Esta dissertação de mestrado apresenta um estudo realizado através de diferentes métodos de compactação, procurando-se conhecer o comportamento resiliente e a sucção de dois solos típicos de subleito de pavimentos do Estado do Rio Grande do Sul. Os corpos de prova confeccionados com argila e solo residual de arenito foram submetidos a ensaios de carregamento repetido em câmara triaxial. Foi realizada a medição da sucção com o intuito de verificar a relação entre umidade e módulo de resiliência nos corpos de prova compactados. Os resultados obtidos demonstraram que conforme o método de compactação empregado, o comportamento resiliente apresenta-se diferenciado, segundo o teor de umidade, o nível de tensões aplicado e o tipo de solo da amostra ensaiada. A influência dos métodos de compactação empregados pode ser verificada, também, nos resultados de sucção obtidos, tanto pelo método do papel filtro como pelo uso do transdutor de pressão de alta capacidade durante os ensaios de medição de módulo de resiliência. / This work presents a study on typical subgrade pavements materials in Rio Grande do Sul State, Brazil. Aiming at better understanding the resilient behaviour of soil and different compaction methods, specimens were compacted and tested in dynamical triaxial equipment. Besides, during resilient modulus determination, soil suction was measured. The results show that resilient behaviour is influenced not only by compaction method but by moisture content and level stress as well. Such influence was also observed in suction values, measured either with the filter paper method or the Imperial College Suction Probe used in the resilient modulus test.

Orientador: Mauro Augusto Demarzo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-07-23T18:44:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Affonso_EudirAlves_M.pdf: 4388582 bytes, checksum: 83f9547d41334d5e02d116740fda1121 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Este trabalho trata dos pavimentos de concreto apoiados sobre o solo, de utilização corrente em obras de edificações, contém a análise estrutural, técnicas de projeto e processos de execução / Abstract: This text deals with the behavior of concrete floors built on the ground, usually employed in general building constructions and contents the structural analysis, the design process and construction methods / Mestrado / Estruturas / Mestre em Engenharia Civil

La Dirección Regional de Vialidad (VIII Región) dependiente del Ministerio de Obras Públicas, consciente de la importancia de dotar a la isla Mocha de un camino de circunvalación, encarga un estudio que permita reponer y mejorar 16 Km. de camino existente y construir 10 Km. de camino faltante. El proyecto plantea la problemática ligada a la nula existencia de áridos en la isla, la distancia (35 Km.) al continente y la existencia de condiciones climáticas adversas. En este contexto, esta memoria selecciona y evalúa distintas alternativas de pavimentos factibles para los objetivos planteados, por la Dirección de Vialidad, de manera de obtener una solución técnica y económica que permita apoyar la toma de decisión final. Dado que, hasta hoy no ha sido posible el desarrollo de una metodología que permita, mediante un análisis de costo – beneficio, medir los beneficios asociados a los proyectos de pavimentación, se propone evaluar escogiendo la alternativa técnicamente factible que entregue una solución de mínimo costo al problema planteado. De esta manera, se presenta una matriz de evaluación para la toma de decisión, considerando los costos asociados a la construcción de cada alternativa de pavimento factible y su posterior valor de conservación.

La unión entre las capas de una carpeta asfáltica es un aspecto crítico, para el buen desempeño del pavimento, ya que de la adecuada adherencia de estas, depende el comportamiento monolítico de la estructura y poder lograr la capacidad estructural, serviciabilidad y vida útil prevista en el proyecto. Para lograr la adherencia entre capas se utiliza el riego de liga, tratamientos cuya efectividad depende de diversos factores. En la presente investigación se estudia la posibilidad de utilizar el método del deflectómetro de impacto (FWD) para detectar zonas de falla por deslaminación entre las capas asfálticas, para lo cual se construyo unas pistas de pruebas con diferentes estructuras de capas y uniones entre ellas, en las cuales se realizaron mediciones con el deflectómetro de impacto para diferentes rangos de cargas de impacto y temperaturas del pavimento. Se utiliza el cuenco de deflexiones, la deflexión máxima debajo del plato de carga y el Numero Estructural equivalente de las capas del pavimento, para detectar zonas con problemas de adherencia entre las capas asfálticas. A partir de las variables anetiores se obtiene que se pueden detectar diferencias de calidad de unión entre las capas asfálticas, mediante la utilización del deflectómetro de impacto independiente de la carga aplicada y la temperatura del pavimento. La configuración de capas influye en la sensibilidad de la detección de las zonas con distintas características de adherencia, apreciándose que para la pista donde las capas asfálticas están sobre la base granular se puede diferenciar distintas calidades de unión entre las capas asfálticas, en cambio para la pista donde las capas asfálticas están sobre el hormigón solo se puede diferenciar si esta poseen o no riego de liga en la interfaz. A partir de lo anterior se puede utilizar una de las variables utilizadas en el estudio como metodología para detectar zonas con distintas características de adherencia, la cual corresponde al Numero Estrutuctural. Esta variable posee un valor teórico que se obtiene a partir de la configuración y características de las capas la estructura del pavimento, el cual se compara con el valor calculado de las mediciones realizadas por el deflectómetro, presentándose menores valores de esta variable para aquellos tramos que posean menor calidad de unión entre las capas asfálticas.

