Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2015. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2015-06-18T18:21:05Z No. of bitstreams: 1 2015_IvonneAlejandraM.GutierrezGongora.pdf: 3811860 bytes, checksum: eab2534559b9ec57df735cf35b6b9536 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2015-06-22T19:44:56Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_IvonneAlejandraM.GutierrezGongora.pdf: 3811860 bytes, checksum: eab2534559b9ec57df735cf35b6b9536 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-22T19:44:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_IvonneAlejandraM.GutierrezGongora.pdf: 3811860 bytes, checksum: eab2534559b9ec57df735cf35b6b9536 (MD5) / No Brasil e na maioria de países do mundo, grande parte da rede viária é formada por estradas não pavimentadas. Este tipo de estradas é de grande importância econômica e social, posto que com elas é possível acessar a diversos serviços disponíveis nos grandes centros urbanos, além de servir para transporte de bens e mercadorias. O estudo do comportamento destas estradas, e sua correta manutenção, geralmente encontram-se relegados a segundo plano. Nos últimos tempos, geossintéticos vêm sendo usados como elementos de reforço deste tipo de estrada, visando melhorar seu desempenho e prolongar sua vida útil. Apesar disso, os estudos realizados acerca da influência das propriedades mais relevantes do reforço no comportamento da estrada ainda são poucos, sendo necessárias mais investigações sobre este tema. Assim sendo, esta pesquisa estudou o comportamento de estradas não pavimentadas reforçadas com diferentes tipos de reforço, simuladas num equipamento de grande porte construído especialmente para a pesquisa. Doze tipos de geogrelha (6 encontradas comercialmente e 6 fabricadas em laboratório especialmente para a pesquisa) foram utilizadas como reforço, além de um geotêxtil tecido. As geogrelhas avaliadas apresentavam diferentes características, tais como dimensões das aberturas, rigidez à tração, módulo de estabilidade à abertura (ASM) e resistência à tração, entre outras. Os ensaios simularam uma estrutura comum de estrada não pavimentada sob material compressível, no caso areia fofa. Como aterro, utilizou-se brita. Para a execução dos testes, foi aplicado carregamento cíclico, sob uma frequência de 1 Hz e com uma pressão máxima sobre a superfície da estrada de 560 kPa. Durante a execução dos ensaios foram realizadas manutenções superficiais para representar de forma mais autêntica a situação das estradas não pavimentadas na prática, tendo como critério para essa manutenção a ocorrência de trilha de roda com 75 mm de profundidade. Foram medidos deslocamentos ao longo da superfície do aterro e as tensões no solo de subleito durante os ensaios. Os resultados obtidos mostraram a influência da geometria e da rigidez à tração das geogrelhas no desempenho das estradas e os significativos aumentos dos números de ciclos de carga suportados pelas estradas reforçadas, em relação a aquelas sem reforço. Também observou-se que, para as condições dos ensaios, não houve correlação entre módulo de estabilidade à abertura (ASM) e o desempenho das estradas reforçadas. / In Brazil and in most of the countries a large fraction of the road network consists of unpaved roads. This type of road is of great economic and social importance because it allows access to several services available in great urban centers, besides serving for transportation of goods. The study on the behaviour of such roads and their proper maintenance are usually neglected. In the last decades, geosynthetics have been used as reinforcement to improve the performance of unpaved roads and to increase their lives. Nevertheless, further research is needed on the influence of relevant properties of the reinforcement on the behaviour of the road. Thus, this thesis aims at investigating the behaviour of unpaved roads reinforced with different types of reinforcements, simulated in an large scale apparatus specially commissioned for this research. Twelve types of geogrids (6 commercially available and 6 manufactured in the laboratory) and a woven geotextile were tested. The geogrids presented different characteristics, such as aperture dimensions, tensile stiffness, aperture stability modulus (ASM) and tensile strength, among others. The tests simulated roads built on a compressible material, being loose sand used as compressible subgrade. Cyclic load was applied on the road with a frequency of 1 Hz and with a maximum vertical stress on the road surface equal to 560 kPa. During the tests road surface maintenance was also carried out when a rut depth of 75 mm was reached in order to better simulate what happens in a real unpaved road during its service life. Vertical displacements along the road surface and total stresses in the subgrade were measured. The results obtained showed the influence of the geometry and tensile stiffness of the geogrids on the performance of the reinforced road. It was also observed that, for the conditions of the tests, there was no correlation between the grid aperture stability modulus (ASM) and the performance of the geogrid reinforced unpaved roads.