Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2014. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2014-12-12T17:32:35Z No. of bitstreams: 1 2014_FerneyQuinonesSinisterra.pdf: 7445432 bytes, checksum: 11816578e7b0d02040f2de428a96faac (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-12-29T14:39:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_FerneyQuinonesSinisterra.pdf: 7445432 bytes, checksum: 11816578e7b0d02040f2de428a96faac (MD5) / Made available in DSpace on 2014-12-29T14:39:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_FerneyQuinonesSinisterra.pdf: 7445432 bytes, checksum: 11816578e7b0d02040f2de428a96faac (MD5) / Devido ao aumento nas atividades da construção civil, a grande quantidade de resíduos de construção e demolição tornou-se um problema social, econômico e ambiental. Por outro lado, a deposição de pneus usados é outro grande problema nas sociedades modernas. Neste contexto, o principal objetivo deste trabalho é investigar a aplicabilidade de agregados reciclados a partir de resíduos de construção e demolição (RCD) em conjunto com asfalto borracha como materiais alternativos para serem usados em misturas asfálticas densas tipo Concreto Betuminoso Usinado a Quente (CBUQ). Agregados calcários e ligante asfáltico convencional (CAP50/70) também foram testadas para fins de comparações de referência. O agregado calcário e o RCD reciclado foram inicialmente caracterizados por meio de ensaios laboratoriais convencionais, tais como granulometria, densidade, absorção, abrasão Los Angeles e índice de forma, além de identificação mineralógica utilizando difração de raios X. O CAP 50/70 e o asfalto-borracha foram caracterizados por meio de testes físicos, químicos e reológicos da metodologia Superpave. A compatibilidade entre agregados e ligantes foi verificada por meio de ensios de adesividade, Cântabro e Lottman modificado ou dano por umidade induzida. As misturas asfálticas usinadas a quente foram dosadas de acordo com o método tradicional de Marshall. Foi dada ênfase nas mudanças do tamanho dos agregados, devido à quebra dos grãos durante a compactação para diferentes energias, teores de ligante e porcentagens de borracha no asfalto-borracha. As propriedades mecânicas das amostras compactadas de CBUQ foram determinadas utilizando ensaios de resistência à tração indireta, módulo de resiliência, fadiga, creep estático e simulação de tráfego de laboratório. Os parâmetros obtidos a partir desses ensaios foram usados para simular o comportamento de estruturas hipotéticas de pavimentos com o auxílio da última versão do programa prescrito pela AASHTO no Mechanistic-Empirical Pavement Design Guide (MEPDG). Também foram realizadas avaliações econômicas dessas estruturas com o programa do Banco Mundial HDM4, usando dados fornecidos pelo Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT) para a Rodovia Federal BR-020. Os resultados dos ensaios de compactação mostraram uma significativa quantidade de quebra dos grãos e apontam para a importância na escolha da distribuição granulometrica inicial dos agregados para a elaboraçao de misturas tipo CBUQ. No entanto, os resultados também mostraram o efeito positivo da associação com asfalto-borracha para a mitigação do problema da quebra dos grãos do RCD reciclado. Além disso, o uso de asfalto-borracha melhorou significativamente o desempenho das misturas contra a fadiga e deformação permanente. As simulações numéricas usando MEPDG corroboraram os resultados anteriores, pois os melhores desempenhos foram associados com as estruturas de pavimento usando camadas de base de agregados de RCD e revestimento asfáltico tipo CBUQ feito com agregados de RCD além de asfalto-borracha. As avaliações econômicas também foram favoráveis para estas estruturas recicladas. Em resumo, os resultados são auspiciosos e apontam para os potenciais benefícios da utilização dos resíduos reciclados investigados como material alternativo em camadas de pavimentos. No entanto, o RCD utilizado nesta pesquisa foi de uma qualidade excepcionalmente boa, sendo composto principalmente de resíduos de concreto da demolição do antigo Estádio Mané Garrincha, em Brasília. Ademais alerta-se para a heterogeneidade dos resíduos de construção e demolição em geral e para as devidas considerações dos custos de transporte. