Este trabalho apresenta um estudo comparativo da eficiência de diferentes geossintéticos no reforço de base de pavimentos de obras viárias com ensaios de arrancamento de pequeno porte. Utilizou-se geogrelhas de polipropileno, poliéster e de fibra de vidro e geotêxtil tecido de polipropileno. Um solo com 58% de argila (subleito) e um pedregulho areno-siltoso (camada de base) foram empregados. Os ensaios de arrancamento foram executados com diferentes combinações entre solos e geossintéticos. Nestes foi utilizado um novo sistema de medida direta de deslocamentos ao longo da inclusão com sensores óticos a laser. Além de analisar os resultados com curvas força de arrancamento x deslocamentos, foi possível utilizar gráficos rigidez x deformação para determinar o melhor geossintético no reforço de base de pavimentos. Como o corpo-de-prova de geossintético é de tamanho reduzido, garante-se a mobilização completa do reforço durante o ensaio de arrancamento e assim, é possível obter a deformação do mesmo. A abertura frontal da caixa de arrancamento tem influência no valor da força máxima ao arrancamento registrada no ensaio. Os resultados mostram que a interação solo-reforço é mais importante que a rigidez não-confinada do geossintético no comportamento do material em situação de confinamento no interior do maciço de solo. Observou-se que a resistência de junta, a geometria e o agulhamento da geogrelha, além da granulometria do solo, afetam a rigidez inicial do sistema. A melhor opção para os solos e geossintéticos estudados segue a seguinte ordem: (1) geogrelha de polipropileno, (2) geogrelha de poliéster, (3) geotêxtil tecido de polipropileno e (4) geogrelha de fibra de vidro. / This work presents an evaluation of various geosynthetics efficiency in reinforced base course of road pavements using small scale pullout tests. It was used polypropylene, polyester and glass fiber geogrids and polypropylene woven geotextile. A soil with 58% of clay (subgrade), and a sandy-silty gravel (base course) were used. The pullout tests were conducted with different combinations among soils and geosynthetics. In these tests, a new system of direct measurement of inclusion displacements with laser optical sensors was used. Beyond analyzing the results with curves pullout force x displacements, it was possible to use graphics rigidity x deformation in order to determinate the best geosynthetic in base course reinforcement. As the geosynthetic specimen is of small size, the complete mobilization of the reinforcement is guaranteed and, therefore, it is possible to obtain its deformation. The frontal aperture of the pullout box influences the maximum pullout resistance. The results show that the soil-reinforcement interaction is more important than the unconfined rigidity of the geosynthetic on the material behavior in confinement situation inside the soil block. The joint resistance, the geogrid geometry and its nailing, besides the soil particles size, affect the initial system rigidity. Therefore, they are important for base course reinforcement of road pavements. The results showed that the best option for the soils and geosynthetics studied are in the following order: (1) polypropylene geogrid, (2) polyester geogrid, (3) polypropylene woven geotextile and (4) glass fiber geogrid.

