NOVO MÉTODO DE
DIMENSIONAMENTO
DE PAVIMENTOS RODOVIÁRIOS
DA AASHTO
- APLICAÇÃO A PORTUGAL -
Adelino Ferreira
Fábio Simões
Rui Micaelo
ESTRUTURA DA APRESENTAÇÃO
INTRODUÇÃO
METODOLOGIA DE DIMENSIONAMENTO
Tráfego
Condições climáticas
Estrutura do pavimento e propriedades dos materiais
APLICAÇÃO ÀS ESTRUTURAS DO MACOPAV
ANÁLISE DOS RESULTADOS
CONSIDERAÇÕES FINAIS
INTRODUÇÃO
Novo método de dimensionamento designado por
Mechanistic-Empirical Pavement Design Guide (MEPDG)
Foi desenvolvido ao mesmo tempo um software que
permite a aplicação do método
Dados de tráfego, dados do clima, estrutura do
pavimento e propriedades dos materiais
Previsão do comportamento (IRI, fendilhamento
longitudinal, pele de crocodilo e rodeiras)
Permitirá o posterior ajustamento da estrutura ou dos
materiais em função dos resultados e dos objetivos a
atingir
METODOLOGIA DE DIMENSIONAMENTO
TRÁFEGO
Dados gerais
Tráfego Médio Diário Anual (TMDA)
Número de vias
Percentagem de pesados em cada
sentido e na via de dimensionamento
Velocidade base
Fatores de ajustamento
Ajustamento mensal
Distribuição das classes de pesados
Distribuição horária de pesados
Taxa de crescimento
Dados técnicos dos pesados
CONDIÇÕES CLIMÁTICAS
Dados climáticos agregados no modelo designado
Enhaced Integrated Climatic Model (EICM):
Mês
Dia
Ano
Hora de nascer do sol
Hora de pôr do sol
Radiação solar
Hora
Temperatura (ºF)
Precipitação (in)
Velocidade do vento (mph)
Percentagem de luz de sol/nível
de nebulosidade
Profundidade do nível freático (ft)
Ex.: 5 6 2011 6.56667 20.5500 3706.16
Ex.: 0 60.6 0.00 5.6 100 50
1 59.9 0.00 4.0 100 50
ESTRUTURA DO PAVIMENTO E PROPRIEDADES
DOS MATERIAIS
Dados da estrutura do pavimento por camada
Tipo de camada
Material
Espessura
Camadas betuminosas
Distribuição granulométrica dos agregados
Propriedades do betume
Temperatura de referência
Coeficiente de Poisson
Percentagem de betume e de vazios
Peso volumétrico
Camadas granulares
Distribuição granulométrica
Módulo de deformabilidade ou CBR
Coeficiente de Poisson
APLICAÇÃO ÀS ESTRUTURAS DO MACOPAV
Dimensionamento para uma vida útil de 20 anos
Classes de Tráfego (T1 – T6)
Classes de Fundação (F1 – F4)
F1 – 30 MPa; F2 – 60 MPa; F3 – 100 MPa; F4 – 150 MPa
Coeficiente de Poisson – 0,35
Velocidade base – 30 Km/h
Camada de
desgaste
Pavimento
P1
P2
P3
P4
P5
P6
P7
P8
P9
P10
P11
P12
P13
P14
P15
P16
Camada de base
betuminosa
tCD
(cm)
Vbe
(%)
Va
(%)
tCB
(cm)
Vbe
(%)
Va
(%)
4
4
4
4
5
5
4
5
5
6
5
6
5
6
6
6
12
12
12
12
12
12
12
12
12
12
12
12
12
12
12
12
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
6
8
12
14
14
16
18
17
19
18
20
20
23
22
24
26
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
Camada subbase granular
E
tCSB
(cm) (MPa)
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200
