Orientador: Wagner dos Santos Oliveira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-09T04:13:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Machado_RonaldoZamiro_M.pdf: 3142137 bytes, checksum: c09c35641979a8788df1ed3a99eb5bdd (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O polímero SBS - Estireno-Butadieno-Estireno tem sido muito empregado para modificar o asfalto, tanto para pavimentação como para aplicações industrial. Nessa pesquisa foi abordado o estudo do asfalto modificado com polímeros SBS, apresentando comportamento melhor que asfalto convencional, mostrando-se como o polímero se comporta ao ser misturado com o asfalto e quais características são melhoradas. O asfalto modificado com polímero SBS tem uma vida útil muito superior ao asfalto convencional, ressaltando os pavimentos drenantes, que pelos seus vazios por onde escoam a água oferece maior segurança, durabilidade, conforto, menos custos com manutenção, tempo ganho com viagens mais rápidas, menos estresse, vidas poupadas, e com tudo isso, alertar as autoridades governamentais e concessionárias de rodovias que é necessário investirem mais com esses materiais de melhor qualidade, visto que na Europa e Estados Unidos já se apiicam muito o asfalto modificado com SBS. Porém foi verificado também que nem todos os trechos das rodovias podem ser usados os pavimentos drenantes e quais os pavimentos então que devem ser usados nesses trechos. Foi feito também um comparativo entre custos e benefícios de asfaltos modificados com polímero e asfaltos convencionais / Abstract: The polymer SBS - Styrene-Butadiene-Styrene has been very employed to modify the asphalt, for paving and for industrial applications. In that research the study of the asphalt was approached modified with polymer SBS, presenting better behavior than I asphalt conventional, being shown as the polymeric behaves when being mixed with the asphalt and which characteristics are gotten better. The asphalt modified with polymeric SBS it has an useful life very superior to the conventional asphalt, pointing out the drain pavements, that for your emptiness through where it drains the water it offers larger safety, durability, comfort, less costs with maintenance, time branch with trips faster, less stress, saved lives, and with all this to alert the government authorities and concessionary of highways that it is necessary to invest more with those materials of better quality, because in Europe and United States it is already applied a lot the asphalt modified with SBS. However it was also verified that nor all spaces of the highways can be used the drain pavements and which the pavements then that should be used in those spaces. It was also made a comparative one between costs and benefits of asphalts modified with polymeric and conventional asphalts / Mestrado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Rita Moura Fortes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo. / Made available in DSpace on 2018-08-20T02:21:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lopes_FlavianeMelo_M.pdf: 8802487 bytes, checksum: aac710475cf4e380e179dca7eeef82be (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: No Brasil é significativo o crescimento do uso do equipamento tipo Falling Weight Deflectometer - FWD para o levantamento deflectométrico e posterior caracterização estrutural de pavimentos existentes. Esta caracterização ainda é realizada somente através da medida de deflexão máxima. Contudo, o conhecimento isolado da deflexão máxima (D0) pode não ser suficientemente conclusivo para se diagnosticar a condição estrutural do pavimento. Sendo assim, o presente estudo tem como objetivo, por meio de estudo paramétrico, propor uma metodologia simplificada de avaliação da condição estrutural de pavimentos asfálticos com base granular utilizando as medições da bacia deflectométrica. A determinação de parâmetros de curvatura da bacia de deformação, obtidos através de um levantamento deflectométrico, serão utilizados para o desenvolvimento de correlações destes com as deformações críticas geradas na estrutura do pavimento quando solicitado. Através das correlações obtidas, propõem-se modelos simplificados para estimar a vida remanescente de um pavimento em função dos parâmetros deflectométricos. A metodologia proposta mostrou-se promissora. O aproveitamento das informações da bacia deflectométrica pode auxiliar na solução de restauração do pavimento, evitando defeitos precoces por falhas no diagnóstico / Abstract: In Brazil it is significant the increase in the use of an equipment type Falling Weight Deflectometer - FWD for deflection analysis and structural characterization of existing pavements. This characterization is still held only through a maximum deflection measure. However, the isolated association of maximum deflection (D0) may not be conclusive enough to diagnose the structural condition of the pavement. Thus, the current study aims, through parametric study, to propose a simplified structural assessment methodology of asphalt pavement condition with granular base using measurements of deflection basin. The determination of deflection basin parameters, obtained through deflection measurements, will be used for the development of these correlations with significant deformation of pavement structure generated when prompted. Through the correlations obtained simplified models will be proposed to estimate the remaining life of a pavement according to deflection parameters. The proposed methodology has proved to be promising. The use of the information on deflection basin can help out in troubleshooting pavement rehabilitation, avoiding premature failures in diagnosing faults / Mestrado / Transportes / Mestre em Engenharia Civil

