<p> The behaviour of asphaltic concrete, granular base and subbase materials, and subgrade soils in repeated dynamic loading is best represented by their resilient moduli in rational flexible pavement designs. The recoverable, or resilient, strains in pavement structures due to repetitions of moving traffic loads can be predicted through the use of appropriate material parameters in analytical or numerical models of pavement response. It appears that the repeated-load triaxial test offers the most promising means of applying simulated field loading conditions to representative samples of flexible pavement components. This testing of laboratory or field prepared samples provides a good estimate of the material 1 s overall dynamic behaviour and the desired resilient modulus and Poisson's ratio for design analyses. The purpose of this research was to simulate field loading conditions for a range of typical Southern Ontario granular base and subbase materials by means of repeated-load, variable and constant confining pressure, triaxial tests using laboratory research equipment readily adaptable to regular design use. The pavement materials were characterized in a condition corresponding to optimum density and moisture content with repeated loadings representative of field stress conditions of 0.1 second pulse duration at a frequency of 20 cycles per minute. In addition to determining the resilient modulus and Poisson 1 s ratio for four basic conditions -unsaturated drained, unsaturated undrained, partially saturated drained, partially saturated undrained -the results were examined for significant trends. The characterization of typical base, subbase and subgrade materials for Southern Ontario, coupled with previous work on asphaltic concrete, allows the use of representative moduli for all flexible pavement components in Ontario pavement design systems such as OPAC. </p> / Thesis / Master of Engineering (ME)

Neste trabalho apresenta-se, primeiramente, um levantamento bibliográfico dos métodos atualmente empregados para a avaliação da capacidade dos concretos betuminosos de suportar deformações permanentes. No atual contexto tecnológico de nosso país verifica-se que os métodos de ensaio de trilha-de-roda e de fluência por compressão uniaxial estática parecem ser mais viáveis e consistentes para esse fim, do que o tradicional método do ensaio Marshall, que é o único que vem sendo correntemente utilizado no Brasil. Em programa experimental, foi estudada a influência da granulometria dos agregados nas deformações permanentes de seis misturas para concreto asfáltico, sendo três na faixa \"C\" e três na faixa \"B\" da norma NBR 12948 da ABNT (1993). Nesse estudo, as proporções de agregados graúdos e de filer mostraram significativos efeitos nos resultados obtidos. Outro objetivo dessa parte do programa foi comparar os resultados de dois métodos de ensaio simples - o método de ensaio Marshall e o método de ensaio à fluência por compressão uniaxial estática - tendo como referência os resultados de ensaios de trilha-de-roda, realizados em laboratório, com o equipamento simulador de tráfego do \"Laboratoire des Ponts et Chaussées\", da França. A influência da temperatura de um concreto asfáltico, na sua capacidade de resistir deformações permanentes, foi também estudada e quantificada através dos ensaios de trilha-de-roda. O efeito desse parâmetro mostrou-se tão expressivo que não se pode deixar de considerá-lo nos projetos de misturas para concreto asfáltico de pavimentação. Foi ainda examinada a viabilidade de serem usados corpos-de-prova, moldados pelo método Marshall, em ensaios de fluência por compressão uniaxial estática e essa possibilidade parece não ter se mostrado muito promissora. / This work firstly presents a bibliographic survey of the methods nowadays used to evaluate the potential of the bituminous concrete to resist permanent deformations. It is shown that, in the present Brazilian technological context, the laboratory wheel-track test and the static uniaxial compression creep test seem to be more feasible and consistent rather than the traditional Marshall test method, that is the unique method being currently used in Brazil. In experimental program, the influence of the aggregate gradations in the permanent deformations in six asphalt concrete mixtures, three in the range \"C\" and another three in the range \"B\" of the NBR 12948 of the ABNT (1993) was studied. In this study, the proportions of coarse aggregates and filler showed significant effects on test results. Another purpose of this part of the program was to compare the results of two simple test methods - the Marshall test method and the static uniaxial compression creep test method- using as a reference the results of laboratory tracking tests dane in the LPC wheel-tracking rutting tester developed by the \"Laboratoire des Ponts et Chaussées\", in France. The influence of the asphalt concrete temperature in the capacity to resist to permanent deformations, was studied and evaluated by tracking tests. The effect of this factor was so expressive that can\'t be neglected in the design of asphaltic concrete paving mixtures. The viability of using Marshall specimens in static creep tests was also investigated and it has not seemed to be very promising.

