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

Autores

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v10i8.17466

Palavras-chave:

Dimensionament; Empirico-mecanistico; Respostas estruturais; Defeitos.

Resumo

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, essa 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. 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 utilizando o programa Elastic Layered System Model 5 (ELSYM5) e o método Empírico Mecanístico (E-M) da American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO). Utilizando modelos de regressão múltipla para o ajuste dos resultados e, pela avaliação estatística dos coeficientes de regressão obtidos, pode-se concluir que o consumo da vida útil do pavimento, previsto com 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 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.

Referências

Alexandre, L. H. C., Alves, S. A. M., Borba, P. C. S., Réus, T. F., Teixeira, R., Silva, C. A. P., Jr., & Fontenele, H. B. (2015). Sensibilidade dos pavimentos flexíveis às variações dos módulos de elasticidade. Revista de Engenharia e Tecnologia, 7 (1), 71-78.

Cooper, S. B., Elseifi, M. A., & Mohammad, L. N. (2012). Parametric Evaluation of Design Input Parameters on the Mechanistic-Empirical Pavement Design Guide Predicted Performance. International Journal of Pavement Research and Technology, 5 (4), 218-224.

Departamento Nacional de Infraestrutura e Transportes – DNIT (2006). Manual de Pavimentação (3ª edição, IPR. pub., 719). Rio de Janeiro: IPR.

Fernandes, J. L., Jr., Fabbri, G. T. P., Parreira, Sória, M. H. A., & Gigante, A. C. (2002). Efeitos dos pneus trelleborg sobre pavimentos asfálticos. Minerva, 2 (1), 13-24.

Fontenele, H. B. (2011). Representação do Tráfego de Veículos Rodoviários de Carga através de Espectros de Carga por Eixo e seu Efeito no Desempenho dos Pavimentos. 2011. 287 p. Tese de Doutorado (Engenharia de Transportes). Universidade de São Paulo, São Paulo, Brasil.

Fontenele, H. B., & Fernandes, J. L., Jr. (2014). O efeito da caracterização do tráfego no desempenho do pavimento flexível. Ciência & Engenharia, 23 (1), 09-16. doi: 10.14393/19834071.2014.24552

Harsini, I., Haider, S. W., Brink, W. C., Buch, N., & Chatti, K. (2018). Investigation of significant inputs for pavement rehabilitation design in the Pavement-ME. Canadian Journal of Civil Engineering, 45 (5), 386-392. doi: 10.1139/cjce-2017-0046

Hossain, N., Singh, D., & Zaman, M. (2016). Sensitivity of traffic input parameters on rutting performance of a flexible pavement using Mechanistic Empirical Pavement Design Guide. International Journal of Pavement Research and Technology, 9 (6), 450–459. doi: 10.1016/j.ijprt.2016.09.003

Koshigoe, A. S. H., Zanoni, F. C. V., Silva, C. A. P., Jr., & Fontenele, H. B. (2019). Effect of variation of the average daily volume and traffic growth rate on flexible pavements performance. Ingeniare. Revista chilena de ingeniería, 27 (1), 58–68. doi: 10.4067/S0718-33052019000100058

Li, Q. J., Minnekanti, S. P., Yang, G., & Wang, C. (2019). Traffic inputs for pavement ME design using Oklahoma data. International Journal of Pavement Research and Technology, 12 (2), 154-160. doi: 10.1007/s42947-019-0020-5

Li, R., Schwartz, C. W., Kim, S., & Ceylan, H. (2012). Local sensitivity of mechanistic-empirical flexible pavement performance predictions to unbound material property inputs. Proc., GeoCongress 2012: State of the Art and Practice in Geotechnical Engineering, Oakland, California, United States, 1495-1504. doi: 10.1061/9780784412121.154

Li, X., Zhang, R., Zhao, X., & Wang, H. (2014). Sensitivity Analysis of Flexible Pavement Parameters by Mechanistic-Empirical Design Guide. Applied Mechanics and Materials, 590, 539-545. doi: 10.4028/www.scientific.net/AMM.590.539

