No Estado do Pará, convencionalmente são empregados rocha britada ou seixo rolado natural como agregados nas misturas asfálticas. Nas proximidades da região metropolitana de Belém, não há disponibilidade destes materiais, obrigando o transporte destes agregados de boa qualidade de pedreiras e jazidas distantes mais de 170 Km, aumentando consideravelmente os custos de pavimentação. Com o objetivo de redução de custos, buscou-se o estudo de um outro agregado natural nãoconvencional, a laterita, abundante nas proximidades de Belém. Três tipos de ligantes asfálticos foram utilizados nas misturas asfálticas pesquisadas: um asfalto convencional CAP de penetração 50-60 proveniente da refinaria da LUBNOR, no Ceará; um asfalto da refinaria da REMAN da Amazônia modificado por asfaltita; e um asfalto-borracha da região sudeste. Uma quarta alternativa da mistura asfáltica foi considerada, empregando conjuntamente laterita e seixo rolado como agregados. Foi realizada uma análise comparativa das misturas asfálticas baseada em ensaios laboratoriais tais como: dosagem Marshall, danos por umidade induzida, deformação permanente em simulador de tráfego, resistência à tração por compressão diametral, módulo de resiliência e fadiga. Um processo inovador foi concebido para separação e lavagem das lateritas. Os resíduos desta seleção de agregados foram testados de modo a viabilizar seu emprego como material de base ou sub-base. Foi realizada também uma breve análise mecanicista de estruturas de pavimentos com o auxílio do programa ELSYM 5. Concluiu-se que as misturas asfálticas com laterita lavada podem ser usadas em revestimentos de pavimento de vias públicas e de rodovias de baixo volume tráfego obtendo-se os melhores resultados para as misturas de lateritaasfalto com o ligante modificado por asfaltita. / Crushed igenous rocks and washed quartzite gravels are conventional aggregates for asphalt mixes in the State of Pará, northern Brazil. However, these materials are not available in many parts of the state, specially near the city of Belem, the state capital. The current practice is to import these high quality aggregates from the few quarries located in remote sites, leading to a considerable increase in construction costs. To cut down costs, it is necessary to look for alternative sources of natural aggregates. This study attempts to present an alternative solution for asphalt mixtures using a non-conventional natural aggregate: laterites, which are widely available in the metropolitan area. Three types of asphalt binders were used: a conventional one – AC penetration of 50-60, an asphalt cement modified by gilsonite, and an asphalt rubber. A fourth type of asphalt mix was considered, using washed quartzite gravels in addition to the laterite. A comparative analysis was conducted using parameters obtained from laboratory tests like Marshall design, stripping test, wheel tracking test, indirect tensile strength, resilient modulus, and fatigue life. An innovative process was developed to clean the laterite by water washing. Residuals from the process were tested regarding its possible use as a material for pavement base or subbase. Finally, a mechanistic analysis was performed, using ELSYM 5 software. Results indicate a good performance to the hot-mixes and the one with gilsonite modified binder presented the best performance.

Made available in DSpace on 2014-06-12T16:30:29Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo4915_1.pdf: 5602221 bytes, checksum: c45faefdd4f34f76d6866eaff892f3f9 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2005 / O presente trabalho propõe-se a analisar o desempenho do Radar de penetração no solo como ferramenta para definição de substrato de pavimento rodoviário flexível, apoiada em testes integrados de GPR e dados geodésicos. Este trabalho constou de três fases bem distintas: a primeira se compôs de estudos para definição da base cartográfica de apoio à coleta de dados GPR; a segunda fase se resumiu à coleta de dados radargramétricos e posterior processamento em programa Gradix. É destacado os locais escolhidos para estudos de imageamento. O primeiro trecho bastante deteriorado (com defeitos e recalques) e outro bem conservado. A pesquisa utilizou equipamento SIR3000, fabricado pela GSSI, e antenas de 200 e 400MHz. O perfil obtido é uma função (x,z) onde as distancias são cotadas no eixo dos x e duplo tempo de propagação no eixo dos z em nano-segundos. Os meios foram definidos através de reflexões eletromagnéticas. A limitação nominal das antenas disponíveis limitou uma melhor definição dos refletores. As observações foram realizadas atravessando as estações (verão e inverno) tendo a preocupação de observar o nível freático local

