Os parâmetros obtidos nos resultados de ensaios triaxiais de módulo de resiliência em solos têm sido cada vez mais utilizados no dimensionamento de pavimentos. Estes parâmetros são fundamentais em análises estruturais e mecanísticas de pavimentos. Pelas normas atuais o ensaio pode ser realizado em diversos tamanhos de corpo-de-prova contanto que respeite a relação entre diâmetro por altura 1:2 e a relação tamanho máximo de partícula por diâmetro do corpo-de-prova 1:5. O objetivo deste trabalho é compreender como variam os resultados de módulo de resiliência quando os ensaios são realizados em diferentes tamanhos de corpode- prova. Para realizar esta pesquisa foram utilizados quatro solos distintos ensaiados em corpos-de-prova de 7,5 x 15 cm, 10 x 20 cm e 15 x 30 cm. Os solos escolhidos foram uma areia, um solo arenoso fino laterítico, um solo argiloso e um solo residual de granito (saibro). Todos os quatro solos são utilizados como materiais para pavimentação e são provenientes do estado do Rio Grande do Sul. Os materiais foram caracterizados por ensaios de granulometria, peso específico real dos grãos e limites de liquidez e plasticidade. Foram realizados ensaios de compactação nas energias normal e intermediária obtendo-se assim os parâmetros de compactação para os ensaios triaxiais. Em dois dos quatro solos da pesquisa ainda se realizou ensaios de classificação MCT. Os ensaios triaxiais foram realizados com os quatro solos, em três tamanhos e com duas energias de compactação, totalizando 24 ensaios. Após revisão bibliográfica sobre modelos matemáticos de regressão, decidiu-se interpretar os resultados pelos modelos Tensão Confinante, Tensão Desvio, Modelo Teta e Modelo Composto. Dentre os quatro modelos utilizados, o Modelo Composto obteve os melhores resultados de ajuste. Realizaram-se análises dos parâmetros obtidos nos modelos pela variação do tamanho de corpo-de-prova, onde se observou um pequeno aumento dos valores de MR quando ensaiados em corpos-de-prova maiores. Realizou-se ainda uma comparação estatística entre os resultados dos ensaios triaxiais em que a principal conclusão foi de que a areia, dentre os quatro solos estudados, é considerada o único material que não varia seus módulos conforme o ensaio é realizado em diferentes tamanhos de corpo-de-prova. / The results of resilient modulus test of soils have been increasingly used in pavement design, once they are fundamental in structural and mechanistic analysis of pavements. By the current standards/protocols, the test may be performed in various sizes of test specimens as long as it respects the relationship between diameter and height ratio 1:2 and the relationship between maximum particle size and diameter of the test specimen 1:5. The aim of this study is to understand how the results of resilient modulus vary when the tests are conducted in different sizes of test specimen. In order to conduct this research, four different types of soil were used and tested in specimens of 7.5 x 15 cm, 10 x 20 cm and 15 x 30 cm. The soils chosen were sand, fine sandy lateritic soil, clayey soil and residual soil of granite (gravel). All the four soils are used for pavement materials and are original from the state of Rio Grande do Sul, Brazil. The tests carried out for characterization of the materials include: grain size distribution, physical characterization and Atterberg limits. Proctor compaction test were performed in two different energies, thus obtaining the compression parameters for the compaction of the specimen. Additionally, in two of the four soils of the research, experiments of MCT classification were carried out. The resilient modulus tests were performed with the four soils in three sizes and in two compaction energies, totalizing 24 experiments. After reviewing the literature on regression mathematical models, it was decided to interpret the results from models of Confining Pressure, Deviation Stress, Teta Model and Composted Model. Among the four models used, the Composted Model showed the best fitting results. Analysis were performed considering coefficients obtained in the models versus the size of the specimen. A small increase in resilient modulus values was noticed for experiments performed with larger samples. A statistical comparison between the results of the resilient modulus tests was performed, and the main conclusion was that the sand is considered the only material among the four soils that do not vary its modules as the test is performed on different sizes of specimen.

O presente trabalho apresenta um estudo experimental sobre o desempenho de reforços de pavimentos asfálticos de uma via urbana com elevado volume de tráfego comercial pesado no município de São Paulo, monitorados durante quatro anos desde a mais recente restauração executada. A pesquisa envolveu o acompanhamento sistemático de seções pré-selecionadas na Avenida dos Bandeirantes, por meio de medidas de irregularidade longitudinal com um medidor tipo resposta bem como do trincamento superficial com o mapeamento e registros realizados em campo. A Avenida dos Bandeirantes é o principal corredor de interligação entre as vias localizadas no Oeste do Estado de São Paulo com o Porto de Santos, absorvendo 58% do total de veículos que passam pela Região Metropolitana, totalizando aproximadamente de 250.000 veículos/dia (em ambos os sentidos), sendo destes, cerca de 20.000 caminhões. Combase em dados levantados em campo e em projetos de restauração anteriormente realizadosforam desenvolvidos modelos empíricos de previsão de desempenho dos reforçosde pavimentos asfálticos,levando em consideração fatores relevantes para seu comportamento. Para isto, foram testados modelos lineares com diferentes estruturas de covariância e também modelos de regressão logística, que ao final mostraram-se mais conservadores que aqueles empregados na previsão de desempenho do programa HDM-4, para as condições do problema, no que tange à evolução do trincamento. No caso de previsão de irregularidade, observaram-se resultados similares entre os modelos desenvolvidos e aqueles preconizados pelo programa HDM-4. Fornecer suporte para decisões relacionadas à gerência de manutenção de pavimentos urbanos de grandes metrópoles e considerar modelos estatísticos ainda pouco utilizados para prever desempenho foram as principais contribuições buscadas durante a realização da pesquisa.

