Cálculo de Tráfego e Dimensionamento de Pavimentos

Cálculo do Número N com Crescimento Aritmético

Calcular o número de operações do eixo simples padrão para uma estrada em que o tráfego apresenta um volume médio diário de 1600 veículos, nos dois sentidos, com a composição aritmética a uma taxa anual de 3%. Dessa composição, 64% dos veículos têm 2 eixos, 26% têm 3 eixos e 10% têm 4 eixos. Admitir um período de projeto de 15 anos e o fator de carga (FC) de 2,362.

Volume inicial nos dois sentidos: 1600 → Em um sentido: 800

= = 968 veículos

V_t = 365 × P × V_m = 365 × 15 × 968 = 5.299.800 veículos

FC = 2,362

= = 2,46

N = V_t × FE × FC = 5.299.800 × 2,46 × 2,362 = 30,8 × 10⁶ operações

Cálculo do Número N com Crescimento Geométrico

Calcular o número de operações do eixo simples padrão para uma estrada em que o tráfego apresenta um volume médio diário de 2600 veículos, nos dois sentidos, com a composição geométrica a uma taxa anual de 5%. Dessa composição, 64% dos veículos têm 2 eixos, 20% têm 3 eixos e 16% têm 4 eixos. Admitir um período de projeto de 30 anos e o fator de carga (FC) de 2,262.

Volume inicial nos dois sentidos: 2600 → Em um sentido: 1300 veículos

P = 30 anos | t = 5%

= = 31.525.233

FC = 2,262

FE = = = 2,52

N = V_t × FE × FC = 31.525.233 × 2,52 × 2,262 = 179 × 10⁶ operações

Dimensionamento de Pavimento para N = 5 x 10⁷

Dimensionar o pavimento para uma estrada em que N = 5 × 10⁷, sabendo-se que o subleito apresenta um CBR = 8%, dispondo-se de material granular para sub-base, com CBR = 40%, e para a base, com CBR = 80%.

Para N = 5 × 10⁷, o revestimento será de concreto betuminoso com R = 10 cm.

• Concreto betuminoso → K = 2,0
• Material granular → K = 1,0

N = 5 × 10⁷ e CBR_SB = 20% → H₂₀ = 28 cm

N = 5 × 10⁷ e CBR = 8% → H_n = 54 cm

Como N > 10⁷ e CBR_SB ≥ 40%, deve-se substituir na inequação (1) H₂₀ por 1,2 × H₂₀.

R × K_R + B × K_B ≥ 1,2 × H₂₀

10 × 2,0 + B × 1,0 > 1,2 × 28
B > 13,6 → Adotar-se-á B = 15 cm

R × K_R + B × K_B + h₂₀ × K_sub > H_n

10 × 2,0 + 15 × 1,0 + h₂₀ × 1,0 > 54
h₂₀ > 19 cm

Dimensionamento de Pavimento para N = 10⁶

Dimensionar o pavimento para uma estrada em que N = 10⁶, sabendo-se que o subleito apresenta CBR = 12% e que dispõe-se de material granular para a sub-base com CBR = 40%, e para a base, com CBR = 80%.

Como N = 10⁶, o revestimento será constituído por Tratamento Superficial Betuminoso, cuja espessura R será desprezada.

Os coeficientes de equivalência estrutural da base e da sub-base serão iguais a 1,0 por serem constituídas de material granular.

Do ábaco “Espessura do Pavimento x N” obtemos:

• N = 10⁶ e CBR = 20% → H₂₀ = 25 cm
• N = 10⁶ e CBR = 12% → H₁₂ = 34 cm

Como N ≤ 10⁶ e CBR_SB ≥ 40%, podemos substituir na inequação (1) H₂₀ por 0,8 × H₂₀.

Resolvendo-se as inequações básicas, teremos:
R × K_R + B × K_B > 0,8 × H₂₀

0 + B × 1,0 > 0,8 × 25
B > 20 → Adotar-se-á B = 20 cm

R × K_R + B × K_B + h₂₀ × K_sub > H_n

0 + 20 × 1,0 + h₂₀ × 1,0 > 34
h₂₀ > 14 cm → Como a sub-base é granular, a espessura mínima adotada será h₂₀ = 15 cm.