3/6/2014
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
INTRODUÇÃO
PROJETO E DIMENSIONAMENTO DE
PAVIMENTOS RÍGIDOS
Prof. Ricardo A. de Melo
UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA
Departamento de Engenharia Civil e Ambiental
Laboratório de Geotecnia e Pavimentação
Disciplina: Pavimentação
• Quando iniciou a pavimentação com concreto de
cimento portland?
– 1879: Escócia – revestimento muito bom, porém se
deteriorou rapidamente
– 1893: EUA (Rochester, NY) – deterioração em menos de 3
anos devido às trincas térmicas e às ferraduras dos cavalos
– 1894: EUA (Bellefontaine, Ohio)
• Êxito na pavimentação
• Químico George Bartholomew
• Em operação até os dias atuais
Fonte: http://www.fhwa.dot.gov (2011)
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
INTRODUÇÃO
INTRODUÇÃO
• Primeiras placas de concreto
• 1917: barras de aço nas juntas permitiu vários tipos
de seções, juntas e reforço das placas
• Década de 20: uso de malhas de aço para impedir o
trincamento da placa
• Anos 50: estudo das propriedades das placas de
concreto, transferência de
cargas nas juntas, efeitos
da velocidade e das cargas,
e problemas devido ao
bombeamento dos finos
Bombeamento de finos
– Espessura: 15 cm
– Largura e comprimento: 1,8 a 2,4 m
– Dimensões limitadas aos misturadores
• Juntas entre as placas
– Trincas e quebras nas bordas
– Solução: entrosamento entre os agregados
• 1914: Manual de dimensionamento e
construção de pavimentos rígidos
Fonte: http://www.fhwa.dot.gov (2011)
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
Fonte: http://www.fhwa.dot.gov (2011)
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
INTRODUÇÃO
APLICAÇÕES TÍPICAS
• 1958 a 1960: AASHO Road Test
– Dimensionamento baseado
em desempenho
– Graduação de sub-bases granulares
e juntas com barras de aço
• 1956: melhoria da tecnologia construtiva, uso de
máquinas pavimentadoras
• Após 1970: modelos mecanísticos, esforços
dinâmicos, durabilidade da estrutura, técnicas de
reciclagem e reconstrução
• Vias de tráfego intenso e canalizado
• Áreas sujeitas ao derramamento de
combustíveis
• Áreas de tráfego pesado
• Pisos industriais
• Aeroportos
• Pontes, túneis e viadutos
Fonte: http://www.fhwa.dot.gov (2011)
Fonte: Adaptado de ABCP [ano?]
1
3/6/2014
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
Capacidade de absorção de carga da placa
de concreto
30,4 cm
MÉTODOS DE DIMENSIONAMENTO
• PCA/66
qc = 7,5 kgf/cm2
20 cm
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
• PCA/84
Redução da carga; a diferença é
absorvida pela placa
• AASHTO, 1993
– Parâmetros de dimensionamento
qf = 0,22 kgf/cm2
88,7 cm
Fonte: Adaptado de ABCP [ano?]
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
FUNDAÇÃO DO PAVIMENTO
FUNDAÇÃO DO PAVIMENTO
• Estudos geológicos e geotécnicos são
importantes para identificar:
• Westergaard (1925)
– Presença de solos expansivos
– Camadas espessas de argila mole
• Para o dimensionamento do pavimento, o
parâmetro do subleito é o coeficiente de
recalque (k), também denominado módulo de
reação ou módulo de Westergaard
Fonte: DNIT (2005)
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
– Dimensionar consiste em determinar as tensões
na face inferior do pavimento
– Fundação “winkleriana”: placa assentada em
apoios elásticos
Placa de concreto
Fonte: ABCP (ano?); WSDOT [2009?]
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
FUNDAÇÃO DO PAVIMENTO
FUNDAÇÃO DO PAVIMENTO
• Westergaard (1925) ...
