O conhecimento do módulo de resiliência (MR) é fundamental ao se projetar um pavimento, pois ele é necessário para o cálculo de tensões, deformações e deflexões nas suas camadas e subleito, bem como, a análise do desempenho do sistema. Embora ensaios de campo possam ser empregados para se determinar o MR, a grande maioria das pesquisas nesse sentido são desenvolvidas em laboratório, onde é possível um maior controle das condições da amostra, da aplicação de carregamento e medida dos deslocamentos. Porém, pela complexidade e alto custo dos ensaios de laboratório, há a necessidade de pesquisas que disponibilizem expressões que permitam estimar o MR a partir de resultados de ensaios mais simples que o triaxial cíclico e usuais na pavimentação. Nesta pesquisa, foram realizados ensaios triaxiais cíclicos para a determinação do MR de três solos empregados em rodovias de Campo Grande - MS. A partir dos resultados dos ensaios triaxiais cíclicos, verificou-se o desempenho dos modelos mais comumente empregados para se representar a variação do módulo de resiliência em função do estado de tensão. Foram propostas e analisadas expressões matemáticas entre o MR obtido a partir dos ensaios triaxiais cíclicos e o módulo tangente inicial proveniente de ensaios de compressão simples, sob diversos níveis de tensão. Finalmente, analisou-se a existência de relações que englobem, além dos solos estudados nesta pesquisa, os solos estudados anteriormente em outras pesquisas desenvolvidas na EESC-USP. Os resultados mostram que este tipo de associação é promissora, mas exige-se que o universo de solos estudados seja ampliado para que se estabeleça uma inferência decisiva. / The resilient modulus knowledge (MR) is fundamental for pavement design, once it is necessary for stresses, strains and deflections calculus in its layers and subgrade, as well as, the analysis of system performance. Although field tests may be used to determine the dynamic behavior of soils, most of researchers favor laboratory tests, based on the fact that such tests are less constrained because of their carefully controlled conditions. Because laboratory procedures are considered complex and highly expensive, it is desirable to establish relationships among MR and other index properties that are relatively simple and usual in pavement construction. In this research, cyclic triaxial tests were performed to determine MR of three soils used in Campo Grande-MS roads. The performance of the models most commonly adopted to represent resilient modulus as a function of state of stress were verified. A mathematical expression among MR, obtained from the cyclic triaxial tests, and the initial tangent modulus, obtained from unconfined compression strength tests, were developed considering different states of stress. Finally, were analyzed the existence of relationships among soils studied in this research, and soils used in previous studies developed at EESC-USP. Results show that this type of empirical correlation presents a satisfactory results, however incisive conclusions cannot be taken without a large number and variety of soils.

O módulo de resiliência é uma propriedade mecânica dos solos indispensável para análise estrutural de pavimentos em termos de tensão e deformação. O principal ensaio laboratorial para estimativa do módulo de resiliência dos solos é o ensaio triaxial cíclico no qual existe um maior controle das condições da amostra, dos carregamentos aplicados e dos deslocamentos medidos. A utilização de relações para obtenção do módulo de resiliência a partir de propriedades do solo obtidas de ensaios mais simples e rotineiros é permitida pelo procedimento NCHRP 1-37A (2004) e pode ser muito útil para fase de anteprojeto de implantação de rodovias, pois permite uma avaliação rápida do módulo de resiliência dos solos de jazidas e subleitos, localizados ao longo das diversas alternativas de traçados a serem analisadas. No entanto, as relações existentes ou são restritivas, por não considerarem os solos das regiões tropicais de comportamento laterítico e não laterítico da classificação MCT (Miniatura Compactado Tropical), ou são de baixa eficiência. Considerando-se o sucesso que as redes neurais artificiais (RNAs) têm apresentado no campo da engenharia em estabelecer relações entre variáveis explicativas e variáveis resposta, neste trabalho foram desenvolvidas RNAs para relacionar o módulo de resiliência com as propriedades do solo, tanto para solos grossos compactados na energia modificada como para solos compactados na energia normal. O banco de dados utilizado no trabalho baseou-se nos resultados de ensaios de setenta e seis amostras de solos coletadas no interior do Estado de São Paulo. Finalmente, verificou-se que as RNAs podem prever, com alta eficiência, o módulo de resiliência dos solos tropicais de comportamento laterítico e não laterítico a partir de propriedades do solo tais como: composição granulométrica, LL, IP, umidade ótima e resultados do ensaio de compressão simples. / The resilient modulus is an essential mechanical property for stress-strain analysis of pavements. The main test to evaluate resilient modulus of soils is cyclic triaxial test which there is a better control not only of samples but also of loads and displacements. Nowadays, the utilization of relationships to obtain resilient modulus from soils properties, from routine simple tests, is allowed by procedure NCHRP 1-37A, and that can be useful in initial design in construction of roads, as the resilient modulus of material pits and subgrades, places along several alternative traces of design, can be evaluated very fast by relationships. However, the existing relationships are restrictive, because they do not consider tropical soils of lateritic and non-lateritic behavior from MCT (Miniatura Compactado Tropical) classification and they have low performance. Artificial neural networks (ANNs) have shown high success to establish relationships from answering variables and explicative variables, so in this work was developed ANNs to establish relationships from resilient modulus and soil properties, not only for sandy soils in Proctor\'s modified compaction energy but also for soils in Proctor\'s standard compaction energy. The data base used in this work was laboratory test results from seventy-six soils which were collected in interior of Sao Paulo state. Finally, for tropical soils of lateritic and non-lateritic behavior, it was verified that ANNs can forecast, with high performance, resilient modulus from soil properties just as: grain size composition, liquid limit (LL), plasticity index (PI), optimum moisture content and results of simple strength compressive test.

