Utilização do método de elementos finitos na avaliação das respostas estruturais de pavimentos flexíveis
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Data
2011-11-01
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Resumo
O transporte de cargas e passageiros mais predominante no Brasil é o rodoviário, e
devido o tráfego ser muito variado quanto ao tipo de veículos e cargas transportadas, a
degradação dos pavimentos é inevitável. Os pavimentos flexíveis rompem por diversas causas
principalmente pelo trincamento por fadiga e pelo afundamento de trilha de roda. Pelo fato do
pavimento ser considerado como um sistema em camadas possibilita o cálculo de tensões e
deformações geradas no interior do pavimento. Este trabalho visa avaliar as variáveis
estruturais que mais influenciam o dimensionamento e desempenho dos pavimentos flexíveis,
calculando as respostas estruturais, através do Método dos Elementos Finitos, utilizando
como ferramenta o Software ANSYS. Para a construção do modelo estrutural foram utilizadas
diferentes espessuras para o revestimento e para a base, e diferentes módulos de rigidez para o
revestimento, para a base e para o subleito. Através do Software ANSYS, criou-se um modelo
geométrico de um pavimento bi-dimensional, simétrico e discretizado por elementos
quadráticos, com quatro nós cada elemento, formando a malha. Foram simulados os apoios
nas laterais e na parte inferior do pavimento, e a carga foi aplicada, equivalente a tensão de 0,
551 MPa. Através das simulações obteve-se a deformação de tração ( t) no revestimento,
responsável pelo inicio do processo de trincamento por fadiga e a deformação de compressão
( c) no topo do subleito, causadora da deformação permanente. Na deformação de tração os
parâmetros que mais influenciam são o módulo de rigidez e a espessura da base. Na
deformação de compressão o parâmetro que mais influencia é o módulo de rididez do
subleito. Com estes parâmetros, calculou-se o Nf (Número de repetições de carga até a ruptura
do pavimento), através dos modelos de trincamento por fadiga, AI (Asphalt Institute) e
AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Officials), verificouse
que para valores de t superiores a 200 μ , tendem a valores menores para Nf; e através dos
modelos da deformação permanente, AI, Shell Oil e LCPC (Laboratoire Central des Ponts et
Chausses), verificou-se que para valores de c inferiores a 100 , tendem a levar a valores altos
de Nf. Portanto, dentre os parâmetros estudados, é possível afirmar que com a escolha de bons
materiais e com a utilização de técnicas construtivas adequadas há um retroamento da ruptura
no pavimento.
Descrição
103 f.
Palavras-chave
Pavimento flexível, Método de elementos finitos, Fadiga, Deformação permanente