Os parâmetros obtidos nos resultados de ensaios triaxiais de módulo de resiliência em solos têm sido cada vez mais utilizados no dimensionamento de pavimentos. Estes parâmetros são fundamentais em análises estruturais e mecanísticas de pavimentos. Pelas normas atuais o ensaio pode ser realizado em diversos tamanhos de corpo-de-prova contanto que respeite a relação entre diâmetro por altura 1:2 e a relação tamanho máximo de partícula por diâmetro do corpo-de-prova 1:5. O objetivo deste trabalho é compreender como variam os resultados de módulo de resiliência quando os ensaios são realizados em diferentes tamanhos de corpode- prova. Para realizar esta pesquisa foram utilizados quatro solos distintos ensaiados em corpos-de-prova de 7,5 x 15 cm, 10 x 20 cm e 15 x 30 cm. Os solos escolhidos foram uma areia, um solo arenoso fino laterítico, um solo argiloso e um solo residual de granito (saibro). Todos os quatro solos são utilizados como materiais para pavimentação e são provenientes do estado do Rio Grande do Sul. Os materiais foram caracterizados por ensaios de granulometria, peso específico real dos grãos e limites de liquidez e plasticidade. Foram realizados ensaios de compactação nas energias normal e intermediária obtendo-se assim os parâmetros de compactação para os ensaios triaxiais. Em dois dos quatro solos da pesquisa ainda se realizou ensaios de classificação MCT. Os ensaios triaxiais foram realizados com os quatro solos, em três tamanhos e com duas energias de compactação, totalizando 24 ensaios. Após revisão bibliográfica sobre modelos matemáticos de regressão, decidiu-se interpretar os resultados pelos modelos Tensão Confinante, Tensão Desvio, Modelo Teta e Modelo Composto. Dentre os quatro modelos utilizados, o Modelo Composto obteve os melhores resultados de ajuste. Realizaram-se análises dos parâmetros obtidos nos modelos pela variação do tamanho de corpo-de-prova, onde se observou um pequeno aumento dos valores de MR quando ensaiados em corpos-de-prova maiores. Realizou-se ainda uma comparação estatística entre os resultados dos ensaios triaxiais em que a principal conclusão foi de que a areia, dentre os quatro solos estudados, é considerada o único material que não varia seus módulos conforme o ensaio é realizado em diferentes tamanhos de corpo-de-prova. / The results of resilient modulus test of soils have been increasingly used in pavement design, once they are fundamental in structural and mechanistic analysis of pavements. By the current standards/protocols, the test may be performed in various sizes of test specimens as long as it respects the relationship between diameter and height ratio 1:2 and the relationship between maximum particle size and diameter of the test specimen 1:5. The aim of this study is to understand how the results of resilient modulus vary when the tests are conducted in different sizes of test specimen. In order to conduct this research, four different types of soil were used and tested in specimens of 7.5 x 15 cm, 10 x 20 cm and 15 x 30 cm. The soils chosen were sand, fine sandy lateritic soil, clayey soil and residual soil of granite (gravel). All the four soils are used for pavement materials and are original from the state of Rio Grande do Sul, Brazil. The tests carried out for characterization of the materials include: grain size distribution, physical characterization and Atterberg limits. Proctor compaction test were performed in two different energies, thus obtaining the compression parameters for the compaction of the specimen. Additionally, in two of the four soils of the research, experiments of MCT classification were carried out. The resilient modulus tests were performed with the four soils in three sizes and in two compaction energies, totalizing 24 experiments. After reviewing the literature on regression mathematical models, it was decided to interpret the results from models of Confining Pressure, Deviation Stress, Teta Model and Composted Model. Among the four models used, the Composted Model showed the best fitting results. Analysis were performed considering coefficients obtained in the models versus the size of the specimen. A small increase in resilient modulus values was noticed for experiments performed with larger samples. A statistical comparison between the results of the resilient modulus tests was performed, and the main conclusion was that the sand is considered the only material among the four soils that do not vary its modules as the test is performed on different sizes of specimen.

