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El presente estudio se enfocará en el concreto aplicado a losas industriales, las cuales han venido ganando popularidad por su gran desempeño ante solicitaciones cada vez más críticas. El objetivo general es comparar analíticamente las propiedades mecánicas (flexión, compresión, tenacidad) del concreto sin refuerzo respecto al concreto reforzado con fibras de acero Wirand® FF3 y la fibra de acero Wirand ® FF4 (80/60). Si bien es cierto, existen estudios y ensayos realizados en otros países años atrás, se busca analizar los resultados con componentes locales, tales como materiales de construcción y parámetros ingenieriles utilizados en la práctica nacional. Así mismo, se busca obtener una base de datos para la empresa Maccaferri, teniendo las condiciones de trabajo más cerca a la realidad peruana, logrando la expansión del producto en el mercado nacional.

Segundo a Agência Nacional de Transportes Terrestres (ANTT) em seu Anuário Estatístico dos Transportes Terrestres AETT (2008), o Brasil em todo o seu território possui 211.678 quilômetros de rodovias pavimentadas. O valor de serventia do pavimento diminui com o passar do tempo por dois fatores principais: o tráfego e as intempéries (BERNUCCI et al., 2008). Monitorar a condição de uso de toda a extensão das rodovias brasileiras é tarefa dispendiosa e demorada. A investigação de novas técnicas que permitam o levantamento da condição dos pavimentos de forma ágil e automática é parte da pesquisa deste trabalho. Nos últimos anos, um número crescente de imagens de alta resolução espacial tem surgido no mercado mundial com o aparecimento dos novos satélites e sensores aeroembarcados de sensoriamento remoto. Da mesma forma, imagens multiespectrais e até mesmo hiperespectrais estão sendo disponibilizadas comercialmente e para pesquisa científica. Neste trabalho são utilizadas imagens hiperespectrais de sensor digital aeroembarcado. Uma metodologia para identificação automática dos pavimentos asfaltados e classificação das principais ocorrências dos defeitos do asfalto foi desenvolvida. A primeira etapa da metodologia é a identificação do asfalto na imagem, utilizando uma classificação híbrida baseada inicialmente em pixel e depois refinada por objetos foi possível a extração da informação de asfalto das imagens disponíveis. A segunda etapa da metodologia é a identificação e classificação das ocorrências dos principais defeitos nos pavimentos flexíveis que são observáveis nas imagens de alta resolução espacial. Esta etapa faz uso intensivo das novas técnicas de classificação de imagens baseadas em objetos. O resultado final é a geração de índices da condição do pavimento, a partir das imagens, que possam ser comparados com os indicadores da qualidade da superfície do pavimento já normatizados pelos órgãos competentes no país. / According to Statistical Survey of Land Transportation AETT (2008) of National Agency of Land Transportation (ANTT), Brazil has in its territory 211,678 kilometers of paved roads. The pavement Present Serviceability Ratio (PSR) value decreases over time by two main factors: traffic and weather (BERNUCCI et al., 2008). Monitor the condition of use of all Brazilian roads is expensive and time consuming task. The investigation of new techniques that allow a quick and automatic survey of pavement condition is part of this research. In recent years, an increasing number of images with high spatial resolution has emerged on the world market with the advent of new remote sensing satellites and airborne sensors. Similarly, multispectral and even hyperspectral imagery are become available commercially and for scientific research nowadays. Hyperspectral images from digital airborne sensor have been used in this work. A new methodology for automatic identification of asphalted pavement and also for classification of the main defects of the asphalt has been developed. The first step of the methodology is the identification of the asphalt in the image, using hybrid classification based on pixel initially and after improved by objects. Using this approach was feasible to extract asphalt information from the available images. The second step of the methodology is the identification and classification of the main defects of flexible pavement surface that are observable in high spatial resolution imagery. This step makes intensive use of new techniques for classification of images based on objects. The goal, is the generation of pavement surface condition index from the images that can be compared with quality index of pavement surface that are already regulated by the regulatory agency in the country.

