Numerical Study Via Finite Element Analysis of the Structural Behavior of Rigid Pavement of Aerodromes
Engineering and Science
Numerical Study Via Finite Element Analysis of the Structural Behavior of Rigid Pavement of Aerodromes
Autor Correspondente: Eduardo Matiola Souza | [email protected]
Palavras-chave: Pavimento de concreto de um aeródromo. Análise 3D via elementos finitos. Barras de transferência. Juntas transversais.
Resumos Cadastrados
Resumo Português:
Esse artigo desenvolve um modelo numérico 3D, via Método dos Elementos Finitos - MEF, do pavimento de concreto de um aeródromo em contato com as rodas duplas de uma aeronave. O pavimento consiste em seis placas de concreto ligadas por meio de barras de transferência e juntas longitudinais assentadas em um solo de apoio de rigidez k. Através dos resultados numéricos via MEF obtidos, pôde-se validar numericamente o modelo numérico desenvolvido através de resultados disponível na literatura científica, analisando a influência das barras de transferência, juntas longitudinais e rigidez do solo sobre a distribuição das deflexões do pavimento submetido ao carregamento dinâmico. Pode-se constatar que as barras de transferência reduziram em torno de 77% as deflexões. Além disso, é apresentada uma metodologia para o dimensionamento da espessura do pavimento e da resistência característica do concreto baseada no critério de falha de MohrCoulomb, obtendo-se uma resistência característica mínima do concreto de 28 MPa para uma espessura de 0.305m.
Resumo Inglês:
The present study develops a 3D numerical model of the concrete pavement system of aerodromes in contact with the main landing gear of aircrafts using Finite Element Method (FEM). The pavement system used in the analysis consisted of six concrete slabs overlaying a subgrade medium with stiffness k. Doweled bars are considered for the pavement transverse joints while aggregate interlocks are considered for longitudinal joints. A parametric study was conducted to validate the model numerically, as well as to investigate the influence of the doweled bars, aggregate interlocks and subgrade stiffness on the pavement deflections when it is subjected to a dynamic load. About 77% decrease in deflection was attained due to the presence of doweled bars. This study additionally presents a methodology for designing the pavement thickness and the compressive strength of concrete based upon the Mohr-Coulomb’s failure criterion. It is found that for a pavement thickness of 0.305m the minimum compressive strength of concrete should be 28 MPa.