Os parâmetros obtidos nos resultados de ensaios triaxiais de módulo de resiliência em solos têm sido cada vez mais utilizados no dimensionamento de pavimentos. Estes parâmetros são fundamentais em análises estruturais e mecanísticas de pavimentos. Pelas normas atuais o ensaio pode ser realizado em diversos tamanhos de corpo-de-prova contanto que respeite a relação entre diâmetro por altura 1:2 e a relação tamanho máximo de partícula por diâmetro do corpo-de-prova 1:5. O objetivo deste trabalho é compreender como variam os resultados de módulo de resiliência quando os ensaios são realizados em diferentes tamanhos de corpode- prova. Para realizar esta pesquisa foram utilizados quatro solos distintos ensaiados em corpos-de-prova de 7,5 x 15 cm, 10 x 20 cm e 15 x 30 cm. Os solos escolhidos foram uma areia, um solo arenoso fino laterítico, um solo argiloso e um solo residual de granito (saibro). Todos os quatro solos são utilizados como materiais para pavimentação e são provenientes do estado do Rio Grande do Sul. Os materiais foram caracterizados por ensaios de granulometria, peso específico real dos grãos e limites de liquidez e plasticidade. Foram realizados ensaios de compactação nas energias normal e intermediária obtendo-se assim os parâmetros de compactação para os ensaios triaxiais. Em dois dos quatro solos da pesquisa ainda se realizou ensaios de classificação MCT. Os ensaios triaxiais foram realizados com os quatro solos, em três tamanhos e com duas energias de compactação, totalizando 24 ensaios. Após revisão bibliográfica sobre modelos matemáticos de regressão, decidiu-se interpretar os resultados pelos modelos Tensão Confinante, Tensão Desvio, Modelo Teta e Modelo Composto. Dentre os quatro modelos utilizados, o Modelo Composto obteve os melhores resultados de ajuste. Realizaram-se análises dos parâmetros obtidos nos modelos pela variação do tamanho de corpo-de-prova, onde se observou um pequeno aumento dos valores de MR quando ensaiados em corpos-de-prova maiores. Realizou-se ainda uma comparação estatística entre os resultados dos ensaios triaxiais em que a principal conclusão foi de que a areia, dentre os quatro solos estudados, é considerada o único material que não varia seus módulos conforme o ensaio é realizado em diferentes tamanhos de corpo-de-prova. / The results of resilient modulus test of soils have been increasingly used in pavement design, once they are fundamental in structural and mechanistic analysis of pavements. By the current standards/protocols, the test may be performed in various sizes of test specimens as long as it respects the relationship between diameter and height ratio 1:2 and the relationship between maximum particle size and diameter of the test specimen 1:5. The aim of this study is to understand how the results of resilient modulus vary when the tests are conducted in different sizes of test specimen. In order to conduct this research, four different types of soil were used and tested in specimens of 7.5 x 15 cm, 10 x 20 cm and 15 x 30 cm. The soils chosen were sand, fine sandy lateritic soil, clayey soil and residual soil of granite (gravel). All the four soils are used for pavement materials and are original from the state of Rio Grande do Sul, Brazil. The tests carried out for characterization of the materials include: grain size distribution, physical characterization and Atterberg limits. Proctor compaction test were performed in two different energies, thus obtaining the compression parameters for the compaction of the specimen. Additionally, in two of the four soils of the research, experiments of MCT classification were carried out. The resilient modulus tests were performed with the four soils in three sizes and in two compaction energies, totalizing 24 experiments. After reviewing the literature on regression mathematical models, it was decided to interpret the results from models of Confining Pressure, Deviation Stress, Teta Model and Composted Model. Among the four models used, the Composted Model showed the best fitting results. Analysis were performed considering coefficients obtained in the models versus the size of the specimen. A small increase in resilient modulus values was noticed for experiments performed with larger samples. A statistical comparison between the results of the resilient modulus tests was performed, and the main conclusion was that the sand is considered the only material among the four soils that do not vary its modules as the test is performed on different sizes of specimen.

Camadas granulares desempenham um importante papel no comportamento global de pavimentos, especialmente daqueles com revestimentos delgados ou sem revestimento. Para conhecer as características de resistência e deformabilidade de materiais componentes dessas camadas são realizados ensaios triaxiais. No caso de ensaios em materiais granulares, o corpo de prova deve ter diâmetro de pelo menos cinco vezes o tamanho máximo de partícula e altura igual a duas vezes o seu diâmetro. Como as especificações do DNIT permitem o emprego de agregados de até 5 cm em camadas de brita graduada ou solo-agregado, os corpos-de-prova devem ter diâmetro de 25 cm e altura de 50 cm. Equipamentos capazes de ensaiar corpos-deprova com estas dimensões são raros no mundo e inexistiam no Brasil até 2008. Com o intuito de superar esta carência e avançar no conhecimento do comportamento mecânico de agregados graúdos, a pesquisa relatada nesta tese teve como objetivos desenvolver um equipamento triaxial de grande porte capaz de aplicar carregamentos estáticos, monotônicos e cíclicos em corpos-de-prova de grandes dimensões (25 cm x 50 cm); bem como realizar e interpretar os primeiros ensaios. A concepção e a montagem do equipamento são descritas considerando as partes principais. Também é detalhada a instrumentação utilizada composta por: duas células de carga, três transdutores de deslocamento e dois transmissores de pressão. Para os primeiros ensaios foi escolhida uma brita graduada de basalto, anteriormente utilizada em pistas experimentais solicitadas por simulador de tráfego. Ensaios em