Análise numérica de estradas não pavimentadas submetidas a manutenções superficiais

Abstract

Os geossintéticos têm se mostrado benéficos no reforço de solos, sobretudo em problemas de grandes deformações, tais como estradas não pavimentadas construídas sobre solos moles e submetidas a elevadas solicitações. Devido ao tráfego de maquinários pesados, essa situação ocorre ainda no período de construção da via, em que se faz necessário realizar manutenções superficiais para a execução das camadas de aterro. Diversos estudos experimentais indicaram uma melhora no desempenho mecânico de estradas não pavimentadas quando submetidas a restaurações superficiais. Nesse contexto, a presente pesquisa teve como objetivo estudar, por meio do Método dos Elementos Finitos, o comportamento de estradas não pavimentadas com e sem reforço submetidas a manutenções superficiais. As análises consistiram nas seguintes etapas: determinação das tensões geostáticas no subleito; inclusão da camada de aterro, bem como do reforço geossintético na interface entre materiais; aplicação de um carregamento distribuído sobre o aterro; descarregamento; execução da manutenção superficial a partir da configuração deformada do aterro; e reaplicação do carregamento. A metodologia desenvolvida foi validada pela comparação com resultados de ensaios presentes na literatura, indicando que a sequência construtiva descrita permite uma simulação mais realista do comportamento mecânico dessas estradas. As comparações foram feitas primeiro em termos de gráficos de tensões e deslocamentos na base da placa de carregamento. Foi observado que quando ativada a ferramenta de modelagem Updated mesh os resultados ficaram mais próximos do esperado, apresentando capacidades de carga última 45 a 59% maiores (nos casos reforçados) quando comparado aos resultados das análises convencionais. Além disso, pelo comportamento geral das curvas de isodeslocamentos, sugerem-se mecanismos de ruptura típicos de puncionamento nas análises sem reforço e de ruptura generalizada nas análises com reforço. Adicionalmente, foram obtidas informações relevantes como tensões de cisalhamento mobilizadas no sistema e deformação no reforço. Esta última também foi estudada por meio de comparações com equações empíricas, as quais forneceram ajuste satisfatório, mesmo quando variando fatores como a altura e a rigidez da camada de aterro.