• Teoria do líquido denso: deslocamento (d) é
proporcional à pressão aplicada (p)
• Coeficiente de recalque, k
• k: constante de proporcionalidade
p
k d
Constante
da mola
– Determinação por prova de carga estática,
segundo norma DNIT 055/2004-ME
– Placa com 76 cm de diâmetro
– Define a capacidade de suporte
– Por simplicidade, usa-se o C.B.R.
• Valores para cálculos preliminares de custo
Fonte: ABCP (ano?); WSDOT [2009?]
Fonte: ABCP (ano?); DNIT (2005)
2
3/6/2014
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
Relação entre solo de subleito e coeficiente de
recalque, k
Prova de carga estática
Tipo de solo (AASHTO
M145)
A1-a
A1-b
A2-4, A2-5
Correspondência entre valores de suporte do
subleito
CBR (%)21 20 -
110
70 a 165
80
A2-6, A2-7
50 a 90
A3
55 a 90
A4
25 a 80
A5
50
A6
60
A7-5, A7-6
60
Fonte: WSDOT [2009?]
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
Coeficiente de
recalque (Mpa/m)
Fonte: ABCP (ano?)
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
PROJETO DE SUB-BASE
• Em projetos modernos, uso da sub-base:
– Proporcionar suporte uniforme e constante
– Eliminar o bombeamento dos finos do subleito
– Evitar os efeitos das mudanças excessivas de
volume dos solos do subleito
15 -
10 -
5-
1 -1
10
2
20
3
4
5
6
30
40
50
60
Coeficiente de recalque, k
7 kgf/cm2/cm
70 Mpa/m
Fonte: DNIT (2005)
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
Fonte: ABCP (ano?); DNIT (2005); http://www.fhwa.dot.gov/(2011)
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
Faixas granulométricas recomendadas para
sub-bases granulares
Tipos de sub-base
Fonte: DNIT (2005)
Fonte: DNIT (2005)
3
3/6/2014
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
Características usuais de sub-bases
estabilizadas com cimento
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
Faixas granulométricas para sub-bases
estabilizadas com cimento
Solo-cimento
Brita graduada tratada com cimento
Concreto rolado
Fonte: DNIT (2005)
Fonte: DNIT (2005)
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
Aumento de k devido à presença de sub-base
granular
PROJETO DE SUB-BASE
• Coeficiente de recalque:
– Prova de carga
– Correlações do coeficiente de recalque do
subleito, tipo de material e espessura da sub-base
• Para efeitos de dimensionamento,
recomenda-se limitar o valor do coeficiente de
recalque, no topo da sub-base, em 150
MPa/m
Fonte: DNIT (2005)
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
Aumento de k devido à presença de subbase
Brita tratada com cimento
Solo-cimento
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
TRÁFEGO DE VEÍCULOS
• Contagem volumétrica classificatória
• Importante para definir os ábacos que serão
usados no dimensionamento
Concreto rolado
• Veículos de projeto
– Caminhões com eixo simples
– Caminhões com tandem duplo
– Caminhões com tandem triplo
Fonte: DNIT (2005)
Fonte: ABCP (?)
4
3/6/2014
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
TRÁFEGO DE VEÍCULOS
RESISTÊNCIA DO CONCRETO
• Horizonte de projeto
• Resistência de projeto: resistência à tração na
flexão (fctM,k) aos 28 dias
– Brasil: 20 anos (previsão do tráfego é imprecisa aqui no
Brasil)
– E.U.A. e Europa: 50 anos
• Fatores de segurança para cargas
– fctM,k = 4,5 MPa: espessura econômica,
resistência à abrasão
– fctM,k = 5,0 a 5,5 MPa: aeroportos
• Controle tecnológico do concreto
Fonte: ABCP (ano?); DNIT (2005)
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
Fonte: ABCP (?)
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
Controle Tecnológico
FADIGA
Moldagem de corpos de prova
Resistência à tração na flexão
• Fadiga é resultado do processo de repetição
de cargas
• Importante é definir espessura que resista a
fadiga do pavimento antes de atingir a vida
útil do projeto
• Relação entre as tensões produzidas pelas
cargas e a resistência do material
– No dimensionamento consiste em comparar
Nadmissível e Nprojeto
Fonte: (?)