Ingeniero Civil / La gestión de pavimentos busca conservar las condiciones de seguridad, comodidad, capacidad estructural y nivel de servicio adecuados de la red vial, a lo largo del período de servicio, para la demanda de tránsito vehicular y soportando las condiciones climáticas y del entorno de la zona de emplazamiento, reduciendo los costos de los usuarios, generando beneficios sociales y reduciendo las emisiones al medio ambiente. Para llevar a cabo lo anterior, se requiere de la aplicación de acciones de conservación óptimas. El presente trabajo de título se enmarca en el área de la gestión de pavimentos. En este contexto, se propone como objetivo principal realizar una optimización de las políticas de conservación de pavimentos asfálticos de la zona central de Chile bajo un enfoque socio-económico, y con consideraciones técnicas, que contribuya a realizar una asignación eficiente de recursos en conservación. Por otra parte, con el propósito de optimizar la rentabilidad económica-social de las políticas de conservación, se establece como objetivo específico determinar el límite de eficiencia de la aplicación de estas políticas. Para el desarrollo de este trabajo, se utilizó el módulo de análisis estratégico del programa de gestión de pavimentos conocido como HDM-4. Para el ajuste de los modelos de deterioro de pavimentos asfálticos y de costos de operación vehicular de este programa a las condiciones chilenas, se consideraron los factores de calibración de estudios previos. La metodología usada consideró la definición de escenarios representativos de caminos pavimentados con carpeta asfáltica de la zona central de Chile caracterizados por las variables de tramificación : tránsito y estructura, junto con su estado de deterioro. Posteriormente, para cada escenario definido, se simuló y evaluó económicamente en HDM-4 la aplicación de más de doscientas alternativas de conservación. Finalmente se obtuvo una matriz de alternativas mediante las cuales se propone la solución óptima de conservación para cada situación. A la luz de los resultados obtenidos, se observa que es conveniente el uso de las alternativas de conservación que consideran carpetas de refuerzo de espesor más bien delgado y/o sellos asfalticos aplicados oportunamente, en vez de esperar un mayor deterioro que implique la reconstrucción del pavimento. Lo anterior se ve reflejado en que, en todos los casos analizados, las alternativas de reconstrucción se encuentran muy por debajo de la curva correspondiente al límite de eficiencia . El momento más oportuno para la aplicación de carpetas de refuerzo y sellos (condición de respuesta), resulta cuando el indicador de regularidad superficial IRI alcanza valores entre 3 y 4,5 m/km. La realización de evaluaciones técnico-económicas es altamente conveniente para utilizar como un criterio más en la cuantificación y asignación de recursos para la conservación. De esta manera, se propone ampliar el análisis realizado considerando el clima y materiales de las carpetas de rodadura existentes en la red vial nacional e incorporar en el análisis los modelos de seguridad, de emisiones y de balance de energía de HDM-4.

