A sustentabilidade pode ser uma realidade para a concepção e construção de uma rodovia, especialmente quanto ao pavimento. Dentro deste contexto, a análise do ciclo de vida - LCA (Life Cycle Analysis) e a análise do custo do ciclo de vida - LCCA (Life Cycle Cost Analysis) dos pavimentos são formas de prover meios para avaliar aspectos relativos à sustentabilidade de uma solução de pavimentação, seja no setor ambiental ou econômico. Na pesquisa apresentada, essas ferramentas são utilizadas para identificar os compromissos em tomada de decisão, uma vez que permitem a apreciação de indicadores de sustentabilidade e viabilidade de investimento, a partir do momento da produção das matérias-primas, até implantação do pavimento, manutenção, conservação e uso da rodovia. Portanto, nessa pesquisa foram avaliadas e comparadas três estruturas típicas de pavimento (flexível, semi-rígido e rígido) propostas para uma rodovia que se encontra em fase de implantação. Após verificação e comparação dos dados obtidos foi feita a integração desses resultados sob âmbito de sustentabilidade e viabilidade de implementação, através do método multicritério AHP (Analytic Hierarchy Process). Tal integração permitiu uma avaliação analítica de indicadores, por meio da verificação das emissões de CO2 equivalentes, e também através da constatação do VPL (valor presente líquido) para cada alternativa considerada. De maneira geral, sob as condições estabelecidas nesta pesquisa, os resultados permitiram observar, por exemplo, qual estrutura levaria a uma maior liberação de CO2 na atmosfera e qual pavimento apresentaria viabilidade de investimento menos atrativa, o que poderia auxiliar na tomada de decisão quanto à estrutura a ser adotada naquele projeto. / Sustainability can be a reality for the design and construction of a highway, especially considering the pavement. Within this context, Life Cycle Analysis (LCA) and Life Cycle Cost Analysis (LCCA) of pavements may provide means to evaluate aspects related to the sustainability of a solution, both in the environmental or economic sectors. In the presented research, these tools are used to identify the commitments in decision making, since they allow the evaluation of sustainability indicators and feasibility of investment, since production of raw materials, until the pavement construction, maintenance, conservation and highway operation. Therefore, in this research, three typical pavement structures (flexible, semi-rigid and rigid) were proposed and compared (undergoing project). After verification and comparison of the obtained data, the integration of LCA and LCCA under sustainability and feasibility aspects was done through the AHP (Analytic Hierarchy Process) multi-criteria method. This integration allowed an analytical evaluation of indicators, through the verification of the equivalent CO2 emissions, and also through the verification of the NPV (net present value) for each alternative considered. In general, under the conditions established in this research, the results showed, for example, which structure would lead to a higher release of CO2 into the atmosphere and which pavement would present less attractive investment feasibility, which could help in decision making of which pavement structure could be adopted in that project.

