Nesta dissertação foi analisado o efeito de restaurações com fresagem e recapeamento com concreto asfáltico nos parâmetros funcionais e estruturais em dois segmentos de rodovias federais de tráfego médio da região noroeste do Estado do Rio Grande do Sul. Ambos os segmentos estão inseridos na unidade geomorfológica denominada Planalto Meridional, e possuem subleito classificado pedologicamente como latossolo vermelho. Na condição funcional foram avaliados: o Índice de Gravidade Global (IGG), macrotextura e a irregularidade longitudinal (IRI). Na condição estrutural foram realizadas avaliações destrutivas: umidade e massa específica aparente seca em campo das camadas inferiores do pavimento, e como avaliação não-destrutiva, medidas de deflexão com viga Benkelman. Com os materiais coletados foram realizados ensaios laboratoriais de compactação e teor de umidade, ISC, equivalente de areia, limites de Atterberg e ensaios triaxiais de carga repetida para obtenção de modelos de módulo de resiliência. De posse dos dados citados, aplicaram-se modelos de previsão de desempenho para estimar as reduções de Irregularidade e da Deflexão e compará-las com valores resultantes de medidas antes e depois da restauração. Por meio de análises estatísticas, foi obtida uma linha de tendência para redução de deflexão com restauração simples, aplicável, em princípio a pavimentos semelhantes na região em estudo. Ainda, comparam-se valores de ATR (afundamento na trilha de roda) medidos com perfilômetro laser e treliça metálica, observando-se a discrepância significativa entre os resultados. Globalmente, verificou-se que a solução de restauração restituiu aos pavimentos a capacidade estrutural adequada, melhorando também sua condição funcional, em termos de conforto e a segurança viária. / This Dissertation reports the main findings of a research on the effects of a basic rehabilitation procedure (milling and replacing the distressed asphalt wearing course by a new layer of asphalt concrete) on functional and structural parameters of two test sections of medium-traffic roads in the Northwestern Region of Rio Grande do Sul State, Brazil. Both test sections are placed in a Geomorphological Unit called “Planalto Meridional” (South Plain) and subgrade soils are pedologycally classified as red latosols. Regarding the pavements functional condition, the following parameters were evaluated: roughness (IRI – International Roughness Index), macrotexture and a Brazilian Global Severity Index (IGG – “Indice de Gravidade Global”), which is computed considering the severity and the frequency of a set of pavement distresses. In order to evaluate the pavements structural capacity, trenches were opened, in situ moisture content and dry density of base, sub-base and subgrades were measured and materials were sampled in order to carry out laboratory tests. Surface deflections were measured using a Benkelman Beam. Roughness and deflections were measured before and after rehabilitation, while macrotexture was measured on the new asphalt layer. Laboratory procedures consisted of gradation, Atterberg Limits, compaction, CBR and resilient modulus tests; the Sand Equivalents of base and sub-base aggregates were also determined. Pavement Prediction Models were used to estimate roughness and deflection decreases due to the rehabilitation procedure; these estimations were compared to the differences between roughness or deflection before and after rehabilitation. By means of Statistics analysis, a tendency line that allows estimating deflection reduction due to the rehabilitation procedure was defined. That tendency line might be used to estimate deflection reduction in similar pavements of the Northwestern Region of the state. Rut depth values measured with a three-point ruler were compared to values measured with a laser profiler; it was shown that both sets of values are quite different. All in all, it was verified that the rehabilitation procedure (milling and replacing the distressed asphalt wearing course by a new layer of asphalt concrete) provided the studied pavements adequate bearing capacity and improved their serviceability (parameter related to safety and confort).

