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RAFAEL DE MELO ARRUDA, Avaliação estrutural de pavimento flexível com o uso da Viga Benkelman e software Medina

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UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO – UNEMAT

RAFAEL DE MELO ARRUDA

AVALIAÇÃO ESTRUTURAL DE PAVIMENTO FLEXÍVEL COM O USO

DA VIGA BENKELMAN E SOFTWARE MEDINA

Sinop - MT

2018/2

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UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO – UNEMAT

RAFAEL DE MELO ARRUDA

AVALIAÇÃO ESTRUTURAL DE PAVIMENTO FLEXÍVEL COM O USO

DA VIGA BENKELMAN E SOFTWARE MEDINA

Projeto de Pesquisa apresentado à Banca Examinadora do Curso de Engenharia Civil – UNEMAT, Campus Universitário de Sinop-MT, como pré-requisito para obtenção do título de Bacharel em Engenharia Civil.

Prof.ª Orientadora: Ms. Ana Elza Dalla Roza.

Sinop - MT

2018/2

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LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Dados do solo - Laterita Sinop. ... 22

Tabela 2 - Amostra A. ... 22

Tabela 3 - Deformação permanente do solo Curitiba. ... 23

Tabela 4 - Amostra B. ... 23

Tabela 5 - Deformação permanente do solo Villa Verde. ... 24

Tabela 6 - Localização dos pontos para posicionamento da viga. ... 24

Tabela 7 - Deflexões esperadas pelo MeDiNa. ... 25

(4)

LISTA DE EQUAÇÕES

Equação 1 ... 14

Equação 2 ... 17

Equação 3 ... 18

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LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Esquema do sistema de posicionamento da Viga Benkelman. ... 13

Figura 2 - Esquema Viga Benkelman. ... 14

Figura 3 - Treliça para medição das flechas da trilha de roda. ... 16

Figura 4 - Ábaco de classificação MCT. ... 17

Figura 5 - Ponto A e B. ... 21

Figura 6 - Ponto A. ... 22

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LISTA DE ABREVIATURAS

AEMC – Análise Elástica de Múltiplas Camadas CBUQ – Concreto Betuminoso Usinado a Quente

CREMA – Programa de Recuperação e Manutenção da Rede Remanescente DNER – Departamento Nacional de Estradas e Rodagem

DNIT – Departamento Nacional de Infraestrutura de transportes FWD – Falling Weight eflectometer

IME – Instituto Militar de Engenharia ISC – Índice de Suporte Califórnia MCAF – Micro Concreto Asfáltico a Frio MCAQ – Micro Concreto Asfáltico a Quente MeDiNa – Método de Dimensionamento Nacional NDT – Nondestructive Deflection Testing

PMF – Pré Misturado a Frio TER – Trilha de Roda Externa TRI – Trilha de Roda Interna

UNEMAT – Universidade do Estado de Mato Grosso USACE – Corpo de Engenheiros Militares dos EUA

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DADOS DE IDENTIFICAÇÃO

1. Título: Avaliação estrutural de pavimento flexível com o uso da Viga Benkelman e Software MeDiNa.

2. Tema: 30100003 – Engenharia Civil

3. Delimitação do Tema: 30103053 - Pavimentos 4. Proponente: Rafael de Melo Arruda

5. Orientadora: Ms. Ana Elza Dalla Roza

6. Estabelecimento de Ensino: Universidade do Estado de Mato Grosso

UNEMAT.

7. Público Alvo: Profissionais da área de pavimentação, comunidade acadêmica, pesquisadores, prefeituras e a sociedade em geral.

8. Localização: Campus Aquarela - Avenida Francisco de Aquino Correa, S/n, Bairro Aquarela das Artes – Sinop MT, CEP 78555-475.

(8)

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ... 7 2 JUSTIFICATIVA ... 8 3 OBJETIVOS ... 9 3.1 OBJETIVO GERAL ... 9 3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ... 9 4 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ... 10 4.1 ESTRADAS NO BRASIL ... 10 4.2 MÉTODOS DE DIMENSIONAMENTO ... 10

4.3 AVALIAÇÃO ESTRUTURAL DE PAVIMENTOS ... 12

4.3.1 Avaliação com o uso da Viga Benkelman ... 12

4.3.2 Trilha de Roda ... 15

4.4 MÉTODO MECANÍSTICO DE DIMENSIONAMENTO ... 16

4.5 MEDINA – MÉTODO DE DIMENSIONAMENTO NACIONAL ... 20

5 METODOLOGIA ... 21

5.1 LOCAIS ANALISADOS ... 21

5.1.1 Ponto A ... 22

5.1.2 Ponto B ... 23

5.2 AVALIAÇÃO EM CAMPO ... 24

5.3 COMPARAÇÃO DAS DEFLEXÕES ... 24

6 RECURSOS HUMANOS E MATERIAIS ... 26

7 CRONOGRAMA ... 27

8 REFERENCIAL BIBLIOGRÁFICO ... 28

(9)

1 INTRODUÇÃO

No Brasil os métodos de dimensionamento de pavimentos tradicionais estão sendo revisados e criadas novas metodologias de dimensionamento. Com essas revisões foi finalizado o novo método de dimensionamento mecanístico-empírico de pavimentos asfálticos que substituirá o método puramente empírico em uso. Com o novo método o antigo ensaio de Índice de Suporte Califórnia (ISC) é substituído pelos ensaios de Módulo de Resiliência e de Deformação Permanente, realizados em equipamentos triaxiais com carregamento cíclico.

Tendo em vista estas novas metodologias de dimensionamento é necessário a verificação do comportamento dos materiais em campo, de acordo com esse novo método. O controle tecnológico em campo anteriormente realizado apenas pelo grau de compactação das camadas é complementado pelo uso da Viga Benkelman, afim de determinar a deflexão das camadas do pavimento.

O novo método de dimensionamento nacional, conta com um software de dimensionamento que a partir de dados de deformação permanente e módulo de resiliência das camadas, dimensiona e analisa as camadas do pavimento, fornecendo um relatório com os valores de deformação permanente e deflexões das camadas que compõem a estrutura do pavimento.

Desta maneira a presente pesquisa visa verificar a deflexão do pavimento em vias urbanas e analisá-las a partir dos resultados obtidos pelo software MeDiNa - Método de Dimensionamento Nacional.

(10)

2 JUSTIFICATIVA

No Estado do Mato Grosso e até mesmo em outras regiões do país, as empresas de pavimentação pouco conhecem a respeito do novo método de dimensionamento nacional, gerando dúvidas em relação ao dimensionamento através desta plataforma que entrará em vigor (DALLA ROZA, 2018).

Conforme Fritzen (2005), a comparação do comportamento dos materiais em campo e em laboratório é de suma importância, pois um dos maiores problemas para os engenheiros é estimar de forma satisfatória a vida útil da construção. Em geral os testes são realizados em laboratórios e em escala reduzida, não obtendo precisão nas condições existentes no campo, devido ao efeito de escala que modifica os fatores.

Dessa maneira Fritzen (2016), apresenta a validação da Função de Transferência ou “Fator Campo Laboratório” que é uma correlação ou fator de ajuste entre os resultados obtidos em laboratório e as condições de campo, através de simulações computacionais considerando as propriedades dos materiais e o desempenho observado em campo.

Os parâmetros de deflexão obtidos pelo MeDiNa referem-se ao comportamento dos materiais em laboratório, tendo em sua formulação uma correlação com a Função de Transferência, sendo assim possível realizar a comparação com as medidas obtidas em campo.

Portanto a pesquisa é de fundamental importância, pois irá difundir e divulgar, o novo método de dimensionamento mecanístico-empírico de pavimentos asfálticos, para toda comunidade acadêmica e empresas do ramo.

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3 OBJETIVOS

3.1 OBJETIVO GERAL

Efetuar a avaliação estrutural utilizando a Viga Benkelman em duas vias urbanas no município de Sinop – MT.

3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Analisar a estrutura do pavimento existente através do software MeDiNa; • Determinar as deflexões utilizando a Viga Benkelman;

• Comparar as deflexões obtidas pelo software com as encontradas em campo;

(12)

4 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

4.1 ESTRADAS NO BRASIL

Os primeiros registros de estradas brasileiras se deram no início do povoamento do imenso espaço descoberto pelos europeus e anteriormente a esse período há registros de trilhas indígenas. Com o desenvolvimento houve uma necessidade de aprimorar os caminhos de carroças utilizadas para a locomoção de produtos e pessoas. Desta forma, foi inaugurada em 1861 a estrada “União Indústria” sendo esta o primeiro registro de estrada macadamizada do continente, localizada entre os estados do Rio de Janeiro e Minas Gerais (LEITE, 2008).

De acordo com Faccio (1997), a explosão do incremento rodoviário se deu nas décadas de 1940 e 1950, com o governo de Juscelino Kubitschek, que teve como prioridade a expansão da malha rodoviária do país, tendo como lema “governar é construir estradas”. Com a fundação da Petrobrás e a constituição de impostos rodoviários nesse período, houve um avanço nas rodovias. Entretanto, o marco determinante para a consolidação das estradas no país se deu devido ao automóvel, assumido com maior importância pelos brasileiros.