A reciclagem de pavimentos com adição de cimento Portland é uma técnica que permite reutilizar estruturas degradadas de pavimentos flexíveis na conformação de uma nova camada estabilizada. Seu dimensionamento, no Brasil, tem sido abordado de forma empírica. Entretanto, os métodos racionais desenvolvidos para pavimentos semirrígidos estão baseados principalmente na previsão da vida de fadiga das camadas cimentadas, associada ao nível de deformação atuante na sua fibra inferior. Com o intuito de contribuir no desenvolvimento de um método de dimensionamento de pavimentos com camadas recicladas com adição de cimento, a pesquisa relatada nesta dissertação teve como objetivo principal o estudo laboratorial do comportamento a fadiga de misturas constituídas por fresado asfáltico (20%, 50% e 70%), brita graduada e cimento Portland (teores de 2% e 4%). O programa experimental foi baseado no protocolo para caraterização de materiais cimentados da Austroads (2008; 2012), para ensaios estáticos e de fadiga, além de recomendações para caracterização flexural da JCI (1984), procurando-se avaliar a sua aplicabilidade. Os ensaios de fadiga foram realizados em vigotas com dimensões 10 cm x 10 cm x 40 cm, curadas por pelo menos 28 dias. O modo dos ensaios foi o de tensão controlada como função da resistência à tração na flexão, previamente determinada. O sistema de carregamento é conhecido como fadiga a 4 pontos. Foram obtidos modelos de fadiga em função da tensão de tração atuante, da deformação inicial e da energia dissipada inicial. Os resultados dos ensaios estáticos indicam a predominante influência do teor cimento na resistência a tração na flexão das misturas (valores entre 0,21 MPa e 1,53 MPa), enquanto a porcentagem de fresado tem efeito significativo na deformação de ruptura, tornando as misturas mais dúcteis, e no Módulo de Elasticidade Flexural (que variou entre 1483 MPa e 12800 MPa). No caso dos ensaios de fadiga, os Módulos de Resiliência Flexural iniciais (valores entre 2913 MPa e 7725 MPa) mostraram-se mais dependentes do teor de cimento e independentes do nível de tensão. Nos modelos de fadiga obtidos, os valores dos exponentes de dano por deformação variaram entre 7 e 15, sendo próximos aos relatados pela Austroads para materiais cimentados. Esses modelos foram empregados na modelagem de estruturas de pavimento com camadas de base reciclada, de espessura de 18 cm a 40 cm, visando quantificar o efeito do teor de cimento e da porcentagem de fresado na vida de fadiga, bem como das espessuras da camada reciclada e da nova camada asfáltica sobrejacente. Observou-se que espessuras de camada reciclada inferiores a 30 cm terão curta vida de fadiga. Por outro lado, também ficou evidenciado que a vida de fadiga dessa camada depende significativamente da espessura da nova camada asfáltica sobrejacente, recomendando-se espessuras de no mínimo 10 cm. Finalmente, destaca-se que o volume de dados gerado durante os ensaios de fadiga, e seu processamento por meio de algoritmos desenvolvidos na pesquisa, permitiram abordar conceitos de energia dissipada, como aproximação à definição de critérios de micro e macrofissuração, o que mostrou a utilidade deste tipo de abordagem para futuras pesquisas. / Full-depth reclamation with Portland cement (FDR-C), is a technique allowing the reuse of flexible pavements damaged structures, in order to build a new stabilized layer. In Brazil, pavement design with FDR-C has been determined by empirical approaches. However, mechanistic approach developed for semi-rigid pavements mainly use fatigue relationships based on deformations occurring at the bottom of the cemented layer. In order to develop a pavement design method with FDR-C materials, this research work aimed to study, in laboratory, the fatigue behavior of FDR-C mixtures, for three cement grades (2 %, 4 % e 6 %) and three RAP (Reclaimed Asphalt Pavement) percentages (20 %, 50 % e 70 %).The experimental program was based on the protocol for the characterization of cemented materials of the Austroads (2008; 2012), for static and dynamic tests, and on the recommendations for flexural characterization of concrete reinforced with steel fibers, of the JCI (1984), evaluating the availability of these procedures. Fatigue tests were executed using beams (10 cm x 10 cm x 40 cm), static compacted and with a minimum curing time of 28 days. Stress controlled mode was used, based on flexural strength, previously determined. Loading system was a four-point bending test. Were developed fatigue strain, stress and dissipated energy relationships. Static tests results show that cement is the principal influence on the flexural strength of the mixtures (0.21 MPa up to 1.53 MPa), while the RAP have a major effect in the increasing of the tensile strains making it more ductile (flexural elastic modulus were 1483 MPa up to 12800 MPa). In the case of fatigue tests, flexural modulus were more dependent on the degree of cementation (2913 MPa up to 7725 MPa), and not on the applied stress level. About the fatigue models of FDR-C mixtures, strain damage exponents (7 up to 15) were similar to those reported by Austroads. Laboratory models based on strain were used in modeling of pavement structures, with a FDR-C base layer. Results showed benefits of thickness in FDR-C mixtures and asphalt layers (18 cm up to 40 cm), in order to evaluate the effect of the cement and RAP content on fatigue life, and FDR-C new asphalt thickness as well. This model highlights that FDR-C with a thickness inferior than 30 cm will have a shorter fatigue life. On the other side, was showed that the fatigue life of this layer mainly depends on new hot mix asphalt thickness layer (thickness recommended up to 10 cm). Finally, the volume of data generated during the fatigue tests and his processing through algorithms developed in research allowed using dissipated energy criteria as an approximation of the definition of micro and macro-cracking limits which indicate the utility of this methodology for future research. / El reciclaje de pavimentos con adición de cemento Portland es una técnica que permite la reutilización de estructuras degradadas de pavimentos flexibles para la conformación de una nueva capa estabilizada. Su diseño, en Brasil, ha