Estudo teórico do efeito da interação entre camadas no comportamento estrutural de pavimentos asfálticos
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2018 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP |
Texto Completo: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18143/tde-23052020-153122/ |
Resumo: | Os métodos empírico-mecanísticos de projeto de pavimentos admitem perfeita aderência entre as camadas, o que pode não ocorrer no campo, conforme evidenciam defeitos relacionados diretamente à falha de aderência entre as camadas, como a corrugação e as trincas por deslizamento. Neste trabalho, com o programa de elementos finitos ABAQUS, o comportamento mecânico de pavimentos asfálticos é avaliado sob diferentes níveis de aderência entre as camadas: total, parcial e nula. As análises foram realizadas para diferentes níveis de rigidez do material asfáltico e a estimativa do desempenho de pavimentos flexíveis, tanto à fadiga das camadas asfálticas e cimentadas quanto à deformação permanente, foi baseada em equações empírico-mecanísticos que consideram, respectivamente, as respostas estruturais: deformação horizontal de tração na fibra inferior das camadas asfálticas e deformação vertical de compressão no topo do subleito. Os resultados mostraram que em 14 das 19 respostas estruturais analisadas, a condição de completa aderência resulta em menores deformações e que a influência da condição de interface na estrutura do pavimento é maior com camadas asfálticas mais rígidas. A interação entre as camadas afetou não só o revestimento do pavimento como também as camadas inferiores. A condição de interface entre as camadas afetou mais a vida do pavimento à fadiga do que à deformação permanente e, na maioria dos casos estudados, a consideração de perfeita aderência entre as camadas resultou na previsão de um pavimento com vida em serviço expressivamente maior. Portanto, a constatação de que a aderência entre as camadas de um pavimento está diretamente relacionada à duração da vida em serviço ressalta a importância de sua correta consideração em todo o processo, desde o dimensionamento até as etapas construtivas. |
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Estudo teórico do efeito da interação entre camadas no comportamento estrutural de pavimentos asfálticosTheoretical study of the effect of layers interaction on the asphalt pavement structural behavioraderência entre camadasadherence layersdeformação permanenteempiric-mechanistic methodsfadigafatigueFinite Element MethodMétodo dos Elementos FinitosMétodos Empírico-Mecanísticospermanent deformationresposta estruturalstructural answersOs métodos empírico-mecanísticos de projeto de pavimentos admitem perfeita aderência entre as camadas, o que pode não ocorrer no campo, conforme evidenciam defeitos relacionados diretamente à falha de aderência entre as camadas, como a corrugação e as trincas por deslizamento. Neste trabalho, com o programa de elementos finitos ABAQUS, o comportamento mecânico de pavimentos asfálticos é avaliado sob diferentes níveis de aderência entre as camadas: total, parcial e nula. As análises foram realizadas para diferentes níveis de rigidez do material asfáltico e a estimativa do desempenho de pavimentos flexíveis, tanto à fadiga das camadas asfálticas e cimentadas quanto à deformação permanente, foi baseada em equações empírico-mecanísticos que consideram, respectivamente, as respostas estruturais: deformação horizontal de tração na fibra inferior das camadas asfálticas e deformação vertical de compressão no topo do subleito. Os resultados mostraram que em 14 das 19 respostas estruturais analisadas, a condição de completa aderência resulta em menores deformações e que a influência da condição de interface na estrutura do pavimento é maior com camadas asfálticas mais rígidas. A interação entre as camadas afetou não só o revestimento do pavimento como também as camadas inferiores. A condição de interface entre as camadas afetou mais a vida do pavimento à fadiga do que à deformação permanente e, na maioria dos casos estudados, a consideração de perfeita aderência entre as camadas resultou na previsão de um pavimento com vida em serviço expressivamente maior. Portanto, a constatação de que a aderência entre as camadas de um pavimento está diretamente relacionada à duração da vida em serviço ressalta a importância de sua correta consideração em todo o processo, desde o dimensionamento até as etapas construtivas.The empiric-mechanistic methods of pavement design admit perfect adherence between the layers, which may not occur in the fields, as evidenced by distresses related directly to the failure of adhesion between the layers, such as corrugation and sliding cracks. In this work, with the use of ABAQUS, a finite element program, it is evaluated the mechanical behavior of asphalt pavements under different levels of adhesion between the layers: total, partial and zero. The analyzes were carried out for different levels of stiffness of the asphalt material and the estimation of the performance of flexible pavements, in terms of fatigue of the asphaltic and cemented layers and permanent deformation, was based on empiric-mechanistic equations that consider, respectively, the structural responses: horizontal tensile strain at the bottom fiber of the asphalt layers and vertical compressive strain at the top of the subgrade. The results showed that in 14 of the 19 structural responses analyzed, the condition of complete adhesion results in lower strain and that the influence of the interface condition on the pavement structural behavior is greater with more rigid asphalt layers. The interaction between layers affected not only the surface layer but also the lower layers. The interface condition between the layers affected the fatigue life more than the permanent deformation and, in the majority of the studied cases, the consideration of perfect adherence between the layers resulted in the prediction of a pavement with significantly greater service life. Therefore, the observation that the adhesion between the layers of a pavement is directly related to the duration of the service life highlights the importance of its correct consideration in the whole process, from the design to the constructive stages.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPFernandes Junior, Jose LeomarSantos, Anthony Gomes dos2018-02-26info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18143/tde-23052020-153122/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2020-05-29T19:28:02Zoai:teses.usp.br:tde-23052020-153122Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212020-05-29T19:28:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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