A reciclagem profunda com adição de cimento Portland é uma técnica de recuperação estrutural e funcional de pavimentos empregada há muitos anos no país, devido a vantagens técnicas, econômicas e ambientais. Contudo, a difusão mais ampla da técnica esbarra na carência de normas e procedimentos nacionais, o que resulta na adoção de variados critérios nos projetos que incluem reciclagem com cimento, às vezes, comprometendo sua eficácia. A pesquisa relatada nesta dissertação teve por objetivo principal estabelecer as bases para a proposição de um método de dosagem para reciclagem de pavimentos com adição de cimento, considerando-se como referência o método de dosagem de materiais estabilizados com cimento da Austroads (2002). Para verificar a validade deste método para materiais de pavimentos brasileiros, desenvolveu-se um programa experimental no qual foram avaliadas propriedades mecânicas (resistência, rigidez e erodibilidade) e volumétricas (retração, absorção, expansão e ascensão capilar) de misturas constituídas por fresado asfáltico, brita graduada e cimento, variando-se a porcentagem de fresado (20% e 50%), o teor de cimento (2%, 4% e 6%), a energia de compactação (Intermediária e Modificada) e o tempo de cura dos corpos de prova (3, 7 e 14 dias). Os resultados dos ensaios mostraram que todas as variáveis analisadas afetam significativamente a resistência à compressão simples, a resistência à tração por compressão diametral e o módulo de resiliência das misturas, enquanto que a retração, a erodibilidade, a absorção, a expansão e a ascensão capilar são afetadas por algumas das variáveis independentes. Dentre outras conclusões, destaca-se que são obtidos elevados valores de resistência à compressão simples (1,61 MPa a 6,08 MPa), resistência à tração por compressão diametral (0,29 MPa a 1,00 MPa) e de módulo de resiliência (10390 MPa a 25719 MPa) com teores baixo (2%) e médio (4%) de cimento, sendo desnecessário e arriscado, pela elevada retração associada, o emprego de teor mais elevado (6%). Ainda, observou-se que o aumento da energia de compactação permite compensar a utilização de teores mais baixos de cimento no que se refere às resistências (à compressão, à tração e à erosão) e módulos obtidos. Globalmente, conclui-se que o método de dosagem de materiais estabilizados com cimento da Austroads (2002) pode ser usado como modelo para o desenvolvimento de um método de dosagem para reciclagem de pavimentos com adição de cimento, sendo necessárias pequenas complementações ou adaptações. O método de dosagem sugerido nesta Dissertação é, ao mesmo tempo, simples o suficiente para ser empregado em laboratórios de canteiros de obra e amplo o bastante para identificar as propriedades mecânicas e volumétricas que devem ser avaliadas ao elaborar-se um projeto de mistura reciclada com cimento. / Full-depth reclamation (FDR) with Portland cement is a technique used for structural and functional rehabilitation of pavements and has been used in Brazil for many years, especially because its technical, economical and environmental advantages. However, a larger diffusion of the technique has been inhibited by the lack of national standards and procedures, resulting in the adoption of different design criteria, which sometimes leads to a low efficiency of the FDR with cement. This research was carried out with the objective of setting the basis for a mix design method for FDR with cement, considering the Austroads (2002) mix design method for stabilized pavement materials as a model. In order to verify the applicability of the Austroads method to Brazilian pavement materials, an experimental program was carried out testing mechanical (strength, stiffness and durability) and volumetric (drying shrinkage, absorption, swell and capillary rise) properties of mixtures made of reclaimed asphalt pavement (RAP), graded crushed stone and cement. Specimens with different RAP contents (20% and 50%), cement contents (2%, 4% and 6%), compacted with two different efforts (Brazilian Intermediate and Modified) were cured for 3, 7 and 14 days. Test results showed that all the studied variables affect the unconfined compressive strength, indirect tensile strength and resilient modulus of the mixtures, while drying shrinkage, erodibility, absorption, swell and capillary rise are affected by some of the independent variables. Among other conclusions, it is pointed out that high values of unconfined compressive strength (1,61 MPa to 6,08 MPa), indirect tensile strength (0,29 MPa to 1,00 MPa) and resilient modulus (10390 MPa to 25719 MPa) may be achieved with low (2%) and intermediary (4%) cement contents, thus making the use of higher (6%) cement content unnecessary and unsafe, due to the higher costs and to the drying shrinkage associated. It was also observed that increases in the compaction effort may compensate the use of lower cement contents as regards to strengths and moduli obtained. Generally, can be concluded that the Austroads (2002) mix design method for stabilized pavement materials may be used as a model for the development of a mix design method for FDR with cement, being necessary only a few additions or adaptations. The suggested method is, simultaneously, simple enough to be used in field laboratories and comprehensive enough for including the mechanical and volumetric properties that must be evaluated when designing a mix for FDR with cement.

