O que é Equivalência de Cargas e como calcular o Número de Repetições do Eixo Padrão

Fonte da Figura: https://planetacaminhao.com.br/

Determinar o número de veículos que trafegam ao longo de uma via é extremamente importante para o dimensionamento dos pavimentos. Entretanto, além de determinar o número de veículos deve-se determinar quais são os veículos trafegam com base em seus eixos. Os veículos apresentam diferentes tipos de eixos e cada um causa um dano diferente ao pavimento.

Dessa forma, para o dimensionamento dos pavimentos é necessária a introdução de um conceito chamado de “Equivalência de Cargas”, o qual surge da observação de que para uma mesma estrutura do pavimento os efeitos destrutivos ocasionados ao longo do tempo, por veículos diferentes, também são desiguais.

A equivalência de carga define o dano causado pela passagem de um veículo qualquer em relação ao veículo considerado como o padrão. A AASHTO Road Test estabelece que o veículo padrão é o eixo simples de rodas duplas (ESRD) com 80kN (8,2tf) sobre si. O dano total causado no pavimento é dado pelo número de passagens de um veículo (N) e a consequência do efeito cumulativo de danos unitários do veículo padrão.

Estimativa do Número de Repetições do Eixo Padrão (N)

Para calcular o número N é considerado o volume anual de veículos que solicitam a via (Vo). O volume anual é geralmente computado com base na contagem dos veículos. O volume diário médio seria a divisão dessa contagem pelo total de dias no ano. Entretanto, o VDM não representa exatamente o número de veículos que passam naquela via em um dia, pois nesse calculo não é considerado o efeito da sazonalidade.

O volume do horizonte de projeto (Vp) é estabelecido considerando a taxa de crescimento do tráfego (t), o qual é encontrado levando-se em consideração os índices socioeconômicos. O Vp pode ser calculado levando-se em consideração um crescimento linear ou geométrico, onde P é o período do horizonte de projeto em anos. A Equação 1 e Equação 2 demonstram o cálculo do volume horizonte de projeto.

Para o cálculo do número N é ainda necessário o cálculo de dois fatores, denominados de fator de eixo e fator de carga. O Fator de Eixo (FE) é calculado pelo produto da porcentagem de veículos determinado e seu respectivo eixo, conforme Equação 3. O número de eixos é denominado como o conjunto de eixos e não os eixos isolados, ou seja, um caminhão com 1 eixo simples e 1 eixo tandem é considerado como veículo de 2 eixos e não de 3 eixos.

O Fator de Carga (FC) é o produto do fator de carga unitário de cada veículo e do volume de veículos, dividido pelo volume total de veículos que circulam a via. O Fator de Carga unitário é encontrado pelo ábaco no método de USACE, entrando com a carga do Eixo nas ordenadas. O Fator gera a equivalência entre o eixo padrão de 8,2 tf (FC = 1) e as demais cargas por eixo. A Figura 1 apresenta o ábaco, e a Equação 4 o fator de carga.

dimensio — Figura 1 – Ábaco para determinar Fator de Carga unitário. Fonte: DNIT (2006)

O número de repetições do eixo padrão rodoviário (N) é então definido pelo conjunto dessas informações, expresso pela Equação 5:

Equação 5 – Número de repetições do Eixo Padrão de 80kN

Dessa forma, observa-se ainda que quanto mais pesado o eixo dos veículos maior a sua capacidade de destruição do pavimento, menor a durabilidade e mais breve a necessidade de manutenções. Ou seja, a Carga no eixo dos veículos é algo fundamental devendo receber o cuidado necessário. Só assim teremos pavimentos melhores e mais duradouros. A Tabela 1 fornece os pesos máximos por eixo permitidos.