Neste trabalho apresenta-se, primeiramente, um levantamento bibliográfico dos métodos atualmente empregados para a avaliação da capacidade dos concretos betuminosos de suportar deformações permanentes. No atual contexto tecnológico de nosso país verifica-se que os métodos de ensaio de trilha-de-roda e de fluência por compressão uniaxial estática parecem ser mais viáveis e consistentes para esse fim, do que o tradicional método do ensaio Marshall, que é o único que vem sendo correntemente utilizado no Brasil. Em programa experimental, foi estudada a influência da granulometria dos agregados nas deformações permanentes de seis misturas para concreto asfáltico, sendo três na faixa \"C\" e três na faixa \"B\" da norma NBR 12948 da ABNT (1993). Nesse estudo, as proporções de agregados graúdos e de filer mostraram significativos efeitos nos resultados obtidos. Outro objetivo dessa parte do programa foi comparar os resultados de dois métodos de ensaio simples - o método de ensaio Marshall e o método de ensaio à fluência por compressão uniaxial estática - tendo como referência os resultados de ensaios de trilha-de-roda, realizados em laboratório, com o equipamento simulador de tráfego do \"Laboratoire des Ponts et Chaussées\", da França. A influência da temperatura de um concreto asfáltico, na sua capacidade de resistir deformações permanentes, foi também estudada e quantificada através dos ensaios de trilha-de-roda. O efeito desse parâmetro mostrou-se tão expressivo que não se pode deixar de considerá-lo nos projetos de misturas para concreto asfáltico de pavimentação. Foi ainda examinada a viabilidade de serem usados corpos-de-prova, moldados pelo método Marshall, em ensaios de fluência por compressão uniaxial estática e essa possibilidade parece não ter se mostrado muito promissora. / This work firstly presents a bibliographic survey of the methods nowadays used to evaluate the potential of the bituminous concrete to resist permanent deformations. It is shown that, in the present Brazilian technological context, the laboratory wheel-track test and the static uniaxial compression creep test seem to be more feasible and consistent rather than the traditional Marshall test method, that is the unique method being currently used in Brazil. In experimental program, the influence of the aggregate gradations in the permanent deformations in six asphalt concrete mixtures, three in the range \"C\" and another three in the range \"B\" of the NBR 12948 of the ABNT (1993) was studied. In this study, the proportions of coarse aggregates and filler showed significant effects on test results. Another purpose of this part of the program was to compare the results of two simple test methods - the Marshall test method and the static uniaxial compression creep test method- using as a reference the results of laboratory tracking tests dane in the LPC wheel-tracking rutting tester developed by the \"Laboratoire des Ponts et Chaussées\", in France. The influence of the asphalt concrete temperature in the capacity to resist to permanent deformations, was studied and evaluated by tracking tests. The effect of this factor was so expressive that can\'t be neglected in the design of asphaltic concrete paving mixtures. The viability of using Marshall specimens in static creep tests was also investigated and it has not seemed to be very promising.

Asphalt and Portland cement concrete constitutes a significant portion of the total infrastructure all over the world. It has been reported that much of this concrete infrastructure is now approaching or has already passed its original design life. Thus it is critical to be able to quantitatively assess the condition of these concrete components. In order to rehabilitate or repair the civil infrastructure, nondestructive evaluation (NDE) techniques have been of great interest for infrastructure management agencies. However concrete components present several specific NDE challenges that must be addressed. . Concrete naturally exhibits large scale heterogeneous microstructure with a great deal of local material property variability, For this reasons, many conventional NDE techniques that work well for steel and other homogeneous materials cannot be applied to concrete; concrete is unable to transmit high frequencies, as the heterogeneity of the concrete causes signals of smaller wavelengths or wavelengths equal to the nominal aggregate size to be scattered and severely attenuated. Nevertheless, progress has been made towards accurate and reliable in-place NDE of concrete structures and materials, for example impact echo, ultrasonic pulse velocity method, and the ultrasonic wave transmission method. However, the detection of smaller sized defects or remote defects that are located away from the testing location still pose problems. In addition, the large size and potential limited access conditions of civil structures raise additional challenges. To overcome the limitations of current NDE techniques for concrete, this research considers two different types of ultrasonic waves (coherent and incoherent wave) to quantitatively characterize and monitor defects in heterogeneous concrete materials. The global objective of this research is to determine the feasibility and applicability of using these ultrasonic waves as a global, rapid, reliable, and non-biased technique for the routine screening of defects or monitoring of concrete structures and materials. Three different problems are considered: 1) characterization of segregation in asphaltic concrete, 2) crack depth determination in pier cap of concrete bridge structure, and 3) monitoring of self-healing process in cement-based concrete.

