| Título: |
Mechanical behavior of flexible pavements undergoing thermal gradients - doi: 10.4025/actascitechnol.v33i3.10848 Comportamento mecânico de pavimentos flexíveis submetidos a gradientes térmicos - doi: 10.4025/actascitechnol.v33i3.10848 |
| Autores: |
Vassoler, Grazielli; UNIJUÍ Chong, Wang; UNIJUÍ Specht, Luciano Pivoto; UNIJUÍ |
| Fecha: | 2011-07-25 |
| Publicador: | Acta Scientiarum. Techonology |
| Fuente: |
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| Tipo: |
modelagem Finite Element Method |
| Tema: |
3.01.00.00-3 flexible pavement; mechanistic analysis; thermal gradients 3.01.03.05-3 3.01.03.05-3 pavimento flexível; análise mecanística; gradiente térmico Engenharia Civil |
| Descripción: |
The proper structural understanding of a pavement should consider, according to the pavement mechanics, the aspects related to the traffic load, the environment and material properties. When asphaltic materials are used, the stress/strain relationships and the dependencies of load-time and temperature are key parameters for understanding flexible pavement performance. In this study, we employed the finite elements method to calculate stress/strain in flexible pavements structures considering temperature variation. The input data includes material stiffness, which is function of temperature and changes with position and time. The pavement temperature is obtained through the heat transfer differential equation, applying the Laplace transform and its numerical inversion. The finite elements grid was generated by the software ANSYS® and imported by the software MATLAB®. In order to determine the stiffness of the first layer (asphalt concrete) we used the average of four nodes, depending on the each node temperature. The result evidences the importance of thermal gradients for the pavement analysis, both for the fatigue cracking and the accumulation of plastic deformations. The use of unique modulus for asphalt concrete layer generates results far from reality. O adequado entendimento estrutural de um pavimento deve considerar, segundo a mecânica dos pavimentos, os aspectos relacionados aos carregamentos, ao meio físico e às propriedades dos materiais constituintes. No caso de materiais asfálticos, as relações entre tensão e deformação e as dependências do tempo de carregamento e da temperatura são fundamentais para o avanço no entendimento do desempenho de pavimentos flexíveis. Neste trabalho foi utilizando o método de elementos finitos para o cálculo das tensões e deformações em pavimentos flexíveis considerando variações de temperatura. Os dados de entrada incluem a rigidez dos materiais, que é função da temperatura, a qual varia com a posição e com o tempo. A temperatura do pavimento é obtida através da resolução da equação diferencial de transferência de calor aplicando a transformação de Laplace e sua inversa numérica e considerando a variação de temperatura do ambiente. A malha de elementos finitos foi gerada pelo software ANSYS® e os dados foram importados pelo software MATLAB®. No cálculo da rigidez de cada elemento da primeira camada (revestimento asfáltico), substitui-se o módulo pela média dos quatro nós, dependendo da temperatura de cada nó que por sua vez é calculada na análise de transferência de calor. O resultado mostra a grande importância dos gradientes térmicos para a análise do comportamento do pavimento, tanto no que se refere ao trincamento por fadiga quanto ao acúmulo das deformações plásticas. O uso da rigidez da camada asfáltica constante provoca resultados distantes da realidade. |
| Idioma: | Portugués |