Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2015-05-08T20:23:47Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_PavimentosSustentáveis.pdf: 9168396 bytes, checksum: cde4b584d9ce8dc36da2f2452295e4cb (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2015-05-12T13:32:57Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_PavimentosSustentáveis.pdf: 9168396 bytes, checksum: cde4b584d9ce8dc36da2f2452295e4cb (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-12T13:32:57Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_PavimentosSustentáveis.pdf: 9168396 bytes, checksum: cde4b584d9ce8dc36da2f2452295e4cb (MD5) Previous issue date: 2015 / Segundo dados da Conferência Nacional de Transportes, existem no país 1.713.885 km de rodovias, das quais apenas 202.589 km são pavimentadas, isto é, apenas 11,8% da malha. Além disso, o crescente carregamento imposto pelo tráfego de veículos tem levado ao aparecimento excessivo de patologias nas rodovias pavimentadas, como trincas e afundamentos nos pavimentos. Assim, tornam-se necessárias novas tecnologias sustentáveis para a construção de rodovias, diminuindo o impacto gerado pela construção e pela extração de recursos naturais. Este trabalho apresenta uma análise de viabilidade do concreto compactado com rolo (CCR) como revestimento de pavimentos rígidos com substituição total dos agregados naturais pelos agregados artificiais (escória de aciaria elétrica e escória de aciaria LD). O trabalho foi executado em três etapas: (i) caracterização física, química e ambiental dos agregados naturais e artificiais de acordo com as normatizações, (ii) dosagem e compactação na umidade ótima dos corpos de prova cilíndricos e prismáticos, e (iii) confecção dos corpos de prova para determinação do seu comportamento em situação de serviço (expansibilidade, absorção de água, índice de vazios e massa específica real) e para determinação da resistência mecânica (resistência à compressão, resistência à tração por compressão diametral, resistência à tração na flexão aos 3 e 28 dias de idade e módulo de elasticidade estático e dinâmico aos 28 dias). Com os resultados dos experimentos, conclui-se que através de dosagens ótimas e utilizando energias de compactação compatíveis, é possível produzir pavimentos com resíduos da indústria siderúrgica de forma eficiente, econômica e ambientalmente correta. __________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: According to the National Transport Conference, there are 1.713.885 km of roads in Brazil, of which only 202.589 km are paved, i.e. only 11,8% of the road network. Moreover, the increasing load imposed by vehicular traffic has led to excessive pathologies in the paved roads, such as cracks and sags on the surfaces. Therefore new sustainable technologies for the construction of roads are required, in order to reduce the impact caused both by the construction itself and by the extraction of natural resources. This paper presents a feasibility analysis of the roller compacted concrete (CCR) as a coating for hard pavements, with the complete replacement of natural aggregates by artificial ones (electric steelmaking slag and steelmaking slag LD). The work was executed in three steps: (i) physical, chemical and environmental characterization of the natural and artificial aggregates, according to the norms, (ii) dosage and compaction at optimum moisture of the cylindrical and prismatic specimens, and (iii) production of specimens for determining their behavior under service situation (expansibility, water absorption, void ratio and specific mass) and for determining the mechanical strength (compressive strength, tensile strength by diametrical compression, tensile strength by bending after 3 and 28 days and static and dynamic modulus of elasticity after 28 days). The results of the experiments enable concluding that through optimal dosages and using compatible energy compression, it is viable to produce pavements with residues of the steel industry in an efficient, economic and environmentally friendly way.