As estruturas de concreto pré-moldado tendem a ser mais moduladas e mais padronizados do que as estruturas de concreto moldadas no local, logo as técnicas de otimização podem produzir mais benefícios econômicos devido à produção em escala. Entre as técnicas de otimização utilizadas em engenharia estrutural, os algoritmos genéticos têm sido reconhecidos como uma forte tendência devido à sua facilidade de implementação e os excelentes resultados obtidos. Este trabalho trata da otimização integrada de pavimentos de edifícios com estruturas de concreto pré-moldado utilizando algoritmos genéticos e minimizando os custos. O principal objetivo é apresentar uma formulação para a otimização do pavimento, baseado em restrições arquitetônicas; restrições estruturais e restrições construtivas. A função-objetivo contemplou não só o consumo de materiais, mas também os aspectos relativos à fabricação, transporte e montagem. Atesta-se a consistência da representação do problema pelo modelo em função dos resultados que foram muito coerentes com a prática dos projetos. Os vários exemplos apresentados mostraram a robustez e a aplicabilidade do modelo e evidenciou-se a possibilidade de sua utilização em um sistema de apoio à tomada de decisão, que sirva como ferramenta de auxílio aos projetistas na concepção estrutural. Foi implementada a rotina dos transgênicos, que melhorou a convergência, e, a dos gêmeos, que aumentou a variabilidade da população. / The precast concrete structures are more modular and standardized than the cast in place concrete structures, therefore optimization techniques can improve economics gain because of series production. Among the optimization techniques in structural engineering design, genetic algorithms have been recognized as a trend. This work aims the floor precast concrete building optimization using GA\'s and minimizing the cost. The main goal of the work is to present a model to optimize the floor taking account of the structural, architectonics and constructive restrictions. The adopted model reached its purpose of the representing the more realist as possible the problem. The cost function considered not only the material consumption but the manufacture, transport and assembled stage. An integrated structural optimization is performed from the structural layout (columns position, directions and spans for beams and hollow cores) through the complete elements detailing (dimensions and reinforcement). The example results evidence the effectiveness of the formulation, they were very consistent with the design practice and they present the system application possibility like a decision support system that helps the engineer in the projects development. It was implemented a transgenic routine to improve the convergence and a twin routine to improve the variability of the population.

As obras de infraestrutura rodoviária representam investimentos públicos que influenciam de maneira determinante no desenvolvimento social e econômico de uma região. Pavimentos mal construídos, com controle de qualidade inadequado ou que não atendam às exigências de projeto em termos de características e espessuras dos materiais selecionados representam prejuízos sociais e econômicos na medida em que a deterioração precoce do pavimento implica em aumentos crescentes nos custos diretos e indiretos relacionados à conservação e operação rodoviária. Desta maneira, torna-se imprescindível que sejam adotadas medidas de garantia da qualidade da construção de modo que o investimento apresente melhores condições de atingir o retorno esperado, tal como planejado. Neste contexto, o presente trabalho tem por objetivo realizar revisão bibliográfica e propor ferramentas auxiliares de análise voltados ao controle deflectométrico do sistema de fundação dos pavimentos. Os estudos realizados baseiam-se em critérios estatísticos de análise e em critérios de ruptura adotados nos métodos de dimensionamento em uso corrente no Brasil e no exterior. Simulações e estudos de casos são utilizados na validação e apresentação dos modelos propostos. / The infrastructure road projects represent investments, often public, that influence in a decisive way on social and economic development of a region. Poorly constructed pavements with inadequate quality control or that do not meet design requirements in terms of selected materials characteristics and thickness represent social and economic losses since the early deterioration of the pavement results in incremental increases in direct and indirect costs related the road maintenance and operation. Thus, it is essential that actions be taken to guarantee the construction quality so that investments are more likely to achieve the expected return as planned. In this context, this research aims to conduct a literature review and propose auxiliary analysis tools related with nondestructive deflection tests in the pavements foundation systems. The studies will be based in statistical analysis criteria and failure criteria adopted in design methods currently in use in Brazil and abroad. Simulations and study cases are used in the validation and presentation of the proposed models.