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The large amount of residues from construction and demolition due to the increase in civil construction activities has become a social, economical and environmental problem. On the other hand the deposition of used tires is also a challenging problem in modern societies. In this context, the main objective of this thesis is to investigate the potential applicability of aggregates recycled from construction and demolition wastes (CDW) together with asphalt- rubber (AR) as alternative materials to be used in dense hot mix asphalts (HMA). Conventional calcareous aggregates and straight binders (CAP-50/70, penetration grade) were also tested for reference comparisons. The calcareous and CDW recycled aggregates were initially characterized by means of conventional laboratory tests, such as grain size distribution, specific gravity, absorption, Los Angeles abrasion and shape index, besides mineralogical identification using difractometry of X-rays. The CAP-50/70 and AR binders were characterized by means of physical, chemical and Superpave rheological tests. The compatibility between aggregates and binders was verified using tests such as adhesivity, Cantabro and modified Lottman for humidity induced damage. Hot asphalt mixes were designed according to the traditional Marshall Dosage Method. Special attention was focused in the changes of aggregate size due to grain breakage during compaction at different energies and binder contents. The mechanical properties of compacted samples of the HMA were investigated using tests such as indirect tensile strength, resilience, fatigue, static creep and traffic simulation. The parameters obtained from these tests were used to simulate the behavior of hypothetical pavement structures with the aid the last version of the program prescribed by AASHTO in the Mechanistic-Empirical Pavement Design Guide (MEPDG). Economical evaluations of these structures were also performed using the World Bank HDM4 program and data provided by the Brazilian Transport Infrastructure Department (DNIT) for the BR-020 Federal Highway. The results of compaction tests showed a significant amount of grain breakage and prompts for special care in the choice of the initial aggregate size distribution for the HMA. However, the results also showed the positive effect of the association with asphalt-rubber for mitigation of the problem of grain breakage of CDW recycled aggregates. Besides, the use of AR greatly improved the performance of the mixes against fatigue and permanent deformation. The numerical simulations using MEPDG corroborated the above results as the best performances were associated with the pavement structures using base layers of CDW aggregates and surface courses of HMA made with CDW aggregates plus asphalt-rubber. The economical evaluations were also favorable for these recycled structures. In summary, the results are auspicious and point to the potential benefits of using the investigated recycled residues as alternative material in pavement layers. However, the CDW used in this research was of an exceptionally good quality because it was composed mostly of concrete wastes from the demolition of the former Mané Garrincha Stadium, in Brasilia. Words of warning must be made concerning the heterogeneity of general construction and demolition wastes and proper analyses of the transportation costs should also be taken into account.

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.

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 objetivou o conhecimento do comportamento estrutural de um sistema solo-tubo plástico flexível de paredes estruturadas frente a cargas permanentes sobre a tubulação e carregamentos móveis, como os provenientes de tráfego de veículos. Para o estudo, foram construídas valas em verdadeira grandeza na Área de Pesquisas e Testes de Pavimentos DAER-RS/UFRGS em Porto Alegre, RS, onde se dispõe de um equipamento simulador de tráfego, utilizado para aplicação de cargas estáticas e cíclicas na superfície dos sistemas solo-tubo. As variáveis independentes controladas são o grau de compactação do material que envolve o tubo e altura do mesmo material sobre o tubo. As variáveis medidas são a deflexão do tubo sob carregamento do simulador e o deslocamento permanente causado pela carga de solo sobre o tubo. O controle de compactação do material de envolvimento do tubo foi realizado com três equipamentos diferentes e os resultados foram comparados. Os resultados de deflexão e deslocamento pemanente foram utilizados para cálculo dos valores de módulo de reação E' do maerial de envolvimento do tubo e foram comparados com os encontrados na literatura. Constatou-se o comportamento elástico dos tubos sob carregamento repetido, e no caso em que o tubo é instalado muito próximo da superfície, as deflexões no sistema são de tal magnitude que chegam