Comportamento de Pavimentos Rodoviários Flexíveis

Os pavimentos flexíveis são os mais representativos na rede nacional de estradas. Assim é em Portugal e em todos os países da União Europeia. Com base em dados estatísticos, constata­-se a tendência de crescimento do transporte rodoviário de veículos pesados. E são estes os que mais contribuem para a danificação dos pavimentos flexíveis. Por isso, toma-se pertinente estudar o comportamento estrutural dos pavimentos rodoviários flexíveis, a nível experimental e através de análises estruturais numéricas.

Estas permitirão, por um lado, modelar os mecanismos de deterioração deste tipo de pavimentos e, por outro lado, normalizar, futuramente, procedimentos de dimensionamento. Quanto à avaliação experimental do comportamento estrutural dos pavimentos rodoviários flexíveis, esta possibilitará validar as análises estruturais numéricas realizadas.

A escolha dos modelos de resposta, para a caracterização da geometria, da solicitação e dos materiais de um pavimento, tem influência, com bastante significado, no rigor da resposta estrutural pretendida e ainda nos recursos e tempo computacionais, a despender na análise numérica. O mesmo acontece quanto à escolha dos procedimentos de aplicação desses modelos na análise numérica.
Não obstante, importa dizer que a consideração de modelos de resposta complexos na análise de pavimentos é demorada, devido à morosidade e complexidade dos procedimentos numéricos envolvidos no cálculo e à exigência da realização de vários ensaios laboratoriais que, para além de complexos, são igualmente demorados.
A escolha do tipo de análise estrutural (estática ou dinâmica), depende de vários aspectos, tais como: informação disponível para a caracterização da solicitação, informação disponível sobre as características do pavimento, rigor exigido para a solução do problema, meios computacionais disponíveis e tempo exigido para apresentação de resultados.
Relativamente aos métodos actuais de cálculo de pavimentos, estes podem ser analíticos (por camadas) ou numéricos (por elementos finitos ou por elementos discretos). Os métodos analíticos de cálculo são, hoje em dia, aplicados essencialmente em dimensionamento. O cálculo numérico com elementos finitos apresenta várias vantagens sendo, por isso, muito utilizado em análises de pavimentos. O cálculo baseado em elementos discretos permite uma modelação ainda mais realista do que a fornecida pelo método dos elementos finitos, porque modela os materiais, recorrendo às propriedades físicas das suas partículas, todavia, a sua aplicação à modelação de pavimentos revela-se ainda bastante complexa e morosa.
No que respeita aos modelos de resposta, é dado adquirido que estes permitem caracterizar a estrutura do pavimento (modelos estruturais e materiais) e a solicitação (modelos de carga), de modo a ser possível calcular a resposta estrutural (deflexões, extensões e tensões) desse pavimento à solicitação que sobre ele actua.
Dos modelos estruturais é o tridimensional o mais adequado à análise de pavimentos flelexíveis sujeitos a qualquer tipo de solicitação.

A melhor caracterização do comportamento dos materiais que constituem um pavimento exige a consideração de modelos materiais complexos, tais como o da elasticidade não linear, para materiais granulares, e o da viscoelasticidade ou viscoplasticidade, para materiais betuminosos. No que concerne ao modelo de carga, este é mais realista se se considerar: o carácter móvel da carga, dependente da velocidade do veículo, o carácter dinâmico da solicitação, cuja origem se deve essencialmente à rugosidade superficial do pavimento, as três componentes da carga: vertical, transversal e longitudinal, a magnitude das componentes da carga que depende tanto da pressão de enchimento de pneus, como da carga descarregada em cada pneu, a distribuição não uniforme no tempo das componentes da carga, distribuição dependente da velocidade do veículo, da macro textura da superfície do pavimento e do sistema de suspensão dos veículos e da área de contacto pneu-pavimento dependente do tipo e da pressão de enchimento dos pneus e ainda da carga descarregada.
Os resultados obtidos em ensaios laboratoriais permitem constatar que: o módulo de deformabilidade dos materiais betuminosos diminui com o aumento da temperatura, o módulo de deformabilidade dos materiais betuminosos diminui com a diminuição da frequência do carregamento, no caso de temperaturas superiores a 20°C, os módulos de deformabilidade in sítu das camadas que constituem o  pavimento, calculados a partir dos resultados obtidos com o ensaio com deflectómetro de impacto, assemelham-­se aos obtidos laboratorialmente, o que indica que é útil este ensaio na estimativa daqueles valores.

