Consideração da temperatura no comportamento à reflexão de fendas dos reforços de pavimentos rodóviários flexíveis

Abstract

Os pavimentos rodoviários flexíveis quando expostos às acções do tráfego e das variações de temperatura ficam sujeitos à ocorrência de um conjunto de degradações, das quais se destaca o fendilhamento. Este constitui uma das principais degradações dos pavimentos flexíveis e conduz a estados de ruína associados a situações de desconforto e de redução de segurança para os utentes. Além disso permite a entrada de água para as camadas do pavimento, com a consequente redução da capacidade de suporte, potenciando a ocorrência de outros tipos de degradações. Constitui, assim, uma preocupação das administrações rodoviárias atrasar ou, quando possível, evitar ocorrência de fendilhamento nos pavimentos flexíveis, tendo em vista o seu bom desempenho funcional e estrutural. O reforço de pavimentos constitui uma técnica de conservação estrutural, na qual se baseiam as estratégias de conservação mais utilizadas para benefíciação dos pavimentos, tendo em vista a reposição da sua capacidade estrutural. A maioria das metodologias existentes para dimensionamento de reforços, normalmente não consideram o mecanismo de ruína da propagação das fendas do pavimento existente para as camadas de reforço, e as que consideram, não envolvem o efeito das variações de temperatura associado àquele mecanismo. Efectivamente, a ocorrência de variações de temperatura nos pavimentos conduz ao agravamento do fenómeno da propagação de fendas, levando à ruína prematura dos reforços. Assim, é fundamental, para o dimensionamento do reforço de um pavimento, a consideração das variações de temperatura na avaliação do comportamento dos reforços à reflexão de fendas. Pretende-se com este trabalho estudar a influência das variações de temperatura no comportamento dos reforços à reflexão de fendas, contribuindo para uma melhoria dos métodos de concepção de reforços de pavimentos flexíveis que considerem a propagação de fendas como um dos critérios de mína. O desenvolvimento deste estudo foi baseado na simulação numérica do comportamento dos reforços, considerando a acção conjunta do tráfego e das variações de temperatura, desenvolvendo-se modelos térmicos e mecânicos baseados na metodologia dos elementos finitos.

Road pavements, when exposed to traffic and temperature variations are subjected to a set of degradations on its surface, mainly to pavement cracking. Pavement cracking constitutes one of the main degradation of flexible pavements and it provokes distress states in the pavement which are responsible for the users' discomfort and safety reduction. Moreover, it allows the intrusion of water and the subsequent reduction of the pavement bearing capacity. Thus, on behalf of the road administrations, there is a concern to prevent cracking in flexible pavements or to delay its appearance, in order to present a good functional and structural perfomance. The pavement overlay consists of one structural maintenance technique that is in the base of the more used maintenance strategies of pavements rehabilitation to increase its structural capacity. The majority of the existing overlay design methods do not normally consider the distress mechanism of reflective cracking. On the other hand the ones that consider it do not point at the effect of temperature variations associated to that mechanism. Effectively, the occurrence of temperature variations in pavements leads to the reflective cracking phenomenon aggravation, what implies a premature distress of the overlays. Thus, for the pavement overlay design purposes, it is important to consider the temperature variations in the evaluation of the reflective cracking overlay behavior. With this thesis it is intended to study the influence of temperature variations in the reflective cracking overlay behavior. ln that way, it is intended to contribute, with fhe obtained knowledge to the improvement of the pavement overlays design methods, which consider the reflective cracking as one of distress criteria. The development of this study was based on the numerical simlulation of the overlay behaviour, considering the simultaneous action of traffic and temperature variations. Thermal and mechanical models based on finite element methodology were developed to take into account the traffic and temperature variations in the reflective cracking.