Comportamento mecânico de alguns tipos de solo através de ensaios triaxiais de cargas repetidas para projetos de pavimentos rodoviários

Abstract

Este trabalho direcionou-se ao estudo do comportamento mecânico de solos quando utilizados como materiais rodoviários, compondo as camadas de subleito e reforço de subleitos de rodovia, tendo por objetivo principal determinar a deformação permanente e suas contribuições no surgimento das trilhas-de-roda em um pavimento flexível hipotético. Os solos utilizados foram extraídos de taludes de corte de rodovias da região de Viçosa, Minas Gerais, Brasil, nos quais foram realizados ensaios de caracterização geotécnica, compactação nas energias do Proctor normal e intermediário, ensaios triaxiais de cargas repetidas para a determinação do módulo de resiliência, segundo a norma AASHTO T 307-99, em diferentes teores de umidade de moldagem. Os resultados de módulo de resiliência foram utilizados no programa Everstress, para a determinação das tensões atuantes no pavimento em estudo. As tensões previstas no meio das camadas estudadas foram utilizadas no ensaio triaxial de cargas repetidas para a determinação das deformações permanentes. Essas deformações foram ainda obtidas empregando-se tensões outros níveis de tensão desvio. Os principais resultados desta tese foram: (i) desenvolvimento de um método que permitiu a estimativa do acúmulo de deformações permanentes das camadas de subleito e reforço do subleito (ii) propôs-se um modelo que correlacionou a deformação permanente com a tensão desvio e o número de aplicações de carga, que apresentou um bom ajuste aos resultados experimentais, mostrando-se adequado para estimativa desta propriedade mecânica dos solos (iii) estudou-se a correlação entre as deformações permanentes com a tensão desvio, número de aplicações de carga, teor de umidade e peso específico aparente seco que apresentou ajustes razoáveis aos dados experimentais (iv) avaliou-se o módulo de resiliência a partir dos dois modelos que apresentaram melhor ajuste aos dados experimentais, mostrando que pode-se obter resultados significativamente diferentes de acordo com o modelo utilizado.

This research addressed the study of the mechanical behavior of soils from the subgrade and subgrade reinforcement as highway construction materials emphasizing their permanent deformation response and its contribution in producing wheel paths in a hypothetical flexible pavement. The soils samples were collected from highway slopes from the area of influence of the city of Viçosa, Minas Gerais, Brazil, and the laboratory testing program encompassed the following tests: (i) geotechnical characterization; (ii) Proctor compaction at the Standard and Intermediate compaction efforts; (iii) repeated loads triaxial performed at the moisture contents Wopt and Wopt ± 2%. The obtained resilient modulus data base was used in the software Evestress for the determination of the stress distribution in the hypothetical pavement. The predicted stresses acting in the middle section of the studied layers were used as the stress-deviations in the repeated loads triaxial tests for the determination of the permanent deformations of the pavement layers. The permanent deformations were also determined using stress-deviations of 75 and 100 kPa in the specimens molded in the Proctor Intermediate compaction effort, and of 50 and 75 kPa for those molded in the Standard compaction effort. The principal products of this thesis were as follows: (i) development of a reliable procedure for estimating permanent deformations of the pavement layers; (ii) establishment of correlation among the permanent deformation, stress-deviations and number of load applications, as well as among the permanent deformation, tension deviation, number of load applications, moisture content and apparent dry specific weight; (iii) evaluation of the resilient modulus data using different mathematical models.