Rosa Luzia (EST-IPCB)Luís Picado-Santos (DEC-UC)

MODELOS DE COMPORTAMENTO E VALORES REAIS DE Mr DE AGREGADOS

BRITADOS NÃO TRATADOS UTILIZADOS EM BASE E/OU SUB-BASE DE PAVIMENTOS

RODOVIÁRIOS

DEC-UC

EST-IPCB

ESTRADA 2006IV CONGRESSO RODOVIÁRIO PORTUGUÊS

OBJECTIVO

Trabalho de Doutoramento sobre materiais britados não tratados, DEC da Universidade de Coimbra, cujo objectivo principal

• Caracterização mecânica

• Elaboração de modelos típicos de comportamento

Grupo de Investigação em Vias de Comunicação

Modelos de Comportamento e Valores Reais de Mr de A. B. não Tratados Utilizados em Base e/ou Sub-base de P. R.

MATERIAIS UTILIZADOS

Calcário• 5 amostras

• Pombal

Granito• 3 amostras

• Braga e Celorico da Beira

Grupo de Investigação em Vias de Comunicação

Modelos de Comportamento e Valores Reais de Mr de A. B. não Tratados Utilizados em Base e/ou Sub-base de P. R.

CARACTERIZAÇÃO GEOTECNICA

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,0 0,1 1,0 10,0 100,0

Abertura (mm)

C

G

76%Micro-Deval seco

1,550,88g/100gAzul de metileno (0/0,075 mm)

0,070,05g/100gAzul de metileno (0/38,1 mm)

6170%Equivalente de areia

2114%Micro-Deval húmido

3733%Los Angeles

00%Expansibilidade

8499%CBR

2,172,29g/cm3Baridade seca máxima

3,53,6%Teor em água óptimo

GranitoCalcário

Valor médio Unid.ParâmetroResultados Análise

Granulométrica

Resultados Ensaios Caracterização

Grupo de Investigação em Vias de Comunicação

Modelos de Comportamento e Valores Reais de Mr de A. B. não Tratados Utilizados em Base e/ou Sub-base de P. R.

COMPORTAMENTO MECÂNICO EM LABORATÓRIO

Ensaios triaxiais cíclicos segundo a norma AASHTO TP 46 - 94

• Provetes com 150 mm diâmetro e 300 mm altura

• Condições de compactação

- Condições de aplicação in situ

- Teor em água óptimo e 95 % da baridade seca máxima

• Compactação por

- Vibração

- 6 camadas

- Molde bipartido

Grupo de Investigação em Vias de Comunicação

Modelos de Comportamento e Valores Reais de Mr de A. B. não Tratados Utilizados em Base e/ou Sub-base de P. R.

ENSAIO TRIAXIAL CÍCLICO (AASHTO TP 46 - 94)

MÓDULO RESILIENTE

εσ

r

cíclicaMr = MPaε

σr

cíclicaMr = MPa

σcíclica = tensão axial cíclica

εr = deformação axial resiliente

Grupo de Investigação em Vias de Comunicação

Modelos de Comportamento e Valores Reais de Mr de A. B. não Tratados Utilizados em Base e/ou Sub-base de P. R.

2,214,22,174,3Granito

2,273,52,173,6Calcário

γd (g/cm3) w (%)γd (g/cm3) w (%)

Condições in situCondições LaboratórioMaterial

CONDIÇÕES DE COMPACTAÇÃO

RESULTADOS

612

498

479

514

425

381

450

414

339

301

273

221

222

196

164

Cond. in situ

453

394

376

392

341

318

352

331

293

259

240

207

214

201

163

Calcário

Cond. Lab.

Módulo resiliente (MPa)

29431710027,6248,2275,8137,915

25028410013,8124,1137,9137,914

23626510010,393,1103,4137,913

24526910020,7186,1206,8103,412

21023110010,393,1103,4103,411

1862171006,962,068,9103,410

21222810020,7186,1206,868,99

19421210013,8124,1137,968,98

1641871006,962,068,968,97

13815310010,393,1103,434,56

1221361006,962,068,934,55

1031161003,531,034,534,54

1021121006,255,962,120,73

911021004,137,341,420,72

80881002,118,620,720,71

Granito(kPa)(kPa)(kPa)(kPa)

Cond. in situCond. Lab.σcontactoσ ciclicoσmáxσ3 nº ciclos

Materiais Base e sub-base

Seq,

Extensão Vertical

Calcário

0,4 - 1,4 %

Granito 1,2 – 2,4 %

Grupo de Investigação em Vias de Comunicação

Modelos de Comportamento e Valores Reais de Mr de A. B. não Tratados Utilizados em Base e/ou Sub-base de P. R.

