, sendo estreitamente dependente do
padrão adotado de juntas transversais de retração, cuja função, dessa forma, é dupla.
O espaçamento necessário entre juntas transversais de retração deve ser fixado
levando em conta quatro variáveis:
• o tipo de agregado graúdo empregado na confecção do concreto;
• as condições ambientais;
• o atrito entre a placa e a camada subjacente;
189
A experiência brasileira tem demonstrado que uma distância máxima de 6 m entre as
juntas transversais é perfeitamente adequada às nossas condições gerais (ver figura 40).
Figura 70 - Largura e comprimento recomendados para placas de pavimento rodoviário de
concreto.
Fonte: DNIT (2005)
b) Juntas Transversais de Retração com Barras de Transferência (ou
passadores)
Estas juntas são também transversais, mas apresentam uma função suplementar, pois
além de controlarem as fissuras de retração do concreto, elas devem proporcionar uma certa
transferência de carga de uma placa para a outra.
A decisão de se adotar ou não uma junta transversal de retração com barras de
transferência, irá depender:
• do tráfego de projeto,
• da magnitude das cargas,
• do tipo de fundação do pavimento.
Uma junta transversal que não disponha desse mecanismo artificial de transferência
de carga será capaz de suprir essa necessidade, quer pela entrosagem pura e simples dos
agregados, dispostos nas faces irregulares da fissura que se forma sob a junta, ou então, pelo
incremento de suporte auferido através da adoção de uma sub-base adequada.
No entanto, a ação do tráfego pesado, somada a uma eventual falta de uniformidade
de suporte da fundação da placa, pode provocar a ocorrência de um deslocamento vertical
155
• o tipo de tráfego.
As regiões cujo clima apresenta grande variações de temperatura ou de umidade, são
as que exigem menores distâncias entre as juntas.
Por outro lado, a experiência mostra que o emprego de seixo rolado (ou cascalhos)
como agregado graúdo, impede a adoção de distâncias maiores entre as juntas, o que
não acontece quando o agregado graúdo é britado; nesse particular deve ser
observado, também, que a composição mineralógica do agregado, por seu maior ou
menor coeficiente de expansão térmica, é de grande importância na fixação do
espaçamento.
Já o atrito entre a placa de concreto e a camada subjacente a ela, é inversamente
proporcional ao espaçamento adequado entre ás juntas transversais de retração.
Uma indicação valiosa é fornecida no Quadro 32, que condiciona a distância ou
espaçamento entre as juntas transversais de retração, ao tipo de agregado graúdo
usado no concreto.
Quadro 32 - Espaçamento recomendado entre as juntas transversais
Tipo de Agregado Graúdo Espaçamento Recomendado entre Juntas Transversais (m)
Pedra britada granítica até 7,5
Pedra britada calcária, sílico-calcária ou pedregulho de
calcário até 6,0
Seixo rolado, cascalho ou escória com dimensão
máxima menor que 19 mm. até 4,5
A experiência brasileira tem demonstrado que uma distância máxima de 6 m entre as
juntas transversais é perfeitamente adequada às nossas condições gerais (ver figura
40).
Figura 40 - Largura e comprimento recomendados para
placas de pavimento rodoviário de concreto
≤ 6,00 m ≤ 6,00 m ≤ 6,00 m ≤ 6,00 m
≤
3,
75
m
≤
3,
75
m
190
diferencial entre as placas contíguas, caracterizando uma situação inicial de desconforto para
o usuário e a ruína da superfície de rolamento na região da junta.
A diminuição artificial da carga é possibilitada pela colocação de barras lisas de aço,
em plano horizontal paralelo à superfície da placa de concreto, sendo cada barra locada na
interseção desse plano horizontal com um plano vertical paralelo ao eixo longitudinal da
pista.
A função das barras de aço é transferir para a placa adjacente, uma certa porcentagem
da carga atuante em um dos lados da junta transversal, diminuindo a solicitação e, em
conseqüência, evitando ou diminuindo de muito um possível deslocamento vertical de uma
das placas, ou das duas, na região da junta.
A redução artificial da carga solicitante conduz a tensões menores do que as que se
tomam no dimensionamento da espessura, atuando como um coeficiente adicional de
segurança no projeto do pavimento.
A adoção de sub-bases delgadas não bombeáveis e de suporte homogêneo - prática
internacional consagrada e indispensável nos projetos modernos - diminui ou elimina a
necessidade de colocação do dispositivo de transferência de carga.
O dimensionamento das barras de transferência obedece a estudos teóricos e
pesquisas específicas do seu comportamento sob a ação de cargas repetidas.
O Quadro 33 fornece, sob forma simplificada, o diâmetro, o comprimento e o
espaçamento requeridos para barras de transferência, em função da espessura da placa.