Segundo o Departamento Nacional de Infraestrutura de transportes – DNIT (2016), a extensão da malha rodoviária total do país no ano de 2016 era de 1 milhão e 435 mil quilômetros, sendo rodovias federais, estaduais e municipais pavimentadas e não pavimentadas. Deste montante, apenas 196 mil quilômetros são de rodovias pavimentadas, deixando claro a necessidade do desenvolvimento desse tipo de malha rodoviária.

4.2 MÉTODOS DE DIMENSIONAMENTO

Conforme Balbo (2007), dimensionar um pavimento trata da determinação da espessura das camadas a serem aplicadas e a composição dos materiais que serão aplicados, pois desta maneira, é possível construir uma estrutura que tenha capacidade de suportar o carregamento imposto por determinado volume de tráfego em situações climáticas do meio em que está inserido.

De acordo com Senço (2007), o dimensionamento de um pavimento consiste na determinação das camadas de reforço do subleito, da sub-base, da base e do revestimento, de forma que essas camadas sejam suficientes para resistir, transmitir

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e distribuir as pressões resultantes da passagem dos veículos ao subleito, sem que o conjunto sofra ruptura, deformações apreciáveis ou desgaste superficial excessivo.

Admitindo as cargas aplicadas como estáticas para o estudo do dimensionamento, mas submetendo-as a cargas repetidas, evidencia-se que essas repetições levam a deformações permanentes e elásticas, que aumentam quão maior for o número de solicitações.

Segundo o DNIT (2006), através dos estudos de tráfego pode-se encontrar o número de veículos, que circulam por uma via em determinado espaço de tempo e suas ações mútuas.

Portanto, o tráfego é uma das especificações que influem no dimensionamento dos pavimentos. As cargas que solicitam o pavimento durante a sua vida útil são ações de carregamento e descarregamento em determinado ponto da superfície de rolamento, sendo o parâmetro de tráfego necessário para o dimensionamento, uma vez que o mesmo é função básica do suporte de subleito.

O número “N” utilizado para o dimensionamento de pavimentos, é definido pelo eixo padrão brasileiro formado por um eixo simples de rodas duplas, que transmite ao pavimento uma carga total de 8,2 toneladas aplicada durante a vida útil de projeto.

Em casos de tráfego elevado, os métodos de dimensionamento de pavimentos possivelmente resultam em espessuras elevadas. Pode se, então, dividir a capa de rolamento em duas camadas, sendo elas: superior, que tem por função resistir ao desgaste e inferior, executada utilizando agregado de granulometria mais graúda exercendo uma função de complemento ao revestimento. Essa camada tem o nome de "binder", sendo frequentemente considerada parte do revestimento. No entanto pode ser denominada, também, como segunda ou primeira base.

Para subleitos de boa qualidade, as camadas executadas não necessitam ser tão espessas, obtendo assim um pavimento de menor espessura, podendo evitar a execução de camadas como reforço e sub-base.

No Brasil o método de dimensionamento de pavimentos flexíveis mais difundido é o método do DNIT. Essa metodologia utiliza como parâmetro as curvas de dimensionamento do USACE (Corpo de Engenheiros Militares dos EUA) e o ensaio de CBR.

Sendo ainda baseado em métodos empíricos, experiências adquiridas e comparações entre desempenho obtido e materiais integrantes da estrutura do pavimento (BEZERRA NETO, 2004).

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Devido o pavimento ser uma estrutura complexa e a presunção de seu desempenho ser realizada com vastas simplificações, desenvolveram-se alguns métodos de dimensionamento de pavimentos. Assim, chegou-se a três métodos de dimensionamento: os empíricos, os mecanísticos e os teóricos-experimentais (BENEVIDES, 2000).

4.3 AVALIAÇÃO ESTRUTURAL DE PAVIMENTOS

Villibor et al. (2009) afirma que, a grande preocupação na conservação das vias urbanas é o elevado nível de deterioração, por não haver quase nenhuma política de manutenção preventiva. Desta forma, há um intenso surgimento de trincas ocasionando posteriormente as panelas. Esses defeitos em grande parte são ocasionados pelo envelhecimento do pavimento, como também, a má execução de remendos, contribuindo para um aumento nos serviços emergenciais.

Os fatores climáticos são determinantes para a deterioração do pavimento uma vez que a água pode ocasionar uma queda de capacidade de suporte, desta forma a estrutura ao ser solicitada pelo tráfego sofre maiores deslocamentos, levando a maiores danos a estrutura e a superfície, dessa maneira acentuando o decréscimo do valor de serventia (BERNUCCI et al., 2008).

4.3.1 Avaliação com o uso da Viga Benkelman

De acordo com Bernucci et al. (2008), os equipamentos utilizados em avaliações não destrutivas (NDT - nondestructive deflection testing) são divididos em:

• Carregamento quase estático - ensaio de placa e Viga Benkelman; • Carregamento vibratório – dynaflect;

• Carregamento por impacto - falling weight deflectometer (FWD).

As normas brasileiras destinadas ao cálculo de reforço foram desenvolvidas para valores obtidos com o uso da Viga Benkelman por ser a ferramenta mais difundida no estudo de projetos para reforço de pavimentos, pois mede a deflexão reversível do pavimento, sendo também utilizada para a identificação de possíveis deficiências estruturais.

A Viga Benkelman consiste em um equipamento muito simples, que necessita de um caminhão com eixo traseiro simples de roda dupla carregado com 8,2 t, para aplicar a carga sob a qual será medida a deformação elástica (BERNUCCI et al., 2008). Esta, é equipada com um vibrador que elimina a inércia inicial ocasionada pelas

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partes móveis para assim evitar possíveis falhas do ponteiro do extensômetro. A mesma foi projetada observando a área de deformação do pavimento, ou seja, a área de influência da carga aplicada. No momento da leitura inicial, esta não pode atingir nem os pés dianteiros nem a ponta de prova. Após a medição desloca-se o caminhão para frente até o ponto que seu peso não exerça mais influência sobre a viga, sendo realizado assim a leitura final.

A determinação das deflexões deve ser realizada conforme o DNER-ME 024/94, cuja calibração deve seguir o determinado na norma DNER-PRO 175/94. A bacia de deformação deve ser levantada de acordo com as recomendações do DNER-ME 061/94 (DER/SP, 2006).

Após a prévia delimitação dos pontos, o caminhão deverá ser posicionado de modo que, um dos conjuntos de rodas esteja centrado no ponto selecionado na trilha externa, devendo o eixo de carga estar perpendicular ao eixo da pista. A viga deverá ser posta de forma que, a ponta de prova esteja entre os pneus, exatamente no ponto delimitado, como exemplificado na Figura 1. Para iniciar a leitura é necessário a liberação da trava e que o pé traseiro da viga esteja ajustado, para que o extensômetro fique a meio curso.

Figura 1 - Esquema do sistema de posicionamento da Viga Benkelman. Fonte: DNER, 1994a.

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A leitura inicial (𝐿0) deve ser realizada quando o extensômetro indicar

movimento igual ou menor que 0,01 mm/min, ou após decorrido três minutos da ligação do vibrador. Já a leitura final (𝐿𝑓), é realizada após o lento deslocamento do caminhão por dez metros, o extensômetro deve indicar movimento igual ou menor que 0,01 mm/min, ou após decorrido três minutos do deslocamento da posição original.

Equação 1

𝐷0 = (𝐿0 − 𝐿𝑓) × 𝑎 𝑏

Sendo:

𝐷0 = Deflexão real ou verdadeira, em centésimos de milímetro; 𝐿0 = Leitura inicial, em centésimos de milímetro;

𝐿𝑓 = Leitura final, em centésimos de milímetro; 𝑎

𝑏

⁄ = Dimensões da Viga Benkelman – conforme Figura 2.

Figura 2 - Esquema Viga Benkelman. Fonte: DNER, 1994a.

Segundo Rocha Filho e Rodrigues (1996), alguns parâmetros devem ser observados em relação à avaliação estrutural feita com a Viga Benkelman:

• Apresenta alta dispersão nas deflexões medidas;

• A dispersão é maior quanto mais distante a aplicação da carga em relação ao ponto avaliado;

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• A dispersão das leituras é menor quando o caminhão está parado em cada ponto;

• A precisão dos resultados é função de fatores como: destreza do motorista, condições do veículo (embreagem e freios), experiência, habilidade e coordenação da equipe responsável pelas leituras.

4.3.2 Trilha de Roda

Dentre os inúmeros defeitos estruturais presentes em pavimentos flexíveis, a deformação permanente em trilha de roda é uma patologia crítica, pois afeta diretamente os custos de transportes, o conforto ao rolamento e reduz a segurança do usuário. O comprometimento da aderência pneu – pavimento também é evidenciado, ocasionando a dificuldade de tráfego e o acúmulo de água em períodos de chuva.

