Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/4907
Título: Caracterização viscoelástica linear de misturas asfálticas: operacionalização computacional e análise pelo método dos elementos finitos
Título em inglês: Linear viscoelastic characterization of asphalt mixes: computational operationalization and analysis using the finite element method
Citação: SILVA, H. N. Caracterização viscoelástica linear de misturas asfálticas: operacionalização computacional e análise pelo método dos elementos finitos. 2009. 191 f. Dissertação (mestrado)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, 2009.
Resumo: Uma mistura asfáltica apresenta um comportamento mecânico complexo que pode ser idealizado por um modelo viscoelasto plástico, que considera a existência de deformações recuperáveis (elástico e viscoelástico) e não recuperáveis (plástico e viscoplástico). No entanto, o estado da arte da pesquisa brasileira tem considerado um modelo mais restrito, o modelo viscoelástico linear. Este modelo trata o comportamento mecânico do material como dependente do carregamento e da correspondente taxa (temporal) de aplicação, que representa um avanço considerável na modelagem mecânico-computacional de misturas asfálticas frente ao modelo elástico linear(clássico) comumente empregado em projetos nacionais de dimensionamento de pavimentos. Ainda assim, o modelo viscoelástico apresenta alguns inconvenientes que dificultam seu uso. Um primeiro inconveniente é que para uma representação compatível com os dados experimentais, a caracterização constitutiva viscoelástica exige a manipulação de uma grande quantidade de coeficientes da série de Prony, dificultando o processo de ajuste de curva e posterior manipulação da série. Além disso,o processo formal de interconversão entre as propriedades viscoelásticas fundamentais, comumente necessário por questões operacionais, trata-se de um método não trivial.Para facilitar o emprego da teoria da viscoelasticidade (linear) na caracterização de misturas asfálticas, o presente trabalho se propôs ao desenvolvimento de um programa computacional específico que facilita o uso do modelo viscoelástico linear. Este programa realiza o ajuste de curva de séries de Prony e a interconversão entre propriedades viscoelásticas fundamentais no domínio do tempo, quais sejam, a Função Fluência 𝐷(𝑡) e o Módulo de Relaxação 𝐸(𝑡). Como principal resultado, foi possível aplicar este programa computacional na caracterização de duas misturas nacionais típicas, Areia Asfalto (AA) e Concreto Asfáltico (CA), mostrando de forma detalhada os passos necessários para uma representação constitutiva viscoelástica adequada.Ainda como parte dos resultados obtidos, foi avaliada a eficácia da técnica de ajuste de curva por Mínimos Quadrados Não Linear (MQNL) para séries de Prony, sob a expectativa de incorporação desta técnica em versões futuras do programa computacional desenvolvido. Para explicitar o avanço da simulação mecânica de pavimentos que o modelo viscoelástico possibilita frente ao modelo elástico (clássico), ao final do trabalho foram realizadas análises computacionais utilizando o Método dos Elementos Finitos (MEF) para estimar os parâmetros mecânicos de projeto de pavimentos (tensões de deformações) considerando o modelo viscoelástico das misturas asfálticas investigadas, AA e CA.