Analisi dello stato tenso-deformativo di pavimentazioni flessibili rinforzate mediante modellazione agli elementi finiti (FEM)

This thesis aims at exploring the behaviour of a cracked and rehabilitated flexible pavement through differently composed interlayer elements. A static evolution of the crack was considered by defining four configurations with the height of the crack increasing towards the surface of the pavement; the contribution of two types of interlayers was evaluated, based on two different operating mechanisms: reinforced membrane, used to provide a stress-resistant layer, and SAMI (Stress Absorbing Membrane Interlayer), used to provide a stress-relieving interlayer, in which the stresses are dissipated at the crack before they create stress in overlay. The response of the cracked and reinforced flexible pavement was simulated using the finite element method (FEM), using the commercial software COMSOL Multiphysics. The results of the analysis showed that from the use of these systems stem effective benefits to the flexible pavement, in terms of reduction of the stress-strain distribution at the base of the overlay, leading to an increase in the service life of the flexible pavement.

Il presente elaborato di tesi si propone di studiare il comportamento di una pavimentazione flessibile fessurata e riabilitata mediante l’interposizione di elementi di interstrato di diversa natura. È stata considerata un’evoluzione statica della fessura definendo quattro configurazioni con altezza della fessura crescente verso la superficie della pavimentazione stradale; è stato valutato il contributo di due tipologie di interstrato, basate su due diversi meccanismi di funzionamento: membrana rinforzata, la quale agisce come rinforzo, resistendo alle sollecitazioni di trazione e SAMI (Stress Absorbing Membrane Interlayer), il quale svolge un’azione di rilassamento delle tensioni, assorbendo le sollecitazioni di trazione. La risposta della pavimentazione flessibile fessurata e rinforzata è stata simulata attraverso il metodo agli elementi finiti (FEM), con l’ausilio del software commerciale COMSOL Multiphysics. I risultati dell’analisi hanno dimostrato che l’utilizzo di tali sistemi comporta un effettivo beneficio alla pavimentazione flessibile, in termini di riduzione dello stato tenso-deformativo alla base dello strato di usura, comportando, di conseguenza, un aumento della vita utile della pavimentazione stradale.