Deformabilidade de subleitos de trechos monitorados da BR 116/RS considerando variações de umidade em laboratório e campo

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Pascoal, Paula Taiane
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
dARK ID: ark:/26339/0013000019wfw
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Santa Maria
Brasil
Engenharia Civil
UFSM
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil
Centro de Tecnologia
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://repositorio.ufsm.br/handle/1/32567
Resumo: Considering the deformability of the layers that make up the pavement is essential for proper design and to avoid pathological manifestations such as fatigue cracking and rutting. In the case of subgrade soils, which are subject to seasonality, attention must be paid to variations in behavior in the face of changes during the useful life and demands of the pavement. The aim of this thesis was to evaluate the soils used in the subgrade of the BR 116/RS, both in the laboratory and in the field. To this end, an experimental program was developed to characterize the elastic and plastic behavior of the materials under different humidity conditions, associated with the monitoring of sections with emphasis on rutting and subgrade humidity measurements. To simulate the moisture variation ranges that the materials could be subjected to in the field, drying and wetting paths of ±2% and ±4% were imposed on the post-compaction samples. Thus, it was possible to identify different behaviors in terms of resilient modulus and permanent deformation, verifying gains in stiffness with drying and the susceptibility of each material to lose stiffness and increase permanent deformation with access to post-compaction moisture. Based on the elastic and plastic parameters of the soil conditions evaluated, as well as the other components of the pavement, it was possible to predict the behavior of the monitored sections using the MeDiNa software, which was compared with the actual performance of the different segments. It was found that on the sections where the subgrade showed greater variations in humidity, the forecast and the measured mechanical performance were different, while on the sections where humidity tended to balance, the forecast is consistent with the performance to date. In addition, a soil characterization methodology was developed using rheometric tests to understand the stiffness of compacted soils under different post-compaction conditions. This methodology proved promising for identifying the stiffness at small deformations, making it possible to use it for prior characterization or for selecting suitable materials for use in subgrade.
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To this end, an experimental program was developed to characterize the elastic and plastic behavior of the materials under different humidity conditions, associated with the monitoring of sections with emphasis on rutting and subgrade humidity measurements. To simulate the moisture variation ranges that the materials could be subjected to in the field, drying and wetting paths of ±2% and ±4% were imposed on the post-compaction samples. Thus, it was possible to identify different behaviors in terms of resilient modulus and permanent deformation, verifying gains in stiffness with drying and the susceptibility of each material to lose stiffness and increase permanent deformation with access to post-compaction moisture. Based on the elastic and plastic parameters of the soil conditions evaluated, as well as the other components of the pavement, it was possible to predict the behavior of the monitored sections using the MeDiNa software, which was compared with the actual performance of the different segments. It was found that on the sections where the subgrade showed greater variations in humidity, the forecast and the measured mechanical performance were different, while on the sections where humidity tended to balance, the forecast is consistent with the performance to date. In addition, a soil characterization methodology was developed using rheometric tests to understand the stiffness of compacted soils under different post-compaction conditions. This methodology proved promising for identifying the stiffness at small deformations, making it possible to use it for prior characterization or for selecting suitable materials for use in subgrade.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESConsiderar a deformabilidade das camadas que compõem o pavimento é essencial para o dimensionamento adequado e para evitar a manifestação patológicas, como trincamento por fadiga e afundamento de trilha de roda. Se tratando dos solos de subleito, os quais estão sujeitos a sazonalidades, deve-se atentar as variações no comportamento frente às mudanças durante a vida útil e solicitações do pavimento. A presente tese objetivou avaliar solos empregados em subleitos da duplicação da BR 116/RS, no âmbito laboratorial e em campo. Para isso, o programa experimental foi desenvolvido para a caracterização dos materiais frente ao comportamento elástico e plástico em diferentes condições de umidade, associado ao monitoramento de trechos com ênfase no afundamento de trilha de roda e a aferições da umidade do subleito. Para simular as faixas de variação de umidade que os materiais poderiam estar sujeitos em campo, trajetórias de secagem e umedecimento em ±2% e ±4% foram impostas nas amostras pós-compactação. Assim, foi possível identificar diferentes comportamentos quanto ao módulo de resiliência e a deformação permanente, verificando ganhos de rigidez com a secagem e a suscetibilidade de cada material em perder rigidez e aumentar a deformação permanente com o acesso de umidade pós-compactação. A partir dos parâmetros elásticos e plástico das condições avaliadas dos solos, bem como dos demais constituintes do pavimento, foi possível realizar a previsão do comportamento dos trechos monitorados por intermédio do software MeDiNa, que fora confrontada com o desempenho real dos diferentes segmentos. Foi constatado que, nos trechos em que o subleito apresentou maiores variações de umidade, a previsão e o desempenho mecânico aferido foram destoantes, ao passo que nos trechos que a umidade tendeu ao equilíbrio, a previsão está coerente aos desempenhos até o presente momento. Complementar a isso, uma metodologia para caracterização dos solos foi desenvolvida utilizando ensaios reométricos, a fim de compreender a rigidez dos solos compactados frente a diferentes condições pós-compactação. Essa metodologia demonstrou-se promissora para identificação da rigidez em pequenas deformações, possibilitando utilizá-la para caracterização prévia ou na seleção de materiais adequados para o emprego em subleitos.Universidade Federal de Santa MariaBrasilEngenharia CivilUFSMPrograma de Pós-Graduação em Engenharia CivilCentro de TecnologiaBaroni, Magnoshttp://lattes.cnpq.br/4977419778481897Specht, Luciano PivotoFarias, Marcio Muniz deMello, Luiz Guilherme Rodrigues dePereira, Deividi da SilvaBueno, Lucas DottoPascoal, Paula Taiane2024-08-01T13:42:03Z2024-08-01T13:42:03Z2024-07-12info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/32567ark:/26339/0013000019wfwporAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSM2024-08-01T13:42:04Zoai:repositorio.ufsm.br:1/32567Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/PUBhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.com||manancial@ufsm.bropendoar:2024-08-01T13:42:04Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false
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