APLICAÇÃO DO MÉTODO DE ELEMENTOS FINITOS NA ANÁLISE DE CONCRETO ASFÁLTICO CONTENDO RAF COMO AGREGADO
APPLICATION OF FINITE ELEMENT METHOD ANALYSIS OF HOT MIX ASPHALT WITH WFS AS AN AGGREGATE
DOI:
https://doi.org/10.18066/revistaunivap.v29i63.4431
Abstract
Industrial waste reusing, such as Waste Foundry Sand (WFS) is an alternative to reducing mineral aggregates use. This waste is similar to the aggregates; however, it is necessary to prove its technical viability. In this sense, computational models by Finite Element Methods (FEM) complement empirical results, simulating the behavior of this alternative pave. In this paper, a computational model was built using FEM, simulating the behavior of Hot Mix Asphalt (HMA) containing WFS as an aggregate in the Abaqus software environment. This model was validated by comparing response data with empirical results. And then, analyzed for its mechanical behavior and in two case studies. The results obtained were satisfactory when compared to empirical results. Confirming the applicability of FEM in road engineering, particularly in HMA containing WFS.
Downloads
Download data is not yet available.
References
Associação Brasileira de Fundição. (2020). Índices setoriais de 2020. http://www.abifa.org.br/indices-setoriais/.
Associação Brasileira de Normas Técnicas. (2004). NBR 10004: resíduos sólidos - classificação. ABNT.
Bathe, K. (2014). Finite Element Procedures (2.ed.). Prentice Hall.
Bernucci, L.B., Motta, L.M.G., Ceratti, J.A.P., & Soares, J.B. (2008). Pavimentação asfáltica. Abeda.
Bonet, I. (2002). Valorização do resíduo areia de fundição (RAF): incorporação nas massas asfálticas do tipo CBUQ. [Dissertação de Mestrado em Engenharia de Produção] Universidade Federal de Santa Catarina.
Caetano, M. J. L. (2019). Ciência e Tecnologia da Borracha: Propriedades Tribológicas. CTB. https://www.ctborracha.com/borracha-sintese-historica/propriedades-das-borrachas-vulcanizadas/propriedades-tribologicas/.
Callister Jr., W.D. (2002). Ciência e engenharia de materiais: uma introdução (5.ed.). LTC.
Costa, C. J. B. (2008). Mistura Asfáltica com o uso de Areia de Fundição de Ferro Descartada. [Dissertação de Mestrado em Engenharia de Transportes] Instituto Militar de Engenharia.
Coutinho Neto, B. (2004). Avaliação do reaproveitamento de areia de fundição como agregado em misturas asfálticas densas. [Tese de Doutorado em Engenharia de Transportes] Universidade de São Paulo.
Coutinho Neto, B. & Fabbri, G.T.P. (2004). Avaliação da reutilização da areia de fundição em misturas asfálticas densas do tipo CAUQ. Transportes, 12(2).
Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes. (2006). IPR-719: Manual de pavimentação. 3.ed. Rio de Janeiro: DNIT, 278 p.
Departamento Nacional De Infraestrutura De Transportes. (2018). ME 135: método de ensaio. pavimentação asfáltica - misturas asfálticas: determinação do módulo de resiliência. Rio de Janeiro, 13 p.
Dyer, P. P. O. L., Gutierrez Klinsky, L. M., Silva, S. A., & de Lima, M. G. (2020). Mechanical and structural assessment of hot mix bituminous mixtures containing waste foundry sand. International Journal of Pavement Engineering, 22(14), 1801-1812. DOI: 10.1080/10298436.2020.1724290
Dyer, P.P.O.L. et al. (2021) Waste foundry sand characterization as paving aggregate. Transportes, 29(1). Doi: http://dx.doi.org/10.14295/transportes.v29.i1.2241
Dyer, P.P.O.L. et al. (2021a). O emprego de resíduos de areia de fundição (RAF) em concreto asfáltico: uma alternativa para a sustentabilidade na pavimentação. Revista Matéria, 26(1), doi: https://doi.org/10.1590/S1517-707620210001.1252
Elseifi, M. A., Baek, J., & Dhakal, N. (2018). Review of modelling crack initiation and propagation in flexible pavements using the finite element method. International Journal of Pavement Engineering, 19(3), 251-263. doi: https://doi.org/10.1080/10298436.2017.1345555
Garcia, E. S. H., Thives, L. P., Bonh, K. A., & Echeverria, J. A. S. (2018). Análise Laboratorial da Incorporação de Resíduo de Areia de Fundição em Misturas Asfálticas. Anais do 32° Congresso de pesquisa e ensino em transporte da ANPET. http://146.164.5.73:30080/tempsite/anais/documentos/2018/Infraestrutura/Ligantes%20e%20Misturas%20Asfalticas%20IV/1_634_AC.pdf
Kloosterman, G. (2002). Contact methods in finite element methods (1.ed.). Ponsen & Looije.