[pt] Uma grande quantidade de subprodutos é gerada por indústrias, surgindo a necessidade de encontrar um destino para estes resíduos. A escória de cobre proveniente do processo abrasivo é um exemplo que, após os ciclos de jateamento, é descartada no meio ambiente. A utilização desse resíduo na pavimentação pode ser uma alternativa de destino, além de evitar possíveis impactos ambientais. Esta pesquisa apresenta o estudo da incorporação da escória de cobre pós-jateada ao solo natural de Sergipe e cimento Portland. Os materiais utilizados foram solo areno-argiloso, escória proveniente de processo de jateamento e cimento de alta resistência inicial. O programa experimental envolveu ensaios de caracterização física, compactação, índice de suporte califórnia, dosagem físico-química, resistência à compressão simples, resistência à tração, módulo de resiliência, durabilidade, permeabilidade, análises químicas, mineralógicas e microscopia de varredura. O programa computacional SisPav foi utilizado para simular o dimensionamento das camadas do pavimento com o material pesquisado. Ficou constatado um teor de cimento entre 7 e 9 por cento para melhoramento do solo, onde a adição de escória proporciona uma estabilização granulométrica com redução de cerca de 3 por cento de cimento, em relação ao compósito solo-cimento. A mistura com 30 por cento de escória e 5 por cento de cimento alcançou maiores picos de resistência, maior módulo de resiliência, baixa perda de massa, mesma resistência à tração em relação à mistura de solo-cimento sem escória, bem como redução da permeabilidade em relação ao solo puro. Os resultados possibilitaram indicar o emprego da escória de cobre pós-jateada em misturas com solo-cimento para aplicação em base de pavimentos, contribuindo em uma ação mitigadora dos impactos ao meio ambiente com um fim mais nobre a esse resíduo. / [en] A large amount of by-products is generated by industries, becoming needed to find a destination for these wastes. Copper slag from the abrasive process is an example, which, after the blasting cycles, is discarded into the environment. The use of this residue in the paving can be an alternative destination, besides avoiding possible environmental impacts. This research presents the study of the incorporation of post-blasted copper slag to the natural soil of Sergipe and Portland cement. The materials used were sand-clayey soil, slag from blasting process and cement of high early strength. Laboratory tests carried out involved geotechnical characterization, compaction, california bearing ratio, physic-chemical dosage, unconfined compressive strength and tensile strength, resilient modulus, durability test, permeability test, chemical and mineralogical analysis and microscopy. The computer program SisPav was used to simulate the design of pavement of the researched material. It was observed a cement content between 7 and 9 percent for the soil and that the slag provides a granulometric stabilization with reduction of about 3 percent of cement, in relation to the soil-cement. The mixture with 30 percent of slag and 5 percent of cement reached highest strength and resilient modulus, lowest mass loss, same tensile strength compared to the mixture without slag, and reduced permeability compared to natural soil. The results indicate the use of post-blasted copper slag in mixtures with soil-cement for application in the base of pavements, contributing in a mitigating action of the impacts to the environment with a more noble purpose to this residue.

Este trabalho apresenta um estudo comparativo da eficiência de diferentes geossintéticos no reforço de base de pavimentos de obras viárias com ensaios de arrancamento de pequeno porte. Utilizou-se geogrelhas de polipropileno, poliéster e de fibra de vidro e geotêxtil tecido de polipropileno. Um solo com 58% de argila (subleito) e um pedregulho areno-siltoso (camada de base) foram empregados. Os ensaios de arrancamento foram executados com diferentes combinações entre solos e geossintéticos. Nestes foi utilizado um novo sistema de medida direta de deslocamentos ao longo da inclusão com sensores óticos a laser. Além de analisar os resultados com curvas força de arrancamento x deslocamentos, foi possível utilizar gráficos rigidez x deformação para determinar o melhor geossintético no reforço de base de pavimentos. Como o corpo-de-prova de geossintético é de tamanho reduzido, garante-se a mobilização completa do reforço durante o ensaio de arrancamento e assim, é possível obter a deformação do mesmo. A abertura frontal da caixa de arrancamento tem influência no valor da força máxima ao arrancamento registrada no ensaio. Os resultados mostram que a interação solo-reforço é mais importante que a rigidez não-confinada do geossintético no comportamento do material em situação de confinamento no interior do maciço de solo. Observou-se que a resistência de junta, a geometria e o agulhamento da geogrelha, além da granulometria do solo, afetam a rigidez inicial do sistema. A melhor opção para os solos e geossintéticos estudados segue a seguinte ordem: (1) geogrelha de polipropileno, (2) geogrelha de poliéster, (3) geotêxtil tecido de polipropileno e (4) geogrelha de fibra de vidro. / This work presents an evaluation of various geosynthetics efficiency in reinforced base course of road pavements using small scale pullout tests. It was used polypropylene, polyester and glass fiber geogrids and polypropylene woven geotextile. A soil with 58% of clay (subgrade), and a sandy-silty gravel (base course) were used. The pullout tests were conducted with different combinations among soils and geosynthetics. In these tests, a new system of direct measurement of inclusion displacements with laser optical sensors was used. Beyond analyzing the results with curves pullout force x displacements, it was possible to use graphics rigidity x deformation in order to determinate the best geosynthetic in base course reinforcement. As the geosynthetic specimen is of small size, the complete mobilization of the reinforcement is guaranteed and, therefore, it is possible to obtain its deformation. The frontal aperture of the pullout box influences the maximum pullout resistance. The results show that the soil-reinforcement interaction is more important than the unconfined rigidity of the geosynthetic on the material behavior in confinement situation inside the soil block. The joint resistance, the geogrid geometry and its nailing, besides the soil particles size, affect the initial system rigidity. Therefore, they are important for base course reinforcement of road pavements. The results showed that the best option for the soils and geosynthetics studied are in the following order: (1) polypropylene geogrid, (2) polyester geogrid, (3) polypropylene woven geotextile and (4) glass fiber geogrid.

