Estudo da relação sensor-pavimento para aumento da precisão de sistemas de pesagem em movimento

Autor: Otto, Gustavo Garcia
Přispěvatelé: Universidade Federal de Santa Catarina, Momm, Leto
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2018
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UFSC
Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)
instacron:UFSC
Popis: Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2018 Este trabalho propõe estudar o comportamento de sensores de pesagem em movimento (WIM) em conjunto com a avaliação do comportamento estrutural de pavimentos. Propõe um método para o tratamento de dados de sensores WIM que considere o comportamento viscoelástico e termosuscetível dos materiais asfálticos com o intuito de aprimorar a precisão de sistemas de pesagem em movimento. Dois experimentos de campo são realizados, um sobre a pista experimental de Araranguá/SC e outro sobre a pista circular do carrossel de fadiga do IFSTTAR em Nantes/França, e os resultados obtidos são explorados e analisados. Em Araranguá, diferentes tecnologias WIM são testadas em condições brasileiras de pavimento e veículos de carga. A estrutura do pavimento da pista foi projetada conforme o dimensionamento da estrutura padrão adotado para a obra de duplicação da BR-101/sul. Nessas condições, testes com os sistemas de pesagem seguiram uma aproximação múltiplos-sensores WIM (MS/WIM). A instrumentação da estrutura do pavimento fornece as informações do comportamento do pavimento ao mesmo tempo e que os veículos de carga passam. Um modelo de deterioração do pavimento em função das cargas passantes é construído e permite relacionar o impacto da carga passante com um dano individual atuando ao pavimento que levam a ruptura do material. Em Nantes, os experimentos são realizados com diferentes tecnologias de sensores WIM em condições controladas em laboratório e sobre a pista experimental do carrossel de fadiga. Sobre o carrossel o comportamento dos sensores é testado em diferentes condições de carregamento e temperatura. A partir dos resultados obtidos, um modelo Eletromecânico (EM) é proposto de maneira representar sensores WIM em função do comportamento dos pavimentos, temperatura e carregamento. Tal modelo permite representar a resposta elétrica do sensor WIM em função das tensões e deformações encontradas dentro da estrutura do pavimento. Por fim, o trabalho propõe um método de correção do efeito dinâmico das cargas para sistemas de carga dinâmica baseado na resposta de sensores de baixo custo. Os sensores são instalados no pavimento junto aos sistemas WIM e permitem corrigir o as variações da força dinâmica à medida que os veículos de carga viajam sobre a balança na rodovia. Abstract: This work aims to study the behavior of Weigh-in-Motion (WIM) sensors in an evaluation together with the study of structural pavement performance. It proposes a method for the treatment of WIM sensor response data to consider the viscoelastic and temperature behavior of bituminous materials to improve the accuracy of WIM systems. Two field experiments are carried out, one at the experimental track in Araranguá/SC city and another at the circular track of the fatigue carrousel at the IFSTTAR in Nantes/France, and the results obtained are explored and analyzed. In Araranguá, different WIM technologies are tested under Brazilian conditions of pavement and heavy vehicles class. The pavement structure of the track was designed according to the sizing of the standard structure design for the duplication work of the BR-101/south. Under these conditions, tests with the scales systems followed a multiple-sensors WIM approximation (MS/WIM). The pavement structure instrumentation provides the pavement behavior information while heavy vehicles passes over the WIM scale. A deterioration model of the pavement as a function of the axle loads is created and allows to corelate the impact of the axle load with an individual damage acting over o the pavement structure and that leads to material rupture. In Nantes, the experiments are performed with different WIM sensor technologies under controlled conditions in the laboratory and at the experimental track of the fatigue carousel. On the carousel the behavior of the sensors is tested under different temperature and loading conditions. From the results obtained, an Electro-Mechanical (EM) model is proposed to represent any WIM sensors as a function of pavement behavior, temperature and loading. Finally, the work proposes a method of correction of the dynamic effect of loads for dynamic load systems based on low cost sensors. The sensors are installed on the pavement surface next, and around, to the WIM systems and allow to correct the variations of the dynamic force as the heavy vehicles travels over the scale on the highway.
Databáze: OpenAIRE
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