As rodovias com revestimento primário constituem a imensa maioria da extensão da malha viária do Brasil e de muitos países. Sua manutenção em um nível mínimo aceitável de serventia consome parcelas importantes de orçamentos governamentais. Contudo, na maioria das vezes, as atividades de implantação e manutenção têm escasso sucesso, porque os agentes encarregados desconhecem a tecnologia específica. Visando contribuir para práticas mais efetivas, esta tese analisa os resultados de uma pesquisa realizada com o objetivo de identificar e discutir os mecanismos de degradação de rodovias com revestimento primário, à luz das Mecânicas dos Solos e dos Pavimentos. O projeto experimental incluiu ensaios laboratoriais, bem como a construção e monitoramento de desempenho, ao longo de 30 meses, de um pavimento experimental, em projeto de assentamento da Reforma Agrária, no Rio Grande do Sul. O revestimento primário foi construído em duas camadas (a superior constituída por 7 cm de saibro e a inferior por 17 cm de argila laterítica) assentes sobre um subleito estratificado, com camada superior arenosa. As formações geológicas são constituídas por depósitos aluvionares (subleito) e por siltito (jazida de argila) e gnaisse (jazida do saibro). A compactação das camadas foi verificada por meio de ensaios clássicos e com emprego do cone de penetração dinâmica (DCP). As deflexões foram medidas no topo do subleito e sobre cada camada de revestimento, com utilização de viga Benkelman. Amostras deformadas dos materiais do revestimento primário e da camada superior do subleito foram coletadas. Em laboratório realizaram-se ensaios de caracterização, bem como da classificação MCT; foram avaliadas a resistência ao desgaste e a durabilidade da fração graúda do saibro (abrasão Los Angeles e alteração de rochas água-estufa). Realizaram-se ensaios de compactação, Índice de Suporte Califórnia, Inderbitzen (erodibilidade), cisalhamento direto e triaxiais de carga repetida, para obtenção de módulos de resiliência e avaliação do comportamento quanto à deformação permanente. Complementarmente, foram obtidas curvas de retenção de água. Com base nos resultados laboratoriais foram realizadas previsões de desempenho do pavimento experimental, fundamentadas em conceitos, prescrições e em modelos matemáticos e estatísticos encontrados na literatura e no emprego do programa HDM 4. Durante o período de monitoramento do pavimento experimental foram realizados 3 levantamentos para a obtenção da Irregularidade Longitudinal (IRI), com o emprego de um perfilômetro inercial e 4 inspeções para a avaliação da evolução dos principais defeitos típicos de pavimento com revestimento primário. Os defeitos observados foram: afundamento de trilha de roda, buracos, perda de abaulamento, perda de espessura de revestimento e sulcos de erosão; identificando-se e discutindo-se os mecanismos de degradação a eles associados. Também foram comparadas as previsões de desempenho com a evolução da serventia do pavimento experimental, constatando-se que os modelos apresentados na literatura internacional nem sempre apresentam acurácia satisfatória. Isto mostra a necessidade de se desenvolverem novos modelos e calibrar os existentes, como condição indispensável para otimizar as atividades de manutenção das rodovias com revestimento primário. / Most of Brazilian and other countries’ roads networks mainly comprise unsurfaced gravel roads. The maintenance of such roads at a minimum acceptable level of serviceability consumes large percentages of governs budgets. In spite of that, the construction and maintenance activities are scarcely well-succeeded, since the personnel involved do not know the specific technology. Aiming at contributing for more effective practices, this thesis analyses the results of a research carried out with the objective of identifying and discussing distress mechanisms of unsurfaced gravel roads, based on Soil and Pavement Mechanics. Experimental procedures included laboratory tests, as well as the construction and performance monitoring, along 30 months, of a test section, in an agrarian reform settlement, in Rio Grande do Sul state, southern Brazil. The wearing course of the unsurfaced pavement consisted of two different layers (a 7-cm-thick upper layer, made of genuine residual soil and a lower one with 17 cm of lateritic clay), built over a stratified subgrade, with a sandy upper layer. Geological formations consisted of alluvial fans (the subgrade), siltstone (the clay site) and gneiss (genuine residual soil site). Layers compaction was quantified by means of classic tests and also using the dynamic cone penetrometer (DCP). Using a Benkelman beam, surface deflections were measured on the top of the subgrade and every layer. Samples were taken from the subgrade and from both materials that constitute the wearing course, in order to perform laboratory tests of characterization and those of a Brazilian soils classification system, known as MCT (miniature, compacted, tropical). Los Angeles abrasion and rock alteration by wetting and drying tests were done on samples of the genuine residual soil coarse fraction. Every material was subjected to compaction, CBR, Inderbitzen (erodibility), direct shear and repeated loading triaxial tests (these latter to compute resilient moduli and to evaluate the permanent deformation behaviour). Besides, water-retention curves were obtained. Based on laboratory results, the performance of the experimental pavement was predicted, founded on concepts, materials prescriptions and mathematical and statistical models and using HDM 4 program. During the monitoring period three roughness (IRI) surveys were carried out, using an inertial profilometer. Four distresses surveys were carried out to evaluate the evolution of the most important distresses typical of unsurfaced gravel roads. Distresses as rutting, potholes, cross-section deformation and thickness reduction and erosion channels were observed and the associated distress mechanisms were discussed. Pavement performance predictions were compared to the measured serviceability evolution. It was found out that the models available in the literature not always yield accurate results. Because of that, developing new models and calibrating the existing ones is mandatory to optimize maintenance activities in unsurfaced gravel roads.