Tabela 47 - Diâmetro, comprimento e espaçamento de barras de transferência (Barras lisas -
Aço CA-25).
Fonte: DNIT (2005)
157
Quadro 33 - Diâmetro, comprimento e espaçamento de barras
de transferência (Barras lisas - Aço CA-25)
Espessura da Placa (cm) Diâmetro (cm)
Comprimento
(mm)
Espaçamento
(mm)
Até 17,0
17,5 – 22,0
22,5 – 30,0
> 30,0
20
25
32
40
460
460
460
460
300
300
300
300
A Figura 41 mostra as características típicas de uma junta transversal de retração com
barras de transferência.
Deve-se observar que as barras têm uma das metades pintada e engraxada, de forma
a serem infensas à oxidação e à aderência com o concreto em um dos lados da junta,
permitindo a livre movimentação da junta quando da contração ou expansão da placa.
Figura 41 - Junta transversal de relação
com barras de transferência
Barra de transferência
(metade mais 2cm pintada e
engraxada)
l/2 l/2
Ver texto para detalhar o
reservatório do selante
c) Juntas Transversais de Retração Inclinadas (ou oblíquas)
Na maioria dos projetos, as juntas transversais são perpendiculares ao eixo
longitudinal da placa de concreto.
A adoção de uma leve inclinação na direção da junta, de forma que os veículos, ao
cruzarem a junta, tenham somente um dos pneus de cada roda dupla tangenciando a
sua borda transversal, traz uma sensível melhora na intensidade da resposta do
veículo ao impacto da sua passagem na junta, tornando o rolamento mais confortável.
Com o fato do carregamento processar-se parcialmente - enquanto nas condições
normais de dimensionamento, consideram-se as cargas das rodas de um eixo
tangenciando a junta ao mesmo tempo - reduzem-se as tensões e deformações reais
na região, introduzindo um novo coeficiente de segurança, o que se reflete no
aumento da vida útil do pavimento.
A Figura 42 esquematiza um pavimento com juntas transversais inclinadas.
191
A Figura 41 mostra as características típicas de uma junta transversal de retração com
barras de transferência.
Deve-seobservar que as barras têm uma das metades pintada e engraxada, de forma
a serem infensas à oxidação e à aderência com o concreto em um dos lados da junta,
permitindo a livre movimentação da junta quando da contração ou expansão da placa.
Figura 71 - Junta transversal de retração com barras de transferência.
Fonte: DNIT (2005)
c) Juntas Longitudinais de Articulação
As juntas desse tipo são empregadas para o controle das fissuras longitudinais,
devidas ao empenamento da placa de concreto, podendo servir ao mesmo tempo, como juntas
de construção, conforme descrito mais adiante.
O espaçamento das juntas longitudinais de articulação irá depender da grandeza das
tensões devidas ao empenamento.
Conforme já dito anteriormente, a quantificação dessas tensões é problemática e
imprecisa; por isso, busca-se na prática, a fixação entre estas juntas, de distâncias
recomendadas como admissíveis ou adequadas.
A observação de pavimentos de concreto executados com juntas longitudinais,
evidenciou o aparecimento de uma ou mais fissuras longitudinais toda vez que a largura da
placa atingia um valor igual ou superior entre 3,65 m e 4,90 m, o que leva à recomendação
157
Quadro 33 - Diâmetro, comprimento e espaçamento de barras
de transferência (Barras lisas - Aço CA-25)
Espessura da Placa (cm) Diâmetro (cm)
Comprimento
(mm)
Espaçamento
(mm)
Até 17,0
17,5 – 22,0
22,5 – 30,0
> 30,0
20
25
32
40
460
460
460
460
300
300
300
300
A Figura 41 mostra as características típicas de uma junta transversal de retração com
barras de transferência.
Deve-se observar que as barras têm uma das metades pintada e engraxada, de forma
a serem infensas à oxidação e à aderência com o concreto em um dos lados da junta,
permitindo a livre movimentação da junta quando da contração ou expansão da placa.
Figura 41 - Junta transversal de relação
com barras de transferência
Barra de transferência
(metade mais 2cm pintada e
engraxada)
l/2 l/2
Ver texto para detalhar o
reservatório do selante
c) Juntas Transversais de Retração Inclinadas (ou oblíquas)
Na maioria dos projetos, as juntas transversais são perpendiculares ao eixo
longitudinal da placa de concreto.
A adoção de uma leve inclinação na direção da junta, de forma que os veículos, ao
cruzarem a junta, tenham somente um dos pneus de cada roda dupla tangenciando a
sua borda transversal, traz uma sensível melhora na intensidade da resposta do
veículo ao impacto da sua passagem na junta, tornando o rolamento mais confortável.
