Transcript
Pavimentação de Estradas
Projeto de Dimensionamento de Pavimento
Docente: Enio Fernandes Amorim
Discentes: Leidson Daniel Murilo Rodrigues
Natal-RN/Outubro 2013
Referências Bibliográficas
MANUAL DE PAVIMENTAÇÃO 3ª EDIÇÃO 2006 – DNIT / PUBLICAÇÃO – IPR 719
ESPECIFICAÇÕES DE SERVIÇOS: Reforço do subleito / sub-base / Base
NORMA DNIT 031/2006 – ES / PAVIMENTOS FLEXÍVEIS – CONCRETO ASFÁLTICO – ESPECIFICAÇÃO DE SERVIÇO
Sumário
Introdução..........................................................................................................3 Cálculo do N.......................................................................................................4 Dimensionamento do pavimento (referências)...............................................8 Dimensionamento do trecho 01.......................................................................9 Dimensionamento do trecho 02.....................................................................12 Dimensionamento do trecho 03.....................................................................14 Dimensionamento do trecho 04.....................................................................16 Dimensionamento do trecho 05.....................................................................18 Dimensionamento do trecho 06.....................................................................20 Altura do pavimento........................................................................................22 Materiais utilizados..........................................................................................24 Ajustes no subleito..........................................................................................24 Consumo de material por trecho....................................................................25 Consumo total de material..............................................................................27 Conclusão.........................................................................................................28
Introdução
Este “Relatório de Dimensionamento de Pavimento” tem a finalidade de, a partir de dados de um projeto de uma rodovia, calcularmos o valor do N (número equivalente de operações de eixo padrão durante o período de projeto escolhido) e fazermos o dimensionamento das camadas do pavimento (reforço do subleito, sub-base, base e revestimento).
Os dados contidos no relatório são coerentes e baseados em estudos vistos em sala de aula, além disso, os dados para o cálculo do explicado estão em anexo para consulta. Portanto, o pavimento dimensionado tem uma extensão de total de 50 Km sendo o material da camada de revestimento do tipo
CBUQ
(concreto
Betuminoso
Usinado
a
Quente).
Para
melhor
interpretação, faz-se necessário o conhecimento específico sobre o estudado.
3
Cálculo do número equivalente de operações de eixo padrão durante o período de projeto.
N = 365.vm.P.Fv.Fr
365: Ano Vm: Volume diário médio do tráfego no sentido mais solicitado P: Período de projeto ou vida útil em anos Fv: Fator de veículo = Fc . Fe Fr: Fator climático regional
Valores adotados no projeto
Vida útil: 12 anos Tempo de execução da obra: 1,5 anos Taxa de crescimento do tráfego ao ano: 3,5 Altura média anual de chuva no local: 1400 mm/ano Tráfego diário médio no sentido mais solicitado: 1000 veículos
Cálculo de determinação do Vm (método linear)
Vm = (V1 + Vp) 2
4
V1 = V0 x [1 +(p x (t/100))]
V1 = 1000 x [1 + (1,5 x (3,5/100))] =
1052,5
Vo = TDM0 = 1000 2
VP = V1 x [1 + (t/100) x P]
VP = 1052,5 x [ 1 + (3,5/100) x 12] =
1494,55
1273,525
Vm = 1052,5 + 1494,55 = 2
Cálculo de determinação do Vm (método geométrico)
V1 = Vo x (1 + t/100)^p =
1000 x (1 + 3,5/100)^1,5 = 1053
VP = V1 x (1 + 3,5/100)^P =
1053 x (1 + 3,5/100)^12 =
1591,16
5
Vt = 365 x V1 x ((1 + t/100)^P – 1) / (t/100) = Vt = 365 x 1053 x ((1 + 3,5/100)^12 – 1) / (3,5/100) = 5.612 190,946
Vm = (1053 + 1591,16) = 2
1322,08
De acordo com o projeto, pede-se que se calcule a taxa de crescimento pelos métodos linear e geométrico e adotar o maior dos valores. Feito o cálculo, adotaremos os valores do crescimento pelo método geométrico.