corpos-de-prova de 10 cm de diâmetro e 20 cm de altura foram realizados para comparação com resultados de ensaios em corpos-de-prova maiores, realizados no novo equipamento. Os ensaios de módulo de resiliência foram conduzidos segundo o método de ensaio do DNIT, com algumas modificações para adequá-lo ao padrão internacional. Os ensaios triaxiais monotônicos e os cíclicos de deformações permanentes foram conduzidos tanto em multiestágios, quanto em estágio único de tensões. Os resultados obtidos foram interpretados segundo diversas teorias e modelos, obtendo-se parâmetros de resistência e de deformabilidade. Uma análise mecanística utilizando os parâmetros obtidos nos ensaios permitiu analisar o comportamento do material estudado como camada de pavimento. Conclui-se que o equipamento triaxial de grande porte atende as necessidades para as quais foi projetado, permitindo obter parâmetros para caracterização do comportamento de agregados graúdos e prever desempenho de pavimentos, quanto a deformações permanentes e ruptura por cisalhamento de camadas granulares. / Unbound aggregates layers play an important role in the performance of thinly surfaced or unsurfaced pavements. In order to assess the strength-strain characteristics of soils and aggregates used in those layers, triaxial tests must be carried out on cylindrical specimens with diameter not smaller than 5 times the particle maximum size and height twice the diameter. Since Brazil National Roads Department allows using 2” aggregates in granular bases, specimens for triaxial tests should be at least 25 cm in diameter and 50 cm in height. All over the world there are only a few equipments for testing such specimens; and up to 2008 none of them in Brazil. Aiming at overcoming this deficiency and enhance the knowledge on the mechanical behavior of coarse aggregates, the objectives of research reported in this thesis were to develop a triaxial equipment capable of applying static, monotonic and repeated loadings on large specimens (25 cm x 50 cm) and perform and analyze the first tests. The design and assemblage of the equipment are describe, detailing its main components and the instrumentation, that included two load cells, three displacement transducers and two pressure transmitters. The first tests were carried out on specimens made of dense crushed aggregates, formerly used in APT test sections. Tests were also carried out on specimens with 10.0 cm diameter and 20.0 cm height, in order to compare their results to those of tests carried out in larger specimens tested in the new triaxial equipment. Resilient modulus tests were carried out according to the Brazilian standard, but some modifications were introduced to follow international patterns. Triaxial monotonic and repeated loading permanent deformation tests were carried out both in multiple stages and unique stage of stresses. The results were interpreted were calculated taking into account several theories and models, strength and strain parameters being obtained. A mechanistic analysis using parameters obtained in tests allowed analyzing the behavior of the studied aggregates making part of pavement layers. It is concluded the new triaxial equipment for large specimens fulfills the requirements that motivated its design and construction, making possible to obtain parameters for characterizing the behavior of coarse aggregates and estimating pavements performance regarding permanent deformation and shear failure of granular layers.

Submitted by Allison Andrade (allisonandrade.13@hotmail.com) on 2016-03-14T15:26:17Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Mário Jorge Andrade da Cunha.pdf: 2007520 bytes, checksum: d9d293c34b843e62f23db6d126c3fe7a (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-03-14T19:48:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Mário Jorge Andrade da Cunha.pdf: 2007520 bytes, checksum: d9d293c34b843e62f23db6d126c3fe7a (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-03-14T19:50:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Mário Jorge Andrade da Cunha.pdf: 2007520 bytes, checksum: d9d293c34b843e62f23db6d126c3fe7a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-14T19:50:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Mário Jorge Andrade da Cunha.pdf: 2007520 bytes, checksum: d9d293c34b843e62f23db6d126c3fe7a (MD5) Previous issue date: 2014-11-21 / Não informada / The synthesized calcined clay was studied, as coarse aggregate, replacing the pebble in asphalt mixtures for asphalt concrete. It aims to find alternative materials to use in pavements for the city of Manaus. Also participated in the bituminous composite the binder AC 50/70, marketed in the Amazon region, sand (fine aggregate) and portland cement (filler). The grain size of the mixture followed the method of Bailey, with the goal of providing a better interlocking of particles. The mechanical behavior was analyzed according to the testing of tensile strength (RT), the resilient modulus (MR) and fatigue, with temperature variation, in order to also check the behavior in service. The results showed, in general, higher values for mixtures with clay aggregates, compared to the natural aggregate composite. / Estudou-se o Agregado Sinterizado de Argila Calcinada (ASAC), como agregado graúdo, em substituição ao seixo para misturas asfálticas do tipo CA. Teve-se como objetivo encontrar materiais alternativos a serem utilizados em obras de pavimentação no Município de Manaus (AM). Participaram também dos compósitos betuminosos o ligante CAP 50/70, comercializado na Região Amazônica, a areia (agregado miúdo) e o cimento portland (fíller). A granulometria da mistura seguiu o Método de Bailey, visando propiciar um melhor intertravamento das partículas. Analisou-se o comportamento mecânico pelos ensaios de resistência à tração (RT), módulo de resiliência (MR) e vida de fadiga, com variação da temperatura, para também verificar o comportamento em serviço. Os resultados mostraram, em geral, valores superiores para a mistura com agregados de argila, quando comparada ao compósito com agregado natural.