Esta dissertação apresenta os resultados do estudo de dois solos saprolíticos de rochas vulcânicas, localizados em jazidas próximas às cidades de São Martinho da Serra e Silveira Martins (região central do RS), para aplicação como revestimento primário em estradas não pavimentadas da região ou como camada de pavimentos delgados. A análise dos materiais procura valer-se dos conhecimentos da Mecânica dos Pavimentos à luz dos conceitos da Mecânica dos Solos. Esta abordagem se justifica porque solos aplicados em revestimento primário estão sujeitos à ação do tráfego, porém seu comportamento será comandado pelos princípios da Mecânica dos Solos. O programa experimental incluiu ensaios de caracterização e classificação dos materiais, além de ensaios para a determinação do ISC e curva de compactação, difratometria de raios X, ensaios de cisalhamento direto na condição inundada, ensaios triaxiais de carga repetida para a obtenção dos módulos resilientes e das deformações permanentes e determinação das curvas de retenção de água dos materiais. Avalia-se a influência do teor de umidade e grau de compactação nos parâmetros de deformabilidade e resistência destes solos. Maior grau de compactação implica para estes materiais, crescimento dos parâmetros de resistência (c’ e f’), aumentando a resistência às tensões cisalhantes. O aumento do teor de umidade provoca a redução da sucção que, como conseqüência, provoca a diminuição das tensões efetivas e aumento das deformações resilientes e plásticas. Verifica-se que o solo de Silveira Martins é mais sensível à umidade se comparado ao solo de São Martinho da Serra, pois com apenas o acréscimo 2% de umidade em relação à ótima, o material sofre enormes deformações permanentes entrando em colapso. O material de São Martinho apresenta-se mais deformável e seu módulo resiliente decresce quando ocorre aumento no seu teor de umidade. Ao final, a análise mecanística apresentada permitiu avaliar algumas alternativas de uso destes materiais, seja como revestimento primário ou como camada estrutural de pavimentos, principalmente, com revestimentos delgados. Como era de se esperar, o grau de compactação exerceu grande influência no desempenho destes materiais em camadas de revestimento primário, explicitando a importância de compactá-los adequadamente. / This MSc thesis presents the results of a study of two saprolitic soils from volcanic rocks taken from sites near São Martinho da Serra and Silveira Martins towns (central area of RS State), for use as wearing course on unpaved roads of the region or as under layer of thinly surfaced road. The study uses knowledge from Pavement Mechanics with insights of Soil Mechanics concepts. The soils applied on wearing course are subjected to direct traffic action and their behavior will be influenced by Soil Mechanics principles. The experimental program included characterization tests, materials classification, ISC and compaction tests, X Rays difratogrammetry, direct shear tests on saturated and unsaturated conditions, repeated loading triaxial testing for resilient moduli determination, tests of permanent deformations and characteristic curves of the materials. The influence of the humidity and degree of compaction on the shear strength and deformability of the soils has been evaluated. In these materials a larger degree of compaction results in a growth of the shear strength parameters (c’and f’), increasing the resistance to shearing stress. The increase of the water content causes a reduction of the suction and, as consequence, a reduction of the effective stress and an increase of resilient and plastic deformations. It was verified that the Silveira Martins soil is more affected by water content variation than the São Martinho da Serra soil as an increase of only 2% of humidity above the optimum causes large deformations leading to collapse. The São Martinho da Serra soil is more deformable and its resilient modulus decreases when the water content is increased. The mechanistic analysis presented allowed the evaluation of some alternatives of use of these materials besides as structural layers of pavement with thin structural surfaces. As expected, the degree of compaction exerted great influence in the performance of these soils in wearing course, emphasizing the importance of adequate compaction.