O Índice de Condição do Pavimento (ICP), também apresentado como um índice de defeitos combinados, é, em muitos Sistemas de Gerência de Pavimentos Urbanos (SGPU), o único indicador da qualidade do pavimento dos segmentos que compõem a malha viária. Este trabalho é baseado em conceitos gerais, utilizando os tipos de defeito de pavimentos flexíveis do Programa SHRP (Strategic Highway Research Program), bem como a forma de quantificação da severidade e extensão com que se manifestam na superfície dos pavimentos, mas propõe um novo método para determinação de um Índice de Condição de Pavimentos Urbanos (ICPU), que considera as condições particulares de projeto, materiais, técnicas construtivas, controle de qualidade e políticas de manutenção e reabilitação da cidade em que está sendo implantado. O cálculo do ICPU é desenvolvido em três etapas, em que primeira calcula o peso por tipo de defeito, a partir de questionários preenchidos por profissionais da área de infraestrutura de transportes. A segunda etapa define fatores de ponderação para os pesos, por tipo de defeito e em função da severidade. A terceira e última etapa do método consiste na análise de correlação entre segmentos representativos da malha viária urbana em análise, o que, no estudo de caso desenvolvido neste trabalho, utilizou 10.402 de um total de 111.497 segmentos do Distrito Federal do Brasil, distribuídos entre as trinta regiões administrativas, incluindo Brasília, que foram avaliadas, subjetiva e objetivamente, nos anos de 2010 a 2012, pela Companhia Urbanizadora da Nova Capital do Brasil (NOVACAP), e que permite a determinação dos fatores de ponderação em função da extensão, por tipo de defeito. / The Pavement Condition Index (PCI), also presented as an index of combined defects, is, in many Urban Pavement Management Systems (UPMS), the only indicator of pavement condition for the segments of the urban roadway network. This work is based on general concepts, using the flexible pavement distress types of the SHRP Program (Strategic Highway Research Program), as well as the way to evaluate the severity and extent to which they manifest on the pavement surface, but proposing a new method for determining an Urban Pavement Condition Index (UPCI), which considers the particular conditions of design, materials, construction techniques, quality control and policies of maintenance rehabilitation of the city in which it is being implemented. The calculation of the UPCI is developed in three stages, in which the first calculates the weight by defect type, from questionnaires completed by professionals in the transport infrastructure area. The second stage sets weighting factors for the weights by distress type depending on the severity. The third and final step of the method consists in the analysis of correlation between representative segments of the urban roadway network in question, which, in the case study developed in this study, used a total of 10,402 among 111,497 segments of the Federal District of Brazil, distributed among the thirty administrative regions, including Brasilia, which were evaluated subjectively and objectively, in the years 2010-2012, by the Urbanization Company of the New Capital of Brazil (NOVACAP), which allows the determination of the weighting factors depending on of the distress type as a function of the extension.

Os ensaios acelerados de pavimentos em escala real consistem na aplicação controlada de uma carga de roda igual ou acima da carga máxima legal permitida, em uma estrutura de pavimento, seja este um pavimento-teste ou uma via existente, para se determinar a resposta do sistema e o seu desempenho sob condições controladas e aceleradas de acúmulo de danos num espaço limitado de tempo (METCALF, 1996). Esses ensaios podem ser realizados hoje, tanto por simuladores instalados em campos de prova destinados a este único fim, quanto por simuladores móveis, cuja composição é rebocável ou autopropelida e pode ser posicionada no local a ser pesquisado, o que se mostra especialmente vantajoso no estudo de materiais e técnicas de restauração de pavimentos por preservar as condições de contorno. Apresentam-se os resultados dos primeiros testes acelerados em pavimentos com simulador de tráfego linear móvel no Brasil e suas contribuições para o desenvolvimento das técnicas, processos de projeto e planejamento rodoviários. Apresenta-se também uma síntese dos ensaios acelerados de pavimentos em escala real com simuladores de tráfego lineares móveis, com o objetivo de mostrar o estágio atual do conhecimento nessa área, a partir de uma revisão bibliográfica e associando esses conhecimentos a casos práticos. Como contribuição para futuros trabalhos, com base na análise das pesquisas já finalizadas e dos resultados já obtidos, foi elaborada uma proposta de método para a realização de simulação em pista e de ensaios a serem conduzidos antes, durante e após o término da simulação, dependendo do objetivo específico dos ensaios acelerados. / Full-scale accelerated pavement testing is defined as the controlled application of a wheel load in a pavement structure to determine the pavement system response and its performance under accelerated conditions of accumulated