De acordo com o Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT), a deformação permanente em trilha de roda é formada em duas situações:

• Afundamento plástico - deformação permanente que afeta uma ou mais camadas do pavimento;

• Afundamento por consolidação - deformação permanente, ocasionada pela consolidação diferencial do pavimento ou subleito e não possui solevamento.

Conforme a norma DNIT 006/2003 – PRO, o ensaio deverá ser executado utilizando a treliça de alumínio, padronizada com comprimento de base de 1,20m e régua móvel instalada em seu ponto médio (Figura 3). Permitindo assim medir a flecha das trilhas de roda em milímetros, trilha de roda interna (TRI) e trilha de roda externa (TER), anotando-se o maior valor de cada trilha. Se a estação analisada apresentar qualquer tipo de deformação que inviabilize a medida, a treliça deverá ser movida, afim de se obter a flecha.

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Figura 3 - Treliça para medição das flechas da trilha de roda. Fonte: DNIT 006/2003 – PRO.

4.4 MÉTODO MECANÍSTICO DE DIMENSIONAMENTO

O órgão rodoviário da Califórnia começou em 1938 as medições de deflexões em pavimentos sujeitos ao tráfego, já os primeiros estudos sistemáticos da deformabilidade dos pavimentos devem se a Francis Hveem em 1955 (MEDINA E MOTTA, 2015).

A classificação MCT foi desenvolvida por Nogami e Villibor em 1981 para prever o comportamento dos solos tropicais, classificando-os em dois grandes grupos: laterítico e não laterítico. Os solos laterítico (L) subdividem-se em 3 grupos: as areias lateríticas quartzosas (LA), solo arenoso laterítico (LA’) e solo argiloso laterítico (LG’). Já os solos não lateríticos (N) subdividem-se em 4 grupos: as areias, siltes e misturas de areias e siltes não laterítico (NA), misturas de areias quartzosas com finos de comportamento não laterítico (solos arenosos) (NA’), solo siltoso não laterítico (NS’) e solo argiloso não laterítico (NG’) (DALLA ROZA, 2018).

Para a classificação dos solos tropicais em lateríticos ou não lateríticos são realizados os ensaios de Compactação Mini-MCV e Perda de Massa por Imersão normatizadas por DNER-ME-258/1994 e DNER-ME-256/1994, respectivamente. Com a realização destes dois ensaios é possível determinar os coeficientes c’, que se

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relaciona com a granulometria do material, arenoso ou argiloso, d’ e Pi, que são indicativos do grau de laterização: solos com Pi menores que 100 e d’ maiores que 20 denotam um comportamento laterítico de acordo com Nogami e Villibor (1995). Estes dois parâmetros definem o valor do coeficiente e’ através da Equação 2.

Equação 2 e’ = √ Pi 100+ 20 d′ 3 Sendo:

e’ = Índice de classificação (adimensional); Pi = Perda de massa por imersão (%);

d’ = Inclinação do ramo seco da curva de compactação de 12 golpes (adimensional).

Os valores combinados de e’ e c’ classificam o material através do ábaco apresentado na Figura 4.

Figura 4 - Ábaco de classificação MCT. Fonte: Villibor et al, 2009.

Os usuais métodos de dimensionamento foram formulados empiricamente, dessa maneira sua principal desvantagem é seu limitado uso, por necessitar de parâmetros parecidos em novos dimensionamentos. Com o desenvolvimento de programas computacionais foi possível basear o dimensionamento na teoria da

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elasticidade, tendo como principais parâmetros o módulo de resiliência e o coeficiente de Poisson (MEDINA, 1997).

De acordo com Nóbrega (2003), o módulo de resiliência, define a relação entre as tensões e as deformações nas camadas do pavimento, podendo ser determinado de duas maneiras:

• Em laboratório: através do ensaio triaxial dinâmico (solos) e de compressão diametral (misturas asfálticas, materiais cimentados); • Analiticamente: através da retro análise dos módulos de resiliência a

partir das bacias deflectométricas obtidas sob a superfície do pavimento.

Já o coeficiente de Poisson determina a relação entre as deformações específicas radiais (horizontais) e axiais (verticais) dos materiais, tendo na maioria dos casos um valor adotado para cada material.

Os ensaios de cargas repetidas realizados em laboratório possuem fundamental importância para calibrar os programas de retroanálise, pois esses utilizam dados resultantes de ensaios não destrutivos de pavimentos (MEDINA et al., 1994).

O modelo MR = f (σd) aplica-se aos solos finos ou com mais de 50% passando na peneira 0,074 mm. Sendo, geralmente, solos lateríticos de subleitos ou camada de reforço. A princípio usava-se a relação MR = f (σd), em escalas aritméticas, bilinear, com variação rápida de MR com σd nos valores baixos da tensão desvio, que se verifica a profundidades grandes e pequenas deformações. Por isso que é pequena a contribuição do subleito, a umidade de equilíbrio baixa, na deformação total (MEDINA, 1997).

Um modelo proposto por Macedo (1996), denominado de composto (equação 3), é capaz de eliminar a dificuldade de definição prévia do comportamento resiliente dos solos em função de sua granulometria já que leva em consideração a influência ao mesmo tempo das tensões confinantes e de desvio, para todos os tipos de material. Equação 3 Mr = k1 σ3k2σdk3

Sendo:

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σ3 = Tensão de confinamento; σd = Tensão desvio;

k1, K2, K3 = Constantes determinadas experimentalmente.

Silva (2003), apresenta que a deformação permanente é característica dos afundamentos ao longo da trilha de roda e pelas irregularidades na superfície do pavimento que, por sua vez, atrapalham a drenagem e aumentam o risco de aquaplanagem. Esses fatores têm como consequência direta a redução dos níveis de segurança e conforto dos pavimentos.

Fazendo o uso dos Ensaios triaxiais de carga repetida é possível correlacionar a relação entre o número de repetições de carga e a deformação específica permanente acumulada. No entanto não é dependente apenas do número de repetições de carga, existindo ainda diversos fatores influenciáveis.

Svenson (1980), realizou inúmeros ensaios de cargas repetidas identificando assim a influência de diversos fatores nas deformações permanentes dos solos, e agrupou estes fatores em três classes:

• Fatores de carga: Forma e o tipo de carregamento, tensão de confinamento, tensão desvio e frequência de carregamento;

• Fatores estruturais: Arranjo estrutural das partículas, tipo de material e forma de compactação;

• Fatores ambientais: influências externas, umidade e temperatura. Estudos feitos por Guimarães (2009), mostram que é possível a modelagem da deformação permanente dos materiais a partir de ensaios realizados com solos tropicais e outros materiais que constituem os pavimentos brasileiros por um modelo mais completo, incluindo o estado de tensões e com um número grande de repetições de carga. A Equação 4 apresenta o modelo determinado para expressar a deformação permanente obtida em ensaios triaxiais de carga repetida.

Equação 4 εp (%) = Ψ1 (σ3 ρ0) Ψ2 (σd ρ0) Ψ3 NΨ4 Sendo: εp (%) = Deformação permanente; σ3 = Tensão de confinamento; σd = Tensão desvio;

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 = Tensão de referência (tensão atmosférica); 𝑁 = Número de ciclos de aplicação de carga; Ψ1, Ψ2, Ψ3, Ψ4 = Parâmetros de regressão.

4.5 MEDINA – MÉTODO DE DIMENSIONAMENTO NACIONAL

O Software MeDiNa é um método que realiza a verificação e o dimensionamento mecanístico-empírico de estruturas de pavimentos, com o auxílio do software AEMC (Análise Elástica de Múltiplas Camadas). Essa rotina determina as tensões e deformações em estruturas de pavimentos sob carregamento de rodas do tipo eixo padrão rodoviário, aplica modelos de fadiga e deformação permanente para ajustar as espessuras das camadas. Além de contar com um método de retro análise – BackMeDiNa, que permite retro analisar bacias deflectométricas obtidas por FWD tendo como objetivo inferir o módulo de resiliência “in situ” das camadas do pavimento (FRANCO, 2018).

Para o dimensionamento de novos pavimentos asfálticos é solicitada a inserção dos parâmetros dos materiais que irão formar a estrutura e a definição do carregamento, estando divididos em carregamento, estrutura e resultados. Junto ao programa é apresentado um banco de dados de materiais que pode servir como ferramenta ao usuário (DALLA ROZA, 2018).

A definição do Número Equivalente de Eixos o número N, é ferramenta chave para o correto funcionamento do software MeDiNa. Os modelos utilizados no programa mostram-se sensíveis a pequenas variações do Número N, portanto, uma estimativa apurada é de grande importância para o sucesso do projeto (FRANCO, 2018).