Made available in DSpace on 2015-04-11T13:47:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 HELEN_MARINHO_PICANCO.pdf: 1695689 bytes, checksum: 6aff76ed83a5fe7c8effe2a87eed889f (MD5) Previous issue date: 2012-06-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The study in question presents an alternative to improve the technical characteristics of the clay soil representative of the city of Manaus, the addition of waste from the production of ceramic bricks, from the potteries of Iranduba - Amazonas. Therefore we performed: a) characterization of natural soil and crushed ceramic waste, encompassing particle size analysis, Atterberg limits, density of solids compaction test and b) soil mineralogical characterization of natural and ceramic waste through analysis by diffraction x-ray (XRD), and c) evaluate the mechanical behavior of natural soil sample and soil-aggregate mixture through the trials Simple compressive Strength (RCS) module and Resilience (MR). The results regarding the soil-residue mixture showed that (a) the larger the particle size the greater the residue compressive strength of the mixture, (b) the addition of industrial byproduct tends to soil generally, to reduce the modulus of resilience of mixture, (c) the soilceramic waste showed satisfactory results regarding the mechanical performance, allusive to natural soil, (d) considering the large amount of waste generated currently in production of ceramic bricks, one can conclude that this residue has potential as aggregate alternative in improving soils with low bearing capacity. / O trabalho em pauta apresenta uma alternativa de melhoramento das características técnicas do solo argiloso representativo da cidade de Manaus, pela adição de resíduos da produção de tijolo cerâmico, oriundos das olarias de Iranduba-Amazonas. Para tanto foi realizada: a) caracterização do solo natural e do resíduo cerâmico moído, englobando análise granulométrica, limites de consistência, massa específica dos sólidos e ensaio de compactação; b) caracterização mineralógica do solo natural e do resíduo cerâmico mediante análise por difratometria de raios x e c) avaliação do comportamento mecânico da amostra de solo natural e da mistura solo-agregado, por meio dos ensaios de Resistência à Compressão Simples (RCS) e Módulo de Resiliência (MR). Os resultados referentes à mistura solo-resíduo mostraram que (a) quanto maior a granulometria do resíduo maior é Resistência à Compressão Simples da mistura; (b) o acréscimo do subproduto industrial ao solo tende, em geral, a reduzir o Módulo de Resiliência da mistura; (c) as misturas solo-resíduo cerâmico apresentaram resultado satisfatório quanto ao desempenho mecânico, alusivo ao solo natural; (d) considerando a grande quantidade de resíduos gerados atualmente na produção de tijolos cerâmicos, pode-se concluir que este resíduo apresenta potencial como agregado alternativo na melhoria de solos com baixa capacidade de suporte.

Submitted by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2018-01-31T19:19:54Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação_Aline M. Cabral.pdf: 3395466 bytes, checksum: fd4c4f0c180b73882037492c04c7fed7 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2018-01-31T19:20:06Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação_Aline M. Cabral.pdf: 3395466 bytes, checksum: fd4c4f0c180b73882037492c04c7fed7 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-31T19:20:06Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação_Aline M. Cabral.pdf: 3395466 bytes, checksum: fd4c4f0c180b73882037492c04c7fed7 (MD5) Previous issue date: 2017-10-18 / FAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas / The mechanical behavior of asphalt mixtures of the Asphalt Concrete (CA) type was studied with the use of Calcined Clay Sintered Aggregate (ASAC), as a coarse aggregate, modified by graphene multilayer nanomaterial, and the effect of the samples aging on the mechanical performance. The purpose of this study was to analyze the mechanical performance of this alternative aggregate, the impact of the addition of graphene multilayer nanomaterials in the asphalt mixtures to be used in asphalt paving works in the city of Manaus, and also to demonstrate the importance of the aging in this process. In the composition of the CA were used the 50/70 asphalt binder, commercialized in the Amazon Region, the Manaus, sand as a fine aggregate, and the Portland cement, as the filer. All of these materials were physically characterized according to SUPERPAVE. The following materials were analyzed: 1) the reference mixture (without use of graphene multilayers and aged); 2) mixture with graphene multilayers aged, and 3) mixture without the graphene multilayers and unaged. It was determined the mechanical performance of these composites according to the Diametral Compressive Tensile Strength (RT) and Resilience Modulus (MR) tests. In the RT tests, the specimens of the three types of mixtures were subjected to temperatures of 25 °C, 40 °C and 60 °C. For MR, in particular, the mechanical behavior was studied at temperatures of 25 °C and 40 °C. The results showed that in the tensile strength test, there was an increase in RT values with the addition of graphene at temperatures of 25 ° C and 40 ° C. As far as the reference mixture is concerned, the values obtained from RT exceed the minimum set by the standard, and the unaged mixture did not obtain that minimum. Thus, the aged composites (reference material and graphene) meet the technical requirements, with increasing the mechanical performance with the addition of graphene multilayers to the aged blends, about 9.8% at 25 ° C and 8.1% at 40 ° C. Aging gives mixtures a 63% increase in RT compared to the unripe at 25 ° C, 97% at 40 ° C and 50% at 60 ° C. Regarding the Resilience Modulus, the tests showed that there was an increase in MR values, in the mixture with the addition of graphene nanomaterial and, for the three mixtures, there is maintenance of values, with the variation of the percentage of RT, which means that all composites studied are not very susceptible to temperature variation, with satisfactory mechanical resistance. It is demonstrated, therefore, that the ASAC aggregate has technical feasibility to be used in asphalt paving, that the multilayer nanomaterial of graphene shows itself as promising modifying material in this field, and that the aging process is essential in the execution of the asphalt mixtures. / Estudou-se o comportamento mecânico de misturas asfálticas do tipo Concreto Asfáltico (CA), com o emprego de Agregado