Liu, P., Xing, Q., Dong, Y., Wang, D., Oeser, M., & Yuan, S. (2017). Application of finite layer method in pavement structural analysis. Applied Sciences, 7(6), 611. https://doi.org/10.3390/app7060611
Luvizão, R. R. (2008). Estudo da viabilidade para reaproveitamento do resíduo de areia verde de fundição intemperizado em concreto asfáltico usinado a quente. [Dissertação de Mestrado em Engenharia de Materiais] Universidade do Estado de Santa Catarina.
Marangon, M. (2018). Geotecnia de Fundações e Obras de Terra – 1a Parte. UFJF; FEDTG.
Masad, E., Scarpas, A., Rajagopal, K. R., Kassem, E., Koneru, S., & Kasbergen, C. (2016). Finite element modelling of field compaction of hot mix asphalt. Part II: Applications. International Journal of Pavement Engineering, 17(1), 24-38.
Motta, L. M. G. (1991). Método de dimensionamento de pavimentos flexíveis. [Tese de Doutorado em Engenharia Civil]. Universidade Federal do Rio de Janeiro.
Senço, W. Manual de técnicas de pavimentação (2.ed.).Pini.
Willett, J.C. (2020). Minerals Yearbook. Report of U.S. Geological Survey Sand and Gravel, Construction. Department of the Interior U.S. EUA.
Yoder, E. J., & Witczak, M.W. (1975). Principles of pavement design (2.ed.).John Wiley & Sons.
Downloads
Published
2023-10-04
How to Cite
Dyer, P. P. O. L., Lauer Coppio, G. J. ., de Simones Cividanes, L., Silva, S. A., Gutierrez Klinsky, L. M. ., Betioli Ribeiro, D., & Geimba de Lima, M. (2023). APPLICATION OF FINITE ELEMENT METHOD ANALYSIS OF HOT MIX ASPHALT WITH WFS AS AN AGGREGATE. Revista Univap, 29(63). https://doi.org/10.18066/revistaunivap.v29i63.4431
Issue
Section
Ciências Exatas e da Terra
License
Copyright (c) 2023 Revista Univap
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International.
This license allows others to distribute, remix, tweak, and build upon your work, even commercially, as long as they credit you for the original creation.
http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/legalcode
DOI:
https://doi.org/10.18066/revistaunivap.v29i63.4431Abstract
Industrial waste reusing, such as Waste Foundry Sand (WFS) is an alternative to reducing mineral aggregates use. This waste is similar to the aggregates; however, it is necessary to prove its technical viability. In this sense, computational models by Finite Element Methods (FEM) complement empirical results, simulating the behavior of this alternative pave. In this paper, a computational model was built using FEM, simulating the behavior of Hot Mix Asphalt (HMA) containing WFS as an aggregate in the Abaqus software environment. This model was validated by comparing response data with empirical results. And then, analyzed for its mechanical behavior and in two case studies. The results obtained were satisfactory when compared to empirical results. Confirming the applicability of FEM in road engineering, particularly in HMA containing WFS.
Downloads
References
Associação Brasileira de Fundição. (2020). Índices setoriais de 2020. http://www.abifa.org.br/indices-setoriais/.
Associação Brasileira de Normas Técnicas. (2004). NBR 10004: resíduos sólidos - classificação. ABNT.
Bathe, K. (2014). Finite Element Procedures (2.ed.). Prentice Hall.
Bernucci, L.B., Motta, L.M.G., Ceratti, J.A.P., & Soares, J.B. (2008). Pavimentação asfáltica. Abeda.
Bonet, I. (2002). Valorização do resíduo areia de fundição (RAF): incorporação nas massas asfálticas do tipo CBUQ. [Dissertação de Mestrado em Engenharia de Produção] Universidade Federal de Santa Catarina.
Caetano, M. J. L. (2019). Ciência e Tecnologia da Borracha: Propriedades Tribológicas. CTB. https://www.ctborracha.com/borracha-sintese-historica/propriedades-das-borrachas-vulcanizadas/propriedades-tribologicas/.