damage in a compressed time period (METCALF, 1996). Loads at or above the legal maximum allowed by highway agencies can be applied at test tracks, using simulators designed solely for this purpose, or at existent roads using mobile simulators positioned right at the road pavement structure. This layout provides an interesting advantage in the study of materials and pavement rehabilitation techniques by preserving field conditions, specially structural and environmental characteristics. This research describes the results from the first accelerated pavement tests with mobile linear traffic simulator in Brazil and their contribution for the development of design procedures, distress monitoring methods, and road planning. As part of this research, a wide literature review was done associated with practical case studies, the current stage of knowledge in this area, and a real scale synthesis of accelerated pavement experiments with linear mobile traffic simulators. This research proposes a simulation method for testing pavement sections and the evaluation tests to be performed according to the objective of the accelerated pavement test study. This research is a contribution to the state of practice of this type of accelerated pavement testing in Brazil and outlines the path for future applications of this technology in the country.

A presente pesquisa engloba a análise de diversos aspectos a respeito da avaliação de irregularidade longitudinal de pavimentos, tratando mais detidamente das situações em que tal avaliação é executada a partir de perfis longitudinais medidos com perfilômetros inerciais, tipo de equipamento que também é objeto de exame. A análise é iniciada com o entendimento da evolução histórica deste tipo de avaliação funcional que abrange não só os equipamentos, como também os métodos de avaliação e os índices de irregularidade utilizados no Brasil. O trabalho relata as principais etapas do desenvolvimento do perfilômetro inercial que foi usado nesta pesquisa, seus aspectos técnicos e operacionais, além dos resultados dos testes que evidenciaram seu funcionamento e também uma comparação com os resultados obtidos por um medidor de irregularidade do tipo resposta. A pesquisa é completada com uma série de análises a respeito do método mais adequado para a verificação do funcionamento de perfilômetros inerciais, abarcando importantes recomendações para a escolha e medição de perfis de referência indispensáveis em tais verificações. São discutidos importantes aspectos do processamento de perfis para a determinação do QI que concluíram pela indicação da redução do espaçamento entre pontos do perfil para 25 cm. As incertezas dos índices QI e IRI obtidos a partir de perfilômetros inerciais são também abordadas, sendo que se constatou que o índice QI é afetado por grandes comprimentos de onda que normalmente não são considerados como irregularidade. A correlação entre os índices QI e IRI é amplamente avaliada através de dados reais de perfis de centenas de quilômetros de rodovias, que evidenciaram a existência de grande dispersão em tal correlação indicando que o melhor é não correlacioná-los. Por fim, a pesquisa deixa como legado a proposta de um anteprojeto de norma brasileira para este tipo de avaliação que abarca os julgamentos de todo o trabalho. / This research includes de analysis of several aspects regarding longitudinal pavement roughness evaluation, more specifically when these evaluations are done using an inertial profiler - kind o equipment that is also an object of this study. The analysis is initiated with the comprehension of the historical evolution of this type of functional evaluation that not only encloses equipment, but also the methods and the roughness indexes more common in Brazil. The main stages throughout of the development of the inertial profiler used on this research, its technical and operational features, the results of the tests that proved its good functionality and also the comparison of the results obtained with a response type roughness meter were incorporated. The research is completed with a series of analysis regarding the methods more appropriate for the verification of inertial profilers functioning, including important recommendations for the choice and measurement of reference profiles, indispensable in such verifications. Important aspects concerning profiles processing for the QI determination were verified and concluded for reduction of the displacement between the profile elevations for 25 cm. The uncertainties of QI and IRI indexes obtained from inertial profiles measurements were also researched and at this opportunity it was verified that value of QI is affected by long wavelengths that usually are not considered roughness. The correlation between QI and IRI indexes were widely evaluated using real data of hundreds of kilometers of highways profiles, and evidenced the existence of a great dispersion in such correlation what indicates that the best recommendation is not to correlate them. Finally, this research leaves as a legacy the proposal of a first draft for a Brazilian standard for this type of roughness evaluation that accumulates most of the judgments presented here.

