compreendendo as origens dos problemas estruturais …
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COMPREENDENDO AS ORIGENS DOS PROBLEMAS ESTRUTURAIS DAS ESTRADAS DE RODAGENS
BRASILEIRASAutores:
- Antonio Carlos Rodrigues Guimarães
Instituto Militar de Engenharia, Prof°D.Sc
- Álvaro Viera
Prof. M.Sc IME
SUMÁRIO• Contextualização;
• Estrutura de um Pavimento;
• Defeitos em Pavimentos;
• Estudo Comparativo;
• Novo Método de Dimensionamento de
Pavimentos;
• Conclusão.
CONTEXTUALIZAÇÃO
• Qual a impressão atual da estradas brasileiras?
• O problema é do asfalto?
• Critérios de selecionamento de materiais,
Dosagens e Dimensionamento
ESTRUTURA construída após a terraplenagem e destinada, econômica e simultaneamente, em seu CONJUNTO, a:
Resistir e distribuir ao subleito os esforços verticais produzidos pelo tráfego;
Melhorar as condições de rolamento quanto a comodidade e segurança;
Resistir aos esforços horizontais que nela atuam, tornando mais durável a superfície de rolamento.
O que é um pavimento ?O que é um pavimento ?
Carga do Tráfego de Veículos (pesados)!
ESTRUTURA DE UM PAVIMENTO
• Cada camada com
sua rigidez,
espessura e
poisson;
• O revestimento
asfáltico é bem
mais rígido do que
as demais
camadas;
• Todas as camadas
contribuem para
ATR.
5 cm
15 cm
20 cm
Típico do Brasil
DEFEITOS EM PAVIMENTOS
• Defeitos associados à dosagem da mistura asfáltica:
agregados, ligante asfáltico ou massa asfáltica;
• Defeitos construtivos: temperatura inadequada de
usinagem e compactação, compactação insuficiente;
• Defeitos Estruturais: Fadiga e ATR
ESTUDO COMPARATIVO
• Será que todos os problemas são executivos
ou de projeto?
• Como é dimensionado um pavimento no
Mundo?
Atualmente os principais países do mundo buscam jum método mecanístico de dimensionamento de pavimentos
Nº País INSTITUIÇÕES EUROPÉIAS Código
1 Austria Institute fur Straßenbau und Straßenerhaltung (ISTU) AT2 Bélgica Belgian Road Research Centre (BRRC) BE3 Croácia Civil Engineering Institute os Croatia (IGH) HR4 Dinamarca Technical University (DTU) DK5 Finlândia Technical Research Centre of Finland (VTT) FI6 França Laboratoire Central des Ponts et Chaussée (LCPC) FR
7 Alemanha Bundesanstalh fur Straßenwesen (BAS)Bergische Universitat Gesamthochschule Wuppertal (BUGH) DE
8 Grécia National Technical University of Athens (NTUA) GR9 Hungria Institute for Transport Sciences Ltd (KTR) HU
10 Islândia Iceland Building Research Institute IS11 Irlanda National Roads Authority (NRA) IE12 Itália Universita Deglitudidi Firenze IT13 Holanda Dienst Weg-em Waterbouwkunde (DWW) NL14 Noruega Norwegian Road Research Laboratory (NRRL) NO15 Polônia Institute Badawezy Drog I Mostow PL16 Portugal Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC) PT17 Romênia Iptana-Search RO18 Eslovênia Druzbazadrzavneeeste SI
19 Espanha Centro de Estudios de Carreteras (CEDEX)Universidad Politécnica de Madrid (UPM) ES
20 Suíça Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (LAVOC) CH21 Suécia Swedish Road and Transport Research Institute (VTI) SE22 Reino Unido Transport Research Laboratory (TRL) GB País INSTITUIÇÕES NÃO EUROPÉIAS Código