sido abordado de forma empírica. Sin embargo, métodos racionales desarrollados para pavimentos semirrígidos están basados en la vida de fatiga de las capas cementadas, asociada al estado de deformaciones actuante en su base. Con el objetivo de contribuir al desarrollo de un método de dimensionamiento de pavimentos con capas recicladas con adición de cemento, la investigación relatada en esta disertación tuvo como objetivo principal el estudio laboratorial del comportamiento de fatiga de mezclas constituidas por fresado asfáltico (20%, 50% y 70%), base granular y cemento Portland (2%, 4 % y 6 %). El programa experimental fue basado en protocolos de caracterización de materiales cementados de la Austroads (2008, 2012), para ensayos estáticos y de fatiga, además de recomendaciones para caracterización flexural de concreto reforzado con fibras de acero de la JCI (1984), procurando evaluar su aplicabilidad. Los ensayos de fatiga fueron realizados en vigotas con dimensiones de 10 cm x 10 x cm x 40 cm, moldadas estáticamente y curadas por lo menos 28 días. El modo de carga fue de esfuerzo controlado en función de la resistencia de tracción en la flexión, previamente determinada. El sistema de carga es conocido como fatiga 4 puntos. Los resultados de los ensayos estáticos mostraron una influencia predominante del contenido de cemento respecto a la resistencia flexural de las mezclas (valores entre 0,21 MPa y 1,53 MPa), mientras que el material fresado tiene un efecto significativo en la deformación de tracción al tonar más dúctiles las mezclas, afectando módulo de elasticidad flexural (valores entre 1483 MPa y 12800 MPa). En el caso de los ensayos de fatiga, los Módulos de Resiliencia Flexural iniciales (valores entre2913 MPa y 7725 MPa) mostraron ser más dependientes del grado de cementación e independientes del nivel de esfuerzo aplicado. Los valores de los exponentes de daño por deformación en los modelos de fatiga, que variaron entre 7 y 15, fueron próximos a los relatados por la Austroads. Estos modelos fueron usados en la modelación de estructuras de pavimento con capas de base reciclada, de espesor entre 18 cm y 40 cm, buscando cuantificar el efecto del contenido de cemento y de fresado en la vida de fatiga. Se observó que espesores de la capa reciclada inferiores a 30 cm tendrán corta vida de fatiga. Por otro lado, fue evidenciado que la vida de fatiga de esta capa depende significativamente del espesor del nuevo revestimiento asfáltico, recomendándose espesores superiores a 10 cm. Finamente, se destaca que el volumen de datos generados durante los ensayos de fatiga y su procesamiento por medio de algoritmos desarrollados en la investigación permitieron abordar conceptos de energía disipada, como aproximación a la definición de criterios de micro y macro fractura que mostraron la utilidad de este tipo de metodologías para estudios futuros.

A reciclagem de pavimentos com adição de cimento Portland é uma técnica que permite reutilizar estruturas degradadas de pavimentos flexíveis na conformação de uma nova camada estabilizada. Seu dimensionamento, no Brasil, tem sido abordado de forma empírica. Entretanto, os métodos racionais desenvolvidos para pavimentos semirrígidos estão baseados principalmente na previsão da vida de fadiga das camadas cimentadas, associada ao nível de deformação atuante na sua fibra inferior. Com o intuito de contribuir no desenvolvimento de um método de dimensionamento de pavimentos com camadas recicladas com adição de cimento, a pesquisa relatada nesta dissertação teve como objetivo principal o estudo laboratorial do comportamento a fadiga de misturas constituídas por fresado asfáltico (20%, 50% e 70%), brita graduada e cimento Portland (teores de 2% e 4%). O programa experimental foi baseado no protocolo para caraterização de materiais cimentados da Austroads (2008; 2012), para ensaios estáticos e de fadiga, além de recomendações para caracterização flexural da JCI (1984), procurando-se avaliar a sua aplicabilidade. Os ensaios de fadiga foram realizados em vigotas com dimensões 10 cm x 10 cm x 40 cm, curadas por pelo menos 28 dias. O modo dos ensaios foi o de tensão controlada como função da resistência à tração na flexão, previamente determinada. O sistema de carregamento é conhecido como fadiga a 4 pontos. Foram obtidos modelos de fadiga em função da tensão de tração atuante, da deformação inicial e da energia dissipada inicial. Os resultados dos ensaios estáticos indicam a predominante influência do teor cimento na resistência a tração na flexão das misturas (valores entre 0,21 MPa e 1,53 MPa), enquanto a porcentagem de fresado tem efeito significativo na deformação de ruptura, tornando as misturas mais dúcteis, e no Módulo de Elasticidade Flexural (que variou entre 1483 MPa e 12800 MPa). No caso dos ensaios de fadiga, os Módulos de Resiliência Flexural iniciais (valores entre 2913 MPa e 7725 MPa) mostraram-se mais dependentes do teor de cimento e independentes do nível de tensão. Nos modelos de fadiga obtidos, os valores dos exponentes de dano por deformação variaram entre 7 e 15, sendo próximos aos relatados pela Austroads para materiais cimentados. Esses modelos foram empregados na modelagem de estruturas de pavimento com camadas de base reciclada, de espessura de 18 cm a 40 cm, visando quantificar o efeito do teor de cimento e da porcentagem de fresado na vida de fadiga, bem como das espessuras da camada reciclada e da nova camada asfáltica sobrejacente. Observou-se que espessuras de camada reciclada inferiores a 30 cm terão curta vida de fadiga. Por outro lado, também ficou evidenciado que a vida de fadiga dessa camada depende significativamente da espessura da nova camada asfáltica sobrejacente, recomendando-se espessuras de no mínimo 10 cm. Finalmente, destaca-se que o volume de dados gerado durante os ensaios de fadiga, e seu processamento por meio de algoritmos desenvolvidos na pesquisa, permitiram abordar conceitos de energia dissipada, como aproximação à definição de critérios de