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
Relação de tensões e número admissível de
repetições de carga
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
Ábaco para dimensionamento da espessura de
pavimento rígido
Tensão de tração na
flexão (Mpa)
Coeficiente de recalque
(Mpa/m)
Carga por eixo simples (tf)
Fonte: DNIT (2005)
5
3/6/2014
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
Ábaco de dimensionamento da espessura para
pavimentos rodoviários de concreto (eixos simples)
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
Ábaco de dimensionamento da espessura para
pavimentos rodoviários de concreto (eixos tandem duplo)
Fonte: DNIT (2005)
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
Ábaco de dimensionamento da espessura para
pavimentos rodoviários de concreto (eixos tandem triplo)
Fonte: DNIT (2005)
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
ESTUDO DE TRAÇADO E PROJETO DE
DRENAGEM
• Traçado da rodovia ok!
• Drenagem da rodovia ok!
Fonte: DNIT (2005)
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
ROTEIRO PARA DIMENSIONAMENTO DA
ESPESSURA DO PAVIMENTO
ROTEIRO PARA DIMENSIONAMENTO DA
ESPESSURA DO PAVIMENTO
• 1- Definição dos parâmetros de
dimensionamento
• 1- Definição dos parâmetros de dimensionamento
– Resistência característica à tração na flexão aos 28
dias
– Coeficiente de recalque
– Fator de segurança
– Tráfego esperado em função da carga e horizonte
de projeto
Fonte: DNIT (2005)
–
–
–
–
Resistência característica à tração na flexão aos 28 dias
Coeficiente de recalque
Fator de segurança
Tráfego esperado em função da carga e horizonte de
projeto
• 2- Adoção de uma espessura-tentativa de concreto
Fonte: DNIT (2005)
6
3/6/2014
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
ROTEIRO PARA DIMENSIONAMENTO DA
ESPESSURA DO PAVIMENTO
ROTEIRO PARA DIMENSIONAMENTO DA
ESPESSURA DO PAVIMENTO
• 1- Definição dos parâmetros de dimensionamento
• 4- Determinação da relação de tensões e o
número admissível de repetições de carga
–
–
–
–
Resistência característica à tração na flexão aos 28 dias
Coeficiente de recalque
Fator de segurança
Tráfego esperado em função da carga e horizonte de
projeto
• 2- Adoção de uma espessura-tentativa de concreto
• 3- Determinação das tensões na placa de concreto
devidas as cargas por eixos simples, tandem duplos e
triplos em função de:
– Espessura tentativa da placa, H
– Coeficiente de recalque do sistema, k
Fonte: DNIT (2005)
Fonte: DNIT (2005)
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
ROTEIRO PARA DIMENSIONAMENTO DA
ESPESSURA DO PAVIMENTO
ROTEIRO PARA DIMENSIONAMENTO DA
ESPESSURA DO PAVIMENTO
• 4- Determinação da relação de tensões e o
número admissível de repetições de carga
• 5- Lançar o número de repetições previstas de
cargas para cada tipo de eixo
• 4- Determinação da relação de tensões e o
número admissível de repetições de carga
• 5- Lançar o número de repetições previstas de
cargas para cada tipo de eixo
• 6- Calcular o consumo de resistência à fadiga
para cada carga (em %)
Fonte: DNIT (2005)
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
ROTEIRO PARA DIMENSIONAMENTO DA
ESPESSURA DO PAVIMENTO
• 4- Determinação da relação de tensões e o número
admissível de repetições de carga
• 5- Lançar o número de repetições previstas de cargas
para cada tipo de eixo
• 6- Calcular o consumo de resistência à fadiga para
cada carga (em %)
• 7- Somar os consumos de fadiga para se obter o
consumo total de resistência à fadiga, verificando se
a espessura-tentativa cumpre os requisitados
solicitados, caso em que o consumo total de
resistência à fadiga não deverá ultrapassar os 100%
Fonte: DNIT (2005)
Fonte: DNIT (2005)
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
Exemplo de cálculo
2,5
2,65
0,52
0,54
CRF dos eixos tandem duplo e triplo = 0%
Fonte: DNIT (2005)
7
3/6/2014
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
JUNTAS EM PAVIMENTO DE CONCRETO
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
JUNTAS TRANSVERSAIS EM PAVIMENTO DE
CONCRETO
• Tipos de juntas
– Transversais
– Longitudinais
h/2
– Especiais
• Funções
–
–
–
–
–
h
Fonte: cimentoitambe com.br (2013)
Permitir retração/contração do concreto
Controle das fissuras na placa de concreto
Transferência de carga entre placas
Construção por etapas
Permitir a dilatação/expansão entre placas e estrutura
adjacente (ponte, viaduto...)