El objetivo principal de este estudio es desarrollar una gama de diseños de concretos de alto desempeño con cementos adicionados basados en resultados experimentales, para poder mejorar la durabilidad de los pavimentos rígidos continuamente reforzados expuesto a ambientes agresivos. En este documento se realizó el diseño de ocho mezclas de concreto con cementos puzolánicas en conformidad con las especificaciones técnicas descritas en la guía ACI 325.14R-7. Los cementos utilizados fueron tipo HS e IP (M) con relaciones agua-cemento 0.36, 0.38, 0.40 y 0.42. Dichos diseños aseguran una resistencia a la compresión superior a 310 kg/cm2, un módulo de rotura mayor de 35 kg/cm2 y con un asentamiento de 2 ½” en obra. Para validar estas tres características principales del concreto se realizaron ensayos en estado fresco y endurecido en laboratorio. Los resultados demuestran que las dosificaciones presentadas cumplen con los parámetros de trabajabilidad y resistencia, lo cual demuestra que su uso es apropiado con pavimentadora de encofrado deslizante. / The durability of concrete and long-term performance on rigid pavements affected by aggressive environments such as sulfate attack or resistance to freezing and thawing are the main causes of roadway concrete damage. In this document, eight concrete mixtures with pozzolanic cements were designed in accordance with the technical specifications described in the ACI 325.14R-7 committee. to be applications as an alternative solution to improve the durability of rigid road pavements. This design ensures a compressive strength of more than 310 kg / cm2 and a modulus of rupture greater than 35 kg / cm2 and with a 2½ ”drop on site, which is ideal for use with pavers. To validate these three main characteristics of concrete, concrete tests are carried out in a fresh and resistant state in the laboratory. Allowing the concrete with pozzolanic cements to perform without any inconvenience as a rigid pavement continuously reinforced on a road with high traffic. / Trabajo de investigación

Esta investigación estudia la adición de la ceniza de cáscara de arroz y bagazo de caña de azúcar en suelos arcillosos para su función como subrasantes en obras de pavimentación. La ceniza de cáscara de arroz y el bagazo de caña de azúcar son residuos orgánicos que se encuentran en mayor cantidad en los departamentos de San Martín y La Libertad respectivamente. De la totalidad de toneladas de cáscara de arroz generadas en el país, alrededor del 20% constituye la ceniza de la cáscara de arroz. Así mismo alrededor del 25% de caña de azúcar producida en el país constituye el bagazo, según el ministerio de agricultura en el 2017. La investigación radica en la búsqueda de métodos alternativos a la estabilización de suelos, para comprobar que estos agregados son viables en su utilización para la estabilización de subrasantes se realizaron en laboratorio ensayos de características químicas, físicas y mecánicas; En diferentes porcentajes para evaluar su respuesta como estabilizadores primarios. Finalmente, la investigación deduce el impacto ambiental ocasionado por nuestra propuesta. / This research studies the addition of rice ash and sugar bagasse in clay soils for their function as subgrade in paving works. Rice husk ash and sugar from sugarcane are the organic residues most found in the departments of San Martín and La Libertad, of all the tons of rice husk generated in the country, around the 20% is the ash of the rice husk. Likewise, around 25% of the sugar production in the country is bagasse, according to the Ministry of Agriculture in 2017. The research is based on the search for alternative methods to soil stabilization, to verify that these aggregates are viable in their use for the stabilization of subgrades in chemical, physical and mechanical clinical trials. In different percentages to evaluate their response as primary stabilizers. Finally, the research deduces the environmental impact caused by our proposal. / Tesis

The study of innovative pavements is of significant importance in geotechnical engineering in Brazil, due to the continued need to increase the network of roadways. This requires optimized projects, not only for economic, but also for technical reasons. Technical solutions that use geosynthetics in asphalt overlays have been identified to minimize fatigue and reflective cracks. However, the majority of the application of this technology has ignored the possible additional structural benefits brought by the inclusion of geosynthetics as reinforcement in asphalt layers. The objective of this research is to assess the reinforcement benefits of geogrids placed within asphalt overlays on the structural performance of flexible pavements. In addition, this study investigates the tensile-strain response of geogrids under traffic conditions, induced by cyclic wheel loads generated by a new accelerated pavement testing facility (APT) that was specifically developed for this research. The APT facility consists of a large steel testing box, in which field-scale pavement layers could be constructed. Pavement materials included subgrade