A análise dos pavimentos pode ser realizada após a inserção de todos os dados da estrutura e do tráfego. Esse processo realiza os cálculos e verifica os critérios de área trincada e/ou deformação permanente, sem a modificação da espessura da camada selecionada, ao final da análise é apresentado um resumo que pode ser avaliado pelo projetista (FRANCO, 2018).

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5 METODOLOGIA

5.1 LOCAIS ANALISADOS

Os pontos analisados estão apresentados na figura 5 e foram escolhidos a partir da tese de mestrado do IME - Instituto Militar de Engenharia, realizada com amostras previamente coletadas no munício de Sinop – MT, para posterior análise em laboratório e obtenção do título de Mestre em Ciências em Engenharia de Transportes, pelo 1º Ten Ben-Hur De Albuquerque e Silva, no ano de 2003.

Figura 5 - Ponto A e B.

Fonte: Adaptado de Google Earth, 2018.

Silva (2003) determinou os valores de módulo de resiliência, classificação MCT entre outros ensaios.

A composição da sub-base e base dos pontos A e B é de cascalho laterítico, conhecido também como laterita, estudada por Dalla Roza (2018). A estrutura é composta por 15 cm de base e 15 cm de sub-base, compactadas na energia intermediária. O revestimento betuminoso executado é uma camada de tratamento superficial duplo (TSD) com capa selante, esse tipo de estrutura é a forma habitual executada no município de Sinop - MT.

Os parâmetros de deformação permanente e de módulo resiliente da Laterita Sinop obtidos em ensaios laboratoriais, estão apresentados na Tabela 1.

BR - 163

Cuiabá - MT Santarém - PA

Ponto B Ponto A

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Tabela 1 - Dados do solo - Laterita Sinop. Módulo de resiliência Deformação permanente Peso específico seco máximo Teor de umidade ótimo K1 K2 K3 ψ1 ψ2 ψ3 ψ4

ˠ

d (KN⁄ m³) Wot (%) 1453,64 0,51 -0,16 0,10 -0,04 1,00 0,04 1930 10,00

Fonte: Adaptado de Dalla Roza, 2018.

5.1.1 Ponto A

O ponto A está localizado na Avenida dos Ingás, Jardim Paraíso, quadra 29, conforme ilustrado na Figura 6.

Figura 6 - Ponto A.

Fonte: Adaptado de Google Earth, 2018.

De acordo com Silva (2003), os valores obtidos para a amostra A utilizada no subleito conforme ensaios laboratoriais, estão apresentados na Tabela 2.

Tabela 2 - Amostra A. Amostra Mod. Composto

(MPa) MCT Cond. CP Característica A K1 K2 K3 c' d' Pi (%) e' w (%) Peso especifico (KN/m³) pas. 200 (%) 142 0,384 -0,681 1,50 29,0 70,0 1,12 26,95 14,28 79,1 Fonte: Silva, 2003. Adaptado de Marangon, 2004.

Ponto A UNEMAT

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Conforme Dalla Roza (2018), os valores de deformação permanente para solo típico do ponto analisado são apresentados na Tabela 3.

Tabela 3 - Deformação permanente do solo Curitiba.

Solo Parâmetros de deformação permanente

Curitiba ψ1 ψ2 ψ3 ψ4

0,11 0,05 1,76 0,05

Fonte: Adaptado de Dalla Roza, 2018.

5.1.2 Ponto B

O ponto B está localizado na Avenida das Sibipirunas, Jardim das Primaveras, quadra 5, conforme ilustrado na Figura 7.

Figura 7 - Ponto B.

Fonte: Adaptado de Google Earth, 2018.

De acordo com Silva (2003), os valores obtidos para a amostra B utilizada no subleito conforme ensaios laboratoriais, estão apresentados na Tabela 4.

Tabela 4 - Amostra B. Amostra Mod. Composto

(Mpa) MCT Cond. CP Característica B K1 K2 K3 c' d' Pi (%) e' w (%) Peso especifico (KN/m³) pas. 200 (%) 204 0,136 -0,340 1,65 35,0 59,0 1,05 25,85 14,79 68,6 Fonte: Silva, 2003. Adaptado de Marangon, 2004.

Ponto B

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Conforme Dalla Roza (2018), os valores de deformação permanente para solo típico do ponto analisado são apresentados na Tabela 5.

Tabela 5 - Deformação permanente do solo Villa Verde.

Solo Parâmetros de deformação permanente

Villa Verde ψ1 ψ2 ψ3 ψ4

0,05 -0,27 2,05 0,05

Fonte: Adaptado de Dalla Roza, 2018.

5.2 AVALIAÇÃO EM CAMPO

Os pontos do pavimento em que serão medidas as deflexões deverão ser previamente definidos e marcados a uma distância da borda da pista, normatizada de acordo com a Tabela 6.

Tabela 6 - Localização dos pontos para posicionamento da viga.

Largura da faixa de tráfego (m)

Distância da borda do revestimento (m)

2,70 0,45

3,00 0,60

3,30 0,75

3,50 ou mais 0,90

Fonte: DNER, 1994a.

Para a avaliação da trilha de roda deverá ser realizada, a avaliação visual do ponto de análise deflectométrica, caso existam indícios de deformações permanentes deverá ser executado o ensaio utilizando a treliça de alumínio, medindo assim a trilha de roda interna (TRI) e trilha de roda externa (TER).

5.3 COMPARAÇÃO DAS DEFLEXÕES

Por meio do Software MeDiNa foram realizadas as análises das estruturas dos pontos A e B e os dados para o acompanhamento e a manutenção da estrutura do pavimento foram fornecidas pelo relatório do software.

Sendo nesta pesquisa analisados os dados das bacias de deflexão previstas pelo software com o eixo padrão brasileiro de 8,2 toneladas, com as deflexões obtidas em campo utilizando a Viga Benkelman. Dessa maneira será possível a comparação dos dados MeDiNa – Viga Benkelman, e a avaliação da estrutura no tocante se as deflexões admissíveis já foram ultrapassadas ou se ainda estão dentro dos coeficientes esperados pelo dimensionamento.

(27)

Dessa maneira a Tabela 7 apresenta as análises do pavimento realizada no Software MeDiNa e os relatórios de dimensionamento dos dois pontos são apresentados nos anexos A ao F, utilizando o eixo padrão brasileiro de 8,2 toneladas (18.000 lb ou 80 kN) e número “N” estimado para tráfego leve, médio e pesado, sendo respectivamente de 103, 104 e 105.

Tabela 7 - Deflexões esperadas pelo MeDiNa.

Deflexões Esperadas (0,01mm) Ponto / N 0cm 20cm 30cm 45cm 60cm 90cm 120cm 150cm 180cm A - 𝟏𝟎𝟑 51 35 29 22 18 13 10 9 8 A - 𝟏𝟎𝟒 51 35 29 22 18 13 10 9 8 A - 𝟏𝟎𝟓 51 35 29 22 18 13 10 9 8 B - 𝟏𝟎𝟑 29 16 12 8 7 5 4 3 3 B - 𝟏𝟎𝟒 29 16 12 8 7 5 4 3 3 B - 𝟏𝟎𝟓 29 16 12 8 7 5 4 3 3

Fonte: Adaptado de MeDiNa, 2018.

A partir dos dados de deflexão fornecidos pelo software MeDiNa, será realizada a comparação com os dados encontrados em campo. E a avaliação será positiva se as deflexões forem menores que o estimado pelo software e negativa se as deflexões levantadas em campo apresentarem valores maiores que o estimado.

A deformação permanente aferida com o uso da treliça também será comparada com os dados fornecidos pelo software.

(28)

6 RECURSOS HUMANOS E MATERIAIS

Este estudo necessitará dos seguintes equipamentos para a coleta de dados: • Caminhão de eixo simples e rodas duplas;

• Viga Benkelman (cedida pela Universidade);

• Treliça para medir as trilhas de roda (cedida pela Universidade); • Dispositivos de sinalização (cones e coletes refletivos).

Serão utilizados objetos pessoais como, celular para registro de imagens, pranchetas, canetas, giz, trenas, também serão necessários voluntários para auxiliar nos serviços de registro de imagens, sinalização dos pontos de análise, controle de trânsito e o motorista do caminhão.

(29)

7 CRONOGRAMA

Tabela 8 - Cronograma de atividades.

ATIVIDADES

ANO 2019

FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV

Encontros com o orientador Pesquisa bibliográfica preliminar Elaboração de resumos Revisão bibliográfica complementar Coleta de dados Redação do artigo Revisão e entrega oficial do trabalho Apresentação do trabalho em banca

(30)

8 REFERENCIAL BIBLIOGRÁFICO

BALBO, J. T. Pavimentação asfáltica, materiais, projeto e restauração. Oficina de Textos, 2007.

BENEVIDES, S.A.S. Análise Comparativa dos Métodos de Dimensionamento de Pavimentos Asfálticos: Empíricos do DNER e da Resiliência da COPPE/UFRJ em Rodovias do Estado do Ceará. Tese de Mestrado, COPPE/UFRJ, Rio de Janeiro, RJ, 2000.