Sinterizado de Argila Calcinada (ASAC) como agregado graúdo, modificada por nanomaterial de multicamadas de grafeno, e o efeito do envelhecimento das amostras no desempenho mecânico. Teve-se como intuito a análise da performance mecânica desse agregado alternativo, o impacto da adição do nanomaterial de multicamadas de grafeno nas misturas asfálticas a serem utilizadas em obras de pavimentação asfáltica no Município de Manaus, e também demonstrar a importância do envelhecimento nesse processo. Participaram desse compósito asfáltico, o ligante asfáltico 50/70, comercializado na Região Amazônica, a areia Manaus, como agregado miúdo, e o cimento Portland, utilizado como filer. Todos esses materiais foram caracterizados fisicamente, com as dosagens estabelecidas de acordo com a SUPERPAVE. Foram analisados os seguintes materiais: 1) mistura referência (sem utilização de multicamadas de grafeno e envelhecida); 2) mistura com multicamadas de grafeno envelhecida; 3) mistura sem as multicamadas de grafeno e não envelhecida. Determinou-se o desempenho mecânico desses compósitos de acordo com os ensaios de Resistência à Tração por Compressão Diametral (RT) e Módulo de Resiliência (MR). Nos testes de RT os corpos de prova dos três tipos de misturas foram submetidos às temperaturas de 25°C, 40°C e 60°C. Para o caso do MR, em particular, estudou-se o comportamento mecânico às temperaturas de 25°C e 40°C. Os resultados mostraram que no ensaio de Resistência à Tração, houve incremento nos valores de RT com a adição do grafeno nas temperaturas de 25°C e 40°C. No que concerne a mistura de referência, os valores obtidos de RT superam o mínimo estabelecido por norma e a mistura não envelhecida não obteve resultados dentro do mínimo necessário. Desse modo, os compósitos envelhecidos (referência e grafeno) atendem às exigências técnicas, notando-se aumento do desempenho mecânico com a adição das multicamadas de grafeno às misturas envelhecidas, cerca de 9,8% a 25°C e 8,1% a 40°C. O envelhecimento confere às misturas 63% de aumento da RT em relação às não envelhecidas à 25°C, 97% à 40°C e 50% a 60°C. No tocante ao Módulo de Resiliência, os ensaios demonstraram que houve incremento nos seus valores para mistura com a adição do nanomaterial grafeno e para as três misturas há manutenção de valores, com a variação da porcentagem da RT, o que significa que todos os compósitos estudados são pouco susceptíveis à variação da temperatura, com resistência mecânica satisfatória.Verifica-se que o agregado ASAC possui viabilidade técnica para ser empregado na pavimentação asfáltica, que o nanomaterial de multicamadas de grafeno mostra-se como material modificador promissor nesse ramo e que o processo de envelhecimento é essencial na execução das misturas asfálticas.

O comportamento mecânico do subleito tem influência determinante no desempenho das estruturas de pavimento. Porém, muitas vezes, os estudos realizados para elaboração de projetos são simplistas e não levam em conta as variações de comportamento mecânico que podem ocorrer, seja por fatores construtivos, seja ambientais, como umidade, durante o período de operação. Neste sentido, métodos de dimensionamento mecanicistas-empíricos de estruturas de pavimentos empregam modelos de comportamento das diversas camadas da estrutura e do subleito, sendo alvos de constantes revisões para recalibração destes modelos, de modo que se aproximem mais da realidade do comportamento em serviço. As calibrações dos modelos são necessárias para aumentar a confiabilidade do dimensionamento de modo a garantir pavimentos mais duráveis, e para otimizar custos de execução e de manutenção ao longo da vida útil das estruturas. Neste contexto o presente trabalho propõe uma metodologia para compreender as propriedades dos solos do subleito e de suas variações, estabelecendo um programa de ensaios de campo e de laboratório, cadastramento, processamento e combinação de resultados de propriedades físicas e mecânicas de solos de subleitos de pavimentos de rodovias existentes. O objetivo final é estabelecer parâmetros de deformabilidade elástica de solos do subleito e sua variabilidade para auxiliar no dimensionamento de novas estruturas de pavimentos e reabilitação das antigas. O trabalho utiliza estudos de casos de pavimentos rodoviários em operação. O primeiro caso foi base para o estabelecimento metodológico de estudo desejável do subleito de um pavimento existente, concebendo modelos de previsão de comportamento resiliente do subleito para uso em futuros projetos de restauração deste pavimento ou para novos projetos em locais com similaridade de ocorrência de solos. Empregando a metodologia estabelecida no primeiro caso, fez-se uma busca minuciosa de dados em vários documentos existentes sobre pavimentos rodoviários de concessionárias do Estado de São Paulo, concebendo-se um banco de dados para análise do subleito destes pavimentos, de modo a ampliar a gama de solos pesquisados. Com resultados de caracterização de solos em laboratório e de deflectometria em campo, além de dados de localização dos pontos estudados em mapas geológicos e pedológicos, dados de precipitação, de terraplenagem, entre outros, pôde-se analisar os dados e identificar a influência de cada elemento na variação do módulo de resiliência dos solos de fundação de pavimentos em serviço. O banco de dados de ensaios laboratoriais de solos de subleito contou com um total de 3.894 registros e de ensaios não destrutivos deflectométricos de campo com um total de 169.525 registros (dados históricos de nove rodovias estaduais diferentes). Dentre as principais conclusões, verificou-se que grande parte dos modelos de correlações existentes na literatura entre parâmetros de propriedades físicas e de resistência (como CBR) de solos com o módulo de resiliência possui aplicação muito restrita, inviabilizando sua aplicação de forma indiscriminada em locais distintos daqueles onde foram obtidas as correlações. Além disso, verificou-se que o módulo de resiliência do subleito em campo apresenta variações de grande magnitude e, portanto, é de difícil previsão, requerendo acumulação de dados históricos, bem como de um cadastro adicional de maior gama de informações. Recomenda-se que maiores quantidades de ensaios sejam realizadas e que permitam verificação, ou dupla checagem, para validação, bem como para futuramente ser possível o estabelecimento de modelos matemáticos mais confiáveis. Nos estudos, foi possível estabelecer parâmetros estatísticos que podem ser utilizados tanto em métodos de dimensionamento vigentes ou novos, como naquelas que consideram as