EQUIPAMENTO DE CARREGAMENTO CÍCLICO DE GRANDE

4.2.1 CAIXA DE ENSAIO

O ensaio de carregamento cíclico em pavimentos foi executado em uma caixa metálica, rígida, utilizada para preparação do solo de subleito do pavimento e construção do pavimento, com dimensões de 1,6m x 1,6m e altura de 1,2m, com um dos lados servindo como porta, o que facilitou as atividades de montagem e desmontagem dos ensaios. Pelas suas dimensões, o equipamento permitiu simular em verdadeira grandeza a área de contato, a pressão de calibragem do pneu e o carregamento típico de um eixo padrão.

Formando um único conjunto com a caixa de ensaio, o sistema de reação permite a aplicação de carga vertical sobre uma placa rígida com diâmetro de 30 cm, simulando o carregamento oriundo de um veículo com carga por eixo de 80 kN. Nos ensaios realizados nesta pesquisa, a carga aplicada foi de 40 kN, o que implicou em uma tensão aplicada na superfície proveniente de uma roda de eixo padrão. Beretta et al. (1994) afirmam que, de fato, um carregamento de 40kN equivale a um semi-eixo padrão e 300mm de diâmetro da placa rígida pode ser considerada como sendo equivalente ao diâmetro da área deformada de contato entre o pneu e a base.

Um sistema de hastes metálicas em forma de cruz foi incorporado à caixa de ensaio, com a finalidade de fixação e suporte dos instrumentos de medição de deslocamentos superficiais (LVDT’s), instrumentos estes que serão detalhados adiante, no item 4.3. A Figura 4.2 a seguir mostra a caixa de ensaio com o sistema de reação, o sistema de hastes metálicas, o cilindro hidráulico e o prato no qual é aplicada a carga por meio do sistema hidráulico, detalhado no item 4.2.2, a seguir.

Figura 4.2 Caixa de Ensaio e Sistema de Reação – Vista com a face lateral aberta

4.2.2 SISTEMA HIDRÁULICO DE CARREGAMENTO CÍCLICO

O carregamento previsto foi efetivamente aplicado por meio de um sistema hidráulico, o qual transferiu para a placa rígida de diâmetro de 30 cm um carregamento com intensidade e freqüência estabelecidas.

Esse sistema hidráulico é composto das seguintes partes:

• Conjunto Moto-Bomba (Reservatório de 80 litros; vazão = 6 l/min; pressão máxima = 30 MPa; motor trifásico 4 CV; fabricantes: ERBELE e MARZOCCHIZ),: responsável pela circulação do fluído e manutenção da pressão no cilindro hidráulico. A Figura 4.3 mostra o conjunto Moto Bomba supracitado.

Figura 4.3 – Conjunto Moto Bomba, responsável pela pressão no cilindro hidráulico.

• Válvula Solenóide ou Direcional (vazão máxima = 75 l/min; pressão máxima = 35MPa; fabricante: DUPLOMATIC): peça-chave do circuito, pois é a responsável pelo direcionamento do fluído por meio de sucessivas aberturas e fechamentos de suas vias, direcionando o fluído ora para o cilindro hidráulico (sistema carregado), ora para o reservatório (sistema descarregado). (Item 1, em destaque na Figura 4.3).

• Válvula de Alívio (fabricante: HIDRAUTRÔNICA): é o sistema de segurança do circuito contra pressões excessivas, aliviando o sistema caso seja atingida uma pressão máxima pré- estabelecida, garantindo dessa forma a segurança das demais peças.

• Manômetro (0-40MPa; fabricante: HIDRAUTRÔNICA): o qual devidamente calibrado serviu para o ajustamento da carga desejada em função da pressão aplicada no circuito. (Item 2, em destaque na Figura 4.3).

• Temporizador: peça eletromecânica que tem por função o controle elétrico da válvula solenóide. É o temporizador quem dita o ritmo de abertura e fechamento da válvula solenóide, impondo desta forma a freqüência de carregamento do sistema. É ajustável para várias freqüências e formas de carregamento, podendo ser senoidal, triangular, descontínua, etc. (Item 3, em destaque na Figura 4.3 e Figura 4.4).

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Figura 4.4 – Temporizador, responsável pelo ritmo das oscilações de carga.

• Cilindro Hidráulico (carga máxima = 100 kN, 1 via, fabricante: YELLOW POWER): é a peça que efetivamente efetua o carregamento. Ele é acionado pelo sistema hidráulico. Por ser um cilindro hidráulico de uma via, durante o descarregamento do sistema o êmbulo do cilindro permanece em contato com a placa rígida durante todo o ensaio, garantindo a ausência de impactos durante a aplicação da carga.

• Mangueiras hidráulicas de alta pressão (69 MPa), destinadas à transportar o fluído do conjunto moto-bomba até o cilindro hidráulico.

A Figura 4.5 a seguir ilustra esquematicamente o Sistema Hidráulico Utilizado.

Figura 4.5 – Esquema Geral do Sistema Hidráulico.

• O conjunto moto-bomba alimenta o sistema com óleo constantemente a uma vazão determinada.

• Sendo a válvula solenóide normalmente fechada enquanto o circuito estiver ligado, o fluído retorna diretamente para o reservatório, fechando o circuito.

• Antes do início efetivo do ensaio deixar-se-á o fluído circulando nesse circuito fechado por um período suficiente para estabilizar a temperatura do fluído.

• Após esse estágio, redireciona-se o fluído para o cilindro hidráulico até atingir a carga estabelecida para o ensaio, quando então se dá o início efetivo do ensaio.

• Ao comando elétrico do temporizador a válvula solenóide se fecha deixando passar o fluído para o cilindro hidráulico, que por não ter fuga é pressionado até que o temporizador interrompe a alimentação elétrica da válvula solenóide, abrindo-a.

• Com a abertura da válvula solenóide o fluído constante no circuito entre essa e o cilindro hidráulico não volta totalmente para o reservatório (muda de sentido), mas apenas sofre uma despressurização, o que implica no descarregamento do ensaio.

• No novo ciclo de carregamento do ensaio, sob comando do temporizador, a válvula solenóide se fecha pressurizando novamente a parte do circuito entre essa válvula e o cilindro hidráulico e assim sucessivamente.

• Podem ser variáveis de um ensaio para outro a carga aplicada pelo cilindro hidráulico (pressão no circuito) e a freqüência do carregamento (temporizador). No entanto, para os ensaios realizados nessa dissertação, a pressão foi mantida de forma que se conseguisse uma carga equivalente a um eixo padrão de 80kN (40kN sobre a placa de carregamento), sob a freqüência de carregamento de 1Hz.