soil, aggregate base, hot mix asphalt concrete, asphalt emulsion and a PVA geogrid. Pavement performance was assessed by applying a cyclic wheel load pressure of 700 kPa to the pavement surface. The pavement sections investigated in this study included a geogrid-reinforced and an unreinforced asphalt overlay sections, a single new geogrid-reinforced asphalt layer, and a geogrid-reinforced asphalt overlay with reduced base course thickness. A variety of sensors were used to measure asphalt concrete strains, surface plastic and elastic displacements, and induced traffic loads. Displacements along the geogrid specimens were measured using a tell-tail system. As result, several reinforcement mechanisms of this technique could be quantified in the present study. Polymeric geogrid reinforcements were found to have considerably reduced strains developed at the bottom of asphalt layers, as well as to have reduced vertical stresses in pavement lower layers. Resistance to rutting and lateral movement induced by the geogrids were also clearly evidenced in the presented study. The measurement of displacements along the geogrid provided understanding of the distribution of strains during traffic loading. A mobilized length was identified in geogrid-reinforced sections, showing that the bonding between geogrids and asphalt layers and the stiffness of the geogrid ensured satisfactory performance of the pavement sections. The results also illustrated that the lateral restraining mechanisms effect is a governing mechanism to improve the performance of the asphalt layers by the development of shearing resistance with the geogrids. Overall, it was concluded that geogrids within asphalt overlays act as reinforcement and not merely to delay cracks, providing enhanced performance to flexible pavement structures. / O estudo de pavimentos é de grande importância na Engenharia Geotécnica brasileira devido à crescente necessidade de melhora da situação da rede rodoviária nacional. Para tanto, o desenvolvimento e a aplicação de novas técnicas são necessários, principalmente no âmbito econômico. A técnica do uso de reforços geossintéticos em capa asfáltica é identificada como uma alternativa ao aumento da vida útil do pavimento através da mitigação de trincas por fadiga e de reflexão. No entanto, a maioria das aplicações desta técnica não correlaciona os benefícios estruturais da inclusão do geossintético na capa asfáltica para a melhora do desempenho global do pavimento. O objetivo desta pesquisa é investigar os benefícios estruturais no desempenho de pavimentos flexíveis trazidos pelo reforço de geogrelhas em camadas asfálticas. Ainda neste estudo, será investigada a reposta tensão-deformação destas geogrelhas sobre as condições de tráfego através do uso de ensaios acelerados de pavimento. Um equipamento foi desenvolvido para esta pesquisa e consiste numa caixa metálica de grande porte, em que seções de pavimento em escala real podem ser construídas. O desempenho das seções de pavimento foi avaliado com a aplicação de cargas cíclicas de roda com pressão de contato de 700 kPa. Os materiais que compõem as seções de pavimento incluem solo de subleito, brita graduada simples, concreto betuminoso usinado à quente, emulsão asfáltica e geogrelha de PVA. Foram estudadas uma seção com geogrelha como reforço no recapeamento da camada asfáltica, uma seção idêntica não reforçada, uma seção com uma única capa asfáltica reforçada com geogrelha e uma seção com geogrelha no recapeamento da camada asfáltica, porém com espessura de base reduzida em relação aos demais ensaios. Sensores nas camadas do pavimento mediram tensões e deformações, e deslocamentos plásticos e elásticos na superfície. Deslocamentos ao longo da geogrelha foram monitorados utilizando o sistema tell-tales. Como resultado, mecanismos de reforço foram identificados neste estudo. O uso de uma geogrelha polimérica reduziu consideravelmente as deformações na fibra inferior da capa asfáltica, assim como as tensões verticais nas camadas subjacentes do pavimento. Resistência à formação de trilhas de roda e solevamentos laterais foram também evidenciadas. As medidas de deslocamentos ao longo da geogrelha forneceram entendimento da distribuição de deformações durante o carregamento. Foi identificado o comprimento de geogrelha mobilizado durante os ensaios, mostrando que a aderência entre a geogrelha e as camadas asfálticas e a rigidez da geogrelha asseguraram o desempenho satisfatório das seções de pavimento. Os resultados também mostraram que o efeito do mecanismo de restrição lateral é um mecanismo que governa a melhora no desempenho da capa asfáltica com o uso da geogrelha através do desenvolvimento de resitência ao cisalhamento. Estas observações permitem concluir que a geogrelha na camada asfáltica atua como reforço e não apenas reduzindo a o potencial de trincamento, levando à um aumento no desempenho de estruturas de pavimentos flexíveis.

