Dimensionamento de Reforços - departamento de transportes da ufpr

Universidade Federal do Paraná
Departamento de Transportes
Pavimentação
Dimensionamento de Reforços
Prof. Djalma R. Martins Pereira
Pavimentação – Dimensionamento de Reforços
Dimensionamento de Reforços
Escopo
Deformabilidade dos Pavimentos
Dimensionamento de Reforços
Aplicações práticas (arquivo anexo)
Pavimentação – Dimensionamento de Reforços
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DEFORMABILIDADE DOS PAVIMENTOS
AVALIAÇÃO ESTRUTURAL:
– Comportamento da estrutura x tráfego
DEFORMAÇÕES PERMANENTES:
– Caráter residual
– Flechas nas trilhas, rupturas plásticas
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DEFORMABILIDADE DOS PAVIMENTOS
DEFORMAÇÕES RECUPERÁVEIS:
– Comportamento elástico da estrutura
• Cessam após passagem da carga
• Esforços de tração
Levam à fadiga
• Refletem bem o comportamento da estrutura
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DEFORMAÇÕES RECUPERÁVEIS (elásticas)
Deformações elásticas:
– Pequena magnitude
– Esforços repetidos de tração (fibra inferior camadas coesivas)
– Grande número de repetições
fadiga
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DEFORMABILIDADE DOS PAVIMENTOS
AVALIAÇÃO ESTRUTURAL:
– PROCESSO DESTRUTIVO:
• Sondagens e ensaios
– PROCESSO NÃO-DESTRUTIVO:
• Deflectometria
DEFORMABILIDADE:
– Análise da deformação elástica do pavimento sob a
ação de uma carga ou esforço
– Vinculação com o desempenho em serviço
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DEFORMADAS E SEUS PARÂMETROS
Comportamento da estrutura x tráfego
Na prática: medida segundo a longitudinal
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ÁREAS DE CONTATO DOS PNEUMÁTICOS
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MEDIDA DE DEFLEXÕES
Viga Benkelman:
–
–
–
–
Carga de eixo de 8,2 tf
Cálculo de d0: d0 = (L0 – Lf ) x F
F = constante (relação entre braços)
Cálculo de uma deformada completa (exemplo)
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MEDIDA DE DEFLEXÕES
Operação da Viga Benkelman:
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MEDIDA DE DEFLEXÕES
Falling Weigth Deflectometer (FWD):
– Simula melhor a ação dinâmica da carga
– Impacto de peso sobre placa circular
– Deflexão em 7 sensores
– Pulso de carga
– Carga de pico: 4,1 tf
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Falling Weigth Deflectometer (FWD):
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PARÂMETROS DAS DEFORMADAS
a- DEFLEXÃO MÁXIMA (d0)
- Reflete deformabilidade (resiliência) global da estrutura
- Maior d0 , mais elástica (resiliente) a estrutura
0
30
60
90
120
150
0
20
40
60
80
100
d
120
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b. RAIO DE CURVATURA
0
30
60
90
120
150
0
20
do
40
60
80
dx
100
d
120
x
5 . X2
Rx =
do - dX
- No Brasil, em geral adota-se X=25cm
-Raio é muito influenciado pela porção
superior da estrutura
- R < 100 m: mau comportamento?
