Dissertação, apresentado ao Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais da Universidade do Extremo Sul Catarinense, para obtenção do título de Mestre em Ciência e Engenharia de Materiais. / O recorrente fenômeno do aquecimento das cidades a patamares de temperatura elevados, as chamadas “ilhas de calor” vem sendo estudado no mundo todo, onde, além de gerar desconforto térmico urbano, provocam uma maior demanda de energia para refrigerar os ambientes. Em resposta ao impacto ambiental gerado por esse fenômeno, pesquisadores de diferentes nações estão desenvolvendo técnicas para atenuação do aquecimento, desenvolvendo novos materiais, tecnologias e sistemas construtivos para os elementos construídos do espaço urbano. E dentro desses elementos estudados, a pavimentação urbana é responsável por significativa contribuição para ocorrência da chamada “ilha de calor” nas cidades. A utilização de pavimentos chamados “frios” apresenta menor temperatura superficial, e constitui-se numa solução importante para mitigar os efeitos do fluxo de calor sensível nas cidades e no planeta. Várias tecnologias já foram desenvolvidas para diminuir o albedo urbano, nos pavimentos, telhados, vedações e outros elementos construtivos, e esses dados e resultados estão publicados e disponíveis. Estudos mostram de forma muito clara que a redução dos picos de aquecimento dos materiais chamados “frios” é muito significativa nos dias mais quentes das cidades, e que contribuem na diminuição da temperatura no ambiente urbano. Diante desse panorama local e global, o propósito desse trabalho foi desenvolver testar e avaliar novos materiais “frios” para pavimentação. Reflexão e emissividade foram os parâmetros térmicos que nortearam a concepção e o desenvolvimento dos novos materiais, material A(concreto+Talco) e material B(concreto+Mica), e ambos, após testes, demonstraram possuir melhor desempenho térmico que os convencionais, em relação aos parâmetros escolhidos. Foram usadas as matérias primas talco e mica por serem minerais comercialmente viáveis, por serem disponíveis em abundância no Brasil e por constituírem como excelentes agregados cimentícios na indústria da construção civil.

Os processos adotados no controle tecnológico das obras de pavimentação mantêm, ainda, procedimentos e metodologias convencionais que fornecem subsídios técnicos para uma avaliação indireta das propriedades mecânicas das camadas do pavimento e da estrutura como um todo, muitas vezes insuficientes para a interpretação das condições de deformabilidade in situ dos pavimentos. O trabalho proposto constitui uma contribuição para o aperfeiçoamento das técnicas de controle tecnológico de obras rodoviárias com a determinação das propriedades mecânicas e de deformabilidade das camadas de pavimento e terrapleno a partir de ensaios dinâmicos de campo com o uso do equipamento Light Weight Deflectometer (LWD). São apresentadas proposições de metodologias para aplicação sistemática do LWD na avaliação e diagnóstico das propriedades mecânicas de sistemas de camada de pavimento, bem como, no controle tecnológico de obras de pavimentação. O escopo do trabalho é fundamentalmente de natureza experimental com a apresentação de estudo de caso realizado pelo autor em obras viárias em andamento, incorporando-se também resultados de pesquisas e estudos disponíveis na literatura internacional. Buscou-se definir procedimentos e metodologias específicas para a obra da BR-101/NE, que possibilitassem a aplicação dos ensaios dinâmicos com o LWD na totalidade do empreendimento de forma homogênea e padronizada, empregando-se também relações que facultam a determinação das propriedades mecânicas das camadas dos pavimentos com exatidão e representatividade. Para os objetivos em questão foi programado experimentos em seções testes da rodovia, segmento situado entre a cidade de João Pessoa e a divisa dos estados de Pernambuco e Paraíba (lote de obra 5), no qual foram previstos ensaios com o DCP - cone de penetração, LWD e Falling Weight Deflectometer (FWD), bem como a caracterização completa dos solos e materiais constituintes das camadas finais de terraplenagem. / The adopted process in technological control of pavement work, maintains yet, conventional procedures and methodologies that supply technical subsidies for an indirect evaluation about mechanical properties of pavement layers, and the structure as a whole, many times insufficient for an interpretation in situ deformability conditions of the pavement. The proposed work consists of a contribution for the improvement of the technological control of road work techniques with the determination of mechanical properties and the deformability of pavement layers from dynamic fields rehearsals, using the Light Weight Deflectometer (LWD) equipment. Methodology propositions will be present for the systematic application of LWD in evaluations and diagnostic of the mechanical properties of pavement layers system, as well as, pavement works technological control. The paper scope is fundamentally about experimental nature, with the presentation about case studies accomplished by the author in road works in process, also incorporating research results and available studies of international literature about this topic. It was looked to define specific procedure and methodology for the BR-101/NE works, which the application in LWD dynamic rehearsals can be made possible, in enterprise totality in homogeneous and patronized form, use them also in relations that allow the pavement layers mechanical property determination with the owed accuracy warranty. For the objectives in question, were programmed experiments in road tests sections, this one situated between João Pessoa city and the boundary with Pernambuco state, that were foreseen rehearsals with the DCP - Dynamic Cone Penetrometer, LWD and Falling Weight Deflectometer (FWD), as well as the full characterization of soils and materials constituted by the final layers of leveling.