The study of innovative pavements is of significant importance in geotechnical engineering in Brazil, due to the continued need to increase the network of roadways. This requires optimized projects, not only for economic, but also for technical reasons. Technical solutions that use geosynthetics in asphalt overlays have been identified to minimize fatigue and reflective cracks. However, the majority of the application of this technology has ignored the possible additional structural benefits brought by the inclusion of geosynthetics as reinforcement in asphalt layers. The objective of this research is to assess the reinforcement benefits of geogrids placed within asphalt overlays on the structural performance of flexible pavements. In addition, this study investigates the tensile-strain response of geogrids under traffic conditions, induced by cyclic wheel loads generated by a new accelerated pavement testing facility (APT) that was specifically developed for this research. The APT facility consists of a large steel testing box, in which field-scale pavement layers could be constructed. Pavement materials included subgrade soil, aggregate base, hot mix asphalt concrete, asphalt emulsion and a PVA geogrid. Pavement performance was assessed by applying a cyclic wheel load pressure of 700 kPa to the pavement surface. The pavement sections investigated in this study included a geogrid-reinforced and an unreinforced asphalt overlay sections, a single new geogrid-reinforced asphalt layer, and a geogrid-reinforced asphalt overlay with reduced base course thickness. A variety of sensors were used to measure asphalt concrete strains, surface plastic and elastic displacements, and induced traffic loads. Displacements along the geogrid specimens were measured using a tell-tail system. As result, several reinforcement mechanisms of this technique could be quantified in the present study. Polymeric geogrid reinforcements were found to have considerably reduced strains developed at the bottom of asphalt layers, as well as to have reduced vertical stresses in pavement lower layers. Resistance to rutting and lateral movement induced by the geogrids were also clearly evidenced in the presented study. The measurement of displacements along the geogrid provided understanding of the distribution of strains during traffic loading. A mobilized length was identified in geogrid-reinforced sections, showing that the bonding between geogrids and asphalt layers and the stiffness of the geogrid ensured satisfactory performance of the pavement sections. The results also illustrated that the lateral restraining mechanisms effect is a governing mechanism to improve the performance of the asphalt layers by the development of shearing resistance with the geogrids. Overall, it was concluded that geogrids within asphalt overlays act as reinforcement and not merely to delay cracks, providing enhanced performance to flexible pavement structures. / O estudo de pavimentos é de grande importância na Engenharia Geotécnica brasileira devido à crescente necessidade de melhora da situação da rede rodoviária nacional. Para tanto, o desenvolvimento e a aplicação de novas técnicas são necessários, principalmente no âmbito econômico. A técnica do uso de reforços geossintéticos em capa asfáltica é identificada como uma alternativa ao aumento da vida útil do pavimento através da mitigação de trincas por fadiga e de reflexão. No entanto, a maioria das aplicações desta técnica não correlaciona os benefícios estruturais da inclusão do geossintético na capa asfáltica para a melhora do desempenho global do pavimento. O objetivo desta pesquisa é investigar os benefícios estruturais no desempenho de pavimentos flexíveis trazidos pelo reforço de geogrelhas em camadas asfálticas. Ainda neste estudo, será investigada a reposta tensão-deformação destas geogrelhas sobre as condições de tráfego através do uso de ensaios acelerados de pavimento. Um equipamento foi desenvolvido para esta pesquisa e consiste numa caixa metálica de grande porte, em que seções de pavimento em escala real podem ser construídas. O desempenho das seções de pavimento foi avaliado com a aplicação de cargas cíclicas de roda com pressão de contato de 700 kPa. Os materiais que compõem as seções de pavimento incluem solo de subleito, brita graduada simples, concreto betuminoso usinado à quente, emulsão asfáltica e geogrelha de PVA. Foram estudadas uma seção com geogrelha como reforço no recapeamento da camada asfáltica, uma seção idêntica não reforçada, uma seção com uma única capa asfáltica reforçada com geogrelha e uma seção com geogrelha no recapeamento da camada asfáltica, porém com espessura de base reduzida em relação aos demais ensaios. Sensores nas camadas do pavimento mediram tensões e deformações, e deslocamentos plásticos e elásticos na superfície. Deslocamentos ao longo da geogrelha foram monitorados utilizando o sistema tell-tales. Como resultado, mecanismos de reforço foram identificados neste estudo. O uso de uma geogrelha polimérica reduziu consideravelmente as deformações na fibra inferior da capa asfáltica, assim como as tensões verticais nas camadas subjacentes do pavimento. Resistência à formação de trilhas de roda e solevamentos laterais foram também evidenciadas. As medidas de deslocamentos ao longo da geogrelha forneceram entendimento da distribuição de deformações durante o carregamento. Foi identificado o comprimento de geogrelha mobilizado durante os ensaios, mostrando que a aderência entre a geogrelha e as camadas asfálticas e a rigidez da geogrelha asseguraram o desempenho satisfatório das seções de pavimento. Os resultados também mostraram que o efeito do mecanismo de restrição lateral é um mecanismo que governa a melhora no desempenho da capa asfáltica com o uso da geogrelha através do desenvolvimento de resitência ao cisalhamento. Estas observações permitem concluir que a geogrelha na camada asfáltica atua como reforço e não apenas reduzindo a o potencial de trincamento, levando à um aumento no desempenho de estruturas de pavimentos flexíveis.