BERNUCCI, L.B.; MOTTA, L.M.G.; CERATTI, J.A.P.; SOARES, J.P. Pavimentação asfáltica: formação básica para engenheiros. Rio de Janeiro, RJ, 2008, 445p. BEZERRA NETO, R. S. Análise comparativa de pavimentos dimensionados através dos métodos empíricos do DNER e mecanístico e proposta de um catálogo simplificado de pavimentos para região de Campo Grande (MS). Tese de Mestrado, UFSCAR, São Carlos, SP, 2004.

DALLA ROZA, A. E., Contribuição para projeto mecanístico - empírico de pavimentos asfálticos na região norte do estado do Mato Grosso. Dissertação de Mestrado. Programa de Engenharia Civil da COPPE/UFRJ. Rio de Janeiro, RJ, 2018. DEPARTAMENTO DE ESTRADAS E RODAGEM – DER/SP. Avaliação funcional e estrutural de pavimento. São Paulo, SP, 2006.

DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS E RODAGEM - DNER 024/94 – ME.

Determinação das deflexões pela Viga Benkelman – Método de Ensaio. Rio de

Janeiro, RJ, 1994a.

DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS E RODAGEM – DNER - ME 061/94 Delineamento da Linha de Influência Longitudinal da Bacia de Deformação por Intermédio da Viga Benkelman. Rio de Janeiro, RJ, 1994.

DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS E RODAGEM - DNER 175/94 – PRO. Aferição da Viga Benkelman – Procedimento. Rio de Janeiro, RJ, 1994.

DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES - DNIT 006/2003 – PRO. Avaliação objetiva da superfície de pavimentos flexíveis e semi-rígidos. Rio de Janeiro, RJ, 2003, 10p.

DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES – DNIT 005/2003 – TER: Defeitos nos pavimentos flexíveis e semirrígidos: terminologia. Rio de Janeiro: Instituto de Pesquisas Rodoviárias, 12p, 2003.

DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES - DNIT 723/2006 – IPR: Manual de Estudo de Tráfego. Rio de Janeiro, RJ, 2006.

DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES – DNIT. Extensão das Rodovias Federais, Estaduais Transitórias, Estaduais e Municipais Pavimentadas e Não Pavimentadas, por Região e UF. 2016. Disponível

(31)

em:<http://dados.gov.br/dataset/sistema-nacional-de-viacao-snv-rodoviario2> Acesso em 03 de outubro de 2018.

FACCIO, M. G. A., O Estado e a Transformação Do Espaço Urbano: a expansão do Estado nas décadas de 60 e 70 e os impactos no espaço urbano de Florianópolis. Dissertação de Mestrado. UFSC, Florianópolis, SC. 1997.

FRANCO, F. A. C. P. BackMeDiNa. Manual de Utilização. Versão 1.1. Rio de Janeiro, RJ. 2018.

FRANCO, F. A. C. P. MeDiNa – Método de Dimensionamento Nacional. Manual de Utilização. Versão 1.0.0. Rio de Janeiro, RJ. 2018.

FRITZEN, M. A. Avaliação de Soluções de Reforço de Pavimentos Asfálticos com Simulador de Tráfego na Rodovia Rio Teresópolis. Dissertação de Mestrado. Programa de Engenharia Civil da COPPE/UFRJ. Rio de Janeiro, RJ. 2005.

FRITZEN, M. A. Desenvolvimento e Validação de Função de Transferência para Previsão do Dano por Fadiga em Pavimentos Asfálticos. Tese de Doutorado. Programa de Engenharia Civil da COPPE/UFRJ. Rio de Janeiro, RJ. 2016.

GOOGLE EARTH – MAPAS. Disponível em: <http: //maps.google.com> Acesso em: 23 de outubro de 2018.

GUIMARÃES, A. C. R. Um Método Mecanítico-Empírico para a Previsão da Deformação Permanente em Solos Tropicais Constituintes de Pavimentos. Tese de Doutorado. Programa de Engenharia Civil da COPPE/UFRJ. Rio de Janeiro, RJ. 2009.

LEITE, A. G., História, Sociedade, Planejamento Urbano E Suas Configurações E Vivências Na Espacialidade Pública De Juiz De Fora. Dissertação de Mestrado, UFMG, Belo Horizonte, MG, 2008.

MACEDO, J. A. G. Interpretação de Ensaios Deflectométricos para Avaliação Estrutural de Pavimentos Flexíveis – A Experiência com FWD no Brasil. Tese de Doutorado. PEC. COPPE/UFRJ. Rio de Janeiro/RJ. 1996.

MARANGON, M., Proposição de Estruturas Típicas de Pavimentos para Região de Minas Gerais Utilização Solos Lateríticos Locais a Partir da Pedologia, Classificação MCT e Resiliência. Tese de Doutorado. Programa de Engenharia Civil da COPPE/UFRJ. Rio de Janeiro, RJ. 2004.

MEDINA, J., MACÊDO, J.A.G., MOTTA, L.M.G., ALBERNAZ, C.A.V. Utilização de Ensaios Deflectométricos e de Laboratório para a Avaliação Estrutural de Pavimentos. 28ª Reunião Anual de Pavimentação, Belo Horizonte, MG, set. 1994. MEDINA, J., Mecânica dos Pavimentos, Rio de Janeiro, RJ. Editora UFRJ, 1997.

MEDINA, J.; MOTTA, L. M. G. Mecânica dos Pavimentos. Editora Interciência, 3ed, Rio de Janeiro, RJ. 2015, 619p.

(32)

NÓBREGA, E.S. Comparação entre métodos de retroanálise em pavimentos asfálticos. Dissertação de Mestrado, COPPE/UFRJ. Rio de Janeiro, RJ, 2003. NOGAMI, J. S. E VILLIBOR, D. F. Pavimentação de baixo custo com solos laterícos. São Paulo. 1995.

VILLIBOR, Douglas Fadul et al. Pavimentos de Baixo Custo para Vias Urbanas: Bases Alternativas com Solos Lateríticos Gestão de Manutenção de Vias Urbanas.São Paulo, SP. Arte e Ciência, 2009, 169p.

ROCHA FILHO, N.R., RODRIGUES, R.M. A Avaliação Estrutural dos Pavimentos por Meio de Levantamentos Deflectométricos. 30ª Reunião Anual de Pavimentação. V. 3 pp. 1119-1146, Salvador, BA. 1996.

SENÇO, W. Manual de Técnicas de Pavimentação. Volume 1 - 2ª ed, São Paulo, SP. Editora Pini, 2007, 760p.

SILVA, B. A., Aplicação das Metodologias MCT e Resiliente a Solos Finos do Centro-Norte do Mato Grosso. Dissertação de Mestrado. Engenharia de Transportes. Instituto Militar de Engenharia. Rio de Janeiro, RJ. 2003.

SVENSON, M., Ensaios Triaxiais Dinâmicos de Solos Argilosos. Tese de Mestrado em Engenharia Civil, Coppe/UFRJ, Rio de Janeiro, RJ. 1980, 144p.

(33)

9 ANEXOS

Anexo A – Análise Ponto A – N eq 103.

Programa MeDiNa

v.1.0.2.1 - ago/2018 - versão de avaliação Cópia registrada para Rafael Melo (rafael.arruda@unemat.br), da empresa UNEMAT..

Análise do pavimento

Empresa: UNEMAT Nome do Projeto:

Responsável pelo projeto: Rafael Melo

Seção do pavimento analisada considerando os dados inseridos pelo Engenheiro Projetista no programa MeDiNa. Tipo de via: Sistema Coletor Primário

Nível de confiabilidade: 85% Período de projeto: 10 anos.

Análise realizada em 13/09/2018 às 16:49:12 no modo: Pavimento Novo (Nível A) Análise realizada não considerou o dano relativo à fadiga.

Deformação permanente total prevista no pavimento no fim do período: 1,6mm

ALERTAS

- Esta análise não constitui o dimensionamento da estrutura do pavimento!

ATENÇÃO: O programa MeDiNa é apenas uma ferramenta de cálculo que auxilia o projetista no dimensionamento ou na avaliação de pavimentos, conforme descrito no Guia do Método Mecnístico Empírico. O conhecimento das propriedades dos materiais a serem aplicados na estrutura do pavimento, por meio de ensaios de laboratório, assim como o conhecimento detalhado do tráfego são imprescindíveis para a elaboração do projeto. O sucesso do projeto somente será alcançado se as propriedades dos materiais consideradas no dimensionamento sejam aplicadas no campo e verificadas a partir de ensaios geotécnicos com um controle de qualidade rigoroso.

Portanto, a responsabilidade pelo projeto é exclusivamente do engenheiro projetista, que deve entender e avaliar criteriosamente os resultados gerados pelo programa, antes de aprovar o projeto para a execução no campo.

