Fator de Equivalência de Carga por Eixo
Calcula quantas passagens do eixo padrão equivalem a uma passagem do eixo real, pela lei da potência do dimensionamento de pavimento: fator = (carga do eixo ÷ carga do eixo padrão) elevado ao expoente de dano. É esse fator que converte a contagem de tráfego em número N de solicitações do eixo padrão, que no Brasil é o eixo simples de rodas duplas de 8,2 tf, ou 80 kN. O expoente amplifica a sobrecarga de forma brutal: um eixo 20% mais pesado que o padrão não consome 20% a mais do pavimento, e sim 2,07 vezes, o que explica por que um único caminhão fora do limite legal pesa mais na vida da via do que milhares de automóveis, cujo fator é praticamente zero. O expoente ficou como entrada em vez de fixo em 4, o valor da AASHTO consagrado como lei da quarta potência, porque pavimento rígido e modelos de trincamento por fadiga trabalham com expoentes entre 3 e 5, e o resultado muda de patamar conforme a escolha. Informe a carga do eixo, a carga do eixo padrão e o expoente de dano.
Resultado
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Equivalência de carga por eixo: a lei da quarta potência
A contagem de tráfego de uma rodovia traz eixos de todos os pesos, do dianteiro vazio de uma caminhonete ao tandem de um bitrem carregado acima do limite legal. O dimensionamento do pavimento, porém, precisa de um número só: o N, o total de repetições do eixo padrão que a seção vai receber na vida de projeto. O fator de equivalência de carga faz essa tradução, eixo por eixo, e é ele que transforma a planilha da balança rodoviária em algo que entra no método de dimensionamento sem virar chute.
O fator sai de uma lei de potência: FEC = (P ÷ P padrão) elevado a n. P é a carga do eixo real e P padrão, a do eixo de referência — no Brasil o eixo simples de rodas duplas de 8,2 tf, os 80 kN da AASHTO. O expoente n mede quanto o dano acelera com a carga: 4 é o valor consagrado como lei da quarta potência e vem preenchido, mas o campo aceita outros, já que pavimento rígido e modelos de trincamento por fadiga trabalham entre 3 e 5. A escala é brutalmente não linear. Os 10 tf do exemplo dão 2,212; um eixo de 12 tf salta para 4,586; e o eixo de um automóvel, perto de 1 tf, vale 0,0002, abaixo das três casas decimais que a tela imprime.
A lei de potência descreve fadiga, e fadiga é só um dos modos de ruína: ela não enxerga deformação permanente do subleito, envelhecimento do ligante nem trincamento térmico. O fator vale por eixo, jamais por veículo, e o expoente único é uma simplificação — o DNIT publica curvas próprias para eixo simples de roda simples, tandem duplo e tandem triplo, e a formulação original da AASHTO ainda faz o fator depender do número estrutural e da serventia final adotada. Cuidado com a unidade: os dois campos de carga têm de estar na mesma. Misturar 100 kN no eixo real com 8,2 tf no padrão devolve mais de 22 mil em vez de 2,212.
Perguntas frequentes
O que significa, na prática, o 2,212 que sai com os valores padrão?
Posso digitar o peso total do caminhão no campo de carga do eixo?
Trocar o expoente de 4 para 3 ou 5 muda muito o resultado?
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