Submitted by Geyciane Santos (geyciane_thamires@hotmail.com) on 2015-09-30T14:37:28Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Eduardo Souza da Silva.pdf: 19105128 bytes, checksum: ad32cb11b7f2125b09ed0d86798ae2af (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-10-06T20:02:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Eduardo Souza da Silva.pdf: 19105128 bytes, checksum: ad32cb11b7f2125b09ed0d86798ae2af (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-10-06T20:07:20Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Eduardo Souza da Silva.pdf: 19105128 bytes, checksum: ad32cb11b7f2125b09ed0d86798ae2af (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-06T20:07:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Eduardo Souza da Silva.pdf: 19105128 bytes, checksum: ad32cb11b7f2125b09ed0d86798ae2af (MD5) Previous issue date: 2013-11-29 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work aimed to study the reuse of the milled residue of asphalt pavement removed during maintenance of urban roads. In this case study, aggregates and asphalt cement oil (CAP) aged, coming from damaged and subsequently milled through analysis and testing laboratories pavement were analyzed according to each material corresponding to Brazilian Standards (NBR) used in the production of layers the deck, as regards the manufacture of the base and the asphalt coating. The measurement methods for the production of milled mixtures with residual asphalt pavement and their percentages with pure soil were also analyzed, the latter characterized as a low soil bearing capacity in order to achieve the best strength, providing a durability in the underlying layers and reuse of the same milled material for asphalt coating of these layers, with significant savings on their possible applications in future maintenance. Thus, one can avail this stuff to stabilize a soil that did not meet the necessary requirements of the regulatory standards for such purposes, and intuited to give due importance to the concern for environmental issues, which are being addressed particularly sharply in today, minimizing the degradation of deposits of sand and river beds in relation to the removal of boulder, thus decreasing logistics costs, transportation and acquisition of new ones. The experimental results of recycled asphalt mixture to 100% of the milled asphalt pavement waste, evaluated in this study were compared with the results obtained for conventional mixtures and indicated that such a mixture can be used as an alternative for coating urban roads , given the conditions required in regulations on this matter. The ground reference mixtures with milled asphalt pavement residue (RFA) were compatible with the demands of a pavement of heavy traffic volume mechanical behavior. The results were satisfactory, highlighting the positive use of the RFA for application in the base layers of urban pavements. It is noteworthy that studies on the use of this type of waste in pavement, are rare in the city of Manaus and this research adds an exploratory knowledge of their potential applicability. / Este trabalho teve como objetivo estudar a reutilização do resíduo fresado do pavimento asfáltico retirado nas manutenções de vias urbanas. Nesse processo de estudo, foram analisados os agregados e o cimento asfáltico de petróleo (CAP) envelhecido, oriundos de pavimento deteriorado e posteriormente fresado, através de análises e ensaios de laboratórios segundo as normas brasileiras (NBR) correspondentes a cada material aplicado na produção das camadas do pavimento, no que diz respeito à confecção de base e ao revestimento asfáltico. Também foram analisados os métodos de dosagem para a produção das misturas com o resíduo fresado de pavimento asfáltico e suas respectivas porcentagens com o solo puro, este último caracterizado como um solo de baixa capacidade de suporte, no intuito de alcançar a melhor resistência, proporcionando uma maior durabilidade nas camadas subjacentes e ao reaproveitamento do mesmo material fresado para o revestimento asfáltico dessas camadas, com uma economia significativa nas suas possíveis aplicações em manutenções futuras. Assim, pode-se aproveitar esse material para estabilizar um solo que não atendia os requisitos necessários exigidos pelas normas regulamentadoras para esses fins, e no intuído de dar a devida importância na preocupação com as questões ambientais, que estão sendo abordadas de forma bastante acentuada nos dias atuais, minimizando a degradação de jazidas de areia e leitos de rios no que tange à retirada de seixo rolado, diminuindo assim os custos de logística, transporte e a aquisição de novos agregados. Os resultados experimentais da mistura asfáltica reciclada a 100%, do resíduo fresado do pavimento asfáltico, avaliadas nessa pesquisa foram comparados com os resultados obtidos para misturas convencionais e indicaram que tal mistura pode ser usada como alternativa para revestimento de vias urbanas, atendendo os requisitos exigidos em normas referentes ao assunto. As misturas solo de referência com resíduo fresado do pavimento asfáltico (RFA) apresentaram um comportamento mecânico compatível com as exigências de um pavimento de volume de tráfego pesado. Os resultados obtidos foram satisfatórios, ressaltando o emprego positivo do RFA para aplicação em camadas de base de pavimentos urbanos. Ressalta-se que os estudos sobre a utilização desse tipo de resíduo em pavimentação, são raros na cidade de Manaus e essa pesquisa agrega um conhecimento exploratório do potencial de sua aplicabilidade.