Com o fato do carregamento processar-se parcialmente - enquanto nas condições
normais de dimensionamento, consideram-se as cargas das rodas de um eixo
tangenciando a junta ao mesmo tempo - reduzem-se as tensões e deformações reais
na região, introduzindo um novo coeficiente de segurança, o que se reflete no
aumento da vida útil do pavimento.
A Figura 42 esquematiza um pavimento com juntas transversais inclinadas.
192
de uma distância entre juntas longitudinais de 3,75 m, no máximo (Figura 70). Um
espaçamento absolutamente adequado para pavimentos rodoviários é de 3,5 m a 3,6 m.
O esquema de juntas longitudinais de articulação típicas está mostrado na Figura 43.
Figura 72 - Junta longitudinal de articulação encaixe (a) e seção enfraquecida (b).
Fonte: DNIT (2005)
d) Juntas Longitudinais de Articulação com Barras de Ligação (ou ligadores)
Esse tipo de junta é empregado nas mesmas funções da junta longitudinal de
articulação, sendo justificada a colocação do dispositivo de ligação quando houver
necessidade de se manter as faixas de tráfego livres de possíveis movimentos laterais,
assegurando desta forma, que unidas, possibilitem a transferência de carga pela entrosagem
dos agregados ou pelo encaixe tipo “macho-e-fêmea”.
As considerações que regem o espaçamento desse tipo de junta longitudinal são as
mesmas desenvolvidas para o caso das juntas transversais.
O dispositivo de ligação é calculado para resistir à força de atrito entre a junta
considerada e a junta ou borda livre mais próxima dela. Um exemplo de junta longitudinal
de articulação com barras de ligação está mostrado na Figura 73.
159
largura da placa atingia um valor igual ou superior entre 3,65 m e 4,90 m, o que leva à
recomendação de uma distância entre juntas longitudinais de 3,75 m, no máximo (ver
Figura 40).
Deve-se levar em conta que espaçamentos muitos menores do que os indicados (por
exemplo, uma distância de 3,00 m entre as juntas longitudinais) não permitem o uso
das fórmulas de cálculo que consideram a carga de projeto na borda da junta
transversal, sem que seja verificada a influência da diminuição desta largura nas
tensões de tração na flexão.
Um espaçamento absolutamente adequado para pavimentos rodoviários é de 3,5 m a
3,6 m.
O esquema de juntas longitudinais de articulação típicas está mostrado na Figura 43.
Figura 43 - Junta longitudinal de articulação
encaixe (a) e seção enfraquecida (b)
30
15
( a )
0,4h
0,4h
0,2h
20
3 a 8mm
h
Ver o texto para detalhar o
reservatório do selante
≥ 20
( b )
( cotas em mm )
3 a 8mm
h
h/4 a h/6 ou ≥ 40
ou > D. Máx.
(ver texto)
b) Juntas Longitudinais de Articulação com Barras de Ligação (ou ligadores)
Esse tipo de junta é empregado nas mesmas funções da junta longitudinal de
articulação, sendo justificada a colocação do dispositivo de ligação quando houver
necessidade de se manter as faixas de tráfego livres de possíveis movimentos
laterais, assegurando desta forma, que unidas, possibilitem a transferência de carga
pela entrosagem dos agregados ou pelo encaixe tipo “macho-e-fêmea”.
As considerações que regem o espaçamento desse tipo de junta longitudinal são as
mesmas desenvolvidas para o caso das juntas transversais.
O dispositivo de ligação é calculado para resistir à força de atrito entre a junta
considerada e a junta ou borda livre mais próxima dela.
159
largura da placa atingia um valor igual ou superior entre 3,65 m e 4,90 m, o que leva à
recomendação de uma distância entre juntas longitudinais de 3,75 m, no máximo (ver
Figura 40).
Deve-se levar em conta que espaçamentos muitos menores do que os indicados (por
exemplo, uma distância de 3,00 m entre as juntas longitudinais) não permitem o uso
das fórmulas de cálculo que consideram a carga de projeto na borda da junta
transversal, sem que seja verificada a influência da diminuição desta largura nas
tensões de tração na flexão.
Um espaçamento absolutamente adequado para pavimentos rodoviários é de 3,5 m a
3,6 m.
O esquema de juntas longitudinais de articulação típicas está mostrado na Figura 43.
Figura 43 - Junta longitudinal de articulação
encaixe (a) e seção enfraquecida (b)
30
15
( a )
0,4h
0,4h
0,2h
20
3 a 8mm
h
Ver o texto para detalhar o
reservatório do selante
≥ 20
( b )
( cotas em mm )
3 a 8mm
h
h/4 a h/6 ou ≥ 40
ou > D. Máx.
(ver texto)
b) Juntas Longitudinais de Articulação com Barras de Ligação (ou ligadores)
Esse tipo de junta é empregado nas mesmas funções da junta longitudinal de
articulação, sendo justificada a colocação do dispositivo de ligação quando houver
necessidade de se manter as faixas de tráfego livres de possíveis movimentos
laterais, assegurando desta forma, que unidas, possibilitem a transferência de carga
pela entrosagem dos agregados ou pelo encaixe tipo “macho-e-fêmea”.
