Ea aula 11_1ºsemestre(1)

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Ea aula 11_1ºsemestre(1)

  1. 1. Prof. Msc Rafael Batezini
  2. 2. Construção Calcular as chamadas “ordenadas de Brückner” Volumes de cortes (+) e aterros (-) acumulados sucessivamente, seção a seção, considerando-se os primeiros com sinal positivo e os segundos com sinal negativo A somatória dos volumes é feita a partir de uma ordenada inicial arbitrária, em geral um volume suficientemente grande para evitar o aparecimento de ordenadas negativas, que dificultariam os cálculos Os volumes envolvidos no cálculo das ordenadas de Brückner são aqueles ditos “efetivos”, ou seja: considerada a influência da camada vegetal O fator de homogeneização (empolamento) é aplicado sobre os volumes de aterro, atuando neste como um multiplicador. Assim se procede, “expandindo” os volumes de aterro, para tornar realística a compensação com os volumes de cortes, que, como se sabe, sofrem redução após compactação nos aterros
  3. 3. Nos casos de seções mistas: Compensação lateral é feita de forma automática quando do cálculo das ordenadas de Brückner, pois os volumes de corte e de aterro são, respectivamente, somados e subtraídos a cada seção Assim, o acréscimo ou decréscimo nas ordenadas será dado pela diferença entre os dois volumes considerados. Como regra prática: A compensação lateral será o menor dos dois volumes O volume disponível para compensação longitudinal, que afeta as ordenadas, será a diferença entre estes volumes
  4. 4. Para fins práticos: O volume existente entre duas consecutivas (interperfis) é considerado aplicado na estaca correspondente à segunda seção Facilidade de utilização do diagrama e da própria distribuição de terras As ordenadas calculadas, são plotadas geralmente sobre uma cópia do perfil longitudinal do projeto Em abscissas é marcado o estaqueamento e em ordenadas, numa escala adequada, os valores calculados para as ordenadas de Brückner, seção a seção. Os pontos assim marcados, unidos por uma linha curva, sintetizam o diagrama de Brückner.
  5. 5. 1ª Propriedade: Considera-se: Sentido crescente do estaqueamento Ramos ascendentes do diagrama correspondem a cortes (ou predominância de cortes em seções mistas) Ramos descendentes correspondem a aterros (ou predominância de aterros nas seções mistas). x
  6. 6. 2ª Propriedade Os pontos de máximo do diagrama representam a passagem de cortes para aterros Os de mínimo a passagem de aterros para cortes
  7. 7. 3ª Propriedade Considerando um mesmo ramo A diferença entre duas ordenadas mede o volume (de corte ou aterro) existente entre as seções correspondentes
  8. 8. 4ª Propriedade Linhas horizontais (ditas “linhas de compensação” ou “linhas de distribuição”), interceptando ramos ascendentes e descendentes, destacam segmentos que correspondem a volumes de cortes e aterros compensados X X
  9. 9. A teoria do diagrama de Brückner Visa definir, dentre as diversas possibilidades de lançamento de linhas de compensação, qual seria aquela que conduziria a um custo de transporte mínimo São de difícil aplicação prática, para a grande maioria das situações normalmente verificadas em um projeto de terraplenagem, quais seja: Extensões de projeto relativamente elevadas, conduzindo a diagramas linearmente bastante extensos Necessidade freqüente de lançamento de diversas linhas de compensação auxiliares, pelo aspecto assumido pelo diagrama, como ilustrado a seguir: Necessidade de se procurar correlacionar o sentido preferencial de escavação com a geometria longitudinal da estrada
  10. 10. O diagrama de massas não é um perfil. A forma do diagrama de massas não tem nenhuma relação com a topografia do terreno. Inclinações muito elevadas das linhas do diagrama indicam grandes movimentos de terras. Todo trecho ascendente do diagrama corresponde a um trecho de corte (ou predominância de cortes em seções mistas). Todo trecho descendente do diagrama corresponde a um trecho de aterro (ou predominância de aterros em seções mistas). A diferença de ordenadas entre dois pontos do diagrama mede o volume de terra entre esses pontos Os pontos extremos do diagrama correspondem aos pontos de passagem (PP).
