Conheça o Método de Dimensionamento Nacional – MEDINA

Com o constante aumento do tráfego nas rodovias brasileiras, aliado às mudanças nas configurações dos veículos em relação ao número de eixos e as cargas transportadas, está se tornando necessária uma atualização também no método como os pavimentos são dimensionados.

Conforme citado no artigo Estrutura e Tipos de Pavimento, pavimento de uma rodovia é a superestrutura constituída por um sistema de camadas de espessuras finitas, assentes sobre um semi-espaço considerado teoricamente como infinito – a infra-estrutura ou terreno de fundação, a qual é designada de subleito.

O pavimento, por injunções de ordem técnico-econômicas é uma estrutura de camadas em que materiais de diferentes resistências e deformabilidades são colocadas em contato, responsável por resistir as cargas impostas pelo tráfego, conforme mostrado na Figura 1.

 

Em relação à essa necessidade de atualização do método de dimensionamento, o Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT) vem considerando procedimentos para atualização do método vigente, também conhecido como método empírico (ver em Dimensionamento de Pavimentos Flexíveis – Método DNER), para o MÉtodo de DImensionamento NAcional de Pavimentos – MEDINA. Sigla que homenageia o professor Jacques de Medina, um dos maiores precursores da Mecânica do Pavimentos no Brasil.

Segundo o DNIT, o MEDINA teve sua origem em 2014, por meio do Instituto de Pesquisas Rodoviárias (IPR), do próprio DNIT, e da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ).

O grande objetivo dessa metodologia é aumentar a confiabilidade nos projetos dos pavimentos e reduzir os custos de manutenção. Representa um grande avanço em relação ao método empírico, que é baseado na carga aplicada pelo tráfego e na capacidade que o subleito e suas camadas protetoras apresentam de resistirem a esses esforços. Essa capacidade é medida pelo Índice de Suporte Califórnia, mais conhecido como, CBR, sigla proveniente de California Bearing Ratio.

É importante ressaltar que o método baseado no CBR realiza uma análise estática da aplicação das cargas, considerando apenas a deformação do subleito.

Já o MEDINA considera tensões e deslocamentos de toda a estrutura do pavimento e avalia os danos causados pelas cargas do tráfego em todas as suas camadas constituintes. Esses danos são representados pela área de trincamento na superfície do revestimento e afundamentos de trilha de roda em cada camada subjacente. Esse método gera um relatório desses danos progressivamente, ano a ano, durante todo o período de projeto.

A análise realizada por ele é dinâmica, considerando impactos sequenciais em toda a estrutura do pavimento, simulando com mais fidelidade os acontecimentos reais.

Esse método mecanístico considera como um dos principais parâmetros, o Módulo de Resiliência dos materiais, seja solo, brita graduada simples e até mesmo misturas asfálticas.

Segundo o professor Medina, em 1997, Resiliência é a energia que, armazenada durante a deformação elástica do corpo, é devolvida ao cessarem as tensões causadoras dessa deformação.

Assim como são as pessoas são as camadas do pavimento, ou seja, quanto mais resiliente, maior a capacidade de resistir as tensões sem sofrerem danos prejudiciais.

O módulo de resiliência é usado como entrada de dados para o cálculo de tensões e deformações nos diferentes pontos de um pavimento.

A determinação do módulo de resiliência é normatizada pelo DNIT, sendo a norma DNIT 134/2018 específica para solos e a norma DNIT 181/2018 específica para material estabilizado quimicamente, tais como BGTC e solo-cimento CCR.

Para aplicação desse método mecanístico, foi desenvolvido um software, específico para essa finalidade, conhecido também como MEDINA. Segundo o DNIT,  é um programa computacional que realiza a verificação do dimensionamento de estruturas de pavimentos mecanístico-empírico, por meio da rotina AEMC de análise de camadas de múltiplas camadas.

Foi desenvolvido em Visual C++, que permite uma agilidade no processo de cálculos matemáticos, reúne em poucas telas a entrada de dados, com campos facilmente editáveis e a apresentação dos resultados em relatórios.

O programa e seu manual de utilização podem ser baixados gratuitamente por qualquer usuário. Para acessar a tela de download clique aqui.

A Figura 2 ilustra a tela inicial do Software MEDINA.

 

A Figura 3 ilustra o relatório apresentado após avaliação da estrutura. Para o exemplo em questão, o percentual da área trincada ao fim do período de projeto será de 20,5% e o Afundamento de Trilha de Roda acumulado durante esse tempo será de 4,00mm.

 

A Figura 4 ilustra o relatório da evolução dos danos no pavimento ao longo dos anos do período de projeto. Para o caso, 10 anos.

 

A tendência de futuro é que o Método de Dimensionamento Nacional se torne cada vez mais popular entre os projetistas rodoviários brasileiros.

No vídeo Minutos de Engenharia, mostrado abaixo, conheça um pouco sobre as diferenças entre o Método Empírico e o Método de Dimensionamento Nacional e também a tendência dos estudos geotécnicos no futuro, considerando fatores como CBR e Módulo de Resiliência. Aproveite para dar boas risadas com o Zé das Vias.