Este trabalho apresenta uma proposta de metodologia para avaliação da condição superficial de pavimentos, asfálticos, de paralelepípedos e pedras irregulares, a ser aplicada no inventário do estado da malha viária para implantação do sistema de gerência de pavimentos da cidade de Porto Alegre. Propõe-se o emprego de duas componentes: a avaliação objetiva e a avaliação subjetiva. A avaliação objetiva trata do levantamento quantitativo da degradação existente na superfície. Para tanto, são apresentadas as descrições e níveis de severidade dos tipos de defeitos e os procedimentos para o inventário. A avaliação subjetiva consiste na atribuição de notas pelos avaliadores à condição da superfície. Buscando a homogeneidade nas respostas, foram estabelecidos critérios para auxiliar na definição do estado dos pavimentos. É proposto o emprego de curvas de valores de dedução para determinar o Índice da Condição do Pavimento, de modo análogo ao método PCI elaborado pelo Corpo de Engenheiros do Exército dos Estados Unidos. São apontados os procedimentos a serem empregados para a determinação das curvas de valores de dedução que representem as condições locais. Também foi realizada uma pesquisa para conhecer a opinião dos usuários sobre a condição de tráfego de alguns trechos e sobre a influência dos defeitos na qualidade de rolamento, na segurança e no custo de operação. Complementarmente, foi efetuada uma aplicação da metodologia proposta em trechos amostrais e apresentadas as análises sobre os resultados obtidos.

O objetivo desta dissertação é identificar e quantificar a influência da qualidade da pavimentação no processo de escolha de rotas dos usuários no meio interurbano. O pressuposto do trabalho é que a qualidade do pavimento exerce papel importante e, por conseguinte, deve ser integrada aos demais atributos da função de custo nos modelos de alocação de tráfego. Este trabalho apresenta uma metodologia com vistas a introduzir a influência deste parâmetro na modelagem da alocação de tráfego. Entre as principais conclusões extraídas dos experimentos realizados, destacam-se a comprovação da importância da qualidade da pavimentação no processo de escolha de rotas, além de subsídios importantes para o embasamento da metodologia adotada. / The aim of this dissertation is to identify the influence of road pavement quality on the route choice process in interurban areas. The main assumption of this work is that pavement quality is an important issue that should be included in cost functions of traffic assignment models. This work presents the methodology devised to include the effect of pavement quality on traffic assignment models. It also presents the results from an exploratory test designed to provide subsidies to the proposed methodology.