A presente pesquisa objetiva contribuir para a implantação de Sistemas de Gerência de Pavimentos Aeroportuários (SGPA), tendo por base um estudo de caso desenvolvido no Aeroporto Estadual de Araraquara-SP Bartolomeu de Gusmão. Foi criado um banco de dados informatizado, através do FAA PAVEAIR, programa computacional de gerência de pavimentos aeroportuários disponibilizado pelo FAA (Federal Aviation Administration), que permitiu o armazenamento de toda informação inerente aos pavimentos do complexo aeroportuário e a determinação, com base no método PCI (Pavement Condition Index), da condição atual da pista de pousos e decolagens, da pista de rolagem e do pátio de aeronaves. Os resultados mostraram que o aeroporto de Araraquara apresenta condição regular de operação, indicada por um PCI médio de 67, e que os principais defeitos encontrados foram desagregação das partículas da mistura asfáltica, trincas transversais e, principalmente, trincas longitudinais. Por conseguinte, foram planejadas intervenções de manutenção e reabilitação, de modo a evitar situações que levassem ao comprometimento geral da condição dos pavimentos e, por consequência, a um aumento significativo dos custos de conservação. A melhor estratégia, se aplicada ao longo dos vinte anos de período de projeto, resultaria em um valor de PCI médio igual a 77, correspondente a boas condições de operação. Dessa forma, o estudo de caso desenvolvido contribuiu, com um exemplo completo, para a implantação de um SGPA em nível de rede e, mais ainda, para o desenvolvimento de um SGPA integral para a rede de aeroportos de administrações aeroportuárias de pequeno, médio e grande portes no Brasil, o que deve ser precedido pela elaboração de legislação específica que exija a aplicação efetiva de técnicas de manutenção que prolonguem a vida útil dos pavimentos, especialmente devido ao aumento da demanda por transporte aéreo e à necessidade de modernas e potentes aeronaves, que requerem, cada vez mais, melhores condições funcionais e estruturais das pistas de pousos e decolagens e dos pátios de aeronaves dos aeroportos. / This research aims to contribute to the implementation of Airport Pavements Management Systems (SGPA), based on a case study developed at the Araraquara State Airport Bartolomeu de Gusmao, in the State of Sao Paulo, Brazil. A computerized database was created, using the FAA PAVEAIR, an airport pavement management computer program provided by the FAA (Federal Aviation Administration), which allowed the storage all information inherent to the airport complex facilities and determining, based on the method of PCI (Pavement Condition Index), the current condition of the runway, taxiway and apron. The results showed that the airport presents regular operating condition, indicated by an average PCI of 67, and that the main defects found were raveling, transverse cracks and mainly longitudinal cracks. Therefore, maintenance and rehabilitation operations are planned so as to avoid situations that could lead to impairment of the general condition of the pavement and, consequently, a significant increase of maintenance costs. The best strategy, if applied over the twenty-year project period, would result in average PCI value of 77, corresponding to good operating condition. Thus, the case study developed contributed with a complete example, for the implementation of a SGPA network-level and even more so for the development of a comprehensive SGPA to the airport network of administrations of small, medium and large airports in Brazil, which should be preceded by the enactment of specific legislation that requires the effective application of maintenance techniques that prolong the life of pavements, especially due to increased demand for air transport and the need for modern and powerful aircraft, requiring increasingly, better functional and structural conditions of runways and aprons.