a ser prejudiciais ao pavimento construído sobre a vala. Ficou comprovada a importância da cuidadosa compactação do material de envolvimento do tubo para o bom desempenho estrutural do sistema solo-tubo flexível. / This work aimed at the knowledge of the structural behavior of a ribbed flexible plastic buried pipe system undergoing permanent loads on the piping and mobile loads, as the ones deriving from the traffic of vehicles. For this study, full scale ditches were built at the DAER-RS/UFRGS Pavement Research and Test Area in Porto Alegre, RS, where there is a equipment for simulating traffic, used for applying both static and cyclic loads on the ditch surface. The controled independent variables are the involving material density and the height of this material on the pipe. The variables measured are the pipe deflection under simulator load and the permanent displacement caused by the soil load on the pipe. The compaction control of involving material was carried out with three different types of equipment and results were compared. The results for pemanent deflection and displacement were used to calculate the Modulus of Soil Reaction (E') values of the involving material and these were compared to the ones found in the literature. The pipe elastic behavior under repeated load was observed, and where the pipe is installed too close to the surface, the system deflections are of such magnitude that they affect the pavement built over the ditch. The careful compaction of the involving material proved to be of paramount importance to a good structural performance of the flexible buried pipe system.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior / VÃrios fatores podem influenciar no comportamento resiliente de materiais granulares, dentre eles vale citar a umidade que pode variar de acordo com as condiÃÃes ambientais a que os pavimentos estarÃo sujeitos no campo (infiltraÃÃo de Ãgua de chuva pelas trincas do pavimento ou pelos acostamentos, variaÃÃo do nÃvel do lenÃol freÃtico, transferÃncia de umidade entre as camadas devido Ãs variaÃÃes de temperatura, etc). As variaÃÃes climÃticas sazonais podem acarretar alteraÃÃes que comprometam o desempenho do pavimento, sendo importante verificar quais os materiais locais que melhor resistem a tais variaÃÃes. Na tentativa de analisar um pavimento mais adequado Ãs caracterÃsticas regionais, o presente trabalho teve o objetivo de avaliar os efeitos da variaÃÃo da umidade dos solos na anÃlise dos pavimentos à luz de mÃtodos empÃricos e mecanÃsticos-empÃricos. Para tanto, foram realizadas anÃlises numÃricas (atravÃs do programa de anÃlise CAP3D e do programa de dimensionamento SisPav) para determinar tensÃes e deslocamentos atuantes nos pavimentos asfÃlticos, considerando-se o efeito da variaÃÃo da umidade nos solos. Para execuÃÃo do programa experimental foram coletados solos no municÃpio de Caucaia, localizado na RegiÃo Metropolitana de Fortaleza, estado do CearÃ, que foram submetidos aos ensaios de caracterizaÃÃo, compactaÃÃo, CBR (Ãndice de Suporte CalifÃrnia) e MR (MÃdulo de ResiliÃncia). O ensaio de CBR foi realizado em diferentes condiÃÃes de imersÃo. Jà o MR dos solos foi avaliado nas umidades de compactaÃÃo e pÃs-compactaÃÃo. A partir dos resultados de laboratÃrio foram realizadas anÃlises numÃricas para determinar tensÃes e deslocamentos atuantes nos pavimentos asfÃlticos. Os resultados mostram que os valores de MR sÃo mais sensÃveis à variaÃÃo do teor de umidade para o caso de solos pertencentes ao subleito do que para os provenientes de jazidas. Os estudos mostram, ainda, que a variaÃÃo da umidade influencia nos resultados dos deslocamentos verticais, das tensÃes horizontais e verticais dos pavimentos. Verificou-se que a alteraÃÃo de  2% em termos absolutos em torno da umidade Ãtima, normalmente aceito para a compactaÃÃo do solo em campo, pode representar variaÃÃes significativas nos dimensionamentos dos pavimentos. Percebeu-se que estruturas mais esbeltas sÃo obtidas quando se considera os materiais 2% abaixo da umidade Ãtima, tanto de compactaÃÃo quanto de pÃs-compactaÃÃo. Mas esta prÃtica nÃo deve ser incentivada, pois se a umidade vier a aumentar a tendÃncia à que o pavimento seja prejudicado. / Several factors may influence the resilient behavior of granular materials, among which it is worth mentioning the moisture content. The moisture variation depends on the environmental conditions to which the pavements will be subjected in the field (infiltration of rainwater through the cracks of the pavement or shoulders, groundwater level variation, moisture transfer between layers