A construção de pavimento de concreto de cimento Portland para liberação rápida, conhecido como fast-track, é uma boa solução principalmente para reparos em locais onde não se pode interromper o tráfego por um período muito grande, cujas técnicas são abrangentes, servindo para obras de construção, reconstrução ou para execução de camadas superpostas. Normalmente o ensaio utilizado para verificar a resistência do concreto para pavimentação é o de resistência à tração na flexão. Em função da grande variabilidade deste ensaio e da demora dos resultados, uma vez que o corpo-de-prova é normalmente ensaiado em laboratório na idade em que se deseja saber a resistência, engenheiros que executam ou fiscalizam obras de pavimento de concreto para fast-track demonstram certa insatisfação com relação a este procedimento. Alternativamente, uma opção promissora para este monitoramento é a utilização dos ensaios de maturidade e ultra-som, que avaliam indiretamente a resistência do concreto in situ. Para contribuir nesta área do conhecimento, realizaram-se ensaios de resistência à tração na flexão, resistência à compressão, maturidade e ultra-som (método direto e indireto), em concretos, argamassas e pastas com cimento Portland de alta resistência inicial (CPV-ARI), para avaliar a possibilidade de correlações entre os ensaios de resistência à tração na flexão e os de ultra-som e maturidade. Os fatores controláveis foram a relação água/cimento (0,25-0,35-0,45) e a idade (1-2-3-7-28 dias). A diferença dos resultados de energia aparente de ativação (maturidade) utilizando diferentes tipos de corpos-de-prova não foi significativa em relação ao corpo-de-prova recomendado pela ASTM C 1074. Encontrouse um coeficiente de correlação de 95,4% entre os resultados de resistência à tração na flexão dos ensaios e os previstos pelo ensaio de maturidade. Não se constatou diferença significativa entre os resultados de velocidade ultra-sônica para os diferentes métodos de ultra-som utilizados. Todos os métodos de ultra-som apresentaram bons coeficientes de correlação com a resistência à tração na flexão, sendo que para o método indireto com três pontos de recepção obteve-se um coeficiente de correlação de 80,8% para as idades de até 24 horas e de 76,4% considerando todas as idades ensaiadas. Portanto, tanto o ensaio de ultra-som como o de maturidade mostraram-se eficazes para estimar a resistência à tração em idades iniciais, o que pode facilitar o controle de concreto para fast-track em campo. / The construction of concrete pavement made of Portland cement for fast use, known as fasttrack, is a good solution, mainly for restoration in places where traffic cannot be disrupted for long. Fast-track concrete pavement techniques are broad, and can be used for construction, reconstruction, and resurfacing. For determining concrete strength in pavement, the flexural strength test is usually used. Since this test presents high variability and demands more time because the specimen is usually tested in laboratories at certain selected ages, engineers who carry out or monitor fast-track concrete pavement projects have shown some dissatisfaction with this procedure. Alternatively, a promising option to monitor this work is the use of maturity and ultra-sound tests, which evaluate concrete strength directly in situ. In order to contribute to this area of knowledge, I have carried out flexural strength, compressive strength, and maturity and ultra-sound (direct and indirect methods) tests in concrete, mortar, and Portland cement paste with high early strengths (CPV-ARI) to evaluate possible correlations among the flexural strength tests and the maturity and ultra-sound ones. The controllable factors were the water-cement ratio (0.25-0.35-0.45) and the age (1-2-3-7-28 days). The difference in the results of the apparent activation energy (maturity), using different types of specimens, was not meaningful if compared to the specimen recommended in ASTM C 1074. Among the results of the flexural strength tests and the ones obtained in the maturity test, the correlation coefficient has been found to be 95.4%. No meaningful difference was found among the results of ultra-sonic speed for the different ultra-sound methods. All ultra-sound methods have shown good correlation coefficients with flexural strength: for the indirect method with three reception points, the correlation coefficient has been found to be 80.8% at ages up to 24 hours, and 76.4% at all test ages. Therefore, both the ultra-sound and the maturity tests have proven to be efficient to estimate tensile strength at early ages; thus, help control fast-track concrete in the field.