Apresenta-se um trabalho numérico e experimental, com o objetivo de estudar o comportamento dos pavimentos de concreto estruturalmente armados, quando submetidos a forças verticais estáticas e repetidas. Avalia-se a contribuição da armadura de flexão, na resistência de placas de concreto apoiadas sobre meio elástico. Verifica-se experimentalmente o modo de ruína de placas submetidas a carregamento monotônico e a carregamento repetido, com e sem armadura, e acompanha-se o desenvolvimento das fissuras no concreto e das deformações no aço. Comparam-se os resultados obtidos, com as recomendações da NBR 6118:2003, para o dimensionamento de estruturas submetidas à fadiga. É desenvolvido modelo numérico capaz de representar a interface do solo com a placa do pavimento, a fissuração do concreto, a contribuição da armadura e o comportamento pós-fissuração. Com auxílio do modelo numérico, validado a partir dos resultados experimentais, estuda-se a influência de alguns parâmetros importantes para o dimensionamento dos pavimentos, tais como: capacidade de suporte da fundação, espessura das placas, área de aço, dimensões das placas em planta, posição de aplicação da força e presença de juntas de transferência de deslocamento. Os resultados experimentais mostram uma significativa contribuição da armadura positiva na resistência de placas isoladas sob forças verticais centradas. Verificou-se que as forças repetidas provocam fadiga do aço e que o número de ciclos depende da deformação provocada na armadura. A partir dos resultados são traçadas diretrizes para o dimensionamento, no qual devem ser considerados os momentos positivos e os negativos, e deve ser feita a verificação da fadiga do concreto e da armadura / A numerical and experimental study on the behavior of structurally reinforced concrete pavement under vertical static and repeated load is presented. The contribution of bending reinforcement to the strength of concrete slab is assessed. It is experimentally verified the fracture of reinforced and plain concrete slabs under monotonic loads and under cyclic loads. The concrete cracking and the strain on steel are monitored. The results are compared to the brazilian code recommendations to the design of structures under fatigue. A numerical model that represents the soil-slab interface, the concrete cracking, the reinforcement contribution and the tension stiffening behavior is developed. Some important parameters to the pavement design are analyzed using this finite element model, whose reliability was verified to experimental results. These parameters are: the soil capacity; the slab thickness; reinforcement ratio; slab dimensions; load positions; and joints conditions. The tests data show an important contribution of the positive reinforcement on the strength of an isolated slab with centered load. It has been verified the fatigue of the steel. The number of cycles depends on the reinforcement strain. The results are used to propose some directions to the design. The positive and negative bending moments have to be considered and the fatigue on the concrete and on the reinforcement has to be verified

O emprego de pavimentos permeáveis tem se tornado cada vez mais necessário como medida compensatória para amortecer as vazões de pico e atenuar os impactos gerados pelas chuvas torrenciais em áreas altamente urbanizadas. Dentre os materiais convencionalmente adotados como revestimento permeável no contexto nacional destacam-se os blocos de concreto intertravados (BCI) e o asfalto poroso. No entanto, internacionalmente, existem materiais alternativos que podem apresentar permeabilidade igual ou até mesmo superior. Sob esse prisma, convém destacar o uso dos blocos de concreto articulados (BCA), recentemente adotados nos Estados Unidos e na Coréia do Sul, cuja capacidade de infiltração vem mostrando-se bastante promissora. Diferentemente dos blocos intertravados, os BCA foram projetados para trabalhar em conjunto, já que são interconectados por meio do encaixe das articulações unidirecionais de cada peça, sobrepostas umas às outras, dispensando assim o uso de material de rejunte, o que por sua vez aumenta a permeabilidade do revestimento. Contudo, embora o desempenho hidráulico aparente ser eficaz, questiona-se se o pavimento de blocos de concreto articulados (PBCA) comporta-se de forma igualmente satisfatória em termos estruturais. Nesse sentido, visando avaliar o desempenho estrutural e hidráulico de um pavimento permeável de BCA, foi construída uma pista experimental (20 x 5 m) no Campus da USP, adotando-se dois tipos de base, uma de agregado reciclado (RCD) e outra de agregado natural (brita 1). Na análise estrutural utilizaram-se como parâmetros de avaliação as deflexões máximas obtidas via FWD (Falling Weight Deflectometer), a eficiência de transferência