Este trabalho apresenta os resultados alcançados em uma pesquisa experimental que objetivou estudar misturas asfálticas com módulos de resiliência elevados (EME), para emprego em camadas estruturais de pavimentos. As misturas EME são solução muito utilizada para pavimentos com elevado volume de tráfego, especialmente na França, por serem muito resistentes às deformações permanentes apresentando bom comportamento à fadiga. Foram caracterizados os ligantes asfálticos utilizados e as misturas projetadas. Para caracterização e verificação de desempenho, realizaram-se os ensaios da Metodologia Marshall, ensaios de resistência à tração, módulo de resiliência à compressão diâmetral, fadiga à tensão controlada, resistência ao dano por umidade induzida (Método Lottman Modificado), perda de massa por desgaste (Cântabro) e deformação permanente (creep dinâmico e simulador tipo LCPC). As misturas asfálticas projetadas apresentaram melhor desempenho mecânico em comparação com uma mistura de comparação formulada com ligante convencional (CAP 50/70). Foi construída uma pista experimental com o objetivo de verificar aspectos executivos e monitorar o desempenho da estrutura submetida a ensaios acelerados. Os danos causados pelas solicitações impostas pelo simulador de tráfego UFRGS-DAER/RS foram monitorados através de medidas de deflexões e afundamentos nas trilhas de roda e da inspeção visual para verificar a ocorrência de trincamento superficial. O carregamento aplicado superou os 200 mil ciclos, com cargas de eixo de 100 e 120 kN. O ATR médio observado no final do experimento totalizou 6 mm. Não foi observado trincamento na superfície do pavimento. A partir dos resultados obtidos é possível concluir que o emprego de misturas asfálticas de módulo elevado em camadas estruturais de pavimentos permitirá a construção de estruturas de melhor qualidade técnica, podendo contribuir para o aumento da vida útil das rodovias. / This work presents an experimental study that searched to study high modulus asphalt mixtures (EME) for structural layers of pavements. The EME is a well-known solution for high volume roads, especially in France, presenting better results in terms of rutting and fatigue cracking than conventional mixtures. Asphalt binders and designed mixtures were characterized. To evaluate the laboratorial mixes performance, Marshall Methodology, tensile strength, resilient modulus, fatigue (controlled stress mode), stripping (Modified Lottman test), weight loss (Cantabro Methodology) and permanent deformation (dynamic creep and LCPC simulator) were carried out. The results showed that the EME mixtures present better mechanical behavior than conventional asphalt mixture. An experimental section was built to verify the construction features and to monitor the progressive degradation produced by a linear traffic simulator. For the accompaniment of the degradation were monitored the pavement deflections, rutting and cracking. 200.000 load cycles were applied with axle loads of 100 and 120 kN.The rut depth in the end of experiment totalized 6 mm. Fatigue cracking was not observed in the pavement surface. The study results show that the use of EME mixtures in structural layers of pavements will allow the construction of structures with remarkably good technical quality, contributing to increase pavement life.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2018-03-29T16:58:59Z No. of bitstreams: 1 2017_JuanGabrielBastidasMartinez.pdf: 5199470 bytes, checksum: b6ce6ef18ce495323f27268668ca254b (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-04-12T17:20:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_JuanGabrielBastidasMartinez.pdf: 5199470 bytes, checksum: b6ce6ef18ce495323f27268668ca254b (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-12T17:20:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_JuanGabrielBastidasMartinez.pdf: 5199470 bytes, checksum: b6ce6ef18ce495323f27268668ca254b (MD5) Previous issue date: 2018-04-12 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq). / A disposição final dos resíduos sólidos de forma ambientalmente e tecnicamente correta é um desafio mundial. No Brasil a lei 12.305 de 2010 teve por objetivo regulamentar esta disposição a fim de preservar o meio ambiente. O presente estudo teve como principal objetivo analisar a possibilidade técnica de disposição dos resíduos industriais provenientes das Estações de Tratamento de Água (lodos de ETA) e de rejeitos do beneficiamento de ferro em camadas de revestimento de pavimentos, com fins rodoviários. Além disto, se estudo uma técnica alternativa de fabricação do asfalto modificado com borracha proveniente dos pneus usados. A solução proposta contemplou a incorporação de diferentes teores dos resíduos finos na matriz do ligante asfáltico CAP 50/70. Em princípio, foram realizados ensaios químicos e mineralógicos para determinar as principais caraterísticas dos materiais alternativos. Em seguida, foram realizados dois grupos de estudo, o primeiro com a incorporação do fíler convencional tipo cal e fíleres alternativos (lodos de ETA e os rejeitos de minério de ferro RMF) e o segundo grupo com asfaltos modificados com elastômeros do tipo borracha na forma convencional (AB8) e com um composto de borracha por meio de um fíler estabilizador do tipo cal (AB CB). Os asfaltos modificados foram submetidos a ensaios clássicos de caraterização física de asfaltos e reológicos nas condições antes e após o envelhecimento Rolling Thin Film Oven Test RTOFT. Após esta etapa, foram feitas as dosagens de Concreto Betuminoso Usinado a Quente-CBUQ e Camada Porosa de Atrito-CPA para cada grupo de asfaltos modificados e realizados os ensaios de caraterização mecânica: resistência à