due to temperature variations, etc.). It is well known that seasonal climatic changes can affect the performance of the pavement. Thus, it is important to choose local materials that better resist such changes. In an attempt to analyze a pavement that best suits regional characteristics, this study aims to evaluate the effects of soil moisture variation in the analysis of pavements in the light of empirical and mechanistic-empirical design methods. Numerical analyses were performed (through the programs CAP3D and SisPav) to determine stresses and displacements on asphalt pavements with different soil layers moisture contents. For the experimental program, different soils were collected in the city of Caucaia, located in the Metropolitan Region of Fortaleza, state of CearÃ, which were subjected to the following laboratory tests: compaction, CBR (California Bearing Ratio) and MR (Resilient Modulus). CBR was conducted in different conditions of saturation. On the other hand, resilient moduli were evaluated in the compaction and post-compaction humidities. Using the results of laboratory tests, numerical analyses were performed to obtain stresses and displacements on asphalt pavements. The results show that MR values are more sensitive to variation of the moisture content in the case of subgrade soils than for those soils of deposits. The studies also show that the variation of moisture affects the results of vertical displacements, as well as horizontal and vertical stresses. It was found that the variation of  2%, in absolute terms around the optimum moisture normally accepted for soil compaction in the field, may represent significant variations in the design of flexible pavements. It was also observed that slender structures are obtained when considering materials 2% below the optimum moisture content in compaction and in post-compaction cases. But this practice should not be encouraged, because if moisture increases the pavement will probably be damaged.

Como medida de aumento do desempenho da seguranÃa das operaÃÃes de pousos e decolagens nos aeroportos brasileiros, este trabalho propÃe um modelo de gerenciamento de pavimentos aeroportuÃrios, em nÃvel de rede, atravÃs de um procedimento de avaliaÃÃo tÃcnico-econÃmica, com base em parÃmetros estruturais, funcionais e de aderÃncia, visando o apoio à tomada de decisÃo sobre estratÃgias de manutenÃÃo e reabilitaÃÃo. Para tanto, estudos sobre as definiÃÃes e as caracterÃsticas de textura superficial, condiÃÃes funcionais e estruturais, com os respectivos parÃmetros normativos vigentes e ensaios estabelecidos pelos organismos reguladores da aviaÃÃo civil no Brasil foram observados. CaracterÃsticas e padrÃes tÃcnicos de outros paÃses tambÃm foram descritos e serviram como fundamentaÃÃo teÃrica deste trabalho. O Aeroporto Internacional Pinto Martins, localizado em Fortaleza, CearÃ, serviu como estudo para a aplicaÃÃo dos cenÃrios simulados no modelo proposto. Objetivando facilitar a indicaÃÃo otimizada das estratÃgias de manutenÃÃo e reabilitaÃÃo a partir das combinaÃÃes das classificaÃÃes das condiÃÃes, um programa computacional foi desenvolvido, como sendo a ferramenta-modelo denominada Sistema de Gerenciamento de Pavimentos AeroportuÃrios (SGPA). Os resultados obtidos, com o auxÃlio desse programa, mostraram ser possÃvel o planejamento e a execuÃÃo adequados das tÃcnicas, dos custos e da aplicaÃÃo das estratÃgias de manutenÃÃo e reabilitaÃÃo para incremento da seguranÃa operacional de uma rede de aeroportos. / As a measure to increase the operational safety performance at Brazilian airports, this work proposes a model of management of airport pavements, in network level, through a technical and economic assessment procedure, on the basis of structural, functional and grip parameters, aimed at supporting decision-making on maintenance and rehabilitation strategies. To this end, studies on the definitions and characteristics of surface texture, functional and structural conditions â with current regulations and testing parameters established by the regulatory bodies of civil aviation in Brazil were observed. Features and technical standards from other countries have also been described and served as theoretical basis of this work. Pinto Martins International Airport in Fortaleza, CearÃ, served as a study for the application of simulated scenarios for the proposed model. The results gathered proved possible the planning and the proper implementation of techniques, costs and application of maintenance and rehabilitation strategies for increasing the safety of takeoffs and landings operations.

CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / O envelhecimento do Cimento AsfÃltico de PetrÃleo (CAP) à um processo natural causado, principalmente, por reaÃÃes de volatilizaÃÃo de fraÃÃes leves e de oxidaÃÃo. Sabe-se que, com o passar dos anos, as misturas asfÃlticas envelhecem e ganham rigidez. Esse enrijecimento pode contribuir para o surgimento de trincas por fadiga nos pavimentos asfÃlticos, assim como, pode tornÃ-los mais resistentes à deformaÃÃo permanente. O LÃquido da Castanha de Caju (LCC) à um âaditivo verdeâ, oriundo de fonte renovÃvel e biodegradÃvel e possui caracterÃsticas antioxidantes. No Brasil, alguns trabalhos publicados ressaltam as caracterÃsticas antioxidantes do LCC, no entanto, poucos sÃo os trabalhos que consideram a sua aplicaÃÃo na pavimentaÃÃo. Neste estudo, o LCC à proposto como modificador do CAP 50/70 com o intuito de avaliar o seu potencial antioxidante. As misturas asfÃlticas e os CAP convencionais e modificados com 2% de LCC foram analisados antes e apÃs diferentes processos de envelhecimento, em laboratÃrio e ao natural. As misturas asfÃlticas foram envelhecidas em diferentes condiÃÃes, amostras compactadas e soltas. ApÃs os processos de envelhecimento e de recuperaÃÃo dos CAP, estes foram avaliados em relaÃÃo as suas propriedades empÃricas e reolÃgicas, sendo estas comparadas aquelas obtidas para o CAP nÃo envelhecido. AlÃm disso, o efeito do envelhecimento oxidativo foi analisado por meio da espectroscopia no infravermelho - FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy) e de mudanÃas na composiÃÃo SARA (Saturados, AromÃticos, Resinas e Asfaltenos) dos ligantes atravÃs de cromatografia com o detector de ionizaÃÃo de chama - TLC - FID (Thin Layer Chromatography and Flame Ionization Detection). As misturas asfÃlticas contendo o CAP convencional e o CAP modificado com 2% de LCC, apÃs os citados processos de envelhecimento, foram caracterizadas mecanicamente utilizando-se os ensaios de MÃdulo de ResiliÃncia (MR), ResistÃncia a TraÃÃo (RT), Vida de Fadiga (VF), MÃdulo DinÃmico |E*| e Creep DinÃmico (CD). Os resultados encontrados para os ensaios realizados no CAP apontam que o LCC atua como antioxidante em amostras envelhecidas a curto prazo, porÃm nÃo apresenta o mesmo comportamento para amostras envelhecidas a longo prazo. ApÃs a anÃlise dos resultados realizados nas misturas asfÃlticas, pode ser dito que o LCC causou uma leve reduÃÃo da rigidez destas misturas asfÃlticas e que, possivelmente, polimerizou ao ser submetido ao envelhecimento em estufa e no PAV. O processo de envelhecimento mais agressivo foi o que submeteu a mistura solta ao envelhecimento em estufa durante nove dias. / The aging of petroleum asphalt cement (AC) is a natural process caused mainly by volatilization of lighter fractions and oxidation reactions. It is known that, over the years, the asphalt mixtures age and become more rigid. This stiffening may contribute to fatigue cracks in asphalt pavements, and thus, can make them more resistant to permanent deformation. The cashew nut shell liquid (CNSL) is a "green additive", coming from a renewable and biodegradable source and has antioxidant characteristics. In Brazil, some studies highlight the CNSL antioxidant characteristics, however, few are the works that consider their application in paving. In this study, the CNSL is proposed as a modifier for the AC 50/70 for the purpose of assessing its antioxidant potential. The asphalt mixes and the conventional AC and the one modified with 2% of CNSL were analyzed before and after various aging processes performed in the laboratory and in a natural state. The asphalt mixtures were aged in different conditions, compacted and loose samples. After the aging processes and the recovery of the AC, they were evaluated in relation to their empirical and rheological properties and compared to those obtained for the unaged state. Furthermore, the effects of oxidative aging was analyzed by infrared spectroscopy - FTIR (fourier transform infrared) and changes in the SARA (Saturates, Aromatics, Resins and Asphaltenes) composition through chromatography. The asphalt mixtures containing conventional