CaracterizaÃÃo ViscoelÃstica Linear de Misturas AsfÃlticas: OperacionalizaÃÃo Computacional e AnÃlise pelo MÃtodo dos Elementos Finitos

• Autor(a) principal: Henrique Nogueira Silva
• Data de Publicação: 2009
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC
• Texto Completo: http://www.teses.ufc.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=5733
• topic: Viscosidade; Misturas de emulsÃo asfÃlticas; MÃtodo dos elementos finitos; sÃrie de Prony; interconversÃo; wxWidgets; viscoelasticity; asphalt mixes; finite element method; Prony series; interconversion; wxWidgets; INFRA-ESTRUTURA DE TRANSPORTES

Uma mistura asfÃltica apresenta um comportamento mecÃnico complexo que pode ser idealizado por um modelo viscoelastoplÃstico, que considera a existÃncia de deformaÃÃes recuperÃveis (elÃstico e viscoelÃstico) e nÃo recuperÃveis (plÃstico e viscoplÃstico). No entanto, o estado da arte da pesquisa brasileira tem considerado um modelo mais restrito, o modelo viscoelÃstico linear. Este modelo trata o comportamento mecÃnico do material como dependente do carregamento e da correspondente taxa (temporal) de aplicaÃÃo, que representa um avanÃo considerÃvel na modelagem mecÃnico-computacional de misturas asfÃlticas frente ao modelo elÃstico linear (clÃssico) comumente empregado em projetos nacionais de dimensionamento de pavimentos. Ainda assim, o modelo viscoelÃstico apresenta alguns inconvenientes que dificultam seu uso. Um primeiro inconveniente à que para uma representaÃÃo compatÃvel com os dados experimentais, a caracterizaÃÃo constitutiva viscoelÃstica exige a manipulaÃÃo de uma grande quantidade de coeficientes da sÃrie de Prony, dificultando o processo de ajuste de curva e posterior manipulaÃÃo da sÃrie. AlÃm disso, o processo formal de interconversÃo entre as propriedades viscoelÃsticas fundamentais, comumente necessÃrio por questÃes operacionais, trata-se de um mÃtodo nÃo trivial. Para facilitar o emprego da teoria da viscoelasticidade (linear) na caracterizaÃÃo de misturas asfÃlticas, o presente trabalho se propÃs ao desenvolvimento de um programa computacional especÃfico que facilita o uso do modelo viscoelÃstico linear. Este programa realiza o ajuste de curva de sÃries de Prony e a interconversÃo entre propriedades viscoelÃsticas fundamentais no domÃnio do tempo, quais sejam, a FunÃÃo FluÃncia D(t) e o MÃdulo de RelaxaÃÃo E(t). Como principal resultado, foi possÃvel aplicar este programa computacional na caracterizaÃÃo de duas misturas nacionais tÃpicas, Areia Asfalto (AA) e Concreto AsfÃltico (CA), mostrando de forma detalhada os passos necessÃrios para uma representaÃÃo constitutiva viscoelÃstica adequada. Ainda como parte dos resultados obtidos, foi avaliada a eficÃcia da tÃcnica de ajuste de curva por MÃnimos Quadrados NÃo Linear (MQNL) para sÃries de Prony, sob a expectativa de incorporaÃÃo desta tÃcnica em versÃes futuras do programa computacional desenvolvido. Para explicitar o avanÃo da simulaÃÃo mecÃnica de pavimentos que o modelo viscoelÃstico possibilita frente ao modelo elÃstico (clÃssico), ao final do trabalho foram realizadas anÃlises computacionais utilizando o MÃtodo dos Elementos Finitos (MEF) para estimar os parÃmetros mecÃnicos de projeto de pavimentos (tensÃes de deformaÃÃes) considerando o modelo viscoelÃstico das misturas asfÃlticas investigadas, AA e CA.