Análises probabilística e de sensibilidade aplicadas ao estudo de um pavimento asfáltico com revestimento modelado via série de Prony

Abstract

A análise probabilística e de sensibilidade do comportamento mecânico de um pavimento asfáltico submetido um carregamento variável com o tempo, proveniente do tráfego de veículos, é analisado neste trabalho. O pavimento em estudo é estruturado em três camadas: revestimento asfáltico, base granular e subleito. O modelo probabilístico do sistema é implementado usando o Método dos Elementos Finitos no software ANSYS. As variáveis de entrada do modelo 2D incluem a geometria e as propriedades mecânicas do pavimento e do subleito, e são implementados utilizando a Simulação de Monte Carlo. Um elemento quadrático plano, de oito nós e dois graus de liberdade de translação por nó é utilizado na modelagem do sistema. O revestimento asfáltico é adotado como sendo viscoelático-linear, sendo modelado empregando a série de Prony, enquanto os demais materiais são adotados como sendo elástico-lineares. O máximo deslocamento vertical médio sofrido pelo revestimento asfáltico é a única variável aleatória de saída do sistema, e cujo valor é comparado e validado através dos resultados determinísticos fornecidos pela literatura científica. Os resultados probabilísticos demonstram, com 95 % de probabilidade e confiança, que os deslocamentos verticais médios sofridos pelo pavimento são maiores que os correspondentes determinísticos. A incerteza associada ao valor do deslocamento vertical médio tende a ser maior no ponto em que a carga vertical atinge o seu máximo valor, diminuindo e se estabilizando conforme o tempo de análise. A análise de sensibilidade demonstra que a espessura do revestimento asfáltico e o módulo de elasticidade da base são os parâmetros que mais influenciam nos valores do deslocamento vertical máximo e no deslocamento permanente do pavimento, respectivamente.