Análise da influência da variação de temperatura no desempenho de pavimentos asfálticos à fadiga a partir da modelagem viscoelástica

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Chaves, Bruno de Souza
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Manancial - Repositório Digital da UFSM
dARK ID: ark:/26339/00130000176xr
Texto Completo: http://repositorio.ufsm.br/handle/1/22963
Resumo: Brazilian highways have a great deficiency in regards to its use conditions and one of the main pathologies observed is fatigue cracking. One of the most influential factors in pavement fatigue performance is temperature. Presently, this factor is not taken into account in the current design method (DNER, 1981). In MeDiNa, which is the new proposal for pavement design method, it is considered a fatigue model based on a constant temperature of 25 °C. Given the great thermic variations to which an asphalt pavement can be subjected, mainly in subtropical climate regions, that is the case of Rio Grande do Sul, it is significant to investigate how much does temperature and its variations influence pavement life cycle. In light of this, the current research adopts an approach that considers the influence of temperature, through viscoelastic continuum damage (VECD) analysis, with the aid of software FlexPAVE™. Therefore, with complex module and uniaxial tension-compression fatigue tests as inputs, with temperature data that simulate climatic conditions of the central region of Rio Grande do Sul, it was possible to obtain the fatigue damage of the pavement along the time. Besides this, through the application of transfer functions, the percentage of cracked area to each simulation was predicted, just as the pavement life cycle with an mechanistic-empirical, implemental cost approach. It was verified in the results that temperature has great influence not only in fatigue damage, but also in cracked area prediction and pavement life cycle. Comparing the results with those obtained from MeDiNa, a comparative economic analysis was realized and it showed that VECD model, coupled with realistic temperature estimate, is an important tool in pavement fatigue analysis and cracked area prediction.
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Given the great thermic variations to which an asphalt pavement can be subjected, mainly in subtropical climate regions, that is the case of Rio Grande do Sul, it is significant to investigate how much does temperature and its variations influence pavement life cycle. In light of this, the current research adopts an approach that considers the influence of temperature, through viscoelastic continuum damage (VECD) analysis, with the aid of software FlexPAVE™. Therefore, with complex module and uniaxial tension-compression fatigue tests as inputs, with temperature data that simulate climatic conditions of the central region of Rio Grande do Sul, it was possible to obtain the fatigue damage of the pavement along the time. Besides this, through the application of transfer functions, the percentage of cracked area to each simulation was predicted, just as the pavement life cycle with an mechanistic-empirical, implemental cost approach. It was verified in the results that temperature has great influence not only in fatigue damage, but also in cracked area prediction and pavement life cycle. Comparing the results with those obtained from MeDiNa, a comparative economic analysis was realized and it showed that VECD model, coupled with realistic temperature estimate, is an important tool in pavement fatigue analysis and cracked area prediction.Petróleo Brasileiro S.A., PETROBRAS, BrasilO Brasil apresenta uma grande deficiência em sua malha rodoviária no que diz respeito a suas condições de uso, e uma das principais patologias observadas é o trincamento por fadiga. Dentre os fatores que mais influenciam o desempenho de um pavimento à fadiga, está a temperatura. Atualmente, tal fator não é levado em consideração no método de dimensionamento vigente (DNER, 1981). O MeDiNa, que é a nova proposta para o dimensionamento de pavimentos, adota um modelo de fadiga a uma temperatura constante de 25 °C. Sabendo-se da grande variabilidade térmica a que um pavimento asfáltico pode estar sujeito, sobretudo em regiões de clima subtropical, como é o caso do Rio Grande do Sul, é imperativo investigar o quanto a temperatura, bem como sua variação, influencia na previsão da vida útil do pavimento. Tendo isso em vista, a presente pesquisa adota uma abordagem que considera a influência da temperatura, através de uma análise viscoelástica de dano contínuo (VECD), por meio do software FlexPAVE™. Sendo assim, tendo como dados de entrada os resultados de ensaios de módulo complexo e uniaxial de fadiga à tração-compressão, juntamente com dados de temperatura que simulam as condições climáticas da região central do RS, foi possível obter o dano por fadiga do pavimento ao longo do tempo. Além disso, com a aplicação de funções de transferência, foi prevista a porcentagem de área trincada para cada simulação, assim como a vida útil do pavimento com uma abordagem empírico-mecanicista e de custos de implantação. Como resultados, verificou-se que a temperatura tem grande influência tanto no dano por fadiga, quanto na previsão de área trincada e de vida útil do pavimento. Comparando os resultados com aqueles obtidos pelo MeDiNa, foi realizada uma análise econômica comparativa que mostrou que o modelo VECD, aliado a estimativas realistas de temperatura, é uma ferramenta importante na análise de fadiga de pavimentos e na previsão de área trincada.Universidade Federal de Santa MariaBrasilEngenharia CivilUFSMPrograma de Pós-Graduação em Engenharia CivilCentro de TecnologiaPereira, Deividi da Silvahttp://lattes.cnpq.br/9639329922610388Specht, Luciano PivotoNascimento, Luis Alberto Hermann doChaves, Bruno de Souza2021-11-24T18:15:26Z2021-11-24T18:15:26Z2021-08-12info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/22963ark:/26339/00130000176xrporAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSM2021-12-30T14:26:28Zoai:repositorio.ufsm.br:1/22963Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/ONGhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.comopendoar:2021-12-30T14:26:28Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false
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