Mecanismos de trincamento por fadiga em revestimentos asfálticos reforçados com geogrelhas: interação entre aderência de interface e rigidez do reforço

dc.contributor.advisor-co1Silva, Matheus Pena da Silva e
dc.contributor.advisor-co1Latteshttps://lattes.cnpq.br/8819593174579282
dc.contributor.advisor-co1orcidhttps://orcid.org/0000-0002-7009-4458
dc.contributor.advisor1Correia, Natália de Souza
dc.contributor.advisor1Latteshttps://lattes.cnpq.br/2172645507238077
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0002-6867-9596
dc.contributor.authorSantos, Karolina Maria dos
dc.contributor.authorlatteshttps://lattes.cnpq.br/2462457683227987
dc.contributor.authororcidhttps://orcid.org/0009-0000-7055-4496
dc.contributor.refereeFreire, Reuber Arrais
dc.contributor.refereeAlmeida, Mario Sergio de Souza
dc.contributor.refereeLatteshttps://lattes.cnpq.br/2916580036912769
dc.contributor.refereeLatteshttps://lattes.cnpq.br/4157408069497314
dc.contributor.refereeorcidhttps://orcid.org/0000-0001-9056-0463
dc.contributor.refereeorcidhttps://orcid.org/0000-0002-0222-4804
dc.date.accessioned2026-07-16T14:19:46Z
dc.date.issued2026-04-23
dc.description.abstractThe incorporation of geosynthetic reinforcements at the interface between asphalt layers has been widely adopted as a strategy to extend pavement service life, contributing to the reduction of permanent deformation, the improvement of fatigue resistance, and the mitigation of reflective crack propagation. In this context, numerous studies have been conducted to better understand the mechanical behavior of reinforced asphalt systems and to provide guidance for the appropriate selection and design of these materials. In particular, the literature has extensively discussed the effects of geosynthetic reinforcement inclusion on flexural performance and interface bonding conditions between asphalt layers. However, significant knowledge gaps still remain regarding the mechanisms governing the effectiveness of these reinforcements throughout the pavement service life. In particular, there is a need for a deeper understanding of the interaction between interface bonding and reinforcement stiffness, as well as the influence of these parameters on the initiation, evolution, and propagation of damage within reinforced asphalt systems. This limitation hinders the advancement of mechanistic approaches and the development of rational design methods for geogrid-reinforced asphalt pavements. In this context, the present study investigates the combined influence of interface bonding and geogrid stiffness on the fatigue performance of reinforced asphalt systems at different stages of their service life, using Digital Image Correlation (DIC) as a strain-fieldbased evaluation tool. For this purpose, an 80 m experimental section was constructed on SP-225 State Highway, comprising one unreinforced segment and three reinforced sections using polyester (G-PET), polyvinyl alcohol (G-PVA), and fiberglass (G-FV) geogrids. Specimens extracted from the field section were tested in the laboratory through Leutner-type interlayer shear tests and four-point bending fatigue tests (4PBT) under cyclic loading with DIC monitoring. The present study has advanced the understanding of the mechanisms governing the fatigue of asphalt pavements reinforced with geogrids, demonstrating that structural performance results from the interaction between interlayer bonding, reinforcement properties, and loading levels. The results highlight that the analysis of these systems under cyclic loading requires an integrated approach, combining traditional fatigue parameters, improvement factors, and image-based analysis via DIC. This integration was essential to explain results that might appear contradictory when evaluated in isolation. Four primary crack reflection mechanisms were identified. The results indicated that the effectiveness of the reinforced systems depends on the loading level, with improved performance observed at the lower load levels tested, which are more representative of actual pavement service conditions. The effectiveness of the reinforced systems was found to be strongly dependent on maintaining adequate levels of interlayer bonding, which is essential for the mobilization of the reinforcement and the transfer of stresses throughout the loading process. The study concluded that interface bonding is the key parameter governing reinforcement mobilization and the resulting performance gains, controlling the efficiency of crack mitigation systems regardless of the stiffness of the reinforcement employed. Overall, the performance of these systems cannot be attributed to a single isolated parameter, but rather to the complex interaction among geosynthetic stiffness, interface shear strength, applied stress level, and the evolution of damage mechanisms throughout the service life of the pavement structure.eng
