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Title in Portuguese: Finite element modeling of flexible pavements
Author: Holanda, Áurea Silva de
Parente Junior, Evandro
Araújo, Tereza Denyse Pereira de
Melo, Lucas Tadeu Barroso de
Evangelista Junior, Francisco
Soares, Jorge Barbosa
Keywords: Método dos elementos finitos
Pavimentos de asfalto
Issue Date: 2006
Publisher: Iberian Latin American Congress on Computational Methods in Engineering
Citation: HOLANDA, A. S. de et al. Finite element modeling of flexible pavements. In: Iberian Latin American Congress on Computational Methods in Engineering, 27., 2006, Belém. Anais... Belém: Iberian Latin-American Congress on Computational Methods in Engineering, 2006. p. 1-14.
Abstract in Portuguese: É bem conhecido que a análise de pavimentos flexíveis é uma tarefa difícil, uma vez o sistema de pavimento é de múltiplas camadas e tridimensional. Para fornecer informações precisas deslocamentos, deformações e tensões, o sistema deve considerar as diferentes características de cada camada. Camadas granulares, por exemplo, apresentam complexas relações tensão-deformação não-linear, enquanto a superfície (asfalto) apresenta uma camada de dependentes do tempo o comportamento viscoelástico. Além disso, rachaduras e fadiga são alguns dos problemas que a camada superficial pode apresentar. Este artigo aborda as técnicas utilizadas na modelagem de elementos finitos de pavimentos flexíveis. Portanto, apropriada de modelos constitutivos e algoritmos numéricos para representar o comportamento não-linear resilientes das camadas unbound e as características viscoelásticas da camada de HMA são exaustivamente discutidas. Estas técnicas são aplicadas em um sistema de computador desenvolvido usando um Object-Oriented Programming abordagem (OOP). Ambos os modelos axissimétrico e tridimensionais estão incluídos. Vários exemplos numéricos serão analisados ​​a fim de validar a implementação e avaliar a importância da consideração dos efeitos não-lineares e dependentes do tempo. Os resultados obtidos serão comparados com soluções analíticas disponíveis e computacional.
Abstract: It is well-known that the analysis of flexible pavements is a difficult task, since the pavement system is multilayered and three-dimensional. To provide accurate displacements, strains and stresses, the system must consider the different characteristics of each layer. Granular layers, for example, present complex nonlinear stress-strain relationship, while the surface (asphalt) layer displays a time-dependent viscoelastic behavior. Furthermore, cracks and fatigue are some of the problems that the surface layer may present. This paper addresses techniques used in the finite element modeling of flexible pavements. Therefore, appropriate constitutive models and numerical algorithms to represent the nonlinear resilient behavior of the unbound layers and the viscoelastic characteristics of the HMA layer are thoroughly discussed. These techniques are implemented in a computer system developed using an Object-Oriented Programming (OOP) approach. Both axisymmetric and three-dimensional models are included. Several numerical examples will be analyzed in order to validate the implementation and assess the importance of the consideration of the nonlinear and time-dependent effects. The obtained results will be compared with available analytical and computational solutions.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/1380
metadata.dc.type: Artigo de Periódico
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