The retraction affects the setting process and the useful life of the concrete with the appearance of fissures; in last year's studies and methods have been generated to mitigate and control it with the use of different products and applications. The development of road infrastructure with the use of concrete as a rolling folder, requires methods to guarantee the durability and reduce the effects of the efforts incorporated by the use, climatic conditions, support base and restrictions of movement of the structure. To evaluate the effects of recycled synthetic polypropylene fibers in plastic retraction tests (ASTM C 1579), 3 mix designs were prepared with different ratios 58 gr., 116 gr., and 176 gr. of recycled and virgin synthetic fibers; the most significant and positive result to reduce fissures without affecting the resistance of concrete by bending and compression, was 0.50 mm without addition fibers, 0.10 mm and 0.15 mm with 176 gr. of virgin and recycled synthetic fibers. Finally, it can be concluded that adding a ratio of 4 kg per m3 allows good workability, in addition, the costs of the fibers are not representative compared to the high costs for future repairs.

Tem-se verificado, na prática, que a falta de drenagem subsuperficial é um dos principais fatores de deterioração precoce dos pavimentos. Ainda, verifica-se que são relativamente poucos os procedimentos de dimensionamento e modelos de análise de previsão de desempenho que consideram efetivamente o efeito deletério da drenagem na vida útil dos pavimentos. No entanto, observa-se que pesquisas e experiências estrangeiras não estabeleceram ainda uma correlação quantitativa confiável entre a presença dos dispositivos de drenagem e o desempenho dos mesmos. No trabalho foi realizada análise de sensibilidade dos modelos da AASHTO (versão de 1993) e HDM-4, considerados os mais difundidos na atualidade. Os modelos empregam coeficientes de drenagem para a consideração dos efeitos danosos da presença de água livre no interior de estruturas de pavimentos rígidos e flexíveis. Teoricamente, verificou-se que os modelos são sensitivos quanto à influência das condições de drenagem no desempenho dos pavimentos. Foram analisados dados reais de certa malha viária no interior do estado de São Paulo e verificou-se, na prática, que os pavimentos flexíveis sem acostamento pavimentado, ou seja, com condições precárias de drenagem, têm apresentado desempenho inferior quando comparados com estruturas dotadas de acostamentos pavimentados mais impermeáveis. Constatou-se a dificuldade de se adotar os coeficientes de drenagem nos modelos analisados, apesar da grande importância da fixação adequada no dimensionamento. Comenta-se no trabalho que, além da existência de dispositivos de drenagem subsuperficial, é necessário checar a sua continuidade e capacidade hidráulica ao longo de todo o sistema. Sugerem-se procedimentos para o dimensionamento hidráulico do sistema de drenagem de pavimentos e a necessidade de se considerar a avaliação econômica ao longo de um período, de acordo com o desempenho esperado do pavimento (LCCA - Life Cycle Cost Analysis) quando da definição da concepção de pavimentos rodoviários drenantes, principalmente quando submetidos a tráfego pesado e em condições climáticas desfavoráveis. / There has been verified, in practice, that the absence of pavement drainage is one of the main factors of early degradation of pavements. More, there are few procedures of design and performance analysis that effectively consider the damage of water during the design period. However, foreign experiments and researches do not establish a reliable correlation between the construction of pavement drainage features and pavement performance. In this text, there has been analyzed the AASHTO (version of 1993) and HDM-4 models, considered the most spread out in the present time. These models consider the damage effects of free water inside flexible or rigid pavement structures. Theoretically, it was verified that the models are sensitive about the influence of the conditions of draining in the pavement performance. It had been analyzed real data of certain roadway network in the interior of the state of São Paulo and it was verified, in practical, that the flexible pavements without paved shoulder, that is, with precarious conditions of drainage, have presented lower performance when compared with structures endowed with paved shoulders more impermeable. It was evidenced the difficulty of adopting the drainage coefficients in the analyzed models, although the great importance of the setting adjusted in the design. It is commented that, beyond the existence of devices of subsurface draining, is necessary to check its continuity and hydraulical capacity throughout the system. It\'s suggested procedures for the hydraulical design of the pavement drainage system and the necessity of considering the economic evaluation throughout a period, in accordance with the waited performance (LCCA - Life Cycle Cost Analysis) when the definition of the conception of road pavements, mainly when submitted the heavy traffic and in unfavorable climatic conditions.

