Como dimensionar Pavimentos flexíveis pelo Método da AASHTO (1993)

Em 1981 o DNER apresentou um método de dimensionamento de pavimentos flexíveis que é baseado em resultados do United States Army Corps of Engineers (USACE) e em conceitos obtidos da pista experimental da AASHO. Esse método, além de ser o apresentado aos graduandos em Engenharia, também é um dos mais utilizados pelos Engenheiros no Brasil enquanto o “novo método” de dimensionamento mecanístico-empírico é desenvolvido pelo DNIT.

Entretanto, em 1993 a AASHTO apresentou o seu método de dimensionamento de pavimentos flexíveis, como uma atualização ao método anterior da AASHTO, no qual a base do método também é empírica e resultado da pista experimental da AASHO. Essse método apresenta como principais parâmetros de análise os seguintes itens:

• W18 = N = Número de Solicitações equivalentes ao eixo padrão de 80 kN (8,2 tf)
• R = Nível de confiabilidade do projeto
• Zr = Desvio padrão normal
• S0 = Desvio padrão combinado
• Mr = Módulo Resiliente das camadas
• ΔPSI = Diferença entre índices de serventia

O número de repetições do eixo padrão (N) é calculado com base em fatores de equivalência de carga, os quais dependem de alguns parâmetros dos veículos como o tipo de eixo e a carga transportada. Diferente do que ocorre com o FEC da USACE, o método da AASHTO considera o valor de serventia do pavimento como critério de desempenho.

O fator de confiabilidade (R) é a probabilidade do pavimento dimensionado ter o comportamento real igual ou superior a aquele previsto para a vida útil, que acaba culminando no fator Zr. Segundo a AASHTO (1993) é recomendado que os valores variem de 99,9% para rodovias que apresentam elevado volume de tráfego, e 50% para rodovias de baixo volume. Ou seja, o valor adotado para a probabilidade é função de uma classificação vias. A Tabela 1 apresenta os níveis de confiança.

O desvio padrão combinado (S0), tomado como base nas pistas experimentais da AASHO, varia de 0,35 a 0,5. Para o Modulo de Elasticidade, ou Módulo de Resiliência, do subleito é considerada a correlação de Heukelom e Klomp (1962) para o caso de solos de granulação fina com CBR menor ou igual a 10%, conforme a Equação 1. Contudo, o mais indicado para definir o Módulo de Resiliência dos materiais é o emprego de ensaios como, por exemplo, o Triaxial de cargas repetidas. O MR resultante da equação é dado em MPa.

A variação do PSI, Present Serviceability Index, mede a diferença entre o valor de serventia no inicio das atividades do pavimento (po) e no final do período (pf). O valor de p0 igual a 5 corresponde a um pavimento perfeito, onde não existem irregularidades. Mas, como sempre ocorrem imprevistos a AASHTO adota como valor inicial da serventia, utilizado na Pista Experimental, o valor de 4,2. O valor terminal (pf) varia para diferentes vias, sendo considerado como 2,5 para volumes elevados de tráfego, e 2 para volume baixo. A Equação 2 apresenta a variação de serventia.

Outro parâmetro relacionado ao dimensionamento é o Número estrutural do Pavimento (SN), o qual tem por objetivo indicar a capacidade estrutural do pavimento completo ou das suas camadas. A Equação 3 apresenta a equação geral do número estrutural, o qual depende dos coeficientes estruturais (ai), espessura de camadas (Di) e coeficientes de drenagem (mi). O número estrutural, bem como as espessuras das camadas, precisam estar em polegadas para aplicação do método de dimensionamento.

Os valores estruturais (ai) adotados na pista experimental da AASHO são de 0,44 para a1, 0,14 para a2 e 0,11 para a3. Já os coeficientes de drenagem, variam com base no tempo em que a água deixa a estrutura analisada, chamada de qualidade de drenagem. Segundo Balbo (2007) a qualidade de drenagem pode ser dividia em:

• Excelente = Até 2 horas para drenar
• Boa = 1 dia para drenar
• Regular = 1 semana para drenar
• Pobre = 1 mês
• Muito pobre = Não é drenada

Dessa forma, com base nas categorias a Tabela 2 apresenta os fatores de drenagem relacionando qualidade com a porcentagem de tempo que o pavimento está sujeito a condições de umidade próximas a saturação.

Para aplicação da equação 7, o SN é dado em polegadas e o MR em psi (libra força por polegada ao quadrado)

Por fim, o método considera algumas espessuras mínimas de camada com material betuminoso e de camada de material granular, conforme Tabela 3.

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Fontes:

PRIETO, Valter; “Notas de Aulas da disciplina de Superestrutura Rodoviária”. Centro Universitário da FEI. São Bernardo do Campo, 2016.

MEDINA, J; MOTTA, L.M.G. “Mecânica dos Pavimentos”. Rio de Janeiro, 2015.

BALBO, José Tadeu, “PAVIMENTAÇÃO ASFÁLTICA: Materiais, projeto e restauração”. São Paulo, 2007.

PEIXOTO, Creso de Franco; “Generalidades de Pavimentação Rodoviária”. Rio Claro, 2003.