Nos últimos anos, a pesquisa de materiais alternativos de pavimentação vem ganhando projeção no meio acadêmico. Estes materiais apresentam restrições quanto ao seu uso em rodovias de elevado volume de tráfego, mas geralmente atendem adequadamente às exigências de estradas de baixo volume de tráfego, às quais se destinam. Eles apresentam características muito importantes: baixo custo, proximidade com o trecho a ser pavimentado e disponibilidade. Alguns materiais alternativos estudados são as rochas vulcânicas alteradas, as lateritas e plintossolos, entre outros. Nesta dissertação, avalia-se o comportamento mecânico para emprego em pavimentação de dois basaltos alterados que são rejeitos de garimpo da extração de ametista. Os materiais foram recolhidos em fragmentos, resultado do desmonte para abertura das galerias para garimpo. Existem dois materiais disponíveis denominados de laje e cascalho, com graus de alteração e características bem diferenciados. No estudo, experimental analisaram-se a durabilidade e a deformabilidade. Foram realizados ensaios de abrasão Los Angeles, sanidade a sulfatos, equivalente de areia, lamelaridade, módulo de resiliência e deformações permanentes. Os agregados foram submetidos a uma britagem simples, de forma a obter-se uma granulometria denominada GU1 (objeto de estudos prévios realizados no Laboratório de Pavimentação da UFRGS) Os dois materiais apresentaram resultados satisfatórios em termos de resistência, deformabilidade e durabilidade, sendo recomendado o seu uso na pavimentação de rodovias de baixo volume de tráfego. O material designado como laje pode ser usado como sub-base, desde que se assegure uma boa drenagem que evite a degradação decorrente de constantes ciclos de molhagem e secagem. O cascalho pode ser usado tanto como sub-base ou base. Recomenda-se a aplicação de uma camada asfáltica impermeabilizante, quando não for possível a execução do revestimento em curto prazo. Apresenta-se, nos capítulos finais, uma análise mecanística e algumas estruturas que incluem os materiais estudados nas camadas de base e sub-base, bem como recomendações construtivas destinadas a otimizar o emprego desses materiais em pavimentos.

Ao observar-se os procedimentos de construção e manutenção de rodovias municipais não pavimentadas do município de Ijuí, na região noroeste do Rio Grande do Sul, percebeu-se a necessidade de fornecer orientação técnica para as pessoas que militam nesta tarefa. No entanto, também se notou o acerto da utilização de materiais alternativos, não usuais, na construção tradicional rodoviária. Nesta dissertação caracterizaram-se três tipos de materiais largamente utilizados neste município e, via de regra, nos municípios da região. De forma aleatória escolheram-se duas jazidas de lateritas e duas de basaltos alterados, que vinham sendo utilizadas pelo setor de conservação de estradas da Prefeitura Municipal de Ijuí. Para representar os subleitos da região escolheu-se uma argila vermelha semelhante às provenientes da intemperização e da atuação de processos pedogenéticos sobre o basalto, com características semelhantes a outras encontradas em cerca de 40 % do Estado. A caracterização destes materiais alternativos possibilitou o dimensionamento de estruturas para utilização em pavimentos de baixo volume de tráfego, com o emprego dos métodos do DNER e da Prefeitura de São Paulo. Com módulos de resiliência dos materiais obtidos em laboratório, realizou-se uma análise mecanística de algumas estruturas, possibilitando uma comparação entre os resultados dos dois métodos de dimensionamento e a proposição de espessuras e tipos de materiais para cada volume de tráfego.

