ESCOLHA DO TRAADO DE UMA ESTRADA

FEAT - Faculdade de Engenharia e Arquitetura e tecnologia

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FEAT - Faculdade de Engenharia e Arquitetura e tecnologia

Unimar Universidade de MarliaFEAT Faculdade de Engenharia, Arquitetura e Tecnologia.Trabalho de Pavimentaes de Estradas II

SumrioIntroduo4Capacidade de Suporte do Solo5Classificao do Solo5Boletim de Sondagem6Dados do Trafego7Calculo do Fator de Eixo9Calculo do Fator de Carga9Calculo do Fator Climtico Regional10Determinao do N10Determinao do CBR11Determinao da Espessura do Pavimento12Dados para o Dimensionamento13Dimensionamento do Pavimento14Hipteses Possveis15Calculo da Espessura do Pavimento16Espessura do Pavimento17Calculo do Oramento17Oramento do Pavimento18Croqui da Hiptese19

Introduo:

Trabalho tem objetivo de apresentar, atravs de clculos e hipteses, o dimensionamento de um pavimento flexvel.

O projeto em questo ser para a construo da Rodovia BR - 153, no Estado de So Paulo para o trecho que liga as cidades de Campos Novos Paulista at Ribeiro do Sul (Estacas 370 a 490).

Foram coletadas 25 amostras ao longo deste trecho, sendo coletado 1 amostra a cada 5 estacas (100 metros), para a determinao do CBR a ser adotado ao longo do trecho.

A hiptese mais econmica foi a HIPOTESE 04, com um valor R$ 322,45.Sua estrutura est formada por um revestimento de tratamento superficial triplo (TST). Para sua Base ser utilizado Brita Graduada, para a Sub-Base um material com CBR = 20% e IG = 0, e o Reforo do Subleito ser retirado da Jazida 1R, com CBR = 8% e IG = 4.

Segue a seguir, o memorial de calculo com os procedimentos para a elaborao das hipteses e a concluso ao qual resolvemos adotar a HIPOTESE 4 (mais econmica).

Trabalho foi baseado na Apostila de Pavimentaes de Estradas II, de autoria de Carlos Eduardo Troccoli Pastana, e em orientaes recebidas em sala de aula.Marlia, 03 de Outubro de 2013

____________________CAPACIDADE DE SUPORTE DO SOLO Classificao do solo

IP = LL LP

Classificao geotcnica do solo

IG = 0,2 x a + 0,005 x a x c + 0,01 x b x dEstaca 370:a = 25 35 = -10 -> 0

IG = 0,2 x 0 + 0,005 x 0 x 0 + 0,01 x 10 x 0b = 25 15 = 10 -> 10

c = 23 40 = -17 -> 0

IG = 0 (A 2 4)d = 2 10 = 8 -> 0Calculo do IS:

IS = C.B.R + C.B.RIGIS = 7 + 12 = 9

2

2IS C.B.R

IS = 7

Boletim de SondagemLOCALIZAOGRANULOMETRIA %NDICES FSICOS %CLASSSUPORTEIGCBRIGIS

EstacaAmostran.10n.40n.200LLLPIPHRBCBR%EXP

37011001002523212A-2-480,70208

37521001003025205A-2-480208

38031001004125214A-4612156

38541001004627252A-463136

39051001005527216A-470,84127

395610010059291613A-67697

40071001006632239A-460,9786

4058100702515132A-2-460206

41091006713332310A-2-4610206

41510100841312102A-2-460206

420111008128271710A-2-470,80207

4251210081151082A-2-470207

430131009637291811A-651,21185

4351494633025178A-2-450205

44015100641816106A-2-460,90206

445161009737413110A-561186

45017988418301911A-2-660,81186

45518999937301218A-663136

46019100912220164A-2-480,70208

4652099771417170A-2-480208

4702199874433312A-460,72156

47522100955636306A-465106

4802398888038362A-470,5877

4852497664034313A-471187

49025868163392811A-651695

161

CBR = ( CBR

n

CBR = 161 -> CBR = 6,44

25

DADOS DO TRFEGO: VDM atual = ltimo dgito RAX

09

18

27

36

45

55

66

77

88

99

Taxa de crescimento linear 5% aa; Distribuio do trfego:

(85-X)% de veculos com 2 eixos;15% de veculos com 3 eixos;

X% de veculos com 4 eixos.

