Análise de tensões em pavimentos de concreto com base cimentada e sujeitos a gradientes térmicos.

• Ano de defesa: 2001
• Autor(a) principal: Rodolfo, Marcos Paulo
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Concrete pavements; Pavimentos de concreto
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3138/tde-10032025-100033/

Desde 1927 diversos pesquisadores buscam modelar as tensões resultantes da combinação de cargas rodoviárias e empenamentos decorrentes de gradientes térmicos em placas de concreto para pavimentação. As tensões resultantes desses estudos revelam que a influência do empenamento térmico é muito significativa quando comparadas com os resultados das tensões causadas apenas pelos eixos rodoviários e tais efeitos tendem a ser agravados quando da utilização de bases cimentadas. Apesar dessas constatações, os métodos tradicionais de dimensionamento de pavimentos em concreto de cimento Portland não consideram o efeito conjunto das cargas e gradientes térmicos. Neste trabalho, o autor modelou numericamente, com o uso do método dos elementos finitos, as tensões principais maiores em pavimentos constituídos de placas de concreto de cimento Portland e bases cimentadas não-aderidas submetidos a cargas rodoviárias e gradientes térmicos, apresentando modelos de cômputo detensões nessas camadas. Foram estudadas estruturas com espessuras de placa entre 0,15 m e 0,35 m. A base cimentada possuía valores de espessura entre 0,10 m e 0,20 m e contemplava módulos de deformação entre 10 GPa (referente a uma BGTC) e 25GPa (referente a um CCR). Três condições de suporte do subleito foram analisadas: pobre, regular e boa. O comprimento das placas possuía valores de 4,00 m, 5,50 m e 7,50 m. Os valores de gradiente térmico foram obtidos na pista experimental do Laboratório de Mecânica dePavimentos, situada no campus da Universidade de São Paulo na cidade de São Paulo. Essa pista é constituída de 5 seções, com placas de comprimentos e espessuras distintos, base bem como as espessuras da base. É variado também entre as seções o tipo de material de base: BGS ou CCR. Tal pista foi fomentada pela FAPESP - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo. Na pista experimental foram efetuadas provas de carga estáticas e dinâmicas. Os ) resultados obtidos na prova de carga estática se mostraram de pouca utilidade. Já os resultados da prova de carga dinâmica foram bastante condizentes com aqueles calculados com o uso do programa ILSL2. Da comparação entre os valores de tensão calculados com os medidos em pista obteve-se um coeficiente de correlação igual a 0,50. Verificou-se, por fim, da análise de um projeto hipotético, que a consideração dos gradientes térmicos quando do projeto das características de um pavimento de concreto de cimento Portland com juntas e barras de transferência se faz necessário. Observou-se, ainda, que quando se considera os efeitos do empenamento térmico no dimensionamento tem-se como resposta espessuras elevadas tanto de placa quanto de base. A busca do consumo da resistência à fadiga da placa de revestimento adequado aos parâmetros de projeto revelou que apenas a placa é sujeita ao fenômeno da fadiga. A base cimentada apresentou consumo muitíssimo menor que o da placa. Tais resultados reforçam a necessidade de ajuste nosmétodos de projeto, buscando limitar o uso de pavimentos de concreto com bases não-aderidas, o que implica no estudo do comportamento dos pavimentos deconcreto compostos, onde placa e base trabalhem aderidas, aumentando a rigidez do conjunto, diminuindo o valor das tensões atuantes pelo aumento da espessura da estrutura e, por fim, utilizando de modo mais eficiente as características de cada um dos materiais.