Análise da Questão de Dimensionamento de Pavimento Flexível
Esta questão trata do dimensionamento de pavimentos flexíveis utilizando o método empírico do DNIT (IPR-719). O conceito fundamental é que a capacidade estrutural deve ser mantida para um determinado nível de tráfego, e quando o CBR (California Bearing Ratio) melhora, a espessura necessária diminui.
Introdução ao Problema
No método empírico de dimensionamento de pavimentos, existe uma relação inversa entre o CBR do solo e a espessura requerida do pavimento. Quando o solo oferece maior resistência (CBR mais alto), menos espessura é necessária para suportar o mesmo tráfego.
Dados principais:
| Parâmetro | Valor |
|---|
| CBR Referência | 20% |
| Espessura Referência | 23 cm |
| CBR Base Real | 85% |
| CBR Sub-base Real | 25% |
Desenvolvimento da Solução
A relação fundamental no método DNIT segue a proporção:
T_{nova} = T_{ref} \times \left(\frac{CBR_{ref}}{CBR_{nova}}\right)^n
Onde n é um expoente típico entre 0,5 e 0,6 para pavimentos flexíveis.
Passo 1: Calcular a redução devido ao aumento do CBR
Para o caso específico onde o CBR da base aumenta de 20% para 85%:
T_{base} = 23 \times \left(\frac{20}{85}\right)^{0,5} = 23 \times \sqrt{0,235} = 23 \times 0,485 \approx 11,2 \text{ cm}
Passo 2: Considerar o coeficiente estrutural
O coeficiente estrutural para "Base ou revestimento betuminoso por penetração" é 1,2, enquanto camadas granulares são 1,0. Isso significa que cada centímetro de base betuminosa contribui com mais capacidade estrutural que uma camada granular equivalente.
Espessura_{efetiva} = 11,2 \times 1,2 \approx 13,4 \text{ cm}
Passo 3: Selecionar o valor disponível mais próximo
Os valores disponíveis são: 23cm, 20cm, 17cm, 14cm, 12cm.
Como precisamos garantir que o critério seja atendido, devemos escolher o valor que seja igual ou superior ao calculado, mas ainda represente a menor espessura viável.
Análise das Alternativas
| Alternativa | Espessura | Viabilidade |
|---|
| (A) | 23cm | Igual à referência (CBR=20%), não aproveita melhoria |
| (B) | 20cm | Ainda muito alta para CBR=85% |
| (C) | 17cm | Reduzida, mas acima do necessário |
| (D) | 14cm | Mais próximo do cálculo (13,4cm) |
| (E) | 12cm | Abaixo do cálculo teórico, risco de falha |
Por que 14cm é a resposta correta?
- O cálculo teórico indica aproximadamente 13,4 cm
- 12cm estaria abaixo do necessário (risco estrutural)
- 14cm é o valor disponível mais próximo que garante segurança
- Representa economia significativa em relação à referência de 23cm (redução de ~40%)
Conclusão
Considerando a melhoria do CBR de 20% para 85% e os coeficientes estruturais aplicáveis, a menor espessura da base que atende aos critérios do método DNIT é 14cm.
Alternativa D