NOVO MÉTODO DE DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS RODOVIÁRIOS DA AASHTO APLICAÇÃO A PORTUGAL -

Adelino Ferreira Fábio Simões Rui Micaelo

ESTRUTURA DA APRESENTAÇÃO

INTRODUÇÃO METODOLOGIA DE DIMENSIONAMENTO Tráfego Condições climáticas Estrutura do pavimento e propriedades dos materiais APLICAÇÃO ÀS ESTRUTURAS DO MACOPAV ANÁLISE DOS RESULTADOS CONSIDERAÇÕES FINAIS

INTRODUÇÃO

Novo método de dimensionamento designado por Mechanistic-Empirical Pavement Design Guide (MEPDG) Foi desenvolvido ao mesmo tempo um software que permite a aplicação do método Dados de tráfego, dados do clima, estrutura do pavimento e propriedades dos materiais Previsão do comportamento (IRI, fendilhamento longitudinal, pele de crocodilo e rodeiras) Permitirá o posterior ajustamento da estrutura ou dos materiais em função dos resultados e dos objetivos a atingir

METODOLOGIA DE DIMENSIONAMENTO

TRÁFEGO

Dados gerais

Tráfego Médio Diário Anual (TMDA) Número de vias Percentagem de pesados em cada sentido e na via de dimensionamento Velocidade base

Fatores de ajustamento

Ajustamento mensal Distribuição das classes de pesados Distribuição horária de pesados Taxa de crescimento

Dados técnicos dos pesados

CONDIÇÕES CLIMÁTICAS

Dados climáticos agregados no modelo designado Enhaced Integrated Climatic Model (EICM):

Mês Dia Ano Hora Temperatura (ºF) Precipitação (in) Hora de nascer do sol Velocidade do vento (mph) Hora de pôr do sol Radiação solar Percentagem de luz de sol/nível de nebulosidade Ex.: 5 6 2011 6.56667 20.5500 3706.16

Profundidade do nível freático (ft) Ex.: 0 60.6 0.00 5.6 100 50 1 59.9 0.00 4.0 100 50

ESTRUTURA DO PAVIMENTO E PROPRIEDADES DOS MATERIAIS

Dados da estrutura do pavimento por camada Tipo de camada Material Espessura Camadas betuminosas Distribuição granulométrica dos agregados Propriedades do betume Temperatura de referência Coeficiente de Poisson Percentagem de betume e de vazios Peso volumétrico Camadas granulares Distribuição granulométrica Módulo de deformabilidade ou CBR Coeficiente de Poisson

APLICAÇÃO ÀS ESTRUTURAS DO MACOPAV

Dimensionamento para uma vida útil de 20 anos Classes de Tráfego (T1 – T6) Classes de Fundação (F1 – F4) F1 – 30 MPa; F2 – 60 MPa; F3 – 100 MPa; F4 – 150 MPa Coeficiente de Poisson – 0,35 Velocidade base – 30 Km/h P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 P11 P12 P13 P14 P15 P16 Pa vimento Ca ma da de desga ste

t CD

(cm) V

be

(%) V

a

(%) 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 4 4 4 4 5 6 6 6 5 4 5 5 6 5 6 5 Ca ma da de ba se betuminosa

t CB

(cm) V

be

(%) V

a

(%) 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 6 8 12 14 14 16 18 17 19 18 20 20 23 22 24 26 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 Ca ma da sub ba se gra nula r

t CSB

(cm) E (MPa ) 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 Solo de funda çã o

t CSF

(cm) 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 E (MPa ) 60 – 150 60 – 150 60 – 150 60 – 150 60 – 150 60 – 150 60 – 150 60 – 150 60 – 150 60 – 150 60 – 150 60 – 150 60 – 150 60 – 150 60 – 150 60 – 150 Solo na tura l

t SN

(cm) ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ E (MPa ) 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000

APLICAÇÃO ÀS ESTRUTURAS DO MACOPAV

Camada de desgaste Camada de base Camada de sub base Fundação Espessura (mm) Módulo deform. (MPa) Coeficiente de Poisson Material Espessura (mm) Módulo deform. (MPa) Coeficiente de Poisson Material Espessura (mm) Módulo deform. (MPa) Coeficiente de Poisson Material Espessura (mm) Módulo deform. (MPa) Coeficiente de Poisson CBR (%) Espessura total das camadas betuminosas (mm) Numero estrutural Ilustração: 100 2,36228

