As alternativas de reciclagem se apresentam com elevado potencial para acrescentar ganho à capacidade estrutural de um pavimento, simultaneamente, aproveitando os materiais compostos do pavimento existente, acarretando benefícios econômicos e ambientais, quando comparadas às soluções de reconstrução tradicionais. Diversos métodos de reciclagem de pavimentos têm sido aplicados no Brasil, particularmente, a reciclagem com adição de cimento, entretanto, não há um método consolidado para o dimensionamento estrutural dessa solução, o que gera dificuldades e muitas vezes desconfiança no seu emprego. Para se desenvolver um procedimento de dimensionamento que contemple esse tipo de solução, foram estudados métodos presentes na bibliografia internacional. Uma abordagem detalhada sobre cada método é apresentada, denotando seus principais aspectos, resultando em uma proposta de procedimento para o dimensionamento estrutural de pavimentos com camadas recicladas com cimento, de forma a atender a metodologia do Manual de Pavimentação do Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT) aplicando conceitos de análise mecanicista. A fim de corroborar os assuntos abordados, foi realizado um estudo paramétrico com o desenvolvimento de equações para correlação entre as deformações críticas esperadas na estrutura reciclada, resultando em modelos de dimensionamento para a camada reciclada com cimento e, por fim, o estudo de caso com o dimensionamento estrutural pelos métodos abordados em segmentos da rodovia SP 270. / Recycling alternatives are presented with a high potential to add gain to the structural capacity of a pavement, making use of the existing pavement composite materials while bringing economic and environmental benefits when compared to traditional reconstruction techniques. Several methods of pavement recycling have been applied in Brazil, particularly the recycling with cement addition; however, there is no consolidated method for the structural design of this solution, which generates difficulties and often distrust regarding its employment. In order to develop a design procedure taking into account this sort of solution, methods described in international bibliography have been examined. A detailed approach to each method denoting its main aspects is presented, resulting in a proposed procedure for the structural design of pavements with cement recycled layers so as to comply with the methodology contained in the Paving Manual of National Department of Transport Infrastructure (DNIT) by applying concepts of mechanistic analysis. In order to corroborate the issues discussed, a parametric study has been carried out with the development of equations to correlate the critical deformations expected in the recycled structure, resulting in design models for the cement recycled layer and finally, the case study of a structural design on segments of Highway SP 270 using the methods discussed.

As alternativas de reciclagem se apresentam com elevado potencial para acrescentar ganho à capacidade estrutural de um pavimento, simultaneamente, aproveitando os materiais compostos do pavimento existente, acarretando benefícios econômicos e ambientais, quando comparadas às soluções de reconstrução tradicionais. Diversos métodos de reciclagem de pavimentos têm sido aplicados no Brasil, particularmente, a reciclagem com adição de cimento, entretanto, não há um método consolidado para o dimensionamento estrutural dessa solução, o que gera dificuldades e muitas vezes desconfiança no seu emprego. Para se desenvolver um procedimento de dimensionamento que contemple esse tipo de solução, foram estudados métodos presentes na bibliografia internacional. Uma abordagem detalhada sobre cada método é apresentada, denotando seus principais aspectos, resultando em uma proposta de procedimento para o dimensionamento estrutural de pavimentos com camadas recicladas com cimento, de forma a atender a metodologia do Manual de Pavimentação do Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT) aplicando conceitos de análise mecanicista. A fim de corroborar os assuntos abordados, foi realizado um estudo paramétrico com o desenvolvimento de equações para correlação entre as deformações críticas esperadas na estrutura reciclada, resultando em modelos de dimensionamento para a camada reciclada com cimento e, por fim, o estudo de caso com o dimensionamento estrutural pelos métodos abordados em segmentos da rodovia SP 270. / Recycling alternatives are presented with a high potential to add gain to the structural capacity of a pavement, making use of the existing pavement composite materials while bringing economic and environmental benefits when compared to traditional reconstruction techniques. Several methods of pavement recycling have been applied in Brazil, particularly the recycling with cement addition; however, there is no consolidated method for the structural design of this solution, which generates difficulties and often distrust regarding its employment. In order to develop a design procedure taking into account this sort of solution, methods described in international bibliography have been examined. A detailed approach to each method denoting its main aspects is presented, resulting in a proposed procedure for the structural design of pavements with cement recycled layers so as to comply with the methodology contained in the Paving Manual of National Department of Transport Infrastructure (DNIT) by applying concepts of mechanistic analysis. In order to corroborate the issues discussed, a parametric study has been carried out with the development of equations to correlate the critical deformations expected in the recycled structure, resulting in design models for the cement recycled layer and finally, the case study of a structural design on segments of Highway SP 270 using the methods discussed.