h/2
Fonte: DNIT (2005)
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
Barras lisas de transferência de carga
(Aço CA-25) – juntas transversais
Fonte: DNIT (2005)
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
JUNTAS LONGITUDINAIS EM PAVIMENTO
DE CONCRETO
A quantidade de barras e
espaçamento devem ser
calculadas a partir de
expressões existentes no
manual do DNIT.
Fonte: DNIT (2005)
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
Junta transversal em pavimento de
concreto – BR101/PB
Fonte: DNIT (2005)
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
Tipos de juntas e barras de transferência
BR101-NE/Paraíba
Junta longitudinal
Junta transversal
Fonte: Melo (2008)
Fonte: Melo (2009); ?
8
3/6/2014
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
Materiais selantes e enchimento das juntas
Materiais selantes para juntas
• Impedir a intrusão de água
• Propriedades para material selante adequado
– Fluidez, período de cura, viscosidade, adesividade, dureza,
resistência à oxidação, compressibilidade, elasticidade,
resistência à fissuração e coesão interna
– Evita bombeamento de finos
e perda da durabilidade da
placa de concreto
• Aspectos técnicos para escolha dos materiais
– Facilidade de aplicação
– Condições ambientais: temperatura e pluviosidade
– Solicitação mecânica: volume e cargas do tráfego
• Impedir a intrusão de
materiais incompressíveis
(pedregulho, areia e outros)
Sem escala
Fonte: ABCP(1998); DNIT (2005); http://classes.engr.oregonstate.edu/(2012)
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
• Norma DNIT 046/2004 – EM fixa requisitos para
aceitação de materiais destinados à selagem de
juntas
Fonte: DNIT (2005)
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
Materiais selantes para juntas
Materiais selantes para juntas
• Selantes vazados no local
• Selantes vazados no local
– Selantes vazantes a quente
– Selantes vazantes a quente
• Termoplásticos: alcatrão, asfalto e compostos
de asfalto e borracha
• Mástiques: líquido viscoso mais fíler
• Vantagem: baixo custo inicial
• Desvantagens: baixa resistência ao calor, óleos
e combustíveis e manutenção a cada 2 – 4 anos
• Termoplásticos: alcatrão, asfalto e compostos
de asfalto e borracha
• Mástiques: líquido viscoso mais fíler
• Vantagem: baixo custo inicial
• Desvantagens: baixa resistência ao calor, óleos
e combustíveis e manutenção a cada 2 – 4 anos
– Selantes vazados a frio
• Resinas, polímeros, compostos químicos
• Vantagem: maior durabilidade e menor
manutenção que selante vazante a quente
• Desvantagem: custo inicial maior
Fonte: DNIT (2005)
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
Materiais selantes para juntas
silicone
Fonte: DNIT (2005); http://www.dowcorning.com/ (2013)
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
Tipos de reservatório para selantes
• Selantes pré-moldados
– Tipos: polímeros e cortiças
– Vantagem: o mais durável, melhor desempenho
– Desvantagem: o custo mais elevado dentre os
selantes
Fonte: DNIT (2005)
Fonte: DNIT (2005)
9
3/6/2014
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
MÉTODO PCA/84
MÉTODO PCA/84
• Novos enfoques e alterações no roteiro de
dimensionamento em relação ao método
PCA/66
• Aplicação aos pavimentos de concreto simples
e com barras de transferência, ou dotados de
armadura distribuída, descontínua ou
contínua, sem função estrutural
• Modelo de análise estrutural por elementos
finitos
• Tipo e o grau de transferência de carga nas
juntas transversais
Fonte: DNIT (2005)
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
Degrau entre placas de concreto
Degrau entre placas de concreto
Av. Caxangá, Recife/PE
Fonte: DNIT (2005); Melo (2003)
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
Sub-base em concreto compactado a rolo
• Tipo e o grau de transferência de carga nas juntas
transversais
• Tipo de junta: entrosagem dos agregados
• Artifícios para melhorar a eficiência das juntas