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2015-12-01T16:00:06Z No. of bitstreams: 1 2015_JuanFernandoJoyaNuñez.pdf: 8116083 bytes, checksum: eda8abd2d80183f4c3074cf13dedd204 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-05-13T20:51:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_JuanFernandoJoyaNuñez.pdf: 8116083 bytes, checksum: eda8abd2d80183f4c3074cf13dedd204 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-13T20:51:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_JuanFernandoJoyaNuñez.pdf: 8116083 bytes, checksum: eda8abd2d80183f4c3074cf13dedd204 (MD5) / As análises numéricas tem-se apresentado como uma importante ferramenta no estudo dos mais diversos problemas geotécnicos, incluindo as estradas não pavimentadas quando reforçadas com geossintéticos. Nessa dissertação empregou-se o software comercial de elementos finitos Plaxis 2D para simular ensaios de laboratório realizados em escala real e em escala reduzida, que visaram estudar o comportamento de vias não pavimentadas reforçadas e sem reforço submetidas a carregamentos monotônicos. As modelagens numéricas mostraram diferentes mecanismos de ação do reforço e permitiram conhecer as magnitudes de algumas grandezas que não tinham sido medidas experimentalmente. Uma vez que os ensaios usados como banco de dados foram também executados sob condições de carregamento cíclico, foi possível avaliar a metodologia proposta por Jewell (1996) para levar em conta o efeito do tráfego no dimensionamento das estradas não pavimentadas. O método permite calcular a partir das cargas cíclicas, carregamentos estáticos equivalentes que podem ser usado no projeto das vias. Foi observado que essa equivalência entre as cargas varia com o nível de deformação das estradas e depende da condição dos materiais constituintes das mesmas. Também foram propostas expressões para considerar a influência dos deslocamentos superficiais máximos no cálculo das cargas estáticas equivalentes. / Numerical analyses have been successfully used in the study of different kinds of geotechnical problems, including the case of geosynthetic reinforced unpaved roads. The finite element commercial software Plaxis 2D was used in this dissertation to simulate full-scale and model scale laboratory tests that were performed to study the mechanical response of unpaved roads under monotonic loading. The numerical models showed different types of reinforcement mechanisms and provided quantitative information about some variables that were not experimentally measured before. Since the tests used as databases were also performed under cyclic loading conditions, it was possible to assess the method proposed by Jewell (1996) to take into account the dynamic effect of traffic in the design of unpaved roads. The method allows calculating, from cyclic loads, equivalent static loads that can be used in the project of the roads. It was observed that this equivalence between loads varies with the level of roads deformations and with the conditions of its materials. Different expressions have also been proposed to take into account the influence of maximum superficial displacements in the calculation of equivalent static loads.

Este trabalho trata de um método para caracterização de estradas não-pavimentadas com vistas à implantação de um sistema de gerência. O trabalho foi desenvolvido com base em informações fornecidas pelo Departamento de Obras e Viação (DOV), pela Divisão de Estradas Municipais (DEM) e pela Assessoria de Planejamento (ASPLA) da Prefeitura Municipal de São Carlos (PMSC). Procurou-se caracterizar as estradas não-pavimentadas com auxílio de mapas geológicos, topográficos e pedológicos e através de um levantamento de campo, onde foi utilizado um método de avaliação das condições da superfície de rolamento. A partir do levantamento de campo foram identificados os tipos de defeitos mais freqüentes em função de características como o solo, o relevo, o clima, o tráfego e a influência da manutenção. Foi avaliado o desempenho do método e pode-se verificar que o método necessita de adaptações para poder ser aplicado com mais eficiência. / This work deals with a method for characterization of unpaved roads aiming the implementation of a management system. It was developed based on information obtained from the Department of Works and Transportation, from the Department of Municipal Roads and from the Planning Committee of the City of São Carlos, SP. The characterization of unpaved roads was based on geological, topographic and soil maps and also on condition surveys. From the condition surveys it was possible to identify the more frequent distresses and to relate them to road characteristics like soil, topography, climate, traffic and maintenance and rehabilitation practices. The method for condition survey was evaluated and it was possible to conclude that the method needs some improvements.