La presente Tesis realiza la mejora del Proceso de Compactación en el Proceso Constructivo de Pavimentos Urbanos Mediante el control del contenido de humedad en las bases granulares, estableciendo la Creación de un Abaco donde se ubicara información como la humedad faltante de la base granular inicial para determinar las pasadas de cisterna necesarias mediante un controlador de caudal para una correcta compactación de campo y optimización técnica de recursos en obras de Pavimentaciones Urbanas en la Ciudad de Huancayo. Se emplearan los datos que formaron parte en la concepción del Expediente técnico como el certificado de ensayo de Proctor el cual nos brindara datos como la máxima densidad y el óptimo contenido de humedad del suelo granular empleado como base, estos datos nos servirán como parámetro en toda nuestro proceso de experimentación, luego de aplicar las pasadas de cisterna que se estableció según criterio del Residente de Obra a la base granular se realizaran los ensayos de contenido de Humedad y Densidad de campo para verificar si se logra cumplir con las especificaciones técnicas de la obra, después se determinara un tramo de prueba, para lo cual se someterá al suelo granular de base al ensayo de Carburo de Calcio para calcular la humedad inicial que posee nuestra muestra en campo, después se realizara un ábaco con las especificaciones técnicas de la cisterna que dependerá de la humedad faltante vs un caudal hallado para un determinado espesor de capa y una velocidad constante, también se diseñara un prototipo controlador de caudales que servirá como complemente al ábaco calculado, después se hallara con la ayuda de nuestro ábaco y prototipo la humedad faltante que necesita nuestro suelo de base granular, en nuestro tramo de prueba y establecer cuántas pasadas debe realizar la cisterna para llegar al optimo contenido de humedad según nuestros datos patrones de Proctor. Así determinaremos un cuadro comparativo entre pasadas de cisterna en obra según el criterio del personal vs el cálculo de pasadas con nuestro ábaco de estudio para poder optimizar las horas máquinas de cisterna y mejorar la utilización de los recursos en obra. / Tesis

[pt] Os pavimentos nada mais são que um sistema de múltiplas camadas, solicitados por um pneumático. Nas últimas três décadas inúmeras pesquisas tem sido direcionadas para o estudo de pavimentos. Porém, estas são complicadas, pois os pavimentos são estruturas físicas com interações de um grande número de fatores complexos e interdependentes. Dentre esses,podemos citar os parâmetros geotécnicos dos materiais, as características geométricas das camadas, a forma e intensidade do carregamento e fatores naturais. Este estudo consiste na análise paramétrica de um sistema de múltiplas camadas,representado por um pavimento constituído de base, sub-base e subleito. São apresentados gráficos normalizados de tensões e deslocamentos, resultados de uma análise por elementos finitos, utilizando, para isso, o programa LUSAS. Com base nos resultados, são analisados aspectos com relação ao desempenho do sistema, tais como: geração de poro-pressão, zona de tração, solicitações drenadas e não- drenadas,variação da geometria do conjunto e variação das propriedades geotécnicas dos materiais. Este estudo também compara os resultados encontrados com outras proposições. É verificada uma forte dependência do comportamento de pavimentos com relação às suas características geométricas e propriedades geotécnicas. / [en] This work presents an experimental study of the behavior of rockfills, focusing on the changes caused by rock alteration on the physical and mechanical characteristics, such as, lithology, gradation, deformability and strength. The basalt rockfill used in the construction of Marimbondo dam has been considered, with about 25 years of in situ alteration, together with intact basalts samples from Rio Grande quarry, which is located about 500m downstream from the dam site. The experimental results were also compared with data from tests on granite rockfill samples from Serra da Mesa dam. A methodology is proposed for evaluating the alterability of rockfills, based on laboratory tests on intact and alterated samples. Procedures for fast rock alteration in the laboratory were also developed, attempting to simulate the naturally slow alteration which occurs in the field. The laboratory alteration made use of both continuous leaching and wetting-drying cycles on intact basalt samples. The leaching was imposed in a large scale soxhlet equipment developed in the geotechnical laboratory at PUC-Rio. For the characterization of the geomechanical behavior of the rockfill masses, large scale equipments have been used, such as an confined compression chamber, triaxial compression machine and direct shear box. The results indicate that the intrinsic characteristics play an important role on the rockfill behavior. Furthermore, basalt alteration occurring in the field or in the laboratory may cause a significant decrease on the rockfills stiffness and strength parameters, as well as na increase on the abrasion characteristics of rockfills particles. This study also indicates that leaching in large scale equipment is a proper way to simulate the basalts natural alteration in accelerated laboratory conditions, making possible the long time prevision of the behavior of rockfills. Considering a time period of 75 years of natural alteration in the field, this work presents a quantitative prediction of Marimbondos rockfill behavior in terms of particle breakage, abrasion resistance, compressibility modulus M, deformability modulus E, unconfined strength qu and strength envelope parameters.