Nas últimas décadas os pavimentos rodoviários brasileiros têm tido seu desempenho comprometido devido a uma série de fatores, entre eles incluem-se não somente o crescente aumento do volume de tráfego de veículos pesados e aumento de sua capacidade de transporte, mas principalmente a circulação com cargas acima dos limites legais estabelecidos, configurando uma situação crítica para a sua adequada durabilidade da estrutura projetada. Paralelamente aos investimentos necessários, é importante também o desenvolvimento de métodos mais racionais de dimensionamento de pavimentos contemplando as especificidades dos materiais empregados e levando em consideração as condições climáticas e, principalmente uma completa e detalhada caracterização do tráfego solicitante. Neste contexto apresentado, a pesquisa insere-se em dois importantes estudos. O acompanhamento construtivo e monitoramento sistemático de desempenho de dois trechos na rodovia BR-448/RS e a continuidade do monitoramento de outros dois na BR-290/RS, trecho em concessão entre Osório e Porto Alegre (Freeway). Estas atividades inserem-se no “Projeto Integrado da Rede Temática de Tecnologia em Asfalto Petrobras/ANP", de abrangência nacional, para desenvolvimento de um novo método brasileiro de dimensionamento de pavimentos O segundo estudo trata-se de um completo monitoramento de cargas na Freeway, através da instalação e operacionalização inédita de um equipamento de pesagem dinâmica de alta velocidade (Hight Speed Weigh-in-Motion – HS-WIM) para determinação do espectro de cargas e posterior análise de sua influência no desempenho de pavimentos. Com ambos os estudos foi possível, além de determinar o espectro de cargas, os carregamentos médios e os níveis de sobrecargas praticados naquela rodovia, verificar como estas cargas influenciam o desempenho do pavimento e confrontar estes dados com as tendências observadas através do monitoramento sistemático dos trechos analisados. Por meio do desenvolvimento do presente trabalho pretende-se contribuir para melhorias na engenharia rodoviária e de tráfego através da inserção de novas tecnologias de monitoramento e fiscalização das cargas transportadas e contribuir com o desenvolvimento de um novo método de dimensionamento de pavimentos flexíveis proposto pela Rede Temática de Asfalto, através do levantamento de dados nos trechos experimentais para desenvolvimento de modelos de desempenho e sua posterior inserção nos modelos de calibração. / In recent decades the Brazilian road pavements have had their performance reduced due to a number of factors, not only the increasing volume of heavy vehicles and increased transport capacity, but mainly the flow with loads above the established legal limits, setting a critical situation for the durability of the designed structure. Alongside the necessary investment, it is also important to the development of more rational methods of pavement design, considering the specificities of the materials used and taking into account the climatic conditions and a complete and detailed characterization of the traffic. In this context, the research was developed to attain two main objectives: the construction monitoring and systematic assessment of performance of two test sections built in BR-448/RS highway and the continuity of assesment of two others previously built in BR-290/RS, between Osório and Porto Alegre (known as Freeway). These activities are part of the "Integrated Project Theme Technology Network Petrobras Asphalt/ANP", a nationwide project aimed at developing a new Brazilian method for pavement design The second objective was to conduct a comprehensive monitoring loads study on the Freeway, by installing and carrying on an unprecedented operation of a dynamic weighting equipment of high speed (High speed weigh-in-Motion - HS-WIM) to determine the loads spectrum and subsequent analysis of the influence on pavement performance. Both studies made possible to determine the loads spectrum, average loads and levels of overloads practiced on that highway, to estimate how these loads affect the pavement performance and to compare these data with the trends observed through the systematic assessment of the analyzed sections. This work aims to contribute to improvements in road and traffic engineering, by introducing new monitoring technologies, monitoring the transported cargo and contributing to the development of a new design method of flexible pavements, a major goal of the Thematic Network of Asphalt, to be achieved through experimental data collection in test sections, the development of performance models and their subsequent insertion in the calibration models.