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-07-31T12:34:48Z No. of bitstreams: 1 ALAN BARBOSA CAVALCANTI - DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2016.pdf: 10125551 bytes, checksum: 099fb54150be5eec5245e1eefd764544 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-31T12:34:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ALAN BARBOSA CAVALCANTI - DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2016.pdf: 10125551 bytes, checksum: 099fb54150be5eec5245e1eefd764544 (MD5) Previous issue date: 2013 / CNPq / A medida que a Tecnologia da Informação (TI) evolui, as organizações acompanham esse crescimento e fazem uso dessa ferramenta integrando-as aos seus insumos e serviços, a exemplo do uso de softwares que automatizam seus processos. Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de uma ferramenta computacional (Software) visando possibilitar uma análise sobre técnicas, materiais, critérios, normalizações, procedimentos, e resultados obtidos no projeto de Dosagem de Concretos Asfálticos pelo método SUPERPAVE. Para o desenvolvimento do programa SOFTPAVE foi utilizado o modelo de Prototipação visando fornecer aos usuários um aplicativo e uma interface com representação física dos principais aspectos do sistema de implementação da Dosagem. O SOFTPAVE consegue determinar, dentro dos critérios preconizados pelas as normas brasileiras e americanas, o teor de ligante ideal para as misturas asfálticas projetadas de forma que possam atender as exigências no que se refere às propriedades mecânicas, a serem obtidas em laboratórios, e que tenham um desempenho satisfatório em campo. / As the Technology of Information (TI) develops, the companies follow up the growth and make use of this tool integrating it with their inputs and services, as example, the use of softwares that automate their processes. The following paper had as objective the development of a computational tool (software) order to enable an analysis of techniques, materials, criteria, normalizations, procedures and results obtained with the project of Dosage of Asphaltic Concrete through the method SUPERPAVE. In the development of the software SOFTPAVE the model of Prototipation was used to give the users an application and an interface with physical representation of the major aspects of the implementation system of the Dosage. It is possible to conclude that the SOFTPAVE is able to determinate, within the criteria recommended by Brazilian and American standards, the ideal proportion of binding agent for the asphaltic mixtures, designed to meet the requirements regarding mechanical properties, to be developed in research labs, and that present successful results in field.

Submitted by Kamila Costa (kamilavasconceloscosta@gmail.com) on 2015-07-07T20:03:59Z No. of bitstreams: 1 Dissertação-Arlene M L da S Campos.pdf: 12841593 bytes, checksum: 766f22199d87a12389d7196014e3a81e (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-07-08T18:41:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação-Arlene M L da S Campos.pdf: 12841593 bytes, checksum: 766f22199d87a12389d7196014e3a81e (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-07-08T18:45:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação-Arlene M L da S Campos.pdf: 12841593 bytes, checksum: 766f22199d87a12389d7196014e3a81e (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-08T18:45:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação-Arlene M L da S Campos.pdf: 12841593 bytes, checksum: 766f22199d87a12389d7196014e3a81e (MD5) Previous issue date: 2008-08-19 / Não Informada / The Amazon Region presents high costs concerning pavement services, mainly because of its petro-material lack, that occurs with pebbles or river gravel which are distant from the consumption location. The frequently used coarse aggregate in this region is the river gravel, taken from the river bed, with an at least 450 km distance from the great consumption centers, resulting in a high transportation fee approaching 50% of its final product cost. Searching for an alternative and non-conventional material which could replace the river gravel or the pebble, the clay was studied due to its mineral abundance in the Amazon region. The utilized clay in this study is from floodplain areas located in the city of Manacapuru, in the State of