Estudo do comportamento mecânico de solos residuais para emprego em pavimentação

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Schreinert, Gabriel Grassioli
• Orientador(a): Nunez, Washington Peres
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Comportamento mecânico; Solo residual; Pavimentação
• Palavras-chave em Inglês: Pavement; Mechanical behavior; Resilient modulus; Permanent deformation; Residual soils
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/251790

A relevância de uma ampla compreensão acerca do comportamento mecânico de materiais para pavimentação, em especial de solos e agregados, já representa uma unanimidade no campo técnico-científico. Esse âmbito de pesquisa, contudo, ainda apresenta uma série de lacunas de conhecimento, em função, essencialmente, da elevada complexidade associada ao modo como se dá o desenvolvimento das deformações elásticas e plásticas frente aos carregamentos impostos pelo tráfego, levando em consideração, ainda, materiais de diversas propriedades e uma vasta gama de variáveis influentes. Ademais, acrescenta-se a intrínseca dificuldade envolvida na reprodução desses mecanismos em laboratório, tendo em conta a imposição de um singular estado de tensões englobando cargas cíclicas. Nesse contexto, a fim de contribuir para um entendimento cada vez mais abrangente e racional nessa área, a pesquisa relatada nesta dissertação teve como objetivo geral o estudo do comportamento mecânico de três solos residuais para emprego em pavimentação, com ênfase na análise das respostas elásticas e plásticas dos materiais a partir de ensaios triaxiais de cargas repetidas. Para isso, desenvolveuse um amplo programa experimental composto por ensaios de módulo de resiliência (MR) e deformação permanente (DP). Os ensaios de DP envolveram ainda a adoção de dois métodos com relação aos carregamentos impostos aos corpos de prova – em estágio único (EU) e multiestágios (ME). Os materiais analisados experimentalmente foram três solos residuais coletados em jazidas estabelecidas em diferentes localidades do Rio Grande do Sul, selecionados buscando-se características distintas quanto aos seus aspectos físicos, geotécnicos e pedológicos, esperando-se, assim, alcançar também uma maior abrangência com relação ao desempenho mecânico. Foram adotadas duas energias de compactação – Normal e Intermediária, definidas considerando a possível utilização dos solos como materiais a compor as camadas de subleito, reforço do subleito ou sub-base. Ainda, lembra-se que ambos os ensaios de MR e DP submetem os materiais a uma ampla gama de níveis de tensões, os quais representaram outra variável controlável fundamental no programa experimental da pesquisa. A partir da metodologia proposta, foi possível, primordialmente, expandir a base de dados acerca do comportamento mecânico de materiais para pavimentação, em especial dos solos residuais, tipicamente encontrados e empregados no Brasil, sendo fundamental como contribuição para a evolução dos métodos mecanístico-empíricos de dimensionamento a nível nacional. Conseguiu-se gerar, por meio dos resultados obtidos nos ensaios de MR e DP-EU, modelos de regressão de expressiva qualidade em termos estatísticos, essenciais na caracterização elástica e plástica dos solos em estudo. Além do mais, corroborou-se a viabilidade da modelagem dos resultados de DP-ME a partir da abordagem do time-hardening, sendo obtidos resultados promissores. O efeito da elevação da energia de compactação foi verificado por meio de diferentes perspectivas, constatando-se uma relevante influência favorável sob ambas as respostas elásticas e plásticas dos materiais, traduzindo-se no aumento de rigidez e na redução de DP acumulada. Por fim, ressalta-se que os três solos residuais demonstraram, sob uma perspectiva essencialmente experimental, um notável desempenho mecânico, tanto com relação à parcela elástica, avaliada a partir do MR, quanto relativo à parcela plástica, refletido em baixos níveis de DP e respostas adequadas quanto ao Shakedown.