As considerações que regem o espaçamento desse tipo de junta longitudinal são as
mesmas desenvolvidas para o caso das juntas transversais.
O dispositivo de ligação é calculado para resistir à força de atrito entre a junta
considerada e a junta ou borda livre mais próxima dela.
193
Figura 73 - Junta longitudinal de articulação com barras de ligação e seção enfraquecida (a)
e encaixe (b).
Fonte: DNIT (2005)
6.4.12 Roteiro para dimensionamentoda espessura do pavimento
Para o dimensionamento da espessura do pavimento deve-se inicialmente calcular o
número de eixos totais por classe de carga, que irão atuar no pavimento durante o período de
projeto previsto para ele (vida útil). Na Tabela 59 - exemplo de cálculo de eixos totais por
classe de carga - apresenta-se um exemplo deste cálculo.
A seguir, quando adotado o método da PCA, versão 1984, deve ser utilizado o
formulário-tipo da Tabela 48 e as Tabelas apresentadas abaixo.
São utilizadas também as seguintes Figuras:
Figura 74 - análise de fadiga (pavimento com ou sem acostamento de concreto);
Figura 75 - análise por erosão (pavimento sem acostamento de concreto);
Figura 76 - análise por erosão (pavimento com acostamento de concreto).
A descrição do uso dessas Tabelas e Figuras encontra-se no roteiro apresentado a
seguir, para maior facilidade e ordenação.
Os passos a seguir no dimensionamento de um pavimento de concreto são:
a) Definição dos parâmetros de dimensionamento:
• tipo de acostamento e adoção ou não de barras de transferência;
161
Figura 44 - Junta longitudinal de articulação com barras
de ligação e seção enfraquecida (a) e encaixe (b)
Ver o texto para detalhar o
reservatório do selante3 a 10 mm
h
0,5h
0,5h
( a )
Barra de ligação
h/4 a h/6 ou ≥
≥
40 mm
ou D. Máx.
(ver texto)
Barra de ligação
Ver o texto para detalhar o
reservatório do selante3 a 10 mm
h
0,5h
0,5h
15
30
( b )
l / 2
l / 2
l / 2
l / 2
l
l
20
0,4h
0,4h
0,2h
0,1h
4.7.2.3 JUNTAS ESPECIAIS
a) Juntas de Construção
• Juntas longitudinais de construção
As juntas longitudinais de construção coincidem, em tipo e espaçamento, com as
juntas longitudinais de articulação.
Quando o equipamento e as condições gerais da obra permitirem a execução de
duas ou mais faixas de tráfego por vez, a junta longitudinal de construção é a
própria junta longitudinal de articulação com barras de ligação, mostrada na Figura
32b, ou seja, uma junta de seção enfraquecida, aberta após as operações de
acabamento do concreto, por inserção de perfil metálico ou aplicação de serra de
disco.
Quando for viável apenas a execução de uma só faixa de tráfego de cada vez, a
junta longitudinal de construção coincide com a junta longitudinal de articulação
mostrada na Figura 45a, quer dizer, é uma junta de encaixe, tipo macho-e-fêmea,
também dotada de dispositivo que assegure a ligação entre faixas contíguas.
Quando o confinamento lateral é flagrante, tal como ocorre em vias urbanas,
estacionamentos, pátios de aeroportos, as juntas longitudinais de construção
161
Figura 44 - Junta longitudinal de articulação com barras
de ligação e seção enfraquecida (a) e encaixe (b)
Ver o texto para detalhar o
reservatório do selante3 a 10 mm
h
0,5h
0,5h
( a )
Barra de ligação
h/4 a h/6 ou ≥
≥
40 mm
ou D. Máx.
(ver texto)
Barra de ligação
Ver o texto para detalhar o
reservatório do selante3 a 10 mm
h
0,5h
0,5h
15
30
( b )
l / 2
l / 2
l / 2
l / 2
l
l
20
0,4h
0,4h
0,2h
0,1h
4.7.2.3 JUNTAS ESPECIAIS
a) Juntas de Construção
• Juntas longitudinais de construção
As juntas longitudinais de construção coincidem, em tipo e espaçamento, com as
juntas longitudinais de articulação.
Quando o equipamento e as condições gerais da obra permitirem a execução de
duas ou mais faixas de tráfego por vez, a junta longitudinal de construção é a
própria junta longitudinal de articulação com barras de ligação, mostrada na Figura
32b, ou seja, uma junta de seção enfraquecida, aberta após as operações de
acabamento do concreto, por inserção de perfil metálico ou aplicação de serra de
disco.