A deformação permanente é uma das principais patologias do revestimento asfáltico. Caracterizada pelo afundamento longitudinal do pavimento asfáltico, quando submetido ao carregamento de tensões elevadas. Conhecer o comportamento mecânico quanto à deformação permanente das misturas asfálticas é de grande relevância na busca da escolha correta da mistura a ser empregada no dimensionamento de um pavimento. O ensaio laboratorial que vem ganhando força no Brasil para avaliação do potencial de deformação plástica de misturas asfálticas é o ensaio uniaxial de carga repetida parametrizado pelo Flow Number (FN). Neste sentido, a presente pesquisa buscou analisar o comportamento à deformação permanente, através do ensaio uniaxial de carga repetida, de dez misturas asfálticas. Os materiais utilizados na pesquisa foram: agregados pétreos de origem basáltica e quatro diferentes ligantes asfálticos, a saber: concreto asfáltico denso - AMP 6085-E; concreto asfáltico denso – CAP TLA 30/45; concreto asfáltico gap-graded – AB-8 (com a incorporação de cal calcítica e cal dolomítica) e concreto asfáltico denso – CAP 30/45. As demais cincos misturas estudadas foram as mesmas, porém com a incorporação de um agente surfactante para redução das temperaturas de usinagem e compactação (misturas mornas). Os resultados mostraram que a mistura morna moldada com AMP 60/85 – E teve desempenho superior as demais misturas. O restante das misturas mornas apresentaram desempenho inferior ao das suas respectivas misturas quentes. Entre as misturas moldadas com AB-8 percebeu-se que a mistura (quente e morna) dosada com cal calcítica teve comportamento superior ao da mistura (quente e morna) com cal dolomítica, fator explicado pela quantidade superior de dióxido de cálcio disponível na cal. Quanto ao parâmetro FN, foi possível verificar que este parâmetro é mais sensível a taxa de deformação na zona secundária do que a magnitude de deformação sofrida pela mistura. Para um valor de FN igual a 300 (pistas de tráfego médio) reprovaria 6 das 10 misturas estudadas, sendo que as misturas com asfalto polímero e a mistura tipo gap-graded com AB-8 e cal calcítica foram as misturas de desempenho superior. / Rutting is one of the major distress types in asphalt pavements. It is characterized by the longitudinal permanent deformation and flow around the wheel path that occurs at the surface of an asphalt concrete pavement when subjected to high stresses. Understanding the mechanical behavior of permanent deformation development on asphalt mixtures is important to an appropriate choice of the mixture to be used in the pavement structure design. The uniaxial repeated load test, via the Flow Number (FN) parameter, has gained strength in Brazil to evaluate the plastic deformation development potential of asphalt mixtures. Hence, the present research attempted to analyze the permanent deformation behavior of ten asphalt mixes by means of the uniaxial repeated load test. The materials used in the research were basaltic stone aggregates and four different asphalt binders to fabricate the following mixes: Dense asphalt concrete with PMB 60/85-E; dense asphalt concrete with AC 30/45pen+TLA; gap-graded asphalt concrete with AR8 (calcitic lime and dolomitic lime added), and dense asphalt concrete with AC 30/45pen. The other five mixtures were the same, but with the incorporation of a surfactant additive to reduce mixing and compaction temperatures (warm mixtures). The results showed that the warm mix with PMB 60/85-E had a superior performance to the other mixtures. The other warm mixes studied displayed lower performance than their respective HMA. Among the mixtures with AR8, it was observed that both mixes (hot and warm) with added calcitic lime had superior behavior to both hot and warm mixes with dolomitic lime; arguably, an aspect explained by the higher quantity of available calcium dioxide available in the former lime. As for the parameter FN it was possible to verify that this parameter is more sensitive the rate of deformation in the secondary zone than the magnitude of the deformation suffered by the mixture. For a FN reference of minimum 300 cycles (medium traffic), 6 of the 10 mixtures studied would fail, being the mixtures with polymer modified binder and the gap-graded mixture with AR-8 and added calcitic lime the superior performance mixtures.