Perodo de projeto: 20 anos; Altura anual de chuva: 1000 mm.Onde:

= numero correspondente ao ltimo dgito do RA

DADOS ALUNO:

RA: 1570730-0X = 9VDM atual: 157073 (veculos/dia)

9VDM atual: 17.453 veculos/diaDISTRIBUIO DO TRFEGO:

- Veculos 2 EIXOS = 85% 9% =76%

- Veculos 3 EIXOS = 15%

- Veculos 4 EIXOS = 9%

COMPOSIO DO TRFEGO:

Sendo:

Vm = Volume dirio mdio de trfego no sentido mais solicitado, no ano mdio do perodo de projeto;

P = Perodo de projeto ou vida til, em anos;

FC = Fator de carga ou Fator de operaes de carga

FE = Fator de eixo;

FR = Fator climtico regional; FV = Fator de veculo.CRESCIMENTO LINEAR:

Considerando nosso projeto a distribuio do trfego de maneira uniforme:

Vo = 17.453/2Vo = 8.727 veculos/diaChamando de P o nmero de anos necessrios para a execuo das obras de pavimentao e assim, para se atingir o primeiro ano de operao, que o primeiro ano do perodo de projeto, o trfego nesse anos ser:

Em que t a taxa de crescimento linear do trfego, em porcentagem ao ano.

Para P = 2 anos

t = 5%V1 = 9.600 veculos/diaO trfego no ano P - ltimo ano do perodo de projeto - ser:

P = 20 anos

T = 5%V20 = 19.200 veculos/diaAssim:

Vm = 14.400 veculos/diaClculo do Fator de Eixo - FE:

Sendo:

p2 = porcentagem de veculos de 2 eixos;

p3 = porcentagem de veculos de 3 eixos;

pn = porcentagem de veculos de n eixos;

p2 + p3 +...+ pn = 100%

FE = [(76/100)x2]+ [(15/100)x3] + [9/100)x4]

FE = 2,33 eixos por veculoClculo do Fator de Carga - FC:Eixo Simples (ton.)%Fator de Equivalncia (f)Equivalncia de operaes

CBR = 6,44

25

DESVIO PADRO:

( (CBRi CBR)2 S =

n - 1S = 0,92DISTRIBUIO DE STUDENT:

S x t 0,90CBRp = CBR

n 1

CBRp = 6,19 -> CBR adotado = 6,00ANEXO 1

Distribuio t de Student

Valores do Percentil t0,90 em funo dos valores de n 1

n 1t0,90n 1t0,90n 1t0,90n 1t0,90

13,08111,36211,32401,30

21,89121,36221,32601,30

31,64131,35231,321201,29

41,53141,34241,321,28

51,48151,34251,32

61,44161,34261,32

71,42171,33271,31

81,40181,33281,31

91,38191,33291,31

101,37201,32301,31

DETERMINAO ESPESSURA DO PAVIMENTO:

N = 7,2 x 108

CBRp = 6,00ABACO 1 RELAO N x ESPESSURA DO PAVIMENTO (cm)Relao de nmero de operaes do eixo padro de 8,2 toneladas (18.000 lbs) x Espessura do Pavimento (cm), tendo como base o ndice de Suporte (IS) ou C.B.R.

N = 6,87x108Hm = 72 cm DADOS PARA DIMENSIONAMENTO:

SUBLEITO:Boletim de sondagem.REFORO DO SUBLEITO:Para a execuo do REFORO DO SUBLEITO tm-se os materiais de duas jazidas situadas a uma distncia de 10 km e uma distncia de 20 km, com as seguintes caractersticas apresentadas abaixo:Para a camada deJazidaDistncia

C.G do trecho

(Km)CBR (%)IGCusto de escavao, material e compactao de camada acabada

(R$/m)Custo do transporte de camada acabada (R$/m/Km)

Reforo1R108416,607,20

Reforo2R2015416,607,20

SUB-BASE:

O material para execuo da SUB-BASE apresenta CBR = 20%; expanso = 0,5% e IG= 0.

Custo (escavao, material, compactao e transporte) = 33,80 R$/m3 de camada.

BASE:Para execuo da BASE temos as opes:Base de SOLO CIMENTO: dispe-se de uma jazida (A) de solo situada a 8 km de distncia do centro de gravidade da obra. A resistncia compresso aos 7 dias igual a 22 kg/cm2. O custo do SOLO CIMENTO por m3 de camada acabada com teor de cimento de 8%, inclusive escavao de solo, custo de materiais, formas para confinamento de 112,55 R$/m3.Base de BRITA GRADUADA, cujo custo 88,50 R$/m3, incluindo transporte e execuo.REVESTIMENTO:

O REVESTIMENTO poder ser constitudo de concreto asfltico usinado a quente (CAUQ) ou tratamento superficial triplo (TST). O custo da camada acabada da mistura de CAUQ ser 152,70 R$/m3 e o custo do TST 56,11 R$/m3.