A crescente preocupação ambiental e a atual crise energética fazem com que indústrias, de um modo geral, intensifiquem esforços para maximização de processos de produção e reutilização de subprodutos gerados. Na siderurgia a produção do aço é realizada por meio da extração do minério de ferro adicionando-se fundentes, gerando como subproduto uma ganga em forma de escória de alto forno. Na presente pesquisa foram compostas misturas de concreto compactado com rolo CCR visando o emprego como base de pavimentos, utilizando três diferentes materiais de granulometria miúda: areia natural, areia industrial e escória granulada de alto forno (com dimensão máxima de 4,8 mm) nas quantidades de 50 % e 100 %; para fins de análise da influência destas diferentes areias foram confeccionados corpos de prova cilíndricos e prismáticos moldados na umidade ótima e no ramo seco da curva de compactação. Foram investigados parâmetros referentes à umidade de compactação, massa específica, resistências à tração indireta e à tração na flexão, módulos de elasticidade por pulso ultrassônico, além de módulos de elasticidade estáticos obtidos a partir de curvas tensão-deformação e por analogia de Möhr (medida de flecha em vigotas em flexão). Visando avaliar a aplicabilidade dos CCR estudados, em especial aquele com escória, foi utilizado o programa computacional MnLayer (para análise de tensões em pavimentos asfálticos) empregando camada de base rígida em CCR para estruturas de pavimentos sujeitos à ação de cargas do tráfego de veículos rodoviários, portuários e aeroportuários, observando a influência dos três tipos de agregados miúdos no nível de tensões da camada cimentada, o que depende em grande parte do módulo de elasticidade da camada de base. Observou-se queda nas resistências dos CCR quando da incorporação de 50 % ou 100 % de escória granulada; por outro lado, essas misturas apresentaram ganhos de resistência em idades mais avançadas em comparação a misturas que empregaram areias natural ou industrial. O módulo de elasticidade dos CCR, com a presença da escória, parcial ou total como fração areia, em geral decresceu à exceção de seu emprego em conjunto com areia natural. As misturas com escória granulada, do ponto de vista de análise mecanicista, resultaram em exigências de maiores espessuras do material, o que não pode fazer tal mistura economicamente viável em qualquer situação, para os casos de misturas com 100 % de escória granulada de alto forno e com fração mista de areia natural e escória. / The increasing environmental concerns as well as energy sources shortage leads industry to consider both optimization of production processes and sustainable use and disposal of its by-pass products. In siderurgical steel manufactures the most common by-pass product is the blast furnace slag with emphasis to its granulated shape. This study considered the evaluation of rolled compacted concretes (RCC) mixtures containing natural or industrial sands as well as such slags at 50% and 100% (with maximum diameter of 4.8 mm) as candidates for pavement base layers. The analysis considered laboratory compaction tests in order to verify the influence of such sands on concrete physical parameters as bulk density and optimum moisture content. Evaluation of mechanical parameters as indirect tensile strength, flexural strength, ultrasonic modulus of elasticity and static modulus of elasticity were carried out as part of the study. Through mechanistic analysis using the elastic layered theory-based computational program MnLayer it was possible to verify implications of each RCC mixture design on pavement thickness and tensile stresses in cemented base layers, in consideration of highway, harbor and airport vehicles. Loss of resistance was verified for RCC mixtures at 50% and 100% slag sand; on the other hand such mixtures have improved its strengths at advanced ages (180 days) compared to the other sands. The modulus of elasticity also decreased for mixtures containing slag sands with exception to the blend of natural and slag sand. Under the mechanistic stand point slag sand mixtures requires thicker base layers in pavements that could lead, depending on several factors, to less cost-effective results in the case of 100% slag sands mixtures and blend (50%-50%) natural and slag sands mixtures.