micro e macrofissuração, o que mostrou a utilidade deste tipo de abordagem para futuras pesquisas. / Full-depth reclamation with Portland cement (FDR-C), is a technique allowing the reuse of flexible pavements damaged structures, in order to build a new stabilized layer. In Brazil, pavement design with FDR-C has been determined by empirical approaches. However, mechanistic approach developed for semi-rigid pavements mainly use fatigue relationships based on deformations occurring at the bottom of the cemented layer. In order to develop a pavement design method with FDR-C materials, this research work aimed to study, in laboratory, the fatigue behavior of FDR-C mixtures, for three cement grades (2 %, 4 % e 6 %) and three RAP (Reclaimed Asphalt Pavement) percentages (20 %, 50 % e 70 %).The experimental program was based on the protocol for the characterization of cemented materials of the Austroads (2008; 2012), for static and dynamic tests, and on the recommendations for flexural characterization of concrete reinforced with steel fibers, of the JCI (1984), evaluating the availability of these procedures. Fatigue tests were executed using beams (10 cm x 10 cm x 40 cm), static compacted and with a minimum curing time of 28 days. Stress controlled mode was used, based on flexural strength, previously determined. Loading system was a four-point bending test. Were developed fatigue strain, stress and dissipated energy relationships. Static tests results show that cement is the principal influence on the flexural strength of the mixtures (0.21 MPa up to 1.53 MPa), while the RAP have a major effect in the increasing of the tensile strains making it more ductile (flexural elastic modulus were 1483 MPa up to 12800 MPa). In the case of fatigue tests, flexural modulus were more dependent on the degree of cementation (2913 MPa up to 7725 MPa), and not on the applied stress level. About the fatigue models of FDR-C mixtures, strain damage exponents (7 up to 15) were similar to those reported by Austroads. Laboratory models based on strain were used in modeling of pavement structures, with a FDR-C base layer. Results showed benefits of thickness in FDR-C mixtures and asphalt layers (18 cm up to 40 cm), in order to evaluate the effect of the cement and RAP content on fatigue life, and FDR-C new asphalt thickness as well. This model highlights that FDR-C with a thickness inferior than 30 cm will have a shorter fatigue life. On the other side, was showed that the fatigue life of this layer mainly depends on new hot mix asphalt thickness layer (thickness recommended up to 10 cm). Finally, the volume of data generated during the fatigue tests and his processing through algorithms developed in research allowed using dissipated energy criteria as an approximation of the definition of micro and macro-cracking limits which indicate the utility of this methodology for future research. / El reciclaje de pavimentos con adición de cemento Portland es una técnica que permite la reutilización de estructuras degradadas de pavimentos flexibles para la conformación de una nueva capa estabilizada. Su diseño, en Brasil, ha sido abordado de forma empírica. Sin embargo, métodos racionales desarrollados para pavimentos semirrígidos están basados en la vida de fatiga de las capas cementadas, asociada al estado de deformaciones actuante en su base. Con el objetivo de contribuir al desarrollo de un método de dimensionamiento de pavimentos con capas recicladas con adición de cemento, la investigación relatada en esta disertación tuvo como objetivo principal el estudio laboratorial del comportamiento de fatiga de mezclas constituidas por fresado asfáltico (20%, 50% y 70%), base granular y cemento Portland (2%, 4 % y 6 %). El programa experimental fue basado en protocolos de caracterización de materiales cementados de la Austroads (2008, 2012), para ensayos estáticos y de fatiga, además de recomendaciones para caracterización flexural de concreto reforzado con fibras de acero de la JCI (1984), procurando evaluar su aplicabilidad. Los ensayos de fatiga fueron realizados en vigotas con dimensiones de 10 cm x 10 x cm x 40 cm, moldadas estáticamente y curadas por lo menos 28 días. El modo de carga fue de esfuerzo controlado en función de la resistencia de tracción en la flexión, previamente determinada. El sistema de carga es conocido como fatiga 4 puntos. Los resultados de los ensayos estáticos mostraron una influencia predominante del contenido de cemento respecto a la resistencia flexural de las mezclas (valores entre 0,21 MPa y 1,53 MPa), mientras que el material fresado tiene un efecto significativo en la deformación de tracción al tonar más dúctiles las mezclas, afectando módulo de elasticidad flexural (valores entre 1483 MPa y 12800 MPa). En el caso de los ensayos de fatiga, los Módulos de Resiliencia Flexural iniciales (valores entre2913 MPa y 7725 MPa) mostraron ser más dependientes del grado de cementación e independientes del nivel de esfuerzo aplicado. Los valores de los exponentes de daño por deformación en los modelos de fatiga, que variaron entre 7 y 15, fueron próximos a los relatados por la Austroads. Estos modelos fueron usados en la modelación de estructuras de pavimento con capas de base reciclada, de espesor entre 18 cm y 40 cm, buscando cuantificar el efecto del contenido de cemento y de fresado en la vida de fatiga. Se observó que espesores de la capa reciclada inferiores a 30 cm tendrán corta vida de fatiga. Por otro lado, fue evidenciado que la vida de fatiga de esta capa depende significativamente del espesor del nuevo revestimiento asfáltico, recomendándose espesores superiores a 10 cm. Finamente, se destaca que el volumen de datos generados durante los ensayos de fatiga y su procesamiento por medio de algoritmos desarrollados en la investigación permitieron abordar conceptos de energía disipada, como aproximación a la definición de criterios de micro y macro fractura que mostraron la utilidad de este tipo de metodologías para estudios futuros.