tração, módulo de resiliência, creep estático, vida de fadiga por compressão diametral, resistência ao dano por umidade induzida e desgaste por abrasão Cântabro. Os resultados dos ligantes asfálticos modificados com os fíleres apresentaram maior consistência em função do teor adicionado, obtendo melhor desempenho mecânico nas misturas asfálticas CBUQ e CPA em termos da vida de fadiga e deformação permanente. No caso dos asfaltos modificados com o AB CB observaram-se aumentos da consistência e dos parâmetros reológicos, as misturas asfálticas CBUQ apresentaram melhor desempenho mecânico, devido às interações entre a superfície da borracha-asfalto, enquanto que as misturas CPA apresentaram menores desempenhos em relação às amostras de referência. Portanto, a adição dos materiais alternativos estudados nas misturas asfálticas pode ser considerada uma prática viável do ponto de vista técnico e ambiental, contribuindo com alternativas seguras de disposição final de resíduos. / The final disposal of solid waste in an environmentally and technically correct is a global The final disposal of solid waste in an environmentally and technically correct way is a global challenge. In Brazil, Law 12,305 of 2010 aims to regulate that in order to preserve the environment. This study aims to analyze the technical feasibility of the disposal of industrial waste generated in the Water Treatment Station (STW sludge) and residues originated by the use of iron in asphalt pavement. Also, an alternative technique of manufacturing modified rubber asphalt from used tires was studied. The proposed solution contemplates the incorporation of different contents of fine waste in asphalt cement AC 50-70. Initially, chemical and mineralogical tests were carried out to determine the main characteristics of the alternative materials. Two studies were performed, the first adding conventional mineral filler as lime and alternative mineral fillers (STW sludge and iron mining waste). The second group, using asphalts modified by elastomers as rubber (conventional form AC 8) and rubber compound (adding lime as stabilizer mineral filler ACR). The modified asphalts were subject of physical and rheological characterization tests in different conditions, before and after short-term aging in Rolling Thin Film Oven Test (RTOFT). Dense hot asphalt HMD and open-graded friction course (OGFC) trials were made for each group. Mechanical characterization tests were performed like tensile strength, modulus of resilience, static creep, fatigue life, diametral compression; resistance to damage induced and wear cantabro. The modified asphalts with the mineral fillers presented greater consistency depending on the added content, obtaining better mechanical performance in the asphalt mixtures in terms of fatigue and rutting. In the case of asphalts modified with ACR, an increase in the consistency and rheological parameters was observed. The HMD presented better mechanical performance due to the interactions between the surface of the rubber grain and the asphalt, while the draining mixtures presented lower performances in relation to the control samples. Therefore, the addition of the alternative materials studied in the asphalt mixtures can be considered as a viable practice from the technical and environmental point of view, contributing with safe alternatives of final waste disposal.

O módulo de resiliência (MR) é hoje um dos parâmetros-chave para o dimensionamento empírico-mecanístico de pavimentos flexíveis. Há, entretanto, algumas peculiaridades no ensaio de tração indireta com cargas cíclicas que ocasionam variações na sua determinação. A investigação de tais fatores é necessária para que a magnitude do seu efeito sobre o valor de MR seja quantificada. Para isto, esta pesquisa avaliou, através de uma análise paramétrica, os algoritmos apresentados pelo Protocolo P07 do LTPP, análogo ao método correntemente utilizado pelas instituições brasileiras de pesquisa em pavimentação, e pela pesquisa NCHRP 1-28/1-28A para determinação dos deslocamentos resilientes, bem como o efeito do pulso e freqüência de carregamento e níveis de tensão de tração (%RT) em duas misturas asfálticas: uma mistura com ligante asfáltico convencional e outra com ligante asfáltico modificado por adição de borracha. Foram necessárias adaptações no equipamento de compressão diametral cíclica utilizado na pesquisa, e também a montagem de um sistema de posicionamento de sensores que permitisse a gravação de deslocamentos horizontais e verticais viabilizando a determinação do coeficiente do Poisson. Realizaram-se ensaios de MR e resistência à tração (RT) às temperaturas de 10°, 25° e 35°C e, complementarmente, ensaio de fadiga (tensão controlada) a 25°C. Os resultados obtidos demonstram a alta sensibilidade do valor de MR aos algoritmos de cálculo dos deslocamentos resilientes; o algoritmo apresentado pela pesquisa 1-28/ 1-28A do NCHRP foi considerado adequado. Observou-se a dependência do MR ao pulso de carga, à freqüência de ensaio e também ao nível de tensão aplicado durante o ensaio. A magnitude desta dependência, entretanto, é função do tipo de mistura e da temperatura sob a qual o ensaio foi realizado. A determinação do coeficiente de Poisson pareceu ser bastante suscetível ao sistema de medição utilizado, tendo apresentando uma grande variabilidade. Nos ensaios de vida de fadiga sob tensão controlada pode-se evidenciar a redução dos valores de MR dentro da zona de condicionamento. Propõe-se ainda que a defasagem medida entre o pulso de carga e o pulso de deslocamento no ensaio de MR, possa ser usada como indicador do comportamento visco-elástico das misturas, uma vez que apresentou comportamento análogo ao do ângulo de fase.