A reciclagem profunda com espuma de asfalto tem sido uma alternativa de sucesso para a restauração de pavimentos degradados. Em relação às soluções tradicionais de reabilitação, como os recapeamentos, tem a vantagem de proporcionar a correção de defeitos em camadas inferiores, com a manutenção ou pequena elevação do greide da pista, além de ganhos ambientais, como um menor consumo de materiais virgens da natureza e redução do volume de material descartado. Entretanto, no Brasil não há método para dimensionamento estrutural para esta tecnologia, o que dificulta seu emprego. Para o desenvolvimento de um procedimento de dimensionamento que contemple este tipo de solução, foram estudados métodos presentes na bibliografia internacional: guia da AASHTO de 1993 e Caltrans, dos EUA, TRL386 e TRL611, da Inglaterra, as duas versões do guia sul-africano TG2 e os métodos oriundos do Austroads, tanto o procedimento interino de 2011 como adaptações de órgãos da Austrália e Nova Zelândia. Observou-se divergência de opiniões quanto ao comportamento do material reciclado com espuma de asfalto. Alguns órgãos e autores consideram o comportamento do mesmo mais próximo às misturas asfálticas, sendo o mecanismo de falha o trincamento, e outros o definem como semelhante a um material granular modificado com alta coesão e ruptura devido às deformações permanentes. Correlaciona-se tal associação ao teor de espuma usualmente utilizado nas obras rodoviárias. Outros aspectos que se destacam para este tipo de base são o ganho de resistência ao longo do tempo devido à cura, mesmo com início da operação da rodovia e a importância da infraestrutura remanescente no dimensionamento. Tais fatos foram corroborados pelos estudos de caso e resultados do trecho experimental construído na Rodovia Ayrton Senna - SP 070, monitorado por meio de ensaios deflectométricos com FWD durante um ano. Como resultado do trabalho, foi proposto um procedimento para o dimensionamento estrutural de pavimentos com camadas recicladas a frio com espuma de asfalto utilizando dados deflectométricos que atende o método do Manual de Pavimentação do Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT) e incorpora diferentes aspectos na análise mecanicista. Outras conclusões são a viabilidade técnica a longo prazo da solução mencionada e a importância do controle tecnológico, com ênfase para o monitoramento deflectométrico nos primeiros meses de operação do pavimento para averiguar a evolução da cura do material. / Full-depth pavement reclamation with foamed asphalt has been a successful alternative for the rehabilitation of degraded pavements. In relation to the traditional rehabilitation methods, such as overlays, it has the advantage of provide the correction of the lower layer\'s defects considering the maintenance of the road grade or slight increase of it. Besides that, there are environmental gains, with less consumption for virgin materials and reduction of discarded material volume. However, in Brazil there is no structural design method for this technology, which hinders its use. To develop a design procedure which includes this kind of solution, several international methods were studied, like AASHTO (1993) and CALTRANS, from the USA; TRL386 and TRL611, from England; TG2 guide, from South Africa; and methods derived from the Austroads were studied, both, the interim procedure 2011 and local departments adaptations from Australia and New Zealand. There are divergent opinions of the behavior of the recycled material with foamed bitumen. Some agencies and authors consider the behavior of it similar to the asphalt mixtures, and the failure mechanism cracking due to fatigue. Others define it as similar to modified granular material with high cohesion and disruption due to permanent deformation. Such association is related to the foamed asphalt content usually used in road works. Other aspects that stand for such basecourse material are the gain of strength over time due to cure, even with the beginning of the highway operation and the importance of the remaining pavement\'s layers in design process. These facts were corroborated by case studies and results of the test section built in Ayrton Senna Highway - SP 070, which was monitored through falling weight deflectometer (FWD) measurements for a year. As result of this work, it is proposed a procedure for the structural design of cold recycled pavements with foamed asphalt using deflectometer data that meets the method of paving manual of the Brazilian National Department of Transport Infrastructure (DNIT). Other findings are the technical long-term viability of that solution and the importance of technological control, with emphasis on the deflection monitoring in early pavement operation to ascertain the evolution of the curing process.

