Desenvolvimento do projeto mecânico do carrossel de fadiga para avaliação de estruturas de pavimento rodoviário: campus UFSC/Joinville

Abstract

O objetivo principal deste trabalho é desenvolver o projeto mecânico do carrossel de fadiga da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), Campus Joinville, capaz de realizar testes em verdadeira grandeza sob carregamento dinâmico; para verificação do desempenho mecânico de estruturas de pavimento, a fim de simular as condições mais próximas possíveis às solicitações aplicadas em campo durante a vida útil estabelecida em projeto, porém, em período reduzido. Para tanto, tomou-se como base para a definição do modelo a ser projetado, o carrossel de fadiga utilizado nas instalações da Université Gustave Eiffel (UGE), de Nantes/França, previamente denominado Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (LCPC) e Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l?Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR). O modelo adotado, quando comparado aos equipamentos verificados nos principais centros de pesquisa na área de pavimentação do mundo para a mesma finalidade, apresentou geometria com melhor capacidade de trabalho integralmente controlado por automação, além de maior versatilidade na adaptação de diversas configurações de eixo e de suas respectivas cargas, possibilidade de aplicação de velocidades reais de tráfego e, de movimentos de varredura da seção transversal do pavimento pelos eixos solicitantes. Propõe-se nesta pesquisa, portanto, adaptações ao projeto concebido pelos franceses, com o intuito de adequar a sua aplicação ao contexto brasileiro, com destaque para a possibilidade de acoplamento de configurações reais de eixos de caminhões da frota nacional, permitindo assim maior proximidade às condições de distribuição de cargas cotidianamente aplicadas sobre as estruturas de pavimento. Os resultados obtidos com esta proposição de projeto contribuem à comunidade acadêmico-científico-tecnológica, no que diz respeito à concepção de um equipamento com configuração inédita na América Latina, que permita aferir com acurácia a relação campo/laboratório nas equações racionais de dimensionamento de estruturas de pavimento para o Brasil, bem como permitir testes prévios de desempenho às aplicações definitivas em campo, para subsidiar os projetistas em suas análises técnicas, a partir de monitoramentos em tempo real e sob carga dinâmica.

Abstract: The main aim of this research is to develop the mechanical design of the fatigue carousel from Federal University of Santa Catarina (UFSC), Campus Joinville, which is capable to carry out true-scale test under dynamic loading, in order to verify the mechanical behavior of pavement structures, aiming to simulate the closest loading application conditions observed in the field along the service life established in design procedures, however, in shorter period. Therefore, it was taken as base-model the fatigue carousel used in Université Gustave Eiffel (UGE) premises, from Nantes/France, formerly named as Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (LCPC) e Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l?Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR). The model adopted, when compared to other existing facilities in the main paving research centers in the world for the same purpose, has presented geometric profile with better working capacity to be controlled entirely by automation systems, besides more versatility to be adapted to distinct axle loading configurations, traffic speed variations and wheel transverse sweep movements. So, they are proposed adjustments to the French model for fitting its application to the Brazilian context, highlighting the possibility of coupling real national axle loading configurations, thus allowing greater proximity to the load distribution conditions applied daily on the pavement structures. The results obtained with this design proposition contribute to scientific-academic-technologic community, with regards to conception of an equipment of unprecedented configuration in Latin America, able to accurately measure field/laboratory ratios to be inserted in rational pavement design equations for Brazil, as well as to feasible performance tests prior to definite field constructions, in order to subsidize designers in technical analyses, taking into account real-time monitoring and under dynamic loading application.