dc.description.resumoA incorporação de reforços geossintéticos na interface entre camadas asfálticas tem sido amplamente empregada como estratégia para aumentar a vida útil dos pavimentos, contribuindo para a redução das deformações permanentes, o aumento da resistência à fadiga e a mitigação da propagação de trincas reflexivas. Nesse contexto, diversos estudos têm sido desenvolvidos com o objetivo de compreender o comportamento mecânico de sistemas asfálticos reforçados e fornecer subsídios para a seleção e o dimensionamento adequados desses materiais. Em particular, a literatura tem discutido extensivamente os efeitos da inserção de reforços geossintéticos sobre o desempenho à flexão e sobre as condições de aderência na interface entre camadas. Contudo, ainda existem lacunas significativas na compreensão dos mecanismos que governam a atuação desses reforços ao longo da vida de serviço do pavimento. Destaca-se, especialmente, a necessidade de aprofundar o entendimento da interação entre a aderência interfacial e a rigidez do reforço, bem como da influência desses parâmetros na evolução e na propagação dos danos no sistema reforçado. Essa limitação dificulta o avanço de abordagens mecanicistas e o estabelecimento de métodos racionais de dimensionamento para pavimentos asfálticos reforçados com geogrelhas. Neste sentido, este estudo investiga a influência combinada da aderência de interface e da rigidez da geogrelha no desempenho sob fadiga de sistemas asfálticos reforçados, considerando diferentes estágios da vida útil, utilizando a técnica de Correlação de Imagem Digital (DIC) como ferramenta de avaliação baseada em campos de deformação. Para tanto, um segmento experimental de 80 m foi construído na Rodovia Estadual SP-225, considerando uma seção sem reforço e três seções reforçadas com geogrelhas de poliéster (G-PET), álcool polivinílico (G-PVA) e fibra de vidro (G-FV). A partir da seção, foram extraídos corpos de prova para ensaios em laboratório de resistência ao cisalhamento de interface do tipo Leutner e de flexão em quatro pontos (F4P) sob carregamento cíclico com monitoramento DIC. O presente trabalho avançou na compreensão dos mecanismos que governam o comportamento sob fadiga de revestimentos asfálticos reforçados com geogrelhas, mostrando que o desempenho estrutural resulta da interação entre aderência de interface, propriedades do reforço e nível de solicitação. Os resultados evidenciam que a análise desses sistemas sob carregamento cíclico requer abordagem integrada, combinando parâmetros tradicionais de fadiga, fatores de melhoria e análises por imagem via DIC. Essa integração foi essencial para explicar resultados que poderiam parecer contraditórios quando avaliados isoladamente. Foram identificados quatro mecanismos principais de reflexão de trincas. Os resultados indicaram que a eficácia dos sistemas reforçados depende do nível de solicitação, sendo observado melhor desempenho nos menores níveis de carga avaliados, os quais são mais representativos das condições reais de serviço dos pavimentos. A eficácia dos sistemas reforçados mostrou-se fortemente dependente da manutenção de níveis adequados de aderência, condição essencial para a mobilização e transferência de esforços ao reforço ao longo do carregamento. Concluiu-se que a aderência de interface é o parâmetro determinante para a mobilização dos reforços e para os ganhos de desempenho observados, controlando a eficiência dos sistemas antirreflexão de trincas independentemente da rigidez do reforço empregado. Em síntese, o desempenho desses sistemas não pode ser atribuído a um único parâmetro isolado, mas sim à interação complexa entre a rigidez do geossintético, a resistência ao cisalhamento na interface, o nível de solicitação aplicado e a evolução dos mecanismos de dano ao longo da vida útil da estrutura.por
dc.description.sponsorshipNão recebi financiamento
dc.identifier.citationSANTOS, Karolina Maria dos. Mecanismos de trincamento por fadiga em revestimentos asfálticos reforçados com geogrelhas: interação entre aderência de interface e rigidez do reforço. 2026. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Universidade Federal de São Carlos, Campus São Carlos, 2026. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/24355.*
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/24355
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.centerCentro de Ciências Exatas e de Tecnologia - CCET
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Civil - PPGECiv
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectPavimento reforçadopor
dc.subjectGeogrelhapor
dc.subjectAderência de interfacepor
dc.subjectFlexão em quatro pontospor
dc.subjectCorrelação de Imagem Digital (DIC)por
dc.subjectFadigapor
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::GEOTECNICA
dc.subject.ods9. Indústria, Inovação e Infraestrutura
dc.titleMecanismos de trincamento por fadiga em revestimentos asfálticos reforçados com geogrelhas: interação entre aderência de interface e rigidez do reforçopor
dc.title.alternativeFatigue cracking mechanisms in geogrid-reinforced asphalt pavements: interaction between interface bonding and reinforcement stiffnesseng
dc.typeDissertação

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