A reciclagem de pavimentos com adição de cimento Portland é uma técnica que permite reutilizar estruturas degradadas de pavimentos flexíveis na conformação de uma nova camada estabilizada. Seu dimensionamento, no Brasil, tem sido abordado de forma empírica. Entretanto, os métodos racionais desenvolvidos para pavimentos semirrígidos estão baseados principalmente na previsão da vida de fadiga das camadas cimentadas, associada ao nível de deformação atuante na sua fibra inferior. Com o intuito de contribuir no desenvolvimento de um método de dimensionamento de pavimentos com camadas recicladas com adição de cimento, a pesquisa relatada nesta dissertação teve como objetivo principal o estudo laboratorial do comportamento a fadiga de misturas constituídas por fresado asfáltico (20%, 50% e 70%), brita graduada e cimento Portland (teores de 2% e 4%). O programa experimental foi baseado no protocolo para caraterização de materiais cimentados da Austroads (2008; 2012), para ensaios estáticos e de fadiga, além de recomendações para caracterização flexural da JCI (1984), procurando-se avaliar a sua aplicabilidade. Os ensaios de fadiga foram realizados em vigotas com dimensões 10 cm x 10 cm x 40 cm, curadas por pelo menos 28 dias. O modo dos ensaios foi o de tensão controlada como função da resistência à tração na flexão, previamente determinada. O sistema de carregamento é conhecido como fadiga a 4 pontos. Foram obtidos modelos de fadiga em função da tensão de tração atuante, da deformação inicial e da energia dissipada inicial. Os resultados dos ensaios estáticos indicam a predominante influência do teor cimento na resistência a tração na flexão das misturas (valores entre 0,21 MPa e 1,53 MPa), enquanto a porcentagem de fresado tem efeito significativo na deformação de ruptura, tornando as misturas mais dúcteis, e no Módulo de Elasticidade Flexural (que variou entre 1483 MPa e 12800 MPa). No caso dos ensaios de fadiga, os Módulos de Resiliência Flexural iniciais (valores entre 2913 MPa e 7725 MPa) mostraram-se mais dependentes do teor de cimento e independentes do nível de tensão. Nos modelos de fadiga obtidos, os valores dos exponentes de dano por deformação variaram entre 7 e 15, sendo próximos aos relatados pela Austroads para materiais cimentados. Esses modelos foram empregados na modelagem de estruturas de pavimento com camadas de base reciclada, de espessura de 18 cm a 40 cm, visando quantificar o efeito do teor de cimento e da porcentagem de fresado na vida de fadiga, bem como das espessuras da camada reciclada e da nova camada asfáltica sobrejacente. Observou-se que espessuras de camada reciclada inferiores a 30 cm terão curta vida de fadiga. Por outro lado, também ficou evidenciado que a vida de fadiga dessa camada depende significativamente da espessura da nova camada asfáltica sobrejacente, recomendando-se espessuras de no mínimo 10 cm. Finalmente, destaca-se que o volume de dados gerado durante os ensaios de fadiga, e seu processamento por meio de algoritmos desenvolvidos na pesquisa, permitiram abordar conceitos de energia dissipada, como aproximação à definição de critérios de micro e macrofissuração, o que mostrou a utilidade deste tipo de abordagem para futuras pesquisas. / Full-depth reclamation with Portland cement (FDR-C), is a technique allowing the reuse of flexible pavements damaged structures, in order to build a new stabilized layer. In Brazil, pavement design with FDR-C has been determined by empirical approaches. However, mechanistic approach developed for semi-rigid pavements mainly use fatigue relationships based on deformations occurring at the bottom of the cemented layer. In order to develop a pavement design method with FDR-C materials, this research work aimed to study, in laboratory, the fatigue behavior of FDR-C mixtures, for three cement grades (2 %, 4 % e 6 %) and three RAP (Reclaimed Asphalt Pavement) percentages (20 %, 50 % e 70 %).The experimental program was based on the protocol for the characterization of cemented materials of the Austroads (2008; 2012), for static and dynamic tests, and on the recommendations for flexural characterization of concrete reinforced with steel fibers, of the JCI (1984), evaluating the availability of these procedures. Fatigue tests were executed using beams (10 cm x 10 cm x 40 cm), static compacted and with a minimum curing time of 28 days. Stress controlled mode was used, based on flexural strength, previously determined. Loading system was a four-point bending test. Were developed fatigue strain, stress and dissipated energy relationships. Static