Este trabalho apresenta os resultados alcançados em uma pesquisa experimental que objetivou estudar misturas asfálticas com módulos de resiliência elevados (EME), para emprego em camadas estruturais de pavimentos. As misturas EME são solução muito utilizada para pavimentos com elevado volume de tráfego, especialmente na França, por serem muito resistentes às deformações permanentes apresentando bom comportamento à fadiga. Foram caracterizados os ligantes asfálticos utilizados e as misturas projetadas. Para caracterização e verificação de desempenho, realizaram-se os ensaios da Metodologia Marshall, ensaios de resistência à tração, módulo de resiliência à compressão diâmetral, fadiga à tensão controlada, resistência ao dano por umidade induzida (Método Lottman Modificado), perda de massa por desgaste (Cântabro) e deformação permanente (creep dinâmico e simulador tipo LCPC). As misturas asfálticas projetadas apresentaram melhor desempenho mecânico em comparação com uma mistura de comparação formulada com ligante convencional (CAP 50/70). Foi construída uma pista experimental com o objetivo de verificar aspectos executivos e monitorar o desempenho da estrutura submetida a ensaios acelerados. Os danos causados pelas solicitações impostas pelo simulador de tráfego UFRGS-DAER/RS foram monitorados através de medidas de deflexões e afundamentos nas trilhas de roda e da inspeção visual para verificar a ocorrência de trincamento superficial. O carregamento aplicado superou os 200 mil ciclos, com cargas de eixo de 100 e 120 kN. O ATR médio observado no final do experimento totalizou 6 mm. Não foi observado trincamento na superfície do pavimento. A partir dos resultados obtidos é possível concluir que o emprego de misturas asfálticas de módulo elevado em camadas estruturais de pavimentos permitirá a construção de estruturas de melhor qualidade técnica, podendo contribuir para o aumento da vida útil das rodovias. / This work presents an experimental study that searched to study high modulus asphalt mixtures (EME) for structural layers of pavements. The EME is a well-known solution for high volume roads, especially in France, presenting better results in terms of rutting and fatigue cracking than conventional mixtures. Asphalt binders and designed mixtures were characterized. To evaluate the laboratorial mixes performance, Marshall Methodology, tensile strength, resilient modulus, fatigue (controlled stress mode), stripping (Modified Lottman test), weight loss (Cantabro Methodology) and permanent deformation (dynamic creep and LCPC simulator) were carried out. The results showed that the EME mixtures present better mechanical behavior than conventional asphalt mixture. An experimental section was built to verify the construction features and to monitor the progressive degradation produced by a linear traffic simulator. For the accompaniment of the degradation were monitored the pavement deflections, rutting and cracking. 200.000 load cycles were applied with axle loads of 100 and 120 kN.The rut depth in the end of experiment totalized 6 mm. Fatigue cracking was not observed in the pavement surface. The study results show that the use of EME mixtures in structural layers of pavements will allow the construction of structures with remarkably good technical quality, contributing to increase pavement life.

Este trabalho apresenta os resultados alcançados em uma pesquisa experimental que objetivou estudar misturas asfálticas com módulos de resiliência elevados (EME), para emprego em camadas estruturais de pavimentos. As misturas EME são solução muito utilizada para pavimentos com elevado volume de tráfego, especialmente na França, por serem muito resistentes às deformações permanentes apresentando bom comportamento à fadiga. Foram caracterizados os ligantes asfálticos utilizados e as misturas projetadas. Para caracterização e verificação de desempenho, realizaram-se os ensaios da Metodologia Marshall, ensaios de resistência à tração, módulo de resiliência à compressão diâmetral, fadiga à tensão controlada, resistência ao dano por umidade induzida (Método Lottman Modificado), perda de massa por desgaste (Cântabro) e deformação permanente (creep dinâmico e simulador tipo LCPC). As misturas asfálticas projetadas apresentaram melhor desempenho mecânico em comparação com uma mistura de comparação formulada com ligante convencional (CAP 50/70). Foi construída uma pista experimental com o objetivo de verificar aspectos executivos e monitorar o desempenho da estrutura submetida a ensaios acelerados. Os danos causados pelas solicitações impostas pelo simulador de tráfego UFRGS-DAER/RS foram monitorados através de medidas de deflexões e afundamentos nas trilhas de roda e da inspeção