[pt] A geração e consumo crescente de embalagens PET representa um grande problema ambiental, pois o resíduo destes produtos acaba sendo descartado inadequadamente na natureza ou sendo simplesmente disposto nos aterros. Com o objetivo de atenuar este problema pesquisas foram desenvolvidas nos últimos anos buscando oferecer um destino mais nobre para o resíduo de PET, especialmente para as garrafas PET. Neste contexto, a presente pesquisa propõe o uso do resíduo de garrafas PET, sob a forma de pó, triturado e fibras, como material alternativo para camadas de base em pavimentos. Misturas de Solo-PET, utilizando um solo argiloso com inserção de pó de PET nas porcentagens de 10, 20 e 30 por cento, inserção de PET triturado nas porcentagens de 3, 5 e 7 por cento, e inserção de fibras de PET nas porcentagens de 0,25 e 0,50 por cento, foram avaliadas geotecnicamente por meio de ensaios de caracterização física, ensaios de compactação e ensaios de módulo de resiliência. Os ensaios mecânicos foram realizados nas amostras recém-compactadas e em corpos de prova aquecidos, avaliando ainda a influência do aquecimento no módulo de resiliência. Também foi utilizado o programa computacional SisPav para simular o dimensionamento de um pavimento típico composto pelos materiais estudados. Os resultados obtidos apontam que a inserção de PET nas misturas tem influência sobre o comportamento mecânico do solo, sendo constatado que menores teores possibilitam maiores valores de módulo resiliência. Ainda, a mistura com 10 por cento de pó de PET foi considerada mais eficiente. Conclui-se que a utilização de um solo argiloso adicionado com PET como material alternativo em base de pavimentos é tecnicamente viável e representa uma boa solução para a destinação deste resíduo bem como para a mitigação de seu potencial agressivo ao meio ambiente. / [en] The growing production and consumption of PET packaging represents a major environmental problem because they end up being improperly discarded in nature or simply disposed in landfills. With the aim to attenuate the environmental problem researchers were developed in the last years, in order to offer a nobler destination for this waste, especially for PET bottles. In this context, this research proposes the use of PET bottles waste, in form of powder, crushed and fibers as an alternative material for pavements base. Soil-PET mixtures, using a clayey soil with the addition of PET powder in percentages of 10, 20 and 30 percent, addition of crushed PET in percentages of 3, 5 and 7 percent and addition of PET fiber in percentages of 0,25 and 0,5 percent, were geotechnically evaluated by physical characterization tests, compaction tests and Resilient Modulus tests. The mechanical tests were performed on freshly compacted samples and also on heated specimens, evaluating the influence of heating in the resilient modulus. The computer program SisPav was also used to simulate the mechanistic empirical design for a typical pavement structure composed of the researched material. The results indicate that the insertion of PET influences the mechanical behavior of the soil, and it was verified that lower contents of PET allows higher values of resilient modulus. It can be concluded that the use of a clayey soil added with PET, as an alternative material in pavements base, is technically feasible and represents a good solution for the destination of this waste as well as for the mitigation of its aggressive potential to the environment.

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.