As estradas municipais constituem a parcela preponderante, desde um ponto de vista de extensão, da malha viária do Estado do Rio Grande do Sul. As atividades desenvolvidas implicam em dispêndios de parcelas significativas do orçamento, para a maior parte dos municípios. Em que pese esta importância, o padrão gerencial aplicado é precário, tanto do ponto de vista do desenvolvimento tecnológico quanto de controles administrativos e de custos. Neste trabalho são estabelecidas bases de um sistema de gerência de estradas municipais do Estado do Rio Grande do Sul, adequado à realidade dos municípios. Foi visada a racionalização das atividades através de uma melhor aplicação dos recursos disponíveis e a melhoria progressiva da malha viária. Em caráter preliminar é indicada uma nova especificação para a escolha de materiais para revestimento primário, atendendo às peculiaridades dos materiais tropicais. / County roads represent an important share of the total extension of the road network in Rio Grande do Sul, one of the Brazilian states. In most municipalities, the activities of these roads take a significant part of their budgets. Even so, the management strategies used are deficient, either from a technological development perspective or from the administrative controls and costs viewpoint. In this work the bases of a management system are proposed, adapted to the reality of the county roads found in the municipalities studied. The main feature of the system is the rationalization of the maintenance, improvement and construction activities, assuring a better use of the available resources and a progressive improvement of the road network. A new specification for the materials for unpaved roads is presented in a preliminary sense, based on the peculiarities of the materials usually found in tropical regions.

As estradas municipais constituem a parcela preponderante, desde um ponto de vista de extensão, da malha viária do Estado do Rio Grande do Sul. As atividades desenvolvidas implicam em dispêndios de parcelas significativas do orçamento, para a maior parte dos municípios. Em que pese esta importância, o padrão gerencial aplicado é precário, tanto do ponto de vista do desenvolvimento tecnológico quanto de controles administrativos e de custos. Neste trabalho são estabelecidas bases de um sistema de gerência de estradas municipais do Estado do Rio Grande do Sul, adequado à realidade dos municípios. Foi visada a racionalização das atividades através de uma melhor aplicação dos recursos disponíveis e a melhoria progressiva da malha viária. Em caráter preliminar é indicada uma nova especificação para a escolha de materiais para revestimento primário, atendendo às peculiaridades dos materiais tropicais. / County roads represent an important share of the total extension of the road network in Rio Grande do Sul, one of the Brazilian states. In most municipalities, the activities of these roads take a significant part of their budgets. Even so, the management strategies used are deficient, either from a technological development perspective or from the administrative controls and costs viewpoint. In this work the bases of a management system are proposed, adapted to the reality of the county roads found in the municipalities studied. The main feature of the system is the rationalization of the maintenance, improvement and construction activities, assuring a better use of the available resources and a progressive improvement of the road network. A new specification for the materials for unpaved roads is presented in a preliminary sense, based on the peculiarities of the materials usually found in tropical regions.

Este trabalho trata de um método para caracterização de estradas não-pavimentadas com vistas à implantação de um sistema de gerência. O trabalho foi desenvolvido com base em informações fornecidas pelo Departamento de Obras e Viação (DOV), pela Divisão de Estradas Municipais (DEM) e pela Assessoria de Planejamento (ASPLA) da Prefeitura Municipal de São Carlos (PMSC). Procurou-se caracterizar as estradas não-pavimentadas com auxílio de mapas geológicos, topográficos e pedológicos e através de um levantamento de campo, onde foi utilizado um método de avaliação das condições da superfície de rolamento. A partir do levantamento de campo foram identificados os tipos de defeitos mais freqüentes em função de características como o solo, o relevo, o clima, o tráfego e a influência da manutenção. Foi avaliado o desempenho do método e pode-se verificar que o método necessita de adaptações para poder ser aplicado com mais eficiência. / This work deals with a method for characterization of unpaved roads aiming the implementation of a management system. It was developed based on information obtained from the Department of Works and Transportation, from the Department of Municipal Roads and from the Planning Committee of the City of São Carlos, SP. The characterization of unpaved roads was based on geological, topographic and soil maps and also on condition surveys. From the condition surveys it was possible to identify the more frequent distresses and to relate them to road characteristics like soil, topography, climate, traffic and maintenance and rehabilitation practices. The method for condition survey was evaluated and it was possible to conclude that the method needs some improvements.