Foram analisadas, na presente pesquisa, as características resilientes de um granito de Santa Catarina e de dois tipos de basaltos do Rio Grande do Sul, utilizados como base e sub-base em pavimentos na região sul do país. Os valores de Módulo de Resiliência foram obtidos em laboratório por ensaios triaxiais de carga repetida, com aplicação da norma americana de determinação do módulo de resiliência para materiais granulares (AASHTO TP46-94). Foi analisado seu comportamento resiliente através da variação da umidade de compactação e da variação do grau de compactação das amostras. A influência da umidade foi estudada variando-se a umidade de compactação em relação à umidade ótima relativa à energia modificada, num intervalo correspondente a 2% acima e abaixo da mesma. Apenas o granito foi ensaiado nas três umidades desejadas. Os dois tipos de basalto não foram ensaiados na umidade 2% acima da ótima, por apresentarem uma umidade ótima elevada, dificultando a moldagem. Outro fator estudado foi a influência da densidade no módulo de resiliência, onde o grau de compactação das amostras foi variado em 100%, 98%, 95% e 93%. Os resultados mostraram que a umidade exerce uma influência no módulo de resiliência, influência esta constatada nas amostras de granito. Para este material, o Módulo de Resiliência diminui com o aumento da umidade. Nos três materiais estudados, não foi obtida correlação entre o módulo de resiliência e o grau se compactação, de acordo com a variação considerada.

A reciclagem de pavimentos já foi executada em alguns trechos de rodovias brasileiras, contudo existem poucos estudos sobre o assunto. Com a finalidade de contribuir para a ampliação dos conhecimentos na área de reciclagem de pavimentos, a presente dissertação propõe um estudo laboratorial de misturas asfálticas recicladas a frio. O principal objetivo deste trabalho foi verificar o comportamento mecânico de misturas asfálticas recicladas a frio, através dos ensaios de módulo de resiliência e resistência à tração por compressão diametral, para fins de utilização como camada de base na restauração de pavimentos. As misturas asfálticas foram produzidas com material fresado proveniente de revestimentos asfálticos envelhecidos e com dois tipos de ligantes: emulsão asfáltica catiônica de ruptura lenta RL-1C e agente de reciclagem emulsionado ARE-75. Avaliou-se, também, o comportamento dessas misturas quando um agregado novo foi adicionado. Foram realizados ensaios de caracterização dos ligantes, do material fresado e do agregado virgem. As misturas foram estudadas através do método Marshall para misturas asfálticas a frio. Os resultados de módulo de resiliência e resistência à tração mostraram que as misturas asfálticas analisadas apresentam comportamento mecânico semelhante ao que se tem obtido para as misturas asfálticas recicladas a frio. Outros parâmetros, tais como massa específica máxima, estabilidade, fluência, massa específica aparente, volume de vazios e resistência à tração retida também foram avaliados. / Asphalt pavement recycling has already been carried out in some Brazilian highways although few studies are found on the subject. Aiming to contribute for a deeper view in the pavement recycling area the present work presents a study performed in laboratory on asphalt cold-mix recycling. The main objective was to investigate the mechanical behavior of asphalt cold-mix recycling through tensile strength and resilient modulus tests to use it as a layer base in pavement reclaiming. The asphalt mixtures were made from reclaimed asphalt pavement obtained from aged asphalt pavement and with two types of binders: cationic asphalt emulsion slow-setting RL-1C and an emulsified recycling agent ARE-75. It was also assessed the behavior of those mixtures when a new aggregate was added. Tests of characterization of binder, reclaimed asphalt pavement and new aggregate were performed. The mixtures were studied using Marshall method for asphalt cold mixture. The results of resilient modulus and tensile strength indicated that the asphalt mixtures analised showed similar mechanical behavior to the recycled cold asphalt mixtures. Maximum specific gravity, stability, flow, density, air voids content and retained tensile strength were assessed as well