Amazonas.The productive process adopted by the ceramic industry was reproduced in laboratory tests, in a manually and crafty, evidently. In order to accomplish the tests, a mill composed by 3 mobilesquare mouthpieces with dimensions of 12,7 mm, 9,5 mm and 4,8 mm was utilized. Part of the 4,8 mm fraction produced aggregate was triturated in order to obtain a 2,0 mm fraction. The produced aggregate were calcinated at 780º, 850ºC, 950ºC, 1050ºC and 1150ºC, and characterized according to the post-boiling loss of mass, absorption, specific mass, detritions by Los Angeles abrasion, bituminous alloy adhesiveness, chemical analysis, and mineralogical electronic microscopic sweeping. The calcinated aggregate at 850ºC, 950ºC, 1050ºC and 1150ºC were applied in asphaltic concrete, enframed in the C zone of DNIT. A comparative analysis between the conventional CBUQ (river gravel CBUQ) and the synthetic aggregate was made, which the analyzed parameters were stability, fluency, traction resistance by diametric compression and resilient modulus. The results portrayed that the resultant aggregate from the 780ºC calcinations showed itself more absorptive than the others. The confectioned CBUQ with the 850ºC calcinated aggregate, needed more alloy than the confectioned CBUQ’s with river gravel or other synthetic aggregates in different temperatures. Also, it was observed that the temperature increasing resulted in a real specific mass reduction of the aggregate, due to the existence of expansive elements in the specimen analyzed. The results also showed that all the mixtures confectioned with synthetic aggregate presented more stability compared to the conventional mixture, becoming technically viable for this region, the construction of asphaltic revetments with these aggregates. / A Região Amazônica apresenta altos custos nos serviços de pavimentação, principalmente pela carência de material pétreo, cujas ocorrências são pedra britada ou seixo rolado, distantes dos locais de consumo. O agregado graúdo freqüentemente usado nessa região é o seixo rolado, extraído do leito dos rios, distante não menos que 450 km dos grandes centros de consumo, fazendo com que os custos com transporte respondam por cerca de 50% do preço final do produto. Na busca de um material alternativo e não convencional que pudesse substituir o seixo ou a pedra britada, estudou-se a argila, considerada um recurso mineral abundante, sobretudo na Região Amazônica. A argila utilizada neste estudo provém de área de várzea, localizada no município de Manacapuru, estado do Amazonas. Buscou-se reproduzir, em laboratório, o processo produtivo adotado pela indústria cerâmica, evidentemente que de forma manual e bastante artesanal. Para tanto, utilizou-se um moinho, composto de três boquilhas quadradas e móveis, de dimensões de 12,7 mm, 9,5 mm e 4,8 mm. Parte do agregado produzido na fração de 4,8 mm foi triturado para obtenção da fração correspondente a 2,0 mm. Os agregados produzidos foram calcinados a 780 ºC, 850 ºC, 950 ºC, 1.050 ºC e 1150 ºC e caracterizados segundo perda de massa após fervura, absorção, massa específica, desgaste por abrasão Los Angeles, adesividade a ligante betuminoso, análise química, mineralógica e microscopia eletrônica de varredura. Os agregados calcinados a 850 ºC, 950 ºC, 1.050 ºC e 1150 ºC foram aplicados em concreto asfáltico e enquadrados na faixa C do DNIT. Foi feita uma análise comparativa entre o CBUQ convencional (com seixo) e com agregado sintético, cujos parâmetros analisados foram estabilidade, fluência, resistência à tração por compressão diametral e módulo de resiliência. Os resultados mostraram que o agregado resultante da calcinação a 780 ºC apresentou-se mais absorcivo que os demais. O CBUQ confeccionado com o agregado calcinado a 850 ºC necessitou de mais ligante que os CBUQs confeccionados com seixo ou agregados sintéticos em outras temperaturas. Foi observado que o incremento de temperatura provocou redução nas massas específicas reais dos agregados, em razão da existência de elementos expansivos na matériaprima analisada. Os resultados mostraram, também, que todas as misturas confeccionadas com agregado sintético apresentaram maiores estabilidades, comparadas à mistura convencional, tornando tecnicamente viável para essa região, a construção de revestimentos asfálticos com tais agregados.