Solo de fundação
E
t CSF
(cm)
(MPa)
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
60 – 150
60 – 150
60 – 150
60 – 150
60 – 150
60 – 150
60 – 150
60 – 150
60 – 150
60 – 150
60 – 150
60 – 150
60 – 150
60 – 150
60 – 150
60 – 150
Solo natural
tSN
(cm)
∞
∞
∞
∞
∞
∞
∞
∞
∞
∞
∞
∞
∞
∞
∞
∞
E
(MPa)
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
APLICAÇÃO ÀS ESTRUTURAS DO MACOPAV
Estruturas alternativas para um pavimento flexível
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
40
4000
0,35
BD
40
4000
0,35
BD
40
4000
0,35
BD
40
4000
0,35
BD
50
4000
0,35
BD
50
4000
0,35
BD
40
4000
0,35
BD
50
4000
0,35
BD
50
4000
0,35
BD
60
4000
0,35
BD
50
4000
0,35
BD
60
4000
0,35
BD
50
4000
0,35
BD
60
4000
0,35
BD
60
4000
0,35
BD
60
4000
0,35
BD
60
4000
0,35
MB
80
4000
0,35
MB
120
4000
0,35
MB
140
4000
0,35
MB
140
4000
0,35
MB
160
4000
0,35
MB
180
4000
0,35
MB
170
4000
0,35
MB
190
4000
0,35
MB
180
4000
0,35
MB
200
4000
0,35
MB
200
4000
0,35
MB
230
4000
0,35
MB
220
4000
0,35
MB
240
4000
0,35
MB
260
4000
0,35
MB
200
200
0,35
SBG
200
200
0,35
SBG
200
200
0,35
SBG
200
200
0,35
SBG
200
200
0,35
SBG
200
200
0,35
SBG
200
200
0,35
SBG
200
200
0,35
SBG
200
200
0,35
SBG
200
200
0,35
SBG
200
200
0,35
SBG
200
200
0,35
SBG
200
200
0,35
SBG
200
200
0,35
SBG
200
200
0,35
SBG
200
200
0,35
SBG
1000
100
0,35
20
1000
100
0,35
20
1000
100
0,35
20
1000
100
0,35
20
1000
100
0,35
20
1000
100
0,35
20
1000
100
0,35
20
1000
100
0,35
20
1000
100
0,35
20
1000
100
0,35
20
1000
100
0,35
20
1000
100
0,35
20
1000
100
0,35
20
1000
100
0,35
20
1000
100
0,35
20
1000
100
0,35
20
Espessura total das camadas betuminosas
(mm)
100
120
160
180
190
210
220
220
240
240
250
260
280
280
300
320
Numero estrutural
2,36228
2,63000
3,16544
3,43316
3,60639
3,87411
3,96860
4,00797
4,27569
4,31506
4,40955
4,58278
4,81113
4,85050
5,11822
5,38594
Camada
de
desgaste
Camada
de base
Camada
de subbase
Fundação
Espessura (mm)
Módulo deform. (MPa)
Coeficiente de Poisson
Material
Espessura (mm)
Módulo deform. (MPa)
Coeficiente de Poisson
Material
Espessura (mm)
Módulo deform. (MPa)
Coeficiente de Poisson
Material
Espessura (mm)
Módulo deform. (MPa)
Coeficiente de Poisson
CBR (%)
Ilustração:
Legenda: BD - Betão betuminoso; MB - Macadame betuminoso; SBG - Sub-base Granular; CBR - California Bearing Ratio
Nota: Na ilustração, a espessura da fundação não se encontra representada à escala
APLICAÇÃO ÀS ESTRUTURAS DO MACOPAV
Valores limite ao fim de 20 anos:
Fendilhamento longitudinal – 200 m/km
Pele de crocodilo – 20%
Rodeiras nas camadas betuminosas – 15 mm
Rodeiras em todo o pavimento – 20 mm
IRI – 3500 mm/km
RESULTADOS
Classes
T
T6
T5
T4
T3
T2
T1
F
NAVP
P
TMDAp
Rodeiras (mm)
Pele de crocodilo(%)
(20 anos)
Fendilhamento
longitudinal (m/km)
t (%)
CB
Total
IRI (mm/km)
F2
P3
150
3
