Avaliação do desempenho do sistema solo-prumo em guardas de segurança

Abstract

Ao longo da área adjacente à faixa de rodagem (AAFR) são vários os dispositivos de segurança instalados para proteger tanto os ocupantes dos veículos como os peões. As guardas de segurança são um desses equipamentos e servem para reter e redirecionar um veículo em caso de despiste. Estas, antes de serem instaladas são sujeitas a ensaios de colisão à escala real, designados por ‘crash tests’, que permitem atestar o seu desempenho, sendo-lhes atribuída a marcação CE se cumprirem com sucesso os critérios de avaliação existentes nos documentos normativos. No entanto, aquando a realização desses ensaios são utilizados solos de fundações controladas e de boa resistência mecânica, as quais nem sempre representam as condições verificadas in situ, uma vez que estas variam de local para local. Por este motivo, verifica-se a existência de um vazio técnico no processo de compatibilidade entre as condições de fundação onde são realizados os ensaios de colisão e as condições verificadas in situ, o que consequentemente pode resultar num comportamento indesejado da guarda devido ao ineficiente desempenho do sistema solo-prumo. Uma vez que é economicamente inviável realizarem-se ensaios de colisão em cada tipo de solo encontrado ao longo a AAFR, torna-se imprescindível o desenvolvimento de metodologias numéricas capazes de avaliar o comportamento do sistema solo-prumo, sendo este o objetivo desta dissertação. Para o desenvolvimento dessa metodologia consideraram-se dois programas de análise por elementos finitos, designados por RS2 9.0 e RS3 1.0, nos quais foram introduzidas as respostas em termos de deslocamentos, obtidas através da realização de ensaios dinâmicos de colisão utilizando o sistema de pêndulo gravitacional e considerando dois tipos de solo e duas profundidades de cravação dos prumos, que permitiram validar a metodologia numérica desenvolvida.

Along the area adjacent to the roadway there are several safety devices installed to protect vehicle occupants and pedestrians. Safety barriers are one of these devices and serve to retain and redirect a vehicle in the event of an accident. Before they are installed, they are subjected to full-scale collision tests, known as crash tests, which enable them to attest to their performance. They are assigned CE marking if they successfully meet the assessment criteria in the normative documents. However, when conducting such tests, controlled foundation soils with good mechanical strength are used, which do not always represent the conditions verified in situ, because they vary from place to place. For this reason, there is a technical void in the process of compatibility between the foundation conditions, where the collision tests are performed, and the conditions verified in situ, which can result in undesired guard behaviour due to inefficient performance of the soil-post system. Once it is economically unfeasible to carry out collision tests on each type of soil found along the area adjacent to the roadway, it is essential to develop numerical methodologies capable of evaluating the behaviour of the soil-post system, which is the purpose of this dissertation. For the development of this methodology were considered two programs of analysis by finite elements, designated RS2 9.0 and RS3 1.0, in which were introduced the responses in terms of displacements, obtained through the performance of dynamic collision tests, using the gravitational pendulum system and considering two types of soil and two depths of drilling of the posts, which allowed to validate the numerical methodology developed.