Cálculo do período de projeto ou vida útil (P)
P = 12 anos
Cálculo do Fator de Veículo (FV)
FV = FC x FE
(Fator de carga x fator de eixo)
Por já termos os valores necessários para o cálculo do FV, o mesmo foi calculado direto como mostra a tabela a seguir.
6
Fatores de Equivalência de Operação (FV) Tipo de V.
Quant.
%
ESRS
ESRD
ETD
ETT
E. de OPER.
1
100
10
0,28
3
0
0
32,8
2
250
25
0,28
0
9
0
232
3
140
14
0,28
3
0
8
157,92
4
60
6
0,28
0
9
8
103,68
5
240
24
0,28
0
27
0
654,72
6
130
13
0,28
3
9
0
159,64
7
80
8
0,28
9
0
0
74,24 1415/100 =
Total
1000
100
FV
14,15
FV = 14,15
Cálculo do Fator climático regional (FR)
De acordo com a tabela do material de aula, 1.400 mm ao ano equivale a 1,4.
FR = 1,4 _______________________________________________________________ Com os dados obtidos, colocamos na fórmula;
114.713 973
N = 365 x 1322,08 x 12 x 14,15 x 1,4 =
N = 1,15x10^6
7
Dimensionamento do pavimento
O dimensionado a seguir foi realizado de acordo com os dados entregue.
Ábaco utilizado para o dimensionamento do pavimento
8
Trecho 01 - Km 0 ao Km 10 (trecho em aterro).
O material de empréstimo desse trecho foi oriundo da jazida 1 cuja mesma apresenta CBR de 2% e um IG de 16.
Is = (IsCBR + IsIG)
Is = (2 + 3) =
2
Obs:
2,5
2%
2
O valor do índice de grupo (IG), foi obtido através de uma tabela no
material de aula onde o mesmo discorre que (“quando o cálculo do IS resultar num índice maior que o C.B.R., adota-se o valor do C.B.R. como índice de suporte.
Valor do C.B.R Subleito
2
Ref. Subleito
12
Sub-base
20
Hm = 124 cm
C.B.R = 2%
Hn = 43 cm
C.B.R = 12%
H20 = 29 cm
C.B.R = 20%
9
Determinação da espessura da camada de Revestimento
Sendo a camada de revestimento em CIMENTO BETUMINOSO USINADO A QUENTE (CBUQ), com um N > 5x10^6, adotar no mínimo 10 cm.
R = 10 cm
Valores adotados no dimensionamento R
10
KR
2
KB
1
KS
0,77 (1)
Kref (Kn)
0,71 (1)
Determinação da espessura da camada de Base
R.KR + B.KB > H20 10 x 2 + B x1 > 29 20 + 1B > 29 1B > 29 – 20 B>9
10
onde; B > 15 cm
Determinação da espessura da camada de Sub-base
R.KR + B.KB + h20.Ks > Hn 10 x 2 + 15 x 1 + h20 x 1 > 43 20 + 15 + 1 h20 > 43 35 + 1 h20 > 43 1 h20 > 43 – 35 h20 = 8
onde; h20 > 15
Determinação da espessura da camada de Reforço do Subleito
R.KR + B.KB + h20.Ks + hn.Kn > Hm 10 x 2 + 15 x 1 + 15 x 1 + hn x 1 > 124 20 + 15 + 15 + 1 hn > 124 50 + 1 hn > 124 hn > 124 – 50 = 74 cm onde; hn > 75
11
Trecho 02 – Km 10 ao Km 15 (trecho com greide colado).
O material do Subleito desse trecho possui um C.B.R. de 4% e um IG de 13.
