Critério para definição da largura da plataforma de terraplenagem em rodovias

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1 Critério para definição da largura da plataforma de terraplenagem em rodovias Gerson Fernando Fattori (UCS) João Fortini Albano (PPGEP/UFRGS) Resumo Suprindo a lacuna constatada no Manual de Projeto Geométrico de Rodovias Rurais do DNER, atual DNIT, e buscando adequações às Normas de Projetos Rodoviários do Departamento Autônomo de Estradas de Rodagem do Rio Grande do Sul, o presente trabalho apresenta uma análise das atuais indicações para definição da largura da plataforma de terraplenagem de projetos rodoviários e propõe um critério para o arbitramento da largura considerando critérios executivos.a proposição poderá sr de utilidade em projetos de rodovias quer sejam federais ou estaduais. Palavras chave: plataforma de terraplenagem, projeto de terraplenagem,rodovias. 1 Introdução Atualmente, projetistas encontram grandes dificuldades na definição da largura da plataforma de teraplenagem de projetos rodoviários. Os valores constantes nas normas vigentes não satisfazem condições econômicas, geométricas nem de drenagem superficial. Assim na busca do encaminhamento de uma solução para esta questão indica-se no presente artigo uma solução para esta questão. 2 Critérios utilizados O Manual de Projeto Geométrico de Rodovias Rurais, do Departamento Nacional de Infra-estrutura de Transporte DNIT, (ex-dner), revisado em 1999, não faz nenhuma citação à largura a ser adotada no projeto da plataforma de terraplenagem das rodovias federais. Por seu turno, as Normas de Projetos Rodoviários do Departamento Autônomo de Estradas de Rodagens do Estado do Rio Grande do Sul DAER-RS, revisadas e publicadas em 1991, definem a largura da plataforma de terraplenagem das rodovias estaduais como sendo a obtida pela soma das larguras da pista mais os acostamentos mais as folgas, conforme consta na Figura 1. Figura 1: Largura da plataforma de terraplenagem das rodovias estaduais para seções em aterro, conforme as Normas do DAER RS. No Quadro 3 das Normas do DAER-RS consta: Para as classes zero à III a folga será de 1,0 m para cada semiplataforma de aterro e de 1,50 m para cada semiplataforma de corte. Consta ainda: Para a classe IV a folga será de 0,50 m para cada semiplataforma de aterro e de 1,0 m para cada semiplataforma de corte. Observa-se que as folgas são definidas pelas normas do DAER-RS em função da classe da rodovia, independente da espessura da estrutura do pavimento. Um critério para definição da largura da plataforma de terraplenagem de rodovias Fattori & Albano 1

2 O espaço designado por folga será ocupado pela projeção do talude natural do pavimento e pela dimensão necessária à perfeita execução do serviço, conforme está discriminado na Figura 2. Se for chamado de folga real esse espaço necessário à perfeita execução do serviço, pode-se afirmar que as prescrições das normas do DAER- RS levam a diferentes dimensões da folga real para diferentes espessuras do pavimento. Então, a questão que se pretende esclarecer é: qual é a correta dimensão da folga real a ser usada nas plataformas de terraplenagem das rodovias? Figura 2: A folga é ocupada pelo talude do pavimento mais a dimensão necessária à perfeita execução do serviço O projeto de pavimentação de rodovias adota a largura da pista e acostamentos, dimensões que estão perfeitamente definidas nas normas vigentes para cada classe de rodovia e apresenta a espessura da estrutura do pavimento com os materiais a empregar. As larguras indicadas referem-se a pista acabada. A questão que se coloca é: qual a largura da plataforma de terraplenagem que possibilite obter um pavimento construído com qualidade, sem desperdícios e, por conseqüência, mais econômico? Sabe-se que a grande maioria dos materiais utilizados na estrutura dos pavimentos apresentam taludes com inclinação natural de 1:1,5. Tal fato tem papel preponderante na concepção de uma expressão que defina a largura da plataforma. Outra variável a ser considerada é a dimensão da folga real, necessária à boa execução do serviço, evitando problemas futuros à rodovia e aos seus usuários. Constata-se que a expressão que define a largura da plataforma de terraplenagem das rodovias possui três variáveis distintas, a saber: a largura do pavimento incluindo a pista acabada, os acostamentos; a espessura da estrutura do pavimento inclusive o revestimento e, a folga real necessária à boa execução do serviço. A largura da pista de rolamento e dos acostamentos está claramente definida nas normas do DAER-RS, do DNIT e de outros órgãos rodoviários nacionais e internacionais. A estrutura do pavimento é perfeitamente determinada conhecendo-se a capacidade de suporte do solo do subleito e a carga atuante resultante da ação do tráfego. A dimensão da folga real necessária à boa execução é o foco da questão. Com estas variáveis pode-se então definir a largura da plataforma de terraplenagem (Lp), que em outras palavras é a largura do subleito ou o que os franceses chamam de largura da camada de fundação (couche de fondacion), dada pela seguinte equação: Lp = Lv + 3e + Fr (1) Onde, conforme se observa na Figura 3: Lp é a largura da plataforma de terraplenagem; Lv é a largura total da via acabada (pista e acostamentos) considerando-se a superlargura onde for necessário; e é a espessura total da camada de estrutura do pavimento incluindo-se o revestimento e, Fr é a folga real. Nos cortes deverá ser adicionada a largura das sarjetas de drenagem. Do ponto de vista econômico o ideal seria fazer-se Fr = 0, entretanto, a dimensão da folga real deverá ser de tal Um critério para definição da largura da plataforma de terraplenagem de rodovias Fattori & Albano 2