A engenharia rodoviária emprega pistas-teste para avaliação de materiais, do dimensionamento estrutural e de métodos executivos de pavimentos, de modo a submeter a estrutura de pavimentos a condições reais de clima e de tráfego. Há no mundo numerosos programas de monitoramento de pistas-teste que vêm contribuindo significativamente para o avanço da tecnologia dos pavimentos. Neste contexto, o presente trabalho se propõe a avaliar o desempenho de quatro segmentos asfálticos sequenciais de um trecho experimental executado na Rodovia Fernão Dias (BR-381), que liga as cidades de São Paulo a Belo Horizonte, sob concessão pela empresa ARTERIS, sujeita a tráfego muito pesado. As estruturas de pavimentos construídas para este estudo são: pavimento flexível executado com base de Brita Graduada Simples (BGS), pavimento semirrígido executado com base de Brita Graduada Tratada com Cimento (BGTC), pavimento com base asfáltica constituída de material fresado (RAP) estabilizado com emulsão asfáltica e pavimento com base asfáltica constituída de material fresado (RAP) estabilizado com espuma de asfalto. A avaliação do desempenho foi realizada a partir de análises dos resultados de monitoramentos funcionais e estruturais realizados em campo periodicamente até a idade de 15 meses. Em laboratório, realizou-se a caracterização dos materiais empregados na construção utilizando o módulo de resiliência como parâmetro para avaliar a rigidez dos mesmos. A partir de análises funcionais, procedeu-se à avaliação da progressão de defeitos, dentre eles a irregularidade longitudinal, afundamentos em trilha de roda e características de superfície. Como foco principal, foram analisados o comportamento mecânico de cada segmento. As bacias de deslocamentos foram avaliadas por meio de indicadores estruturais e utilizadas para realização de retroanálises com o objetivo de estudar a variação destes indicadores e dos módulos das camadas, a depender do volume de tráfego acumulado e condições climáticas. Estes dados foram também empregados para relacionar as estruturas com os defeitos de superfície, além de alimentar um modelo computacional em elementos finitos que descreve o comportamento mecânico dessas estruturas. Os resultados obtidos nos monitoramentos periódicos e nas análises realizadas mostraram que o pavimento flexível não é adequado ao tráfego muito pesado e a partir dos 12 meses não atendia os limites da ANTT para rodovias sob concessão federal, enquanto o pavimento semirrígido mostrou-se adequado e estável ao longo do período estudado e os pavimentos reciclados apresentaram um ganho nos parâmetros estudados, devido ao processo de cura dos materiais utilizados, além de comportamento adequado ao tráfego submetido. / The highway engineering adopts road tests to evaluate pavement materials, structural design methods and pavement construction characteristics, with the goal of subjecting the pavement structure to real climate and traffic conditions. There are several road test monitoring programs worldwide, which significantly contribute to pavement technology development. The present study evaluates the performance of four pavement sections within a road test located in Rodovia Fernão Dias (BR-381), that connects São Paulo and Belo Horizonte cities under concession of Arteris, and is subjected to heavy traffic. The pavement structures built can be described as follows: flexible pavement with crushed stone base layer, semirigid pavement with cement-treated crushed stone base layer, pavement with base layer of RAP stabilized with emulsion asphalt and pavement with base layer of RAP stabilized with foamed asphalt. The pavement performance was evaluated by means of a functional and structural periodic field monitoring during 15 months. In laboratory, the materials stiffness was characterized from resilient modulus tests. The functional analysis was conducted to study the progression of pavement distresses, such as roughness, rutting and surface characteristics. Furthermore, as the main focus structural aspects were analyzed. Deflection basins were evaluated from its parameters and used for backcalculated moduli analysis, with the objective of comprehend the susceptibility of these parameters and layers moduli to climate and traffic conditions. These results were used to compare the structures with surface distresses, and were also used as input of a computational finite element model to describe the mechanical behavior of these structures. The results obtained from the periodic monitoring and analysis showed that the flexible pavement is not suitable for very heavy traffic and from the 12 months it did not meet the ANTT limits required for highways under federal concession, while the semi-rigid pavement proved to be adequate and stable during the studied period and the recycled pavements with presented an improvement in the studied parameters, due to the curing process of the materials used, and also presented adequate behavior to the submitted traffic.

Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-10-02T17:28:16Z No. of bitstreams: 1 150146.pdf: 2700860 bytes, checksum: 6ac388f8204b71b6fda15d80e83fe684 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-02T17:28:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 150146.pdf: 2700860 bytes, checksum: 6ac388f8204b71b6fda15d80e83fe684 (MD5) Previous issue date: 1979-02 / DNER / Estuda a influência da temperatura de revestimentos betuminosos no comportamento dos pavimentos flexíveis, em especial, quanto às deflexões, através de uma pesquisa experimental realizada num painel de pavimento da COPPE/UFRJ e na pista experimental de Imbituba, na BR-101, Santa Catarina, do IPR/ DNER. Na revisão bibliográfica sobre os efeitos da temperatura e os métodos de estimativa dos perfis de temperatura, apresentam-se vários comentários próprios. Descreve-se a experimentação de campo, a aparelhagem utilizada (termopares e registrador automático), e os resultados obtidos durante vários meses de pesquisa. Evidencia-se, da análise dos dados, o interesse e a necessidade de se considerar a temperatura nos estudos deflectométricos, e sugerem-se pesquisas complementares. / The effects of temperature of bituminous surface layers are studied on the behavior of flexible pavements, mainly concerning deflections, are studied using data from a paving panel at COPPE/UFRJ and an experimental road section at Imbituba, federal highway BR-101, State of Santa Catarina, IPR/DNER. A commented bibliography on temperature effects and methods for predicting temperature profiles is presented. Description is made of the field work, equipment (thermocouples and authomatic register) used, and results obtained after several months. From the data analysis it is confirmed the importance of temperature effects and the need for temperature being taken into account in deflection measurements. Further research is suggested.

O Brasil, sendo um país com dimensões continentais, necessita de uma infraestrutura rodoviária que proporcione deslocamentos com conforto e segurança aos seus usuários, bem como transporte eficiente de insumos. Somente através da adequada gerência de pavimentos é possível realizar medidas corretivas nos momentos apropriados, assegurando a manutenção de um nível satisfatório de serventia. Os modelos de previsão de desempenho são ferramentas imprescindíveis na gerência de pavimentos, já que permitem estimar o momento (ou volume de tráfego equivalente) do surgimento de defeitos e programar a realização de serviços de manutenção. A pesquisa relatada nesta dissertação está inserida no projeto Rede Temática do Asfalto, incentivado pela PETROBRAS, e teve por objetivo avaliar o desempenho de dois trechos da rodovia federal BR-290/RS, dando ênfase à análise da influência da variação do lençol freático na deflexão medida no topo deste pavimento. Dando continuidade a estudos anteriores, foram calibradas linhas de tendência propostas para a rodovia em monitoramento, através de levantamentos de deflexões, deformações permanentes, de defeitos superficiais e textura. Ademais, controlou-se a variação da profundidade do lençol freático, através da instalação de um medidor de nível de água no trecho I da BR-290/RS e analisou-se a dependência do módulo de resiliência do solo de subleito em função da umidade de compactação, com ciclos de umedecimento e secagem. Os resultados dos levantamentos demonstraram que os trechos monitorados da BR-290/RS continuam em degradação, com afundamentos nas trilhas de roda e irregularidade longitudinal bastante elevados, sugerindo que intervenções já deveriam ter sido feitas. De forma diferente, a aderência pneu-pavimento e as deflexões apresentam valores aceitáveis. Nos ensaios laboratoriais observou-se que os solos compactados no ramo seco, ou que sofreram ciclos de secagem, apresentaram valores mais elevados de módulo de resiliência do que aqueles compactados no ramo úmido, ou que sofreram ciclos de umedecimento. Os módulos de resiliência mostraram-se quase independentes do estado de tensões e os modelos k-θ apresentaram escassa significância. Por fim, a análise realizada com o software Everstress 5.0 indicou que a oscilação da umidade no subleito influencia nas deflexões do pavimento. Como esperado, quanto maior a umidade, maiores as deflexões. / Brazil, as a country with continental dimensions, needs a road infrastructure that provides comfort and safety to its users, as well as efficient transport of goods. Only through proper pavement management, rehabilitation measures may be taken at appropriate times, ensuring a satisfactory level of serviceability being maintained. Performance models are essential tools in the management of pavements since they allow estimating the time (or equivalent traffic volume) of appearance of distresses and scheduling maintenance services. The research reported in this dissertation is part of the Asphalt Thematic Network project, funded by PETROBRAS, and aimed to evaluate the performance of two sections of federal highway BR-290/RS, with emphasis on the analysis of the influence of the water table variation on deflections measured on the top of this pavement. Continuing previous studies, trend lines were calibrated for pavements under monitoring, through surveys of deflections, permanent deformations, surface distresses and texture. In addition, the variation of the water table depth was controlled by the installation of a water level meter on the section I of BR-290/RS, and the dependence of the resilience module of the subgrade soil was analyzed in function of the compaction water content, with wetting and drying cycles. The results of the surveys showed that the monitored sections of the BR-290/RS continue to deteriorate, with values of rutting and roughness quite high, suggesting that interventions should have already been done. Conversely, the tire-pavement friction and the deflections present acceptable values. In the laboratory tests, it was observed that the soils compacted in the dry branch of the compaction curve, or that underwent drying cycles, presented higher values of resilient modulus than those compacted in the wet branch, or that underwent cycles of wetting. The resilient modules were almost independent of the stress state and the k-θ models presented little significance. Finally, the analysis performed with the software Everstress 5.0 indicated that the oscillation of the humidity in the subgrade influences the deflections of the pavement. As expected, the higher the humidity, the greater the deflections.

