Setenta e nove anos após a realização do primeiro experimento em clima temperado no qual foi considerado o efeito térmico em pavimentos de concreto de cimento Portland, constrói-se a primeira pista experimental em clima tropical com o intuito de verificar os efeitos térmicos para este regime climático. O presente trabalho apresenta os resultados de mais de um ano de monitoração em uma pista experimental construída no campus da Universidade de São Paulo em São Paulo, uma região de clima tropical úmido de altitude. Foram avaliados os padrões de distribuição da temperatura ao longo das estações climáticas e como estas distribuições são afetadas pela temperatura do ar, pela umidade relativa do ar e pela radiação solar. Resultados obtidos em pista indicaram por diferenciais térmicos positivos atingindo 25ºC durante o verão bem como gradientes térmicos não lineares em 95% do tempo. Apresentam-se modelos empírico-estatísticos para a previsão da temperatura máxima de topo e dos diferenciais térmicos positivos máximos em pavimentos de concreto em clima tropical. Análises das tensões de empenamento considerando a não linearidade do gradiente térmico resultaram em tensões até 100% superiores em relação à análise puramente linear. O presente trabalho venceu a complexidade da análise experimental mencionada no método de dimensionamento atualmente utilizado no Brasil, mostrando que o efeito combinado das cargas e dos gradientes térmicos positivos eleva expressivamente a tensão de tração na flexão nas placas de concreto, exigindo a partir de sua conclusão esforços de pesquisa para a construção de um método menos deficiente de projeto para as condições do Brasil.

Almost eighty years after the first American research into climate effects on plain jointed concrete pavements, the first similar experiment was built in a tropical climate. This work aims to systematically present and discuss the results obtained from more than one year records of temperature monitoring at the concrete pavement experimental site on the campus of the University of São Paulo in São Paulo, Brazil, near the Tropic of Capricorn (parallel 23o27 S). Temperature distribution patterns through slab thicknesses were evaluated, as well as how these patterns are influenced by weather conditions such as air temperature and moisture and solar radiation. Positive thermal differentials of 25oC were often recorded during the summer, and nonlinear distributions for thermal gradients were observed for almost all days during which measurements were obteined. Empirical-statistical models based on both concrete pavement temperatures and daily climate data were developed in order to allow the prediction of slab top temperature and thermal differential through the slabs for tropical climates. Stress analysis of curling, using a finite element program, and taking into account the typical results obteined during the research, demonstrated the dramatic increase in stresses due to curling, especially for nonlinear thermal gradients. The present research overcomes the complexities often mentioned as being associated with the design method currently used in Brazil, by showing how the combined effects of loads and positive thermal gradients can be taken into account in calculation of stresses in concrete slabs. This research demonstrates the need for development of a new concrete pavement design procedure more appropriate to the conditions in Brazil.