A busca por soluções geotécnicas que aumentem a vida útil das estruturas e também possam economizar material natural levou ao desenvolvimento de produtos conhecidos como geossintéticos. Dentre as várias famílias de geossintéticos, foram criados elementos que funcionassem como reforço de base-subleito em pavimentos na condição de subleito muito deformável, denominadas geogrelhas. O presente trabalho teve o objetivo de analisar o comportamento mecânico de uma estrutura de pavimento reforçado com geogrelha, submetida à aplicação de carregamento cíclico e à variação de umidade do material do subleito. Foi utilizado para o desenvolvimento dos ensaios um modelo físico de verdadeira grandeza no qual foi construída a estrutura do pavimento composta de um subleito de 100 cm de espessura e uma camada de base de brita de 20 cm de espessura. Nesta estrutura analisou-se o efeito da inserção do geossintético como reforço de camada de base e a variação da umidade do subleito. As medidas fornecidas pelos transdutores de deslocamentos (LVDTs) foram os parâmetros de comparação entre a estrutura de pavimento com e sem reforço no decorrer dos ensaios. Os refletômetros no domínio do tempo (TDRs) monitoraram a variação da umidade do subleito. A comparação entre os deslocamentos da estrutura reforçada e não reforçada permitiu determinar a influência do reforço mostrando-se eficiente na redução dos deslocamentos superficiais verticais. A utilização de equipamentos portáteis para avaliar o comportamento mecânico do pavimento in situ mostraram ser uma ferramenta recomendável para estudos defletométricos de forma pontual no pavimento.