Este trabalho tem por objetivo estudar todas as parcelas de custos que envolvem os pavimentos flexíveis e rígidos durante sua vida em serviço, abordando os custos de construção, de manutenção e reabilitação e os custos de operação dos veículos. Inicialmente, tem-se a análise dos métodos utilizados para o dimensionamento dos pavimentos flexíveis e rígidos, bem como dos custos associados a diferentes procedimentos construtivos utilizados no Brasil, visando o estabelecimento dos custos de construção. Os custos de manutenção e reabilitação são determinados a partir da identificação das principais formas de deterioração dos pavimentos. Os custos de operação dos veículos, que incidem diretamente sobre os usuários e dependem, principalmente, da condição da superfície de rolamento, são calculados com base em modelos de desempenho de programas de gerência de pavimentos utilizados por organismos rodoviários brasileiros. Para uma maior abrangência da análise comparativa de pavimentos flexíveis e rígidos foi elaborada uma programação fatorial de simulações. A comparação dos custos dos pavimentos flexíveis e rígidos é proveniente da análise dos custos totais obtidos para todas as combinações de fatores intervenientes (células da matriz fatorial). Os fatores utilizados são: tipo de subleito, materiais e espessuras das camadas (métodos de dimensionamento), solicitações e volume de tráfego e estratégia de manutenção e reabilitação dos pavimentos. / This research work aims to determine and compare the total cost for both, rigid and flexible pavements. Thus, it analyzes all components of costs related to flexible and rigid pavements during their service lives, i.e., construction cost, maintenance and rehabilitation cost and users cost. For the determination of the construction cost it is considered the most used pavement design methods, as well construction procedures used in Brazil. The maintenance and rehabilitation cost is calculated based on the identification of the main distress types for both flexible and rigid pavements that occur in Brazil. The users cost, function of the pavement surface condition, is calculated from performance models used by Brazilian highway agencies. For a broader comparison of rigid and flexible pavements it is performed a factorial analysis. The main factors to be considered are: subgrade type, pavement layer material and thickness, traffic load and volume, maintenance and rehabilitation strategy. The simulations for the determination of total cost will be done for each cell of the factorial matrix, i.e., for each combination of factors.

Este trabalho tem por objetivo estudar todas as parcelas de custos que envolvem os pavimentos flexíveis e rígidos durante sua vida em serviço, abordando os custos de construção, de manutenção e reabilitação e os custos de operação dos veículos. Inicialmente, tem-se a análise dos métodos utilizados para o dimensionamento dos pavimentos flexíveis e rígidos, bem como dos custos associados a diferentes procedimentos construtivos utilizados no Brasil, visando o estabelecimento dos custos de construção. Os custos de manutenção e reabilitação são determinados a partir da identificação das principais formas de deterioração dos pavimentos. Os custos de operação dos veículos, que incidem diretamente sobre os usuários e dependem, principalmente, da condição da superfície de rolamento, são calculados com base em modelos de desempenho de programas de gerência de pavimentos utilizados por organismos rodoviários brasileiros. Para uma maior abrangência da análise comparativa de pavimentos flexíveis e rígidos foi elaborada uma programação fatorial de simulações. A comparação dos custos dos pavimentos flexíveis e rígidos é proveniente da análise dos custos totais obtidos para todas as combinações de fatores intervenientes (células da matriz fatorial). Os fatores utilizados são: tipo de subleito, materiais e espessuras das camadas (métodos de dimensionamento), solicitações e volume de tráfego e estratégia de manutenção e reabilitação dos pavimentos. / This research work aims to determine and compare the total cost for both, rigid and flexible pavements. Thus, it analyzes all components of costs related to flexible and rigid pavements during their service lives, i.e., construction cost, maintenance and rehabilitation cost and users cost. For the determination of the construction cost it is considered the most used pavement design methods, as well construction procedures used in Brazil. The maintenance and rehabilitation cost is calculated based on the identification of the main distress types for both flexible and rigid pavements that occur in Brazil. The users cost, function of the pavement surface condition, is calculated from performance models used by Brazilian highway agencies. For a broader comparison of rigid and flexible pavements it is performed a factorial analysis. The main factors to be considered are: subgrade type, pavement layer material and thickness, traffic load and volume, maintenance and rehabilitation strategy. The simulations for the determination of total cost will be done for each cell of the factorial matrix, i.e., for each combination of factors.

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Doutor em Engenharia Civil, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação no LNEC da Doutora Engenheira Maria de Lurdes Antunes, e na FEUP do Professor Doutor Arnaldo de Sousa Melo