För att permeabel asfalt skall vara ett bra sätt att ta hand om dagvatten i en stad med allt fler hårdgjorda ytor är det viktigt att den långsiktigt kan infiltrera dagvatten. Då det inte går att undvika att permeabel asfalt utsätts för små partiklar finns det en risk för att den skall sätta igen och förlora sin förmåga att infiltrera dagvatten. Som en skötselåtgärd för att förhindra att den sätter igen kan rengöring med högtryckstvätt och vakuumsugning göras. I detta examensarbete undersöktes det vilken effekt rengöring med högtryckstvätt och vakuumsugning har på permeabel asfalts infiltrationskapacitet. Vidare undersöktes även vilken typ av uppbyggnad av den permeabla asfalten som var mest lämplig för en effektiv infiltration. Litteraturstudie och intervjuer om permeabel asfalt samt infiltrationsförsök har utförts. För att uppbyggnaden av permeabel asfalt hydrologiskt sett skall fungera på ett bra sätt framkom det, i litteraturstudier och intervjuer, att det är viktigt att alla lager i uppbyggnaden verkligen är permeabla och att uppbyggnaden bör anpassas efter rådande förhållanden på anläggningsplatsen. Förhållanden som till exempel bör tas hänsyn till är underliggande jordart och närheten till grundvattenyta. I litteraturstudier och intervjuer framkom det att regelbunden skötsel av den permeabla asfalten är mycket viktig för dess långtidsfunktion att kunna infiltrera dagvatten. Infiltrationsförsöken skedde på två platser med permeabel asfalt i Uppsala; på en parkering vid ett köpcentrum i Gnista och på en lokalgata i Gränby backe. Infiltrationskapaciteten uppmättes innan och efter rengöring med högtryckstvätt och vakuumsugning på den permeabla asfalten. Vid Gnista kunde ingen infiltration uppmätas varken före eller efter rengöring. I Gränby backe ökade infiltrationskapaciteten från 0,47–0,71 mm/min till 1,24–12,23 mm/min efter rengöring. Denna infiltrationskapacitet visar på att den permeabla asfalten i Gränby backe kunde infiltrera dimensionerade regn med allt från 7 års återkomsttid till över 1000 års återkomsttid och med 10 minuters varaktighet. Det framkom i litteraturstudien att högtryckstvätt och vakuumsugning i olika studier har haft en positiv effekt på att upprätthålla och till viss del återskapa infiltrationskapaciteten hos permeabel asfalt. Vid infiltrationsförsöken i detta examensarbete påvisades även en positiv effekt, till viss del, av denna rengöringsmetod på infiltrationskapaciteten. Utifrån detta skulle rengöring med högtryckstvätt och vakuumsugning kunna rekommenderas som skötselmetod på permeabel asfalt.  Resultaten i Gnista skiljde sig från de i Gränby backe då det i Gnista varken före eller efter rengöring fanns någon infiltrationskapacitet. Det skiljer sig endast ett år i ålder mellan de båda försöksplatserna, de har skötts på liknande sätt sedan anläggning och litteratur visar på att rengöring med högtryckstvätt och vakuumsugning skall ha en effekt på infiltrationskapaciteten. Detta kan tyda på att bristen på infiltrationsförmåga i Gnista kan bero på något annat än igensättning av den permeabla asfalten. / It is important that permeable asphalt is able to infiltrate storm water in the long-term for it to be a viable alternative for handling storm water. Permeable asphalt will always, in some way, be exposed to fine particles and therefore there is a risk that clogging will occur and that the permeable asphalt will lose its ability to infiltrate storm water. As a mean of maintenance cleaning with high pressure washing and vacuum cleaning can be done to prevent clogging. In this master thesis the effect of high pressure washing and vacuum cleaning on the infiltration capacity of permeable asphalt was examined.  Also, the most suitable type of substructure for effective infiltration was examined. A literature study and interviews were conducted in combination with infiltration experiments on two locations with permeable asphalt in Uppsala. Literature studies and interviews state that for the substructure to be hydrologically well functioning it is important that every layer in the substructure really is permeable. The substructure should also be adapted to the conditions at the site where it is built. For example, conditions to take into consideration are soil type and highest level of groundwater. All through literature and interviews regular maintenance is said to be very important for the long-term functioning and infiltration of permeable asphalt. The infiltration experiments were conducted at a parking lot at a shopping center in Gnista and a small local street in Gränby backe. The infiltration capacity of the permeable asphalt was measured before and after maintenance with high pressure washing and vacuum suction. No infiltration capacity could be measured before or after maintenance at Gnista. In Gränby backe the infiltration capacity was 0,47-0,71 mm/min before maintenance and 1,24-12,23 mm/min after. According to this infiltration capacity the permeable asphalt in Gränby backe can infiltrate design rains with return periods of 7 years to over 1000 years and with a duration of 10 minutes. In research, high pressure washing, and vacuum suction were found to be able to maintain, and in some cases restore, infiltration capacity. In this master thesis’ infiltration experiments a positive effect on infiltration capacity by cleaning with high pressure washing and vacuum suction was partially found. According to this high pressure washing and vacuum suction can be recommended as a maintenance method on permeable pavement. The results from the two experiment sites stood apart from each other as Gnista had no infiltration capacity neither before nor after cleaning. In age, the two sites only differ by one year, and since they were built they have received similar maintenance and literature shows that high pressure washing and vacuums suction have an effect on infiltration capacity. This might indicate that the lack of infiltration capacity at Gnista might be due to something else than clogging.