[pt] Este trabalho apresenta um estudo técnico experimental sobre a utilização de borracha moída de pneu (BMP) como adição, juntamente com cimento Portland à brita graduada simples (BGS), no intuito de avaliar a aplicabilidade desse material em camadas de base de pavimentos rodoviários. Como resultado obtémse uma BGTC - Brita graduada tratada com cimento, com adição de BMP. O principal objetivo da adição de borracha na BGTC é reduzir o fissuramento, que é um problema comum em bases cimentadas. Para melhor comparação dos resultados das misturas com adições de borracha foi realizada uma mistura de BGTC sem adições, a qual foi tratada como mistura padrão neste estudo, com 3 por cento, 4 por cento e 5 por cento de cimento. O agregado granítico selecionado para esta pesquisa é proveniente de jazida situada no município de Cariacica/ES e foi escolhido por ter apresentado bom desempenho nos ensaios de caracterização. A partir da análise granulométrica realizada na borracha, selecionou-se para esse estudo a fração passante na peneira de 2,38mm e retida na peneira de 1,19 mm. Foram estuadas as seguintes porcentagens de adição de BMP: 0,5 por cento, 1,0 por cento, 1,5 por cento, 2,5 por cento, 3,5 por cento e 4,5 por cento. As amostras foram submetidas a ensaios de compactação, compressão simples, compressão diametral, triaxial de cargas repetidas e microscopia eletrônica de varredura. Os ensaios de compressão simples foram realizados com tempos de cura de 7, 28 e 56 dias. Os ensaios de compressão diametral foram realizados com tempos de cura de 28 e 56 dias. Os ensaios triaxiais de carga repetida foram realizados com tempo de cura de 56 dias. Os resultados obtidos foram satisfatórios, sendo dependentes do teor de BMP utilizados e do tempo de cura. Dentre as composições de BMP estudadas, a que apresentou o melhor comportamento foi a que possuia adição de 1,5 por cento de borracha e 56 dias de cura. Esta adição apesar de reduzir a RCS e a RTCD em 30 por cento e 28 por cento respectivamente, proporcionou melhoria no comportamento resiliente e menor perda de resistência na região pós pico perante o ensaio de RCS. Tal fato ressalta o emprego positivo de borracha de pneu triturada em camadas de base de pavimentos rodoviários, tanto sob a ótica da engenharia de pavimentos quanto em relação a questões ambientais e econômicas. / [en] This work presents a technical and experimental study on the use of tire rubber as an addition, together with Portland cement, to a simple graded gravel, in order to evaluate the applicability of this material in the base layers of road pavements. As a result, cement-treated graded gravel with the addition of rubber is obtained. The main objective of the addition of rubber is to reduce cracking, which is a common problem in cemented bases. A standard mixture of cement-treated graded gravel was carried out for better comparison between the mixtures with additions of 3 percent, 4 percent and 5 percent of cement. The granitic aggregate selected for this research came from the municipality of Cariacica/ES and was selected because it presented an appropriate performance in the characterization tests. From the granulometric analysis performed on this material, the fraction passing the sieve 2,38 mm and retained in the sieve 1,19 mm, was selected for this study. In this study were selected 0,5 percent, 1,0 percent, 1,5 percent, 2,5 percent, 3,5 percent and 4,5 percent additions of rubber. The blends were subjected to compaction, direct compression, split tensile, cyclic triaxial and scanning electron microscope tests. Direct compression tests were performed with cure times of 7, 28 and 56 days. Split tensile tests were performed with curing time of 28 and 56 days. Cyclic triaxial tests were performed with curing time os 56 days. The results were satisfactory, being dependent on the content of rubber and the curing time. Among the blends that were analyzed, 1,5 percent of addition and 56 days of curing time leaded to the best results. Despite the reduction of 30 percent and 28 percent in the compression and tensile resistances, this amount of rubber addition provided a better resilient behavior and a higher post pick resistance in the compression test. This fact highlights the positive use of tire rubber in pavement base layers, not only from the standpoint of pavement engineering, but promoting gains of sustainability and economy as well.

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.