Estudo sobre o impacto das variações de umidade na base da estrada em regiões chuvosas na resposta mecânica da pavimentação

HE Liang ,  

LI Huili ,  

LIU Weizheng ,  

SU Shuangquan ,  

HUANG Xuanjia ,  

摘要

Para analisar o impacto das variações de umidade na base da estrada em regiões chuvosas na resposta mecânica da pavimentação, foi estabelecido um modelo preditivo do módulo dinâmico de rebote M_R que considera o nível de tensão e a sucção matricial. Utilizando o software COMSOL, foi criado um modelo numérico da estrutura da base e da pavimentação, incorporando M_R na relação constitutiva do modelo numérico por meio de equações diferenciais parciais com coeficientes. Combinando dados medidos e resultados calculados conforme normas, verificou-se a aplicabilidade do modelo e analisaram-se as leis de variação temporal da deformação e da vida útil por fadiga da pavimentação sob diferentes condições de chuva e nível do lençol freático. Os resultados indicam que o módulo de rebote diminui com o aumento do teor de umidade, enquanto os valores de deformação aumentam com o teor de umidade; quando a saturação do solo da base aumentou de 79% para 90%, o valor máximo de deformação da pavimentação aumentou 126 μm. Quando o nível do lençol freático subiu de -5 m para 0 m, o valor máximo de deformação da superfície aumentou 62%. Os métodos de cálculo da vida útil por fadiga da camada asfáltica conforme as normas chinesas e americanas apresentaram alta precisão, com erro máximo de apenas 2%. Com o aumento do nível do lençol freático, a tensão máxima de tração na base da camada superior aumenta linearmente e a vida útil por fadiga diminui; quando o nível do lençol freático sobe 5 m, a deformação de tração na base da camada superior aumenta 28,35%, e a vida útil por fadiga da camada asfáltica diminui 62,8%. Os resultados do estudo fornecem uma base teórica para o projeto estrutural de estradas e a garantia de desempenho a longo prazo em regiões chuvosas.

关键词

engenharia rodoviária;resposta mecânica;simulação numérica;solo da base;valor de deformação;vida por fadiga

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