São apresentados os resultados de um estudo sobre o comportamento mecânico de pavimentos rodoviários delgados, construídos com basaltos alterados. Este tipo de rocha, de ocorrência abundante no Rio Grande do Sul e de fácil extração e britagem, foi empregado, como única camada granular, nas pistas experimentais construídas na Área de Pesquisas e Testes de Pavimentos, localizada no Campus do Vale da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, em Porto Alegre. O desempenho de cinco pistas é analisado, acompanhando-se a evolução de defeitos superficiais, deflexões e deformações permanentes. Os módulos de resiliência dos pavimentos e do subleito são estimados retroanalisando-se as bacias defletométricas. Propõe-se como critério de ruptura a flecha de 25 mm, determinando-se, através de uma análise de confiabilidade, o número de ciclos de carga (aplicados por um simulador de tráfego linear) que causa esse nível de degradação em cada pavimento. Salientam-se os cuidados construtivos a serem adotados na construção de pavimentos delgados com basaltos alterados, e, por meio de uma análise de regressão múltipla, obtém-se uma equação de dimensionamento e fatores de equivalência de carga que contemplam as especificidades do tráfego e do material. Os resultados do estudo permitem concluir que esses materiais podem ser empregados na pavimentação de rodovias coletoras, proporcionando boa qualidade técnica e notável economia. / This thesis presents the results of a study on the mechanical behavior of thin pavements with weathered basalts. These rocks, which are easily extracted and crushed, can be found all over the volcanic spill on Rio Grande do Sul, Brazil southernmost state. Weathered basalts from two sites were used as granular layers of the experimental sections built at the Pavements Research and Testing Area, in Porto Alegre, the state capital. The performances of five of those sections are analyzed, following the evolution of surface cracking, deflections and rutting. Pavement and subgrade moduli are backcalculated from deflection basins. By means of a reliability analysis, the number of load cycles causing a 25 mm rut depth (adopted failure criterion) is estimated for each test section. Emphasis is given to the construction method. A design equation relating the number of load cyclcs (applied by a linear traffic simulator) to pavement thickness and weathered basalt strength is proposed. Load equivalence factors which consider both traffic and material characteristics are also presented. The results of this experimental research have led to the conclusion that weathered basalts may be used as base and sub-base layers o f thin rural pavements.

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Especialização em Construções). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Esta dissertação apresenta os resultados de um estudo sobre o emprego da escória de aciaria elétrica como agregado para pavimentação. Este tipo de resíduo é gerado durante o processo de produção do aço em siderúrgicas que utilizam fornos elétricos a arco. As características mecânicas do agregado foram determinadas através de ensaios de granulometria, durabilidade ao sulfato de sódio, abrasão no equipamento de Los Angeles, compactação, índice de suporte Califórnia e módulo de resiliência. Constatou-se a necessidade de corrigir a granulometria da escória, procedimento que melhorou significativamente a capacidade de suporte e a trabalhabilidade do material. Através da avaliação do potencial expansivo do material concluiu-se que o tempo de estocagem mínimo para liberação do agregado é 4 meses. Após a correção granulométrica, a escória apresentou módulos de resiliência superiores aos de materiais granulares tradicionais, resultando em pavimentos mais esbeltos e econômicos. As características ambientais foram avaliadas através de ensaios de lixiviação e solubilização e o resíduo classificado como classe lI, ou seja, nãoinerte. Adicionalmente analisou-se a possibilidade de melhorar as características de resistência e trabalhabilidade do agregado através da adição de outros resíduos industriais (cinza pesada e cal de carbureto). Determinou-se a mistura ótima e avaliaram-se as característicasambientais e de deformabilidadeelástica. Os resultados do estudo permitem concluir que a escória de aciaria elétrica pode ser empregada como material de pavimentação, seja por meio de estabilização granulométrica ou pela modificação com cinza pesada e cal de carbureto, não provocando riscos ao meio ambiente e à saúde pública e proporcionando boa qualidade técnica e notáveis benefícios ambientais e econômicos.