– Placas curtas com 5 m de comprimento
– Uso de barras de transferência
– Sub-base estabilizada com cimento
Fonte: DNIT (2005)
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
Fonte: Melo (2007)
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
MÉTODO PCA/84
Modelo de ruína (fadiga)
• Efeito da existência de acostamentos de concreto
• Tensões de tração à flexão consideradas no
cálculo, são as produzidas pela carga tangente
à borda longitudinal
– Reduz as deformações verticais na borda do pavimento
– Pode favorecer a redução na espessura da placa de
concreto em até 4 cm
• Sub-bases tratadas com cimento
– Suporte de alto valor, não bombeáveis e não sujeitas à
erosão
– Podem resultar em redução de 3 cm na espessura, para
pavimentos sem barra de transferência e tráfego pesado
• Introdução de modelo de ruína por erosão da
fundação do pavimento, concomitantemente com
modelo modificado de fadiga
Fonte: DNIT (2005)
Fonte: DNIT (2005); adaptado de Rao and Roesler (2004); adaptado de Rao and Roesler (2004)
10
3/6/2014
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
Modelo de ruína (fadiga)
Modelo de ruína (erosão)
• A curva de fadiga alcança valores de relação
de tensões inferiores a 0,50
• A erosão provoca deformações verticais críticas, nos
cantos e nas bordas longitudinais, causando escalões
ou “degraus” nas juntas transversais
Degrau em junta transversal
• Fator de erosão mede o poder que certa carga tem
para impor uma dada deformação vertical à placa
Fonte: DNIT (2005)
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
ROTEIRO PARA DIMENSIONAMENTO DA
ESPESSURA DO PAVIMENTO
• Calcular o número de eixos totais por classe
de carga para vida útil do pavimento
Fonte: DNIT (2005); FHWA (2011)
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
ROTEIRO PARA DIMENSIONAMENTO DA
ESPESSURA DO PAVIMENTO
• Calcular o número de eixos totais por classe de carga
para vida útil do pavimento
• Definição dos parâmetros de dimensionamento:
– Tipo de acostamento e existência (ou não) de barras de
transferência de carga
– Resistência à tração na flexão (28 dias)
– Coeficiente de recalque
– Fator de segurança
– Tráfego esperado (calculado anteriormente)
Fonte: DNIT (2005)
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
ROTEIRO PARA DIMENSIONAMENTO DA
ESPESSURA DO PAVIMENTO
• Calcular o número de eixos totais por classe
de carga para vida útil do pavimento
• Definição dos parâmetros de dimensionamento:
Fonte: DNIT (2005)
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
ROTEIRO PARA DIMENSIONAMENTO DA
ESPESSURA DO PAVIMENTO
• Calcular o número de eixos totais por classe de carga
para vida útil do pavimento
• Definição dos parâmetros de dimensionamento:
– Tipo de acostamento e existência (ou não) de barra de
transferência
– Resistência à tração na flexão (28 dias)
– Coeficiente de recalque
– Fator de segurança
– Tráfego esperado (calculado anteriormente)
• Adoção de uma espessura de concreto (tentativa)
Fonte: DNIT (2005)
Fonte: DNIT (2005)
11
3/6/2014
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
ROTEIRO PARA DIMENSIONAMENTO DA
ESPESSURA DO PAVIMENTO
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
Quadro 12. tensão equivalente para eixos simples e tandem duplo
(MPa) para pavimento sem acostamento de concreto (PSAC)
• Determinar a tensão equivalente nos quadros
(12 e 13, ou 14 e 15), dependendo se o
pavimento terá ou não acostamento de
concreto, para eixos simples, tandem duplos e
triplos com:
– A espessura estimada da placa, H
– O coeficiente de recalque do sistema, k
– Transportam-se os valores encontrados para os
campos 8, 11 e 14 do formulário, conforme o tipo
de eixo
Fonte: DNIT (2005)
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
Determinação da tensão equivalente
Fonte: DNIT (2005)
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
ROTEIRO PARA DIMENSIONAMENTO DA
ESPESSURA DO PAVIMENTO
• Determinar a tensão equivalente ...