Desde a implantação das primeiras obras, há indicações de que seus construtores já apresentavam conhecimentos acerca da influência da drenagem no desempenho dos pavimentos. Muitos países, onde os custos rodoviários são avaliados criteriosamente ao longo de toda a vida de serviço do pavimento, vêm desenvolvendo pesquisas objetivando a consideração dos efeitos prejudiciais da água em excesso no interior de sua estrutura. Métodos consagrados como, por exemplo, o da AASHTO, já consideram a influência da eficiência do sistema de drenagem no dimensionamento das estruturas de pavimentos. Neste trabalho, são apresentados um breve histórico e uma análise dos métodos de dimensionamento nacionais e estrangeiros, com vistas às considerações da influência do sistema de drenagem e da variação sazonal do teor de umidade no desempenho estrutural dos pavimentos. Fazendo-se uso do Falling Weight Defectometer, foi realizado levantamento deflectométrico em trecho experimental, com extensão aproximada de 900 m, direcionado para a avaliação da variação dos módulos resilientes das camadas e do comportamento estrutural diante da infiltração d\'água pela borda do pavimento. A partir dos dados obtidos no segmento experimental, pôde-se avaliar a magnitude desses parâmetros e assim efetuar, através de modelos analíticos que expressam os métodos de dimensionamento vigentes no país, a estimativa de redução da vida útil do pavimento analisado. Finalmente, propõe-se a introdução de um parâmetro de ajuste da espessura, denominado Fator de Ajuste de Drenagem, para consideração das condições adversas de drenagem no procedimento de dimensionamento de estruturas de pavimentos flexíveis preconizado pelo DNER. / Since the implementation of the first roads, there are indications that constructors already had knowledge concerning drainage influence in the pavement performance. Many countries, where highway administration costs are criteriously available along pavement lifetime, have been developing researches regarding considerations about harmful effects from excessive water in the pavement structure. Renowned methods such as AASHTO, already consider the influence of drainage system efficiency in the pavement structures design. In this work, brief historic and an analysis about national and foreign design methods are presented, taking into account considerations concerning influence of drainage system and seasonal variations of moisture content in the structural pavement performance. Employing the Falling Weight Deflectometer, deflection measurements were carried out in a test section, about 900 m long, in order to evaluate the resilient modulus layers and the structural behavior variations due to water infiltration from pavement edge. From experimental sections data obtained, it was possible to evaluate the magnitude of these parameters and then realize, through analytical models that represent the actual national design methods, the reduction estimate of evaluated pavement lifetime. Finally, this work propose the introduction of a thickness adjustment parameter, called Drainage Adjustment Factor, to consider the adverse drainage conditions in the flexible pavement structure design procedure advocated by DNER.