tests results show that cement is the principal influence on the flexural strength of the mixtures (0.21 MPa up to 1.53 MPa), while the RAP have a major effect in the increasing of the tensile strains making it more ductile (flexural elastic modulus were 1483 MPa up to 12800 MPa). In the case of fatigue tests, flexural modulus were more dependent on the degree of cementation (2913 MPa up to 7725 MPa), and not on the applied stress level. About the fatigue models of FDR-C mixtures, strain damage exponents (7 up to 15) were similar to those reported by Austroads. Laboratory models based on strain were used in modeling of pavement structures, with a FDR-C base layer. Results showed benefits of thickness in FDR-C mixtures and asphalt layers (18 cm up to 40 cm), in order to evaluate the effect of the cement and RAP content on fatigue life, and FDR-C new asphalt thickness as well. This model highlights that FDR-C with a thickness inferior than 30 cm will have a shorter fatigue life. On the other side, was showed that the fatigue life of this layer mainly depends on new hot mix asphalt thickness layer (thickness recommended up to 10 cm). Finally, the volume of data generated during the fatigue tests and his processing through algorithms developed in research allowed using dissipated energy criteria as an approximation of the definition of micro and macro-cracking limits which indicate the utility of this methodology for future research. / El reciclaje de pavimentos con adición de cemento Portland es una técnica que permite la reutilización de estructuras degradadas de pavimentos flexibles para la conformación de una nueva capa estabilizada. Su diseño, en Brasil, ha sido abordado de forma empírica. Sin embargo, métodos racionales desarrollados para pavimentos semirrígidos están basados en la vida de fatiga de las capas cementadas, asociada al estado de deformaciones actuante en su base. Con el objetivo de contribuir al desarrollo de un método de dimensionamiento de pavimentos con capas recicladas con adición de cemento, la investigación relatada en esta disertación tuvo como objetivo principal el estudio laboratorial del comportamiento de fatiga de mezclas constituidas por fresado asfáltico (20%, 50% y 70%), base granular y cemento Portland (2%, 4 % y 6 %). El programa experimental fue basado en protocolos de caracterización de materiales cementados de la Austroads (2008, 2012), para ensayos estáticos y de fatiga, además de recomendaciones para caracterización flexural de concreto reforzado con fibras de acero de la JCI (1984), procurando evaluar su aplicabilidad. Los ensayos de fatiga fueron realizados en vigotas con dimensiones de 10 cm x 10 x cm x 40 cm, moldadas estáticamente y curadas por lo menos 28 días. El modo de carga fue de esfuerzo controlado en función de la resistencia de tracción en la flexión, previamente determinada. El sistema de carga es conocido como fatiga 4 puntos. Los resultados de los ensayos estáticos mostraron una influencia predominante del contenido de cemento respecto a la resistencia flexural de las mezclas (valores entre 0,21 MPa y 1,53 MPa), mientras que el material fresado tiene un efecto significativo en la deformación de tracción al tonar más dúctiles las mezclas, afectando módulo de elasticidad flexural (valores entre 1483 MPa y 12800 MPa). En el caso de los ensayos de fatiga, los Módulos de Resiliencia Flexural iniciales (valores entre2913 MPa y 7725 MPa) mostraron ser más dependientes del grado de cementación e independientes del nivel de esfuerzo aplicado. Los valores de los exponentes de daño por deformación en los modelos de fatiga, que variaron entre 7 y 15, fueron próximos a los relatados por la Austroads. Estos modelos fueron usados en la modelación de estructuras de pavimento con capas de base reciclada, de espesor entre 18 cm y 40 cm, buscando cuantificar el efecto del contenido de cemento y de fresado en la vida de fatiga. Se observó que espesores de la capa reciclada inferiores a 30 cm tendrán corta vida de fatiga. Por otro lado, fue evidenciado que la vida de fatiga de esta capa depende significativamente del espesor del nuevo revestimiento asfáltico, recomendándose espesores superiores a 10 cm. Finamente, se destaca que el volumen de datos generados durante los ensayos de fatiga y su procesamiento por medio de algoritmos desarrollados en la investigación permitieron abordar conceptos de energía disipada, como aproximación a la definición de criterios de micro y macro fractura que mostraron la utilidad de este tipo de metodologías para estudios futuros.

