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http://hdl.handle.net/11624/1145
Autor(es): | Jacques, Guilherme Ebani |
Título: | Análise mecanística-empírica de um pavimento dimensionado pelo método do DNER : estudo de caso da duplicação da rodovia RSC-287 em Santa Cruz do Sul. |
Data do documento: | 2015 |
Resumo: | O atual método de dimensionamento de pavimentos utilizado no Brasil, conhecido como método do DNER, tem como principais parâmetros de entrada o ISC (Índice de Suporte Califórnia) e o número N. Utilizando-se tais parâmetros protege-se excessivamente o pavimento contra o cisalhamento, porém não é levado em consideração a fadiga do revestimento asfáltico, principal patologia encontrada nas rodovias brasileiras nos dias atuais. Além disso, não é considerado no método o cálculo de tensões, deformações e deflexões na estrutura que podem levar ao aparecimento de fissuras. Com isso, surgiram conceitos mecanísticos que, através de softwares, utilizam-se da Teoria da Elasticidade para determinação da resposta do pavimento às cargas as quais é submetido e que levam ao surgimento de defeitos. Sendo assim, o presente trabalho teve como objetivo o dimensionamento da estrutura de um pavimento pelo método do DNER seguido de sua análise empregando-se os conceitos mecanísticos-empíricos para que se pudesse adequar o pavimento dimensionado pelo método brasileiro para resistir aos esforços que levarão à fadiga. Para isso, uma amostra de solo foi coletada de um trecho da duplicação da RSC-287 em Santa Cruz do Sul para a realização de ensaios de caracterização, compactação e determinação do valor de ISC para o dimensionamento do pavimento pelo método do DNER. Posteriormente foi realizado o ensaio triaxial de carga repetida para a determinação do módulo de resiliência do solo estudado que servirá de parâmetro para análise da estrutura do pavimento através de um software. Além disso, foi realizado um estudo de tráfego através da contagem de veículos realizada na praça de pedágio de Venâncio Aires/RS. A ferramenta AEMC, constituinte do programa SisPav, desenvolvido na UFRJ, foi utilizada para que fossem determinadas as tensões no topo do subleito, deformações no topo do revestimento asfáltico e por tração causadas na estrutura do pavimento quando solicitado por um eixo padrão. Observou-se que à medida que a espessura da camada de revestimento aumenta, a deformação no topo do revestimento e a tensão no topo do subleito diminuem. Além disso, obteve-se uma vida de fadiga de aproximadamente dois anos para um revestimento de 10centimetros, idade bastante aquém dos dez anos utilizados no dimensionamento pelo método brasileiro. Alterando-se a espessura das camadas observou-se que para que o revestimento resistisse por um tempo próximo de dez anos, submetido ao tráfego estimado, seria necessário um revestimento asfáltico com 20cm de espessura. |
Resumo em outro idioma: | The current method for pavement design used in Brazil, known as “Método do DNER”, has as main input parameters the CBR value (California Bearing Ratio) e “número N”. By using such parameters the pavement structure is overprotected against shear failure but the fatigue of the asphalt layer is not taken into account, given that this is the most common pathology found in Brazilian highways these days. Furthermore, it is not considered the determination of tensions, deformations and deflections on the structure that can lead to the appearance of cracks. Due to this problem, mecanistical concepts were created that, through software analysis, utilize Elasticity Theory to determine the response of the pavement to the load applied to them, causing it to show pathologies. Being that said, the work to be presented has as its main objective to design a pavement structure through the “Método do DNER” followed by its analysis by machanistic-empirical concepts so that improvements can be made in the structure designed by the Brazilian method so the pavement can resist to fatigue cracking. In order to make it possible, soil samples were collected from the RSC-287’s duplication construction site, in Santa Cruz do Sul/RS, and taken to laboratory to undergo characterization tests as well as Proctor compaction and CBR tests so that it could be possible to design the pavement using the “Método of DNER”. Afterwards, the soil samples underwent the triaxial shear test in order to determine their resilient moduli, parameter to be used as input to analyze the pavement structure using a software. In addition, a traffic study was conducted using data from the toll gates located in the city of Venâncio Aires/RS. The AEMC tool, part of the SisPav program developed at UFRJ (Federal University of Rio de Janeiro), was used to determine tensions on the top of the subgrade, deformation on the top of the asphalt layer and the specific deformation at the bottom end of the asphalt layer when subjected to a single axle load. It was noticed that, as the thickness of the surface course increases, deformation on the top of the surface layer and the tension on the top of the subgrade tend to be lower. In addition, a fatigue life of approximately two years was found when the asphalt layer (or surface course) thickness is of 10 centimeters, being that an age far lower than the ten years life spam used to design the structure with the Brazilian method. By altering the thickness of the outer layer (asphalt layer), it was found that in order to have a structure the will last for a period of time close to 10 years, under the current traffic load estimated, the thickness of the asphalt layer should be of 20 centimeters. |
Nota: | Inclui bibliografia. |
Instituição: | Universidade de Santa Cruz do Sul |
Curso/Programa: | Curso de Engenharia Civil |
Tipo de obra: | Trabalho de Conclusão de Curso |
Assunto: | Pavimentos Pavimentos de asfalto - Santa Cruz do Sul (RS) Solos - Classificação Trânsito - Fluxo |
Orientador(es): | Mattos, João Rodrigo Guerreiro |
Aparece nas coleções: | Engenharia Civil |
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