  11. 11. Pontos de máximo correspondem à passagem de corte para aterro. Pontos de mínimo correspondem à passagem de aterro para corte. Qualquer horizontal traçada sobre o diagrama determina trechos de volumes compensados (volume de corte = volume de aterro corrigido). Esta horizontal, por conseguinte, é chamada de linha de compensação (ou linha de terra). A medida do volume é dada pela diferença de ordenadas entre o ponto máximo ou mínimo do trecho compensado e a linha horizontal de compensação. A posição da onda do diagrama em relação à linha de compensação indica a direção do movimento de terra. Ondas positivas (linha do diagrama acima da linha de compensação), indicam transporte de terra no sentido do estaqueamento da estrada. Ondas negativas indicam transporte no sentido contrário ao estaqueamento da estrada.
  12. 12. Os quadros de orientação da terraplenagem encerram todas as indicações obtidas na distribuição do material escavado, com auxílio do diagrama de Brückner. São divididos em duas partes Origem do material Na parte referente à origem são relacionados, através de colunas: Localização (pelos limites das estacas) Finalidade (corte, empréstimo lateral, empréstimo concentrado, denteamento em fundações de aterros, banqueteamento de taludes, remoção de solos moles ou rebaixamento de plataforma de corte) Volume escavado Classificação segundo a dificuldade de extração, ou seja, todas as informações acerca do material, na sua procedência
  13. 13. Destino do material Entram as colunas relativas à finalidade do transporte Depósito do material Aterro (camada superior, camada inferior ou simplesmente aterro quando não houver distinção na utilização do material) Bota-fora (neste caso indicando o seu posicionamento em relação à rodovia – lado esquerdo, lado direito, fora da faixa de domínio, etc.) Reposição de camada de solos moles removida Preenchimento de rebaixos de plataforma em corte Compensação lateral, com a indicação das estacas limites de cada finalidade e da distância média de transporte da movimentação
  14. 14. No preenchimento dos quadros de orientação: Recomendável que se relacione em linhas cada movimentação e na seqüência prevista para a construção Objetiva-se que o conjunto de quadros ofereça, ao executor dos serviços, a ordem cronológica de ataque (em muitos casos há necessidade de se fazer compensações intermediárias, para depois, aproveitando a plataforma já aberta, se completar a compensação entre corte e aterro mais distante)
  15. 15. FATOR DE HOMOGENEIZAÇÃO Fh = 1,4 CÁLCULO DAS ORDENADAS DE BRÜCKNER ÁREAS (m2) TOTAIS CAMADA VEGETAL EFETIVAS CORTE ATERRO CORTE ATERRO CORTE GEOMÉTRICO PARA ATERRO NECESSÁRIO PARA ATERRO SOMA DAS ÁREAS (m2) SEMI DISTÂNCIA (m) VOLUME DOS INTERPERFIS (m3) COMPENSAÇÃO CORTE ATERRO CORTE ATERRO ESTACA CATEGORIA 0=PP 1ª 4,4 2,8 1 1ª 2,3 0,6 0,9 2,1 2 1ª 9,6 3,3 3 1ª 24,4 4 4 1ª 21,6 3,9 5 1ª 16,8 3,6 6 1ª 20,8 3,2 7 1ª 24,4 2,7 8 1ª 1,4 5,2 1,2 9 1ª 12,8 1,2 10 1ª 3,9 11,1 0,9 11 1ª 7,2 1,2 1,8 12 1ª 19,2 3,8 13 1ª 25,6 4 LATERAL (m3) ORDENADAS DE BRÜCKNER (m3) 14 1ª 13,2 3,4 9,8 0 0 0,0 0 0 0 0 15 1ª 8,4 3,3 0 11,7 16,38 9,8 16,4 10 98 164 98 201.852 16 1ª 26,4 4,7 0 31,1 43,54 0,0 59,9 10 0 599 0 201.253 17 1ª 18,4 4,3 0 22,7 31,78 0,0 75,3 10 0 753 0 200.499 18 1ª 5,6 3,2 0 8,8 12,32 0,0 44,1 10 0 441 0 200.058 19 1ª 2,3 2,1 0 4,4 6,16 0,0 18,5 10 0 185 0 199.874 20 1ª 3,2 1,6 0 4,8 6,72 0,0 12,9 10 0 129 0 199.745 21 1ª 1,3 0 1,3 1,82 0,0 8,5 10 0 85 0 199.659 22 1ª 1,2 0 1,2 1,68 0,0 3,5 10 0 35 0 199.624 23 1ª 2,8 0 2,8 3,92 0,0 5,6 10 0 56 0 199.568