O objetivo do presente trabalho foi estudar a utilização de rejeito de carvão, proveniente da região carbonífera de Santa Catarina, na fabricação de blocos de concreto para pavimentação em substituição ao agregado miúdo natural. Produziu-se um agregado miúdo reciclado de rejeitos de carvão (AMR) através do beneficiamento do rejeito bruto. A metodologia do trabalho compreendeu as seguintes etapas: (a) amostragem do rejeito de carvão no módulo de rejeitos de uma típica mineradora de carvão de Santa Catarina; (b) o beneficiamento gravimétrico do rejeito bruto visando a concentração dos minerais inertes e ajuste da granulometria; (c) a caracterização química, física, morfológica e mineralógica do AMR; (d) a produção dos blocos de concreto com cinco diferentes porcentagens de substituição (0, 25, 50, 75 e 100%) do agregado miúdo natural pelo AMR; (e) a avaliação dos blocos de concreto em relação a resistência à compressão, a resistência à abrasão e a absorção de água; e (f) realização de ensaios estáticos e cinéticos para a predição da ocorrência de lixiviado ácido a partir do rejeito de carvão, no AMR e nos blocos de concreto produzidos. Os resultados demonstram que é possível a transformação de 44% do material disposto em um módulo de rejeitos em AMR para construção civil. O material apresenta 90% de cinzas, teor de enxofre de 1,9% e teor de carbono de 3,5%. De acordo com a ferramenta estatística ANOVA, os resultados obtidos com os blocos produzidos com 25% e 50% de substituição não apresentam diferença significativa em relação aos blocos referência (0% de substituição) nas três variáveis de resposta analisadas. Os resultados dos ensaios estáticos e cinéticos demonstraram que o rejeito bruto e o AMR são potenciais geradores de drenagem ácida de minas (DAM). Os blocos produzidos não possuem a característica de gerar DAM devido à alta alcalinidade do cimento, sendo essa tecnologia conhecida como solidificação/estabilização (S/S). O estudo demonstra que é possível aproveitar parte dos rejeitos da mineração de carvão como agregado miúdo na produção de blocos de concreto para pavimentação, reduzindo o passivo ambiental das indústrias carboníferas catarinenses. Cria-se, assim, uma nova perspectiva para o gerenciamento de resíduos sólidos de mineração dentro dos princípios da produção mais limpa e desenvolvimento sustentável. / The aim of this study was the use of coal waste from the coal region of Santa Catarina in the manufacture of concrete block for paving to replace the natural fine aggregate. It was produced a recycled fine aggregate from coal waste (AMR) through the processing of raw waste. The methodology of the research comprised the following steps: (a) sampling of coal waste in the coal tailing of a typical coal mining company of Santa Catarina; (b) processing raw waste aiming to concentrate inert mineral stream and grain size adjustment; (c) chemical, physical, morphological and mineralogical characterization of the AMR; (d) production of concrete blocks with five different percentages of replacement (0, 25, 50, 75 and 100%) of natural fine aggregate by AMR; (e) evaluation of concrete blocks regarding the compressive strength, abrasion resistance and water absorption; and (f) performance of static and kinetic tests for predicting the occurrence of acid leached from the raw waste, AMR and concrete blocks produced. The results show that it is possible to transform 44% of the coal tailing in an AMR for construction. The material has 90% of ash, sulfur content of 1.9% and carbon content of 3.5%. According to the ANOVA, the results obtained with the blocks produced 25% and 50% of replacing present no significant difference for the reference blocks (0% replacement) on the three response variables examined. The results of kinetic and static tests showed that the raw waste and AMR are potential generators of acid mine drainage (AMD). The produced blocks have not the characteristic of generating AMD due to high alkalinity of cement. This technology is known as solidification/stabilization (S/S). The study shows that it is possible to make good use of the coal wastes from mining as fine aggregate in the production of concrete block for paving. It reduces the environmental liability of coal industries in Santa Catarina and creates therefore a new perspective for the management of solid waste from mining within the principles of cleaner production and sustainable development.