variações do módulo de resiliência do subleito para determinação do risco de falha, ou da confiabilidade das estruturas. / Subgrade mechanical behavior has a determining influence on the performance of pavement structures. However, often, the studies carried out for project designs are simplistic and do not take into account the variations that can occur in the mechanical behavior, whether by constructive factors or environmental ones, such as the moisture content during the operation period. Thus, mechanical-empirical design methods of pavement structures employ performance models of the many layers of the structure and of the subgrade, being targets of constant revisions for adjustment of these models so that they come closer to reality in operation behavior. Model adjustments are necessary to increase design reliability to ensure more durable pavements and to optimize execution and maintenance costs during the structure life. In this context, the present work proposes a methodology to understand the subgrade soil properties and their variations, establishing a program of field and laboratory tests, registration, processing and combination of results of physical and mechanical properties of subgrade soils of existing highway pavements. The final objective is to establish parameters of the subgrade soil elastic deformability and their variability to assist in the design of new pavement structures and in the rehabilitation of old ones. This work uses case studies of road pavements in operation. The first case was the basis for the methodological establishment of a desirable study of the subgrade of an existing pavement, designing predictive models of the subgrade resilient behavior for use in future rehabilitation projects of this pavement or for new projects in places with a similar occurrence of soils. By using the methodology established in the first case, a thorough data search was carried out in several existing documents on road pavements of concessionaires in the State of São Paulo, and a database was prepared to analyze the subgrade of such pavements in order to expand the range of soils studied. With the results of soil characterization in the laboratory and by field deflections, in addition to location data of the points studied in geological and pedological maps, precipitation and earthwork data, among others, it was possible to analyze the data and identify the influences of each element on the variation of the subgrade resilient modulus of the pavements in operation. The database from laboratory tests of subgrade soils covered a total of 3,894 registers and of non-destructive deflectometric field tests - a total of 169,525 registers (historical data on nine different state highways). Among the main conclusions, it was verified that most of the correlation models existing in the literature between parameters of physical and mechanical strength properties (like the CBR) of soils with the resilient moduli have very restricted application, making it impossible to apply them indiscriminately in places other than those where the correlations were obtained. In addition, it was verified that the resilient modulus of the subbase in situ presents variations of great magnitude and, therefore, it is difficult to make predictions. Lots of historical data are required, as well as additional registers of a greater range of information. Therefore, it is recommended that a larger number of tests be performed in order to allow for checking and double-checking for validation as well as the possibility of a future establishment of more reliable mathematical models. In the studies, it was possible to establish statistical parameters that can be used both in current and in new design methods, like in those that consider variations of the subgrade resilient moduli to determine the risk of failure or of the reliability of structures.

Esta pesquisa apresenta uma contribuição ao entendimento do efeito da variação do estado de tensões e variação de umidade na compactação, na suscetibilidade à deformação permanente dos solos de subleito. Assim, um programa experimental foi desenvolvido considerando as variáveis o estado de tensões e a umidade, que são importantes na análise da evolução da deformação permanente dos solos de subleito. Para esta avaliação, foi utilizado um solo arenoso laterítico proveniente da região de Dois Córregos, estado de São Paulo, Brasil. Foram realizados ensaios de caracterização e ensaios triaxiais de cargas repetidas (módulo de resiliência e deformação permanente). Adicionalmente, foi analisado o efeito do acúmulo de deformação permanente nos valores de módulo de resiliência, que foi efetuado a partir de ensaios realizados antes e após o ensaio de deformação permanente. Além disso, de posse dos resultados de deformação permanente foi verificada a ocorrência do Shakedown. Concluiu-se que um aumento de tensões causa um aumento na deformação permanente, não sendo possível avaliar o efeito da variação de umidade na deformação permanente. Observou-se a ocorrência do Shakedown, porém não foi possível definir seu limite. Não foi possível o enquadramento da deformação permanente no modelo de Monismith, sendo proposto, por meio de regressão múltipla, um modelo para avaliação da deformação permanente, considerando as variáveis, umidade, número de aplicações de carga e estado de tensões. / This research presents a contribution to understanding the effect of the variation of the state of stress and water content in the evolution of the permanent deformation of subgrade soils. A lateritic sandy soil from the region of Dois Córregos, State of São Paulo, Brazil, was used throughout the characterization and triaxial repeated loads tests (resilient module and permanent deformation tests). Additionally, it was analyzed the effect of the accumulation of permanent deformation in the values of resilient module from tests performed before and after the permanent deformation tests, as well as it was verified the occurrence of Shakedown. It was concluded that an increase of stress causes an increase in permanent deformation, but it was not possible to evaluate the effect of the variation of moisture content in permanent deformation. It was also observed the occurrence of Shakedown, but it was not possible to set its limit. Furthermore, it was not possible to fit the permanent deformation testing data in the model of Monismith, being proposed, by means of multiple regression, a model for the assessment of permanent deformation considering the variables moisture content, number of load applications and state of stress.