Is = (IsCBR + IsIG)
C.B.R = 4%
Is = (4 + 4) =
2
2
Valor do C.B.R Subleito
4
Ref. Subleito
10
Sub-base
20
Hm = 84 cm
C.B.R = 4
Hn = 49 cm
C.B.R = 10
H20 = 29 cm
C.B.R = 20
Determinação da espessura da camada de Revestimento R = 10 cm Valores adotados no dimensionamento R
10
KR
2
KB
1
KS
0,77 (1)
Kref (Kn)
0,71 (1)
12
Determinação da espessura da camada de Base
R.KR + B.KB > H20 10 x 2 + B x1 > 29 20 + 1B > 29 1B > 29 – 20 B>9
onde; B > 15 cm
Determinação da espessura da camada de Sub-base
R.KR + B.KB + h20.Ks > Hn 10 x 2 + 15 x 1 + h20 x 1 > 49 20 + 15 + 1 h20 > 49 35 + 1 h20 > 49 1 h20 > 49 – 35 h20 = 14
onde; h20 > 15
Determinação da espessura da camada de Reforço do Subleito
R.KR + B.KB + h20.Ks + hn.Kn > Hm 10 x 2 + 15 x 1 + 15 x 1 + hn x 1 > 84 20 + 15 + 15 + 1 hn > 84 50 + 1 hn > 84 hn > 84 – 50 = 34 cm onde; hn > 40
13
Trecho 03 – Km 15 ao Km 27 (trecho em corte).
O material do Subleito desse trecho obrigatoriamente terá um C.B.R. de 5%.
C.B.R = 5%
Valor do C.B.R Subleito
5
Ref. Subleito
10
Sub-base
20
Hm = 74 cm
C.B.R = 5
Hn = 49 cm
C.B.R = 10
H20 = 29 cm
C.B.R = 20
Determinação da espessura da camada de Revestimento R = 10 cm Valores adotados no dimensionamento R
10
KR
2
KB
1
KS
0,77 (1)
Kref (Kn)
0,71 (1)
14
Determinação da espessura da camada de Base
R.KR + B.KB > H20 10 x 2 + B x1 > 29 20 + 1B > 29 1B > 29 – 20 B>9
onde; B > 15 cm
Determinação da espessura da camada de Sub-base
R.KR + B.KB + h20.Ks > Hn 10 x 2 + 15 x 1 + h20 x 1 > 49 20 + 15 + 1 h20 > 49 35 + 1 h20 > 49 1 h20 > 49 – 35 h20 = 14
onde; h20 > 15
Determinação da espessura da camada de Reforço do Subleito
R.KR + B.KB + h20.Ks + hn.Kn > Hm 10 x 2 + 15 x 1 + 15 x 1 + hn x 1 > 74 20 + 15 + 15 + 1 hn > 74 50 + 1 hn > 74 hn > 74 – 50 = 24 cm onde; hn > 30
15
Trecho 04 – Km 27 ao Km 40 (trecho com greide colado).
O material do Subleito desse trecho possui um C.B.R. de 1%. Devido a esse fator, esse material será enviado para uma área de bota fora sendo ele, substituído pelo material da jazida 2 que apresenta C.B.R. de 12 e IG de 1.
Is = (IsCBR + IsIG)
C.B.R = 12%
Is = (12 + 18) =
2
2
Valor do C.B.R Subleito
12
xxxxxxx
xxxxxx
Sub-base
20
Hm = 43 cm
C.B.R = 12
Hn = 38 cm
C.B.R = 15
H20 = 29 cm
C.B.R = 20
Determinação da espessura da camada de Revestimento
R = 10 cm Valores adotados no dimensionamento R
10
KR
2
KB
1
KS
0,77 (1)
Kref (Kn)
0,71 (1) 16
Determinação da espessura da camada de Base
R.KR + B.KB > H20 10 x 2 + B x1 > 29 20 + 1B > 29 1B > 29 – 20 B>9
onde; B > 15 cm
Determinação da espessura da camada de Sub-base
R.KR + B.KB + h20.Ks > Hn 10 x 2 + 15 x 1 + h20 x 1 > 38 20 + 15 + 1 h20 > 38 35 + 1 h20 > 38 1 h20 > 38 – 35 h20 = 3
onde; h20 > 15
Determinação da espessura da camada de Reforço do Subleito
R.KR + B.KB + h20.Ks + hn.Kn > Hm 10 x 2 + 15 x 1 + 15 x 1 + hn x 1 > 43 20 + 15 + 15 + 1 hn > 43 50 + 1 hn > 43 hn > 43 – 50 = -7 cm onde; Trecho sem camada de Reforço do subleito
17
Trecho 05 – Km 40 ao Km 45 (trecho em corte).