visual para verificar a ocorrência de trincamento superficial. O carregamento aplicado superou os 200 mil ciclos, com cargas de eixo de 100 e 120 kN. O ATR médio observado no final do experimento totalizou 6 mm. Não foi observado trincamento na superfície do pavimento. A partir dos resultados obtidos é possível concluir que o emprego de misturas asfálticas de módulo elevado em camadas estruturais de pavimentos permitirá a construção de estruturas de melhor qualidade técnica, podendo contribuir para o aumento da vida útil das rodovias. / This work presents an experimental study that searched to study high modulus asphalt mixtures (EME) for structural layers of pavements. The EME is a well-known solution for high volume roads, especially in France, presenting better results in terms of rutting and fatigue cracking than conventional mixtures. Asphalt binders and designed mixtures were characterized. To evaluate the laboratorial mixes performance, Marshall Methodology, tensile strength, resilient modulus, fatigue (controlled stress mode), stripping (Modified Lottman test), weight loss (Cantabro Methodology) and permanent deformation (dynamic creep and LCPC simulator) were carried out. The results showed that the EME mixtures present better mechanical behavior than conventional asphalt mixture. An experimental section was built to verify the construction features and to monitor the progressive degradation produced by a linear traffic simulator. For the accompaniment of the degradation were monitored the pavement deflections, rutting and cracking. 200.000 load cycles were applied with axle loads of 100 and 120 kN.The rut depth in the end of experiment totalized 6 mm. Fatigue cracking was not observed in the pavement surface. The study results show that the use of EME mixtures in structural layers of pavements will allow the construction of structures with remarkably good technical quality, contributing to increase pavement life.

abstract: Pavement management systems and performance prediction modeling tools are essential for maintaining an efficient and cost effective roadway network. One indicator of pavement performance is the International Roughness Index (IRI), which is a measure of ride quality and also impacts road safety. Many transportation agencies use IRI to allocate annual maintenance and rehabilitation strategies to their road network. The objective of the work in this study was to develop a methodology to evaluate and predict pavement roughness over the pavement service life. Unlike previous studies, a unique aspect of this work was the use of non-linear mathematical function, sigmoidal growth function, to model the IRI data and provide agencies with the information needed for decision making in asset management and funding allocation. The analysis included data from two major databases (case studies): Long Term Pavement Performance (LTPP) and the Minnesota Department of Transportation MnROAD research program. Each case study analyzed periodic IRI measurements, which were used to develop the sigmoidal models. The analysis aimed to demonstrate several concepts; that the LTPP and MnROAD roughness data could be represented using the sigmoidal growth function, that periodic IRI measurements collected for road sections with similar characteristics could be processed to develop an IRI curve representing the pavement deterioration for this group, and that pavement deterioration using historical IRI data can provide insight on traffic loading, material, and climate effects. The results of the two case studies concluded that in general, pavement sections without drainage systems, narrower lanes, higher traffic, or measured in the outermost lane were observed to have more rapid deterioration trends than their counterparts. Overall, this study demonstrated that the sigmoidal growth function is a viable option for roughness deterioration modeling. This research not only to demonstrated how historical roughness can be modeled, but also how the same framework could be applied to other measures of pavement performance which deteriorate in a similar manner, including distress severity, present serviceability rating, and friction loss. These sigmoidal models are regarded to provide better understanding of particular pavement network deterioration, which in turn can provide value in asset management and resource allocation planning. / Dissertation/Thesis / Masters Thesis Civil Engineering 2016

