Geotêxteis em separação de camadas de pavimentos

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2015.As principais funções de um pavimento é permitir o tráfego de veículos com conforto e segurança para os usuários. Para tanto, sua estrutura deve ser projetada de modo a garantir tais condições ao longo de toda a sua vida útil. As estruturas de pavimentos têm evoluído significativamente, nas últimas décadas, incluindo a utilização de materiais alternativos e de novos materiais para a melhoria do seu desempenho. Os geotêxteis são um tipo de geossintético utilizados em obras de engenharia, sendo usados nas funções de drenagem, filtração, reforço, separação e proteção. Por exemplo, podem ser utilizados na separação entre camadas de pavimentos com a finalidade de reduzir a impregnação do material de base por finos oriundos do subleito. O uso desses materiais como elementos separadores pode aumentar significativamente a vida útil de bases de pavimentos rodoviários e ferroviários. Esta dissertação visa estudar o comportamento de três geotêxteis não tecidos como elemento de separação entre camadas típicas de um problema de pavimentação. Para isso, foi utilizado o equipamento EGS, capaz de simular carregamentos cíclicos. Foram realizados oito ensaios, dos quais dois sem o geotêxtil, para servirem como ensaios de referência. Foram utilizadas duas condições de compactação do solo de subleito (subleito compactado e sem compactação), visando verificar a influência da compactação na intensidade de migração de finos do subleito para a base (brita). Transdutores de pressão em duas posições no subleito permitiram medir os acréscimos de poropressões durante os ensaios. Ao final dos ensaios de carregamento cíclico foram realizados ensaios adicionais, visando quantificar o nível de impregnação do geotêxtil por partículas de solo de subleito e a perda de resistência à tração dos geotêxteis. Os resultados obtidos mostraram que a presença do geotêxtil como elemento separador melhorou a dissipação de poropressões geradas no subleito devido aos carregamentos superficiais e minimizou a impregnação da brita por finos. Além disso, menores recalques superficiais foram registrados nos ensaios com geotêxteis, uma vez que a presença deles diminuiu a penetração de grãos de brita no solo de subleito. De forma geral, o desempenho dos sistemas com geotêxtil foram semelhantes para os três geotêxteis utilizados. Entretanto, o geotêxtil com maior gramatura foi o que apresentou menor perda de resistência à tração após os ensaios de carregamento cíclico.The main function of a pavement is to allow the traffic of vehicles with confort and safety for the users. To do so, is structure must be designed in order to guarantee such conditions throughout its life. Pavements structures have evolved significantly during the last decades with the use of alternative construction materials of new materials to improve pavement performance. A geotextile is a type of geosynthetic used in geotechnical and geoenvironmental works in functions such as drainage, filtration, reinforcement, separation and protection. As an example, geotextiles can be used as separators in pavements to minimize the contamination of the base soil with fines from the subgrade. The use of geotextiles as separators can increase significantly the life of highway and railway pavements. This dissertation investigated the behaviour of three nonwoven geotextiles as separators between typical soil layers of a pavement. The equipment EGS capable of applying cyclic loads was used in the tests. Eight tests were executed, being two without geotextile to serve as reference tests. Two situations were adopted for the subgrade soil, with and without compaction, to evaluate the effects of subgrade compaction on the intensity of the migration of fines from the subgrade to the base soil (gravel). Pressure transducers were installed at two positions in the subgrade to assess the excess of pore pressure during the tests. Additional tests were carried out at the end of the tests with cyclic load in order to quantify the impregnation of the geotextile separator with fines from the subgrade and the loss of tensile strength of the geotextiles. The results obtained showed that the presence of the geotextile separator improved the dissipation of pore pressure excesses in the subgrade soil caused by the loads at the system surface and minimized the impregnation of the gravel by fines from the subgrade.In addition, smaller surface settlements were obtained in the tests with geotextile, because its presence reduced the penetration of gravel particles in the subgrade soil. In general, the performance of the systems with geotextile was similar for the three geotextiles tested. However, the geotextile with the greatest mass per unit area was the one with less tensile strength loss after cyclic loading