A sustentabilidade pode ser uma realidade para a concepção e construção de uma rodovia, especialmente quanto ao pavimento. Dentro deste contexto, a análise do ciclo de vida - LCA (Life Cycle Analysis) e a análise do custo do ciclo de vida - LCCA (Life Cycle Cost Analysis) dos pavimentos são formas de prover meios para avaliar aspectos relativos à sustentabilidade de uma solução de pavimentação, seja no setor ambiental ou econômico. Na pesquisa apresentada, essas ferramentas são utilizadas para identificar os compromissos em tomada de decisão, uma vez que permitem a apreciação de indicadores de sustentabilidade e viabilidade de investimento, a partir do momento da produção das matérias-primas, até implantação do pavimento, manutenção, conservação e uso da rodovia. Portanto, nessa pesquisa foram avaliadas e comparadas três estruturas típicas de pavimento (flexível, semi-rígido e rígido) propostas para uma rodovia que se encontra em fase de implantação. Após verificação e comparação dos dados obtidos foi feita a integração desses resultados sob âmbito de sustentabilidade e viabilidade de implementação, através do método multicritério AHP (Analytic Hierarchy Process). Tal integração permitiu uma avaliação analítica de indicadores, por meio da verificação das emissões de CO2 equivalentes, e também através da constatação do VPL (valor presente líquido) para cada alternativa considerada. De maneira geral, sob as condições estabelecidas nesta pesquisa, os resultados permitiram observar, por exemplo, qual estrutura levaria a uma maior liberação de CO2 na atmosfera e qual pavimento apresentaria viabilidade de investimento menos atrativa, o que poderia auxiliar na tomada de decisão quanto à estrutura a ser adotada naquele projeto. / Sustainability can be a reality for the design and construction of a highway, especially considering the pavement. Within this context, Life Cycle Analysis (LCA) and Life Cycle Cost Analysis (LCCA) of pavements may provide means to evaluate aspects related to the sustainability of a solution, both in the environmental or economic sectors. In the presented research, these tools are used to identify the commitments in decision making, since they allow the evaluation of sustainability indicators and feasibility of investment, since production of raw materials, until the pavement construction, maintenance, conservation and highway operation. Therefore, in this research, three typical pavement structures (flexible, semi-rigid and rigid) were proposed and compared (undergoing project). After verification and comparison of the obtained data, the integration of LCA and LCCA under sustainability and feasibility aspects was done through the AHP (Analytic Hierarchy Process) multi-criteria method. This integration allowed an analytical evaluation of indicators, through the verification of the equivalent CO2 emissions, and also through the verification of the NPV (net present value) for each alternative considered. In general, under the conditions established in this research, the results showed, for example, which structure would lead to a higher release of CO2 into the atmosphere and which pavement would present less attractive investment feasibility, which could help in decision making of which pavement structure could be adopted in that project.

Uma nova abordagem de sistema de gerência de pavimentos ferroviários é exposta nesta tese. O objetivo principal da pesquisa foi o desenvolvimento de um sistema de gerência em nível de rede e análises do custo do ciclo de vida em nível de projeto, adotando como estudo de caso a Estrada de Ferro Vitória Minas. A revisão bibliográfica apresenta modelos de avaliação da qualidade geométrica e estrutural no Brasil e no mundo. O desenvolvimento iniciou-se com a composição do sistema de gerência em nível de rede utilizando um inventário do trecho em estudo, a subdivisão dessa via em segmentos homogêneos de comprimento variável de acordo com a geometria (curva e tangente), e a aplicação de seis códigos: (i) classe de via; (ii) inventário da estrutura do pavimento com base no tipo de dormente; (iii) geometria com a definição da metodologia de avaliação da qualidade geométrica, propondo um índice que aplica o desvio padrão dos parâmetros geométricos (bitola, empeno, alinhamento e nivelamento transversal), a contagem de exceções e os respectivos limites de alerta, intervenção e segurança; (iv) superfície pela análise do desgaste do trilho e defeitos superficiais; (v) segurança pelo coeficiente de atrito; e (vi) capacidade estrutural com a aplicação do módulo de via parametrizado pelo carro controle. A partir dos seis códigos, foi possível categorizar a estratégia de manutenção aplicável e, em nível de projeto, foram analisadas as degradações do lastro e do desgaste do trilho, com definições de equações de predição, o que permitiu simular o custo do ciclo de vida das estratégias. Por fim, para verificar a viabilidade técnica da estratégia de manutenção apontada, foram estudadas as tensões no topo do lastro e do subleito e ainda o módulo de via por retro análise das deflexões medidas da via permanente em duas seções da EFVM. / A new approach to the railroad track management system is presented in this thesis. The main objective of the research was the development of a network management system and life cycle cost analysis in a project level, adopting as a case study of the Estrada de Ferro Vitoria Minas. The bibliographic review has exposed geometric and structural track quality evaluation models in Brazil and in the world. The development began with the composition of the network management system using an inventory of the track under study, the subdivision of the railway into homogeneous segments of variable lengths depending on the geometry (curve and tangent), and the application of six codes: (i) class, (ii) pavement structure inventory based on tie type, (iii) geometry with definition of quality assessment methodology proposing an index that applies the exception counting and the standard deviation of the parameters - cross level, warp, alignment and gauge - and safety, alarm and intervention limits, (iv) surface by analysis of rail wear and rail surface defects, (v) safety by friction coefficient, and (vi) structural capacity with the application of the track modulus parameterized by the track geometry car. From the six codes, it was possible to categorize the applicable maintenance strategy at a project level, create prediction equations of the ballast and the rail wear degradation and simulate life cycle cost of the strategies. In order to verify the technical feasibility of the mentioned maintenance strategy, it was measured the stress at the top of the ballast and subgrade and the track modulus by retroanalysis deflections in two sections of the EFVM.