  16. 16. FATOR DE HOMOGENEIZAÇÃO Fh = 1,4 ÁREAS (m2) TOTAIS CAMADA VEGETAL EFETIVAS CORTE ATERRO CORTE ATERRO CORTE CÁLCULO DAS ORDENADAS DE BRÜCKNER GEOMÉTRICO PARA ATERRO NECESSÁRIO PARA ATERRO SOMA DAS ÁREAS (m2) SEMI DISTÂNCIA (m) VOLUME DOS INTERPERFIS (m3) COMPENSAÇÃ CORTE ATERRO CORTE ATERRO ESTACA CATEGORIA O LATERAL (m3) ORDENADAS DE BRÜCKNER (m3) 0=PP 1ª 4,4 2,8 0 7,2 10,08 10 0 0 200.000 1 1ª 2,3 0,6 0,9 2,1 1,4 2,7 3,78 1,4 13,9 10 14 139 14 199.875 2 1ª 9,6 3,3 6,3 0 0 7,7 3,8 10 77 38 38 199.915 3 1ª 24,4 4 20,4 0 0 26,7 0,0 10 267 0 0 200.182 4 1ª 21,6 3,9 17,7 0 0 38,1 0,0 10 381 0 0 200.563 5 1ª 16,8 3,6 13,2 0 0 30,9 0,0 10 309 0 0 200.872 6 1ª 20,8 3,2 17,6 0 0 30,8 0,0 10 308 0 0 201.180 7 1ª 24,4 2,7 21,7 0 0 39,3 0,0 10 393 0 0 201.573 8 1ª 1,4 5,2 1,2 0,2 5,2 7,28 21,9 7,3 10 219 73 73 201.719 9 1ª 12,8 1,2 0 14 19,6 0,2 26,9 10 2 269 2 201.452 10 1ª 3,9 11,1 0,9 3 11,1 15,54 3,0 35,1 10 30 351 30 201.131 11 1ª 7,2 1,2 1,8 5,4 1,2 1,68 8,4 17,2 10 84 172 84 201.042 12 1ª 19,2 3,8 15,4 0 0 20,8 1,7 10 208 17 17 201.234 13 1ª 25,6 4 21,6 0 0 37,0 0,0 10 370 0 0 201.604 14 1ª 13,2 3,4 9,8 0 0 31,4 0,0 10 314 0 0 201.918 15 1ª 8,4 3,3 0 11,7 16,38 9,8 16,4 10 98 164 98 201.852 16 1ª 26,4 4,7 0 31,1 43,54 0,0 59,9 10 0 599 0 201.253 17 1ª 18,4 4,3 0 22,7 31,78 0,0 75,3 10 0 753 0 200.499 18 1ª 5,6 3,2 0 8,8 12,32 0,0 44,1 10 0 441 0 200.058 19 1ª 2,3 2,1 0 4,4 6,16 0,0 18,5 10 0 185 0 199.874 20 1ª 3,2 1,6 0 4,8 6,72 0,0 12,9 10 0 129 0 199.745 21 1ª 1,3 0 1,3 1,82 0,0 8,5 10 0 85 0 199.659 22 1ª 1,2 0 1,2 1,68 0,0 3,5 10 0 35 0 199.624 23 1ª 2,8 0 2,8 3,92 0,0 5,6 10 0 56 0 199.568
  17. 17. 202.500 202.000 201.500 201.000 200.500 200.000 199.500 199.000 CÁLCULO DAS ORDENADAS DE BRÜCKNER 0 5 10 15 20 25
  18. 18. INTRODUÇÃO
  19. 19. HISTÓRIA DA PAVIMENTAÇÃO - EXTERIOR Era moderna da Pavimentação – Século 19 Evolução dos Transportes Era pré-roda – 3000 aC Carruagem a cavalo – 1500 aC Locomoção auto propelida – 1700 dC Primeiro automóvel – 1886 Primeiro aeroplano - 1903 Primeiros construtores de estrada Egito, Irã, China, Índia Estradas Romanas Modernos construtores de estrada Pavimentos bem drenados, compactados e com revestimento de pedra
  20. 20. Pierre Marie Jerome Tresagnet – França – final do século 18 John Mac Adam – Inglaterra – final do século 18 Pavimentos com paralelepípedos; Pavimentos com blocos de pedra; Primeiro Pavimento de Concreto Asfáltico 1858 – Paris 1869 Londres 1870 Newark – New Jersey 1876 Washington – DC (Sheet Asphalt) Primeiro Pavimento de Concreto de Cimento Portland 1876 Grenoble 1904 Le Mars – Iowa 1990 – USA – 2,2 x 106 milhas de rodovias pavimentadas 94% Pavimento Flexível
  21. 21. 1938 Petrópolis – Juiz de Fora 1951 1300 km – Rodovias Pavimentadas 1989 Início – Brasil 1.500.000 km - de rodovias 135.000 km - pavimentadas 9% 1.365.000 km - não pavimentadas 91% Rodovias total 98% - Revestimentos Asfálticos (Pavimentos Flexíveis) 2% - Revestimentos diversos (CCP, Blocos, Paralelepípedos)