A engenharia rodoviária emprega pistas-teste para avaliação de materiais, do dimensionamento estrutural e de métodos executivos de pavimentos, de modo a submeter a estrutura de pavimentos a condições reais de clima e de tráfego. Há no mundo numerosos programas de monitoramento de pistas-teste que vêm contribuindo significativamente para o avanço da tecnologia dos pavimentos. Neste contexto, o presente trabalho se propõe a avaliar o desempenho de quatro segmentos asfálticos sequenciais de um trecho experimental executado na Rodovia Fernão Dias (BR-381), que liga as cidades de São Paulo a Belo Horizonte, sob concessão pela empresa ARTERIS, sujeita a tráfego muito pesado. As estruturas de pavimentos construídas para este estudo são: pavimento flexível executado com base de Brita Graduada Simples (BGS), pavimento semirrígido executado com base de Brita Graduada Tratada com Cimento (BGTC), pavimento com base asfáltica constituída de material fresado (RAP) estabilizado com emulsão asfáltica e pavimento com base asfáltica constituída de material fresado (RAP) estabilizado com espuma de asfalto. A avaliação do desempenho foi realizada a partir de análises dos resultados de monitoramentos funcionais e estruturais realizados em campo periodicamente até a idade de 15 meses. Em laboratório, realizou-se a caracterização dos materiais empregados na construção utilizando o módulo de resiliência como parâmetro para avaliar a rigidez dos mesmos. A partir de análises funcionais, procedeu-se à avaliação da progressão de defeitos, dentre eles a irregularidade longitudinal, afundamentos em trilha de roda e características de superfície. Como foco principal, foram analisados o comportamento mecânico de cada segmento. As bacias de deslocamentos foram avaliadas por meio de indicadores estruturais e utilizadas para realização de retroanálises com o objetivo de estudar a variação destes indicadores e dos módulos das camadas, a depender do volume de tráfego acumulado e condições climáticas. Estes dados foram também empregados para relacionar as estruturas com os defeitos de superfície, além de alimentar um modelo computacional em elementos finitos que descreve o comportamento mecânico dessas estruturas. Os resultados obtidos nos monitoramentos periódicos e nas análises realizadas mostraram que o pavimento flexível não é adequado ao tráfego muito pesado e a partir dos 12 meses não atendia os limites da ANTT para rodovias sob concessão federal, enquanto o pavimento semirrígido mostrou-se adequado e estável ao longo do período estudado e os pavimentos reciclados apresentaram um ganho nos parâmetros estudados, devido ao processo de cura dos materiais utilizados, além de comportamento adequado ao tráfego submetido. / The highway engineering adopts road tests to evaluate pavement materials, structural design methods and pavement construction characteristics, with the goal of subjecting the pavement structure to real climate and traffic conditions. There are several road test monitoring programs worldwide, which significantly contribute to pavement technology development. The present study evaluates the performance of four pavement sections within a road test located in Rodovia Fernão Dias (BR-381), that connects São Paulo and Belo Horizonte cities under concession of Arteris, and is subjected to heavy traffic. The pavement structures built can be described as follows: flexible pavement with crushed stone base layer, semirigid pavement with cement-treated crushed stone base layer, pavement with base layer of RAP stabilized with emulsion asphalt and pavement with base layer of RAP stabilized with foamed asphalt. The pavement performance was evaluated by means of a functional and structural periodic field monitoring during 15 months. In laboratory, the materials stiffness was characterized from resilient modulus tests. The functional analysis was conducted to study the progression of pavement distresses, such as roughness, rutting and surface characteristics. Furthermore, as the main focus structural aspects were analyzed. Deflection basins were evaluated from its parameters and used for backcalculated moduli analysis, with the objective of comprehend the susceptibility of these parameters and layers moduli to climate and traffic conditions. These results were used to compare the structures with surface distresses, and were also used as input of a computational finite element model to describe the mechanical behavior of these structures. The results obtained from the periodic monitoring and analysis showed that the flexible pavement is not suitable for very heavy traffic and from the 12 months it did not meet the ANTT limits required for highways under federal concession, while the semi-rigid pavement proved to be adequate and stable during the studied period and the recycled pavements with presented an improvement in the studied parameters, due to the curing process of the materials used, and also presented adequate behavior to the submitted traffic.