Propiciado pela construção de uma pista experimental inteiramente instrumentada com medidores de deformação e de temperatura na Cidade Universitária, este trabalho buscou o entendimento de inúmeros fatores intervenientes no desempenho do whitetopping ultradelgado, recente técnica de manutenção de pavimentos asfálticos com a utilização de delgadas placas de concreto, sob tráfego característico urbano, em condições tipicamente tropicais de uso, sobre uma pequena espessura de concreto asfáltico remanescente de fresagem. Com o intuito de nortear o problema em questão, além da revisão bibliográfica, foram realizados levantamentos periódicos das condições estruturais e funcionais deste pavimento; leituras contínuas de temperaturas e deformações obtidas por meio de um sistema automatizado de captação de dados junto aos instrumentos colocados no interior das placas; caracterização dos gradientes térmicos presentes nas placas durante as diferentes estações climáticas do ano. Foram realizadas provas de carga, estáticas e dinâmicas, com intuito de verificar os reais níveis de deformação aos quais as placas estariam sujeitas quando da interação com o tráfego; posteriormente, realizou-se modelagem numérica por meio de um programa de elementos finitos objetivando uma comparação com os dados obtidos nas provas de carga, analisando inclusive o posicionamento da linha neutra neste pavimento composto. Por fim, em uma sucinta abordagem sobre as deflexões antes e depois da execução do whitetopping ultradelgado, observou-se o tipo de comportamento estrutural do pavimento nas condições em que o experimento foi realizado. Ao término da pesquisa, inferiu-se que os gradientes térmicos dependem de vários fatores climáticos que não somente a temperatura ambiente, importando também a irradiação solar, o número de horas de sol, a velocidade de crescimento e decréscimo da temperatura ambiente; os gradientes térmicos encontrados não são importantes para o acréscimo nos níveis de tensões nas placas, não alterando assim a vida à fadiga do whitetopping ultradelgado, considerada a magnitude destes gradientes, as diminutas dimensões das placas e ainda a presença de aderência na interface concreto e concreto asfáltico. Em provas de carga, concluiu-se que os valores de tensões obtidos em campo mantêm grandezas semelhantes com os provenientes de modelos numéricos e ainda observou-se o vasto potencial de utilização das provas dinâmicas. Dado o excelente desempenho observado nas condições do experimento, mesmo com as placas aderidas a uma delgada camada asfáltica, fator que diferentemente do relatado no exterior não comprometeu o desempenho, não foi possível fazer uma avaliação em termos funcionais do desempenho deste tipo de pavimento. Verificou-se a significativa redução nas deflexões após a execução das placas, visualizando inclusive a transferência de cargas entre sucessivas placas, quando mantida a integridade estrutural das demais camadas do pavimento. / In this work, several factors affecting behavior and performance of ultra-thin whitetopping were evaluated taking advantage of a full scale experimental pavement, restored by applying such technique. Temperatures and thermal gradients in concrete thin slabs were evaluated by almost one year, comprising al the seasons. Load tests were carried out to allow strains measurements on concrete as well to define the deflection basins on whitetopped pavements. The experimental research has permitted to verify the dependence of thermal gradients on air temperature and solar radiation among other factors. It was observed that the thermal gradients practically do not affect behavior of the thin slabs. Stresses received from load tests compared to finite element generated stresses shown to maintain a good and closed relation. Due to good performance observed along the experiment it became not possible to establish patterns of functional performance. Expressive decrease of deflection level was observed over concrete overlays allowing to infer some load transfer on joints when the slabs are to be laid over non distressed old asphalt pavements.