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-04-30T14:00:58Z No. of bitstreams: 2 Tese - Alisson Neves Harmyans Moreira - 2018.pdf: 21405657 bytes, checksum: 4b00145f027dd4633e7297ae895827dc (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-04-30T14:03:19Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Alisson Neves Harmyans Moreira - 2018.pdf: 21405657 bytes, checksum: 4b00145f027dd4633e7297ae895827dc (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-30T14:03:19Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Alisson Neves Harmyans Moreira - 2018.pdf: 21405657 bytes, checksum: 4b00145f027dd4633e7297ae895827dc (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-04-12 / Unpaved roads are important access routes to urban centers, serving to facilitate the traffic of vehicles for socioeconomic purposes. In order to ensure the flow of goods produced and the transport of people, it is necessary that this road network has adaptations in order to prevent them from becoming channels and, consequently, erosion processes. In this sense, it is necessary to elaborate planning practices for the conservation of these roads. By means of field surveys and geomorphological databases, this study aimed to recommend and quantify the drainage devices for the sub-basin of the Olaria stream with the aid of a Geographic Information System (GIS), as well as to compare these with recommended devices from the Estradas model. The drainage devices used in the study were energy drains in the drainage channel and energy dissipaters in ditches. The recommendation of the drainage devices through the GIS were from geomorphometric and soil matrix databases. These data support the modeling, together with the geometric elements of the roads and the physical-water data of the soils of the beds and adjacencies. It was used data of reliefs from the image of the Topodata project, with accuracy and vertical precision of 5,529 m and 2,217 m, respectively. These results met the Class A Cartographic Accuracy Standard (PEC) for the representation of altimetric data in the 1:50.000 scale. Regarding the morphometric data of the segments, 90% of the slopes were compatible between the reference values of the GPS Geodesic receiver and the tested values of Topodata, thus obtaining the same recommendations for spines with water outlets. For the 50.1 km of unpaved roads in the subbasin of the Olaria stream, the GIS showed that only 12.1% of the segments did not require springs with water exits. It was recommended 953 water bars with outlets and 83 energy dissipaters in ditches. It was noted that the incompatibilities in the recommendations are related to the variables involved. Therefore, the geometric tracing and the excessive recommendations of these drainage devices by the GIS show that criteria such as relief and the soils were ignored in the implantation of the unpaved roads. / As estradas não pavimentadas são importantes vias de acessos aos centros urbanos, servindo para facilitar o tráfego de veículos para fins socioeconômicos. Para assegurar o fluxo de bens produzidos e o transporte de pessoas é necessário que essa rede viária tenha adequações a fim de evitar que se transformem em canais e, consequentemente, ocorram processos erosivos. Nesse sentido, é necessária a elaboração de práticas de planejamento para a conservação dessas vias. Por meio de pesquisas de campo e bases de dados geomorfológicas, este estudo teve como objetivo recomendar e a quantificar os dispositivos de drenagem para a sub-bacia do córrego Olaria com o auxílio de um Sistema de Informação Geográfica (SIG), bem como comparar estes dados com os dispositivos recomendados a partir do modelo Estradas. Os dispositivos de drenagem utilizados no estudo foram os dissipadores de energia em canal de drenagem e as lombadas com saídas d’água. A recomendação dos dispositivos de drenagem por meio do SIG foram a partir de bases de dados matriciais geomorfométricas e de solos. Estes dados subsidiaram a modelagem, juntamente com os elementos geométricos das estradas e os dados físico-hídricos dos solos dos leitos e adjacências. Utilizou-se dados de relevos a partir da imagem do projeto Topodata, com acurácia e precisão vertical de 5,529 m e 2,217m, respectivamente. Esses resultados atenderam a classe A do Padrão de Exatidão Cartográfica (PEC) para a representação de dados altimétricos na escala de 1:50.000. No que tange aos dados morfométricos dos segmentos, 90% das declividades foram compatíveis entre os valores de referência do receptor GPS Geodésico e os valores testados do Topodata, obtendo assim, as mesmas recomendações para as lombadas com saídas d’água. Para os 50,1 km de estradas não pavimentadas na sub-bacia do córrego Olaria, o SIG evidenciou que apenas 12,1% dos segmentos não necessitaram de lombadas com saídas d’água. Foram recomendadas 953 lombadas com saídas d’água e 83 dissipadores de energia em sarjetas. Notou-se que as incompatibilidades nas recomendações estão relacionadas as variáveis envolvidas. Por conseguinte, o traçado geométrico e o excesso de recomendações desses dispositivos de drenagem pelo SIG evidenciam que critérios como o relevo e os solos foram ignorados na implantação das estradas não pavimentadas.