23 EUAAmerican Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO) AA
Asphalt Institute AI
24 Reino UnidoShell International Petroleum Company Limited SHUniversity of Nottingham NT
25 Austrália Australian Road Research Board (ARRB) AU26 Japão Japan Road Association JA27 Nova Zelândia National Roads Board NZ28 África do Sul National Institute for Transportation and Road Research SA
Predomínio de métodos analíticos na Europa
NAASHTO = 106
NAASHTO = 107
NAASHTO = 108
Pavimento projetadoTráfego acumulado (NAASHTO)
106 107 108
Espessura do revestimento (mm)
Média 128 222 295
Máxima 300 425 375
Mínima 25 150 190
Espessura total do pavimento (mm)
Média 529 618 626
Máxima 1030 1110 1050
Mínima 210 280 330
Resultados obtidos - COST 333
NOVO MÉTODO MECANÍSTICO DE DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS
NACIONAL - MEDINA
Dimensionamento pelo Método DNER/66
Tráfego: NAASHTO = 1 x 107 NUSACE = 4 x 107
Materiais:
Camada Tipo de material CBR Módulo de Resiliência
Coef Poisson Referência
Subleito Solo argiloso 5% 10,4CBR = 52 MPa 0,45 Heukelom&Klomp (1962)
Sub-base Solo laterítico 20% 22CBR0,8 = 241 MPa 0,40IP-08 PMSP
Base Brita Graduada Simples 80 % 400 MPa 0,35
Revestimento Concreto asfáltico - 3.500 MPa 0,35 Soares et al. 2000
Dimensionamento:
R = 10 cm
H5 = 72 cm
H20 = 29 cm
R.KR + B.KB H20 ....... (10 x 2) + (B x 1) 29 ......B 9 ....... Badot = 15 cm
R.KR + B.KB + H20.KSB H5 ......(10 x 2) + (15 x 1) + (H20 x 0,77) 72 ..... H20 48 cm
BRITA GRADUADA SIMPLES -BGS
SUBLEITO
CBUQ
SUB-BASE ESTABILIZADA GRANULOMETRICAMENTE
10 cm
15 cm
48 cm
Verificação das tensões e deformações obtidas com o programa AEMC:
CarregamentoTipo: Eixo duploPressão de Pneus (MPa): 0,560000Raio do Carregamento (m): 0,107946
Ponto X (m) Y (m) Z (m) Ux (µm) Uy (µm) Uz (µm) Sx (MPa) Sy (MPa) Sz (MPa)1 0,000000 0,000000 0,099000 0,000000 0,000000 420,428,200 0,062482 0,522814 -0,1329922 0,000000 0,000000 0,245000 0,000000 0,000000 382,573,170 0,015610 0,037817 -0,0839453 0,000000 0,000000 0,735000 0,000000 0,000000 286,717,850 0,001108 0,001403 -0,0121234 0,162000 0,000000 0,099000 7,557,190 0,000000 416,559,770 0,695925 0,829830 -0,196947
Europa EUA + outros Brasil
Comparação com valores do COST 333
20
18
12
20
15
25
20
15
20 20
40
30
20 20 20
18 18 18
20
15 15
20 20
30
20 20
15
25
22
10
5
10
15
20
25
30
35
40
45
AT BE HR DK FI FR DE GR HU IS IE IT NL NO PL PT RO SI ES SE CH GB AA AI AU JA NZ NT SH BRASIL
Espe
ssur
a do
reve
stim
ento
(cm
)
Método de dimensionamento
Espessura do revestimento em concreto asfáltico
MÉDIA = 22 cm
NAASHTO = 1 x 107
Brasil
Dimensionamento pelo MeDiNa
BASE
SUBLEITO
CBUQ 10 cm
15 cm
48 cmSUB-BASE
BASE
SUBLEITO
CBUQ 18 cm
SUB-BASE
20 cm
40 cm
Método empírico Método mecanístico - empírico
CONCLUSÃO
Mostrou-se que boa parte dos pavimentos das estradas brasileiras de médio a elevaod volume de tráfego pode estar sendo subdimensionada, fato que certamente contribui para a diminuiçõa da sua vida útil e degradação prematura.
Perguntas?Perguntas?