  22. 22. 1950 Início da Tecnologia – 400 km – SP/RJ 1961 Método do DNER (Engº Murillo) 1966 Revisão do Método – Viga Benkelman 1970 Restauração de Pavimentos Avaliação subjetiva / objetiva (1978) PRO-10 / PRO-11 (1979) 1980 Programas Computacionais ELSYM-5 / FEPAVE 2 PRO-159/85 Método de Resiliência / Tecnapav Semi-Rígido 1990 Invertido / CPR
  23. 23. 1970 FLEXÍVEL Via Dutra – Marginais 1980 SEMI-RÍGIDO Rodovia Bandeirantes / Trabalhadores / Imigrantes 1990 INVERTIDO Rodovia Carvalho Pinto 2000 RÍGIDO Rodoanel – Tramo Oeste
  24. 24. ABNT – NBR 7207/82 Estrutura construída após terraplenagem destinada econômica e simultaneamente a: Resistir e distribuir ao subleito, os esforços verticais produzidos pelo tráfego Melhorar as condições de rolamento quanto à comodidade e segurança Resistir aos esforços horizontais que nele atuam, tornando mais durável a superfície de rolamento.
  25. 25. Pavimento “Superestrutura constituída de camadas de espessuras finitas assentes sobre um semi-espaço infinito cuja qualidade dos materiais decresce com a profundidade” Objetivos Resistir os esforços verticais oriundos do tráfego Melhorar condições de rolamento (conforto e segurança) Resistir esforços horizontais permitindo uma superfície de rolamento durável
  26. 26. HISTORICAMENTE: Melhorar a trafegabilidade sob quaisquer condições (estabilidade) ATUALMENTE: Devido ao acréscimo das cargas e velocidades dos veículos ESTRUTURAL - Capacidade de carga FUNCIONAL - Conforto ao rolamento SEGURANÇA - Interação pneu-pavimento ECONOMIA - Custo operacional
  27. 27. Flexível Todas as camadas sofrem deformação elástica significativa Distribuição de cargas proporcionais à rigidez de cada camada Rígido Revestimento tem rigidez tão maior do que as outras camadas que absorve praticamente todas as tensões provenientes dos veículos Semi-rígido/invertido Camadas de base ou sub-base cimentadas com aglomerante hidráulico Blocos pré-moldados de concreto
  28. 28. Rodovias Vias urbanas Aeroportos Portos Terminais de carga e de ônibus Pátios industriais Ferrovias
  29. 29. SUBLEITO (SL) Terreno de fundação REFORÇO SL (REF) Camada complementar de espessura constante Subleito com baixa capacidade de suporte e/ou Tráfego Elevado SUB-BASE (SB) Correção Subleito Complementa finalidade estrutural da base
  30. 30. BASE (B) Distribui esforços Leito para revestimento REVESTIMENTO (R) ASFÁLTICO Resiste e distribui esforços Rolamento suave e seguro Impermeabilização CCP - Concreto de Cimento Portland
  31. 31. Imposição Técnica Política Experiência local Tradição do executor na estabilização de solos Disponibilidade de equipamentos Processos construtivos Condições geotécnicas Clima
  32. 32. Drenagem Disponibilidade de materiais Novas tecnologias de materiais Polímeros Estabilizantes químicos Prazo/Cronograma de obras Meio ambiente Custos - TPU Materiais Equipamentos Mão de obra)
  33. 33. Órgãos públicos DNIT DER/SP DERSA PMSP Concessionárias Empresas privadas
  34. 34. Construção/Manutenção/Operação Custo inicial de implantação Via urbana Tráfego leve R$ 30 – R$ 50/m2 Rodovias Tráfego pesado R$ 50 – R$ 100/m2
  35. 35. Volume Tipos de veículos Composição Tipos e taxas de crescimento Cargas por eixo Grau de carregamento Carga máxima legal Número de repetições Tipo de configuração
  36. 36. Fatores e Equivalência de Carga Área de contato Pressão Forma Velocidade do veículo Cargas Estáticas Dinâmicas Distribuição Esforços tangenciais