Um dos maiores problemas do setor da fundição de metais é a produção de resíduos sólidos, constituídos basicamente pelas areias residuais. Geralmente, o uso de aditivos e ligantes no processo de fundição limita a reutilização da areia, o que obriga as indústrias a destinar esse resíduo a depósitos de descarte, apesar da boa qualidade que a areia apresenta para outros usos, principalmente na engenharia civil. No Brasil, a produção de fundidos em 2006 alcançou três milhões de toneladas, com a geração de, aproximadamente, uma tonelada de resíduo para cada tonelada de metal produzida. Nesse sentido, procuram-se alternativas para reutilizar a areia de fundição em grandes quantidades, que permitam reduzir os custos de descarte pelas siderúrgicas e a utilização na construção de pavimentos fornece oportunidades para o reuso nas diferentes camadas estruturais. O objetivo deste trabalho é avaliar o reaproveitamento da areia de fundição como material de construção em sub-bases e bases de rodovias, através de sua incorporação a solos argilosos lateríticos da região de Sertãozinho/SP, que tem grande produção de fundidos e, conseqüentemente, de resíduos e também carece de jazidas de solos arenosos para a construção de rodovias e vias urbanas. No estudo foi utilizada a técnica de montagem de solos artificiais a partir de dois solos lateríticos argilosos e do resíduo areia de fundição e da areia virgem. Os solos artificiais foram submetidos aos ensaios de: limite de liquidez e plasticidade, granulometria por peneiramento e sedimentação, mini-MCV, perda de massa por imersão, mini-CBR, expansão, contração, infiltrabilidade e permeabilidade em corpos-de-prova de dimensões reduzidas e na energia intermediária, CBR na energia intermediária e triaxial dinâmico. Para determinar a periculosidade do resíduo foram executados ensaios ambientais de massa bruta, lixiviação e solubilização. A partir dos resultados obtidos nestes ensaios foi possível analisar a variação das propriedades tecnológicas e ambientais dos solos em função do teor de areia de fundição adicionada. Os solos lateríticos argilosos com 60% de areia de fundição adicionada apresentaram propriedades mecânicas que atendem as especificações do DER-SP (1991) e do Manual de Pavimentação do DNIT (2006). Os ensaios ambientais mostraram que a areia de fundição, utilizada nesta pesquisa, apresenta características que se enquadram dentro dos parâmetros da CETESB, o que permite que o resíduo seja avaliado para seu reaproveitamento na construção de rodovias. Com base na análise dos resultados conclui-se que o resíduo areia de fundição é de uso promissor nas camadas de base e sub-base de rodovias de baixo volume de tráfego. / One of the biggest problems of the foundry industry is the solid residues production, constituted basically by sands. The use of additives and binders in the foundry process reduces the reuse of the sand and the remainder is discarded in industrial landfills or stockpiled on site, although the good quality of the sand as aggregate for manufactured products such as Portland cement, asphalts and geotechnical applications such as road bases, structural fills, embankments and manufactured soils. The foundry production, in year 2007, in Brazil, exceeded three millions tons, and it is had that for each ton of produced metal, a ton of foundry residue results approximately. The long term sustainability, economics and reuse practices suggest that alternative use practices must be done for the foundry sand and the roadways construction supply such opportunities. The purpose of this work is to evaluate the reuse of foundry sand as a construction material for road bases and sub-bases, trough its incorporation to clay lateritic soils from Sertaozinho, Sao Paulo state region. This region has a highly production of foundry metals and residues, and does not have natural sandy soils deposits for the construction of highways and urban roads. The technique used in this study was de soil assembly; foundry sand and virgin sand were mixed with two clay lateritic soils in different proportions. Tests were made in the soil-sand mixes to evaluate the sand addition influence in the mechanic soil behaviour, which are: liquid limit and plastic limit, granulometry, mini-MCV, immersion lost mass, mini-CBR at the intermediate energy, expansion, contraction, CBR at the intermediate energy, infiltrability, permeability and dynamic triaxial. Also, environment tests - leaching and solubility - were made to establish the hazard of the foundry sand. The results show that lateritic clay soils with 60% of foundry sand added has adequate mechanical properties to be used as base and sub-base material for low traffic pavements, according to the DER-SP(1991) specifications and the DNIT Manual Pavement (2006). The environment tests indicate that the foundry sand residue, used in this work, has promising use in road bases and sub-bases.

