Influência do Tráfego Sobre o Dimensionamento do Pavimento Flexível

Um pavimento é dimensionado de forma que suas camadas sejam capazes de resistir, transmitir e distribuir as pressões do tráfego, sem sofrer ruptura, deformações ou desgastes excessivos.

Um dimensionamento adequado é de grande importância, pois:

Figura 1 – Dimensionamento adequado de pavimento flexível

 

Um forma tradicional bastante utilizada no Brasil para dimensionamento de pavimentos flexíveis é o método do DNER.

Neste método, as camadas do pavimento são dimensionadas em função do tráfego e da capacidade de suporte dos materiais das camadas constituintes e do subleito. Sendo portanto:

Figura 2 – Variáveis que influenciam no pavimento

 

A capacidade destrutiva do tráfego é mensurada por meio de um número equivalente de operações de um eixo de 8,2 toneladas considerado como padrão. Esse número equivalente é conhecido como número “N”.

Figura 3 – Apresentação do número “N”

 

O número “N” é calculado em função do volume de tráfego total calculado, considerando uma taxa de crescimento anual, partindo de uma quantidade atual e considerando todo o período de projeto, conforme indicado na Figura 4.

Figura 4 – Cálculo do Volume Total de Tráfego

 

O parâmetro Vt representa o volume total de tráfego em um sentido no ano de projeto enquanto o V1 representa o volume médio diário de tráfego em um sentido no ano de abertura.

Para determinação do número “N”, além da contagem volumétrica (quantidade de veículos), é necessário realizar também uma contagem classificatória que defina os tipos de veículos que demandam ou que demandarão o futuro pavimento.

É importante salientar que para o cálculo do número “N”, apenas os veículos comerciais são considerados.

A classificação dos veículos vai indicar o quão destrutivas as cargas aplicadas pelos mesmos serão para o pavimento. Essa resposta é indicada pelo parâmetro conhecido como Fator de Veículo.

O Fator de Veículo vai indicar o quanto cada tipo de veículo representa em relação a um eixo padrão de 8,2 toneladas. Dessa forma é necessário que haja uma transformação para cada um desses tipos, levando em consideração sua frequência na contagem volumétrica, quantidade de eixos e a carga aplicada em cada um desses eixos.

O quadro de fabricantes de Veículos indicado pelo DNIT apresenta cada tipo de veículo com sua respectiva carga por eixo, no molde exemplificado na Figura 5.

Figura 5 – Cargas por Eixo por Tipo de Veículo

 

Os eixos podem ser do tipo ESRS (Eixo Simples Roda Simples) com 6 toneladas, ESRD (Eixo Simples Roda Dupla) com 10 toneladas, ETD (Eixo Tandem Duplo) com 17 toneladas e ETT (Eixo Tandem Triplo) com 25,5 toneladas. As siglas para cada tipo de veículo com suas respectivas cargas são as mostradas nas figuras 6 e 7.

Figura 6 – Tipo e composição dos veículos

Figura 7 – Exemplo de veículos por tipo

Por meio do tipo de veículo, calcula-se um fator de equivalência de carga para cada eixo, cujos valores somados representa o fator total do veículo. Cada fator calculado deve ser multiplicado pela frequência do respectivo tipo de veículo e o somatório dos resultados representará o Fator de Veículo (FV).

Figura 8 – Cálculo do Fator de Veículo

 

Onde P representa o percentual por tipo de veículo e Fv representa o fator de equivalência de carga do mesmo.

Há duas maneiras de se calcular o fator de equivalência de cargas. Por meio de ábacos (Figuras 9 e 10) ou por meios de fórmulas aplicando o método da AASHTO ou o método do USACE (Figuras 11 e 12).

Figura 9 – Curva para calcular o Fator de Equivalência de Carga para veículos com eixo simples

Figura 10 – Curvas para calcular o Fator de Equivalência de Carga para veículos com eixo duplo e triplo

Figura 11 – Fórmulas para calcular o Fator de Equivalência de Carga pelo método da AASHTO

Figura 12 – Fórmulas para calcular o Fator de Equivalência de Carga pelo método USACE

As fórmulas da AASHTO foram desenvolvidas baseadas no índice de serventia e as fórmulas do USACE são baseadas nos efeitos dos carregamentos na deformação permanente.

Após a determinação do valor do Volume de Tráfego Total e do Fator de Veículo, o número “N” será o resultado do produto desses 2 parâmetros.

 

Para ajudar a fixar o conteúdo apresentado, vamos resolver o seguinte exercício de exemplo de Cálculo do número “N”:

Exercício: Calcule o número “N” considerando os seguintes dados de tráfego:

Resolução:

 Etapa 1: Cálculo do Volume Total de Tráfego

Utilizando a fórmula apresentada na Figura 4, temos:

Onde,

V1 = 600 + 450 + 400 + 100 + 50 + 15 + 8

V1 = 1623 veículos

t = 3

P = 15

Então,

Etapa 2: Cálculo do Fator de Veículo

Utilizando a teoria apresentada anteriormente, é possível preencher a tabela mostrada na Figura 13 a partir das informações indicadas na Figura 6. Lembrando que apenas os veículos comerciais são considerados.

Figura 13 – Tabela de Cálculo do Fator de Veículo

Após utilização das curvas dos ábacos mostrados nas figuras 9 e 10, é possível determinar os fatores de equivalência de carga para cada eixo de cada veículo (Figuras 14 e 15)

Figura 17 – Cálculo do Fator de Equivalências de Carga para Eixo Simples

Figura 18 – Cálculo do Fator de Equivalências de Carga para Eixos Tandem Duplos e Triplos

Com isso:

Figura 19 – Cálculo do Fator de Veículo.

 

O Fator de Veículo para o tráfego em questão é 5,02.

 

Etapa 3: Cálculo do Número “N”

Aplicando a fórmula mostrada na Figura 3 é possível calcular o valor de “N”. Sendo assim:

 

N = Vt * FV

N = 11.017.903 x 5,02

N = 55.309.873

N = 5,53 x 10⁷

 

E assim temos o número “N” definido.

 

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