Análise empírico-mecanística de pavimento asfáltico para verificação da influência dos módulos resilientes nos parâmetros de deformabilidade das camadas do pavimento e subleito.

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: SILVÉRIO, Letícia Carlos.
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG
Texto Completo: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/19866
Resumo: O modal rodoviário é predominante no Brasil, as rodovias demandam infraestrutura com bom desempenho de modo que não ocorra sua ruptura prematuramente e apresente a durabilidade estimada em projeto. As camadas de um pavimento devem trabalhar em conjunto para que haja compatibilidade de rigidez entre seus materiais, evitando-se gradientes elevados de módulos de resiliência (MR) entre camadas. Sendo assim, a estrutura, as características dos materiais e a rigidez de cada camada são parâmetros importantes e diretamente relacionados com a avaliação da compatibilidade de deformações e tensões em um pavimento, que devem minimizar o acúmulo de deformações permanentes, e evitar que a repetição de cargas não cause o trincamento excessivo do revestimento por fadiga prematuramente, considerando o desempenho do pavimento a curto médio e longo prazo. O objetivo principal desta pesquisa foi avaliar a influência dos módulos resilientes de todas as camadas no comportamento mecânico de um subtrecho homogêneo da rodovia federal BR230, por meio da análise probabilística, procurou-se identificar as camadas críticas que afetaram o dimensionamento de reforço das estruturas. Este estudo se desenvolveu por meio da avaliação estrutural do pavimento, em que foram utilizados dados de levantamentos deflectométricos realizados com o equipamento Falling Weight Deflectometer (FWD), que tornaram possível realizar a retroanálise do pavimento pelo programa BAKFAA e a análise de deslocamentos, tensões e deformações com o programa ELSYM5, necessários para a análise de compatibilidade da estrutura e para a análise probabilística do pavimento realizada com o Método FOSM (First Order Second Moment). Este estudo identificou que os programas BAKFAA e ELSYM5 apresentaram uma correlação de mais de 99% entre as bacias teóricas calculadas, o que indicou compatibilidade na análise de múltiplas camadas elásticas implementada nestes programas, com valores de respostas estruturais similares. A análise probabilística com o método FOSM permitiu inferir a camada de base como a mais crítica, e os módulos de resiliência da camada de revestimento e base como o módulo mais influente para a variância da diferença de tensões e da deformação de tração no revestimento, e consequentemente na vida de fadiga desta camada. Este estudo identificou o módulo resiliente do subleito como o módulo mais influente para as deformações de compressão e tensões verticais no topo do subleito, seguida do módulo de resiliência da sub-base e revestimento. Esses dados indicam a necessidade de um melhor dimensionamento de reforço de base, maior controle execução e compactação de modo a obter os módulos de rigidez adequados ao projeto e garantir a homogeneidade da camada, diminuindo assim as áreas com alta concentração de tensão em relação ao que foi definido no projeto executivo.
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As camadas de um pavimento devem trabalhar em conjunto para que haja compatibilidade de rigidez entre seus materiais, evitando-se gradientes elevados de módulos de resiliência (MR) entre camadas. Sendo assim, a estrutura, as características dos materiais e a rigidez de cada camada são parâmetros importantes e diretamente relacionados com a avaliação da compatibilidade de deformações e tensões em um pavimento, que devem minimizar o acúmulo de deformações permanentes, e evitar que a repetição de cargas não cause o trincamento excessivo do revestimento por fadiga prematuramente, considerando o desempenho do pavimento a curto médio e longo prazo. O objetivo principal desta pesquisa foi avaliar a influência dos módulos resilientes de todas as camadas no comportamento mecânico de um subtrecho homogêneo da rodovia federal BR230, por meio da análise probabilística, procurou-se identificar as camadas críticas que afetaram o dimensionamento de reforço das estruturas. Este estudo se desenvolveu por meio da avaliação estrutural do pavimento, em que foram utilizados dados de levantamentos deflectométricos realizados com o equipamento Falling Weight Deflectometer (FWD), que tornaram possível realizar a retroanálise do pavimento pelo programa BAKFAA e a análise de deslocamentos, tensões e deformações com o programa ELSYM5, necessários para a análise de compatibilidade da estrutura e para a análise probabilística do pavimento realizada com o Método FOSM (First Order Second Moment). Este estudo identificou que os programas BAKFAA e ELSYM5 apresentaram uma correlação de mais de 99% entre as bacias teóricas calculadas, o que indicou compatibilidade na análise de múltiplas camadas elásticas implementada nestes programas, com valores de respostas estruturais similares. A análise probabilística com o método FOSM permitiu inferir a camada de base como a mais crítica, e os módulos de resiliência