A presente pesquisa objetiva contribuir para a implantação de Sistemas de Gerência de Pavimentos Aeroportuários (SGPA), tendo por base um estudo de caso desenvolvido no Aeroporto Estadual de Araraquara-SP Bartolomeu de Gusmão. Foi criado um banco de dados informatizado, através do FAA PAVEAIR, programa computacional de gerência de pavimentos aeroportuários disponibilizado pelo FAA (Federal Aviation Administration), que permitiu o armazenamento de toda informação inerente aos pavimentos do complexo aeroportuário e a determinação, com base no método PCI (Pavement Condition Index), da condição atual da pista de pousos e decolagens, da pista de rolagem e do pátio de aeronaves. Os resultados mostraram que o aeroporto de Araraquara apresenta condição regular de operação, indicada por um PCI médio de 67, e que os principais defeitos encontrados foram desagregação das partículas da mistura asfáltica, trincas transversais e, principalmente, trincas longitudinais. Por conseguinte, foram planejadas intervenções de manutenção e reabilitação, de modo a evitar situações que levassem ao comprometimento geral da condição dos pavimentos e, por consequência, a um aumento significativo dos custos de conservação. A melhor estratégia, se aplicada ao longo dos vinte anos de período de projeto, resultaria em um valor de PCI médio igual a 77, correspondente a boas condições de operação. Dessa forma, o estudo de caso desenvolvido contribuiu, com um exemplo completo, para a implantação de um SGPA em nível de rede e, mais ainda, para o desenvolvimento de um SGPA integral para a rede de aeroportos de administrações aeroportuárias de pequeno, médio e grande portes no Brasil, o que deve ser precedido pela elaboração de legislação específica que exija a aplicação efetiva de técnicas de manutenção que prolonguem a vida útil dos pavimentos, especialmente devido ao aumento da demanda por transporte aéreo e à necessidade de modernas e potentes aeronaves, que requerem, cada vez mais, melhores condições funcionais e estruturais das pistas de pousos e decolagens e dos pátios de aeronaves dos aeroportos. / This research aims to contribute to the implementation of Airport Pavements Management Systems (SGPA), based on a case study developed at the Araraquara State Airport Bartolomeu de Gusmao, in the State of Sao Paulo, Brazil. A computerized database was created, using the FAA PAVEAIR, an airport pavement management computer program provided by the FAA (Federal Aviation Administration), which allowed the storage all information inherent to the airport complex facilities and determining, based on the method of PCI (Pavement Condition Index), the current condition of the runway, taxiway and apron. The results showed that the airport presents regular operating condition, indicated by an average PCI of 67, and that the main defects found were raveling, transverse cracks and mainly longitudinal cracks. Therefore, maintenance and rehabilitation operations are planned so as to avoid situations that could lead to impairment of the general condition of the pavement and, consequently, a significant increase of maintenance costs. The best strategy, if applied over the twenty-year project period, would result in average PCI value of 77, corresponding to good operating condition. Thus, the case study developed contributed with a complete example, for the implementation of a SGPA network-level and even more so for the development of a comprehensive SGPA to the airport network of administrations of small, medium and large airports in Brazil, which should be preceded by the enactment of specific legislation that requires the effective application of maintenance techniques that prolong the life of pavements, especially due to increased demand for air transport and the need for modern and powerful aircraft, requiring increasingly, better functional and structural conditions of runways and aprons.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:28:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1698447 bytes, checksum: 33bc2ee8eb9cdc0043c10b9a19d26c8e (MD5) Previous issue date: 2011-02-04 / The purpose of this work was to analyze the resilient behavior of the typical soils from Viçosa-MG, employed in the subgrade and the reinforcement pavement in a hypothetical flexible pavement. The following tests were performed to characterize the resilient response of soils: Geotechnical characterization, soil compaction (the compactive efforts used for this study were the standard Proctor and intermediate Proctor), California Bearing Ratio tests, triaxial conventional tests (unconsolidatedundrained or UU test), repeated-loading triaxial tests for determining the resilient modulus of soils (according to with the requirements of AASHTO T 307-99 and DNER-ME 131/94 specifications). Through the test results achieved in the test laboratory equations were developed for predicting the resilient modulus of soils used to obtain the pavement structural response model using the Everstress software. The main studies in this research were: (i) Analysis and interpretation of results of laboratory tests, above all resilient modulus obtained by methods outlined above; (ii) Study of the results of stress and displacement in the floor structure based on predictive models of resilient modulus expressed in terms of the first invariant of stress and stress deviation. / Este trabalho teve por objetivo analisar o comportamento resiliente de três solos típicos da região de Viçosa-MG, quando supostamente empregados no subleito e na camada de reforço de um pavimento flexível hipotético. Para cumprir esta finalidade, foram realizados os seguintes ensaios: caracterização geotécnica, compactação, empregando-se as energias do Proctor normal e intermediário, índice de suporte Califórnia, triaxial convencional do tipo não consolidado e não drenado (triaxial UU) e triaxial de cargas repetidas (este último para a determinação do módulo de resiliência dos solos), empregando-se as normas AASHTO T 307-99 e DNER-ME 131/94. Através dos resultados dos ensaios alcançados no laboratório, obtiveram-se várias equações para previsão do módulo de resiliência dos solos em questão e algumas delas foram utilizadas no programa Everstress para estudo da resposta estrutural do pavimento. Os principais estudos desta pesquisa foram: (i) análise e interpretação dos resultados dos ensaios de laboratório, especificamente os de módulo de resiliência obtidos pelo emprego das metodologias anteriormente citadas em duas energias de compactação; (ii) apreciação dos resultados de tensão e deslocamento na estrutura do pavimento quando da utilização dos modelos de previsão de módulo de resiliência expressos em função do primeiro invariante de tensão e da tensão desvio.