Quando for viável apenas a execução de uma só faixa de tráfego de cada vez, a
junta longitudinal de construção coincide com a junta longitudinal de articulação
mostrada na Figura 45a, quer dizer, é uma junta de encaixe, tipo macho-e-fêmea,
também dotada de dispositivo que assegure a ligação entre faixas contíguas.
Quando o confinamento lateral é flagrante, tal como ocorre em vias urbanas,
estacionamentos, pátios de aeroportos, as juntas longitudinais de construção
194
• resistência a tração na flexão aos 28 dias;
• coeficiente de recalque;
• fator de segurança;
• tráfego esperado para cada nível de carga e de acordo com a vida de projeto
do pavimento (Tabela 58).
b) Adoção de uma espessura tentativa de concreto e preenchimento dos dados da
folha-tipo de trabalho / (Tabela 48).
c) Determinar a Tensão Equivalente nas Tabelas correspondentes, dependendo
se o pavimento terá ou não acostamento de concreto, para eixos simples, tandem duplos e
tandem triplos, com:
• a espessura estimada da placa, H;
• o coeficiente de recalque do sistema, k(*).
(* Para a avaliação do coeficiente de recalque do sistema, k, podem ser utilizadas a
Figura e Tabelas apresentadas anteriormente)
Transportam-se os valores encontrados para os campos 8, 11 e 14 do formulário da
Tabela 48, conforme os eixos sejam simples, tandem duplos ou tandem triplos.
d) Determinam-se os Fatores de Erosão, de acordo com o tipo de junta
considerada e o tipo de acostamento;
• entra-se com a espessura H e o k do sistema;
• determinam-se os fatores de erosão para os eixos simples, tandem duplos e
tandem triplos
• transportam-se respectivamente estes valores para os espaços 10, 12 e 15 do
formulário da Tabela 48.
e) Calculam-se os Fatores de Fadiga dos Campos 9, 13 e 16 do formulário da
Tabela 48, para os eixos simples, tandem duplos e tandem triplos, dividindo as Tensões
Equivalentes pela resistência de projeto.
f) Com o Fator de Fadiga e as cargas por eixos simples e tandem duplos,
determinam- se as Repetições Admissíveis na coluna 4, da Tabela 48, pela Figura 74 (Análise
por Fadiga).
195
Os eixos tandem triplos são considerados para a de terminação das Repetições
Admissíveis como 3 eixos simples, cada um com um terço da carga total. Esta é uma
simplificação que apenas facilita o cálculo; deve ser levado em conta, entretanto, que as
Tensões Equivalentes que aparecem nos Quadros, correspondem a ação do conjunto formado
originalmente pelos 3 eixos, ou seja, pelo próprio eixo tandem triplo.
g) Com o Fator de Erosão e as cargas por eixo simples e tandem duplos,
determinam-se as Repetições Admissíveis no ábaco da Figura 70 (para o caso de um
pavimento sem acostamento de concreto) ou no ábaco da Figura 76 (para o caso de um
pavimento com acostamento de concreto) que são lançadas na coluna 6 da Tabela 48.
No caso dos eixos tandem triplos, como foi dito no item (f), eles são considerados, na
determinação das Repetições Admissíveis, como sendo 3 eixos simples, cada um com um
terço da carga total; esta é uma simplificação que apenas facilita o cálculo; deve, entretanto,
ser levado em conta, que os fatores de erosão que aparecem nas Tabelas, correspondem à
ação do conjunto formado originalmente pelos 3 eixos, ou seja, pelo próprio eixo tandem
triplo.
h) Dividem-se as repetições esperadas pelas respectivas repetições admissíveis,
determinadas tanto na Análise por Fadiga como na Análise por Erosão, determinando- se as
porcentagens de resistência à fadiga consumida e o dano por erosão; transportam-se os
valores calculados para as colunas 5 e 7, respectivamente, da Tabela 48.
i) Soma-se a coluna 5 (porcentagem de fadiga) e a coluna 6 (porcentagem de
erosão) da Tabela 48; verificar se a espessura estimada cumpre os requisitos solicitados, isto
é, nenhuma das somas destas colunas, ultrapassa 100 %.
Caso a espessura tentada seja insuficiente, deve-se repetir o cálculo com uma
espessura maior. Se a porcentagem de resistência à fadiga consumida ou a porcentagem de
dano por erosão ficarem próximas de zero, as condições estão satisfeitas, mas a placa estará
superdimensionada, devendo-se, portanto, diminuir a espessura do pavimento, para buscar
obterporcentagens o mais perto possível de 100%. A seguir apresentam-se as Tabelas e
Ábacos necessários para o cálculo.
196
Tabela 48 – Folha-tipo de dimensionamento de pavimento rígido.
Fonte: Adaptado de Notas de aula UFPR (2015)
197
Tabela 49 - Tensão Equivalente sem acostamento de concreto (ES/ETD).
