Efeito das variações das espessuras e módulos de resiliência das camadas no desempenho dos pavimentos flexíveis

• Main Author: Thaís Ferrari Réus
• Other Authors: Heliana Barbosa Fontenele .
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Estadual de Londrina. Centro de Tecnologia e Urbanismo. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Edificações e Saneamento. 2016
• Online Access: http://www.bibliotecadigital.uel.br/document/?code=vtls000207357

A análise empírico-mecanística de um pavimento parte de uma estrutura pré-dimensionada que é verificada quanto aos critérios de desempenho requeridos. Caso estes não sejam atendidos, esta estrutura é modificada e reprocessada. Neste contexto a análise do efeito das variações nos parâmetros de projeto na previsão do desempenho do pavimento fornece subsídio para uma melhor compreensão dos resultados fornecidos pelos programas computacionais. Desta forma, o objetivo deste trabalho é avaliar o efeito das variações das espessuras e módulos de resiliência das camadas no desempenho dos pavimentos flexíveis. Para tanto, foram feitas estimativas de desempenho, para o vigésimo ano de projeto, utilizando o programa ELSYM5 e o método Empírico Mecanístico (E-M) da AASHTO. No ELSYM5 foram determinadas as respostas estruturais: deformação de tração na fibra inferior do revestimento e de compressão no topo do subleito, respectivamente responsáveis pelas trincas por fadiga e pelas deformações permanentes nas trilhas de rodas. Com as respostas estruturais estimou-se o desempenho do pavimento em termos do consumo de vida útil, por meio do número equivalente de solicitações do eixo padrão, para as trincas (Ntrincas) e deformações permantes (Ndeformação). Na aplicação do método E-M da AASHTO utilizou-se a versão de teste do programa computacional Mechanistic Empirical Pavement Design Guide (MEPDG) e a versão do software comercial do referido órgão, o AASHTOWare® Pavement ME Design (anteriormente conhecida como DARWin-ME), para a predição dos defeitos: trincas longitudinais, trincas por fadiga, deformação permanente no revestimento, deformação permanente no topo do subleito, deformação total e IRI. Foram utilizados modelos de regressão múltipla para o ajuste dos resultados e, pela avaliação estatística dos coeficientes de regressão obtidos, definiu-se os parâmetros significativos para a sensibilidade de cada método. Perante a análise estatística desses coeficientes, concluiu-se que o consumo da vida útil do pavimento, previsto através das simulações no ELSYM5, é sensível às variações das espessuras do revestimento e da sub-base e dos módulos de resiliência do subleito. Para o método E-M da AASHTO os valores previstos para os defeitos no vigésimo ano de projeto foram significativamente sensíveis às variações das espessuras do revestimento, da base e da sub-base e dos módulos de resiliência da base e do subleito. A partir da comparação das duas abordagens, concluiu-se que o ELSYM5 pode ser uma alternativa viável para a aplicação de um método E-M de dimensionamento de pavimentos. Com as conclusões desta pesquisa, pretende-se contribuir para o entendimento do comportamento dos resultados fornecidos pelos programas utilizados, perante as variações dos parâmetros de projeto adotados como dados de entrada, para situações similares ao caso em estudo. === The mechanistic-empirical pavement analysis start with a pre-dimensioned structure which is checked for the required performance criteria. If these are not satisfied, this structure is modified and reprocessed. In this context the analysis of the effect of variations on design parameters in pavement performance prediction provides the allowance for a better understanding of the results provided by computer programs. Therefore, the aim of this study is to evaluate the effect of variations in thickness and resilience modules of the layers in the performance of flexible pavements. For this, performance estimates were made for the twenty-year project, using the ELSYM5 program and the AASHTO Mechanistic-Empirical method (E-M). In ELSYM5 were determined structural responses the tensile strain at the base of the asphalt layer and compression strain on the top of the subgrade, respectively responsible for fatigue cracking and the rutting. With the structural responses estimated the pavement performance in terms of lifetime consumption by the equivalent standard axle load for cracks (ESALcracks) and rutting (ESALrutting). In application of EM AASHTO method used the test version of the computer program Mechanistic Empirical Pavement Design Guide (MEPDG) and the commercial version from the American association, the AASHTOWare® ME Pavement Design (formerly known as Darwin- ME) for the prediction of defects: longitudinal cracks, fatigue cracks, rutting in the asphalt layer, rutting at the top of the subgrade, total rutting and IRI. Multiple regression models were used to fit the results and the statistical evaluation of the obtained regression coefficients set for significant parameters for the sensitivity each method. In face of statistical analysis of these coefficients, it was found that the consumption of the pavement life provided by the simulations in ELSYM5, is sensitive to variations of the thickness of the coating and the subbase and the subgrade resilient modules. For E-M method AASHTO predicted values for defects in the twenty-year project were significantly sensitive to variations in the thickness of the asphalt layer, the base and sub-base and the resilient modules of base and subgrade. Comparing the two approaches, it was concluded that the ELSYM5 may be a viable alternative to the application of an E-M method pavement design. With the findings of this research is intended to contribute for understanding the behavior of the results provided by the programs, in face of the changes in project parameters used as input data for similar situations to the study case.