Os modelos de previsão de desempenho são ferramentas fundamentais em um Sistema de Gerência de Pavimentos. Embora de grande importância, especificamente no Brasil, tem-se dado pouca atenção para a calibração e validação desses modelos. Acaba-se adotando modelos genéricos, obtidos em condições totalmente diferentes das existentes na malha administrada. Para uma gerência correta dos pavimentos de uma rodovia, torna-se fundamental a definição de modelos representativos das condições estruturais e funcionais dos pavimentos administrados. Esta pesquisa tem como objetivo avaliar o desempenho de uma estrutura de pavimento flexível da rodovia BR-290/RS, desenvolvendo, a partir dessa avaliação, modelos que representem a tendência do comportamento do pavimento. A rodovia BR-290/RS está, no trecho entre as cidades de Osório e Porto Alegre, sob concessão da Concessionária da Rodovia Osório - Porto Alegre S/A - Concepa, desde o ano de 1997. Uma das principais ações a serem realizadas pela concessionária no período em que este trecho da rodovia está sob sua administração é a execução do alargamento das pistas da mesma, com a construção de uma nova estrutura de pavimento junto à plataforma existente, sendo essa a estrutura de pavimento analisada nesta pesquisa. A estrutura contempla 8cm de revestimento asfáltico, 15cm de base, 30cm de sub-base e 60cm de camada de reforço. Os pavimentos inseridos na análise foram construídos entre os anos 2000 e 2007. Para atingir o objetivo da pesquisa, foram reunidas informações obtidas em levantamentos de deflexões, irregularidade longitudinal e afundamento de trilha de roda realizados nos últimos anos. As deflexões foram determinadas em levantamento com o equipamento FWD ocorrido em 2007. A irregularidade longitudinal e o afundamento de trilha de roda foram obtidos simultaneamente em levantamentos com o perfilômetro a laser nos anos 2005, 2006 e 2007. De posse dessas informações, analisou-se o comportamento de tais parâmetros com a ação do tráfego, desenvolvendo tendências de desempenho para a estrutura. Na análise considerou-se a influência das intervenções ocorridas nos pavimentos após a sua construção, bem como diferentes procedimentos adotados nos levantamentos realizados. Em relação às intervenções, verificou-se que, para a estrutura e dados do estudo, elas foram influentes apenas na evolução da irregularidade longitudinal. Análises estatísticas foram efetuadas, de modo a definir o melhor ajuste para cada parâmetro. Após o desenvolvimento de tais tendências de comportamento do pavimento, as mesmas foram comparadas aos modelos de previsão de desempenho desenvolvidos em outras pesquisas. Para a irregularidade e o afundamento de trilha de roda, as tendências apresentadas neste estudo comportaram-se significativamente semelhantes as de outros modelos encontrados na bibliografia técnica. Por outro lado, para a tendência referente às deflexões, nenhum dos modelos desenvolvidos em estudos anteriores apresentou comportamento similar ao encontrado na pesquisa, evidenciando a importância do desenvolvimento de modelos particulares para cada rodovia e estrutura. / Pavement performance prediction models are important tools for pavement management systems. Despite its high importance, specifically in Brazil, little attention has been given to calibration and validation of such models. Generic models are eventually used, even international ones, obtained for rather different conditions of those valid for the managed network. Hence, it is vital for an appropriate road pavement management that representative models of the structural and functional conditions of the associated pavements are defined. This research aims to evaluate the behaviour of the performance of a flexible pavement section of the road BR-290/RS, developing from this assessment, models that are representative of the pavement behaviour tendency. The road BR-290/RS is located between the cities of Osório and Porto Alegre, under concession of Concessionária da Rodovia Osório - Porto Alegre S/A - Concepa, since the year of 1997. One of the main actions to be accomplished by the road concessionary within the period under its administration is the carriageway widening of this road with the construction of a new pavement structure alongside, being this structure the objective of study in this research. The structure consists of an asphaltic layer of 8cm, 15cm of base course, 30cm of sub-base and 60cm of a capping layer. The pavement segments included in the analysis were built between 2000 and 2007. To deliver the objectives of this research, data obtained in deflectometric test campaigns, longitudinal roughness and rutting testing campaigns were gathered. Deflections were assessed in the FWD test campaign of 2007. Longitudinal roughness and rutting were simultaneously obtained with a laser profilometer in tests carried out in the years of 2005, 2006 and 2007. With this data, the behaviour of these parameters were evaluated with the traffic evolution, allowing the development of behaviour tendencies of this structure performance to be derived. In the analysis, the influence of the interventions carried out in the pavement sections after its construction were taken into account, as well as different procedures adopted in the testing campaigns carried out. In regard to the interventions, it was observed that, for the data and structure object of this study, they only had effect in the longitudinal roughness evolution. Statistical analyses were carried out in order to define the best adjustment to each parameter. After the development of such tendencies on the pavement behaviour, they were compared to pavement performance prediction models developed in other researches. For both roughness and rutting, the tendencies presented in the study behaved significantly as the other models found in the technical literature. As to the tendencies regarding deflections, none of the models developed in previous studies evidenced similar behaviour to the one observed in this research, testifying the importance for the development of particular models for each road and structure.