Le remplacement des couches supérieures des chaussées bitumineuses par des couches à module plus élevé est une technique courante pour augmenter leur durée de vie et intéressante pour les adapter à de nouveaux usages. Parmi les solutions de matériaux existantes, le béton de ciment (cas ponctuel de l’urbain) ou plus communément les enrobés bitumineux renforcés par grilles sont utilisés. Savoir dimensionner ces structures multicouches complexes et s’assurer d’un bon collage de leurs couches entre elles restent actuellement deux défis majeurs. L’objectif de cette thèse est de caractériser le collage des interfaces enrobés / grille en fibre de verre à partir d’échantillons prélevés sur site réel. Un essai de rupture en mode I, dit essai de fendage par coin (WST) est choisi. La géométrie des éprouvettes est adaptée pour tester la rupture d’interfaces de tels matériaux assemblés sur une surface suffisamment importante pour comporter au moins 3x3 mailles. La technique de corrélation d’images numériques est utilisée pour suivre le décollement et sa propagation. Les essais sont réalisés en statique à vitesse constante de déplacement à l’air ambiant ou sous eau à température contrôlée. L’étude du décollement d’interfaces très résistantes à l’initiation montre la cohérence, simplicité et validité des résultats d’essais WST par rapport à ceux obtenus précédemment en laboratoire (statique, fatigue) et accéléré in situ. Les nombreux tests et différentes analyses des essais WST appliqués aux matériaux du projet ANR SolDuGri permettent de différentier de façon prometteuse la caractérisation du collage des grilles testées. Ils montrent l’intérêt de disposer d’un tel essai de laboratoire. / Replacing the damaged bituminous pavement top-layers by ones with higher modulus is a common technique to extend their service life and an interesting solution to adapt roads to new uses. Among the various existing alternatives, the cement concrete (punctual case of the urban) or the most commonly one which is the reinforcement of bituminous pavement with glass fiber grid are used. Designing those complex multilayer structures and ensuring a good bonding between their layers are currently two major challenges. The objective of this thesis is to characterize the bond at the interface between asphalt layers and glass fiber grid using specimens extracted from actual field pavement. The fracture mode I test, named the Wedge Splitting Test (WST), is chosen. The geometry of the specimens is adapted in order to study the interfacial fracture behaviour of such materials assembled in a surface large enough to obtain a minimum of 3x3 meshes of the tested grids. Digital Image Correlation technique is used to monitor the debonding and its propagation. Tests are conducted under static condition with a constant imposed displacement rate at ambient air or underwater and controlled temperatures. The study of the debonding of interfaces with high resistance for the initiation shows the coherence, the simplicity and the validity of the WST results compared to those obtained previously in laboratory (static, fatigue) andin situ accelerated test. Applied to several materials of the ANR SolDuGri project, the numerous tests and various analyses of the WST allow differentiating with a promising way the bond characterization of the tested grids. They show the benefit of such a laboratory test.

