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Obras de Transportes II Exemplo de Aplicação AEMC - MeDiNa o software de análise de tensões, deformações e deslocamentos denominado Análise Elástica de Múltiplas Camadas (AEMC). O AEMC (ferramenta do método MeDiNa), desenvolvido na tese de doutorado de FRANCO (2007), permite a verificação da retroanálise de forma indireta: usando a combinação de módulos de elasticidade das camadas encontrados nas retroanálises, são encontrados os deslocamentos verticais (deflexões) existentes na superfície, sob ação de um carregamento específico em pontos determinados pelo usuário. O sistema de coordenadas X, Y e Z assumido no software é o indicado na Figura abaixo. Módulos de Resiliência (IP-DE-P00/001 – DER/SP) Coeficientes de Poisson (IP-DE-P00/001 – DER/SP) Estimativa Módulos de Resiliência para Subleito (IP-DE-P00/001 – DER/SP) Critérios de Desempenho (IP-DE-P00/001 – DER/SP) Revestimento de concreto asfáltico (fibra inferior) As deformações horizontais de tração, εt, nas fibras inferiores das camadas asfálticas, causadas pelos carregamentos na superfície dos pavimentos, podem causar sua ruptura por fadiga se forem excessivas. Para materiais asfálticos existem dois tipos principais de ensaios: deformação ou tensão controladas. No entanto, qualquer que seja o método de ensaio, vale a seguinte expressão: Critérios de Desempenho (IP-DE-P00/001 – DER/SP) Revestimento de concreto asfáltico (fibra inferior) Dentre as inúmeras equações de fadiga desenvolvidas por pesquisadores em estudos nacionais e internacionais, recomenda-se para a camada de revestimento de concreto asfáltico o emprego de umas das expressões matemáticas cujos parâmetros são indicados na Tabela 8 para a análise mecanicista. Deve-se considerar que o número “N” resultante é o obtido pela metodologia da AASHTO. Recomenda-se utilizar o resultado proveniente da equação 1 Critérios de Desempenho (IP-DE-P00/001 – DER/SP) Subleito A análise é realizada por comparação da máxima deformação específica vertical de compressão, εv, atuante no topo do subleito, considerando-se sistema de camadas elásticas, com os valores admissíveis. O critério de fadiga para deformações verticais de compressão do subleito é idêntico aos modelos adotados para a fadiga de misturas asfálticas e expresso por equação do tipo: Critérios de Desempenho (IP-DE-P00/001 – DER/SP) Subleito Dentre as inúmeras equações de fadiga para deformações verticais de compressão do subleito desenvolvidas por pesquisadores em estudos nacionais e internacionais, recomenda-se o emprego na análise mecanicista de uma das expressões matemáticas cujas parâmetros são indicados na Tabela 9. Deve-se considerar que o número “N” resultante é o obtido pela metodologia da USACE. Recomenda-se utilizar o resultado proveniente da equação 1 Critérios de Desempenho (IP-DE-P00/001 – DER/SP) Deflexão no topo da estrutura de pavimento Os deslocamentos verticais recuperáveis de um pavimento representam a resposta das camadas estruturais e do subleito à aplicação do carregamento. Quando uma carga é aplicada em um ponto da superfície do pavimento, todas