1,47 10 6
14,1
0,81
5,1
12,1
1578
F3
P2
150
3
1,47 10 6
23,9
2,11
5,8
11,9
1591
F4
P1
150
3
1,47 10 6
16,0
2,91
5,8
11,4
1589
F2
P7
300
3
2,94 10 6
4,6
0,40
7,1
13,5
1605
F3
P4
300
3
2,94 10 6
23,1
0,82
7,6
12,7
1594
F4
P3
300
3
2,94 10 6
29,4
1,16
7,6
12,2
1583
F2
P11
500
4
5,44 10 6
3,0
0,41
9,1
15,2
1651
F3
P6
500
4
5,44 10 6
24,4
0,78
10,9
15,7
1670
F4
P5
500
4
5,44 10 6
40,7
1,05
11,2
15,5
1665
F2
P13
800
4
8,70 10 6
1,8
0,38
10,7
16,8
1687
F3
P9
800
4
8,70 10 6
16,8
0,64
12,4
17,3
1705
F4
P8
800
4
8,70 10 6
36,4
0,82
13,2
17,3
1706
F2
P15
1200
5
1,45 10 7
1,0
0,43
9,9
15,7
1665
F3
P12
1200
5
1,45 10 7
11,2
0,65
12,1
16,7
1690
F4
P10
1200
5
1,45 10 7
33,9
0,83
13,9
17,8
1719
F2
P16
2000
5
2,42 10 7
1,1
0,52
11,2
17,0
1697
F3
P14
2000
5
2,42 10 7
11,9
0,76
14,5
19,1
1750
F4
P12
2000
5
2,42 10 7
35,4
0,90
15,7
19,6
1765
RESULTADOS
Fendilhamento longitudinal
Variação entre 1,0 e 40,7 m/km
Maior variação verifica-se na alteração da classe de fundação dentro da mesma classe de tráfego
Variação de 14,1 a 23,9 m/km para a classe de tráfego T6
Valores muito longe do limite de 200 m/km
RESULTADOS
Pele de crocodilo
Variação entre 0,38 e 2,91%
Não existe grande variação
A sua variação assume um comportamento aproximadamente linear
Valores longe do limite de 20%
20%
RESULTADOS
Rodeiras nas camadas betuminosas
Variação entre 5,1 e 15,7 mm
Ultrapassa o limite de 15 mm no pavimento P12 (T1 F4)
Nas restantes estruturas o valor fica abaixo do limite de 15 mm
15 mm
RESULTADOS
Rodeiras em todo o pavimento
Variação entre 11,4 e 19,6 mm
Valor do pavimento P12 (T1 F4) próximo do limite de 20 mm
Para os dois tipos de rodeiras não existe uma grande variação dos valores dentro da mesma classe
de tráfego
20 mm
RESULTADOS
IRI (irregularidade longitudinal)
Variação entre 1578 e 1765 mm/km, valores longe do limite de 3500 mm/km
Parâmetro com menor variação de valores
Assume uma variação linear, exceto no primeiro ano
3500 mm/km
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Os métodos de dimensionamento utilizados atualmente em Portugal não
permitem prever a evolução do valor de cada parâmetro de estado dos
pavimentos
Este novo método já permite que as administrações rodoviárias possam
acompanhar a evolução dos valores dos parâmetros de estado dos
pavimentos
Será necessário uma melhor otimização dos recursos disponíveis,
principalmente na recolha de dados climáticos e organizá-los em ficheiros
com formato próprio
Verificou-se que a rodeira é o parâmetro mais condicionante
Espera-se que além das Universidades, também as administrações rodoviárias
e os projetistas de pavimentos iniciem a sua utilização no dimensionamento
de novos pavimentos e na reabilitação de pavimentos degradados
CONSIDERAÇÕES FINAIS
http://modat.dec.uc.pt/