A reciclagem profunda com espuma de asfalto tem sido uma alternativa de sucesso para a restauração de pavimentos degradados. Em relação às soluções tradicionais de reabilitação, como os recapeamentos, tem a vantagem de proporcionar a correção de defeitos em camadas inferiores, com a manutenção ou pequena elevação do greide da pista, além de ganhos ambientais, como um menor consumo de materiais virgens da natureza e redução do volume de material descartado. Entretanto, no Brasil não há método para dimensionamento estrutural para esta tecnologia, o que dificulta seu emprego. Para o desenvolvimento de um procedimento de dimensionamento que contemple este tipo de solução, foram estudados métodos presentes na bibliografia internacional: guia da AASHTO de 1993 e Caltrans, dos EUA, TRL386 e TRL611, da Inglaterra, as duas versões do guia sul-africano TG2 e os métodos oriundos do Austroads, tanto o procedimento interino de 2011 como adaptações de órgãos da Austrália e Nova Zelândia. Observou-se divergência de opiniões quanto ao comportamento do material reciclado com espuma de asfalto. Alguns órgãos e autores consideram o comportamento do mesmo mais próximo às misturas asfálticas, sendo o mecanismo de falha o trincamento, e outros o definem como semelhante a um material granular modificado com alta coesão e ruptura devido às deformações permanentes. Correlaciona-se tal associação ao teor de espuma usualmente utilizado nas obras rodoviárias. Outros aspectos que se destacam para este tipo de base são o ganho de resistência ao longo do tempo devido à cura, mesmo com início da operação da rodovia e a importância da infraestrutura remanescente no dimensionamento. Tais fatos foram corroborados pelos estudos de caso e resultados do trecho experimental construído na Rodovia Ayrton Senna - SP 070, monitorado por meio de ensaios deflectométricos com FWD durante um ano. Como resultado do trabalho, foi proposto um procedimento para o dimensionamento estrutural de pavimentos com camadas recicladas a frio com espuma de asfalto utilizando dados deflectométricos que atende o método do Manual de Pavimentação do Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT) e incorpora diferentes aspectos na análise mecanicista. Outras conclusões são a viabilidade técnica a longo prazo da solução mencionada e a importância do controle tecnológico, com ênfase para o monitoramento deflectométrico nos primeiros meses de operação do pavimento para averiguar a evolução da cura do material. / Full-depth pavement reclamation with foamed asphalt has been a successful alternative for the rehabilitation of degraded pavements. In relation to the traditional rehabilitation methods, such as overlays, it has the advantage of provide the correction of the lower layer\'s defects considering the maintenance of the road grade or slight increase of it. Besides that, there are environmental gains, with less consumption for virgin materials and reduction of discarded material volume. However, in Brazil there is no structural design method for this technology, which hinders its use. To develop a design procedure which includes this kind of solution, several international methods were studied, like AASHTO (1993) and CALTRANS, from the USA; TRL386 and TRL611, from England; TG2 guide, from South Africa; and methods derived from the Austroads were studied, both, the interim procedure 2011 and local departments adaptations from Australia and New Zealand. There are divergent opinions of the behavior of the recycled material with foamed bitumen. Some agencies and authors consider the behavior of it similar to the asphalt mixtures, and the failure mechanism cracking due to fatigue. Others define it as similar to modified granular material with high cohesion and disruption due to permanent deformation. Such association is related to the foamed asphalt content usually used in road works. Other aspects that stand for such basecourse material are the gain of strength over time due to cure, even with the beginning of the highway operation and the importance of the remaining pavement\'s layers in design process. These facts were corroborated by case studies and results of the test section built in Ayrton Senna Highway - SP 070, which was monitored through falling weight deflectometer (FWD) measurements for a year. As result of this work, it is proposed a procedure for the structural design of cold recycled pavements with foamed asphalt using deflectometer data that meets the method of paving manual of the Brazilian National Department of Transport Infrastructure (DNIT). Other findings are the technical long-term viability of that solution and the importance of technological control, with emphasis on the deflection monitoring in early pavement operation to ascertain the evolution of the curing process.