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AVALIAÇÃO E DIAGNÓSTICO
Avaliação do pavimento:
– Condições de superfície (defeitos) e conforto ao rolamento:
cálculo do IGG
Separação em segmentos homogêneos
– Extensão mínima do SH: 200 m
– Extensão máxima do SH: 2000 m
Cálculo de valores característicos
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CONDIÇÕES DE SUPERFÍCIE
DNER PRO-08/78
DNIT 006/2003-PRO
– Avaliação objetiva: a pé
– Amostragem de 15% da área
– Estações de ensaio: 6 m x 3,5 m
– Uma estação a cada 20 m
•3,5m
•6m
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CONDIÇÕES DE SUPERFÍCIE
DNER PRO-08/78
DNIT 006/2003-PRO
– Cálculo do IGG (para cada trecho homogêneo)
– Anotar presença de defeitos
– Medir as flechas nas trilhas de roda
– Calcular Índice de Gravidade Global (IGG)
• Freqüência de ocorrência de defeitos (IGi)
• Estatística das flechas (IGi)
– Média = F
– variância = σ2
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CONDIÇÕES DE SUPERFÍCIE
DNER PRO-08/78
DNIT 006/2003-PRO
• Fatores de ponderação (Fpi)
FC-1……………. 0,2
FC-2……………. 0,5
FC-3……………. 0,8
ALP/ATP……….. 0,9
O e P……….….. 1,0
EX ………….….. 0,5
D …………….…. 0,3
R …………….…. 0,6
F ……………….. 4/3
σ2 …………….…. 1,0
•IGG = ∑(IGi x Fpi)
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CONDIÇÕES DE SUPERFÍCIE
Qualificação a partir do IGG:
DNER PRO-08/78
–
–
–
–
0 a 20
Bom
20 a 80
Regular
80 a 150
Mau
150 a 500
Péssimo
DNIT 006/2003-PRO
-
0 a 20
Ótimo
20 a 40
Bom
40 a 80
Regular
80 a 160
Ruim
> 160
Péssimo
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DIMENSIONAMENTO DE REFORÇOS
VALORES CARACTERÍSTICOS
Cálculo de valores característicos:
– deflexão: dp = dmédia + σ
– falhas: IGG
– tráfego:
• tráfego de projeto: Np
– Corresponde à solicitação futura que o reforço irá receber
• tráfego total: Nt = Na + Np
– Corresponde à solicitação que o antigo pavimento irá receber,
desde a sua abertura ao tráfego até o final de uma nova vida de
projeto, se não for restaurado.
existente
1994
Na
reforço
2004
existente
Np
N
t
2014
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DIMENSIONAMENTO DE REFORÇOS
MÉTODO DNER-PRO 11/79
Definição da deflexão admissível:
log dadm = 3,01 - 0,176 log N
Para avaliação estrutural: N = Nt
Para dimensionamento do reforço: N = Np
Cálculo da espessura de reforço em CBUQ:
hCB = 40 log (dp / dadm)
Coeficientes estruturais: DNER
tabela
Parâmetro de tráfego: DNER / USACE
Critérios p/ avaliação estrutural
tabela
Exercícios: 1 e 2
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DIMENSIONAMENTO DE REFORÇOS
MÉTODO DNER-PRO 11/79
Coeficientes de equivalência estrutural:
Material
Solo-cimento (RCS7dias<28kgf/cm2)
K
1,00
Solo-cimento (28<RCS7dias<45kgf/cm2)
1,40
Solo-cimento (RCS7dias>45kgf/cm2)
Material granular (ISC>60)
Brita graduada (ISC>80)
Macadame betuminoso
PMF denso (%Vv<6%)
PMQ denso (%Vv<6%)
CBUQ (%Vv < 5%)
1,70
1,00
1,10
1,20
1,40
1,70
2,00
K =H/h
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DIMENSIONAMENTO DE REFORÇOS
MÉTODO DNER-PRO 11/79
Critérios para avaliação estrutural
Hipótese
I
Dados
Deflectométricos
Dp<Dadm
R>100
Qualidade Estrutural
= f(NT)
Boa
Necessidade
de estudos
complementares
Critério para
cálculo de
reforço
Medidas
Corretivas
-
Apenas
correção de
superfície
Deflectométrico
Reforço
Sim
Deflectométrico
e Resistência
Reforço ou
reconstrução
Não
Dp>Dadm
R>100
Se Dp<3.Dadm
Regular
Se Dp>3.Dadm
Má
III
Dp<Dadm
R<100
Regular para má
Sim
Deflectométrico
e Resistência
Reforço ou
reconstrução
IV
Dp>Dadm
R<100
Má
Sim
Resistência
Reforço ou
reconstrução
Má
O–pavimento
apresenta deformações
Dimensionamento
de Reforços Sim
V Pavimentação
permanentes e rupturas plásticas
generalizadas (IGG>180)
Resistência
Reconstrução
II
Não
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