Estrutura do pavimento

Cam Material Espessura (cm) Módulo de Resiliência Coef de Poisson

1 TRATAMENTO SUPERFICIAL Tratamento Superficial Duplo 2,5 Resiliente Linear MR = 1000 MPa 0,25

2 MATERIAL GRANULAR laterita sinop 30,0

Resiliente Não Linear MR = 303 MPa (1º mês) k1 = 1453,64 k2 = 0,510 k3 = -0,160 k4 = 0,000 0,35 3 SUBLEITO Ponto A SL

Resiliente Não Linear MR = 213 MPa (1º mês) k1 = 142,00 k2 = 0,384 k3 = -0,681 k4 = 0,000 0,45

(34)

Materiais

1 - TRATAMENTO SUPERFICIAL: Tratamento Superficial Duplo

Propriedades Modelos

Massa específica (g/cm³) = 2,4

Norma ou Especificação = DNIT ES 147

2 - MATERIAL GRANULAR: laterita sinop

Propriedades Modelos

Descrição do Material = Laterita Sinop Massa específica (g/cm³) = 1,93 Umidade Ótima (%) = 10,00

Energia Compactação = intermediaria Abrasão Los Angeles (%) = ...

Faixa Granulométrica = ...

Norma ou Especificação = DNIT ES 141

Ensaio de Deformação Permanente

Modelo: ep = psi1.(s3^psi2).(sd ^psi3).(N^psi4) Coeficiente de Regressão (k1 ou psi1): 0,10 Coeficiente de Regressão (k2 ou psi2): -0,04 Coeficiente de Regressão (k3 ou psi3): 1 Coeficiente de Regressão (k4 ou psi4): 0,04

3 - SUBLEITO: Ponto A

Propriedades Modelos

Descrição do Material = Solo fino Grupo MCT = LG''

MCT - Coeficiente c' = 1,5 MCT - Índice e' = 1,12

Massa específica (g/cm³) = 1,428 Umidade Ótima (%) = 26,95 Energia Compactação = Normal Norma ou Especificação = DNIT ES 137

Ensaio de Deformação Permanente

Modelo: ep = psi1.(s3^psi2).(sd ^psi3).(N^psi4) Coeficiente de Regressão (k1 ou psi1): 0,11 Coeficiente de Regressão (k2 ou psi2): 0,05 Coeficiente de Regressão (k3 ou psi3): 1,76 Coeficiente de Regressão (k4 ou psi4): 0,05

Definição do tráfego

Volume Médio Diário no ano de abertura do tráfego: VMD (1º ano) = 0 Fator de veículo no ano de abertura do tráfego: FV = 1,00

Número de passagens anual do eixo padrão (1º ano): 1,00e+02 % Veículos na faixa de projeto: 100%

Número de passagens anual do eixo padrão na faixa de projeto: 1,00e+02 Taxa de crescimento do tráfego: 0,0%

Número Equivalente total de passagens do eixo padrão na faixa de projeto: N Eq = 1,00e+03

Eixo Tipo FE Carga (ton) FC FVi

1 Eixo simples de roda dupla 100% 8,20 1,000 1,000

Evolução dos danos no pavimento

(35)

Análise de Deformação Permanente

Cam Material Deformação Permanente (mm)

1 TRATAMENTO SUPERFICIAL 0,00

2 MATERIAL GRANULAR 0,94

3 SUBLEITO 0,66

Deformação Permanente Total (mm) 1,6

Deflexões

As bacias foram calculadas considerando as camadas aderidas e um fator de segurança, após avaliados dados de campo comparativos entre FWD e Viga Benkelman. Os resultados apresentados estão a favor do dimensionamento.

Deflexões esperadas (0,01 mm) no topo da camada: TRATAMENTO SUPERFICIAL - Tratamento Superficial Duplo

Equipamento Sensor 1 0 cm Sensor 2 20 cm Sensor 3 30 cm Sensor 4 45 cm Sensor 5 60 cm Sensor 6 90 cm Sensor 7 120 cm Sensor 8 150 cm Sensor 9 180 cm

Viga Benkelman Raio = 10,8 cm Carga = 8,2 ton 51 35 29 22 18 13 10 9 8 FWD Raio = 15,0 cm Carga = 4,0 ton 57 25 16 10 8 5 4 3 2

Deflexões esperadas (0,01 mm) no topo da camada: MATERIAL GRANULAR - laterita sinop

Equipamento Sensor 1 0 cm Sensor 2 20 cm Sensor 3 30 cm Sensor 4 45 cm Sensor 5 60 cm Sensor 6 90 cm Sensor 7 120 cm Sensor 8 150 cm Sensor 9 180 cm

Viga Benkelman Raio = 10,8 cm Carga = 8,2 ton 49 35 29 23 19 13 11 9 8 FWD Raio = 15,0 cm Carga = 4,0 ton 48 23 16 11 8 5 4 3 2

Deflexões esperadas (0,01 mm) no topo da camada: SUBLEITO - Ponto A

Equipamento Sensor 1 0 cm Sensor 2 20 cm Sensor 3 30 cm Sensor 4 45 cm Sensor 5 60 cm Sensor 6 90 cm Sensor 7 120 cm Sensor 8 150 cm Sensor 9 180 cm

Viga Benkelman Raio = 10,8 cm Carga = 8,2 ton 99 60 46 34 28 20 17 14 13 FWD Raio = 15,0 cm Carga = 4,0 ton 135 54 35 23 17 11 8 7 6

(36)

Anexo B – Análise Ponto A – N eq 104.

Programa MeDiNa

v.1.0.2.1 - ago/2018 - versão de avaliação Cópia registrada para Rafael Melo (rafael.arruda@unemat.br), da empresa UNEMAT..

Análise do pavimento

Empresa: UNEMAT Nome do Projeto:

Responsável pelo projeto: Rafael Melo

Seção do pavimento analisada considerando os dados inseridos pelo Engenheiro Projetista no programa MeDiNa. Tipo de via: Sistema Coletor Primário

Nível de confiabilidade: 85% Período de projeto: 10 anos.

Análise realizada em 13/09/2018 às 17:03:21 no modo: Pavimento Novo (Nível A) Análise realizada não considerou o dano relativo à fadiga.

Deformação permanente total prevista no pavimento no fim do período: 1,8mm

ALERTAS

- Esta análise não constitui o dimensionamento da estrutura do pavimento!

ATENÇÃO: O programa MeDiNa é apenas uma ferramenta de cálculo que auxilia o projetista no dimensionamento ou na avaliação de pavimentos, conforme descrito no Guia do Método Mecnístico Empírico. O conhecimento das propriedades dos materiais a serem aplicados na estrutura do pavimento, por meio de ensaios de laboratório, assim como o conhecimento detalhado do tráfego são imprescindíveis para a elaboração do projeto. O sucesso do projeto somente será alcançado se as propriedades dos materiais consideradas no dimensionamento sejam aplicadas no campo e verificadas a partir de ensaios geotécnicos com um controle de qualidade rigoroso.

Portanto, a responsabilidade pelo projeto é exclusivamente do engenheiro projetista, que deve entender e avaliar criteriosamente os resultados gerados pelo programa, antes de aprovar o projeto para a execução no campo.

Estrutura do pavimento

Cam Material Espessura (cm) Módulo de Resiliência Coef de Poisson

1 TRATAMENTO SUPERFICIAL Tratamento Superficial Duplo 2,5 Resiliente Linear MR = 1000 MPa 0,25

2 MATERIAL GRANULAR laterita sinop 30,0

Resiliente Não Linear MR = 303 MPa (1º mês) k1 = 1453,64 k2 = 0,510 k3 = -0,160 k4 = 0,000 0,35 3 SUBLEITO Ponto A SL

Resiliente Não Linear MR = 213 MPa (1º mês) k1 = 142,00 k2 = 0,384 k3 = -0,681 k4 = 0,000 0,45

(37)

Materiais

1 - TRATAMENTO SUPERFICIAL: Tratamento Superficial Duplo

Propriedades Modelos

Massa específica (g/cm³) = 2,4

Norma ou Especificação = DNIT ES 147

2 - MATERIAL GRANULAR: laterita sinop

Propriedades Modelos

Descrição do Material = Laterita Sinop Massa específica (g/cm³) = 1,93 Umidade Ótima (%) = 10,00

Energia Compactação = intermediaria Abrasão Los Angeles (%) = ...

Faixa Granulométrica = ...