Nesta dissertação foi analisado o efeito de restaurações com fresagem e recapeamento com concreto asfáltico nos parâmetros funcionais e estruturais em dois segmentos de rodovias federais de tráfego médio da região noroeste do Estado do Rio Grande do Sul. Ambos os segmentos estão inseridos na unidade geomorfológica denominada Planalto Meridional, e possuem subleito classificado pedologicamente como latossolo vermelho. Na condição funcional foram avaliados: o Índice de Gravidade Global (IGG), macrotextura e a irregularidade longitudinal (IRI). Na condição estrutural foram realizadas avaliações destrutivas: umidade e massa específica aparente seca em campo das camadas inferiores do pavimento, e como avaliação não-destrutiva, medidas de deflexão com viga Benkelman. Com os materiais coletados foram realizados ensaios laboratoriais de compactação e teor de umidade, ISC, equivalente de areia, limites de Atterberg e ensaios triaxiais de carga repetida para obtenção de modelos de módulo de resiliência. De posse dos dados citados, aplicaram-se modelos de previsão de desempenho para estimar as reduções de Irregularidade e da Deflexão e compará-las com valores resultantes de medidas antes e depois da restauração. Por meio de análises estatísticas, foi obtida uma linha de tendência para redução de deflexão com restauração simples, aplicável, em princípio a pavimentos semelhantes na região em estudo. Ainda, comparam-se valores de ATR (afundamento na trilha de roda) medidos com perfilômetro laser e treliça metálica, observando-se a discrepância significativa entre os resultados. Globalmente, verificou-se que a solução de restauração restituiu aos pavimentos a capacidade estrutural adequada, melhorando também sua condição funcional, em termos de conforto e a segurança viária. / This Dissertation reports the main findings of a research on the effects of a basic rehabilitation procedure (milling and replacing the distressed asphalt wearing course by a new layer of asphalt concrete) on functional and structural parameters of two test sections of medium-traffic roads in the Northwestern Region of Rio Grande do Sul State, Brazil. Both test sections are placed in a Geomorphological Unit called “Planalto Meridional” (South Plain) and subgrade soils are pedologycally classified as red latosols. Regarding the pavements functional condition, the following parameters were evaluated: roughness (IRI – International Roughness Index), macrotexture and a Brazilian Global Severity Index (IGG – “Indice de Gravidade Global”), which is computed considering the severity and the frequency of a set of pavement distresses. In order to evaluate the pavements structural capacity, trenches were opened, in situ moisture content and dry density of base, sub-base and subgrades were measured and materials were sampled in order to carry out laboratory tests. Surface deflections were measured using a Benkelman Beam. Roughness and deflections were measured before and after rehabilitation, while macrotexture was measured on the new asphalt layer. Laboratory procedures consisted of gradation, Atterberg Limits, compaction, CBR and resilient modulus tests; the Sand Equivalents of base and sub-base aggregates were also determined. Pavement Prediction Models were used to estimate roughness and deflection decreases due to the rehabilitation procedure; these estimations were compared to the differences between roughness or deflection before and after rehabilitation. By means of Statistics analysis, a tendency line that allows estimating deflection reduction due to the rehabilitation procedure was defined. That tendency line might be used to estimate deflection reduction in similar pavements of the Northwestern Region of the state. Rut depth values measured with a three-point ruler were compared to values measured with a laser profiler; it was shown that both sets of values are quite different. All in all, it was verified that the rehabilitation procedure (milling and replacing the distressed asphalt wearing course by a new layer of asphalt concrete) provided the studied pavements adequate bearing capacity and improved their serviceability (parameter related to safety and confort).