3 magnitude que permita a perfeita execução do serviço, garantindo a sua longevidade. O espaço destinado à folga deverá receber compactação adequada buscando-se melhor qualidade do serviço. Figura 3: Proposta para a determinação da largura da plataforma de terraplenagem das rodovias Ao se aplicar uma energia de compactação no solo, a mesma se propaga segundo um ângulo de no máximo 45º e a pressão resultante vai diminuindo a medida que aumenta a espessura da camada a compactar. Portanto, a folga mínima deverá ter uma dimensão que permita o atendimento das especificações, mesmo quando se estiver executando um pavimento com estrutura delgada. Trechos experimentais demonstram, com razoável segurança, que uma folga real de 20cm, em cada semiplataforma é o mínimo possível para executar perfeitamente o serviço final de terraplenagem e, portanto, é a indicação para as rodovias com Classe de projeto IV, enquanto que nas de Classes II e III a folga real recomendada é de 25cm para cada lado e nas de Classes 0 e I a indicação é de 30cm em cada semiplataforma. Esta dimensão de 20cm se justifica pelas seguintes razões: As Especificações Gerais do DAER preconizam na especificação DAER-ES-P 01/91, Regularização do subleito, no item 5, subitem 5.1.1, letra d, a execução da camada final com 20cm e a determinação da massa específica aparente in situ com espaçamento máximo de 100m de pista, obedecendo sempre a ordem LD, LE, EL, LD, etc... a 60cm do bordo, ou nos locais onde a fiscalização julgar necessário. Outra justificativa para adoção desta folga é obtida da análise da figura 4. Se considerarmos todas as possibilidades nas condições mais desfavoráveis, isto é, a carga aplicada no bordo da pista, estrutura de pavimento delgada (20cm) e ângulo máximo de distribuição das pressões, constata-se que não existem tensões no solo do subleito provocadas pela ação das cargas na rodovia, numa faixa de 30cm da borda da plataforma de terraplenagem, justamente na parte onde existe deficiência de compactação. Na medida em que a carga estiver posicionada mais ao centro da rodovia, a espessura do pavimento for maior e considerar-se o ângulo correto da distribuição das tensões da camada de base para o subleito, este valor cresce consideravelmente melhorando, portanto, a segurança do produto acabado. 3 Conclusões A fórmula apresentada é simples e de fácil aplicação para a definição da largura da plataforma de projetos rodoviários. Estudos e experiências desenvolvidas em aula por alunos da Escola de Engenharia da Universidade Federal do Rio Grande do Sul e alguns projetos desenvolvidos para o DAER/RS demonstram a viabilidade de utilização da presente proposta. Um critério para definição da largura da plataforma de terraplenagem de rodovias Fattori & Albano 3

4 Figura 4: Distribuição das tensões em camadas de solo e fundamentação dos valores de folga indicados Um critério para definição da largura da plataforma de terraplenagem de rodovias Fattori & Albano 4

5 REFERÊNCIAS DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM DNER Manual de projeto geométrico de rodovias rurais, Rio de Janeiro: DNER Diretoria de desenvolvimento tecnológico. Divisão de Capacitação tecnológica p. (IPR. Publ., 706). DEPARTAMENTO AUTÔNOMO DE ESTRADAS DE RODAGEM DAER Normas de projetos rodoviários Volume 1. Projeto geométrico de rodovias e projeto geométrico de ciclovias. Porto Alegre: DAER, p. Um critério para definição da largura da plataforma de terraplenagem de rodovias Fattori & Albano 5