• Determinar nos quadros 16 e 17, 18 e 19, 20 e
21 ou 22 e 23 os fatores de erosão, em função
do tipo de junta e de acostamento
– Entrar com a espessura H e o k do sistema
– Determinar os fatores de erosão de acordo com o
tipo de eixo
– Transportar respectivamente estes valores para os
espaços 10, 12 e 15 do formulário do quadro 11
Fonte: DNIT (2005)
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
Quadro 16. Fator de erosão para eixos simples e tandem duplos
(juntas sem barras de transferência e pavimento sem
acostamento de concreto)
Fonte: DNIT (2005)
Fonte: DNIT (2005)
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
Determinação do fator de erosão
Fonte: DNIT (2005)
12
3/6/2014
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
ROTEIRO PARA DIMENSIONAMENTO DA
ESPESSURA DO PAVIMENTO
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
Cálculo do fator de fadiga
• Determinar a tensão equivalente ...
• Determinar nos quadros (...)os fatores de
erosão...
• Calcular os fatores de fadiga dos campos 9, 13
e 16 do formulário do quadro 11, para os eixos
simples, tandem duplos e triplos, dividindo as
tensões equivalentes pela resistência de
projeto
Fonte: DNIT (2005)
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
Fonte: DNIT (2005)
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
ROTEIRO PARA DIMENSIONAMENTO DA
ESPESSURA DO PAVIMENTO
• Determinar a tensão equivalente ...
• Determinar nos quadros (...)os fatores de
erosão...
• Calcular os fatores de fadiga ...
• Com o fator de fadiga e as cargas por eixos
simples e tandem duplos, determinam-se as
repetições admissíveis na coluna 4, quadro 11,
pela figura 27 (análise por fadiga)
Fonte: DNIT (2005)
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
Fonte: DNIT (2005)
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
ROTEIRO PARA DIMENSIONAMENTO DA
ESPESSURA DO PAVIMENTO
• Com o fator de erosão e as cargas por eixo
simples e tandem duplos, determinam-se as
repetições admissíveis no ábaco da figuras 28
ou 29 (sem e com acostamento de concreto)
que são lançadas na coluna 6 do quadro 11
Fonte: DNIT (2005)
Fonte: DNIT (2005)
13
3/6/2014
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
ROTEIRO PARA DIMENSIONAMENTO DA
ESPESSURA DO PAVIMENTO
• Com o fator de erosão e as cargas por eixo simples ...
• 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 dano por erosão; transportam-se
os valores calculados para as colunas 5 e 7,
respectivamente, do quadro 11
Fonte: DNIT (2005)
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
ROTEIRO PARA DIMENSIONAMENTO DA
ESPESSURA DO PAVIMENTO
• Com o fator de erosão e as cargas por eixo
simples ...
• Dividem-se as repetições esperadas ...
• Soma-se a coluna 5 (porcentagem de fadiga) e
a coluna 7 (porcentagem de erosão) do
quadro 9; verificar se a espessura estimada
cumpre os requisitos solicitados, isto é,
nenhuma das somas destas colunas,
ultrapassa 100%
Fonte: DNIT (2005)
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
Pavimento de concreto – BR101 NE
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Projeto e dimensionamento de pavimentos rígidos. Prof. Ricardo Melo.
As dificuldades são o aço estrutural que entra na
construção do caráter. Carlos Drummond de Andrade
Fonte: http://www.br101nordeste.com.br/inform.php [2011?]
14