Avaliação da resistência e da deformação resiliente de quatro solos de subleitos rodoviários no estado do Rio Grande do Sul

Abstract

O presente artigo apresenta o estudo do comportamento de quatro solos com origens geológicas diferentes, quanto à sua resistência e deformação resiliente, comumente empregados em subleitos rodoviários no estado do Rio Grande do Sul. A metodologia aplicada consistiu em ensaios de caracterização física e mecânica, obtenção da curva característica dos solos, além de simulações numéricas assistidas por dois programas computacionais: AEMC e AASHTOWare Pavement ME Design. Os resultados indicaram que os limites descritos em norma para utilização dos solos como material de subleito foram satisfeitos. Verificou-se que uma variação de ± 2% no teor de umidade provocou considerável alteração na resistência desses materiais, evidenciando a influência da sucção na resistência ao cisalhamento dos solos. As análises mecanicistas permitiram constatar a limitação do método de dimensionamento do DNIT, principalmente no que tange à ruptura por fadiga, além de destacar a importância do módulo de resiliência no comportamento da estrutura como um todo.

Análise do desempenho de subleitos rodoviários à luz de conceitos da Mecânica dos Pavimentos

“…As informações quanto à caracterização dos solos, à granulometria, limites de Atterberg, peso específico real dos grãos, dados de compactação para a energia Proctor Normal, Índice de Suporte Califórnia (ISC) e expansão, coesão (c') e ângulo de atrito interno (ϕ), bem como suas classificações MCT (Miniatura, Compactado, Tropical), SUCS e AASHTO estão apresentados na Tabela 1. Os procedimentos metodológicos adotados para esses ensaios estão descritos em SANTOS et al [15]. LG'…”

“…A Tabela 2 apresenta os dados de entrada adotados para ambas simulações. No subleito, foram utilizados os módulos de resiliência não lineares dos solos em estudo, obtidos nos ensaios triaxiais de cargas repetidas realizados por SANTOS et al [15], uma vez que representam as características de deformabilidade dos solos em função do estado de tensões atuante na estrutura simulada. Os demais parâmetros de entrada referentes aos módulos resilientes e os coeficientes de Poisson seguiram os valores de referência encontrados na literatura e em retroanálises realizadas em rodovias do estado [1, 2, 20 -22].…”

“…Foram definidos pontos de análise de 10 cm em 10 cm a partir do topo do subleito, até cerca de 2,7 metros de profundidade. Analisando os pares de tensão de cisalhamento e tensão vertical, foi possível a construção de um gráfico, comparando as envoltórias de ruptura obtidas através dos ensaios laboratoriais realizados por SANTOS et al [15], e as envoltórias construídas a partir da análise mecanicista, para cada um dos carregamentos utilizados. Com isso, as tensões de cisalhamento atuantes nas fundações das estruturas dimensionadas foram comparadas com as tensões cisalhantes de ruptura nas condições de umidade analisadas, verificando se os solos em estudo levam o subleito à ruptura por cisalhamento.…”

“…Em ambas análises (AEMC e AASHTOWare) foi possível comprovar a importância do módulo de resiliência do solo de subleito no comportamento e no desempenho dos pavimentos ao longo dos anos. Constatou-se ainda a ineficácia do atual método de dimensionamento em vigor no Brasil, já verificada anteriormente por BASTOS [9], SANTOS et al [15] e MOTTA [24]. Sob a perspectiva de mudança desse panorama, após anos de estudos, o novo método de dimensionamento de pavimentos flexíveis nacional -MeDiNa encontra-se em estágio final de elaboração, baseado em preceitos da abordagem mecanístico-empírico que considera as características resilientes de todos os materiais empregados no dimensionamento do pavimento.…”

“…Comparação entre as envoltórias de ruptura obtidas através do ensaio de cisalhamento direto (SANTOS et al [15]) e as tensões atuantes nas estruturas dimensionadas para o solo PE (a); solo CB (b); solo TR (c); solo RS (d) Dentre os solos estudados, o solo TR, empregado na estrutura E02, apresentou as maiores tensões de cisalhamento atuantes, em todos os níveis de carregamento. Os solos CB e RS apresentaram um comportamento semelhante nas simulações numéricas.…”