Effect of temperature gradients on the behaviour of Jointed Plain Concrete Pavements

Resumo

Em muitos países da América Latina os pavimentos de concreto com juntas (JPCP) são calculados usando os métodos da “American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO) ou da “Portland Cement Association” (PCA), os quais não levam em consideração explicitamente as condições climáticas específicas de cada região onde um JPCP será construído. É muito conhecido o empenamento causado pelos gradientes térmicos que se apresentam através da espessura do pavimento, o qual pode ocasionar a perda de suporte nas extremidades ou no centro da placa dependendo do momento do dia. Esta situação, paralelamente com as cargas veiculares, produzem esforços de tensão que podem ser de suficiente importância para iniciar a fissuração e finalmente a falha completa por fadiga. Nesta investigação, o software de Elemento Finito (EF) EverFe2.25 foi usado para estudar o impacto que os gradientes termicos (calibrado para considerar os gradientes de humidade), em combinação com as cargas veiculares (tandem com duas rodas de 180 kN), tem sobre o comportamento de uma tipica seção de JPCP. Para o JPCP em estudo, o aumento aparente do esforço de tensão atribuído aos Gradientes Térmicos Equivalentes (ETGs) negativos locais (ΔT = -18.5°C) foi 5.5 vezes maior do que os esforços induzidos pelo eixo quando posicionado na borda da placa e até 8.8 vezes maior quando foi colocado o canto da placa. Apesar de que o incremento aparente não foi tão grande quando analisados os ETGs positivos (ΔT = +18.5°C), a amplitude absoluta do esforço calculado nas combinações com as cargas veiculares para estas situações são suficientemente grandes para que ocorra falha por fadiga. Portanto, os gradientes termicos locais tem que ser tomados em consideração para o calculo dos JPCP usando procedimentos de design mais adequados, como o procedimento Empírico-Mecanicista.