Avaliação numérica do comportamento de reforços de pavimento à reflexão de fendas

• Autor(a) principal: Freitas, Márcia Rubina Ascensão
• Data de Publicação: 2012
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10198/8238
• topic: Pavimentos rodoviários; Reforço de pavimentos; Misturas betuminosas; Reflexão de fendas; Metodologia d elementos finitos; Extensões de Von Mises; Previsão da vida do reforço

Os pavimentos rodoviários estão normalmente sujeitos à ação das cargas do tráfego e das variações climáticas. Estas provocam no pavimento diversos tipos de degradações, destacando-se o fendilhamento. O fendilhamento constitui a maior causa de degradação estrutural e funcional dos pavimentos a qual se reflete na segurança de circulação dos veículos. Além disso, permite a entrada de água pelas camadas do pavimento originando redução das capacidades de suporte e promovendo a origem de outras degradações. A aplicação de camadas de reforço de pavimento, em mistura betuminosa, constitui uma das principais estratégias de reabilitação orientada para a reposição da capacidade estrutural dos pavimentos rodoviários. Na maioria dos casos, constata-se que a aplicação de reforços de pavimento sobre camadas de pavimentos fendilhados propicia a ocorrência do fenómeno de reflexão de fendas. Este fenómeno consiste na propagação das fendas existentes no pavimento fendilhado através da camada de reforço até à sua superfície. Como tal, é fundamental para o estudo deste tipo de camadas a consideração deste fenómeno, de modo a que a vida à reflexão de fendas da camada de reforço seja determinada da forma adequada. No entanto, verifica-se através da bibliografia estudada que a maioria das metodologias de dimensionamento existentes não considera o fenómeno de reflexão de fendas como critério de ruína ou, quando o consideram, não incluem a situação de multifendilhamento. Pretende-se, através deste trabalho, estudar o comportamento de diversas soluções de reforço quando sujeito ao fenómeno de reflexão de fendas num quadro de diferentes tipos de geometria de fendilhamento. Este estudo foi desenvolvido com base na simulação numérica do comportamento de reforços de pavimentos, usando um modelo baseados na metodologia dos elementos finitos, considerando como ação principal o tráfego. Deste estudo conclui-se sobre o comportamento de reforços na perspetiva do tipo de misturas incorporadas, do uso de intercamadas e quanto ao fendilhamento mais desfavorável no contexto da reflexão de fendas. Road pavements are generally subjected to the action of traffic loads and climatic variations, that causes several types of degradations in the layers, manly fatigue the cracks. Cracking is the major cause of structural and functional degradation of the pavement, which is reflected in the movement of vehicles. Furthermore, cracking occurrence allows entry of water through the pavement layers causing reduction of bearing capacity and promoting source of other degradations. The application of asphalt hot mix overlays it is a major rehabilitation strategies aimed to restoring the structural capacity of the road pavements. In most cases, it is observed that the application of overlays on cracked pavement layers facilitates the occurrence of the phenomenon of reflective cracking. This phenomenon consists in the propagation of existing cracks in the cracked pavement through the overlay to its surface. As such, it is fundamental to the study of this type of layers, the consideration of this phenomenon, so that the reflective cracking life of the overlay can be determined appropriately. However, it appears that the majority of existing overlay design methods do not consider the phenomenon of reflection cracks as a failure criterion or, when considered, does not include the situation of multi-cracking. It is intend, through this work, to study the behavior of several solutions of overlays, when subjected to the phenomenon of reflective cracking, in a framework of different types of cracking geometry. This study is based on numerical simulation of the behavior of overlays by using a model based on finite element method, considering the traffic as the main action. From this study it is concluded about the behavior of overlays in terms of the incorporated mixtures type, the use of interlayer’s and about the most unfavorable in the context of reflective cracking.