Mai, D., Turochy, R., & Timm, D. H. (2013). Correlation-based clustering of traffic data for the mechanistic-empirical pavement design guide. Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, 2339 (1), 104–111. doi: 10.3141/2339-12

Mai, D., Turochy, R., & Timm, D. H. (2014). Sensitivity of Flexible Pavement Thickness to Traffic Factors in Mechanistic-Empirical Pavement Design. Journal of Transportation Engineering, 140 (2), 04013005-1 - 04013005-7. doi: https://doi.org/10.1061/(ASCE)TE.1943-5436.0000628

Orobio, A. (2010). Sensitivity analysis of flexible pavement performance parameters in the mechanistic-empirical design guide. Doctoral Dissertation. College of Engineering and Mineral Resources, West Virginia University, Morgantown, West Virginia, USA. Available: https://researchrepository.wvu.edu/etd/2979

Orobio, A., & Zaniewski, J. (2011). Sampling-based sensitivity analysis of the mechanistic-empirical pavement design guide applied to material inputs. Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, 2226 (1), 85-93. doi: 10.3141/2226-09

Orobio, A., & Zaniewski, J. P. (2012). Using the mechanistic-empirical pavement design guide for material selection. Revista Facultad de Ingeniería Universidad de Antioquia, (64), 138-149.

Orobio, A., & Zaniewski, J. P. (2013). Sensitivity of the mechanistic-empirical pavement design guide to traffic inputs: a space-filling approach. Road Materials and Pavement Design, 14 (3), 735-746. doi: 10.1080/14680629.2013.816248

Pelisson, N. D., Fernandes, J. L., Jr., Silva, C. A. P., Jr., & Fontenele, H. B. (2015). Avaliação de desempenho pelo MEPDG: o efeito da variação de espessuras de pavimentos flexíveis. Journal of Transport Literature, 9 (1), 20-24. doi: 10.1590/2238-1031.jtl.v9n1a4

Ranadive, M. S., & Tapase, A. B. (2016). Parameter sensitive analysis of flexible pavement. International Journal of Pavement Research and Technology, 9 (6), 466-472. doi: 10.1016/j.ijprt.2016.12.001

Santos, T. A., Silva, C. A. P., Jr., & Fontenele, H. B. (2019). The effect of axle load spectra from AASHTO method on flexible pavement performance. Acta Scientiarum - Technology, 41 (1), e35117. doi: 10.4025/actascitechnol.v41i1.35117

Schwartz, C. W., Li, R., Ceylan, H., Kim, S., & Gopalakrishnan, K. (2013). Global Sensitivity Analysis of mechanistic-Empirical Performance Predictions for Flexible Pavements. Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, 2368 (1), 12-23. doi: 10.3141/2368-02

Shajhi, S. Sensitivity Analysis of AASHTO’s 2002 Flexible and Rigid Pavement Design Methods. Master of Science Thesis, Department of Civil & Environmental Engineering, College of Engineering and Computer Science, University of Central Florida. Orlando, Florida. Available: https://stars.library.ucf.edu/etd/1062

Vidotto, J. P., & Fontenele, H. B. (2014). Efeito da variação da espessura do revestimento nas respostas estruturais do pavimento flexível. Semina: Ciências Exatas e Tecnológicas, 34 (2), 155-166. doi:10.5433/1679-0375.2013v34n2p155

Yang, X., You, Z., Hiller, J., & Watkins, D. (2017). Sensitivity of flexible pavement design to Michigan’s climatic inputs using pavement ME design. International Journal of Pavement Engineering, 18 (7), 622-632. doi:10.1080/10298436.2015.1105373

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Publicado

15/07/2021

Como Citar

RÉUS, T. F. .; FONTENELE, H. B. . Efeito das variações das espessuras e módulos de resiliência das camadas no desempenho de pavimentos flexíveis. Research, Society and Development, [S. l.], v. 10, n. 8, p. e42610817466, 2021. DOI: 10.33448/rsd-v10i8.17466. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/17466. Acesso em: 23 nov. 2024.

Edição

Seção

Engenharias