da camada de revestimento e base como o módulo mais influente para a variância da diferença de tensões e da deformação de tração no revestimento, e consequentemente na vida de fadiga desta camada. Este estudo identificou o módulo resiliente do subleito como o módulo mais influente para as deformações de compressão e tensões verticais no topo do subleito, seguida do módulo de resiliência da sub-base e revestimento. Esses dados indicam a necessidade de um melhor dimensionamento de reforço de base, maior controle execução e compactação de modo a obter os módulos de rigidez adequados ao projeto e garantir a homogeneidade da camada, diminuindo assim as áreas com alta concentração de tensão em relação ao que foi definido no projeto executivo.Brazilians cargo operates predominantly with road transportation, roads demand infrastructure with good performance so that it does not rupture prematurely and presents projects estimated durability. Pavement layers must work together so that there is stiffness compatibility between its materials, avoiding high gradients of resilience modules (MR) between layers. Thus, structure, characteristics of the materials and the stiffness of each layer are important parameters and directly relate to the evaluation compatibility of deformations and stresses in the pavement. Which should minimize the accumulation of rutting deformation, and prevent that repetition of loads does not cause excessive cracking of the surface by premature fatigue, considering the performance of the pavement in the short, medium and long term. The main objective of this research was to evaluate the influence of resilience modules of all layers on the mechanical properties of a homogeneous segment of federal highway BR-230, through probabilistic analysis with the FOSM Method, sought to identify the critical layers that affected the design of the structures reinforcement. This study was performed through structural evaluation of the pavement, using data from deflectometric surveys carried out with the Falling Weight Deflectometer (FWD) equipment, which made it possible to do retroanalysis of the pavement by the BAKFAA program and the analysis of displacements, stresses and deformations with the ELSYM5 program. Which is necessary for compatibility analysis of the structure and for probabilistic analysis of the pavement carried out with the FOSM Method (First Order Second Moment). This study identified that programs BAKFAA and ELSYM5 programs showed a good correlation between the theoretical calculated basins, which indicated compatibility in the multiple elastic layer analysis implemented in these programs, with similar structural discovered values. The probabilistic analysis with the FOSM method allowed to infer the base layer as the most critical. Resilience modules of the surface and base layers as the most main module for the variance of the stress difference and tensile strain in the surface, and consequently in the fatigue lifespan of this layer. This study identified the natural subgrades resilience module as the most main module for compression strain and vertical stresses at the top of the subgrade, followed by the resilience module of subbase and surface coarses. These data indicate the need for a better dimensioning of base reinforcement, greater control of execution and compaction in order to obtain suitable stiffness modules for the project and guarantee the layer homogeneity, decreasing thus the areas with high concentration of tension in relation to what was defined in the executive project.Universidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Ciências e Tecnologia - CCTPÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTALUFCGRODRIGUES, John Kennedy Guedes.RODRIGUES, J. K. G.http://lattes.cnpq.br/7834302744515283CAVALCANTE, Fabiano Pereira.CAVALCANTE, F. P.http://lattes.cnpq.br/5582393523349973LUCENA, Lêda Christiane de Figuêiredo Lopes.PATRÍCIO , Jonny Dantas.MELO , Ricardo Almeida de.SILVÉRIO, Letícia Carlos.2021-02-252021-07-06T17:32:25Z2021-07-062021-07-06T17:32:25Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/19866SILVÉRIO, L. C. Análise empírico-mecanística de pavimento asfáltico para verificação da influência dos módulos resilientes nos parâmetros de deformabilidade das camadas do pavimento e subleito. 2021. 130 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil e Ambiental), Programa de Pós-graduação em Recursos Naturais, Centro de Engenharia Civil e Ambiental, Universidade Federal de Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2021. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/19866porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCGinstname:Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)instacron:UFCG2022-09-22T12:35:10Zoai:localhost:riufcg/19866Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bdtd.ufcg.edu.br/PUBhttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/oai/requestbdtd@setor.ufcg.edu.br || bdtd@setor.ufcg.edu.bropendoar:48512022-09-22T12:35:10Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG - Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)false
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