As misturas densas, em geral, apresentaram melhores resultados com o acréscimo de borracha que as misturas semi-densas. A inclusão de borracha de pneus a pré-misturados a frio mostrou-se viável e exeqüível, consumindo grande quantidade de pneus resultando em benefícios ambientais.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T03:53:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 281687.pdf: 8599447 bytes, checksum: c601102a8521580f08d5d6ed9f01c170 (MD5) / A crescente demanda por serviços concessionados de água, esgoto, gás, energia e telecomunicações, além de redes de sistema de drenagem, tem gerado nos últimos anos um sem número de abertura de valas no meio urbano brasileiro. A falta de planejamento notório na seqüência do desenvolvimento urbano aliado ao descaso para com a tecnologia empregada pelas empresas no reaterro e recomposição das valas abertas, tem se tornado a causa de um dos principais problemas que afetam a vida útil dos pavimentos urbanos, notadamente os de revestimentos asfálticos. No caso específico, a falta de controle na compactação de camadas do pavimento causa afundamentos, trincas e buracos ao longo das valas, comprometendo o desempenho não só das áreas das valas, mas também no entorno da área afetada pela vala. Existem vários métodos para o controle de compactação de camadas em pavimentos, mas desconhecem-se metodologias específicas para a compactação de materiais em valas, devido, acredita-se, às suas peculiaridades e limitação de operacionalidade dos equipamentos tradicionais. Os métodos tradicionais são inviáveis de serem aplicados, principalmente, quanto a restrição de espaço, mobilidade dos equipamentos e ao tempo de execução. O objetivo principal desta pesquisa é avaliar o potencial do emprego do Cone de Penetração Dinâmica (DCP), para controle de execução de camadas de aterro de valas, por meio de correlações obtidas entre o índice de penetração do solo (DN) e o CBR da camada, tornando viável o controle da compactação em valas. A escolha deste equipamento se deve ao fato que ele é um equipamento bastante estudado, utilizado por vários órgãos do mundo e devido as vantagens de ser um ensaio rápido, de fácil execução, de baixo custo e de não destruir a estrutura do pavimento, poderá ser empregado por prefeituras de todo o Brasil, inclusive aquelas com poucos recursos, colaborando assim para o aumento da durabilidade e do desempenho dos pavimentos urbanos. / The growing demand for water granting services, sewer, gas, energy and telecommunications networks and drainage, has generated in recent years an infinite number of open pits in Brazilian urban areas. The apparent lack of planning in the sequence of urban development coupled with the neglect of the technology used by companies in the compaction and recovery of open ditch, has become the cause of one of the main problems that affect the life of urban pavements, especially those of asphalt coating. In the specific case, the lack of control in compressing the pavement layers cause sinking of the surface, cracks and holes along the ditches, compromising the performance not only areas of the ditch, but also in the surrounding area affected by the ditch. There are several methods to control the compaction of layers on surfaces, but it is unknown specific methodologies for the compaction of materials in ditches, as it is believed, in their specificities and operational limitations of traditional equipment. Traditional methods are not suitable to be used mainly as the restriction of space, mobility equipment and the execution time. The objective of this research is to evaluate the potential use of Dynamic Cone Penetration (DCP) to control the implementation of layers of landfill of ditches through correlations between the rate of penetration of the soil (DN) and CBR layer, making it possible to control the ditches# compaction. This equipment was chosen because it is a device widely studied around the world and because the benefits of being a rapid test, easy to perform and inexpensive. There is also the fact that it does not destroy the pavement#s structure, making it useful for municipalities throughout Brazil, including those with few resources, thereby contributing to increased durability and performance of urban pavements.

Pesquisas de ordem ambiental têm sido objeto de estudos de diversas áreas do conhecimento. No âmbito da Engenharia Civil, o foco tem se voltado no gerenciamento e redução do volume de resíduos gerados, bem como no aprimoramento dos materiais e sistemas utilizados. Conseqüência direta disso são os recentes avanços no desenvolvimento de novos materiais e no aproveitamento de resíduos de outros setores produtivos como subprodutos de valor agregado na cadeia produtiva da construção civil. Desse modo, estudar as possibilidades de reciclagem de resíduos em materiais de construção adquire uma nova dimensão, que extrapola a intenção pura e simples de desenvolver um novo produto. Dentro de uma abordagem holística, deve-se pensar em trabalhos que envolvam reciclagem como contribuintes na criação de subprodutos com valor agregado, bem como suscitadores de discussões mais amplas de desenvolvimento sustentado. O setor de blocos de concreto para pavimentação, por sua vez, tem demonstrado um grande potencial de expansão de mercado, tanto na pavimentação de vias de tráfego intenso como também na urbanização de cidades como elementos de paisagismo. Feitas tais considerações, este trabalho objetiva avaliar as potencialidades de utilização de escórias granuladas de fundição, resíduos da produção de ferro fundido, aqui denominadas EGF, na fabricação de blocos intertravados de concreto para pavimentação A partir de contextualização do tema, procura-se avaliar as vantagens da EGF nestes blocos, como substituição parcial do cimento e também como substituição parcial do agregado miúdo. Para ambas as situações, foram realizados ensaios de resistência mecânica à compressão, desgaste por abrasão e absorção de água, em concretos com diferentes teores de substituição (10, 30 e 50%). O teor de 10% de EGF como substituição parcial de cimento foi o que mais se aproximou do desempenho dos blocos referência. Os resultados também demonstram que não há diferenças significativas entre os blocos referência e o blocos com EGF, quanto ao desgaste por abrasão e absorção de água.