o presente trabalho tem como objetivo geral avaliar o comportamento mecânico de um concreto asfál tico poroso, com teores variáveis de asfalto modificado e adições de fibra de vidro. o ligante utilizado consiste de um asfalto modificado com 4% de polímeros SBS (estireno-butadieno-estireno) . Os corpos de prova moldados incluem teores de asfalto entre 3,66% e 6,34% do peso total da mistura. Os teores de fibra de vidro adicionados na mistura situaram-se entre O e 1% do peso total da mistura. Foram realizados estudos de laboratório envolvendo ensaios de módulo de resiliência, permeabilidade, resistência à tração, desgaste Cantabro e deformação plástica sob cargas repetidas. Para análise dos resul tados obtidos, utilizou-se técnicas estatísticas de forma a avaliar a influência de cada um dos fatores controláveis, teor de asfalto (TA) e teor de fibra (TF) nas variáveis de resposta. A análise dos resul tados possibili tou as seguintes constatações principais: (1) quanto à resistência ao desgaste pode-se considerar que teores de asfalto superiores a 4,1% satisfazem o cri tério mínimo para proj eto; (2) existe uma contribuição cada vez mais positiva do acréscimo de fibras sobre o módulo de resiliência, com o aumento da temperatura; (3) a interação asfalto-fibra diminui a permeabilidade; (4 ) a deformação permanente foi mínima para um teor de asfalto de 4,5% e um teor de fibra de 0,4%.

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.

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.