Fonte: Notas de Aula UFPR (2015)
198
Tabela 50 - Tensão Equivalente com acostamento de concreto (ES/ETD).
Fonte: Notas de Aula UFPR (2015)
199
Tabela 51 - Tensão Equivalente para ETT (sem/com acostamento de concreto).
Fonte: Notas de Aula UFPR (2015)
200
Tabela 52 – Fatores de erosão – Juntas sem BT e sem acostamento de concreto (ES/ETD) .
Fonte: Notas de Aula UFPR (2015)
201
Tabela 53 - Fatores de erosão – Juntas com BT e sem acostamento de concreto (ES/ETD).
Fonte: Notas de Aula UFPR (2015)
202
Tabela 54 - Fatores de erosão – Juntas sem BT e com acostamento de concreto (ES/ETD).
Fonte: Notas de Aula UFPR (2015)
203
Tabela 55 - Fatores de erosão – Juntas com BT e com acostamento de concreto (ES/ETD).
Fonte: Notas de Aula UFPR (2015)
204
Tabela 56 - Fator de Erosão para ETT – Juntas sem BT (sem/com acostamento de
concreto).
Fonte: Notas de Aula UFPR (2015)
205
Tabela 57 - Fator de Erosão para ETT – Juntas com BT (sem/com acostamento de
concreto).
Fonte: Notas de Aula UFPR (2015)
206
Figura 74 - Análise de fadiga - número de repetições admissíveis em função do fator de
fadiga (com ou sem acostamento de concreto).
Fonte: DNIT (2005)
207
Figura 75 - Análise de erosão - número admissível de repetições de carga com base no fator
de erosão (sem acostamento de concreto).
Fonte: DNIT (2005)
208
Figura 76 - Análise de erosão - número admissível de repetições de carga com base no fator
de erosão (com acostamento de concreto).
Fonte: DNIT (2005)
209
6.4.12.1 Exemplo de cálculo da espessura de uma placa de concreto pelo método
PCA/1984
Dados:
a) sub-base de brita tratada com cimento, de 12 cm de espessura;
b) coeficiente de recalque do sistema: k, = l00 MPa/m;
c) resistência característica à tração na flexão: fctk = 4,8 MPa;
d) fator de segurança de carga: FSC = 1,2;
e) pavimento sem acostamento e junta sem barras de transferência;
f) vida de projeto: 20 anos;
g) tráfego: é o indicado na última coluna da Tabela 58. O exemplo está
desenvolvido na Tabela 59.
6.5. EXERCÍCIO 13
Dimensione um pavimento rígido considerando o estudo de tráfego do Exercício 01
e os materiais de subleito e sub-base (20 cm) do Exercício 02.
Considerar as seguintes condições:
a) Sem barra de transferência e sem acostamento de concreto;
b) Sem barra de transferência e com acostamento de concreto;
c) Com barra de transferência e sem acostamento de concreto;
d) Com barra de transferência e com acostamento de concreto.
210
Tabela 58 - Exemplo de cálculo de eixos totais por classe de carga (20 anos).
Fonte: DNIT (2005)
211
Segundo o roteiro apresentado, tem-se que:
a) Definição dos parâmetros de dimensionamento - O.K.
b) Espessura-Tentativa: 25 cm
c) Tensões Equivalentes:
Por ser o pavimento sem acostamento de concreto, utilizam-se a Tabela 49 e Tabela
50, com h = 25 cm e k = 100 MPa/m .
A tensão equivalente será:
a) Eixo simples = 1,14 MPa
b) Eixo tandem duplo = 0,99 MPa
c) Eixo tandem triplo = 0,727 MPa (*)
(*) embora a variação da tensão equivalente em função do k não seja linear,
pode-se aceitar que assim o seja, para fins de interpolação, pois se está do lado da
segurança)
Esses valores são transportados para os números 8, 11 e 14 da Tabela 59.
A carga por eixo dos eixos tandem triplos, que se entra na Tabela 59, é igual a um
terço desta carga.
d) Fator de Erosão:
Como a junta é sem barras de transferência e o pavimento não tem acostamento de
concreto, utilizam-se a Tabela 53 e Tabela 54; com h = 25cm e k = 100MPa/m, o que resulta
em:
• Eixo Simples = 2,72
• Eixo Tandem Duplo = 2,89
• Eixo Tandem Triplo = 2,92 (**)
(**) para a interpolação dos eixos triplos também se supõe uma variação linear
do k.
Transportam-se esses valores para os números 10, 12 e 15 da Tabela 59.
