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Title in Portuguese: Modelagem mecanístico-empírica da interface revestimento asfáltico-base granular
Author: Silva, Samuel de Almeida Torquato e
Advisor(s): Soares, Jorge Barbosa
Keywords: Transportes
Método dos elementos finitos
Interface
Issue Date: 6-Feb-2017
Citation: SILVA, S. A. T. Modelagem mecanístico-empírica da interface revestimento asfáltico-base granular. 2017. 122 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Transportes)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017.
Abstract in Portuguese: Imprimação é a aplicação betuminosa sobre a primeira camada granular subjacente ao revestimento asfáltico. Além de sua importância funcional, a imprimação também é responsável pela aderência entre a camada asfáltica e a base, compondo uma interface revestimento asfáltico-base granular. Embora a importância de uma interface rígida e resistente esteja bem estabelecida na literatura, a ligação entre estas camadas é comumente considerada como i) perfeitamente aderida ou ii) totalmente descolada, ainda que essas duas abordagens não sejam coerentes com o real comportamento mecânico da interface. Na realidade, observa-se uma condição de ligação intermediária em campo. Para melhor entender esse fenômeno e estimar valores de rigidez (módulo de reação transversal) e resistência (cisalhamento máximo) para a imprimação, são propostos nesta pesquisa um modelo mecânico que descreve a interface e um ensaio laboratorial capaz de extrair os parâmetros deste modelo para fins de utilização em análise estrutural. A interface revestimento asfáltico-base granular é considerada elastoplástica e dependente da tensão de compressão atuante sobre ela, utilizando o critério de falha Mohr-Coulomb. Os resultados indicam que o modelo e o ensaio propostos são eficazes em representar e caracterizar o comportamento mecânico da interface. Os parâmetros do modelo extraídos do ensaio foram inseridos em uma análise pelo Método dos Elementos Finitos, utilizando elementos de interface desenvolvidos no presente trabalho. A análise mostrou que a interface ensaiada nesta pesquisa não rompe quando apenas carregamentos verticais são considerados. Para esta mesma situação e para os materiais utilizados, a consideração dos parâmetros foi equivalente a considerar as camadas totalmente deslizantes, indicando que esta interface especificamente não tem relevância estrutural. Finalmente, o procedimento proposto obteve êxito em responder às questões relativas à consideração das condições de aderência providas pela interface de camadas em pavimentos asfálticos, entretanto, faz-se necessário um maior número de ensaios para garantir maior confiabilidade às conclusões extraídas da pesquisa.
Abstract: Prime coat is the bituminous binder application over the first subjacent granular layer underneath the asphalt surface course within a pavement structure. Beyond its functional roles, the prime coat is also responsible for the bonding between the asphaltic and the base layers, composing an asphalt coat-granular base interface. Although the importance of a strenght and stiff interface on pavement performance is well established in the literature, the bonding condition between the asphaltic and the base layers are oftentimes considered as i) perfectly bonded or ii) unbonded, despite the fact that it is known that these approaches are not coherent with the real interface mechanical behavior. To better understand this phenomenon and estimate stiffness and strength values for prime coat interface, it is proposed a mechanical model to describes and an experimental to assess interface mechanical parameters to be used in structural analysis. Prime coat interface is considered herein as a perfect elastoplastic material, which is also stress dependent and ruled by Mohr-Coulomb failure criteria. The results obtained suggest that the model and the proposed test are effective in represent and characterize the interface mechanical behavior. Model parameters were assessed from the test performed and used as input in a Finite Element Method analysis, by using interface finite elements developed in this research. The analysis results have shown that the interface studied in this research do not fail if only vertical field loads are considered. For this same situation and for the materials tested, interface parameters consideration was equivalent to consider the layers completely unbounded, suggesting that this specific interface performs an irrelevant structural role. Finally, the procedure proposed successfully answered the questions related to layer bonding conditions provided by the interface in asphaltic pavements. Nevertheless, it is necessary to perform more tests in order to guarantee more reliability to the conclusions obtained.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/27260
metadata.dc.type: Dissertação
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