Abstract
Palavras-chave: pavimento flexivel, analise mecanistica, gradiente termico. ABSTRACT. Mechanical behavior of flexible pavements undergoing thermal gradients. The proper structural understanding of a pavement should consider, according to the pavement mechanics, the aspects related to the traffic load, the environment and material properties. When asphaltic materials are used, the stress/strain relationships and the dependencies of load-time and temperature are key parameters for understanding flexible pavement performance. In this study, we employed the finite elements method to calculate stress/strain in flexible pavements structures considering temperature variation. The input data includes material stiffness, which is function of temperature and changes with position and time. The pavement temperature is obtained through the heat transfer differential equation, applying the Laplace transform and its numerical inversion. The finite elements grid was generated by the software ANSYS ® and imported by the software MATLAB ® . In order to determine the stiffness of the first layer (asphalt concrete) we used the average of four nodes, depending on the each node temperature. The result evidences the importance of thermal gradients for the pavement analysis, both for the fatigue cracking and the accumulation of plastic deformations. The use of unique modulus for asphalt concrete layer generates results far from reality.
Highlights
As rodovias brasileiras transportam 61% da carga e mais de 90% dos passageiros do Brasil representando uma das infra-estruturas mais importantes para o desenvolvimento social e econômico do país
Na superfície do revestimento a temperatura variou 44,4oC em 7 horas, ou seja, houve uma taxa de incremento de 6,28oC por hora
Essa taxa no fundo do revestimento é de 4,28oC por hora, variando 30oC em 8 horas
Summary
No caso de materiais asfálticos, as relações entre tensão e deformação e as dependências do tempo de carregamento e da temperatura são fundamentais para o avanço no entendimento do desempenho de pavimentos flexíveis. Neste trabalho foi utilizando o método de elementos finitos para o cálculo das tensões e deformações em pavimentos flexíveis considerando variações de temperatura. No cálculo da rigidez de cada elemento da primeira camada (revestimento asfáltico), substitui-se o módulo pela média dos quatro nós, dependendo da temperatura de cada nó que por sua vez é calculada na análise de transferência de calor. O resultado mostra a grande importância dos gradientes térmicos para a análise do comportamento do pavimento, tanto no que se refere ao trincamento por fadiga quanto ao acúmulo das deformações plásticas.
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