  37. 37. Condições de umidade Profundidade do N.A. Temperatura Efeito nas camadas asfálticas Lajes de concreto Congelamento Precipitação pluviométrica
  38. 38. Subleito Demais camadas ISC Módulos de resiliência Coeficiente de Poisson Elasticidade linear / não linear Posição geométrica Corte Aterro Pista Acostamento Misturas (dosagem)
  39. 39. Funcional ou Estrutural Curvas de Desempenho Serventia Pavimento flexível Fadiga por trincamento Revestimento Deformação Plástica Afundamento do Subleito Trincamento térmico
  40. 40. Pavimento Rígido Fadiga por trincamento Placas de concreto Bombeamento ou erosão Outros Deterioração das juntas Pavimento Composto Fadiga por trincamento Camada cimentada
  41. 41. GENERALIDADES Caracterizado pela natureza complexa das variáveis de projeto. No que se refere ao dimensionamento pode-se relacionar o seguinte: Dimensionamento = f (condições do subsolo, propriedades das misturas constituintes; condições climáticas e ambientais; características do tráfego). Condições do subsolo = (resistência) f (g, h, x, y, z, textura, estrutura, composição; velocidade de carregamento; grau de confinamento). Propriedades das misturas = f (local; clima; vegetação; pluviometria; topografia; variações de temperatura).
  42. 42. GENERALIDADES Características do tráfego = f (cargas; distribuição das cargas; número de solicitação; composição das cargas; caráter dinâmico das cargas). Além disso, as cargas (carregamentos) devem levar em conta os efeitos: Peso Pressão de contato Distribuição/composição de cargas devem ser consideradas tanto em relação ao espaço como em relação ao tempo.
  43. 43. GENERALIDADES O projeto de um pavimento envolve duas fases distintas, que são interrelacionadas: Fase do projeto da mistura ou das misturas e que constitui o que se chama de dosagem; Fase de projeto estrutural, também chamada de dimensionamento. Apesar de uma depender da outra, seus estudos podem ser desenvolvidos em paralelo e separadamente.
  44. 44. O estudo dos pavimentos deve considerar e se basear: Na análise dos solos e materiais naturais disponíveis bem como em seu comportamento individual Em misturas, sob a ação dos vários carregamentos e sob a influência das mais variadas condições climáticas e ambientais O estudo dos pavimentos envolve, portanto: A análise de diferentes variáveis interligadas entre si e de naturezas distintas As variáveis estão sujeitas a vários tipos de condicionamentos empíricos, a maioria delas tem que ser estimada através de correlações empíricas, ensaios e medidas diretas, quase sempre exigindo um tratamento de fundo estatístico
  45. 45. Depois de identificadas as variáveis influentes, bem como as condições específicas em que elas atuam, o principal problema consiste em: Escolher a melhor maneira de combiná-las considerando a sua viabilidade Selecionar os valores a serem utilizados Fase crítica de decisão Fase do projeto em si constituído por: Dosagem dos componentes das várias camadas Determinação das suas respectivas espessuras Finalmente, depois de procedidos os estudos de custo e das iterações geralmente necessárias temos: Especificações construtivas
  46. 46. Variáveis de projeto Condições ambientais Temperatura Pluviometria Materiais Solos Agregados Aglomerantes Tráfego Classificação Carga por eixo Pressão aplicada Carga Padrão Número de repetições

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