Estudos de dimensionamento estrutural de estradas de mina a céu aberto.

Abstract

Neste trabalho é realizado um estudo do dimensionamento estrutural de pavimentos aplicado a estradas de mina, com foco no cenário atual de estradas em complexos minerários de ferro nas regiões Sudeste e Norte do Brasil. O dimensionamento de camadas de uma estrada mineira é feito pela aplicação dos métodos Índice de Suporte Califórnia (CBR) e do Departamento Nacional de Estradas de Rodagem (DNER), atual Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT). A pesquisa é concluída com vários estudos de caso em que se buscam opções de dimensionamento mais adequado a partir do método do DNER. Para tanto, são estudados os efeitos da alteração de espessuras de camadas e módulos de materiais, tendo como ferramentas de apoio o programa ELSYM5 e a análise de dimensionamento estrutural mecanístico-empírica. Um diagnóstico preliminar das estradas foi fundamental para a aplicação de técnicas e conceitos da engenharia de pavimentos que, quando analisados em um sistema integrado de diversos componentes de estradas de mina (requisitos geométricos, estruturais, funcionais e de drenagem), ocorrem em diferentes estágios de desenvolvimento. Nesse contexto, ficou evidente a necessidade de maior aprofundamento do estudo e de desenvolvimento e emprego de procedimentos voltados ao dimensionamento de pavimentos. Os resultados dos dimensionamentos propostos indicam que a espessura total do pavimento calculada pelos dois métodos é basicamente a mesma. A espessura da camada de base obtida pelo método do DNER é superior àquela resultante do método CBR, enquanto o oposto ocorre com a sub-base. Ambos os dimensionamentos mostram, através da aplicação do software ELSYM5, que não são os mais apropriados, visto que a deformação de algumas camadas, principalmente no caso CBR, está acima do limite aceitável de 2000 με. Através da variação da espessura das camadas obtém-se um dimensionamento adequado, que tanto respeita o limite de deformação, como resulta na redução da espessura da camada total do pavimento. Além disso, estuda-se o efeito do uso de outros materiais ou técnicas construtivas através da variação do módulo de elasticidade. Uma extensão desse estudo referiu-se à avaliação das condições do subleito. Os resultados indicam um significativo impacto nas deformações das camadas, o que demonstra a importância da realização de ensaios de caracterização física dos materiais de construção e in situ.