Na área de análise de pavimentos, muitos trabalhos já foram realizados, levando-se em conta diferentes considerações sempre com o objetivo de aprimorar os modelos que representam o comportamento estrutural. O método dos elementos finitos tem se mostrado um dos principais métodos na resolução deste problema, onde as lajes podem ser discretizadas por elementos finitos de placa e as vigas por elementos finitos de barra. Dentre os diversos tipos de elementos finitos de placa, o elemento finito DKT (discrete Kirchhoff triangle), tem sido largamente utilizado na consideração da rigidez à flexão das lajes. O objetivo deste trabalho é apresentar o recém-formulado elemento finito de placa P15N na análise de pavimentos, bem como apresentar as diferenças e semelhanças na utilização deste elemento com o elemento finito DKT, na discretização das lajes, na determinação dos deslocamentos e esforços em pavimentos. Para a realização das análises descritas, desenvolveu-se um programa computacional em linguagem de programação FORTRAN 90. Vários exemplos numéricos são apresentados / In the area of floor analysis, many studies have already been carried out taking into account different considerations and always aiming to improve the models which represent the structural behavior. The finite element method has shown to be one of the principal methods for the resolution of this problem, where the slabs and the beams may be meshed by plate finite elements and bar finite elements, respectively. Among the various kinds of plate finite elements, the DKT (discrete Kirchhoff triangle) finite element has been largely used in the consideration of slabs bending stiffness. The objective of this work is to present the P15N as a plate finite element in the analysis of floors, as well as to point out the differences in the utilization of this element with the DKT finite element in slab discretization and in the determination of displacements and stresses in floors. For such analysis, a computational program was developed in FORTRAN 90 programming language. Several numerical examples are presented

Este trabalho apresenta um estudo focado na implementação de metas de manutenção funcional de pavimentos flexíveis aeroportuários de pistas de pouso e decolagem. Os aeroportos além de terem que desempenhar sua função conforme especificado pela Agência Nacional de Aviação Civil (ANAC), devem também preservar os pavimentos existentes em boas condições e promover segurança e conforto ao usuário. Ainda que haja critérios para definição de estratégias de manutenção dos pavimentos para as pistas de pouso e decolagem em outros países, é recomendado para o caso de aeroportos no Brasil a consideração de outros parâmetros relacionados a patologias e bacias transversais na superfície do pavimento. O objetivo desse trabalho é propor metas para uma manutenção efetiva para avaliação funcional de pavimentos aeroportuários flexíveis e com esse intuito, foram feitos levantamentos bibliográficos referentes a avaliação funcional, principais patologias encontradas em pavimentos flexíveis, avaliação de segurança em pavimentos aeroportuários, levantamento do índice de irregularidade internacional (IRI), principais índices de avaliação funcional e sistemas de gerenciamento de pavimentos utilizados no Brasil e em alguns países, e um estudo de caso para definição de parâmetros importantes adaptados à realidade brasileira para a criação de metas de manutenção. Para o estudo de campo foram realizados levantamentos nas pistas de pouso e decolagem de quatro aeroportos regionais no Estado de São Paulo. Os levantamentos realizados foram defeitos/patologias existentes na pista, irregularidade longitudinal e bacias transversais da pista. Para o levantamento da irregularidade longitudinal e bacias transversais na pista foi utilizado o equipamento Planógrafo AX 02, enquanto os defeitos foram levantados de acordo com a regulamentação americana do FAA (Federal Aviation Administration) para determinação do PCI (Pavement Condition Index) de acordo com o procedimento da norma ASTM D5340 (2012). / This paper presents a study focused on the implementation of functional maintenance targets for airport runway flexible pavement. Airports besides performing its function specified by the Brazilian National Civil Aviation Agency (ANAC), should also preserve existing pavements in good condition and promote safety and comfort to the passenger. Although there are already criteria to define pavement maintenance strategies for runways in other countries, it is recommended for the Brazilian airports to consider other parameters related to pathologies and transversal basins on the pavement surface. This research consists on establishing an effective maintenance for functional evaluation of flexible runway pavement. Once established the purpose a literature review aiming to study the functional evaluation in flexible pavements was performed. The references also include main distresses found in asphalt pavements, safety evaluation on runway pavements, the International Roughness Index (IRI), the main functional evaluation indexes and Airport Pavement Management Systems in Brazil and in worldwide, and a case study to define important maintenance parameters adapted to Brazilian runways. The survey in loco was carried out to collect information about the runway state of four regional airports. This inspection detected irregularities along the runway and failure in the cross-section profile by the Planograph AX 02 equipament, and also revealed pavement defects pathologies according to the Federal Aviation Administration (FAA) regulations to determine the Pavement Condition Index (PCI), ASTM D5340 (2012).