O estudo da reciclagem de pavimentos de concreto para utilização em novos pavimentos tem se mostrado de grande importância haja vista a quantidade de materiais necessários para a reconstrução dessas vias. Além do ganho ambiental, devido a uma menor extração de agregados, obtém-se um ganho econômico, com menor custo de transporte e de aquisição de materiais. O agregado proveniente da britagem de antigas placas de concreto se mostrou, historicamente, apto a ser utilizado para a produção de um novo pavimento de concreto. Entretanto, existem certas limitações, pois o seu uso não resulta em um concreto com características totalmente idênticas àquelas do concreto convencional. O presente trabalho apresenta resultados da análise das características dos agregados produzidos através da britagem de antigas placas de pavimentos de concreto do Rodoanel Metropolitano Mário Covas em britador de mandíbula e em britador de impacto, bem como a influência do uso de agregados reciclados nas propriedades mecânicas do concreto. No estudo comparativo entre os tipos de britador foi verificado que agregados obtidos por britador de mandíbula e por britador de impacto possuem características muito semelhantes. No estudo das características mecânicas dos concretos a resistência à tração na flexão, a resistência à tração na compressão e o módulo de elasticidade diminuíram conforme se aumentou a absorção de água ponderada dos agregados. No que se refere à resistência à compressão, contudo, não foi observada queda ao se substituir somente a fração de agregados graúdos na mistura. Quando se procedeu com a substituição da fração miúda, porém, a resistência ficou abaixo daquela do concreto de convencional. / The study of concrete pavement recycling for its use in new pavements has shown to be of great importance considering the quantity of materials that are necessary to reconstruct these roads. Besides the environmental gain, due to a lesser extraction of aggregates, there is also an economic gain, with smaller transportation and material purchasing costs. The aggregate originated from the crushing of old concrete slabs has historically been shown to be able to be employed in the construction of a new concrete pavement. However, there are limitations, since its utilization does not result in a concrete with the exact same properties of the conventional concrete. The present work presents the results from the analysis of the characteristics from the aggregates produced through the crushing of old concrete slabs using a jaw crusher and an impact crusher, as well as the influence of the use of recycled aggregates on the concrete mechanical properties. The crusher type comparative study has shown that aggregates obtained from a jaw crusher and from an impact crusher have very similar characteristics. The concrete mechanical characteristic study reveals that flexural strength, indirect tensile strength and modulus of elasticity decrease as the aggregates water absorption increase. Concerning compressive strength, however, there was no observed decrease when only coarse recycled aggregates were used. Nevertheless, when fine recycled aggregates were employed besides coarse recycled aggregates, there was a decrease in compressive strength.

Submitted by Dilene Paulo (dilene.fatima@ufcg.edu.br) on 2018-03-20T14:02:41Z No. of bitstreams: 1 THAYS NOGUUEIRA RODRIGUES - DISSERTAÇÃO PPGECA 2017.pdf: 3647526 bytes, checksum: 1eb7aeb580495b958b5f2e74b27bcff1 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-20T14:02:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 THAYS NOGUUEIRA RODRIGUES - DISSERTAÇÃO PPGECA 2017.pdf: 3647526 bytes, checksum: 1eb7aeb580495b958b5f2e74b27bcff1 (MD5) / CNPq / O ensaio California Bearing Ratio (CBR) “in situ” determina a capacidade de suporte das camadas dos pavimentos, apresenta resultados mais representativos do que os obtidos em laboratório por serem as amostras ensaiadas em condições reais de umidade e confinamento. Entretanto o ensaio envolve equipamentos pesados que dificultam a locomoção e instalação, tornando-o oneroso. O Light Weight Deflectometer (LWD) é um ensaio não destrutivo realizado “in situ” que fornece o módulo de deformabilidade dinâmico do solo. A sua utilização na avaliação de camadas de pavimentos tem sido impulsionada devido à simplicidade de execução e portabilidade do equipamento. Portanto, este trabalho objetiva comparar os resultados de índice de CBR e módulo de deformabilidade, ambos obtidos in situ, por meio de análise de regressão, com o intuito de avaliar a utilização de um equipamento simplificado e de baixo custo de realização de ensaio na determinação da capacidade estrutural das camadas de subleitos. A fase experimental desta pesquisa consistiu inicialmente na escolha de ruas não pavimentadas que estivessem distribuídas na cidade de Campina Grande, em seguida foram realizados “in situ” os ensaios de LWD, CBR, peso específico aparente e coleta de amostras para a realização em laboratório dos ensaios de caracterização, compactação e CBR. Posteriormente as análises de regressão foram realizas a fim de obter uma Equação que correlacionasse o