No Brasil os pavimentos novos de rodovias e corredores de ônibus com tráfego pesado tem sido dimensionados empregando-se métodos empíricos e avaliados estruturalmente utilizando a análise mecanicista baseada na teoria da elasticidade. Nestes procedimentos as características de deformabilidade dos revestimentos de misturas asfálticas usualmente são consideradas fixas para uma determinada temperatura e uma velocidade de carregamento. Em campo, os pavimentos estão sujeitos a uma variedade de condições climáticas e operacionais diferentes daquelas preestabelecidas no dimensionamento. Considerando que os revestimentos asfálticos são constituídos de materiais visco-elásticos, dependentes das condições operacionais, o trabalho teve por objetivo, através de estudos paramétricos e utilizando modelos comportamentais constantes na bibliografia existente, verificar a influência da variação da temperatura e da velocidade dos veículos pesados no desempenho dos pavimentos dimensionados através dos procedimentos tradicionalmente adotados pelos principais órgãos rodoviários brasileiros. O trabalho verifica ainda, embasado na análise mecanicista, a adequabilidade estrutural das espessuras mínimas de revestimento asfáltico recomendadas pelos métodos empíricos para cada nível de solicitação do tráfego, em função de eventuais alterações nas condições climáticas e operacionais que possam ocorrer durante a vida útil do pavimento em campo. / In Brazil, the new highways pavements and bus lane with heavy traffics have been dimensioned by empirical methods and structurally evaluated using mechanistic elastic theory. In these procedures the characteristics of deformability of asphalt pavements courses are usually fixed to a specific temperature and loading speed. In the fields, the pavements are exposed to a variety of different climatic and operational conditions from those previous established. Considering that the asphalt layers are made from thermo-visco-elastic and depends on the operational conditions, the aim of this current study was to verify the influence of the temperature variation also the speed of heavy vehicles in the performance of pavements through procedures traditionally adopted by road agencies and parametric studies using behavioral models in existing literature. This academic work also notes, based on mechanistic criteria, structural adequacy of the asphaltic surface course minimum thickness recommended by empirical methods for each traffic demand, due to possible changes in climatic and operational conditions that may occur during the pavement area lifecycle.

No Brasil os pavimentos novos de rodovias e corredores de ônibus com tráfego pesado tem sido dimensionados empregando-se métodos empíricos e avaliados estruturalmente utilizando a análise mecanicista baseada na teoria da elasticidade. Nestes procedimentos as características de deformabilidade dos revestimentos de misturas asfálticas usualmente são consideradas fixas para uma determinada temperatura e uma velocidade de carregamento. Em campo, os pavimentos estão sujeitos a uma variedade de condições climáticas e operacionais diferentes daquelas preestabelecidas no dimensionamento. Considerando que os revestimentos asfálticos são constituídos de materiais visco-elásticos, dependentes das condições operacionais, o trabalho teve por objetivo, através de estudos paramétricos e utilizando modelos comportamentais constantes na bibliografia existente, verificar a influência da variação da temperatura e da velocidade dos veículos pesados no desempenho dos pavimentos dimensionados através dos procedimentos tradicionalmente adotados pelos principais órgãos rodoviários brasileiros. O trabalho verifica ainda, embasado na análise mecanicista, a adequabilidade estrutural das espessuras mínimas de revestimento asfáltico recomendadas pelos métodos empíricos para cada nível de solicitação do tráfego, em função de eventuais alterações nas condições climáticas e operacionais que possam ocorrer durante a vida útil do pavimento em campo. / In Brazil, the new highways pavements and bus lane with heavy traffics have been dimensioned by empirical methods and structurally evaluated using mechanistic elastic theory. In these procedures the characteristics of deformability of asphalt pavements courses are usually fixed to a specific temperature and loading speed. In the fields, the pavements are exposed to a variety of different climatic and operational conditions from those previous established. Considering that the asphalt layers are made from thermo-visco-elastic and depends on the operational conditions, the aim of this current study was to verify the influence of the temperature variation also the speed of heavy vehicles in the performance of pavements through procedures traditionally adopted by road agencies and parametric studies using behavioral models in existing literature. This academic work also notes, based on mechanistic criteria, structural adequacy of the asphaltic surface course minimum thickness recommended by empirical methods for each traffic demand, due to possible changes in climatic and operational conditions that may occur during the pavement area lifecycle.