O material do Subleito desse trecho possui um C.B.R. de 6 e IG de 8.
Is = (IsCBR + IsIG)
6,5
Is = (6 + 7) =
2
2
Valor do C.B.R Subleito
6
Ref. Subleito
10
Sub-base
20
Hm = 65 cm
C.B.R = 6
Hn = 49 cm
C.B.R = 10
H20 = 29 cm
C.B.R = 20
Determinação da espessura da camada de Revestimento R = 10 cm Valores adotados no dimensionamento R
10
KR
2
KB
1
KS
0,77 (1)
Kref (Kn)
0,71 (1)
18
6%
Determinação da espessura da camada de Base
R.KR + B.KB > H20 10 x 2 + B x1 > 29 20 + 1B > 29 1B > 29 – 20 B>9
onde; B > 15 cm
Determinação da espessura da camada de Sub-base
R.KR + B.KB + h20.Ks > Hn 10 x 2 + 15 x 1 + h20 x 1 > 49 20 + 15 + 1 h20 > 49 35 + 1 h20 > 49 1 h20 > 49 – 35 h20 = 14
onde; h20 > 15
Determinação da espessura da camada de Reforço do Subleito
R.KR + B.KB + h20.Ks + hn.Kn > Hm 10 x 2 + 15 x 1 + 15 x 1 + hn x 1 > 65 20 + 15 + 15 + 1 hn > 65 50 + 1 hn > 65 1 hn > 65 – 50 hn > 15
19
onde; hn > 15
Trecho 06 – Km 45 ao Km 50 (trecho em aterro).
O material do Subleito desse trecho possui um C.B.R. de 5 e IG de 8.
Is = (IsCBR + IsIG)
6
Is = (5 + 7) =
2
5%
2
Valor do C.B.R Subleito
5
Ref. Subleito
10
Sub-base
20
Hm = 74 cm
C.B.R = 5
Hn = 49 cm
C.B.R = 10
H20 = 29 cm
C.B.R = 20
Determinação da espessura da camada de Revestimento R = 10 cm Valores adotados no dimensionamento R
10
KR
2
KB
1
KS
0,77 (1)
Kref (Kn)
0,71 (1)
20
Determinação da espessura da camada de Base
R.KR + B.KB > H20 10 x 2 + B x1 > 29 20 + 1B > 29 1B > 29 – 20 B>9
onde; B > 15 cm
Determinação da espessura da camada de Sub-base
R.KR + B.KB + h20.Ks > Hn 10 x 2 + 15 x 1 + h20 x 1 > 49 20 + 15 + 1 h20 > 49 35 + 1 h20 > 49 1 h20 > 49 – 35 h20 = 14
onde; h20 > 15
Determinação da espessura da camada de Reforço do Subleito
R.KR + B.KB + h20.Ks + hn.Kn > Hm 10 x 2 + 15 x 1 + 15 x 1 + hn x 1 > 74 20 + 15 + 15 + 1 hn > 74 50 + 1 hn > 74 1 hn > 74 – 50 hn > 24
21
onde; hn > 30
Altura total do pavimento
Trecho 01 (Espessura (cm)) Revestimento
10
Base
15
Sub-base
15
Ref. Subleito
75
Total = 115 (1,15 m)
Trecho 02 (Espessura (cm)) Revestimento
10
Base
15
Sub-base
15
Ref. Subleito
40
Total = 80 cm (0,8 m)
Trecho 03 (Espessura (cm)) Revestimento
10
Base
15
Sub-base
15
Ref. Subleito
30
Total = 70 cm (0,7 m)
22
Trecho 04 (Espessura (cm)) Revestimento
10
Base
15
Sub-base
15
Ref. Subleito
xxxxxxxxxxx
Total = 40 cm (0,4 m)
Trecho 05 (Espessura (cm)) Revestimento
10
Base
15
Sub-base
15
Ref. Subleito
15
Total = 55 cm (0,55 m)
Trecho 06 (Espessura (cm)) Revestimento
10