Este trabalho relata resultados de estudos sobre drenagem de camadas próximas à superfície que visam contribuir para aperfeiçoar o entendimento de comportamento da fase não saturada de solos, e disseminar o uso de elementos finitos para estudo de movimento de água em componentes que constituem a plataforma de vias. Descreveram-se e comentaram-se tópicos sobre as relações entre o formato de vias e a drenagem na estrutura de vias, processos para estimativas de vazões percoladas e infiltradas em solos por métodos simplificados, tópicos sobre a evolução do estudo de movimento de água e estimativa de medidas sobre propriedades de solos não saturados. Para estudo de caso se adotou a simulação com elementos de volume de sólido e método dos elementos finitos para com dados publicados sobre propriedades de solo arenoso ou argiloso obter dados para testes estatísticos que ressaltassem as diferenças entre as vazões estimadas com uso da condutividade hidráulica constante e de solo saturado, e a condutividade que incluísse o solo não saturado. Os dados usados foram obtidos por simulação, que estimou vazões percoladas e infiltradas, que foram submetidos a teste de hipóteses sobre diferenças de médias. O objetivo proposto foi atingido discutindo resultados de análise sobre a significância estatística de diferenças entre vazões percoladas. / This work reports the conclusions of studies on draining water from surface layers of a way structure that aim to contribute to the knowledge on the behavior of non saturated ground, and to spread the use of the finite element technique for studies on the water movement inside components that constitute these platforms. It was discussed: an introduction on highways in Brazil, topics that had motivated the studies, methods and processes for treatment of the non saturated phase of the water movement. It was described and commented topics on the relations between the format of ways and the draining in their structure, processes to estimate the percolation and infiltration outflows using simplified methods, topics on the evolution of the study movement of water and estimating measures on non saturated ground properties. For case study it was adopted the simulation using elements of solid volume and the finite element technique obtained from bibliographical data on saturated and non saturated sand and clay properties, including the hydraulic conductivity. The tested data had been gotten by simulation, and had been submitted to the test of hypotheses on differences of percolated water volumes. The main objective was reached discussing statistical results on the significance of the differences among percolated volume of water.

O patrimônio de infraestrutura rodoviária brasileira através dos tempos está sobrevivendo com investimentos com grandeza de valor bem abaixo do que muitos outros países estão alocando. A questão de quanto investir em infraestrutura de transportes depende de múltiplas variáveis como a situação política e econômica do país, a característica da frota, sua dimensão territorial, sua matriz, os tipos de pavimentos utilizados e as condições climáticas. Portanto, estimar um valor a ser empregado em manutenção rodoviária de forma recomendável, deve ser resultado dos estudos que envolvam essas variáveis, como elas interagem entre si e como esse investimento retorna para a sociedade. Diante de tantas áreas precárias, administrar recursos para a infraestrutura de transportes é um desafio a ser ainda vencido no Brasil. É engajada nesse desafio, que essa dissertação é composta por três artigos que abordam os principais assuntos: (i) avaliação da gestão da manutenção rodoviária no Brasil, quanto a sua abrangência, investimentos e as experiências internacionais; (ii) os conceitos e etapas de um SGP (Sistema de Gerência de Pavimentos) e a sua importância no planejamento das intervenções de manutenção; (iii) aplicação prática com o software Highway Development and Management (HDM-4), avaliando os resultados econômicos com as variáveis International Roughness Index (IRI) e Volume Médio Diário (VDM) do tráfego iniciais de segmentos de uma rodovia federal, utilizando como alternativas de projeto programas usuais adotados pelos gestores da rodovia. A terceirização dos serviços de manutenção pelos departamentos rodoviários exige que tenham que planejar e administrar contratos de manutenção por pouco ou longo período. A aplicação prática do HDM-4 demonstra que, o planejamento, um componente de um SGP, deve ser considerado permanentemente pelos administradores públicos ou privados. A questão de quanto investir em manutenção nesse contexto depende de como se investiu em momento antecedente, tanto com os serviços de infraestrutura como nas etapas de inventário da malha, planejamento e elaboração de projetos. O sistema HDM-4 necessita de dados de entrada, tais como: características geométricas, mecânicas, dados históricos e de tráfego dos segmentos rodoviários; que devem ser preservados pelos gestores do sistema, de maneira que permita prever o desempenho do pavimento, os custos e benefícios para um período planejado. Durante a análise dos resultados de Valor Presente Líquido (VPL) com os IRI e VDM iniciais, verificouse que as maiores diferenças se encontravam nos segmentos com mesmo intervalo de IRI inicial mas com tráfego superior. As características da frota, seus custos operacionais bem como seus coeficientes