A presente pesquisa objetiva contribuir para a implantação de Sistemas de Gerência de Pavimentos Aeroportuários (SGPA), tendo por base um estudo de caso desenvolvido no Aeroporto Estadual de Araraquara-SP Bartolomeu de Gusmão. Foi criado um banco de dados informatizado, através do FAA PAVEAIR, programa computacional de gerência de pavimentos aeroportuários disponibilizado pelo FAA (Federal Aviation Administration), que permitiu o armazenamento de toda informação inerente aos pavimentos do complexo aeroportuário e a determinação, com base no método PCI (Pavement Condition Index), da condição atual da pista de pousos e decolagens, da pista de rolagem e do pátio de aeronaves. Os resultados mostraram que o aeroporto de Araraquara apresenta condição regular de operação, indicada por um PCI médio de 67, e que os principais defeitos encontrados foram desagregação das partículas da mistura asfáltica, trincas transversais e, principalmente, trincas longitudinais. Por conseguinte, foram planejadas intervenções de manutenção e reabilitação, de modo a evitar situações que levassem ao comprometimento geral da condição dos pavimentos e, por consequência, a um aumento significativo dos custos de conservação. A melhor estratégia, se aplicada ao longo dos vinte anos de período de projeto, resultaria em um valor de PCI médio igual a 77, correspondente a boas condições de operação. Dessa forma, o estudo de caso desenvolvido contribuiu, com um exemplo completo, para a implantação de um SGPA em nível de rede e, mais ainda, para o desenvolvimento de um SGPA integral para a rede de aeroportos de administrações aeroportuárias de pequeno, médio e grande portes no Brasil, o que deve ser precedido pela elaboração de legislação específica que exija a aplicação efetiva de técnicas de manutenção que prolonguem a vida útil dos pavimentos, especialmente devido ao aumento da demanda por transporte aéreo e à necessidade de modernas e potentes aeronaves, que requerem, cada vez mais, melhores condições funcionais e estruturais das pistas de pousos e decolagens e dos pátios de aeronaves dos aeroportos. / This research aims to contribute to the implementation of Airport Pavements Management Systems (SGPA), based on a case study developed at the Araraquara State Airport Bartolomeu de Gusmao, in the State of Sao Paulo, Brazil. A computerized database was created, using the FAA PAVEAIR, an airport pavement management computer program provided by the FAA (Federal Aviation Administration), which allowed the storage all information inherent to the airport complex facilities and determining, based on the method of PCI (Pavement Condition Index), the current condition of the runway, taxiway and apron. The results showed that the airport presents regular operating condition, indicated by an average PCI of 67, and that the main defects found were raveling, transverse cracks and mainly longitudinal cracks. Therefore, maintenance and rehabilitation operations are planned so as to avoid situations that could lead to impairment of the general condition of the pavement and, consequently, a significant increase of maintenance costs. The best strategy, if applied over the twenty-year project period, would result in average PCI value of 77, corresponding to good operating condition. Thus, the case study developed contributed with a complete example, for the implementation of a SGPA network-level and even more so for the development of a comprehensive SGPA to the airport network of administrations of small, medium and large airports in Brazil, which should be preceded by the enactment of specific legislation that requires the effective application of maintenance techniques that prolong the life of pavements, especially due to increased demand for air transport and the need for modern and powerful aircraft, requiring increasingly, better functional and structural conditions of runways and aprons.

La presente tesis tiene como objetivo el análisis y diseño de pavimentos de la avenida Mártir Olaya, ubicada en el distrito de Lurín, Lima. Este proyecto se ha desarrollado para solucionar los problemas de esta avenida, los cuales radican en el deterioro de la carpeta de rodadura generada principalmente por un alto tránsito pesado y la carencia de una señalización vial que no permite el flujo libre de vehículos y que, al mismo tiempo, no brinda seguridad a los conductores y transeúntes. Este proyecto será desarrollado empleando la metodología de diseño utilizada en el Perú así como los manuales del Ministerio de Transportes y Comunicaciones de presente país. Se llega a una propuesta final dando la solución más pertinente en cuanto a los problemas y a la situación actual encontrada en la avenida Mártir Olaya.

El tema de la presente tesis se centra en brindar el marco teórico de la gestión de pavimentos para identificar el estado actual de la gestión llevada a cabo en el Perú, a través de las distintas herramientas de gestión. La hipótesis de la que se partió sostiene que la gestión de pavimentos en el país no considera de manera eficiente un seguimiento real y continuo en la red vial, lo que podría estar ocasionando la falta de estrategias adecuadas de mantenimiento y el aumento de los costos operacionales de nuestras vías. Para sustentar esta hipótesis se dividió el trabajo en siete capítulos. En el primero se explican las generalidades relacionadas con el tema escogido; en el segundo se brindan los conceptos en los que se encuentra inmerso el tema a desarrollar y se relata y contrasta la realidad peruana de los caminos y los estatutos de nuestra gestión; en el tercero se presentan los parámetros necesarios para la comprensión de lo que significa predecir la condición del pavimento, a la vez se brinda información acerca del software Highway Design and Management (HDM-4) utilizado como parte de la tesis; en el cuarto se explica el proceso de obtención y ordenamiento de los parámetros utilizados para el desarrollo de los modelos en el software ya mencionado así como el resultado del análisis ejecutado; en el quinto se explica acerca de los costos asociados al mantenimiento de los pavimentos y específicamente de los pavimentos que nos sirvieron en la modelación; en el sexto se explica en qué consisten las actividades de mantenimiento propuestas y en el séptimo se brindan propuestas de mejora basadas en los análisis desarrollados en los capítulos anteriores. Al finalizar el trabajo se llega a definir los puntos que quedan por implementar en la gestión del mantenimiento de pavimentos en el Perú, específicamente en las actividades de auscultación superficial, a través de un análisis crítico comparativo entre la gestión de pavimentos en el Perú y otros países. También se corroboró que la falta de un sistema formal de recolección, ordenamiento y almacenamiento de los datos históricos de los pavimentos no permite la implantación de políticas certeras de mantenimiento que rijan nuestra gestión. Se ha constatado también que la puesta en obra de pavimentos con bajo rendimiento, unido a los problemas explicados anteriormente, traen como consecuencia la existencia de una red vial en malas condiciones de operación y con mayores costos asociados.