Norma ou Especificação = DNIT ES 141

Ensaio de Deformação Permanente

Modelo: ep = psi1.(s3^psi2).(sd ^psi3).(N^psi4) Coeficiente de Regressão (k1 ou psi1): 0,10 Coeficiente de Regressão (k2 ou psi2): -0,04 Coeficiente de Regressão (k3 ou psi3): 1 Coeficiente de Regressão (k4 ou psi4): 0,04

3 - SUBLEITO: Ponto A

Propriedades Modelos

Descrição do Material = Solo fino Grupo MCT = LG''

MCT - Coeficiente c' = 1,5 MCT - Índice e' = 1,12

Massa específica (g/cm³) = 1,428 Umidade Ótima (%) = 26,95 Energia Compactação = Normal Norma ou Especificação = DNIT ES 137

Ensaio de Deformação Permanente

Modelo: ep = psi1.(s3^psi2).(sd ^psi3).(N^psi4) Coeficiente de Regressão (k1 ou psi1): 0,11 Coeficiente de Regressão (k2 ou psi2): 0,05 Coeficiente de Regressão (k3 ou psi3): 1,76 Coeficiente de Regressão (k4 ou psi4): 0,05

Definição do tráfego

Volume Médio Diário no ano de abertura do tráfego: VMD (1º ano) = 3 Fator de veículo no ano de abertura do tráfego: FV = 1,00

Número de passagens anual do eixo padrão (1º ano): 1,00e+03 % Veículos na faixa de projeto: 100%

Número de passagens anual do eixo padrão na faixa de projeto: 1,00e+03 Taxa de crescimento do tráfego: 0,0%

Número Equivalente total de passagens do eixo padrão na faixa de projeto: N Eq = 1,00e+04

Eixo Tipo FE Carga (ton) FC FVi

1 Eixo simples de roda dupla 100% 8,20 1,000 1,000

Evolução dos danos no pavimento

(38)

Análise de Deformação Permanente

Cam Material Deformação Permanente (mm)

1 TRATAMENTO SUPERFICIAL 0,00

2 MATERIAL GRANULAR 1,03

3 SUBLEITO 0,74

Deformação Permanente Total (mm) 1,8

Deflexões

As bacias foram calculadas considerando as camadas aderidas e um fator de segurança, após avaliados dados de campo comparativos entre FWD e Viga Benkelman. Os resultados apresentados estão a favor do dimensionamento.

Deflexões esperadas (0,01 mm) no topo da camada: TRATAMENTO SUPERFICIAL - Tratamento Superficial Duplo

Equipamento Sensor 1 0 cm Sensor 2 20 cm Sensor 3 30 cm Sensor 4 45 cm Sensor 5 60 cm Sensor 6 90 cm Sensor 7 120 cm Sensor 8 150 cm Sensor 9 180 cm

Viga Benkelman Raio = 10,8 cm Carga = 8,2 ton 51 35 29 22 18 13 10 9 8 FWD Raio = 15,0 cm Carga = 4,0 ton 57 25 16 10 8 5 4 3 2

Deflexões esperadas (0,01 mm) no topo da camada: MATERIAL GRANULAR - laterita sinop

Equipamento Sensor 1 0 cm Sensor 2 20 cm Sensor 3 30 cm Sensor 4 45 cm Sensor 5 60 cm Sensor 6 90 cm Sensor 7 120 cm Sensor 8 150 cm Sensor 9 180 cm

Viga Benkelman Raio = 10,8 cm Carga = 8,2 ton 49 35 29 23 19 13 11 9 8 FWD Raio = 15,0 cm Carga = 4,0 ton 48 23 16 11 8 5 4 3 2

Deflexões esperadas (0,01 mm) no topo da camada: SUBLEITO - Ponto A

Equipamento Sensor 1 0 cm Sensor 2 20 cm Sensor 3 30 cm Sensor 4 45 cm Sensor 5 60 cm Sensor 6 90 cm Sensor 7 120 cm Sensor 8 150 cm Sensor 9 180 cm

Viga Benkelman Raio = 10,8 cm Carga = 8,2 ton 99 60 46 34 28 20 17 14 13 FWD Raio = 15,0 cm Carga = 4,0 ton 135 54 35 23 17 11 8 7 6

(39)

Anexo C – Análise Ponto A – N eq 105.

Programa MeDiNa

v.1.0.2.1 - ago/2018 - versão de avaliação Cópia registrada para Rafael Melo (rafael.arruda@unemat.br), da empresa UNEMAT..

Análise do pavimento

Empresa: UNEMAT Nome do Projeto:

Responsável pelo projeto: Rafael Melo

Seção do pavimento analisada considerando os dados inseridos pelo Engenheiro Projetista no programa MeDiNa. Tipo de via: Sistema Coletor Primário

Nível de confiabilidade: 85% Período de projeto: 10 anos.

Análise realizada em 13/09/2018 às 17:00:23 no modo: Pavimento Novo (Nível A) Análise realizada não considerou o dano relativo à fadiga.

Deformação permanente total prevista no pavimento no fim do período: 2,0mm

ALERTAS

- Esta análise não constitui o dimensionamento da estrutura do pavimento!

ATENÇÃO: O programa MeDiNa é apenas uma ferramenta de cálculo que auxilia o projetista no dimensionamento ou na avaliação de pavimentos, conforme descrito no Guia do Método Mecnístico Empírico. O conhecimento das propriedades dos materiais a serem aplicados na estrutura do pavimento, por meio de ensaios de laboratório, assim como o conhecimento detalhado do tráfego são imprescindíveis para a elaboração do projeto. O sucesso do projeto somente será alcançado se as propriedades dos materiais consideradas no dimensionamento sejam aplicadas no campo e verificadas a partir de ensaios geotécnicos com um controle de qualidade rigoroso.

Portanto, a responsabilidade pelo projeto é exclusivamente do engenheiro projetista, que deve entender e avaliar criteriosamente os resultados gerados pelo programa, antes de aprovar o projeto para a execução no campo.

Estrutura do pavimento

Cam Material Espessura (cm) Módulo de Resiliência Coef de Poisson

1 TRATAMENTO SUPERFICIAL Tratamento Superficial Duplo 2,5 Resiliente Linear MR = 1000 MPa 0,25

2 MATERIAL GRANULAR laterita sinop 30,0

Resiliente Não Linear MR = 303 MPa (1º mês) k1 = 1453,64 k2 = 0,510 k3 = -0,160 k4 = 0,000 0,35 3 SUBLEITO Ponto A SL

Resiliente Não Linear MR = 213 MPa (1º mês) k1 = 142,00 k2 = 0,384 k3 = -0,681 k4 = 0,000 0,45

(40)

Materiais

1 - TRATAMENTO SUPERFICIAL: Tratamento Superficial Duplo

Propriedades Modelos

Massa específica (g/cm³) = 2,4

Norma ou Especificação = DNIT ES 147

2 - MATERIAL GRANULAR: laterita sinop

Propriedades Modelos

Descrição do Material = Laterita Sinop Massa específica (g/cm³) = 1,93 Umidade Ótima (%) = 10,00

Energia Compactação = intermediaria Abrasão Los Angeles (%) = ...

Faixa Granulométrica = ...

Norma ou Especificação = DNIT ES 141

Ensaio de Deformação Permanente

Modelo: ep = psi1.(s3^psi2).(sd ^psi3).(N^psi4) Coeficiente de Regressão (k1 ou psi1): 0,10 Coeficiente de Regressão (k2 ou psi2): -0,04 Coeficiente de Regressão (k3 ou psi3): 1 Coeficiente de Regressão (k4 ou psi4): 0,04

3 - SUBLEITO: Ponto A

Propriedades Modelos

Descrição do Material = Solo fino Grupo MCT = LG''

MCT - Coeficiente c' = 1,5 MCT - Índice e' = 1,12

Massa específica (g/cm³) = 1,428 Umidade Ótima (%) = 26,95 Energia Compactação = Normal Norma ou Especificação = DNIT ES 137

Ensaio de Deformação Permanente

Modelo: ep = psi1.(s3^psi2).(sd ^psi3).(N^psi4) Coeficiente de Regressão (k1 ou psi1): 0,11 Coeficiente de Regressão (k2 ou psi2): 0,05 Coeficiente de Regressão (k3 ou psi3): 1,76 Coeficiente de Regressão (k4 ou psi4): 0,05

Definição do tráfego

Volume Médio Diário no ano de abertura do tráfego: VMD (1º ano) = 27 Fator de veículo no ano de abertura do tráfego: FV = 1,00

Número de passagens anual do eixo padrão (1º ano): 1,00e+04 % Veículos na faixa de projeto: 100%

Número de passagens anual do eixo padrão na faixa de projeto: 1,00e+04 Taxa de crescimento do tráfego: 0,0%

Número Equivalente total de passagens do eixo padrão na faixa de projeto: N Eq = 1,00e+05

Eixo Tipo FE Carga (ton) FC FVi

1 Eixo simples de roda dupla 100% 8,20 1,000 1,000

Evolução dos danos no pavimento

(41)

Análise de Deformação Permanente

Cam Material Deformação Permanente (mm)

1 TRATAMENTO SUPERFICIAL 0,00

2 MATERIAL GRANULAR 1,13

3 SUBLEITO 0,83

Deformação Permanente Total (mm) 2,0

Deflexões

As bacias foram calculadas considerando as camadas aderidas e um fator de segurança, após avaliados dados de campo comparativos entre FWD e Viga Benkelman. Os resultados apresentados estão a favor do dimensionamento.