212
e) Cálculo do fator de fadiga a partir dos valores obtidos para a tensão
equivalente:
• Eixo Simples 1,14 / 4,8 = 0,238
• Eixo Tandem Duplo 0,99 / 4,8 = 0,206
• Eixo Tandem Triplo 0,727/ 4,8 = 0,151
Transportam-se esses valores para os números 9, 13 e 16, respectivamente, da Tabela
59.
f) Determinação das repetições admissíveis, segundo a análise por fadiga:
Na Figura 74, com os fatores de fadiga calculados em (e) e as cargas corrigidas na
coluna 2 da Tabela 59, determinam-se as repetições admissíveis da coluna 4 desta Tabela,
para os eixos simples, tandem duplos e tandem triplos, utilizando-se para estes últimos eixos,
o ábaco de eixos simples.
g) Determinação das repetições admissíveis, segundo o dano por erosão: Como
o pavimento não tem acostamento de concreto, utiliza-se a Figura 75.
Com os fatores de erosão obtidos em (d) e com as cargas corrigidas, determinam-se
as repetições admissíveis da coluna 6 da Tabela 59, para os eixos simples, tandem duplos e
tandem triplos; utilizando-se, para estes últimos, o ábaco dos eixos simples, entrando-se com
a carga multiplicada pelo fator de segurança e dividindo por três.
h) Calculam-se as porcentagens de resistência à fadiga consumida e os danos por
erosão, dividindo-se as repetições esperadas pelas admissíveis, e multiplicam-se estas por
100; esses valores são colocados nas colunas 5 e 7 da Tabela 59.
i) Ao somar-se os consumos de fadiga da coluna 5 da Tabela 59, obtêm-se a
porcentagem total de fadiga consumida, que foi de 8,9 (menor que 100%); logo, a espessura
estimada cumpre com a análise de fadiga.
j) Ao somar-se os danos por erosão da coluna 7 da Tabela 59, obtém-se um valor
que ultrapassa os 100 %, não atendendo esta espessura portanto, a análise da erosão; deve-se
então tentar uma espessura maior.
Na Tabela 60, são apresentados os novos cálculos, considerando uma espessura de 26
cm, a qual satisfaz o projeto; nota-se que o cálculo, neste caso, é controlado pela erosão, que
213
consome uma maior porcentagem. Percebe-se, nos exemplos anteriores, que a erosão é mais
influente, principalmente nos eixos simples.
Tabela 59 - Cálculo da espessura de pavimento de concreto – 1ª tentativa.
Fonte: DNIT (2005)
214
Tabela 60 - Cálculo da espessura de pavimento de concreto – 2ª tentativa.
Fonte: DNIT (2005)
215
7. AVALIAÇÃO
7.1. AVALIAÇÃO 01 - PAVIMENTO ASFÁLTICO NOVO (35%)
Considere os dados abaixo de um projeto de construção de 300 m de acesso na BR-101/BA.
Analise as estruturas propostas para o pavimento flexível e defina qual deve ser aprovada.
Fazer a análise tensão-deformação-deslocamento com o ELSYM5.
216
7.2. AVALIAÇÃO 02 - RESTAURAÇÃO DE PAVIMENTO ASFÁLTICO (35%)
Considere os dados abaixo do projeto de restauração de um pequeno trecho de pavimento
asfático. Determine:
a) Segmentos homogêneos pelo método da AASHTO (1993) – fs = 1,0;
b) Módulos de Resiliência por retoanálise do SH 02 usando o BackMeDiNa;
c) Dimensione a camada de reforço do SH 02 pela PRO 11/1979 e PRO 269/1994;
d) Analise mecanisticamente a solução mais econômica usando o AEMC.
Estrutura existente:
Número N = 1 x 107
FC1 = 25%; FC2 = FC3 = 10%
% de Silte do solo de subleito = 28%
Admitir extensão mínima do SH = 100 m.
Levantamento deflectométrico:
217
7.3. AVALIAÇÃO 03 - PAVIMENTO RÍGIDO (30%)
No anteprojeto de duplicação da BR-101/BA foram analisadas duas alternativas iniciais para
o dimensionamentodo pavimento de concreto na pista nova, utilizando o método da
PCA/1984, com as seguintes características:
CBR do subleito = 10%;
Ksubleito = 49 Mpa/m;
fct = 4,5 Mpa;
VMD2014 = 11.777 (2 sentidos – 4 faixas): 25% 2C; 25% 3C; 10% 4C; 25% 2S3 – 15% 3S3;
Fator de Segurança da carga – Fsc = 1,2;
Abertura ao tráfego prevista = 2021;
Período de projeto = 20 anos;
Juntas transversais com barra de transferência de carga.
Em termos estruturais você como Analista desse projeto aprovaria qual solução?
Caso não aprove nenhuma das proposta, determine uma solução considerando sub-base de
solo-cimento de 15 cm de espessura com BT e acostamento de concreto.
218
8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
_____. NBR 6457: Solo – Preparação para ensaios de compactação e ensaios de
caracterização. Rio de Janeiro, 1986. 9p.