de carga (LTE - Load Transfer Efficiency) e por fim, os módulos de resiliência retroanalisados para cada camada. Ademais, a pesquisa ainda avaliou a influência da presença de fissuras ou trincas nos blocos no desempenho estrutural do pavimento, já que acabaram tornando-se recorrentes em ambas as seções avaliadas. Já na avaliação hidráulica, monitorou-se a taxa de infiltração in situ ao longo de quase vinte meses. Complementarmente, foram realizadas ainda avaliações laboratoriais dos materiais empregados e funcionais do pavimento. A análise estrutural indicou que o sentido articulado do BCA obteve respostas estruturais nitidamente melhores que o sentido não articulado em termos de módulo de resiliência, deflexões máximas e LTE, evidenciando que de fato as articulações conferem intertravamento ao pavimento, próximo ao propiciado pela areia de rejunte no BCI. A base de RCD por apresentar uma distribuição granulométrica mais bem distribuída do que a brita 1, também obteve melhores resultados. Já a presença de trincas ou fissuras nos blocos não acarretou comprometimento no desempenho estrutural da pista experimental, devido ao baixo grau de severidade da maioria das patologias encontradas, como atestou o levantamento funcional, cuja classificação indicou um pavimento em boas condições de serventia. No que diz respeito ao desempenho hidráulico, o pavimento apresentou um desempenho adequado em termos de capacidade de infiltração. Apesar da perda progressiva estimada em 20% ao ano, as taxas de infiltração in situ mantiveram-se acima de 10-3 m/s em todos os ensaios realizados, sendo, portanto, superior à maioria dos revestimentos permeáveis tradicionalmente utilizados como os blocos intertravados e a camada porosa de atrito, conforme descritos pela literatura. / Pervious pavements have become increasingly fundamental as a compensatory measure to attenuate peak flows and to mitigate the impacts generated by torrential storm water in highly urbanized areas. Among the usual materials applied in permeable surface layers, it is possible to highlight the interlocking concrete blocks (ICB) and the porous asphalt. However, internationally, there are alternative materials that are able to present a higher permeability. In this sense, the use of articulated concrete blocks (ACB) needs to be stressed. Recently adopted in United States of America and South Korea, ACB has presented promising infiltration rates. Unlike the ICB, the ACB was designed to work as an integrated framework due to the presence of articulated joints in one of the block directions, which allows discarding the jointing sand and as result, increases water infiltration. Nevertheless, although the pavement hydraulic performance seems to be successful, there are some doubts about the structural behavior. Thereby, aiming at evaluating the hydraulic and structural performance of an unidirectionally articulated concrete block pavement, a pavement experimental section (20 x 5 meters) was constructed at the University of São Paulo Campus. Two types of different bases were applied, namely recycled concrete aggregate (RCA) and natural aggregate. The structural assessment took into account the maximum deflection measurements, the load transfer efficiency (LTE) and the backcalculated elastic moduli of each layer. In addition, this work also evaluated the structural influence caused by the presence of damaged pavers, since it became a recurring problem. Regarding the hydraulic evaluation, the surface infiltration rate was monitored over twenty months after the pavement construction. Furthermore, functional and laboratorial analyses were carried out in order to check the structure serviceability level. The structural results indicated clearly that the articulated block side had better performance than the non-articulated block side in terms of elastic moduli, maximum deflections measurements and LTE, confirming the interlocking efficiency generated by the block shape, comparable to that one provided by the jointing sand in ICB. As the recycled aggregate was characterized by a more well graded particle size distribution than the natural aggregate, the RCA base also presented better structural responses. The presence of damaged blocks did not compromise the pavement structural performance, since the degree of severity was low, as verified by the functional evaluation, which showed a pavement in good conditions. Finally, concerning the hydraulic results, the pavement presented a high infiltration capacity. Even though an infiltration loss of about 20% per year has been detected, the infiltration rate remained greater than 10-3 m/s for all tests performed, being considerably higher than those found in pavements built with both interlocking concrete blocks and with porous asphalt, as reported in the literature.