Uma nova abordagem de sistema de gerência de pavimentos ferroviários é exposta nesta tese. O objetivo principal da pesquisa foi o desenvolvimento de um sistema de gerência em nível de rede e análises do custo do ciclo de vida em nível de projeto, adotando como estudo de caso a Estrada de Ferro Vitória Minas. A revisão bibliográfica apresenta modelos de avaliação da qualidade geométrica e estrutural no Brasil e no mundo. O desenvolvimento iniciou-se com a composição do sistema de gerência em nível de rede utilizando um inventário do trecho em estudo, a subdivisão dessa via em segmentos homogêneos de comprimento variável de acordo com a geometria (curva e tangente), e a aplicação de seis códigos: (i) classe de via; (ii) inventário da estrutura do pavimento com base no tipo de dormente; (iii) geometria com a definição da metodologia de avaliação da qualidade geométrica, propondo um índice que aplica o desvio padrão dos parâmetros geométricos (bitola, empeno, alinhamento e nivelamento transversal), a contagem de exceções e os respectivos limites de alerta, intervenção e segurança; (iv) superfície pela análise do desgaste do trilho e defeitos superficiais; (v) segurança pelo coeficiente de atrito; e (vi) capacidade estrutural com a aplicação do módulo de via parametrizado pelo carro controle. A partir dos seis códigos, foi possível categorizar a estratégia de manutenção aplicável e, em nível de projeto, foram analisadas as degradações do lastro e do desgaste do trilho, com definições de equações de predição, o que permitiu simular o custo do ciclo de vida das estratégias. Por fim, para verificar a viabilidade técnica da estratégia de manutenção apontada, foram estudadas as tensões no topo do lastro e do subleito e ainda o módulo de via por retro análise das deflexões medidas da via permanente em duas seções da EFVM. / A new approach to the railroad track management system is presented in this thesis. The main objective of the research was the development of a network management system and life cycle cost analysis in a project level, adopting as a case study of the Estrada de Ferro Vitoria Minas. The bibliographic review has exposed geometric and structural track quality evaluation models in Brazil and in the world. The development began with the composition of the network management system using an inventory of the track under study, the subdivision of the railway into homogeneous segments of variable lengths depending on the geometry (curve and tangent), and the application of six codes: (i) class, (ii) pavement structure inventory based on tie type, (iii) geometry with definition of quality assessment methodology proposing an index that applies the exception counting and the standard deviation of the parameters - cross level, warp, alignment and gauge - and safety, alarm and intervention limits, (iv) surface by analysis of rail wear and rail surface defects, (v) safety by friction coefficient, and (vi) structural capacity with the application of the track modulus parameterized by the track geometry car. From the six codes, it was possible to categorize the applicable maintenance strategy at a project level, create prediction equations of the ballast and the rail wear degradation and simulate life cycle cost of the strategies. In order to verify the technical feasibility of the mentioned maintenance strategy, it was measured the stress at the top of the ballast and subgrade and the track modulus by retroanalysis deflections in two sections of the EFVM.