AC and the AC modified with 2% of CNSL, after the aforementioned aging processes were characterized mechanically using of resilience modulus (RM), tensile strength (TS), fatigue life, dynamic modulus |E*| and dynamic creep (DC) hots. The results for the tests performed indicate that the CNSL acts as an antioxidant for the short term period, but it does not show the same behavior for the long-term aged samples. After analyzing the results achieved for the asphalt mixtures, it can be said that the CNSL caused a slight reduction in stiffness of these mixtures and, possibly, polymerized when subjected to aging. The most aggressive aging process was the one that subjected the loose mixture samples to the long term aging during nine days.

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

Neste trabalho, a formulação linear do método dos elementos de contorno - MEC, baseada nas hipóteses de Kirchhoff, é adaptada à análise de estruturas de pavimentos de edifícios, considerando-se as interações entre elementos lineares e de superfície. Leva-se em conta, além da flexão, o comportamento dos elementos como membrana. A representação integral deduzida contempla todos os elementos estruturais envolvidos, portanto garantido a monoliticidade do conjunto sem a necessidade de impor compatibilizações de deslocamentos e equilíbrio das forças generalizadas de superfícies ao longo das interfaces. A formulação integral é deduzida a partir da primeira identidade de Betti, onde a placa é considerada com variação de espessura, quer seja contínua ou abrupta. Porém, nesse trabalho apenas o caso de placas e vigas com rigidez constante são tratados. A partir dessa formulação, a fim de reduzir o número de graus de liberdade do problema, apresenta-se um modelo alternativo, onde as vigas são representadas por seus eixos médios. Estende-se essa formulação à análise não-linear, através da inclusão de campos de esforços iniciais, onde as integrais de domínio são calculadas aproximando-se o campo de esforços iniciais em células internas. A solução não-linear é obtida a partir da formulação implícita, na qual as correções que devem ser dadas aos estados de curvatura e das deformações de chapa em uma determinada iteração, são obtidas através do operador tangente consistente, que é atualizado a cada iteração, e da correção dos esforços nos pontos da placa. O critério elasto-plástico utilizado é o de Von Mises e a distribuição das tensões é aproximada, em uma seção qualquer da placa, por pontos discretos, que seguindo um esquema gaussiano, permite a integração numérica para o cálculo dos esforços. / In this work, the plate bending linear formulation of the boundary element method - BEM, based on the Kirchhoff\'s hypothesis, is extended to incorporate beam elements. The final objective of the work is to obtain a numerical model to analyse building floor structures, in which stiffness is further increased by the presence of membrane effects. From the boundary integral representations of the bending and the stretching problems a particular integral equation to represent the equilibrium of the whole body is obtained. Using this integral equation, no approximation of the generalized forces along the interface is required. Moreover, compatibility and equilibrium conditions along the interface are automatically imposed by the integral equation. An alternative formulation where the number of degrees of freedom is further reduced is also investigated. In this case, the kinematics Navier-Bernoulli hypothesis is assumed to simplify the strain field for the thin sub-regions (beams). Then, the formulation is extended to perform non-linear analysis by incorporating initial effort fields. Then non-linear solution is obtained using the concept of the local consistent tangent operator. The domain integral required, to evaluate the initial effort influences, are performed by using the well-known cell sub-division. The non-linear behaviour is evaluated by the Von Mises criterion, that is verified at points along the plate thickness, appropriately placed to allow performing numerical integration to approach moments and normal forces using Gauss point schemes.