Camadas granulares desempenham um importante papel no comportamento global de pavimentos, especialmente daqueles com revestimentos delgados ou sem revestimento. Para conhecer as características de resistência e deformabilidade de materiais componentes dessas camadas são realizados ensaios triaxiais. No caso de ensaios em materiais granulares, o corpo de prova deve ter diâmetro de pelo menos cinco vezes o tamanho máximo de partícula e altura igual a duas vezes o seu diâmetro. Como as especificações do DNIT permitem o emprego de agregados de até 5 cm em camadas de brita graduada ou solo-agregado, os corpos-de-prova devem ter diâmetro de 25 cm e altura de 50 cm. Equipamentos capazes de ensaiar corpos-deprova com estas dimensões são raros no mundo e inexistiam no Brasil até 2008. Com o intuito de superar esta carência e avançar no conhecimento do comportamento mecânico de agregados graúdos, a pesquisa relatada nesta tese teve como objetivos desenvolver um equipamento triaxial de grande porte capaz de aplicar carregamentos estáticos, monotônicos e cíclicos em corpos-de-prova de grandes dimensões (25 cm x 50 cm); bem como realizar e interpretar os primeiros ensaios. A concepção e a montagem do equipamento são descritas considerando as partes principais. Também é detalhada a instrumentação utilizada composta por: duas células de carga, três transdutores de deslocamento e dois transmissores de pressão. Para os primeiros ensaios foi escolhida uma brita graduada de basalto, anteriormente utilizada em pistas experimentais solicitadas por simulador de tráfego. Ensaios em corpos-de-prova de 10 cm de diâmetro e 20 cm de altura foram realizados para comparação com resultados de ensaios em corpos-de-prova maiores, realizados no novo equipamento. Os ensaios de módulo de resiliência foram conduzidos segundo o método de ensaio do DNIT, com algumas modificações para adequá-lo ao padrão internacional. Os ensaios triaxiais monotônicos e os cíclicos de deformações permanentes foram conduzidos tanto em multiestágios, quanto em estágio único de tensões. Os resultados obtidos foram interpretados segundo diversas teorias e modelos, obtendo-se parâmetros de resistência e de deformabilidade. Uma análise mecanística utilizando os parâmetros obtidos nos ensaios permitiu analisar o comportamento do material estudado como camada de pavimento. Conclui-se que o equipamento triaxial de grande porte atende as necessidades para as quais foi projetado, permitindo obter parâmetros para caracterização do comportamento de agregados graúdos e prever desempenho de pavimentos, quanto a deformações permanentes e ruptura por cisalhamento de camadas granulares. / Unbound aggregates layers play an important role in the performance of thinly surfaced or unsurfaced pavements. In order to assess the strength-strain characteristics of soils and aggregates used in those layers, triaxial tests must be carried out on cylindrical specimens with diameter not smaller than 5 times the particle maximum size and height twice the diameter. Since Brazil National Roads Department allows using 2” aggregates in granular bases, specimens for triaxial tests should be at least 25 cm in diameter and 50 cm in height. All over the world there are only a few equipments for testing such specimens; and up to 2008 none of them in Brazil. Aiming at overcoming this deficiency and enhance the knowledge on the mechanical behavior of coarse aggregates, the objectives of research reported in this thesis were to develop a triaxial equipment capable of applying static, monotonic and repeated loadings on large specimens (25 cm x 50 cm) and perform and analyze the first tests. The design and assemblage of the equipment are describe, detailing its main components and the instrumentation, that included two load cells, three displacement transducers and two pressure transmitters. The first tests were carried out on specimens made of dense crushed aggregates, formerly used in APT test sections. Tests were also carried out on specimens with 10.0 cm diameter and 20.0 cm height, in order to compare their results to those of tests carried out in larger specimens tested in the new triaxial equipment. Resilient modulus tests were carried out according to the Brazilian standard, but some modifications were introduced to follow international patterns. Triaxial monotonic and repeated loading permanent deformation tests were carried out both in multiple stages and unique stage of stresses. The results were interpreted were calculated taking into account several theories and models, strength and strain parameters being obtained. A mechanistic analysis using parameters obtained in tests allowed analyzing the behavior of the studied aggregates making part of pavement layers. It is concluded the new triaxial equipment for large specimens fulfills the requirements that motivated its design and construction, making possible to obtain parameters for characterizing the behavior of coarse aggregates and estimating pavements performance regarding permanent deformation and shear failure of granular layers.