de calibração devem ser considerados nas análises com o software HDM-4, visando uma boa gestão na manutenção rodoviária. Tendo em vista o fato do tráfego influenciar nos resultados e podendo alterar o planejamento da manutenção, se percebe como é importante o controle do gestor da rodovia nas cargas efetivas que estão sendo transportadas. / The patrimony of Brazilian highway infrastructure through the ages is surviving with investments of magnitude value well below of what many other countries are allocating. The question of how much to invest in transport infrastructure depends on multiple variables such as the political and economic situation of the country, the characteristic of the fleet, its territorial dimension, its matrix, the types of used pavements and weather conditions. Therefore, to estimate a value to be used in road maintenance of a recommended way should be the result of the studies involving these variables, how they interact and how this investment returns to society. In face of so many precarious areas, managing resources for transport infrastructure is a challenge yet to be overcome in Brazil. It is engaged in this challenge, that this thesis consists of three articles that discuss the main issues: (i) assess the management of road maintenance in Brazil, as its scope, investment and international experiences; (ii) the concepts and steps of a Pavement Management System (PMS) and its importance in the planning of maintenance operations; (iii) practical application with the software Highway Development and Management (HDM-4), evaluating the economic results with the variables International Roughness Index (IRI) and Annual Average Daily Traffic (AADT) of the initial traffic segments of a federal motorway, using as alternative project usual programs adopted by the highway managers. The outsourcing of the maintenance services by road departments requires that they have to plan and manage maintenance contracts for little or long period. The practical application of the HDM-4 shows that the planning, a component of the PMS should be considered permanently by public or private administrators. The question of how much to invest in maintenance in this context depends on how you invested in previous time, both with infrastructure services as with the inventory stages of the motorway network, planning and preparation of projects. The HDM-4 system requires input data, such as geometric and mechanical characteristics, historical data and traffic of road segments that should be preserved by system managers, in order to foresee the pavement performance, costs and benefits to a planned period. During the analysis of the results of Net Present Value (NPV) with the initial IRI and AADT, it was found that the greatest differences were in the same initial IRI segments range but with higher traffic. The fleet characteristics, their operating costs and their calibration coefficients should be considered in the analysis with the HDM-4 software, aiming at a good management in road maintenance. In view of the fact that traffic influences the results and can change the maintenance planning, one can perceive that the road manager control on actual loads being transported is important.

Resumo: A mistura asfáltica, pode ser usinado a quente e pré-misturado a frio. A mistura denominada "pré-misturado", empregada no revestimento de pavimento é a mistura a frio, tendo como composição agregado mineral graduado, material de enchimento e emulsão asfáltica espalhada e comprimida a frio. Esse trabalho irá abordar a mistura asfástica pré-misturado a frio, tendo como objetivo comparar os resultados baseados em ensaios da mistura asfáltica e a caracterização do comportamento da mistura quando preparada com a adição de borracha reciclada de pneus usados. A pesquisa visa qualificar e otimizar o desempenho da mistura asfáltica que receberá a borracha moída com adições de 3%, 4% e 5% em relação à massa total de agregados minerais, comparando-as com a mistura de referência, sem a adição da borracha. A destinação final da borracha constitui em todo o mundo em um grande desafio, em virtude de suas peculiaridades, como seu tempo de degradação, estimado em aproximadamente 600 anos. Além da quantidade gerada nos dias de hoje, volume, peso e principalmente grande dificuldade de alternativas consideradas ecologicamente corretas e economicamente viáveis. Os ensaios realizados baseiam-se em uma faixa de pré-misturado a frio, onde os corpos de prova foram produzidos em laboratório com emulsão asfáltica catiônica. A adição da borracha moída e os teores de emulsão asfáltica foram definidos e analisados após ensaio de Dosagem Marshall a Frio. As características e comportamento das misturas foram avaliados pela densidade da mistura asfáltica, estabilidade e fluência Marshall. Dessa forma, buscando uma alternativa a atender as normas brasileiras e resultados de desempenho dessas misturas asfálticas, conclui-se que... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The asphalt paving mixture can be produced in the heat and premixed in cold. The mixture called premixed, having as mineral aggregate composition graduated, stuffing material and the asphalt emulsion compressed in cold. This work will go to approach the premixed in cold of the asphalt misture, having as objective to compare the results based on assays of the asphalt mixture and the behavior misture characterization when it prepared with the recycled rubber of old tires. The research seeks to qualify and optimize the performance of the asphalt mixture thet will receive the crushed rubber with additions of 3%, 4% and 5% in relation to the total agregate mineral mass, comparing them with the reference mixture, without the rubber addition. The final destination of the rubber to consist of a great challenge all over the world, in virtue of its peculiarities, as its time of degradation, approximately esttmed in 600 years. Beyond the generated amount nowadays, volume, weight and mainly great difficult of considered alternatives correct ecologically and viable economically. The accomplishment rehearsals based on in a strip premixed in cold, called dense strip, where the specimens were produced on the lab wiyh the cationic asphalt emulsion. The crushed rubber addition and the asphalt emulsion texts had been defined and analyzed after rehearsal of in cold Marshall Dosage. The mixture characteristics and behaviour had been evaluated by the stability, Marshall fluency and asphalt mixture density. In the way, looking for an alternative to attend the Brazillians rules and results of performance of these asphalt paving mixture, it follows that the rubber addition benefits are considerable, where the line with 3% addition rubber it presented the smallest index of emptiness, to smallest fluency, the biggest stability Marshall, the biggest apparent density, the biggest relationship polishemptiness and the smallest tenor of emulsion asphalt. / Orientador: Eduardo Carlos Bianchi / Coorientador: Emílio Shizuo Fujikawa / Banca: Rosane Aparecida Gomes Battistelle / Banca: Bernardo Luiz Costas Fumio / O Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi da Unesp / Mestre

O tratamento superficial pode ser definido como sendo um revestimento de baixo custo, constituÃdo de uma camada esbelta de ligante betuminoso e agregado mineral. Ele tem sido usado em grande parte das rodovias cearenses de baixo e mÃdio volume de trÃfego, existindo poucos estudos para este tipo de revestimento no meio tÃcnico e acadÃmico. O principal objetivo desse trabalho foi avaliar o desempenho do agregado mineral e siderÃrgico aplicados com emulsÃes convencionais e modificadas por polÃmero em revestimento do tipo tratamento superficial duplo. Para tanto, foram moldados em laboratÃrio e em campo, sobre mantas asfÃlticas, revestimentos em tratamento superficial duplo, com aplicaÃÃes de agregado mineral e siderÃrgico com emulsÃo asfÃltica RR-2C (melhorada por polÃmero e sem polÃmero). Para anÃlise das taxas dos diferentes agregados e ligantes as mantas asfÃlticas foram submetidas ao ensaio de Wet Track Abrasion Test (WTAT). Os revestimentos fabricados tambÃm foram submetidos aos ensaios de Mancha de Areia e PÃndulo BritÃnico para anÃlise das caracterÃsticas das suas texturas. Os agregados foram submetidos aos ensaios de resistÃncia à abrasÃo Los Angeles, forma e textura, densidade, absorÃÃo, granulometria, adesividade, durabilidade, anÃlise quÃmica, expansibilidade, solubilizaÃÃo e lixiviaÃÃo. As amostras de emulsÃo foram avaliadas atravÃs de anÃlises laboratoriais, tais como: viscosidade Saybolt-Furol, sedimentaÃÃo, carga da partÃcula, resÃduo por evaporaÃÃo, peneiraÃÃo, pH, desemulsibilidade, penetraÃÃo, recuperaÃÃo elÃstica, ponto de amolecimento e ductilidade. Os agregados e emulsÃes usados apresentaram caracterÃsticas adequadas para aplicaÃÃo nos tratamentos superficiais. Conclui-se que os resultados apresentados nos ensaios de WTAT, Mancha de Areia e PÃndulo BritÃnico mostram a viabilidade tÃcnica dos materiais para uso em tratamento superficial. / The superficial treatment can be defined as a coating of low cost, consisting of a slender layer of asphalt binder and mineral aggregate. It has been used in most of the roads in Cearà with low to medium traffic volume, existing few studies for this covering type in the technical middle and academic. The main objective of this study was to evaluate the performance of mineral aggregate and steel slag applied with conventional emulsions and modified by polymer coating for double surface treatment. For this purpose, were cast in the laboratory and field tests on asphalt blankets, coverings, double surface treatment, with applications of mineral aggregate and steel slag with asphalt emulsion RR-2C (modified whith polymer and not modified polymer). For analysis of the taxes of the different aggregate and binder the asphalt blankets were submitted to the tested in the Wet Track Abrasion Test (WTAT). The coatings fabricate were also subjected to tests Spot Sand and Pendulum British to analyze the characteristics of their textures. The aggregates were subjected to tests of resistance to abrasion Los Angeles, shape and texture, density, absorption, particle size, adhesiveness, durability, chemical analysis, scalability, solubilization and leaching. Samples of emulsion were evaluated using laboratory tests such as viscosity, Saybolt Furol, sedimentation, particle charge, residue by evaporation, sifting, pH, breaking rate emulsifying, penetration, elastic recovery, softening point and ductility. Aggregates and emulsions used had characteristics suitable for application in surface treatment. The results for WTAT, Channel Sand and British Pendulum tests showed the technical feasibility of materials for use in surface treatment.