Este trabalho investiga um procedimento para retroanálise utilizando Redes Neurais Artificiais (RNAs). Nesta pesquisa foram utilizadas 35.472 bacias de deflexões hipotéticas, criadas pelo programa ELSYM5. A base de dados de treinamento das RNAs consistiu dessas bacias de deflexão e dos módulos e espessuras que as geraram. A camada de entrada das RNAs foi compostas da(s) espessura(s) da(s) camada(s) do pavimento, da bacia de deflexão (na simulação com a viga Benkelman, além desses parâmetros, incluiu-se o raio de curvatura (R)) e a camada de saída foi composta pelos módulos resilientes das camadas do pavimento. Esses dados serviram de entrada para o processo de aprendizagem, utilizando-se o simulador EasyNN 3.2, que se baseia em redes Multilayer Perceptron e no algoritmo de treinamento Backpropagation. Para o procedimento de retroanálise proposto foram implementadas seis RNAs: duas simulando o procedimento para pavimento de duas camadas (uma simulando o ensaio da viga Benkelman e a outra a do Falling Weight Deflectometer), duas para pavimento de três camadas (simulação com os mesmos aparelhos) e duas para pavimento de quatro camadas (simulando os ensaios descritos anteriormente). Mediante as regressões lineares entre os módulos reais (ELSYM5) e os previstos pela RNA, obtiveram-se coeficientes de determinação (R2) e erros médios relativos (EMR). Estes parâmetros demonstraram uma boa correlação linear entre os módulos reais (ELSYM5) e os previstos (RNA). Com os resultados obtidos, conclui-se que as RNAs são ferramentas potentes para serem utilizadas como procedimento de retroanálise para pavimentos flexíveis de duas, três e quatro camadas. / This paper investigates a backcalculation procedure using Artificial Neural Networks (ANNs). In the research 35,472 hypothetical deflection basins were used, created by the program ELSYM5. The ANNs training database consisted of these basins, and of the moduli and thickness used to generate them. The input layer of these ANNs was composed by thickness(es) of the pavement layer(s), the deflection basin (in the simulation with the Benkelman beam, beyond of those parameters, the curvature radius included (R)) and the output layer was composed by the resilient moduli of the layers of the pavement. Those data were used as output for the learning process, using the easyNN 3.2 simulator, which is based on Multilayer Perceptron and in the training algorithm Backpropagation. For the backcalculation procedure proposed six ANNs they were implemented: two simulating the procedure for pavement of two layers (a simulating the testing of the Benkelman beam and the other the one of Falling Weight Deflectometer), two for pavement of three layers (simulation with the same equipments) and two for pavement of for layers (simulating the testing described previously). The values founds throught linear regression between the real moduli (ELSYM5) and the predicted of ones for ANN, were obtained determination coefficients (R2) and relative average errors (EMR). These parameters demonstrated a good linear correlation between the real moduli (ELSYM5) and the predicted of ones (ANN). The conclusion .is that ANNs are potent tools for they be used in backcalculation procedures flexible pavements of two, three and four layers.

Rubber asphalt has been used in Brazil as early as 2001. Among the fabrication processes of rubber asphalt, the most widely used in Brazil is the terminal blend. However, the use of field-blended rubber asphalt has been around in the United States for decades, especially in the state of Arizona. This process results in a highly viscous material with enhanced engineering properties, but requires specific equipment that is typically installed at the job site, or close to the supplying asphalt plant. Thus, keeping in mind the possible technological advantages of using a field blended rubber asphalt mixture and the lack of information regarding this technique in Brazil, there is a necessity to develop studies to assess the performance of this type of material in our environmental conditions and axle loading configurations. Therefore, a laboratory study was conducted to determine the rheological properties of a field-blended rubber asphalt and compare them to those of typical binders used in Brazil (an AC 30/45 penetration grade and a binder modified with SBS, an elastomeric polymer). Binder permanent deformation was determined using the Multiple Stress Creep and Recovery (MSCR) test, whereas binder fatigue behavior was determined using the Time Sweep and Linear Amplitude Sweep (LAS) tests. Subsequently, the permanent deformation and fatigue behavior of a gap-graded mixture using the field-blended rubber asphalt were assessed in the laboratory and in the field. The permanent deformation of the mixture was determined in the laboratory using the LCPC wheel track test, whereas the fatigue behavior was determined using the four point bending flexural test. A test section was built after the rehabilitation job of highway RJ-122, where a field-blended rubber asphalt mixture was first used in the country. The mixture performance was studied in situ through accelerated pavement tests using a full scale, large mobile traffic simulator. The results were used to model the performance of the structure with the rubber asphalt mixture by means of the Highway Development and Management Model (HDM-4) cracking and permanent deformation models, calibrated to local conditions. Accelerated pavement tests were validated through periodic pavement monitoring campaigns conducted for four years in a test section in Highway RJ-122. The field-blended rubber asphalt showed a good performance in terms of permanent deformation and fatigue determined in the