A prática tem mostrado que pavimentos asfálticos dimensionados através do método vigente no País, baseado no CBR, não atendem às solicitações geradas pelo tráfego e o clima. Para superar o desafio de desenvolver-se um método empírico-mecanístico, no ano de 2009, com apoio da PETROBRAS, foi implantado o Projeto Rede Temática de Asfalto. O Projeto visa conhecer melhor os materiais empregados e o desempenho de pavimentos em diversas regiões do Brasil. Para tal, está sendo criado um banco de dados com abrangência nacional para, posteriormente, desenvolver um Sistema de Dimensionamento de Pavimentos Asfálticos. Neste contexto, a pesquisa relatada nesta Tese teve como objetivo acompanhar a execução e monitorar o desempenho de pavimentos na rodovia BR-290/RS. Ao longo de três anos, acompanhou-se a evolução da capacidade estrutural e da condição funcional de dois pavimentos constituídos por revestimento em concreto asfáltico polimerizado, base e sub-base granulares e reforço do subleito em areia ou pedra. Previamente, todos os materiais foram caracterizados em laboratório, com ênfase nos ensaios de fadiga na mistura asfáltica do revestimento, visando obter, no futuro, fatores laboratório-campo para estimativa da vida de fadiga dos pavimentos. A execução dos pavimentos foi acompanhada in situ, com um controle de qualidade muito completo. Com periodicidade, foram realizados levantamentos de deflexões, de deformações permanentes, de defeitos superficiais e de textura. O volume de tráfego também foi periodicamente avaliado, resultando em um tráfego da ordem de 2,5x106 (NAASHTO) por ano. Os pavimentos vêm apresentando desempenho superior ao previsto por modelos, pois se estimava inicialmente que a vida de fadiga do pavimento seria inferior a dois anos, mas após três anos de tráfego, o trecho monitorado I apenas apresentou trincamento com grau de severidade baixo. Já em termos de deformações permanentes, ao final do segundo ano de tráfego a trilha de roda externa apresentava afundamento médio de 5 mm, considerado elevado para o tempo de uso. Ficou evidenciado que a irregularidade é muito mais afetada pela qualidade da construção do que pelo tráfego atuante. No global, foi comprovada a importância de se sistematizarem os monitoramentos com base nos manuais desenvolvidos no Projeto Rede Temática de Asfalto. Essa sistematização resultará em um futuro próximo na primeira versão do Sistema de Dimensionamento de Pavimentos Asfálticos. / Practice has proved that asphalt pavements designed according the Brazilian method, based in CBR curves, rarely stand stresses due to trucks traffic and the climate. With the purpose of facing the challenge of developing a mechanistic-empirical pavement design method, in 2009, the Asphalt Thematic Network Program was launched, counting on PETROBRAS support. The Program aims at better comprehending paving materials behavior and asphalt pavements performance under loading, considering the diverse regional climate conditions in Brazil. Thus, a national data base is being created, which will latter allow the development of a system for designing asphalt pavements. In this context, the research related in this Thesis had the objective of following the construction and monitoring the performance of asphalt pavements on Highway BR-290, in Rio Grande do Sul state. During three years, the evolutions of the bearing capacity and functional condition of asphalt pavements, with modified binders wearing courses, granular bases and sub-bases layers and subgrade reinforcements made of sand or rocks, were monitored. Previously, paving materials had been characterized by means of laboratory tests. Emphasis was given to fatigue tests on asphalt concrete specimens since shift factors will be needed to estimate the accumulated traffic volume that the pavements will stand until severe bottom-up cracking occurs. Pavements construction was carefully followed in order to fully know construction quality. Every 6 or 12 months, surveys were carried out to measure pavement deflections, permanent deformation (rutting and roughness) and texture and to identify surface distresses. It was evaluated that a yearly traffic volume of 2.5 millions of equivalent single axle load. Pavements performance has exceeded models predictions. It was expected that after two years of traffic the pavements would be severely cracked; however, just after three years of traffic only a few isolated fatigue cracks appeared on the surface of one section. Regarding permanent deformation, in the outer wheel path rut depth averaged 5 mm, a rather high value. It was shown that roughness is highly affected by construction quality, traffic having less effect. All in all, it was proved the importance of monitoring standardizing, based on manuals developed as a part of Asphalt Thematic Network Program. That standardization will produce, in a near future, the first version of a new Brazilian Mechanistic-Empirical Asphalt Pavements Design Method.

Submitted by Fernanda Rodrigues de Lima (fernanda.rlima@ufpe.br) on 2018-07-10T22:29:28Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Naiara Meireles de Souza.pdf: 3224977 bytes, checksum: 248dc24b32dceedc9a2b3b77cbae7bd6 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-10T22:29:28Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Naiara Meireles de Souza.pdf: 3224977 bytes, checksum: 248dc24b32dceedc9a2b3b77cbae7bd6 (MD5) Previous issue date: 2017-02-21 / CAPES / O estado de conservação de pavimentos asfálticos pode interferir diretamente no desgaste de veículos e aviões, bem como na segurança de seus usuários. A principal função requerida pelas aeronaves sobre pavimentos asfálticos de aeródromos relaciona-se ao processo de pousos e decolagens. Assim, para que operações de complexos aeroportuários sejam exercidas de maneira adequada é demandado infraestrutura que considere especialmente a movimentação das aeronaves. Por isso, os revestimentos asfálticos são considerados um dos principais componentes estruturais de aeroportos juntamente com suas instalações e equipamentos. Desse modo, a conservação dos pavimentos asfálticos gera um impacto direto na disponibilidade e custo de operações. Assim, a manutenção de pavimentos apresenta-se como um problema não