O objetivo desta tese de doutorado foi desenvolver modelos de previsão de desempenho de pavimentos asfálticos para a malha rodoviária do Estado da Bahia. Os modelos de desempenho foram desenvolvidos para pavimentos em concreto asfáltico usinado a quente e em tratamento superficial duplo. Foram utilizadas informações de um banco de dados de gerência de rodovias do DERBA, coletados em 2004, e foram coletados dados complementares de irregularidade longitudinal em 2009, após o desenvolvimento de um planejamento fatorial específico para essa finalidade. Foram utilizadas duas formas de análise estatística dos dados para avaliar a significância dos fatores e definir os parâmetros dos modelos de desempenho: a Análise Exploratória de Dados (AED) e a Análise da Variância (ANOVA). Os fatores considerados foram a idade do pavimento, o tráfego e a pluviometria e os resultados da análise exploratória de dados corroboraram os resultados encontrados pela análise da variância, tanto em relação aos efeitos dos fatores como das interações. Os modelos de previsão do desempenho foram desenvolvidos para as variáveis dependentes Índice de Condição do Pavimento Flexível (ICPF) e Área Total de Trincas (ATT), para os pavimentos em concreto asfáltico usinado a quente, e os modelos de previsão de desempenho de Área de Desgaste (ADesg) e Irregularidade Longitudinal (IRI BA), para os trechos em tratamento superficial duplo. Para a irregularidade longitudinal, também foram desenvolvidos modelos de desempenho em separado, para regiões de clima semiárido a seco (IRIBAs) e clima subúmido a úmido (IRI BAÚ). Para a verificação da adequação dos modelos de previsão de desempenho foram utilizadas a análise de resíduos, o coeficiente de correlação (r) e o coeficiente de determinação (\'R POT.2\'). Os modelos de desempenho, desenvolvidos neste trabalho para a Área Total de Trinca (ATT) e para a Irregularidade Longitudinal, foram comparados com modelos de desempenho empíricos, utilizados em programas de gerência de pavimentos por organismos rodoviários, do Brasil e do exterior, e apresentaram melhores resultados. O modelo de Irregularidade Longitudinal (IRI BA) para a rede de rodovias em tratamento superficial duplo também foi comparado com modelo desenvolvido pelo Departamento de Infraestrutura de Transportes da Bahia - DERBA, com base em levantamentos para a priorização de trechos candidatos a atividades de manutenção e reabilitação, e apresentou melhor ajuste aos dados observados. No entanto, para que sejam obtidos ainda melhores resultados, quanto à previsão de desempenho dos pavimentos da rede de rodovias pavimentadas do Estado da Bahia, é necessário que sejam realizados novos levantamentos para alimentação do banco de dados, sugerindo-se estudos complementares que incluam fatores que não puderam ser considerados neste trabalho, como a capacidade estrutural, por exemplo. Recomenda-se que o método utilizado neste trabalho, baseado no planejamento fatorial, na Análise Exploratória de Dados e na Análise de Variância, seja repetido, pois se mostrou capaz de reduzir os custos da coleta de dados sem comprometer a precisão e acurácia dos modelos de desempenho obtidos. / The objective of this thesis was to develop performance prediction models for asphalt pavements in the State of Bahia. The performance models were developed for hot-mix asphalt (HMA) and double surface treatment (ST). Information was obtained from a database maintained by DERBA (State of Bahia Department of Transportation), with data collected in 2004, and from additional collection of data, mainly of pavement roughness, performed in 2009 and that was based on an experimental design for this specific purpose. Two statistical analyses were used to assess the significant factors and define the parameters of the performance models: Exploratory Data Analysis (EDA) and Analysis of Variance (ANOVA). The factors considered were age of the pavement, traffic volume and rainfall, and the results of the exploratory data analysis corroborated the results found by the analysis of variance, both in relation to the effects of factors such as of their interactions. The performance prediction models were developed for the dependent variables Pavement Condition Index (PCI) and Area of Total Cracks (ATC) for HMA pavements, and Raveling (R) and roughness (IRI BA) for ST pavements. For roughness, performance models were also developed considering, separately, two climate conditions: semiarid to arid (IRI BAa) and sub-humid to humid (IRI BAh). Residue analysis and calculation of correlation coefficient (r) and coefficient of determination (\'R POT.2\') were performed to verify the adequacy of performance prediction models. The performance models developed in this work for Area of Total Cracks (ATC) and roughness (IRI) were compared with empirical performance models used for pavement management in Brazilian and foreign highway agencies, and they presented the best results. The performance model for roughness (IRI BA) in ST pavements was also compared to a prediction model developed by DERBA using data collected by a maintenance and rehabilitation activities prioritization program and it presented the best fit to the observed data. However, to obtain even better results regarding the performance prediction of asphalt pavements in the State of Bahia, it is necessary to conduct new field surveys to feed the database and be used in further studies that include factors that could not be considered in this work, as structural capacity, for example. It is recommended that the method used in this work, based on factorial design, Exploratory Data Analysis and ANOVA, be repeated, because it proved capable of reducing the costs of data collection without compromising precision and accuracy of the obtained performance prediction models.