_____. NBR 6459: Solo – Determinação do limite de liquidez. Rio de Janeiro, 1984. 6p.
_____. NBR 6508: Solo – Grãos de solos que passam na peneira 4,8 mm - Determinação da
massa específica. Rio de Janeiro, 1984. 8p.
_____. NBR 7180: Solo – Determinação do limite de plasticidade. Rio de Janeiro, 1984. 3p.
_____. NBR 7181: Solo – Análise granulométrica. Rio de Janeiro, 1984, 13p.
_____. NBR 7182: Solo – Ensaio de compactação, Rio de Janeiro. Rio de Janeiro, 1986. 10p.
_____. NBR 16605: Cimento Portland e outros materiais em pó – Determinação da massa
específica. Rio de Janeiro, 2017. 4p.
_____. NBR NM 52: Agregado Miúdo – Determinação da massa especifica e massa
especifica aparente. Rio de Janeiro, 2009. 6p.
_____. NBR NM 53: Agregado Graúdo – Determinação da massa especifica, da massa
especifica aparente, e absorção de água. Rio de Janeiro, 2009. 8p
_____. NBR NM 248: Agregados – Determinação da composição granulométrica. Rio de
Janeiro, 2003. 6p.
_____. NBR 6293: Ligantes Asfálticos – Determinação da Ductilidade. Rio de Janeiro, 2015.
5p
_____. NBR 6296: Produtos Betuminosos Semissólidos – Determinação da massa específica
e densidade. Rio de Janeiro, 2012. 6p.
_____. NBR 6459: Solo – Determinação do limite de liquidez. Rio de Janeiro, 1984. 6p.
_____. NBR 6508: Solo – Grãos de solos que passam na peneira 4,8 mm - Determinação da
massa específica. Rio de Janeiro, 1984. 8p.
_____. NBR 6560: Ligantes Asfálticos – Determinação do Ponto de Amolecimento –
Método do Anel e Bola. Rio de Janeiro, 2016. 7p
_____. NBR 6576: Materiais Asfálticos – Determinação da Penetração. Rio de Janeiro, 2007.
7p
219
_____. NBR 1341: Derivados de Petróleo – Determinação dos Pontos de Fulgor e Combustão
em Vaso Aberto Cleveland. Rio de Janeiro, 2015. 18p.
_____. NBR 14855: Ligantes Asfálticos – Determinação da solubilidade em tricloroetileno.
Rio de Janeiro, 2015. 5p.
_____. NBR 14950: Materiais Betuminosos – Determinação da Viscosidade Saybolt Furol
Rio de Janeiro, 2003. 10p.
_____. NBR 15086: Materiais Betuminosos – Determinação da Recuperação Elástica pelo
Ductilômetro. Rio de Janeiro, 2006. 4p.
_____. NBR 15184: Materiais Betuminosos – Determinação da Viscosidade em
Temperaturas Elevadas usando um Viscosímetro Rotacional. Rio de Janeiro, 2004. 4p.
_____. NBR 15235: Materiais Asfálticos – Determinação do efeito do calor e do ar em uma
película delgada rotacional. Rio de Janeiro, 2009. 8p.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DAS EMPRESAS DISTRIBUIDORAS DE ASFALTO.
ABEDA. Manual Básico de Emulsões Asfálticas. Rio de Janeiro: Ultraset, 2 ed. 2010. 144p.
Balbo, José Tadeu. Pavimentação asfáltica: Materiais, Projeto e Restauração. Editora Oficina
de Textos. 1ª Edição, 560 pag. – 2007.
Bernucci, L. B., Motta, L. M. G., Ceratti, J. A. P., Soares, J. B. Pavimentação asfáltica:
formação básica para engenheiros. Rio de Janeiro: Petrobras: ABEDA, 2008. 504f
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P00/002. Instrução de Projeto - Projeto de Restauração de Pavimento. Governo de São Paulo.
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Avaliação objetiva da superfície de pavimentos flexíveis e semirrígidos - Procedimento. Rio
de Janeiro. 10 p.
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Levantamento para avaliação da condição de superfície de sub trecho homogêneo de rodovias
de pavimentos flexíveis e semirrígidos para gerência de pavimentos e estudos e projetos -
Procedimento. Rio de Janeiro. 11 p.
Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes. (2003). DNIT 008 - PRO –
Levantamento visual contínuo para avaliação da superfície de pavimentos flexíveis e
semirrígidos - Procedimento. Rio de Janeiro. 11 p.
220
Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes. (2003). DNIT 009 - PRO –
Avaliação subjetiva da superfície de pavimentos flexíveis e semirrígidos - Procedimento. Rio
de Janeiro. 6 p.
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estrutural dos pavimentos flexíveis – Procedimento B. Rio de Janeiro, 1979. 16 p.
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