A infraestrutura de transportes traz benefícios sociais e econômicos, porém traz também inevitáveis impactos ambientais que não podem ser negligenciados, como supressão da vegetação local e poluição atmosférica. Esses impactos ambientais podem ser quantificados e analisados pela técnica Avaliação do Ciclo de Vida (ACV), que cria a possibilidade de contemplar o aspecto ambiental na tomada de decisões e pode trazer melhor compreensão da cadeia produtiva. Na última década, é crescente a utilização dessa técnica na área de pavimentação, entretanto ainda é pouco usual no Brasil. O objetivo dessa dissertação é avaliar os impactos ambientais produzidos por duas técnicas de restauração de pavimentos asfálticos, comparando-se os resultados de ACV que observaram as fases de produção de materiais e de transportes. Dois cenários de restauração foram estudados, o primeiro considerou uma mistura asfáltica composta exclusivamente por materiais virgens (restauração convencional), e o segundo, considerou uma mistura asfáltica composta por 35% de Reciclado de Pavimento Asfáltico (RPA). As ACV foram procedidas de três maneiras distintas: (a) com o banco de dados e software alemão GaBi e o método EDIP 1997, (b) com o banco de dados da USLCI e pelo método do EDIP 1997, e (c) com software PavementLCA e o método TRACI. Os resultados obtidos a partir dos três diferentes procedimentos indicaram que a restauração com RPA apresentou redução dos impactos ambientais potencias quando comparada com a restauração convencional. Observou-se também que, para a maioria das análises, a atividade que mais contribuiu para os impactos das duas estratégias de restauração foi a de produção dos materiais. A análise de sensibilidade dos resultados obtidos com o GaBi e com o USLCI mostrou diferenças consideráveis, causadas pelas diferentes fontes de dados. Apesar de ser uma técnica em crescimento, a ACV ainda apresenta limitações quando aplicada a pavimentos, sobretudo, pela complexidade de seu ciclo de vida e pelas incertezas que envolvem sua elaboração, assim, estudos sobre ACV devem continuar, a fim de padronizar a técnica para a área e, com o tempo, obter resultados cada vez mais precisos. / Transportation infrastructure brings social and economic benefits, but it also brings unavoidable environmental impacts that can not be neglected, such as suppression of local vegetation and air pollution. These environmental impacts can be quantified and analyzed by the Life Cycle Assessment (LCA) technique, which creates the possibility of contemplating the environmental aspect in decision making and can provide a better understanding of the production chain. In the last decade, the use of this technique in the area of pavement is increasing, although not very usual in Brazil. The goal of this thesis is to analyze the environmental impacts produced by two asphalt pavement rehabilitation techniques, comparing the LCA results of material production and transportation phases. Two rehabilitation scenarios were studied, the first one considering an asphalt mixture composed exclusively by raw materials (conventional rehabilitation), and the second one considered an asphalt mixture composed by 35% of Reclaimed Asphalt Pavement (RAP). The LCA was done in three different ways: (a) with the German database and software GaBi and the EDIP 1997 method, (b) with the USLCI database and the EDIP 1997 method, and (c) with PavementLCA software and the TRACI method. The results obtained from the three different procedures indicated that the rehabilitation with RPA showed reduction of the potential environmental impacts when compared with the conventional rehabilitation. It was also observed that for the majority of the analysis, the activity that contributed the most to the impacts of the two rehabilitation strategies was the material production one. The sensitivity analysis of the results obtained with GaBi and with USLCI showed considerable differences in their values, caused by the different data sources. Although it is a growing technique, LCA still presents limitations when applied to pavements, mainly due to the complexity of its life cycle and the uncertainties involved in its elaboration, so studies about LCA should continue with the aim of standardizing the technique for the area and, over time, achieve increasingly more accurate results.