Callister Jr., W.D. (2002). Ciência e engenharia de materiais: uma introdução (5.ed.). LTC.
Costa, C. J. B. (2008). Mistura Asfáltica com o uso de Areia de Fundição de Ferro Descartada. [Dissertação de Mestrado em Engenharia de Transportes] Instituto Militar de Engenharia.
Coutinho Neto, B. (2004). Avaliação do reaproveitamento de areia de fundição como agregado em misturas asfálticas densas. [Tese de Doutorado em Engenharia de Transportes] Universidade de São Paulo.
Coutinho Neto, B. & Fabbri, G.T.P. (2004). Avaliação da reutilização da areia de fundição em misturas asfálticas densas do tipo CAUQ. Transportes, 12(2).
Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes. (2006). IPR-719: Manual de pavimentação. 3.ed. Rio de Janeiro: DNIT, 278 p.
Departamento Nacional De Infraestrutura De Transportes. (2018). ME 135: método de ensaio. pavimentação asfáltica - misturas asfálticas: determinação do módulo de resiliência. Rio de Janeiro, 13 p.
Dyer, P. P. O. L., Gutierrez Klinsky, L. M., Silva, S. A., & de Lima, M. G. (2020). Mechanical and structural assessment of hot mix bituminous mixtures containing waste foundry sand. International Journal of Pavement Engineering, 22(14), 1801-1812. DOI: 10.1080/10298436.2020.1724290
Dyer, P.P.O.L. et al. (2021) Waste foundry sand characterization as paving aggregate. Transportes, 29(1). Doi: http://dx.doi.org/10.14295/transportes.v29.i1.2241
Dyer, P.P.O.L. et al. (2021a). O emprego de resíduos de areia de fundição (RAF) em concreto asfáltico: uma alternativa para a sustentabilidade na pavimentação. Revista Matéria, 26(1), doi: https://doi.org/10.1590/S1517-707620210001.1252
Elseifi, M. A., Baek, J., & Dhakal, N. (2018). Review of modelling crack initiation and propagation in flexible pavements using the finite element method. International Journal of Pavement Engineering, 19(3), 251-263. doi: https://doi.org/10.1080/10298436.2017.1345555
Garcia, E. S. H., Thives, L. P., Bonh, K. A., & Echeverria, J. A. S. (2018). Análise Laboratorial da Incorporação de Resíduo de Areia de Fundição em Misturas Asfálticas. Anais do 32° Congresso de pesquisa e ensino em transporte da ANPET. http://146.164.5.73:30080/tempsite/anais/documentos/2018/Infraestrutura/Ligantes%20e%20Misturas%20Asfalticas%20IV/1_634_AC.pdf
Kloosterman, G. (2002). Contact methods in finite element methods (1.ed.). Ponsen & Looije.
Liu, P., Xing, Q., Dong, Y., Wang, D., Oeser, M., & Yuan, S. (2017). Application of finite layer method in pavement structural analysis. Applied Sciences, 7(6), 611. https://doi.org/10.3390/app7060611
Luvizão, R. R. (2008). Estudo da viabilidade para reaproveitamento do resíduo de areia verde de fundição intemperizado em concreto asfáltico usinado a quente. [Dissertação de Mestrado em Engenharia de Materiais] Universidade do Estado de Santa Catarina.
Marangon, M. (2018). Geotecnia de Fundações e Obras de Terra – 1a Parte. UFJF; FEDTG.
Masad, E., Scarpas, A., Rajagopal, K. R., Kassem, E., Koneru, S., & Kasbergen, C. (2016). Finite element modelling of field compaction of hot mix asphalt. Part II: Applications. International Journal of Pavement Engineering, 17(1), 24-38.
Motta, L. M. G. (1991). Método de dimensionamento de pavimentos flexíveis. [Tese de Doutorado em Engenharia Civil]. Universidade Federal do Rio de Janeiro.
Senço, W. Manual de técnicas de pavimentação (2.ed.).Pini.
Willett, J.C. (2020). Minerals Yearbook. Report of U.S. Geological Survey Sand and Gravel, Construction. Department of the Interior U.S. EUA.
Yoder, E. J., & Witczak, M.W. (1975). Principles of pavement design (2.ed.).John Wiley & Sons.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2023 Revista Univap
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International.
This license allows others to distribute, remix, tweak, and build upon your work, even commercially, as long as they credit you for the original creation.
http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/legalcode