Base
15
Sub-base
15
Ref. Subleito
30
Total = 70 cm (0,7 m)
23
Materiais utilizados
Revestimento; Concreto Betuminoso Usinado a Quente (CBUQ). Base; Solo – Brita Sub-base; Misturas de solo Reforço; solo – Areia, solo puro
Ajustes no Subleito
Trecho 01
Cortar 45 Cm
Trecho 02
Cortar 10 Cm
Trecho 03
Igual
Trecho 04
Aterrar 30 Cm
Trecho 05
Aterrar 15 Cm
Trecho 06
Igual
24
Consumo de material
Trecho 01 Pavimento
Espessura (m) Extensão (m)
Largura (m)
Volume (m³)
Revestimento
0,10
10.000
7,0
7.000
Base
0,15
10.000
8,0
12.000
Sub-base
0,15
10.000
9,0
13.500
Ref. Subleito
0,75
10.000
10,0
75.000
Largura (m)
Volume (m³)
Trecho 02 Pavimento
Espessura (m) Extensão (m)
Revestimento
0,10
5.000
7,0
3.500
Base
0,15
5.000
8,0
6.000
Sub-base
0,15
5.000
9,0
6.750
Ref. Subleito
0,40
5.000
10,0
20.000
Largura (m)
Volume (m³)
Trecho 03 Pavimento
Espessura (m) Extensão (m)
Revestimento
0,10
12.000
7,0
8.400
Base
0,15
12.000
8,0
14.400
Sub-base
0,15
12.000
9,0
16.200
Ref. Subleito
0,30
12.000
10,0
36.000
25
Trecho 04 Pavimento
Espessura (m) Extensão (m)
Largura (m)
Volume (m³)
Revestimento
0,10
13.000
7,0
9.100
Base
0,15
13.000
8,0
15.600
Sub-base
0,15
13.000
9,0
17.550
Ref. Subleito
xxxxxxxx
xxxxxxxx
xxxxxxxx
xxxxxxxx
Largura (m)
Volume (m³)
Trecho 05 Pavimento
Espessura (m) Extensão (m)
Revestimento
0,10
5.000
7,0
3.500
Base
0,15
5.000
8,0
6.000
Sub-base
0,15
5.000
9,0
6.750
Ref. Subleito
0,15
5.000
10,0
7.500
Largura (m)
Volume (m³)
Trecho 06 Pavimento
Espessura (m) Extensão (m)
Revestimento
0,10
5.000
7,0
3.500
Base
0,15
5.000
8,0
6.000
Sub-base
0,15
5.000
9,0
6.750
Ref. Subleito
0,30
5.000
10,0
15.000
26
Consumo total de material
Pavimento
Volume (m³)
Revestimento
35.000
Base
60.000
Sub-base
67.500
Ref. Subleito
153.500
Devido o N ser maior que 5x10^6, o C.B.R adotado para camada BASE foi de 80%.
27
Conclusão
O relatório explicado teve como base um dimensionamento de pavimento flexível com revestimento em CBUQ sendo um N = 1,15x10^8 (pavimento com muito fluxo de veículos pesados), um trecho de 50 Km com partes em corte, aterro e greide colado, além de ter sido utilizado diferentes materiais para as camadas de estrutura.
Portanto, o realizado foi de acordo com normas e estudo em sala de aula, além de consultas extras como consta na bibliografia do mesmo. Para uma boa leitura é necessário que o leitor tenha conhecimento específico referente à área em análise, para isso, fica à dica ao estudo das referências citadas.
28