LARGURA DAS CAMADAS:

Revestimento: 7,2 m

Base: 8 m

Sub-base: 9 m

Reforo do subleito: 10 m

DIMENSIONAMENTO DO PAVIMENTO:

As espessuras da Base (B), Sub-base (h20) e do reforo do subleito (hn) so obtidas pela resoluo sucessiva das inequaes:

R x KR + B x KB H20

(1)

R x KR + B x KB + h20 x KSB Hn

(2)R x KR + B x KB + h20 x KSB + hn x KRef Hm

(3)

ESPESSURA TOTAL DO PAVIMENTO (Hm)

Para N = 7 x 108 e CBR = 6No baco 1 obtm-se o valor de H6 = 74,0 cm, significa que a espessura total do pavimento de 74,0 cm.

ESPESSURA MNIMA DO REVESTIMENTO BETUMINOSO (R)

Para N = 7 x 108, adota-se concreto betuminoso com R = 12,5 cm de espessura.HIPTESES POSSVEIS:

1) Jazida 1 + Sub Base + Base Solo Cimento + CBUQ

2) Jazida 1 + Sub Base + Base Solo Cimento + TST3) Jazida 1 + Sub Base + Base Brita Graduada + CBUQ4) Jazida 1 + Sub Base + Base Brita Graduada + TST5) Jazida 2 + Sub Base + Base Solo Cimento + CBUQ6) Jazida 2 + Sub Base + Base Solo Cimento + TST7) Jazida 2 + Sub Base + Base Brita Graduada + CBUQ8) Jazida 2 + Sub Base + Base Brita graduada + TSTCALCULO DA ESPESSURA DO PAVIMENTO: Primeira Hiptese

Jazida 1 + Sub Base + Base Solo Cimento + CBUQPara a Jazida 1R:

CBR = 8Hn = 61 cm

H20 = 33 cm

ESPESSURA DA BASE (B)

R x KR + B x KB H20 x 1,20

12,5 x 2 + B x 1,20 33 x 1,20B 15, portanto Base = 15 cmDETERMINAO DA ESPESSURA DA SUB-BASER x KR + B x KB + h20 x KSB Hn

12,5 x 2 + 15 x 1,20 + h20 x1 61Sub Base 10 h20 = 18 cmDETERMINAO DA ESPESSURA DO REFORO DO SUBLEITO

R x KR + B x KB + h20 x KSB + hn x Kref Hm

12,5 x 2 + 15 x 1,20 + 18 x1 + hn x 0,76 74

hn = 18 cmESPESSURA DO PAVIMENTO:OPOREVESTIMENTO (cm)BASE (cm)SUB-BASE (cm)REFORO DO SUBLEITO (cm)

112,5151818

212,5151818

312,5152118

412,5152118

512,5151024

612,5151024

712,5151027

812,5151027

ORAMENTO: PRIMEIRA HIPOTESERevestimento: CBUQCusto da camada acabada da mistura de CAUQ= 152,70 R$/m.Crev = [(7,20 x 0,125 x 1) x R$ 152,70] = 137,43 R$/m

Base: Solo-cimentoCusto do SOLO CIMENTO por m (escavao de solo, custo de materiais, formas para confinamento) = 112,55 R$/m3.CBASE = [(8,00 x 0,15 x 1) x R$ 112,55] = 135,06 R$/mSub-base: granularCusto (escavao, material, compactao e transporte) = 33,80 R$/m3 de camada.CSB = [(9,00 x 0,14 x 1) x R$ 33,80] = 54,76 R$/mReforo do Subleito: Jazida 1

Distncia ao C.G. do trecho (km) = 10

CBR (%) IG = 4

Custo de escavao, material e compactao de camada acabada (R$/m3.) = 16,60

Custo do transporte de camada acabada (R$/m3/km) = 7,20CRS = [(10,00 x 0,18) x R$ 16,60 + (R$ 7,20 x 10 km)] = 101,88 R$/m Custo Total da hiptese 01Ct = 137,43 + 135,06 + 54,76 + 101,88 => R$ 429,13 R$/mORAMENTO DO PAVIMENTO:OPOREVESTIMENTO (R$/m)BASE (R$/m)SUB-BASE (R$/m)REFORO DO SUBLEITO (R$/m)TOTAL (R$/m)

1137,43135,0654,76101,88429,13

250,49135,0654,76101,88342,19

3137,43106,2063,88101,88409,39

450,49106,2063,88101,88322,45

5101,30135,0630,42183,84450,62

650,50135,0630,42183,84399,82

7101,30106,2030,42188,82426,74

850,50106,2030,42188,82375,94

CROQUI HIPTESE (MAIS ECONMICO)HIPTESE 4Jazida 1 + Sub Base + Base Brita Graduada + TST

12,5 cm de TST 15,0 cm de Brita Graduada21,0 cm de material granular

(CBR = 20%; IG=0)

20,0 cm de material retirado da Jazida 1(CBR = 8%; IG = 4)

PAVIMENTAO DE ESTRADAS I

11PAVIMENTAO DE ESTRADAS II

14

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