Deflexões esperadas (0,01 mm) no topo da camada: TRATAMENTO SUPERFICIAL - Tratamento Superficial Duplo

Equipamento Sensor 1 0 cm Sensor 2 20 cm Sensor 3 30 cm Sensor 4 45 cm Sensor 5 60 cm Sensor 6 90 cm Sensor 7 120 cm Sensor 8 150 cm Sensor 9 180 cm

Viga Benkelman Raio = 10,8 cm Carga = 8,2 ton 51 35 29 22 18 13 10 9 8 FWD Raio = 15,0 cm Carga = 4,0 ton 57 25 16 10 8 5 4 3 2

Deflexões esperadas (0,01 mm) no topo da camada: MATERIAL GRANULAR - laterita sinop

Equipamento Sensor 1 0 cm Sensor 2 20 cm Sensor 3 30 cm Sensor 4 45 cm Sensor 5 60 cm Sensor 6 90 cm Sensor 7 120 cm Sensor 8 150 cm Sensor 9 180 cm

Viga Benkelman Raio = 10,8 cm Carga = 8,2 ton 49 35 29 23 19 13 11 9 8 FWD Raio = 15,0 cm Carga = 4,0 ton 48 23 16 11 8 5 4 3 2

Deflexões esperadas (0,01 mm) no topo da camada: SUBLEITO - Ponto A

Equipamento Sensor 1 0 cm Sensor 2 20 cm Sensor 3 30 cm Sensor 4 45 cm Sensor 5 60 cm Sensor 6 90 cm Sensor 7 120 cm Sensor 8 150 cm Sensor 9 180 cm

Viga Benkelman Raio = 10,8 cm Carga = 8,2 ton 99 60 46 34 28 20 17 14 13 FWD Raio = 15,0 cm Carga = 4,0 ton 135 54 35 23 17 11 8 7 6

(42)

Anexo D – Análise Ponto B – N eq 103.

Programa MeDiNa

v.1.0.2.1 - ago/2018 - versão de avaliação Cópia registrada para Rafael Melo (rafael.arruda@unemat.br), da empresa UNEMAT..

Análise do pavimento

Empresa: UNEMAT Nome do Projeto:

Responsável pelo projeto: Rafael Melo

Seção do pavimento analisada considerando os dados inseridos pelo Engenheiro Projetista no programa MeDiNa. Tipo de via: Sistema Coletor Primário

Nível de confiabilidade: 85% Período de projeto: 10 anos.

Análise realizada em 13/09/2018 às 17:22:20 no modo: Pavimento Novo (Nível A) Análise realizada não considerou o dano relativo à fadiga.

Deformação permanente total prevista no pavimento no fim do período: 1,6mm

ALERTAS

- Esta análise não constitui o dimensionamento da estrutura do pavimento!

ATENÇÃO: O programa MeDiNa é apenas uma ferramenta de cálculo que auxilia o projetista no dimensionamento ou na avaliação de pavimentos, conforme descrito no Guia do Método Mecnístico Empírico. O conhecimento das propriedades dos materiais a serem aplicados na estrutura do pavimento, por meio de ensaios de laboratório, assim como o conhecimento detalhado do tráfego são imprescindíveis para a elaboração do projeto. O sucesso do projeto somente será alcançado se as propriedades dos materiais consideradas no dimensionamento sejam aplicadas no campo e verificadas a partir de ensaios geotécnicos com um controle de qualidade rigoroso.

Portanto, a responsabilidade pelo projeto é exclusivamente do engenheiro projetista, que deve entender e avaliar criteriosamente os resultados gerados pelo programa, antes de aprovar o projeto para a execução no campo.

Estrutura do pavimento

Cam Material Espessura (cm) Módulo de Resiliência Coef de Poisson

1 TRATAMENTO SUPERFICIAL Tratamento Superficial Duplo 2,5 Resiliente Linear MR = 1000 MPa 0,25

2 MATERIAL GRANULAR laterita sinop 30,0

Resiliente Não Linear MR = 305 MPa (1º mês) k1 = 1453,64 k2 = 0,510 k3 = -0,160 k4 = 0,000 0,35 3 SUBLEITO Ponto B SL

Resiliente Não Linear MR = 581 MPa (1º mês) k1 = 204,00 k2 = 0,136 k3 = -0,340 k4 = 0,000 0,45

(43)

Materiais

1 - TRATAMENTO SUPERFICIAL: Tratamento Superficial Duplo

Propriedades Modelos

Massa específica (g/cm³) = 2,4

Norma ou Especificação = DNIT ES 147

2 - MATERIAL GRANULAR: laterita sinop

Propriedades Modelos

Descrição do Material = Laterita Sinop Massa específica (g/cm³) = 1,93 Umidade Ótima (%) = 10,00

Energia Compactação = intermediaria Abrasão Los Angeles (%) = ...

Faixa Granulométrica = ...

Norma ou Especificação = DNIT ES 141

Ensaio de Deformação Permanente

Modelo: ep = psi1.(s3^psi2).(sd ^psi3).(N^psi4) Coeficiente de Regressão (k1 ou psi1): 0,10 Coeficiente de Regressão (k2 ou psi2): -0,04 Coeficiente de Regressão (k3 ou psi3): 1 Coeficiente de Regressão (k4 ou psi4): 0,04

3 - SUBLEITO: Ponto B

Propriedades Modelos

Descrição do Material = Solo fino Grupo MCT = LG''

MCT - Coeficiente c' = 1,65 MCT - Índice e' = 1,05

Massa específica (g/cm³) = 1,479 Umidade Ótima (%) = 25,85 Energia Compactação = Normal Norma ou Especificação = DNIT ES 137

Ensaio de Deformação Permanente

Modelo: ep = psi1.(s3^psi2).(sd ^psi3).(N^psi4) Coeficiente de Regressão (k1 ou psi1): 0,05 Coeficiente de Regressão (k2 ou psi2): -0,27 Coeficiente de Regressão (k3 ou psi3): 2,05 Coeficiente de Regressão (k4 ou psi4): 0,05

Definição do tráfego

Volume Médio Diário no ano de abertura do tráfego: VMD (1º ano) = 0 Fator de veículo no ano de abertura do tráfego: FV = 1,00

Número de passagens anual do eixo padrão (1º ano): 1,00e+02 % Veículos na faixa de projeto: 100%

Número de passagens anual do eixo padrão na faixa de projeto: 1,00e+02 Taxa de crescimento do tráfego: 0,0%

Número Equivalente total de passagens do eixo padrão na faixa de projeto: N Eq = 1,00e+03

Eixo Tipo FE Carga (ton) FC FVi

1 Eixo simples de roda dupla 100% 8,20 1,000 1,000

Evolução dos danos no pavimento

(44)

Análise de Deformação Permanente

Cam Material Deformação Permanente (mm)

1 TRATAMENTO SUPERFICIAL 0,00

2 MATERIAL GRANULAR 1,03

3 SUBLEITO 0,58

Deformação Permanente Total (mm) 1,6

Deflexões

As bacias foram calculadas considerando as camadas aderidas e um fator de segurança, após avaliados dados de campo comparativos entre FWD e Viga Benkelman. Os resultados apresentados estão a favor do dimensionamento.

Deflexões esperadas (0,01 mm) no topo da camada: TRATAMENTO SUPERFICIAL - Tratamento Superficial Duplo

Equipamento Sensor 1 0 cm Sensor 2 20 cm Sensor 3 30 cm Sensor 4 45 cm Sensor 5 60 cm Sensor 6 90 cm Sensor 7 120 cm Sensor 8 150 cm Sensor 9 180 cm

Viga Benkelman Raio = 10,8 cm Carga = 8,2 ton 29 16 12 8 7 5 4 3 3 FWD Raio = 15,0 cm Carga = 4,0 ton 39 13 7 4 3 2 1 1 1

Deflexões esperadas (0,01 mm) no topo da camada: MATERIAL GRANULAR - laterita sinop

Equipamento Sensor 1 0 cm Sensor 2 20 cm Sensor 3 30 cm Sensor 4 45 cm Sensor 5 60 cm Sensor 6 90 cm Sensor 7 120 cm Sensor 8 150 cm Sensor 9 180 cm

Viga Benkelman Raio = 10,8 cm Carga = 8,2 ton 27 16 12 9 7 5 4 3 3 FWD Raio = 15,0 cm Carga = 4,0 ton 35 12 7 4 3 2 1 1 1

Deflexões esperadas (0,01 mm) no topo da camada: SUBLEITO - Ponto B

Equipamento Sensor 1 0 cm Sensor 2 20 cm Sensor 3 30 cm Sensor 4 45 cm Sensor 5 60 cm Sensor 6 90 cm Sensor 7 120 cm Sensor 8 150 cm Sensor 9 180 cm

Viga Benkelman Raio = 10,8 cm Carga = 8,2 ton 36 22 17 13 10 7 6 5 5 FWD Raio = 15,0 cm Carga = 4,0 ton 52 21 13 9 7 4 3 3 2

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