A APOSTILA ELSYM5

ELSYM5

I – INTRODUÇÃO

O propósito desta apostila é fornecer ao usuário principiante no uso do programa ELSYM5, um resumo dos procedimentos necessários à sua utilização e a interpretação dos resultados. Aproveitamos também para realçar alguns conceitos básicos sobre mecânica dos pavimentos os quais não eram considerados por muitos projetistas, ao dimensionar pavimentos.  Transcrevemos alguns tópicos de publicações especializadas em pavimento, dentre os quais relacionamos abaixo:

-“Um Programa para o Cálculo de Tensões e Deformações em Sistema de Camadas Elásticas”, Boletim Técnico no.10.MT-GEIPOT, pelos engenheiros César A. V. Queiroz e Alex T. Visser.

- “Pavimentação Rodoviária - Conceitos Fundamentais Sobre Pavimentos Flexíveis”, por Salomão Pinto e Ernesto Preussler ;

-“ELSYM5 – Interactive Microcomputer Version – User’s Manual for IBM-PC and Compatible Microcomputer”;

- Mecânica dos Pavimentos 2ª. Edição -2005 – Jaques Medina e Laura Maria Goretti da Motta;

“Principles of Pavement Design” 2ª.Edition – E.J. Yoder and M.W. Witczak;

- Apostila explicativa de funcionamento do programa elaborado por engenheiros da USP e do DER-SP, para verificação à fadiga do revestimento asfáltico e bases cimentadas.

II – O CONFG

Para utilizar o ELSYM5 é necessário que o CONFG existente no diretório raiz do computador, tenha a seguinte configuração:

dos=high,  umb

device=%System Root%\system32\himm.sys

device=%System Root%\system32\ansi.sys

files=40

 O CONFIG é o arquivo de inicialização do MS-DOS no Windows, que se encontra no diretório C: WINDOWS \ SYSTEM32 \ CONFIG.

Geralmente o CONFIG existente no Windows não contém essa linha que indicada, na referência acima, na cor azul, É necessário incluí-la e basta abrir o programa CONFIG e acrescentá-la, para que o ELSYM5 funcione.

III – TELAS EXIBIDAS PELO ELSYM5

As telas e o relatório de saída exibidas durante o uso desta versão do ELSYM5 estão escritas em inglês. Para facilitar o entendimento de cada tela, reproduzimos na cor preta, as telas em inglês e na cor azul, o equivalente em português.

IV – DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS FLEXIVEIS

O método de dimensionamento de pavimentos flexíveis do DNIT (e dos DER estaduais), denominado também método do CBR, é baseado no método original do USACE, e o da AASHTO e visa proteger o subleito contra a geração de deformações plásticas excessivas durante o período de projeto. Entrando no ábaco de dimensionamento com o número N de repetição da carga (P=8,2 t) e com o valor do CBR do subleito, obtém-se a altura total do pavimento (H) capaz de garantir uma pressão (p) compatível com o solo do subleito.

                                                   P

                                              [pic 1]

[pic 2][pic 3][pic 4][pic 5][pic 6]

      H[pic 7]

      [pic 8][pic 9]

                                   p p p p p p p p

Um projeto de pavimento flexível deve atender limitações de:

- Tensões que possam provocar ruptura por cisalhamento;

- Deformações permanentes; e

- Deformações recuperáveis ou elásticas.

 Um pavimento criteriosamente dimensionado, em função do número N e do CBR, garante as duas primeiras condições. Contudo, a repetição das cargas transientes pode levar à ruptura prematura, por fadiga do revestimento betuminoso ou da camada cimentada, se não for considerado o limite das deformações elásticas para um “N” de projeto.

Portanto, ao dimensionar um pavimento, deve-se verificar se as tensões atuantes e as deformações resultantes estão dentro dos limites estabelecidos.

V - TENSÕES ATUANTES NO PAVIMENTO

O conhecimento das tensões, deslocamentos e deformações em uma seção do pavimento, permite avaliar a ocorrência de fadiga durante o período de projeto.

 O ensaio tri-axial de carga repetida  de curta duração, para materiais terrosos, é a ferramenta para determinar o módulo de elasticidade ou resiliente, sob diferentes condições de umidade, densidade, tensão confinante, tensão desvio, freqüência do carregamento, duração e repetição do carregamento.

A natureza da fração fina do solo determina o comportamento resiliente, como por exemplo, quando a porcentagem de silte na fração fina for superior a 65% (determinado em granulometria por sedimentação), o solo tem elevado grau de resiliência.

Para a determinação dos módulos de elasticidade e estudos de fadiga de misturas betuminosas e cimentadas utiliza-se o equipamento de compressão diametral desenvolvido pelo professor Luiz Lobo B. Carneiro.

[pic 10]

A figura acima ilustra o conceito geral de um sistema de multicamadas elásticas, onde h1, h2 h3,..,hn representam as espessuras das camadas; E1, E2, E3,..., En ; são os módulos de elasticidade de cada camada;   µ1, µ2, µ3,...,  µn são os coeficientes de Poisson de cada camada.

Pode ser demonstrado, da teoria, que num ponto dentro de qualquer camada, atuam nove (9) tensões. Essas tensões são compostas de três (3) tensões normais (ﺡz, ﺡr, ﺡt) atuando perpendicular à face do elemento e seis (6) tensões de cisalhamento (ﺡrt, ﺡtr ,ﺡrz, ﺡzr , ﺡtz , ﺡzt), atuando paralela à face do elemento. As condições de equilíbrio estático sobre o elemento mostram que as tensões de cisalhamento atuantes nas faces que se interceptam são iguais.  Assim ﺡrt = ﺡtr, ﺡrz = ﺡzr , ﺡtz = ﺡzt.

Em cada ponto no sistema, existe certa orientação do elemento tal que as tensões de cisalhamento atuante em cada face são zero. As tensões normais sob esta condição são definidas como tensões principais e são denotadas por ﺡ1 (tensão maior), ﺡ 2 (tensão intermediária)  e ﺡ 3 (tensão menor).