Fonte: Nikolaides (2015)
onde E é o módulo de rigidez da superfície do subleito (MPa) e CBR é o Índice de Suporte Califórnia (%). A validade da equação acima é restrita a material de solo fino com valores de CBR de laboratório variando de 2% a 12%.
2.8.3 Classes de fundação
Conforme Nikolaides (2015) a fundação consiste na camada de sub-base e na camada de reforço do subleito (se usada), e é construída com materiais granulares ou tratados. Dependendo dos tipos dos materiais utilizados, a metodologia distinguiu quatro classes de fundação, com base no módulo de superfície da fundação. A Tabela 8 fornece detalhes acerca das classes de fundação e o módulo de superfície da fundação mínimo esperado.
Fonte: Adaptado de Nikolaides (2015)
Já a Figura 7 explica os conceitos de fundação e módulo de superfície desta metodologia, segundo Nikolaides (2015).
Fonte: Nikolaides (2015)
Módulo de superfície da fundação, do inglês foundation surface modulus, é definido como uma medida do módulo de rigidez com base na aplicação de uma carga conhecida no topo da fundação, e é um valor composto por contribuições de todas as camadas subjacentes. Segundo a metodologia este valor é determinado através de ensaios especificados por normas europeias, entretanto quando não dispor de materiais para esses ensaios, pode ser estimado pelo material das camadas da fundação (NIKOLAIDES, 2015).
Módulo de superfície do subleito, do inglês subgrade surface modulus, é definido como uma estimativa do valor do módulo de rigidez baseado no CBR do subleito e usado para projeto de fundação (NIKOLAIDES, 2015).
2.8.4 Projeto da fundação
Conforme Nikolaides (2015) esta metodologia considera a fundação do pavimento como somente a camada de sub-base, ou camada de sub-base mais a camada de reforço, que é uma camada executada entre o subleito e a sub-base quando o material do subleito é considerado muito fraco. A camada de reforço é geralmente necessária quando o CBR do subleito é mais baixo que 5%, e absolutamente necessária quando o CBR é mais baixo que 2,5%.
Ainda conforme Nikolaides (2015) a determinação da espessura da fundação, por classe de fundação, é realizada por duas abordagens de projeto alternativas: o projeto de fundação
restrita e o projeto de fundação de desempenho. Ambos os métodos de projeto usam como variável de projeto o valor do CBR ou o módulo de rigidez do subleito.
A abordagem de projeto de fundação restrita destina-se ao uso em casos em que é inadequado realizar a faixa de testes de conformidade exigida pela especificação relacionada ao desempenho para fundações. Os projetos são conservadores, permitindo a incerteza no desempenho do material e na espessura da camada. Portanto, o projeto de fundação restrita destina-se ao uso em projetos de extensão limitada (NIKOLAIDES, 2015).
As classes de fundação são limitadas às classes 1, 2 e 3. A classe de fundação 4 é excluída, pois é considerado essencial medir as propriedades de tal fundação durante a construção para garantir adequadamente que o módulo apropriado de superfície de fundação a longo prazo seja alcançado (HIGHWAYS AGENCY, 2006c).
A abordagem do projeto de fundação de desempenho oferece maior flexibilidade ao projetista, uma vez que uma ampla gama de recursos, incorporando materiais naturais, secundários e reciclados, pode ser utilizada. Além disso, as propriedades mecânicas dos materiais utilizados são utilizadas de maneira mais eficiente, e o projeto da fundação de desempenho fornece alguma garantia de que as premissas de desempenho do material feitas no estágio de projeto estão sendo, ou provavelmente serão alcançadas (HIGHWAYS AGENCY, 2006c).
Conforme Nikolaides (2015) para concluir, a escolha de qual abordagem e qual classe de fundação geralmente é feita com bases econômicas nos materiais que estão disponíveis, no tamanho do projeto e na informação de custos relevantes. Os projetistas devem levar em consideração o uso de materiais locais e secundários.
2.8.4.1 Determinação da espessura da fundação para projeto restrito
De acordo com Nikolaides (2015) a determinação da espessura da fundação no caso de projeto restrito é realizada com o uso de gráficos de projeto, como exemplo os gráficos mostrados nas Figuras 8 e 9. Em todos os casos, o projetista escolhe a classe de fundação, e para um determinado valor de CBR ou módulo de rigidez de subleito, a espessura total da camada de fundação é determinada. O gráfico da Figura 8 é utilizado quando uma única camada de fundação é utilizada, isto é, somente sub-base, enquanto o gráfico da Figura 9 é utilizado quando duas camadas de fundação devem ser usadas, isto é, camada de reforço e sub-base.
Fonte: Nikolaides (2015)
Fonte: Nikolaides (2015)
2.8.4.2 Determinação da espessura da fundação para projeto de desempenho
Conforme Nikolaides (2015) há um grande número de projetos possíveis para as várias combinações de módulo de superfície do subleito e material da fundação, a fim de alcançar a classe de fundação desejada. Gráficos de projeto para determinar a espessura da fundação, caso
Figura 8: Determinação da espessura da fundação (somente camada de sub-base)
um projeto de fundação de desempenho seja empregado, foram desenvolvidos. Cada gráfico se refere a uma classe de fundação diferente. Um exemplo de projeto de classe 1, para uma única camada de fundação, é dado na Figura 10. Quando o projeto de fundação de duas camadas é escolhido e a classe de fundação é 2, o gráfico na Figura 11 pode ser usado para a determinação das espessuras das camadas.
Fonte: Nikolaides (2015)
Fonte: Nikolaides (2015)
Ainda conforme Nikolaides (2015) a determinação da espessura da camada de fundação é realizada determinando a rigidez da camada a ser usada e o valor do CBR ou módulo de rigidez do subleito. Em todos os gráficos de projeto, a camada de fundação é construída com o
Figura 10: Projeto classe 1 - camada de fundação única
mesmo material (camada única de fundação). A metodologia recomenda usar o projeto de desempenho somente para as classes de fundação 1 e 2 e não para as classes 3 e 4.
2.8.5 Cálculo da espessura da placa de concreto
Segundo Nikolaides (2015) para pavimentos de concreto simples sem reforço estrutural (URCP), podendo considerar somente a presença de barras de transferência entre as juntas, a espessura das placas é determinada através da seguinte expressão:
Equação 11: Determinação da espessura da placa de concreto para URCP