o presente trabalho tem como objetivo geral avaliar o comportamento mecânico de um concreto asfál tico poroso, com teores variáveis de asfalto modificado e adições de fibra de vidro. o ligante utilizado consiste de um asfalto modificado com 4% de polímeros SBS (estireno-butadieno-estireno) . Os corpos de prova moldados incluem teores de asfalto entre 3,66% e 6,34% do peso total da mistura. Os teores de fibra de vidro adicionados na mistura situaram-se entre O e 1% do peso total da mistura. Foram realizados estudos de laboratório envolvendo ensaios de módulo de resiliência, permeabilidade, resistência à tração, desgaste Cantabro e deformação plástica sob cargas repetidas. Para análise dos resul tados obtidos, utilizou-se técnicas estatísticas de forma a avaliar a influência de cada um dos fatores controláveis, teor de asfalto (TA) e teor de fibra (TF) nas variáveis de resposta. A análise dos resul tados possibili tou as seguintes constatações principais: (1) quanto à resistência ao desgaste pode-se considerar que teores de asfalto superiores a 4,1% satisfazem o cri tério mínimo para proj eto; (2) existe uma contribuição cada vez mais positiva do acréscimo de fibras sobre o módulo de resiliência, com o aumento da temperatura; (3) a interação asfalto-fibra diminui a permeabilidade; (4 ) a deformação permanente foi mínima para um teor de asfalto de 4,5% e um teor de fibra de 0,4%.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-05-18T18:25:03Z No. of bitstreams: 1 2017_LetíciaCardosoNunes.pdf: 5110554 bytes, checksum: e0567191e145a2b472528eed4912a736 (MD5) / Rejected by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br), reason: Boa tarde, Adapte o campo "coorientador" às regras de descrição do RIUnB. Atenciosamente, on 2017-05-24T19:02:43Z (GMT) / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-05-25T16:02:17Z No. of bitstreams: 1 2017_LetíciaCardosoNunes.pdf: 5110554 bytes, checksum: e0567191e145a2b472528eed4912a736 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-05-26T20:21:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_LetíciaCardosoNunes.pdf: 5110554 bytes, checksum: e0567191e145a2b472528eed4912a736 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-26T20:21:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_LetíciaCardosoNunes.pdf: 5110554 bytes, checksum: e0567191e145a2b472528eed4912a736 (MD5) Previous issue date: 2017-05-26 / O dano em pavimentos flexíveis devido a tensões e deformações causadas pelo tráfego e por fatores ambientais é manifestado em grande parte dos casos em trincamento por fadiga. A resistência à fadiga é a habilidade de suportar carregamentos repetidos sem que haja o desenvolvimento de trincas e está associada à rigidez do material. Apesar das vantagens obtidas pela modificação do ligante com Borracha Moída de Pneus (BMP) pela via úmida, sua fabricação requer instalação de equipamentos específicos na usina, além de elevada temperatura e tempo de mistura. Neste contexto, novos materiais como os grânulos de borracha pré-ativados (RARReacted and Activated Rubber) e borracha peletizada (Pellet) surgiram com a proposta de simplificar do processo de usinagem (como o realizado na mistura asfáltica obtida pela via seca) e obter desempenho superior (como a mistura asfáltica obtida pela via úmida). Pesquisas recentes têm adotado critérios de análises menos empíricos e mais mecanísticos de avaliação dos materiais empregados na pavimentação. Desta forma, o presente trabalho analisou o comportamento reológico e a resistência à fadiga de um ligante base (CAP 50/70), de ligantes modificados e de misturas de granulometria descontínua produzidos com adição de Pellet e RAR. Os ensaios de caracterização reológica tiveram embasamento na Teoria da Viscoelasticidade e no princípio de superposição tempo-temperatura o que possibilitou criar as chamadas curvas mestras para os ligantes e para as misturas asfálticas. As análises do comportamento à fadiga, foram realizadas sob o conceito de VECD (ViscoElastic Continuum Damage) para os ligantes, enquanto as misturas produzidas foram avaliadas com base nas tradicionais curvas de Whöler. Todos os ensaios de caracterização reológica e fadiga nos ligantes foram realizados no reômetro de cisalhamento dinâmico (DSR) e para as misturas asfálticas no equipamento de viga à flexão em quatro pontos (4PB). Os resultados mostraram que a modificação do ligante convencional CAP 50/70 por Pellet e RAR aumenta os valores de módulo dinâmico |G* | e reduz a suscetibilidade em relação à frequência/temperatura. Estes resultados implicaram em aumento da vida de fadiga e diminuição da sensibilidade ao dano nos ligantes asfálticos estudados. Nas misturas asfálticas a modificação por asfaltos-borracha de 4ª geração resultou em redução dos valores de |E* | e consequente aumento da vida de fadiga comparada a uma mistura asfáltica produzida por via úmida local (field blend). / Damage to flexible pavements due to stress and strain caused by traffic and environmental factors is manifested in most cases in the form of fatigue cracking. Fatigue resistance is the ability to withstand repeated loads without cracking and is associated with stiffness of the material. Cracking can be reduced using modified asphalt binder with the incorporation of ground scrap tyre rubber to produce asphalt-rubber via the wet process. This process results in a highly viscous material with enhanced engineering properties, but requires a specific equipment that is typically installed at the job site, or close to the supplying asphalt plant and its manufacture requires high temperature and long mixing time. In this context, alternatives materials such as Reacted and Activated Rubber - RAR and Pellet rubber were developed with the purpose to simplify the manufacturing process (as in the asphalt mixture obtained by the dry process) and to enhance the performance of the asphalt mixture (as the asphalt mixture obtained by the wet process). Recent researches have adopted less empirical and more mechanistic criteria for the evaluation of materials used in flexible pavements. Therefore, the present research analyzed the rheological behavior and the fatigue resistance of a neat binder (CAP 50/70), modified binders and gapgraded mixtures produced with addition of Pellet and RAR. The binders and asphalt mixtures rheological characterization tests were based on the Linear Viscoelasticity Theory and the principle of time-temperature superposition, which made it possible to create the so-called master curves. Binder fatigue was determined using the Linear Amplitude Sweep (LAS) test and behavior analyses were performed under the Viscoelastic Continuum damage - VECD concept, while the mixtures produced were evaluated based on the traditional Whöler curves. All the rheological characterization and fatigue tests on the binders were performed using the dynamic shear rheometer (DSR) and asphalt mixtures tested in the four-point bending (4PB) beam equipment. The results showed that modification of the conventional binder CAP 50/70 by Pellet and RAR increases the values of dynamic shear modulus |G* | and reduces susceptibility to frequency / temperature. These results imply increased fatigue life and decreased sensitivity to damage in the studied asphalt binders. In the asphalt mixtures the modification by alternatives materials resulted in reduction of the values of |E* | and consequent increase in the fatigue life compared to field blend asphalt mixture.

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.