É portanto possível estabelecer algumas conclusões:

- O modelo tridimensional é o mais adequado na caracterização da resposta estrutural de pavimentos, visto o modelo axissimétrico não traduzir convenientemente as extensões horizontais (transversal e longitudinal) nos pontos do plano de simetria.
- A viscoelasticidade linear dos materiais betuminosos é mais pronunciada a temperaturas elevadas, conduzindo a valores de deflexão, extensões e tensões superiores aos obtidos em análise linear.
- A consideração de carga estática não uniforme no tempo conduz, no instante correspondente ao fim do carregamento, a deflexões, extensões e tensões, cujos valores são superiores aos obtidos com carga estática uniforme no tempo, sendo a diferença entre eles bastante reduzida, pelo facto de se tratar de um pavimento delgado.
- O valor máximo da deflexão superficial, nos casos de carga uniforme e não uniforme no tempo, ocorre em instantes diferentes e apresenta magnitude substancialmente diferente.
- O movimento da carga, nos modelos numéricos com viscoelasticidade linear, faz com que a descarga total ocorra num período de tempo superior ao da descarga com carga estática.

Autor: Cecília Maria Nogueira Alvarenga Santos do Vale
Excerto Adaptado

DOWNLOAD ARTIGO COMPLETO

Outros artigos interessantes:

Tópicos Relacionados

         -  Organização e Técnicas da Reabilitação de Pavimentos
         -  Jornadas Municipais de Segurança Rodoviária em Meio Urbano
         -  Moçambique procura na China apoios para infraestruturas ferroviárias e portuárias
         -  Obras de reconstrução da linha de caminho-de-ferro Lichinga e Cuamba em Maio
         -  Organização e Técnicas da Reabilitação de Pavimentos
         -  Melhoramento das infraestruturas rodoviárias do Corredor de Nacala
         -  Rio Tinto com projeto ferroviário em Moçambique
         -  Vale e Rio Tinto organizam campanha de segurança ferroviária
         -  2nd Safer Roads by Design Across Six Continents
         -  Pavimentação Asfáltica com CAP 50/70

Últimos Tópicos

         -  Eletricidade para Engenheiros Civis
         -  Domingos da Silva Teixeira constrói Parques Eólicos de Mértola e Lourinhã
         -  Visualização aérea de redes de transporte nos EUA
         -  Designers britânicos transformam reservatório de água em habitação
         -  Os claustrofóbicos apartamentos caixão
         -  Tricalc, Como diferenciar um software estrutural integrado…de outros que não o sã
         -  Um incrível apartamento de 12 metros quadrados
         -  Edifício de 220 pisos vai ser construído na China...em 7 meses
         -  Construído fantástico edifício da McDonalds na Geórgia
         -  Visita à mais alta torre metálica da Rússia

          

Artigos Relacionados

         - Integração de Plástico Reciclado em Pavimentos Betuminosos
         - PTV Vistro
         - Timetrain 1.2.1.0 – Análise de tempos de Percurso de Linhas Ferroviárias
         - Gestão da Conservação de Pavimentos de Aeroportos e Aeródromos
         - EasyToll – O Novo Sistema de Portagens da Estradas de Portugal
         - Sistema Automático de Selagem de Fendas em Pavimentos Rodoviários
         - O Sistema de Transporte Autónomo do Aeroporto de Heathrow
         - Espanha quer Aumentar Limite de Velocidade em Autoestradas para 140 km/h
         - Estudo do MIT Defende que Pavimentos Rodoviários Mais Rígidos são Mais Sustentáveis
         - Congestionamentos Rodoviários

Vídeos Relacionados

         - Processo de Construção de uma Linha Ferroviária
         - A Maior Obra de Construção da Europa
         - Uma Viagem no Comboio Suspenso de Wuppertal
         - Pavimentos Rodoviários com Painéis Solares
         - Atravessando a Ponte de Brooklyn em 1899
         - Reconstrução de Viaduto Ferroviário em Time Lapse
         - Estudos de Tráfego com o PTV Vistro
         - Máquina de Substituição de Travessas em Linha Ferroviária
         - Pavegen – O Pavimento que Gera Eletricidade
         - Autoestradas do Futuro na Holanda