Proposta brasileira para dimensionamento de pavimentos com base mecanística empírica. Leni Leite PETROBRAS / CENPES

Transcrição

1 Proposta brasileira para dimensionamento de pavimentos com base mecanística empírica Leni Leite PETROBRAS / CENPES

2 Mecânica dos pavimentos O que é um pavimento? É uma estrutura de camadas destinada a: resistir e distribuir ao subleito os esforços verticais produzidos pelo tráfego; melhorar condições de rolamento quanto a comodidade e segurança; resistir aos esforços horizontais que nela atuam tornando mais durável a superfície de rolamento Medina & Motta (2005)

3 Dimensionamento de pavimentos Como se dimensiona um pavimento? Através do cálculo de espessuras de um conjunto de camadas que trabalham juntas e compatibilizando os materiais Escolha de materiais e espessuras em função de : tráfego esperado (período de projeto) clima subleito,topografia, drenagem, técnicas construtivas, etc critérios de ruptura (como definir vida útil) Motta L. (2012)

4 Métodos de dimensionamento existentes Bressi S. (2012) Soares J. (2009)

5 Emprego de métodos analíticos na Europa Durante as duas últimas décadas, houve a substituição dos métodos empíricos pelos mecanísticos. Consideram a resposta estrutural, que é calibrada por ensaios de laboratório / dados de campo (pistas existentes ou experimentais). Soares J. (2010)

6 Uniformização européia Existe uma tendência a uniformização Projeto COST Development of New Bituminous Pavement Design Method - em 1999 indicou que 60% dos órgãos rodoviários europeus já usavam métodos analíticos. A maior parte dos países europeus utilizam catálogos com seções prédefinidas para o dimensionamento, evitando soluções não experimentadas e tornando mais homogênea a prática no país. Soares J. (2010)

7 Catálogos europeus Manual de concepção de pavimentos para a rede rodoviária nacional - PT Richtlinien für die Standardisierung des Oberbaues von Verkehrsflächen RStO01 - DE Catalogue des structures types de chaussés neuves - FR Entradas são geralmente o tráfego, tipo de pavimento e o subleito

8 Procedimento empírico da década de 60 Método brasileiro atual Método do CBR Não tira proveito da avaliação MCT de solos Principal defeito não é considerado trincas por fadiga Não leva em conta a temperatura do pavimento Camada asfáltica única (base de brita) Não considera envelhecimento do ligante Não inclui novas técnicas, nem novos produtos Critéria de ruptura afundamento de trilha de roda Houve atualização em 1981 relacionada ao cálculo do número N

9 Motta L. (2012) Teoria da elasticidade aplicada a pavimentos

10 Cálculos de tensões e deformações de estruturas de pavimentos Motta L. (2012)

11 Método de dimensionamento mecanistico empírico proposto no Brasil -1991

12 Propriedades de laboratório método proposto por Laura Motta Módulo de resiliência das camadas solos, materiais granulares e misturas betuminosas Ensaio de fadiga a tensão controlada - Critério de ruptura

13 Fator campo - laboratório Outros fatores campo laboratório Tese doutorado Salomão Pinto Estimados em estudos para desenvolvimento MEPDG Fatigue shift factors were calculated for four of the structural sections from the 2003 NCAT Test Track ranged from 4.2 to The fatigue shift factors determined with PerRoad ranged from 6.7 to 19.2.

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16 Vários níveis de aplicação

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18 Funções de transferência Necessidade de ensaios laboratoriais para estimativa fator campo laboratório

19 Proposta Sispav de projeto de dimensionamento tese doutorado Filipe Proença 2007

20 Base do método do Filipe Laura Motta (2012) emprega F(C/L) desenvolvido por Salomão

21 A análise da vida útil de projeto da estrutura de pavimento proposta pelo catálogo de soluções de pavimentação do CREMA 2ª ETAPA por meio do programa SisPav permitiu concluir que as soluções contempladas no catálogo para os segmentos homogêneos selecionados não atendem a vida útil de projeto de 10 anos para as quais foram calculadas Tese mestrado - Luiz Felipe da Silva da Fonseca 2013

22 Desenvolvimento de projeto de dimensionamento brasileiro na rede Temática de asfaltos Construção de pistas experimentais em diferentes regiões, clima e temperatura Atuação de Universidades e IPR (DNIT) Geração de dados de campo e laboratório Calibração dos modelos Criar Fator campo laboratório Tornar SISPAV uma verdadeira ferramenta de projeto

23 Resultados Infra UFAM UFPA UEMA UFC Concluidas: 16 Conc. em 2013: 3 Em andamento: 5 Só equipamentos: 3 UFMT UFPB, UFCG UFPE UFAL UFS UFG UFBA UFMG, UFJF, UFOP, CEFET-MG, UFV UFPR, UEM UFSM UFRGS UFSC USP, EESC UFRJ, IME, IPR

24 MANUA L Projeto da Rede temática PRÉ- EXECUÇÃO INF. PRELIMINARES AMOSTRAS MATERIAIS E ESTRUTURAS EXECUÇÃO CONFIRMAÇÃO DOS MATERIAIS CONTROLE DE EXECUÇÃO PÓS- EXECUÇÃO AVALIAÇÃO DAS CONDIÇÕES DOS TRECHOS MONITORADOS Laura Motta (2012)

25 Laura Motta (2012)

26 Execução Pós-execução Laura Motta (2012)

27 Pós-execução Levantamentos realizados Data Deflexão máxima média, 0,01mm IRI médio, m/km BPN médio (ou grip number) Macrotextura média, mm % de área trincada Afundamento médio de trilha de roda, mm Tempo 0 1 mês 6 meses 1 ano 2 anos 3 anos

28 Resultados P&D Sistema da Rede Temática de Asfaltos Manual de Trechos Monitorados Versão beta do SispavBR

29 Critérios em discussão no SISPAV A semelhança do MEPDG, serão usados 3 níveis em ordem inversa Níveis 1) Emprego de MR, sem efeito da temperatura, nem envelhecimento do ligante; Uso da Lei de Miner; Critério de ruptura a partir de curvas de fadiga tradicionais ou obtidas nas calibrações; 2) Cálculo do módulo dinâmico, com efeito da temperatura e do envelhecimento do ligante. Uso da Lei de Miner; Critérios de ruptura a partir de calibrações fator campo laboratório a partir de calibrações 3) Emprego de módulo dinâmico a diferentes freqüências e temperaturas, construção de curva mestre. Correlações entre % área trincada com o dano como critério de ruptura calibrações fator campo laboratório

30 Resultados P&D Total de pistas construídas e monitoradas: 25 + Projeto Fundão = 75 Metas para os próximos anos: Número de pistas experimentais (total e efetivas): 2014: SispavBR com os modelos do Fundão 2016: SispavBR com os modelos do Brasil: Nível : SispavBR completo + Livro Número de pistas experimentais: pistas experimentais pistas experimentais

31 Parceiros obtidos até agora em trechos experimentais

32 Obrigada!