Universidade Federal do Paraná Departamento de Transportes Pavimentação Dimensionamento de Reforços Prof. Djalma R. Martins Pereira Dimensionamento de Reforços Escopo Deformabilidade dos Pavimentos Dimensionamento de Reforços Aplicações práticas (arquivo anexo) 1/xx 1
DEFORMABILIDADE DOS PAVIMENTOS AVALIAÇÃO ESTRUTURAL: Comportamento da estrutura x tráfego DEFORMAÇÕES PERMANENTES: Caráter residual Flechas nas trilhas, rupturas plásticas 2/xx 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 3/xx 2
DEFORMAÇÕES RECUPERÁVEIS (elásticas) Deformações elásticas: Pequena magnitude Esforços repetidos de tração (fibra inferior camadas coesivas) Grande número de repetições fadiga 4/xx 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 5/xx 3
DEFORMADAS E SEUS PARÂMETROS Comportamento da estrutura x tráfego Na prática: medida segundo a longitudinal 6/xx ÁREAS DE CONTATO DOS PNEUMÁTICOS 7/xx 4
MEDIDA DE DEFLEXÕES Viga Benkelman: Carga de eixo de 8,2 tf Cálculo de d 0 : d 0 = (L 0 L f ) x F F = constante (relação entre braços) Cálculo de uma deformada completa (exemplo) 8/xx MEDIDA DE DEFLEXÕES Operação da Viga Benkelman: 9/xx 5
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 10/xx Falling Weigth Deflectometer (FWD): 11/xx 6
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14/xx PARÂMETROS DAS DEFORMADAS a- DEFLEXÃO MÁXIMA (d 0 ) - Reflete deformabilidade (resiliência) global da estrutura - Maior d 0, mais elástica (resiliente) a estrutura 15/xx 8
b. RAIO DE CURVATURA do dx Rx = 5. X 2 do - d X x - No Brasil, em geral adota-se X=25cm -Raio é muito influenciado pela porção superior da estrutura - R < 100 m: mau comportamento? 16/xx 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 17/xx 9
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 18/xx 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 (IG i ) Estatística das flechas (IG i ) Média = F variância = 2 19/xx 10
CONDIÇÕES DE SUPERFÍCIE DNER PRO-08/78 DNIT 006/2003-PRO Fatores de ponderação (Fp i ) FC-1. 0,2 FC-2. 0,5 FC-3. 0,8 ALP/ATP.. 0,9 O e P... 1,0 EX... 0,5 IGG = (IG D.. 0,3 i x Fp i ) R.. 0,6 F.. 4/3 2.. 1,0 20/xx 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 21/xx 11
DIMENSIONAMENTO DE REFORÇOS VALORES CARACTERÍSTICOS Cálculo de valores característicos: deflexão: d p = d média + 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 Na reforço Np 1994 2004 2014 existente N t 22/xx DIMENSIONAMENTO DE REFORÇOS MÉTODO DNER-PRO 11/79 Definição da deflexão admissível: log d adm = 3,01-0,176 log N Para avaliação estrutural: N = Nt Para dimensionamento do reforço: N = Np Cálculo da espessura de reforço em CBUQ: h CB = 40 log (d p / d adm ) Coeficientes estruturais: DNER tabela Parâmetro de tráfego: DNER / USACE Critérios p/ avaliação estrutural tabela Exercícios: 1 e 2 23/xx 12
DIMENSIONAMENTO DE REFORÇOS MÉTODO DNER-PRO 11/79 Coeficientes de equivalência estrutural: K = H / h 24/xx DIMENSIONAMENTO DE REFORÇOS MÉTODO DNER-PRO 11/79 Hipótese I II Critérios para avaliação estrutural Dados Deflectométricos Dp<Dadm R>100 Dp>Dadm R>100 = f(n T ) Qualidade Estrutural Necessidade de estudos complementares Critério para cálculo de reforço Boa Não - Se Dp<3.Dadm Regular Se Dp>3.Dadm Má Não Sim Deflectométrico Deflectométrico e Resistência Medidas Corretivas Apenas correção de superfície Reforço Reforço ou reconstrução 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 V Pavimentação - O pavimento Dimensionamento apresenta deformações Reforços permanentes e rupturas plásticas generalizadas (IGG>180) Sim Resistência Reconstrução 25/xx 13