As estradas rurais não-pavimentadas constituem significativa parcela da rede rodoviária do Brasil, e a responsabilidade pela manutenção de grande parte delas está nas mãos das administrações municipais. Por outro lado, a tecnologia dos Sistemas de Informações Geográficas (SlGs) apresenta-se como ferramenta promissora em atividades que envolvem manuseio e análise de informações, sendo uma ferramenta destinada especialmente para atividades que envolvem planejamento e gerência, podendo servir como poderoso auxílio na tomada de decisões. Assim, procurou-se analisar o potencial de utilização de um SIG como meio de se armazenar e manipular informações referentes às vias não-pavimentadas, conduzindo diferentes análises com as bases de dados, com vistas a um futuro auxílio a um sistema de gerência de manutenção. Fazendo-se uso das ferramentas do SIG, para cada segmento de estrada inspecionada no campo, foi possível atribuir, graficamente, características distintas em função de suas classificações. Também, trechos considerados críticos foram facilmente identificados através do procedimento de consulta condicionada. Um modelo digital do terreno foi usado para avaliar o relevo da área de estudo, e sua possível influência na classificação da via. Os tipos de solos também foram utilizados para análise. Quanto à inspeção de campo, foi adotado um método para o cálculo da condição da via. Apesar das dificuldades com a aquisição de dados básicos e com a não completa adequação do método de avaliação das vias às condições locais, pôde-se constatar que a utilização da tecnologia dos SIGs é muito útil, podendo vir a ser uma grande ferramenta de auxílio à gerência de manutenção de estradas rurais não-pavimentadas. / Unpaved roads constitute a large portion of the total road network in Brazil and the responsibility of maintaining a significant share of them is in the hands of local governments. On the other hand, Geographic Information Systems (GISs) technology presents itself as a promising tool in activities involving information handling and analysis, being particularly suited to planning and management related activities, where it serves as a powerful aid in decision making. This study analyzes the potential use of a GIS as a means to store and manipulate information on unpaved roads. Several analyses are made using data stored in the database with the objective of providing future support for a maintenance management system. Different characteristics were attributed graphically for each segment of road inspected in the field based on GIS tool classifications. Furthermore, stretches of road considered critical were easily identified by means of the conditional querying procedure. A digital terrain model was used to evaluate the relief of the area under study and its possible influence on the road\'s classification. The soil types were also used in the analysis. With regard to the field inspection, a method was adopted to calculate the road\'s conditions. Despite the difficulties involved in acquiring the basic data and the fact that the road evaluation method was not entirely suitable for the local conditions, it was possible to acertain that the GIS technology is very useful and that it can become a great tool to aid in the maintenance management of rural unpaved roads.

As estradas rurais não-pavimentadas constituem significativa parcela da rede rodoviária do Brasil, e a responsabilidade pela manutenção de grande parte delas está nas mãos das administrações municipais. Por outro lado, a tecnologia dos Sistemas de Informações Geográficas (SlGs) apresenta-se como ferramenta promissora em atividades que envolvem manuseio e análise de informações, sendo uma ferramenta destinada especialmente para atividades que envolvem planejamento e gerência, podendo servir como poderoso auxílio na tomada de decisões. Assim, procurou-se analisar o potencial de utilização de um SIG como meio de se armazenar e manipular informações referentes às vias não-pavimentadas, conduzindo diferentes análises com as bases de dados, com vistas a um futuro auxílio a um sistema de gerência de manutenção. Fazendo-se uso das ferramentas do SIG, para cada segmento de estrada inspecionada no campo, foi possível atribuir, graficamente, características distintas em função de suas classificações. Também, trechos considerados críticos foram facilmente identificados através do procedimento de consulta condicionada. Um modelo digital do terreno foi usado para avaliar o relevo da área de estudo, e sua possível influência na classificação da via. Os tipos de solos também foram utilizados para análise. Quanto à inspeção de campo, foi adotado um método para o cálculo da condição da via. Apesar das dificuldades com a aquisição de dados básicos e com a não completa adequação do método de avaliação das vias às condições locais, pôde-se constatar que a utilização da tecnologia dos SIGs é muito útil, podendo vir a ser uma grande ferramenta de auxílio à gerência de manutenção de estradas rurais não-pavimentadas. / Unpaved roads constitute a large portion of the total road network in Brazil and the responsibility of maintaining a significant share of them is in the hands of local governments. On the other hand, Geographic Information Systems (GISs) technology presents itself as a promising tool in activities involving information handling and analysis, being particularly suited to planning and management related activities, where it serves as a powerful aid in decision making. This study analyzes the potential use of a GIS as a means to store and manipulate information on unpaved roads. Several analyses are made using data stored in the database with the objective of providing future support for a maintenance management system. Different characteristics were attributed graphically for each segment of road inspected in the field based on GIS tool classifications. Furthermore, stretches of road considered critical were easily identified by means of the conditional querying procedure. A digital terrain model was used to evaluate the relief of the area under study and its possible influence on the road\'s classification. The soil types were also used in the analysis. With regard to the field inspection, a method was adopted to calculate the road\'s conditions. Despite the difficulties involved in acquiring the basic data and the fact that the road evaluation method was not entirely suitable for the local conditions, it was possible to acertain that the GIS technology is very useful and that it can become a great tool to aid in the maintenance management of rural unpaved roads.