somente do modal rodoviário, mas também do modal aéreo, uma vez que a deterioração de pavimentos, seja por fatores climáticos ou operacionais, apresenta-se como um dos fatores mais recorrentes de incidentes em solo envolvendo aviões. Atrelado a esse contexto, essa pesquisa sugere um modelo multicritério envolvendo uma política de inspeção em pavimentos utilizando o Delay Time Modelling com o intuito de determinar o período ótimo de inspeções e manutenção preventiva em um aeroporto brasileiro localizado na região Nordeste, visando o critério de custo e disponibilidade das operações do aeródromo. Os pavimentos asfálticos estão sujeitos a uma série de defeitos e falhas, sobretudo buracos advindos da propagação das trincas. Desse modo, os buracos foram considerados o objeto de estudo por serem os que mais despendem de tratativas de manutenção em pavimentos. O modelo proposto objetivou sugerir o intervalo ideal de inspeção e de ações preventivas de manutenção com foco no custo e na disponibilidade por meio de coleta de dados objetivos e subjetivos de acordo com o conhecimento a priori de especialista. Além disso, através da aplicação da Teoria da Utilidade Multiatributo foi possível encontrar a maior função utilidade e determinar o intervalo ideal de inspeção de modo que o critério custo e disponibilidade pudessem ser desempenhados ao mesmo tempo. / The asphalt pavements conservation status can directly interfere the utilization of vehicles and aircrafts and consequently in the safety of its users. The main function required by an aircraft on asphalt pavements of aerodromes is related to the landings and take-offs processes. Therefore, for the airport complexes’ operations to be properly carried, it is required an infrastructure that especially considers the movement of the aircrafts. For that reason, asphalt coatings are considered one of the main structural components of the airports, along with its facilities and equipments the good conservation of asphalt pavements generates a direct impact on the availability and cost of the airports operations. Thus, the maintenance of pavement is not only a road transport problem but also to the air transport, since the deterioration of pavements, either by weather or operational factors, is one of the recurring factors responsible for incidents involving aircrafts on the ground. Related to this context, this research suggests a multi-criteria model involving a pavement inspection policy, using the Delay Time Modeling, in order to establish the optimal period of inspections and preventive maintenance in a Brazilian airport located in the Northeast area, aiming the cost and availability of aerodrome operations criteria. The asphalt pavements are the main cause to a set of defects and failures, particularly the holes arising from the propagation of cracks on its structure. As a consequence, the holes were considered the object of this study because they are the ones that most demand maintenance interventions. The proposed model aimed to suggest the optimal intervals for both inspection and preventive maintenance actions focusing on cost and availability through the collection of objective and subjective data according to a priori expert knowledge. Moreover, by applying the Multiattribute Utility Theory it was found the greater utility function and determined the optimal inspection interval, so that the cost and availability criteria could be simultaneously performed.

Devido à grande predominÃncia do modal de transporte rodoviÃrio no Brasil, se faz cada vez mais necessÃrio um controle sobre as aÃÃes de manutenÃÃo e de conservaÃÃo das rodovias. Para isso, muitos ÃrgÃos rodoviÃrios adotam modernos sistemas informatizados, que à o caso do DER/CE, que utiliza o SIGMA (Sistema Integrado de GestÃo da ManutenÃÃo). O sistema, atravÃs do subsistema SGP (Sistema de GerÃncia de Pavimentos), possui um vasto banco de dados relativos à condiÃÃo das rodovias, que à alimentado com dados provenientes de levantamentos de campo, que trazem, periodicamente, informaÃÃes atualizadas da condiÃÃo das rodovias estaduais. Estes dados sÃo adquiridos utilizando metodologias definidas pela equipe tÃcnica do DER/CE, baseadas em procedimentos normalizados, sendo os principais: o levantamento de irregularidade longitudinal (IRI) e o Levantamento Visual ContÃnuo (LVC). O primeiro avalia o conforto ao rolamento e o segundo registra os defeitos de superfÃcie das rodovias. Esta pesquisa apresenta uma anÃlise comparativa entre dados de LVC e de IRI, avaliando a evoluÃÃo das quantidades de defeitos e do IRI e as metodologias e os equipamentos envolvidos nos levantamentos. Apresenta, ainda, uma tentativa de compreensÃo da evoluÃÃo dos parÃmetros medidos pelo LVC ao longo de oito anos. Espera-se que, com a contribuiÃÃo desta pesquisa, as metodologias e os dados relativos à condiÃÃo das rodovias sejam analisados considerando as limitaÃÃes encontradas e que sejam sempre adotados o equipamento e o procedimento mais apropriados. / Due to the large predominance of the transportation by highways in Brazil, it is necessary to control the actions related to maintenance and conservation of the roads. With this purpose, institutions make use of modern computational systems, such as the DER/CE, which uses the ISMA (Integrated System of Maintenance Administration). The referred system, using the subsystem PMS (Pavement Management System), has a large database related to the roads condition, filled with data provided by surveys that bring periodically up to date information of the state roads. These data are acquired by using methodologies defined by the technical staff of the DER/CE, based on the following normalized procedures: Visual Continuous Survey (LVC) and International Roughness Index Survey (IRI). The first one evaluates the comfort of the traffic rolling and the second registers the surface distresses of the roads. This research presents a comparative analysis between LVC and IRI data, evaluating the evolution of the distresses and the methodologies and equipments involved in the procedures. It is expected that, with the contribution of this research, the methodologies and road related data be analyzed considering the limitations of the equipments and procedures.