laboratory at the binder and mixture levels, which confirms what was verified in the field. / No Brasil, o asfalto-borracha vem sendo utilizado desde meados de 2001. Dentre os processos de fabricação do asfalto-borracha, o mais utilizado no Brasil é o asfalto-borracha estocável ou terminal blend. Contudo, o asfalto-borracha do tipo não estocável (field blend) vem sendo bastante difundido nos Estados Unidos há décadas, principalmente no estado do Arizona. Este processo resulta em um asfalto-borracha de alta viscosidade, com alto desempenho, porém requer um equipamento de fabricação de asfalto-borracha específico, instalado no canteiro de obras, ou muito próximo à usina de asfaltos fornecedora da obra. Tendo em vista as possíveis vantagens tecnológicas do asfalto-borracha field blend e o conhecimento ainda pequeno sobre esta técnica no Brasil, há a necessidade de desenvolver estudos para a avaliação deste tipo de material frente às condições climáticas e de solicitação pelas cargas viárias em nosso país. Para tanto, foi realizado um estudo em laboratório para verificar as propriedades reológicas de um asfalto-borracha field blend e compará-las com as características de ligantes típicos empregados no Brasil (um CAP 30-45 e um ligante modificado por polímero elastomérico do tipo SBS). Elegeu-se o Multiple Stress Creep and Recovery (MSCR) para verificar a deformação permanente e o Time Sweep e Linear Amplitude Sweep (LAS) para verificar o comportamento na fadiga dos ligantes. Na sequência, determinou-se a deformação permanente e o comportamento à fadiga de uma mistura asfáltica descontínua (gap-graded) empregando o asfalto-borracha field blend em laboratório e no campo. A deformação permanente da mistura foi verificada por meio do simulador de tráfego LCPC, enquanto a vida de fadiga foi determinada utilizando o ensaio de flexão em viga (4 pontos). Por fim, foi construída uma seção teste após a conclusão da obra de restauração dos pavimentos da rodovia RJ-122, local onde se elegeu a utilização desta tecnologia pela primeira vez no país. O desempenho da mistura foi estudado in loco com o emprego de ensaios acelerados do pavimento utilizando-se o simulador de tráfego linear móvel em tamanho real. Os resultados obtidos foram utilizados para modelar o desempenho da estrutura com o revestimento asfáltico constituído pela mistura com o asfalto-borracha por meio dos modelos de trincamento e de deformação permanente do Highway Development and Management Model (HDM-4), podendo-se verificar o desempenho desta mistura calibrado para as condições locais. Os ensaios acelerados foram validados em campo por meio de campanhas de monitoramento periódicas realizadas ao longo de quatro anos na rodovia RJ-122. Pelos ensaios de laboratório no ligante e na mistura foi possível concluir que o asfalto-borracha field blend apresenta um bom desempenho quanto à deformação permanente e à fadiga, corroborando o que foi verificado no campo.

Este trabalho parte de um acervo pré-existente de provas de carga em placa (segundo os procedimentos ABNT-NBR-6489 e ASTM-D-1196) em solos da Formação Guabirotuba, importante unidade geológica da região metropolitana de Curitiba. O objetivo do trabalho é favorecer o entendimento destes solos no que diz respeito à sua competência como subleito para pavimentos industriais rígidos. É realizada uma revisão sobre modelos de fundação de pavimento, aspectos geológicos e geotécnicos da Formação Guabirotuba, e métodos de determinação do coeficiente de recalque. A análise baseia-se no coeficiente de recalque \"k\" obtido em trinta e duas provas de carga em placa e utiliza uma classificação prática dos solos, quanto ao seu nível de intemperismo: argilas cinzas \"inalteradas\", argilas vermelhas \"laterizadas\" e argilas variegadas \"intemperizadas\", as quais mostram valores decrescentes de coeficiente de recalque, nessa ordem. Notou-se que algumas correlações existentes na literatura permitiram obter razoáveis previsões do coeficiente de recalque, como aquelas baseadas em valores de SPT e de CBR. Os valores de coeficiente de recalque medidos para estes solos mostram-se superiores àqueles sugeridos por tabelas práticas. Devido à variabilidade de resultados encontrada e à influência do subleito no desempenho final do sistema de fundação, fica evidenciada a importância da realização de provas de carga em placa para obtenção dos parâmetros de dimensionamento de pavimentos industriais rígidos. / The present work employs a data base of plate load tests (performed according the ABNT-NBR-6489 and ASTM-D-1196 procedures) in soils of the Guabirotuba Formation, important geological unit of Curitiba metropolitan region. The purpose of the work is the improving of the knowledge of these soils related to their behavior as subgrade for rigid industrial pavements. It is provided a revision about pavements foundation models, geological and geotechnical aspects of the Guabirotuba Formation and methods of the determination of the modulus of subgrade reaction. The analysis is based on the modulus of subgrade reaction \"k\" from 32 plate loading tests and uses a practical classification of the soils, according to their weathering level: intact gray clays, lateritic red clays and weathered variagate clays that showed a derease of the modulus in this order. Some correlations were found to predict fair values of \"k\", such as those based on SPT and on DCP. It was also noticed that the values of the modulus of subgrade reaction obtained are higher than the usual recommendations of the literature. The variability and the influence of the subgrade in the final performance of the pavaments make evident the importance of the plate load tests for obtaining reliable design parameters.