valor do módulo de deformabilidade com o valor do índice de CBR “in situ”. De modo geral, a pesquisa mostrou que há uma tendência de comportamento semelhante entre os parâmetros de deformabilidade e capacidade de suporte obtido a partir dos LWD e CBR “in situ”, e uma correlação pôde ser estabelecida para que se pudesse prever o valor da capacidade de suporte de camadas do subleito “in situ” a partir da realização do ensaio LWD de forma confiável, facilitando assim a obtenção deste parâmetro geotécnico a partir de um ensaio de fácil execução, mais rápido e menos dispendioso. / The CBR "in situ" test determinates the bearing capacity of the pavement layers and it’s performed on the field, which results that are more representative than those obtained in the laboratory because the samples are tested under real conditions of moisture and containment. However, this assay involves heavy equipments which make the process is harder in terms of locomotion and installation and consequently making him more expensive. The development of new methodologies of pavement sizing (empirical-mechanistic models) makes it necessary to evaluate the characteristics of the materials that constitute the pavement, from an investigation that can predict the behavior of these materials whereas the tension-deformation stage, caused by the passage of vehicles. The Light Weight Deflectometer (LWD) it’s a non destructive test conducted “in situ” that provides the dynamic soil deformability modulus. The use of this module in the assessment of pavement layers has been stimulated due to the simplicity of the execution and the portability of the equipment. Therefore, this work aims to compare the index results of CBR and deformability module, both obtained “in situ”, through regression analysis, in order to rate the use of a cheaper and simplified equipment to perform a test in the determination of the structural capacity of the subgrade layers. The experimental stage of this research is based on: the choice of the unpaved streets along the city of Campina Grande; the perform “in situ” of the LWD test, CBR “in situ” and the Apparent specific mass “in situ”; sample collections; were carried out in situ. Description of soils in laboratory and analysis of correlations. Altogether, the research shows that there is a trend of similar behavior between parameters of deformability and support capacity obtained from LWD and CBR “in situ”, respectively, and a correlation could be established so that we can predict the value of the layers support capacity of subgrade “in situ” from the performance of the LWD assay in a reliable way, thus facilitating the achievement of this geotechnical parameter from an easy-to-execute, faster and less expensive test.

Nesta dissertação foi analisado o efeito de restaurações com fresagem e recapeamento com concreto asfáltico nos parâmetros funcionais e estruturais em dois segmentos de rodovias federais de tráfego médio da região noroeste do Estado do Rio Grande do Sul. Ambos os segmentos estão inseridos na unidade geomorfológica denominada Planalto Meridional, e possuem subleito classificado pedologicamente como latossolo vermelho. Na condição funcional foram avaliados: o Índice de Gravidade Global (IGG), macrotextura e a irregularidade longitudinal (IRI). Na condição estrutural foram realizadas avaliações destrutivas: umidade e massa específica aparente seca em campo das camadas inferiores do pavimento, e como avaliação não-destrutiva, medidas de deflexão com viga Benkelman. Com os materiais coletados foram realizados ensaios laboratoriais de compactação e teor de umidade, ISC, equivalente de areia, limites de Atterberg e ensaios triaxiais de carga repetida para obtenção de modelos de módulo de resiliência. De posse dos dados citados, aplicaram-se modelos de previsão de desempenho para estimar as reduções de Irregularidade e da Deflexão e compará-las com valores resultantes de medidas antes e depois da restauração. Por meio de análises estatísticas, foi obtida uma linha de tendência para redução de deflexão com restauração simples, aplicável, em princípio a pavimentos semelhantes na região em estudo. Ainda, comparam-se valores de ATR (afundamento na trilha de roda) medidos com perfilômetro laser e treliça metálica, observando-se a discrepância significativa entre os resultados. Globalmente, verificou-se que a solução de restauração restituiu aos pavimentos a capacidade estrutural adequada, melhorando também sua condição funcional, em termos de conforto e a segurança viária. / This Dissertation reports the main findings of a research on the effects of a basic rehabilitation procedure (milling and replacing the distressed asphalt wearing course by a new layer of asphalt concrete) on functional and structural parameters of two test sections of medium-traffic roads in the Northwestern Region of Rio Grande do Sul State, Brazil. Both test sections are placed in a Geomorphological Unit called “Planalto Meridional” (South Plain) and subgrade soils are pedologycally classified as red latosols. Regarding the pavements functional condition, the following parameters were evaluated: roughness (IRI – International Roughness Index), macrotexture and a Brazilian Global Severity Index (IGG – “Indice de Gravidade Global”), which is computed considering the severity and the frequency of a set of pavement distresses. In order to evaluate the pavements structural capacity, trenches were opened, in situ moisture content and dry density of base, sub-base and subgrades were measured and materials were sampled in order to carry out laboratory tests. Surface deflections were measured using a Benkelman Beam. Roughness and deflections were measured before and after rehabilitation, while macrotexture was measured on the new asphalt layer. Laboratory procedures consisted of gradation, Atterberg Limits, compaction, CBR and resilient modulus tests; the Sand Equivalents of base and sub-base aggregates were also determined. Pavement Prediction Models were used to estimate roughness and deflection decreases due to the rehabilitation procedure; these estimations were compared to the differences between roughness or deflection before and after rehabilitation. By means of Statistics analysis, a tendency line that allows estimating deflection reduction due to the rehabilitation procedure was defined. That tendency line might be used to estimate deflection reduction in similar pavements of the Northwestern Region of the state. Rut depth values measured with a three-point ruler were compared to values measured with a laser profiler; it was shown that both sets of values are quite different. All in all, it was verified that the rehabilitation procedure (milling and replacing the distressed asphalt wearing course by a new layer of asphalt concrete) provided the studied pavements adequate bearing capacity and improved their serviceability (parameter related to safety and confort).

No Estado do Pará, convencionalmente são empregados rocha britada ou seixo rolado natural como agregados nas misturas asfálticas. Nas proximidades da região metropolitana de Belém, não há disponibilidade destes materiais, obrigando o transporte destes agregados de boa qualidade de pedreiras e jazidas distantes mais de 170 Km, aumentando consideravelmente os custos de pavimentação. Com o objetivo de redução de custos, buscou-se o estudo de um outro agregado natural nãoconvencional, a laterita, abundante nas proximidades de Belém. Três tipos de ligantes asfálticos foram utilizados nas misturas asfálticas pesquisadas: um asfalto convencional CAP de penetração 50-60 proveniente da refinaria da LUBNOR, no Ceará; um asfalto da refinaria da REMAN da Amazônia modificado por asfaltita; e um asfalto-borracha da região sudeste. Uma quarta alternativa da mistura asfáltica foi considerada, empregando conjuntamente laterita e seixo rolado como agregados. Foi realizada uma análise comparativa das misturas asfálticas baseada em ensaios laboratoriais tais como: dosagem Marshall, danos por umidade induzida, deformação permanente em simulador de tráfego, resistência à tração por compressão diametral, módulo de resiliência e fadiga. Um processo inovador foi concebido para separação e lavagem das lateritas. Os resíduos desta seleção de agregados foram testados de modo a viabilizar seu emprego como material de base ou sub-base. Foi realizada também uma breve análise mecanicista de estruturas de pavimentos com o auxílio do programa ELSYM 5. Concluiu-se que as misturas asfálticas com laterita lavada podem ser usadas em revestimentos de pavimento de vias públicas e de rodovias de baixo volume tráfego obtendo-se os melhores resultados para as misturas de lateritaasfalto com o ligante modificado por asfaltita. / Crushed igenous rocks and washed quartzite gravels are conventional aggregates for asphalt mixes in the State of Pará, northern Brazil. However, these materials are not available in many parts of the state, specially near the city of Belem, the state capital. The current practice is to import these high quality aggregates from the few quarries located in remote sites, leading to a considerable increase in construction costs. To cut down costs, it is necessary to look for alternative sources of natural aggregates. This study attempts to present an alternative solution for asphalt mixtures using a non-conventional natural aggregate: laterites, which are widely available in the metropolitan area. Three types of asphalt binders were used: a conventional one – AC penetration of 50-60, an asphalt cement modified by gilsonite, and an asphalt rubber. A fourth type of asphalt mix was considered, using washed quartzite gravels in addition to the laterite. A comparative analysis was conducted using parameters obtained from laboratory tests like Marshall design, stripping test, wheel tracking test, indirect tensile strength, resilient modulus, and fatigue life. An innovative process was developed to clean the laterite by water washing. Residuals from the process were tested regarding its possible use as a material for pavement base or subbase. Finally, a mechanistic analysis was performed, using ELSYM 5 software. Results indicate a good performance to the hot-mixes and the one with gilsonite modified binder presented the best performance.