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2007. / Submitted by Fernanda Weschenfelder (nandaweschenfelder@gmail.com) on 2009-11-26T15:32:04Z No. of bitstreams: 1 2007_ClarisseRochaFerreira.PDF: 1395754 bytes, checksum: 2dbca0a586bd2ed40176935ec4f77acd (MD5) / Approved for entry into archive by Carolina Campos(carolinacamposmaia@gmail.com) on 2010-01-19T17:36:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_ClarisseRochaFerreira.PDF: 1395754 bytes, checksum: 2dbca0a586bd2ed40176935ec4f77acd (MD5) / Made available in DSpace on 2010-01-19T17:36:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_ClarisseRochaFerreira.PDF: 1395754 bytes, checksum: 2dbca0a586bd2ed40176935ec4f77acd (MD5) Previous issue date: 2007-07 / Os pavimentos podem ser avaliados mediante levantamentos objetivos e/ou subjetivos, ou ainda por meio de uma combinação de ambos. Os levantamentos subjetivos, baseados na opinião de técnicos da área de pavimentação, constituem uma forma simples e barata para aferição da qualidade de rolamento (ou conforto) oferecido por um dado pavimento. Este trabalho apresenta um estudo de caso no qual analisa-se a qualidade de rolamento de alguns pavimentos cicloviários do Distrito Federal mediante levantamentos subjetivos. Foram selecionadas quatro ciclovias e em cada caso, identificados trechos com 50 metros de extensão, que apresentassem respectivamente revestimento em estado excelente, bom, regular e ruim. Em três casos, o revestimento era constituído por mistura asfáltica e na outra situação, o revestimento era formado por pedras regulares. Utilizando-se uma amostra contendo 26 ciclistas, instruiu-se os participantes a percorrem cada trecho selecionado à velocidades de 10 km/h, 15 km/h e 20 km/h, respectivamente. Além da velocidade, também avaliou-se a influência da pressão de inflação dos pneus (20 psi e 40 psi) e o tipo de pneu utilizado (fino ou largo). Após o deslocamento em cada trecho o participante preencheu um questionário informando numa escala de zero (péssimo) a cinco (excelente) sua percepção quanto ao conforto oferecido pelo pavimento e se aquele pavimento seria aceitável em termos de conforto oferecido ao usuário. Além disso, o questionário também coletou informações quanto às características do usuário (peso, altura, freqüência com que pedala, propósito quando pedala e distância percorrida quando pedala, entre outros). A partir dessas informações foram desenvolvidas análises estatísticas a fim de identificar quais os parâmetros independentes apresentavam correlação estatística com a percepção de conforto dos participantes. Mediante análises de regressão múltipla, constatou-se que a velocidade foi a variável que mais contribuiu nos modelos determinados, sendo na maioria dos casos o parâmetro preponderante. A altura foi a segunda variável que mais contribuiu nos modelos estatísticos. O tipo de pneu e pressão de inflação também contribuíram em todos os modelos, porém em menor porcentagem. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The evaluation of pavements may be performed through objective, subjective or combining both types of measurement. The subjective measurements, based on the opinion of pavement technicians, constitute an easy and cheap procedure to check the ride quality (comfort) of pavements. This research presents a case study developed on selected cycleways located in Federal District - Brazil, where subjective measurements were accomplished. The study chose four cycleways and for each cycleway, some pavement stretches with a 50 meter length were selected. These pavement sections presented excelent, good, fair and poor surface condition, respectively. The pavement surface on three cycleways was built with asphalt mixture, whereas the other one, built with small paving-stone. Considering a sample with 26 cyclists, these participants were asked to ride over every stretch at a speed of 10 km/h, 15 km/h and 20 km/h, respectively. Further, besides the change of speed, the study evaluated the influence of tire inflation pressure (20 psi and 40 psi) as well as the type of tire used (slim or fat). After riding the pavement section, the participant filled a questionnaire informing in a scale ranging from zero (poor) to five (excellent) the ride comfort perceived during the ride as well as telling if that stretch would be acceptable in terms of comfort offered to user. The questionnaire also collected data about cyclist characteristics (weight, height, riding frequency, purpose when riding and distance traveled when riding). From these data, statistical analyses where accomplished in order to determine which independent parameters presented statistical correlation with the cyclists feeling of comfort. By means of analyses of multiple regression, one evidenced that the speed was the variable that more contributed in the determined models, being in the majority of the cases the preponderant parameter. The height was the second variable that more contributed in the statistical models. The type of tire and pressure of inflation had also contributed in all the models, however in lesser percentage.