Carga do tráfego: Cálculo do número N (para pavimentos flexíveis)
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- Oswaldo Stachinski Borja
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1 Carga do tráfego: Cálculo do número N (para pavimentos flexíveis) Profª Daniane Vicentini Principais ações a serem consideradas no dimensionamento: Carga das rodas dos veículos (dinâmicas, estáticas) Qualidade dos materiais empregados nas camadas Condições climáticas Outros (drenagem, produtos em contato, temperatura, velocidade dos veículos, etc.) No dimensionamento (ou reforço) de pavimentos flexíveis, as diferentes ações são condensadas em um único parâmetro representativo, chamado número N. 2 1
2 N = número de solicitações equivalentes às de um eixo rodoviário padrão (ESRD) de 8,2tf (80kN), para o período considerado de projeto. N =365.TDMA.FV.FR.FD, onde: TDMA = Tráfego Diário Médio Anual FV = Fator de veículos FR = Fator climático regional (adotado =1,0) FD = Fator direcional (Ex.: p/ pista simples FD=50%) N N nos diz quantas repetições de carga padrão o pavimento irá receber ao longo de sua vida útil. 3 Na metodologia (DNER), somente veículos pesados (caminhões e ônibus) são considerados, de forma que a equação poderia ser reescrita como: N =365.(TDMAON.FVON+TDMACM.FVCM).FR.FD Os dados do tráfego são obtidos através de contagens volumétricas classificatórias. O DNIT apresenta uma classificação para os veículos, de acordo com o número de eixos: Tipo de veículo Tipos: FROTA CIRCULANTE: N X M Nº eixos (unidades rebocadas) Nº eixos (unidade tratora) C Simples (caminhões ou ônibus) S V. trator (cavalo mecânico) + semi-reboque 4 2
3 Ex.: (Fonte: Manual de Estudos de Tráfego, DNIT) 5 Ex.: (Fonte: Manual de Estudos de Tráfego, DNIT) 6 3
4 Ex.: (Fonte: Manual de Estudos de Tráfego, DNIT) 7 Ex.: (Fonte: Manual de Estudos de Tráfego, DNIT) 8 4
5 Ex.: (Fonte: Manual de Estudos de Tráfego, DNIT) 9 Ex. de eixos: ESRS = ED (não em tandem) = ESRD = ED (especial) = TANDEM DUPLO = TANDEM TRIPLO = A legislação brasileira permite uma tolerância na sobrecarga dos veículos de 7,5% em média. (Fonte: apostila Profª Márcia Pereira,UFPR) 10 5
6 N =365.TDMA.FV.FR.FD Onde: FV = FE.FC Fator de Veículo (FV): calculado a partir da pesagem de eixo simples e tandem, por categoria de veículo e sua freqüência. Para o cálculo do FV, os valores dos pesos de cada eixo devem ser convertidos em valores de eixo equivalente (FEO), conforme método da USACE ou AASHTO. Fator de Eixos (FE): nº de eixos (ou conjuntos) obtidos da contagem (composição do tráfego). Fator de Carga (FC): nº que, ao ser multiplicado pelo nº de eixos que operam, nos fornece o N. 11 FEO (USACE): ou: (Fonte: apostila Profª Jisela Greco,UFMG) 12 6
7 FEO (AASHTO): (Fonte: apostila Profª Jisela Greco,UFMG) 13 Fator Direcional (FD): (Fonte: apostila Profª Márcia Pereira,UFPR) 14 7
8 Fator Direcional (FD): (Fonte: apostila Profª Márcia Pereira,UFPR) 15 Fator Climático Regional (FR): (Fonte: apostila Profª Jisela Greco,UFMG) 16 8
9 Exercício: Dada a contagem bidirecional anual de veículos comerciais abaixo, calcular o fator de veículos representativos segundo os critérios da metodologia AASHTO. Considerar que todos os veículos trafegam com a carga máxima legal, fator climático regional igual a 1 e pista simples, para um período de projeto de 10 anos e taxa de crescimento de veículos de 2% ao ano. Veículo Quantidade 2C C S S S C C Total (Fonte: Notas de Tópicos Avançados de Pavimentação, Prof. Djalma) 17 Quadro com as configurações de eixos dos veículos: Veículos Quantidade de eixos por veículo RS RD TD TT 2C C S S S C C
10 Fator de equivalência por eixo: Eixo Limite Máximo Decreto artigo 82 Equação FEO SRS 6,00 (P SRS / 7,77) 4,32 = 0,3273 SRD 10,00 (P SRD / 8,17) 4,32 = 2,3944 TD 17,00 (P TD / 15,08) 4,14 = 1,6424 TT 25,50 (P TT / 22,95) 4,22 = 1, Fator de veículo individual (FVi): Veículos Fatores de Veículo Individuais (FVi) RS RD TD TT FV i 2C 0,3273 2, ,7217 3C 0, ,9697 2S2 0,3273 2,3944 2,7217 2,7217 4,3641 2S3 0,3273 2,3944 1,6424 1,6424 4,2816 3S3 0, ,5296 2C2 0,3273 7,1832 1,9697 1,9697 7,5105 3C3 0,3273 2,3944 1,6424 1,6424 6,
11 Fator de veículo representativo da frota (FV): Veículo Quantidade (%) FVi.(%)/100 2C ,5988 3C ,5515 2S ,3928 2S ,1132 3S ,2118 2C ,0751 3C ,4805 Total , Cálculo do N: Ano TDMA N ano N acumulado Base (0) ,85E ,98E+05 6,98E ,12E+05 1,41E ,27E+05 2,14E ,41E+05 2,88E ,56E+05 3,63E ,71E+05 4,41E ,87E+05 5,19E ,02E+05 5,99E ,18E+05 6,81E ,35E+05 7,65E+06 Resp.: N = 7,65E
12 Tarefa: Recalcular o N utilizando os ábacos do método USACE para obter o fator de equivalência por eixo. Compare ambos procedimentos. 23 Bibliografia: Notas de aula de Engenharia de Tráfego, Profª Márcia Pereira, UFPR Notas de aula de Pavimentação, Prof. Mário Henrique Furtado e Djalma Pereira, UFPR Métodos de Projetos de Pavimentos Flexíveis, IPR 667 DNIT (1981) Manual de Estudos de Tráfego, IPR 723, DNIT (2006) Notas de aula de Construção de Estradas e Vias Urganas, Profª. Jisela Greco, UFMG 24 12
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