Submitted by Marlene Santos (marlene.bc.ufg@gmail.com) on 2016-03-02T20:13:41Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Valdemar Martins da Silva Junior- 2015.pdf: 3819482 bytes, checksum: 97968b41a20cc121c38122d649390f5b (MD5) license_rdf: 19874 bytes, checksum: 38cb62ef53e6f513db2fb7e337df6485 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-03-03T12:18:00Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Valdemar Martins da Silva Junior- 2015.pdf: 3819482 bytes, checksum: 97968b41a20cc121c38122d649390f5b (MD5) license_rdf: 19874 bytes, checksum: 38cb62ef53e6f513db2fb7e337df6485 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-03T12:18:00Z (GMT). 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This research was motivated by the agreement between the university (Universidade Federal de Goiás) and the government inspection agency (Controladoria Geral do Estado de Goiás – CGE-GO) and its main objective to evaluate laboratory if the solutions specified in the project are technically suitable for the pavements offer a satisfactory performance. The research has the specific objectives: to determine if the amount of gravel added to recycling is the amount specified in the project and, if indeed, this percentage is the one submitting the best mechanical results and check whether there was or not the breaking of aggregates during the compaction. Initially, a deformed sample of recycling material of four roads were collected in the field and from the accomplishment of conventional laboratory tests (characterization, compaction, expansion and California Bearing Ratio) and dynamic triaxial tests their characteristics and properties were determined and analyzed. Furthermore, a dosage study related to the amount of gravel added to the mixture was also carried out to check which content would provide a better performance to the pavement. The stress analysis was performed using the computer program Sigma / W and from the stresses acting in the bases of the roads was obtained the resilient modulus values of each base material used in the reconstructions and the results were compared with values obtained in existing similar studies. Among the base materials used in the reconstructions of the four roads studied, three showed resilient modulus in the laboratory higher to 400 MPa. From the analysis of the results, it appears that the recycled base with the addition of gravel has potential of application in the region of study. However, to be successful in the practice and the best relation for money, it is important to make a preliminary study of dosage, set the adequate compaction power, perform executive control on the site and evaluate the technical basis of specifications which they consider mechanistic parameters, still little existing in Brazil. / A técnica de reciclagem profunda de pavimentos consiste na reutilização dos materiais granulares das camadas existentes, bem como dos materiais granulares e betuminosos que compõem o revestimento deteriorado, podendo ainda adicionar agregados ou estabilizantes químicos, dando origem a uma nova base que irá receber um novo revestimento asfáltico. Além de eliminar a necessidade de áreas destinadas ao bota fora do material proveniente do revestimento asfáltico deteriorado, essa técnica confere maior agilidade à obra e uma redução nos custos. A realização desta pesquisa foi motivada pelo convênio firmado entre a Universidade Federal de Goiás (UFG) e a Controladoria Geral do Estado de Goiás (CGE-GO) e tem como objetivo principal avaliar laboratorialmente se as soluções especificadas em projeto são adequadas tecnicamente para o pavimento oferecer um desempenho satisfatório. A pesquisa tem como objetivos específicos: verificar se a quantidade de brita adicionada à reciclagem é a especificada em projeto e, se de fato, esse percentual é o que apresenta o melhor resultado mecânico e verificar se houve ou não a quebra de agregados durante o processo de compactação. Inicialmente, foram coletadas em campo amostras deformadas do material proveniente da reciclagem do pavimento de quatro rodovias e a partir da realização de ensaios laboratoriais convencionais (caracterização, compactação, expansão e California Bearing Ratio) e de ensaios triaxiais dinâmicos suas características e propriedades foram determinadas e analisadas. Além disso, um estudo de dosagem referente à quantidade de brita adicionada à mistura também foi realizado para verificar qual teor proporcionaria um melhor desempenho ao pavimento. A análise de tensões foi realizada através do programa computacional Sigma/W e a partir das tensões atuantes nas bases das rodovias obteve-se os valores de módulo resiliente de cada material de base utilizado nas reconstruções e os resultados encontrados foram comparados com valores obtidos em estudos similares existentes. Dentre os materiais de base utilizados nas reconstruções das quatro rodovias estudadas, três apresentaram módulo resiliente em laboratório superior a 400 MPa. A partir da análise dos resultados, verifica-se que a base reciclada com adição de brita tem potencial de aplicação na região de estudo. No entanto, para ter sucesso no emprego da prática e a melhor relação custo benefício, é importante realizar estudo preliminar de dosagem, definir a energia de compactação adequada, realizar controle executivo na obra e avaliar a técnica com base em especificações que considerem parâmetros mecanísticos, ainda pouco existentes no Brasil.