PESQUISA

Dissertação avaliou a influência do dano de instalação sobre o comportamento em tração e o módulo de estabilidade de abertura de uma geogrelha

Geogrelhas utilizadas no estudo foram fornecidas pela HUESKER

Os benefícios das aplicações de geogrelhas para desempenhar a função de estabilização em bases de pavimentos são bastante conhecidos. Nos últimos anos, voltou-se uma atenção maior para o comportamento desses materiais ao longo do tempo. Em sua dissertação de mestrado, defendida pelo Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA), sob a orientação da Prof. Dra. Delma de Mattos Vidal, o engenheiro civil Daniel Olivio Tschöke avaliou a influência do dano de instalação sobre o comportamento em tração e o módulo de estabilidade de abertura de uma geogrelha.

Qual o objetivo da tese?

Daniel Olivio Tschöke - O principal objetivo da tese foi avaliar, qualitativamente e quantitativamente, a influência dos danos de instalação, causados em condições reais consideradas críticas, sobre a rigidez à tração e ao módulo de estabilidade de abertura de uma geogrelha tecida bidirecional de poliéster.

Quais foram as etapas e as metodologias adotadas?

Daniel Olivio Tschöke - Para se atingir o objetivo geral foram estipuladas as seguintes etapas e metodologia:

• Seleção de obra para indução dos danos de instalação em condições reais de campo, onde já estava prevista a utilização da geogrelha Basetrac Grid PET 65.
• As amostras recebidas no laboratório passaram por uma análise visual para identificar a condição geral da amostra e os principais mecanismos de danos provocados pela condição de compactação imposta.
• Os ensaios mecânicos de tração foram realizados com o objetivo de avaliar o módulo de rigidez à tração. O método de ensaio utilizado é conhecido como “Single rib tensile test” e permite a utilização de amostras menores, comparado ao método de faixa larga, e é caracterizado por tracionar um único elemento da geogrelha até a ruptura. Para obtenção das medidas de deslocamento no terço central fez-se uso do processamento de imagem.

• Para obtenção do módulo de estabilidade de abertura foram realizados ensaios com aparato construído de acordo com as diretrizes da norma ASTM D7864-15 (ASTM, 2016). O ensaio compreende na aplicação de torques que mobilizam momentos fletores nos elementos que cruzam o nó central. A aplicação do torque no nó central resulta em uma rotação do eixo, no plano horizontal. Por fim, o torque dividido pelo ângulo de rotação consiste na propriedade denominada módulo de estabilidade de abertura.

Quais os resultados do estudo?

Daniel Olivio Tschöke - As conclusões gerais sobre o tema proposto, fundamentadas em literatura e ensaios laboratoriais, foram:

1. Dentre os diversos fatores de degradação, um dos mais difíceis de simular e quantifi car em laboratório é o dano de instalação. O processo da compactação, com solicitações de cargas verticais e horizontais e intensa movimentação de partículas, ainda não pode ser simulado em laboratório. Para a obtenção dos fatores de redução parciais para as propriedades de interesse do projeto, a recomendação é avaliar as propriedades das amostras submetidas ao processo de compactação em campo e compará-las às de controle. Realizar este tipo de ensaio na fase de seleção de produtos pode ser oneroso em termos de tempo e recursos fi nanceiros e é importante que estejam disponíveis resultados de estudos em amostras submetidas a condições reais de compactação em campo.

2. A análise da rigidez à tração em baixos níveis de deformação é considerado um melhor indicativo do comportamento em tração, pois as deformações experimentadas pelos geossintéticos durante a vida de serviço como reforço de base de pavimentos são muito inferiores às de ruptura.

3. A compactação do material granular sobre a geogrelha promove um confinamento adicional semelhante à técnica de protensão da geogrelha, quando a malha é tracionada, as partículas do material granular acessam facilmente a abertura da malha. Neste contexto, fica entendido que a adaptabilidade, característica das geogrelhas fl exíveis, é favorável ao ganho de confi namento, e baixos valores de módulo de estabilidade de abertura indicam uma melhor capacidade de adaptação da geogrelha ao material circundante.

4. Dos resultados obtidos pode-se concluir que mesmo a compactação numa situação considerada crítica não causou danos signifi cativos à geogrelha ensaiada. O aspecto mais relevante foi a perda da cobertura plástica de cobertura dos fios, de modo generalizado nas duas faces, o que poderia signifi car uma maior susceptibilidade à outros processos de degradação, principalmente face a agentes químicos. Outro aspecto que chama a atenção foram os pontos de escorregamento nos nós, provavelmente majorados pela compactação na direção CMD.

5. A análise das imagens de microscopia permitiu um melhor entendimento das alterações das propriedades analisadas. Os ganhos de rigidez à tração observados em alguns corpos de prova nos ensaios de resistência à tração podem estar relacionados à presença de particulados incrustados dentre os fios, identifi cados nas imagens de microscopia eletrônica de varredura (MEV), passíveis de difi cultar o deslizamento relativo entre os fios e promover um enrijecimento do conjunto. Por outro lado, as perdas de rigidez são justificadas por constatações visuais dos danos relacionados à perda da camada plástica de cobertura e aos cortes e desgastes em parte dos fios.

Quais as contribuições da sua tese para o aprimoramento da técnica?

Daniel Olivio Tschöke - Avaliação de como dano de instalação afeta o módulo de estabilidade de abertura, até então não discutida na literatura. Esta propriedade é utilizada como indicador de desempenho do reforço no método de dimensionamento de Giroud e Han (2004). Análise da rigidez à tração em baixos níveis de deformação após a indução de danos de instalação em uma condição de compactação que pode ser considerada crítica – espessura de camada de 15cm, com material granular contundente e compactador de 12 toneladas.

Qual a contribuição da HUESKER para o seu estudo?

Daniel Olivio Tschöke - A contribuição da HUESKER foi no fornecimento das geogrelhas utilizadas no estudo e pelo apoio recebido do engenheiro civil Dr. Cássio Carmo, coordenador técnicocomercial na HUESKER Brasil, que acompanhou e relatou os procedimentos de instalação e exumação da amostra de geogrelha.