MODELACÃO DOS RESULTADOS DE Mr

0,9990Mr = 872,65q0,2388σ30,37980,9986Mr = 945,90q0,1954σ3

0,4093

0,9982Mr = 408,43θ0,5482q0,07530,9982Mr = 417,43θ0,5902q0,0193

0,7995Mr = 607,53σd0,52040,7691Mr = 654,05σd

0,5078

0,9945Mr = 366,57θ0,60880,9981Mr = 406,38θ0,6067

0,9213Mr = 770,65σ30,54950,9401Mr = 863,241σ3

0,5521

r2Cond. in situr2Cond. de laboratório

0,9988Mr = 1681,55q0,2696σ30,32150,9973Mr = 973,52q0,1930σ3

0,2543

Granito

0,9981Mr = 883,67θ0,4647q0,13010,9963Mr = 583,98θ0,3672q0,0821

0,8423Mr = 1256,10σd0,51400,8347Mr = 771,22σd

0,3854

0,9857Mr = 744,47θ0,58320,8914Mr = 522,13θ0,4388

0,8898Mr =1488,00σ30,51950,8914Mr = 880,91σ3

0,3916

r2Cond. in situr2Cond. de laboratório

Calcário

Modelo correspondente à melhor simulação e

mais conservador

Mr = 877,37q0,2384σ30,3828

Grupo de Investigação em Vias de Comunicação

Modelos de Comportamento e Valores Reais de Mr de A. B. não Tratados Utilizados em Base e/ou Sub-base de P. R.

40100E4

90220E3

245572E2

13501500E1

GranitoCalcário

Percentil 85%Modulo de Def. (MPa)

97,02,214,2Granito

99,72,273,5Calcário

(%)(g/cm3)(%)

GCγdin situwmed

Material

Modulo de Deformabilidade

(FWD)

FWD da Universidade de

Coimbra e da Universidade do

Minho

CARACTERIZAÇÃO MECÂNICA IN SITU

Resultados controlo da compactação

Grupo de Investigação em Vias de Comunicação

Modelos de Comportamento e Valores Reais de Mr de A. B. não Tratados Utilizados em Base e/ou Sub-base de P. R.

ANÁLISE DOS RESULTADOS DA MODELAÇÃO

Tentativa de confirmar os valores de módulo resiliente utilizando um pavimento tipo

- estudo paramétrico utilizando o Elsym5 e o Bisar- determinação das tensões a meio da camada granular considerando comportamento elástico-linear e valores típicos de módulo resiliente e coeficiente de Poisson geralmente utilizados em Portugal

- cálculo do módulo através do modelo encontrado e das tensões, a meio da camada, determinadas

Valores encontrados 40 MPa a 60 MPa os quais são muito mais baixos (2,5 to 3 X) daqueles de que se partiu

Grupo de Investigação em Vias de Comunicação

Modelos de Comportamento e Valores Reais de Mr de A. B. não Tratados Utilizados em Base e/ou Sub-base de P. R.

Porque são os valores de módulo encontrados no estudo paramétrico tão mais baixos que os obtidos nos ensaios triaxiais

cíclicos e no FWD?

In situ

- Sucção?devida a variações no teor em água da camada após compactação

Ensaio Triaxial Cíclico

- Tensão de confinamento?A tensão de confinamentono ensaio triaxial cíclico é mais elevada do que a instalada numa camada granular não tratada

ANÁLISE DOS RESULTADOS DA MODELAÇÃO

Grupo de Investigação em Vias de Comunicação

Modelos de Comportamento e Valores Reais de Mr de A. B. não Tratados Utilizados em Base e/ou Sub-base de P. R.

CONCLUSÕES (a)

■ Os finos de qualquer dos materiais são insensíveis à água, tendoem conta os valores de adsorsão de azul de metileno

■ Apresentam boa capacidade resistente, com valores médios de CBR a variar entre 85% e 90%

■ Apresentam boa resistência ao desgaste por abrasão e impacto, deacordo com os resultados do Los Angeles e do micro-Deval

■ Módulo resiliente a variar entre 160 MPa e 600 MPa, para o calcário, e entre 80 MPa e 300 MPa para o granito

Grupo de Investigação em Vias de Comunicação

Modelos de Comportamento e Valores Reais de Mr de A. B. não Tratados Utilizados em Base e/ou Sub-base de P. R.

■ Extensão vertical variável entre 0,4% e 1,4% para o calcário e entre 1,2% e 2,4% para o granito

■ Valores de módulo resiliente obtidos a partir do estudo paramétrico utilizando o Elsym5 e o Bisar, 40 a 60 MPa, são 2,5 a 3 vezes menores do que os geralmente usados no dimensionamento de pavimentos rodoviários e também obtidos nos ensaios

■ Aqueles são, provavelmente, os valores reais de módulo resiliente dos materiais britados não tratados, a não ser que se encontrem sujeitos a fenómenos de sucção

CONCLUSÕES (b)

Grupo de Investigação em Vias de Comunicação

Modelos de Comportamento e Valores Reais de Mr de A. B. não Tratados Utilizados em Base e/ou Sub-base de P. R.