UNIVERSIDADE FEDERAL DO RECÔNCAVO DA BAHIA
Tópicos Especiais em Engenharia de Transportes
DIMENSIONAMENTO Método da Resiliência Prof. Mario Sergio de Souza Almeida, DSc.
DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS Método da Resiliência
DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS Método da Resiliência Método atribuído aos engenheiros Ernesto Pressler e Salomão pinto. Resiliência ou deformação resiliente é a deformação elástica ou recuperável de solos e estrutura de pavimentos sob a ação de cargas repetitivas. BASE LABORATORIAL: Ensaio da Resiliência ou Triaxial Triaxial dinâmico;
DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS Método da Resiliência Justificativa da criação do Método: O Método do DNIT/CBR: a) Preocupa-se somente com as questores estruturais relacionadas com a compatibilização dos esfôrços atuantes frente a resistência ao cisalhamento das camadas; b) Conduz a estruturas com grandes espessuras de materiais granulares (muito deformáveis);Pavimentos muito deformáveis solicitam muito as camadas mais rígidas; c) Verifica-se rupturas por fadiga nos pavimentos dimensionados com esse método (fissuração progressiva); d) Não considera no dimensionamento do pavimento: ==>> A Resiliência; ==>> A compatibilização de deforma coes das varias camadas do pavimento e do subleito; ==>> A fadiga.
DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS Método da Resiliência Critérios adotados no Método da resiliência: ==>> Considera a ruptura por Cisalhamento no subleito: - Deformações permanentes ou elásticas; - Afundamentos plásticos (flecha na trilha da roda) ==>> Utiliza modelos baseados no CBR ==>> Leva em consideração o comportamento elástico não linear dos solos e materiais granulares; ==>> Os materiais de base e sub-base devem ter uma capacidade de carga definida no ensaio CBR superior a 80% e 20% respectivamente; ==>> Considera a ruptura por fadiga devido a sobrecarga repetida no revestimento asfáltico: - Deformações resilientes e ou elásticas; D fl xõ fí i (D)
DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS Método da Resiliência Etapas de dimensionamento: 1) Determinar o numero N 2) Determinar o valor de CBR do subleito; 3) Calcular S (porcentagem de silte na fracao fina que passa na peneira no 200 (0,075mm)) S = 100 – (P1/P2) x 100 P1 : % (em peso) do material cujas partículas tenham com diâmetro inferior a 0,05mm, determinada na curva granulométrica; P2 : % (em peso) do material cujas partículas tenham diâmetro inferior a 0,075mm, determinada na curva granulométrica
DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS Método da Resiliência 4) Classificar o solo do subleito quanto a resiliência, em funcao do CBR e de (S) - (Tipo I, II ou III) de acordo com a tabela abaixo:
DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS Método da Resiliência 5) Determinação da espessura total do pavimento Ht: Depende de CBR e N Supõe-se material granular
K=1 (coeficiente de Equivalência Estrutural) Ht = 77,67 x N0 ,0482 x CBR -0 ,598 ( ver ábaco)
DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS Método da Resiliência 6) Calcular a deflexão prevista na superfície do revestimento (D em 0,01mm) Log D = 3,148
–
0,188 logN
Onde: N - número de operações do eixo padrão obtido a partir do estudo de tráfego;
DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS Método da Resiliência 7) Determinar a espessura minima do revestimento betuminoso, HCB (cm) HCB = -5,737 + 807,961/D + 0,972 x I1 + 4,101 x I2 • I1 e I2: constantes relacionadas às características resilientes do subleito
DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS Método da Resiliência 8) Determinar o coeficiente estrutural do revestimento betuminoso (VE) É determinado em função do numero N e do solo do subleito: Este coeficiente depende da qualidade da mistura betuminosa e da constituição da estrutura do pavimento como um todo.
DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS Método da Resiliência 9) Calcular a espessura da camada granular HCG ( base ou base + sub-base ou reforço) HCBxVE+HCG=Ht ONDE: HCB é a espessura minima do revestimento betuminoso; VE é o coeficiente estrutural do revestimento betuminoso; Ht é a espessura total do pavimento; HCG ≤ 35 cm (limitação da espessura baseada nos estudos de resiliência desenvolvidos). Considera-se como camadas granulares, camadas de bases, sub-bases e/ou reforço do subleito constituídas por solo arenoso, pedregulhoso, solo estabilizado granulometricamente, solo brita, brita graduada e macadames desde que contenham menos de 35% em peso, passando na peneira 200 ( 0,075mm)
DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS Método da Resiliência 10) Espessuras das camadas de base, sub-base e/ou refoco a ) Espessura total da camada granular adotada como camada de base : HCG = HB (HB > 10cm); b ) A camada granular dividida em duas : base e sub -base , HB = HCG/2 e HSB = HCG/2 Base: CBR ≥ 80% e expansão < 0,5% ; Sub -base : CBR ≥ 20% e expansão < 1% ;
DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS Método da Resiliência IMPORTANTE: Sub-base ou reforço do subleito constituída de solo fino de CBR < 20% classificado como solo tipo I ou tipo II e uma opção vantajosa no caso do subleito tipo III: • Redimensionar considerando o valor do CBR e tipo de solo quanto a resiliência
correspondente a camada de sub-base ou reforço:
HR = (Ht1 Ht2)/0,70 - Ht1 : espessura equivalente correspondente ao CBR do subleito; - Ht2 : espessura equivalente correspondente ao CBR da sub-base ou reforço; –
- HR ≥ 30cm.
DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS Método da Resiliência EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO: De posse dos dados abaixo dimensione um pavimento flexível pelo Método da Resiliência – TECNAPAV N = 8,8 X 107; DADOS DO SUB-LEITO: CBR SL(médio) = 6,0%; Exp.SL(médio) = 0,8%; DADOS DO MATERIAL DE REFORÇO: CBR Ref (médio) = 10%; Exp.Ref (médio) = 0,8%; DADOS DO MATERIAL DA SUB-BASE: CBR SB (médio) = 20%; Exp.SB (médio) = 0,4%; DADOS DO MATERIAL DA BASE: CBR SB (médio) = 80%; Exp.SB (médio) = 0,3%; A curva granulométrica média do material de sub-leito está apresentada na curva ao lado;
DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS Método da Resiliência EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO: RESOLUÇÃO
1) Determinar o numero N N = 8,8 X 107 – obtido a partir do estudo de tráfego; 2) Determinar o valor de CBR do subleito; DADOS DO SUB-LEITO: CBR SL(médio) = 6,0%; - obtido do estudo geotécnico ==>> como é maior que 2% ==>> OK!! Exp.SL(médio) = 0,8%; - como é < que 2% ==>> OK!!
DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS Método da Resiliência EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO: RESOLUÇÃO 3) Calcular S (porcentagem de silte na fracão fina que passa na peneira no
200 (0,075mm))
S = 100 – (P1/P2) x 100 P1 : % (em peso) do material cujas partículas tenham com diâmetro inferior a 0,05mm, determinada na curva granulométrica; P2 : % (em peso) do material cujas partículas tenham diâmetro inferior a 0,075mm, determinada na curva granulométrica;
DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS Método da Resiliência EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO: RESOLUÇÃO 3) Calcular S (porcentagem de silte na fracão fina que passa na peneira no
200 (0,075mm))
S = 100 – (P1/P2) x 100 S = 100 – (39,5/43) x100 S = 8,14%
EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO: RESOLUÇÃO 4) Classificar o solo do subleito quanto a resiliência, em funcao do CBR e de
(S) - (Tipo I, II ou III) de acordo com a tabela abaixo:
SOLO TIPO II
DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS Método da Resiliência EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO: RESOLUÇÃO 5) Determinação da espessura
total do pavimento Ht: Ht = 77,67 x N0 ,0482 x CBR -0 ,598
Ht = 77,67 x (8,8 X 10 7)0 ,0482 x 6,0 -0 ,598 Ht = 65 cm
DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS Método da Resiliência EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO: RESOLUÇÃO 6) Calcular a deflexão prevista na superfície do revestimento (D em 0,01mm)
Log D = 3,148 – 0,188 log N Log D = 3,148 – 0,188 log (8,8 X107) D = 45,13 (0,01 mm)
DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS Método da Resiliência EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO: RESOLUÇÃO 7) Determinar a espessura minima do revestimento betuminoso, HCB (cm)
HCB = -5,737 + 807,961/D + 0,972 x I1 + 4,101 x I2 • I1 e I2: constantes relacionadas às características resilientes do subleito Para solo tipo II: I1 = 1 I2 = 0
HCB = -5,737 + 807,961/45,13 + 0,972 x 1 + 4,101 x 0 HCB = 13,09 cm ==>> 14 cm
DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS FLEXIVEIS Método da Resiliência - TECNAPAV EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO: RESOLUÇÃO 8) Determinar o coeficiente estrutural do revestimento betuminoso (VE)
VE = 2,8
DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS Método da Resiliência EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO: RESOLUÇÃO 9) Calcular a espessura da camada granular HCG ( base ou base + sub-base
ou reforco)
HCB x VE + HCG = Ht 14 x 2,8 + HCG = 65 HCG = 25,8 cm ==>> HCG = 26 cm ==> como é menor que 35 cm => OK!
DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS Método da Resiliência EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO: RESOLUÇÃO 10) ESPESSURAS DO PAVIMENTO DIMENISIONADO
a) Espessura total da camada granular adotada como camada de base
b) A camada granular dividida em duas :
DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS FLEXÍVEIS E SEMI RIGIDOS EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO: De posse dos dados abaixo dimensione um pavimento flexível pelo Método do DNIT N = 8,8 X 107; DADOS DO SUB-LEITO: CBR SL(médio) = 6,0%; Exp.SL(médio) = 0,8%; DADOS DO MATERIAL DE REFORÇO: CBR Ref (médio) = 10%; Exp.Ref (médio) = 0,8%; DADOS DO MATERIAL DA SUB-BASE: CBR SB (médio) = 20%; Exp.SB (médio) = 0,4%; DADOS DO MATERIAL DA BASE: CBR SB (médio) = 80%; Exp.SB (médio) = 0,3%; A curva granulométrica média do material de sub-leito está apresentada na curva ao lado;
Pavimentação - Pavimento flexível PROJETO DE PAVIMENTAÇÃO Dimensionamento de pavimentos flexíveis Método do DNIT SOLUÇÃO: a) Definir o tipo e espessura do revestimento em função do número N:
Pavimentação - Pavimento flexível
SOLUÇÃO: b) Definir a espessura necessária para proteção das camadas em função do CBR e número N: Hn = 65 cm H20 = 29 cm
Ht = 77,67 x N0 ,0482 x CBR -0 ,598
Pavimentação - Pavimento flexível PROJETO DE PAVIMENTAÇÃO Dimensionamento de pavimentos flexíveis Método do DNIT SOLUÇÃO: c) Resolver as inequações: R KR + B KB H20 12,5 x 2,0 + B x 1,0 29 cm B 29 – 25 B 4 cm Adotar B = 15 cm (mínimo do DNIT) R KR + B KB + h20 KS Hn 12,5 X 2,0 + 15 x 1,0 + h20 x 1,0 65 cm
Ksb = (20/3x6)1/3 Ksb = 1,03
Pavimentação - Pavimento flexível PROJETO DE PAVIMENTAÇÃO Dimensionamento de pavimentos flexíveis Método do DNIT SOLUÇÃO: Perfil de pavimento flexível dimensionado:
Pavimentação - Pavimento flexível PROJETO DE PAVIMENTAÇÃO Dimensionamento de pavimentos flexíveis Método do DNIT SOLUÇÃO: Contudo, admite-se a compactação de camadas granulares (bases e subbases) com espessura máxima de 20 cm. Portanto: Adotar base B = 20 cm 12,5 x 2,0 + 20 x 1,0 + h20 x 1,0 65 h20 20 cm
DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS Método da Resiliência EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO: RESOLUÇÃO 10) ESPESSURAS DO PAVIMENTO DIMENISIONADO
Pavimentos dimensionados pelo DNIT e TECNAPAV TECNAPAV
DNIT