Este trabalho analisa métodos de avaliação da condição de pavimentos asfálticos flexíveis, abordando os vários tipos de defeitos que podem surgir nos mesmos, suas causas e atividades de manutenção e reabilitação mais indicadas, em função da severidade e extensão com que se manifestam. Está inserido dentro do tema Gerência de Pavimentos, sendo de grande importância o conhecimento das condições dos pavimentos para a tomada de decisão quanto aos investimentos necessários para garantir o tráfego de veículos com segurança, conforto e, principalmente, economia, ou seja, com baixos custos de operação dos veículos. A avaliação dos pavimentos permite a identificação de falhas construtivas, que se manifestam precocemente, bem como acompanha o desgaste natural que sofrem todos os pavimentos, contribuindo para que as inevitáveis intervenções sejam bem selecionadas e executadas nos momentos adequados, possibilitando, assim, a melhor utilização possível dos recursos disponíveis. Neste trabalho são estudados métodos de avaliação de pavimentos utilizados no Brasil, nos Estados Unidos e na França, tanto para a gerência de pavimentos em nível de rede como em nível de projeto, para pavimentos rodoviários, urbanos e de aeroportos, com base em avaliações objetivas e subjetivas, considerando-se defeitos estruturais e não estruturais. Procurou-se fazer uma análise crítica com o intuito de contribuir para que se tenha, no Brasil, um método simples e eficiente para avaliação da condição dos pavimentos, desenvolvido com rigor acadêmico, mas de fácil utilização pelo meio técnico. Foram identificados os pontos negativos dos métodos utilizados atualmente no Brasil, buscando-se, nas normas internacionais, alternativas para a solução dos problemas existentes. Por fim, recomenda-se a revisão da Norma Brasileira, com alterações para que sua aplicação possa ser efetuada de maneira homogênea pelos diferentes técnicos que a utilizam, tornando-a mais ágil, simples e eficiente. As alterações propostas incluem: definição mais clara das Trincas, agrupamento dos defeitos Corrugação e Escorregamento, separação entre defeitos de origem estrutural e não estrutural, aplicação mais efetiva de níveis de severidade, e avaliação do pavimento com a utilização do conceito de ICP. / This study examines methods for assessing the condition of flexible pavements, addressing the various types of pavement distress, their causes and rehabilitation and maintenance activities as a function of the severity and extension of the distresses. It is housed within the theme Pavement Management, which is of great importance to the decision regarding investments necessary to ensure the traffic of vehicles with safety, comfort and, above all, economy, i.e., low vehicle operation costs. The evaluation of pavements allows the identification of construction faults, which occurs suddenly, and it also records the natural pavement wear, contributing to well selected and executed at appropriate times interventions, thus enabling a better utilization of available resources. This work analyses methods for pavement evaluation used in Brazil, in the United States and in France, for pavement management at network and project level, for road, urban and airport pavements, based on objective and subjective evaluations, considering structural and non-structural distresses. It was tried to make a critical analysis with the aim to contribute to a simple and more efficient method to evaluate pavement condition, developed with academic rigor, but easy to be used by technical personnel. The identified weaknesses in methods currently used in Brazil can be minimized by the implementation of concepts already present in international standards. Finally, it is recommended the revision of the Brazilian standard, in order to be performed in a homogeneous way by different technicians who use it, making it more agile, efficient and simple. The proposed changes include: clearer definition of Cracking, clustering of two distresses in Shoving, separation of structural and non-structural distresses, more effective application of levels of severity and extent of distress, evaluation of pavement using the PCI concept.