Made available in DSpace on 2016-12-23T14:05:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Raposo Carlos O L (dissertacao).pdf: 2138408 bytes, checksum: 92598a211c5acd54e932935165f2df18 (MD5) Previous issue date: 2005-11-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The steel slag or BOF (Basic Oxygen Furnace) slag is a by-product generated in integrated steel plants. The use of this material in bases and sub-bases of pavements may present technical, economical and environmental advantages compared to natural aggregates. However, problems, like the expansibility and the deficiency of technical criteria for its acceptance, limit the use of steel slags in pavements. The expansibility of steel slags is mainly generated by hydration of free calcium and magnesium oxides (CaO and MgO). The purpose of this study is to evaluate compaction and expansibility of a steel slag using laboratory tests. And then contributing for definition of technical criteria of expansibility evaluation of this material for use in bases and sub-bases of pavements. The steel slag of this study is originated in a integrated steel plant located in Vitória, Espírito Santo, Brazil. In this work, the laboratory compaction tests were conducted using standard and modified effort, and for the expansibility tests three methods were used: PTM-130/78, JIS 5015/92 and ASTM D 4792/00. The compaction tests of the steel slag did not yield optimum water content, showing the same characteristic of granular materials. Statistical analysis of compaction tests did not show significant differences between two procedures (with and without reuse of material), between two efforts of compaction (standard and modified effort) and between two different samples (with and without treatment for expansion reduction). The statistical analysis of expansibility tests using method PTM-130/78 show that: The water content of compaction was not statistically significant in the expansion results; the influence of the temperature in the expansion results was statistically significant; and the influence of the effort of compaction in the expansion results was statistically significant. Also a technical criterion for acceptance of lots of steel slag is proposed here, using PTM- 130/78 test method. The criterion includes sampling procedure, a statistical significant methodology to calculate the minimum number of specimens and the maximum limit of 3% expansion using PTM-130/78 test method. / A escória de aciaria LD é um subproduto gerado durante o processo de fabricação do aço em siderúrgicas que utilizam conversores a oxigênio. A utilização desse material em bases e subbases de pavimentos pode ser vantajosa em termos técnico, econômico e ambiental, comparados a agregados convencionais. Porém, problemas como sua natureza expansiva e a deficiência de critérios técnicos para sua aceitação têm limitado a utilização das escórias de aciaria em pavimentação. A expansão das escórias de aciaria é provocada principalmente pela hidratação dos óxidos de cálcio e magnésio livres presentes nesse material. O objetivo desta dissertação é estudar experimentalmente a compactação e a expansão de uma escória de aciaria LD, e assim contribuir para a definição de critérios técnicos de avaliação da expansão desse material visando a sua utilização em bases e sub-bases de pavimentos. A escória de aciaria LD deste estudo é proveniente de uma siderúrgica da região metropolitana de Vitória, Espírito Santo. Neste trabalho, são apresentados ensaios laboratoriais de caracterização química, física e ambiental, ensaios de compactação com energias do Proctor normal e do Proctor modificado e ensaios de expansão. Os três métodos de ensaio de expansão utilizados foram os métodos: PTM-130/78, JIS A 5015/92 e ASTM D 4792/00. Os resultados dos ensaios de compactação demonstraram que as amostras de escória de aciaria LD estudadas não apresentaram umidade ótima de compactação definida, tendo um comportamento típico de solos e materiais granulares. Análises estatísticas realizadas nos resultados dos ensaios de compactação mostraram ausência de diferenças estatisticamente significantes entre os dois procedimentos utilizados (com e sem reuso de material), entre as duas energias de compactação utilizadas (Proctor normal e Proctor modificado) e entre as duas amostras utilizadas (com e sem tratamento de redução de expansão). As análises estatísticas dos resultados dos ensaios de expansão obtidos pelo método PTM-130/78, nas amostras de escória de aciaria estudadas, demonstraram que: a umidade de compactação não teve influência estatisticamente significante nos resultados de expansão; a influência da temperatura nos resultados de expansão foi altamente significativa; e a influência da energia de compactação nos resultados de expansão foi estatisticamente significante, sendo que a energia do Proctor modificado provocou menores valores de expansão em relação à energia do Proctor normal. Neste trabalho, também se propõe um critério técnico para aceitação dos lotes de escória de aciaria LD segundo o requisito expansão utilizando o método PTM-130/78. Esse critério engloba o procedimento de amostragem, uma metodologia estatisticamente significante para o cálculo do número mínimo de corpos-de-prova e o limite máximo de 3% de expansão determinada pelo método PTM-130/78.