as camadas fletem devido às tensões e às deformações geradas pelo carregamento, sendo que o valor do deslocamento geralmente diminui com a profundidade e com o distanciamento do ponto de aplicação da carga. Dessa forma, é conveniente verificar o valor do deslocamento vertical recuperável máximo da superfície do pavimento, comparando-o com o valor de projeto obtido pelas expressões matemáticas do DNER-PRO 011/79(3) ou DNER-PRO 269(4), que é função do número “N”. Esclareça-se que é comum também denominar o deslocamento vertical recuperável máximo da superfície do pavimento como deflexão. As expressões matemáticas são do tipo: Critérios de Desempenho (IP-DE-P00/001 – DER/SP) Deflexão no topo da estrutura de pavimento Recomenda-se empregar na análise mecanicista uma das equações cujos parâmetros são apresentados na Tabela 11. Recomenda-se utilizar o resultado proveniente da equação da Norma DNER-PRO 269/94 EXEMPLO DE VERIFICAÇÃO DE DESEMPENHO Considere a seguinte estrutura de pavimento a ser analisada: Número N (USACE) = 6x107 Número N (AASHTO) = 2x107 CBR (ISC) de projeto = 8% (Solo não laterítico siltoso) Revestimento : Concreto Asfáltico HREVESTIMENTO (cm) 12,50 Base : Base Granular HBASE (cm) 15,00 Sub-base : Solo Estab. Granul. Fino HSUB-BASE (cm) 18,00 EXEMPLO DE VERIFICAÇÃO DE DESEMPENHO RESOLUÇÃO Determinação dos Módulos de Resiliência dos Materiais. SUBLEITO Assim, o Mr (subleito) será igual a 68 MPa EXEMPLO DE VERIFICAÇÃO DE DESEMPENHO RESOLUÇÃO Determinação dos Módulos de Resiliência dos Materiais. CAMADAS DE BASE E SUB-BASE Assim, o Mr (Base) será igual a 250 Mpa o Mr (Sub-Base) será igual a 200 Mpa EXEMPLO DE VERIFICAÇÃO DE DESEMPENHO RESOLUÇÃO Determinação dos Módulos de Resiliência dos Materiais. REVESTIMENTO CBUQ Assim, o Mr (capa de rolamento) será igual a 3500 Mpa o Mr (Binder) será igual a 2500 Mpa EXEMPLO DE VERIFICAÇÃO DE DESEMPENHO RESOLUÇÃORESOLUÇÃO Determinação dos Coeficientes de Poisson Assim: CP (capa de rolamento) = 0,30 CP (binder) = 0,30 CP (base granular) = 0,35 CP (sub-base fino) = 0,40 CP (subleito) = 0,45 Obra: Análise: Verificação: Camadas Aderidas N AASHTO 2,00E+07 N USACE 6,00E+07 CBRproj 8 MRsubleito 68 Tipo Esp. (cm) OBS. Camada 1 CBUQ 6,0 Camada 2 BINDER 6,5 Camada 3 BGS 15,0 CBR>80% Camada 4 Solo Estab. 18,0 CBR>20% Camada 5 Subleito semi-infinito Total 45,5 200 0,40 68 0,45 Planilha de Verificação Mecanística de Pavimentos Flexíveis e Semi-rígidos (IP-DE-P00/001 DER/SP) ESTRUTURA DO PAVIMENTO ANALISADA MR (MPa) Coef. Poisson 250 0,35 2500 0,30 3500 0,30 Def. Calculada 4,14E-04 (m/m) ev adm Eq. 1 2,70E-04 (m/m) ev adm Eq. 2a 3,18E-04 (m/m) ev adm Eq. 2c 2,05E-04 (m/m) ev adm Eq. 3 1,93E-04 (m/m) NÃO Def. Calculada 47,7 x10 -2 mm Def. Adm Eq. 1 45,4 x10 -2 mm Def. Adm Eq. 2 48,5 x10 -2 mm OK Def. Calculada 2,26E-04 m/m Def. Adm Eq. 1 1,67E-04 m/m Def. Adm Eq. 2 2,54E-04 m/m Def. Adm Eq. 3 8,95E-05 m/m Def. Adm Eq. 4 1,77E-04 m/m NÃO a) Deformações verticais no topo do subleito VERIFICAÇÃO DEFORMAÇÃO DE TRAÇÃO VERIFICAÇÃO DEFORMAÇÃO NO SUBLEITO b) Deflexão admissível VERIFICAÇÃO DEFLEXÃO c) Deformação de tração (fadiga) em misturas asfálticas