O comportamento mecânico do subleito tem influência determinante no desempenho das estruturas de pavimento. Porém, muitas vezes, os estudos realizados para elaboração de projetos são simplistas e não levam em conta as variações de comportamento mecânico que podem ocorrer, seja por fatores construtivos, seja ambientais, como umidade, durante o período de operação. Neste sentido, métodos de dimensionamento mecanicistas-empíricos de estruturas de pavimentos empregam modelos de comportamento das diversas camadas da estrutura e do subleito, sendo alvos de constantes revisões para recalibração destes modelos, de modo que se aproximem mais da realidade do comportamento em serviço. As calibrações dos modelos são necessárias para aumentar a confiabilidade do dimensionamento de modo a garantir pavimentos mais duráveis, e para otimizar custos de execução e de manutenção ao longo da vida útil das estruturas. Neste contexto o presente trabalho propõe uma metodologia para compreender as propriedades dos solos do subleito e de suas variações, estabelecendo um programa de ensaios de campo e de laboratório, cadastramento, processamento e combinação de resultados de propriedades físicas e mecânicas de solos de subleitos de pavimentos de rodovias existentes. O objetivo final é estabelecer parâmetros de deformabilidade elástica de solos do subleito e sua variabilidade para auxiliar no dimensionamento de novas estruturas de pavimentos e reabilitação das antigas. O trabalho utiliza estudos de casos de pavimentos rodoviários em operação. O primeiro caso foi base para o estabelecimento metodológico de estudo desejável do subleito de um pavimento existente, concebendo modelos de previsão de comportamento resiliente do subleito para uso em futuros projetos de restauração deste pavimento ou para novos projetos em locais com similaridade de ocorrência de solos. Empregando a metodologia estabelecida no primeiro caso, fez-se uma busca minuciosa de dados em vários documentos existentes sobre pavimentos rodoviários de concessionárias do Estado de São Paulo, concebendo-se um banco de dados para análise do subleito destes pavimentos, de modo a ampliar a gama de solos pesquisados. Com resultados de caracterização de solos em laboratório e de deflectometria em campo, além de dados de localização dos pontos estudados em mapas geológicos e pedológicos, dados de precipitação, de terraplenagem, entre outros, pôde-se analisar os dados e identificar a influência de cada elemento na variação do módulo de resiliência dos solos de fundação de pavimentos em serviço. O banco de dados de ensaios laboratoriais de solos de subleito contou com um total de 3.894 registros e de ensaios não destrutivos deflectométricos de campo com um total de 169.525 registros (dados históricos de nove rodovias estaduais diferentes). Dentre as principais conclusões, verificou-se que grande parte dos modelos de correlações existentes na literatura entre parâmetros de propriedades físicas e de resistência (como CBR) de solos com o módulo de resiliência possui aplicação muito restrita, inviabilizando sua aplicação de forma indiscriminada em locais distintos daqueles onde foram obtidas as correlações. Além disso, verificou-se que o módulo de resiliência do subleito em campo apresenta variações de grande magnitude e, portanto, é de difícil previsão, requerendo acumulação de dados históricos, bem como de um cadastro adicional de maior gama de informações. Recomenda-se que maiores quantidades de ensaios sejam realizadas e que permitam verificação, ou dupla checagem, para validação, bem como para futuramente ser possível o estabelecimento de modelos matemáticos mais confiáveis. Nos estudos, foi possível estabelecer parâmetros estatísticos que podem ser utilizados tanto em métodos de dimensionamento vigentes ou novos, como naquelas que consideram as variações do módulo de resiliência do subleito para determinação do risco de falha, ou da confiabilidade das estruturas. / Subgrade mechanical behavior has a determining influence on the performance of pavement structures. However, often, the studies carried out for project designs are simplistic and do not take into account the variations that can occur in the mechanical behavior, whether by constructive factors or environmental ones, such as the moisture content during the operation period. Thus, mechanical-empirical design methods of pavement structures employ performance models of the many layers of the structure and of the subgrade, being targets of constant revisions for adjustment of these models so that they come closer to reality in operation behavior. Model adjustments are necessary to increase design reliability to ensure more durable pavements and to optimize execution and maintenance costs during the structure life. In this context, the present work proposes a methodology to understand the subgrade soil properties and their variations, establishing a program of field and laboratory tests, registration, processing and combination of results of physical and mechanical properties of subgrade soils of existing highway pavements. The final objective is to establish parameters of the subgrade soil elastic deformability and their variability to assist in the design of new pavement structures and in the rehabilitation of old ones. This work uses case studies of road pavements in operation. The first case was the basis for the methodological establishment of a desirable study of the subgrade of an existing pavement, designing predictive models of the subgrade resilient behavior for use in future rehabilitation projects of this pavement or for new projects in places with a similar occurrence of soils. By using the methodology established in the first case, a thorough data search was carried out in several existing documents on road pavements of concessionaires in the State of São Paulo, and a database was prepared to analyze the subgrade of such pavements in order to expand the range of soils studied. With the results of soil characterization in the laboratory and by field deflections, in addition to location data of the points studied in geological and pedological maps, precipitation and earthwork data, among others, it was possible to analyze the data and identify the influences of each element on the variation of the subgrade resilient modulus of the pavements in operation. The database from laboratory tests of subgrade soils covered a total of 3,894 registers and of non-destructive deflectometric field tests - a total of 169,525 registers (historical data on nine different state highways). Among the main conclusions, it was verified that most of the correlation models existing in the literature between parameters of physical and mechanical strength properties (like the CBR) of soils with the resilient moduli have very restricted application, making it impossible to apply them indiscriminately in places other than those where the correlations were obtained. In addition, it was verified that the resilient modulus of the subbase in situ presents variations of great magnitude and, therefore, it is difficult to make predictions. Lots of historical data are required, as well as additional registers of a greater range of information. Therefore, it is recommended that a larger number of tests be performed in order to allow for checking and double-checking for validation as well as the possibility of a future establishment of more reliable mathematical models. In the studies, it was possible to establish statistical parameters that can be used both in current and in new design methods, like in those that consider variations of the subgrade resilient moduli to determine the risk of failure or of the reliability of structures.