Dimensionamento de Pavimento Flexível

A ideia desta página é apresentar a metodologia de dimensionamento de pavimento flexível do DNER da forma mais didática e simples possível. Espero que gostem!

APRESENTAÇÃO

O Manual de Pavimentação do DNIT apresenta 2 métodos de dimensionamento para pavimentos flexíveis, sendo:


Este método adota coeficientes de equivalência estrutural, os quais também foram obtidos na pista experimental da AASHTO com algumas modificações que foram consideradas oportunas.

As camadas do pavimento flexível são dimensionadas em função do tipo de material constituinte e da sua respectiva capacidade de suporte e também do subleito.

Tal capacidade de suporte do subleito e dos materiais é definida pelo ensaio de CBR, o qual é preconizado pelo DNER e normatizado pelo Método de Ensaio ME 172/2016, onde corpos-de-prova são moldados em laboratório para as condições de massa específica aparente e umidade especificada para o serviço.

Os materiais devem ser compactados de acordo com os valores fixados nas “Especificações Gerais”, sendo recomendado que em nenhum caso, o grau de compactação deve ser inferior a 100% do que for especificado.

O método também recomenda que solos granulares com granulação grossa, deve ser aplicada uma energia de compressão correspondente ao Proctor Modificado.

CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS

As características dos materiais por camadas devem ser as seguintes:

Subleito:

Reforço do Subleito:

Subbase:

Base:

Quando o número “N” > 5 x 106, então:

Quando o número “N” <= 5 x 106, então:


METODOLOGIA

Além dos materiais, o dimensionamento do pavimento também leva em consideração o efeito destrutivo do tráfego que é representado pelo número equivalente de operações de um eixo tomado como padrão, durante o período de projeto escolhido.

De posse das informações das camadas constituintes e do número “N”, o próximo passo é determinar os coeficientes de equivalência estrutural para as diferentes camadas que irão constituir o futuro pavimento. De acordo com o tipo de material é possível determinar o coeficiente através da tabela da Figura 1, tal coeficiente varia de 2 para bases ou revestimento com material betuminoso até 1 para as camadas granulares.

Segundo o Manual de Pavimentação do DNIT, os coeficientes estruturais são designados por:


SEQUÊNCIA DE CÁLCULOS

O primeiro passo para definição das camadas é escolher o tipo de revestimento, o qual está diretamente relacionado com o esforço do tráfego indicado pelo número “N”. A Figura 2 apresenta a tabela na qual o tipo e a espessura mínima do revestimento são definidos.

Tentando ser o mais didático possível para facilitar o entendimento, o próximo passo para dimensionamento do pavimento é definir as espessuras das camadas utilizando inequações pré-definidas no método (Figura 3) e pelas curvas indicadas na Figura 5, as quais determinam a espessura de material que deve estar sobre uma camada considerando parâmetros de tráfego e de suporte dos materiais constituintes.



É importante ressaltar que as normas apresentam que as espessuras máximas e mínimas que devem ser adotadas para cada camada são respectivamente 20cm e 10cm. As normas ressaltam também que a espessura mínima para facilitar a construção a ser adotada para as camadas deve ser de 15cm.

Uma observação importante é que, mesmo que o CBR da camada de sub base seja superior a 20%, a espessura do pavimento para protegê-la é determinada como se o valor fosse 20 e, por esta razão, sempre são usados os símbolos H20 e h20.

Para facilitar o entendimento do método, utilizaremos o seguinte exemplo:

Exemplo: Dimensionar um pavimento flexível considerando os seguinte parâmetros pré-estabelecidos:

As camadas de base e sub base devem ser consideradas como granulares.

Como o número “N” é superior a  106  e inferior ou igual a 5 x 106  então o tipo de revestimento a ser utilizado deve ser Concreto Betuminoso Usinado a Quente (CBUQ) com 5cm de espessura. Sendo assim KR = 2.

obtém-se H20 = 30cm.

Pela inequação:

tem-se,

5 x 2 + B * KB >= 30

Como a camada de base é granular, então, KB = 1,00. Sendo assim,

5 x 2 + B x 1 >= 30

B >=30 – 10

B >= 20.

A espessura da base deve ser de 20cm.


Pelo gráfico, obtém-se h20 = 48cm.

Pela inequação:

obtém-se:

2 x 5 + 20 x 1 +  h20 x KS >= 48

Como a camada de base é granular, então, KS = 1,00. Sendo assim,

2 x 5 + 20 x 1 + h20 x 1 >= 48

h20 >= 48 – 30

h20 >= 18cm

Para esse caso, a espessura da sub base será considerada como 20cm.

h20 = 20cm

Considerando os parâmetros de tráfego e de CBR das camadas, o pavimento terá a seguinte configuração:

Com isso o dimensionamento está completo.

Observação: É importante salientar que o dimensionamento foi realizado com os dados apresentados. O intuito foi mostrar o passo a passo para aplicação do método do DNER e facilitar o entendimento do mesmo. Para uma situação real, o material da sub base deveria ser melhorado por meio de mistura para fornecer um CBR igual ou superior a 20%.