1

40 4000 0,35 BD 60 4000 0,35 MB 200 200 0,35 SBG 1000 100 0,35 20

2

40 4000 0,35 BD 80 4000 0,35 MB 200 200 0,35 SBG 1000 100 0,35 20

3

40 4000 0,35 BD 120 4000 0,35 MB 200 200 0,35 SBG 1000 100 0,35 20 120 2,63000 160 3,16544

4

40 4000 0,35 BD 140 4000 0,35 MB 200 200 0,35 SBG 1000 100 0,35 20

5

50 4000 0,35 BD 140 4000 0,35 MB 200 200 0,35 SBG 1000 100 0,35 20

Estruturas alternativas para um pavimento flexível 6

50 4000 0,35 BD 160 4000 0,35 MB 200 200 0,35 SBG 1000 100 0,35 20

7

40 4000 0,35 BD 180 4000 0,35 MB 200 200 0,35 SBG 1000 100 0,35 20 180 3,43316 190 3,60639 210 3,87411 220 3,96860

8

50 4000 0,35 BD 170 4000 0,35 MB 200 200 0,35 SBG 1000 100 0,35 20

9

50 4000 0,35 BD 190 4000 0,35 MB 200 200 0,35 SBG 1000 100 0,35 20

10

60 4000 0,35 BD 180 4000 0,35 MB 200 200 0,35 SBG 1000 100 0,35 20

11

50 4000 0,35 BD 200 4000 0,35 MB 200 200 0,35 SBG 1000 100 0,35 20

12

60 4000 0,35 BD 200 4000 0,35 MB 200 200 0,35 SBG 1000 100 0,35 20

13

50 4000 0,35 BD 230 4000 0,35 MB 200 200 0,35 SBG 1000 100 0,35 20

14

60 4000 0,35 BD 220 4000 0,35 MB 200 200 0,35 SBG 1000 100 0,35 20

15

60 4000 0,35 BD 240 4000 0,35 MB 200 200 0,35 SBG 1000 100 0,35 20

16

60 4000 0,35 BD 260 4000 0,35 MB 200 200 0,35 SBG 1000 100 0,35 20 220 4,00797 240 4,27569 240 4,31506 250 4,40955 260 4,58278 280 4,81113 280 4,85050 300 5,11822 320 5,38594 Legenda: BD - Betão betuminoso; MB - Macadame betuminoso; SBG - Sub-base Granular; CBR - California Bearing Ratio Nota: Na ilustração, a espessura da fundação não se encontra representada à escala

APLICAÇÃO ÀS ESTRUTURAS DO MACOPAV

Valores limite ao fim de 20 anos:

Fendilhamento longitudinal – 200 m/km Pele de crocodilo – 20% Rodeiras nas camadas betuminosas – 15 mm Rodeiras em todo o pavimento – 20 mm IRI – 3500 mm/km

RESULTADOS

T Classes F T6 T5 T4 T3 T2 T1 F3 F4 F2 F3 F4 F2 F3 F4 F2 F3 F4 F2 F3 F4 F2 F3 F4 F2 P P9 P8 P15 P12 P10 P16 P14 P12 P3 P2 P1 P7 P4 P3 P11 P6 P5 P13 TMDA

p

800 800 1200 1200 1200 2000 2000 2000 150 150 150 300 300 300 500 500 500 800 t (%) 4 4 5 5 5 5 5 5 3 3 3 3 3 3 4 4 4 4 NAVP (20 anos) 1,47 10 6 1,47 10 6 1,47 10 6 2,94 10 6 2,94 10 6 2,94 10 6 5,44 10 6 5,44 10 6 5,44 10 6 8,70 10 6 8,70 10 6 8,70 10 6 1,45 10 7 1,45 10 7 1,45 10 7 2,42 10 7 2,42 10 7 2,42 10 7 Fendilhamento longitudinal (m/km) 16,8 36,4 1,0 11,2 33,9 1,1 11,9 35,4 14,1 23,9 16,0 4,6 23,1 29,4 3,0 24,4 40,7 1,8 Pele de crocodilo(%) 0,64 0,82 0,43 0,65 0,83 0,52 0,76 0,90 0,81 2,11 2,91 0,40 0,82 1,16 0,41 0,78 1,05 0,38 CB Rodeiras (mm) Total 12,4 13,2 9,9 12,1 13,9 11,2 14,5 15,7 5,1 5,8 5,8 7,1 7,6 7,6 9,1 10,9 11,2 10,7 17,3 17,3 15,7 16,7 17,8 17,0 19,1 19,6 12,1 11,9 11,4 13,5 12,7 12,2 15,2 15,7 15,5 16,8 IRI (mm/km) 1705 1706 1665 1690 1719 1697 1750 1765 1578 1591 1589 1605 1594 1583 1651 1670 1665 1687

RESULTADOS

Fendilhamento longitudinal

Variação entre 1,0 e 40,7 m/km Maior variação verifica-se na alteração da classe de fundação dentro da mesma classe de tráfego Variação de 14,1 a 23,9 m/km para a classe de tráfego T6 Valores muito longe do limite de 200 m/km

RESULTADOS

Pele de crocodilo

Variação entre 0,38 e 2,91% Não existe grande variação A sua variação assume um comportamento aproximadamente linear Valores longe do limite de 20% 20%

RESULTADOS

Rodeiras nas camadas betuminosas

Variação entre 5,1 e 15,7 mm Ultrapassa o limite de 15 mm no pavimento P12 (T1 F4) Nas restantes estruturas o valor fica abaixo do limite de 15 mm 15 mm

RESULTADOS

Rodeiras em todo o pavimento

Variação entre 11,4 e 19,6 mm Valor do pavimento P12 (T1 F4) próximo do limite de 20 mm Para os dois tipos de rodeiras não existe uma grande variação dos valores dentro da mesma classe de tráfego 20 mm

RESULTADOS

IRI (irregularidade longitudinal)

Variação entre 1578 e 1765 mm/km, valores longe do limite de 3500 mm/km Parâmetro com menor variação de valores Assume uma variação linear, exceto no primeiro ano 3500 mm/km

CONSIDERAÇÕES FINAIS

Os métodos de dimensionamento utilizados atualmente em Portugal não permitem prever a evolução do valor de cada parâmetro de estado dos pavimentos Este novo método já permite que as administrações rodoviárias possam acompanhar a evolução dos valores dos parâmetros de estado dos pavimentos Será necessário uma melhor otimização dos recursos disponíveis, principalmente na recolha de dados climáticos e organizá-los em ficheiros com formato próprio Verificou-se que a rodeira é o parâmetro mais condicionante Espera-se que além das Universidades, também as administrações rodoviárias e os projetistas de pavimentos iniciem a sua utilização no dimensionamento de novos pavimentos e na reabilitação de pavimentos degradados

CONSIDERAÇÕES FINAIS

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