Thermomechanical behaviour of bituminous layers containing rigid inserts for eRoads (2022)
- Authors:
- Autor USP: ALVES, TALITA DE FREITAS - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PTR
- Subjects: RODOVIAS; VISCOELASTICIDADE DAS ESTRUTURAS; MÉTODO DOS ELEMENTOS FINITOS; PROPRIEDADES DOS MATERIAIS
- Language: Inglês
- Abstract: Em geral, quatro fatores devem ser considerados com precisão e simplicidade em projetos de pavimentos flexíveis: tráfego e carga, condições ambientais, propriedades dos materiais e critérios de falha. A inclusão de tecnologias de carregamento dinâmico de veículos na infraestrutura rodoviária altera não apenas o perfil tradicional em camadas dos pavimentos flexíveis, mas também sua resposta estrutural às solicitações térmicas e mecânicas. Para quantificar o impacto dessas inclusões no desempenho do pavimento, este estudo propõe metodologias numéricas e experimentais para medir a evolução dos campos de temperatura, tensões e deformações em rodovias eletrificadas (eRoads). Por meio de simulações termoviscoelásticas transientes usando Método de Elementos Finitos (MEF), em 2D, perfis de rodovias tradicionais e eletrificadas foram submetidos a flutuações diárias de temperatura e ao tráfego. A eRoad estudada contém trilhos eletrificados embutidos na camada superficial betuminosa, um caso particularmente interessante devido à sua exposição direta ao tráfego e ao clima. A resposta das estruturas foi comparada com valores admissíveis comumente utilisados para prever danos: a tensão de compressão vertical no topo do solo de fundação (deformação permanente) e a tensão de tração horizontal na fibra inferior da camada betuminosa (vida de fadiga). As inserções rígidas afetaram a distribuição de temperatura dentro das camadas. As repetidas variações volumétricas de cada componente devido a flutuações de temperatura geraram deformações na camada betuminosa, de uma ordem de grandeza que pode levar a falhas prematuras e fissuras. Em laboratório, foi proposto um teste térmico para avaliar corpos de prova de eRoad submetidas a ciclos de calor e de frio usando a técnica da Correlação Digital deImagens (DIC). A aplicação da técnica DIC para obter os coeficientes térmicos de contração/expansão dos materiais foi considerada precisa e confiável, embora algumas condições de contorno do ensaio precisem de melhorias para minimizar fontes externas de deformação e ruído. Os campos de deformação medidos numericamente e experimentalmente levaram à mesma conclusão: as inserções rígidas geram deformações adicionais ao longo da interface entre a unidade de carregamento e a camada betuminosa devido apenas às flutuações diárias de temperatura. O modelo termoviscoelástico e a configuração experimental propostos têm grande potencial para avaliar perfis de pavimentos inovadores (eRoads indutivas e condutivas).
- Imprenta:
- Data da defesa: 26.09.2022
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ABNT
ALVES, Talita de Freitas. Thermomechanical behaviour of bituminous layers containing rigid inserts for eRoads. 2022. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2022. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3138/tde-19012023-092333/. Acesso em: 23 jan. 2026. -
APA
Alves, T. de F. (2022). Thermomechanical behaviour of bituminous layers containing rigid inserts for eRoads (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3138/tde-19012023-092333/ -
NLM
Alves T de F. Thermomechanical behaviour of bituminous layers containing rigid inserts for eRoads [Internet]. 2022 ;[citado 2026 jan. 23 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3138/tde-19012023-092333/ -
Vancouver
Alves T de F. Thermomechanical behaviour of bituminous layers containing rigid inserts for eRoads [Internet]. 2022 ;[citado 2026 jan. 23 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3138/tde-19012023-092333/
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