Alex Duarte de Oliveira
Título
MODELAGEM NUMÉRICO-EXPERIMENTAL DE REFLEXÃO DE TRINCAS
Orientador(es)
Francisco Thiago Sacramento Aragão
Luis Alberto Herrmann do Nascimento
Resumo
Nesta pesquisa, desenvolveu-se um modelo numérico-experimental para a previsão da reflexão de trincas em pavimentos asfálticos. Neste modelo, a parte experimental consiste na obtenção das propriedades viscoelásticas e de fadiga das misturas asfálticas, enquanto a parte numérica consiste na modelagem computacional do problema, utilizando o método dos elementos finitos (MEF) e a mecânica do dano contínuo viscoelástica simplificada (S-VECD), por meio do programa AEDCISO. O modelo desenvolvido foi calibrado e aplicado para simular a reflexão de trincas em escala experimental, simulando o ensaio Overlay Test (OT), e em escala real, simulando estruturas de pavimento. Nas simulações de estruturas de pavimentos, foi feito um estudo paramétrico e uma aplicação para casos reais. Em escala experimental, os resultados das simulações mostraram que o modelo foi capaz de prever satisfatoriamente a ruptura das misturas asfálticas utilizadas no ensaio OT. Em escala real, o modelo demonstrou a sensibilidade e a capacidade de simular a reflexão de trincas e de capturar a influência de variáveis como propriedades dos materiais, espessuras das camadas e presença de trincas. O modelo não conseguiu prever com acurácia a evolução de área trincada observada em campo, mas foi capaz de ranquear adequadamente o desempenho das estruturas analisadas.
Abstract
This study proposes a numerical-experimental approach to predict the reflective cracking in asphalt pavements. The experimental part consists of obtaining the viscoelastic and fatigue properties of the asphalt mixtures, while the numerical part consists of the computational modeling of the problem using the finite element method (FEM) and the simplified viscoelastic continuous damage mechanics (S- VECD), through the program AEDCISO. The model developed was calibrated and applied to simulate the reflective cracking on an experimental scale, simulating the Overlay Test (OT), and on a real scale, simulating pavement structures. In the simulations of pavement structures, a parametric study and an application to real cases were made. The simulation results on an experimental scale demonstrated that the model was able to satisfactorily predict the failure of the asphalt mixtures used in the OT test. In real scale, the model demonstrated the sensitivity and capability to simulate the reflective cracking and to capture the influence of variables such as material properties, layer thicknesses and the presence of cracks. The model was not able to accurately predict the evolution of the cracked area observed in the field, but it was able to adequately rank the performance of the analyzed structures.