Este trabalho apresenta os resultados alcançados em uma pesquisa experimental que objetivou estudar misturas asfálticas com módulos de resiliência elevados (EME), para emprego em camadas estruturais de pavimentos. As misturas EME são solução muito utilizada para pavimentos com elevado volume de tráfego, especialmente na França, por serem muito resistentes às deformações permanentes apresentando bom comportamento à fadiga. Foram caracterizados os ligantes asfálticos utilizados e as misturas projetadas. Para caracterização e verificação de desempenho, realizaram-se os ensaios da Metodologia Marshall, ensaios de resistência à tração, módulo de resiliência à compressão diâmetral, fadiga à tensão controlada, resistência ao dano por umidade induzida (Método Lottman Modificado), perda de massa por desgaste (Cântabro) e deformação permanente (creep dinâmico e simulador tipo LCPC). As misturas asfálticas projetadas apresentaram melhor desempenho mecânico em comparação com uma mistura de comparação formulada com ligante convencional (CAP 50/70). Foi construída uma pista experimental com o objetivo de verificar aspectos executivos e monitorar o desempenho da estrutura submetida a ensaios acelerados. Os danos causados pelas solicitações impostas pelo simulador de tráfego UFRGS-DAER/RS foram monitorados através de medidas de deflexões e afundamentos nas trilhas de roda e da inspeção visual para verificar a ocorrência de trincamento superficial. O carregamento aplicado superou os 200 mil ciclos, com cargas de eixo de 100 e 120 kN. O ATR médio observado no final do experimento totalizou 6 mm. Não foi observado trincamento na superfície do pavimento. A partir dos resultados obtidos é possível concluir que o emprego de misturas asfálticas de módulo elevado em camadas estruturais de pavimentos permitirá a construção de estruturas de melhor qualidade técnica, podendo contribuir para o aumento da vida útil das rodovias. / This work presents an experimental study that searched to study high modulus asphalt mixtures (EME) for structural layers of pavements. The EME is a well-known solution for high volume roads, especially in France, presenting better results in terms of rutting and fatigue cracking than conventional mixtures. Asphalt binders and designed mixtures were characterized. To evaluate the laboratorial mixes performance, Marshall Methodology, tensile strength, resilient modulus, fatigue (controlled stress mode), stripping (Modified Lottman test), weight loss (Cantabro Methodology) and permanent deformation (dynamic creep and LCPC simulator) were carried out. The results showed that the EME mixtures present better mechanical behavior than conventional asphalt mixture. An experimental section was built to verify the construction features and to monitor the progressive degradation produced by a linear traffic simulator. For the accompaniment of the degradation were monitored the pavement deflections, rutting and cracking. 200.000 load cycles were applied with axle loads of 100 and 120 kN.The rut depth in the end of experiment totalized 6 mm. Fatigue cracking was not observed in the pavement surface. The study results show that the use of EME mixtures in structural layers of pavements will allow the construction of structures with remarkably good technical quality, contributing to increase pavement life.