Este trabalho apresenta considerações sobre os custos de pavimentos rígidos, abordando os custos de construção, os custos de manutenção e reabilitação e os custos de operação dos veículos. Apresenta, inicialmente, uma revisão dos fatores intervenientes no dimensionamento de pavimentos rígidos, particularmente os métodos adotados pela Associação Brasileira de Cimento Portland (ABCP) e pela American Association of State Highways and Transportation Officials (AASHTO), e os procedimentos construtivos mais utilizados no Brasil. As atividades de manutenção e reabilitação são associadas às principais formas de deterioração dos pavimentos rígidos, tomando-se como referência, neste trabalho, o Manual de Identificação de Defeitos do Programa SHRP. Quanto aos custos que incidem sobre os usuários e que dependem, principalmente, da condição da superfície de rolamento, são analisadas a influência da curva de desempenho e a estimativa elos custos ele operação dos veículos a partir ela irregularidade longitudinal dos pavimentos. Desenvolve-se uma programação fatorial de simulações que tem como fatores o método ele dimensionamento, o módulo de reação do subleito e o volume de tráfego. Analisam-se, ao final, a importância relativa desses fatores sobre cada urna das parcelas que compõem o custo total de um pavimento rígido. / This work analyses the costs of rigid pavements, that are compound by construction, maintenance and rehabilitation, and user costs. It is presented the basic concepts of rigid pavement design, mainiy the Brazilian Association of Portland Cement (ABCP) and the American Association of State Highways and Transportation Officials (AASHTO) methods, and the construction procedures most used in Brazil. The maintenance and rehabilitation activities are related to rigid pavement distresses, and in this work the reference is the Distress Identification Manual developed by the SHRP Program. In terms of user costs, which are due to pavement rolling condition, it is analyzed the importance of performance trends and the estimation of user costs from pavement roughness. It is developed a factorial simulation program considering the following factors: rigid pavement design method, modulus of subgrade reaction, and traffic volume. It is analyzed the relative effects of each factor on the rigid pavements total cost.

Este trabalho tem por objetivo estudar todas as parcelas de custos que envolvem os pavimentos flexíveis e rígidos durante sua vida em serviço, abordando os custos de construção, de manutenção e reabilitação e os custos de operação dos veículos. Inicialmente, tem-se a análise dos métodos utilizados para o dimensionamento dos pavimentos flexíveis e rígidos, bem como dos custos associados a diferentes procedimentos construtivos utilizados no Brasil, visando o estabelecimento dos custos de construção. Os custos de manutenção e reabilitação são determinados a partir da identificação das principais formas de deterioração dos pavimentos. Os custos de operação dos veículos, que incidem diretamente sobre os usuários e dependem, principalmente, da condição da superfície de rolamento, são calculados com base em modelos de desempenho de programas de gerência de pavimentos utilizados por organismos rodoviários brasileiros. Para uma maior abrangência da análise comparativa de pavimentos flexíveis e rígidos foi elaborada uma programação fatorial de simulações. A comparação dos custos dos pavimentos flexíveis e rígidos é proveniente da análise dos custos totais obtidos para todas as combinações de fatores intervenientes (células da matriz fatorial). Os fatores utilizados são: tipo de subleito, materiais e espessuras das camadas (métodos de dimensionamento), solicitações e volume de tráfego e estratégia de manutenção e reabilitação dos pavimentos. / This research work aims to determine and compare the total cost for both, rigid and flexible pavements. Thus, it analyzes all components of costs related to flexible and rigid pavements during their service lives, i.e., construction cost, maintenance and rehabilitation cost and users cost. For the determination of the construction cost it is considered the most used pavement design methods, as well construction procedures used in Brazil. The maintenance and rehabilitation cost is calculated based on the identification of the main distress types for both flexible and rigid pavements that occur in Brazil. The users cost, function of the pavement surface condition, is calculated from performance models used by Brazilian highway agencies. For a broader comparison of rigid and flexible pavements it is performed a factorial analysis. The main factors to be considered are: subgrade type, pavement layer material and thickness, traffic load and volume, maintenance and rehabilitation strategy. The simulations for the determination of total cost will be done for each cell of the factorial matrix, i.e., for each combination of factors.

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.

Este trabalho tem por objetivo estudar todas as parcelas de custos que envolvem os pavimentos flexíveis e rígidos durante sua vida em serviço, abordando os custos de construção, de manutenção e reabilitação e os custos de operação dos veículos. Inicialmente, tem-se a análise dos métodos utilizados para o dimensionamento dos pavimentos flexíveis e rígidos, bem como dos custos associados a diferentes procedimentos construtivos utilizados no Brasil, visando o estabelecimento dos custos de construção. Os custos de manutenção e reabilitação são determinados a partir da identificação das principais formas de deterioração dos pavimentos. Os custos de operação dos veículos, que incidem diretamente sobre os usuários e dependem, principalmente, da condição da superfície de rolamento, são calculados com base em modelos de desempenho de programas de gerência de pavimentos utilizados por organismos rodoviários brasileiros. Para uma maior abrangência da análise comparativa de pavimentos flexíveis e rígidos foi elaborada uma programação fatorial de simulações. A comparação dos custos dos pavimentos flexíveis e rígidos é proveniente da análise dos custos totais obtidos para todas as combinações de fatores intervenientes (células da matriz fatorial). Os fatores utilizados são: tipo de subleito, materiais e espessuras das camadas (métodos de dimensionamento), solicitações e volume de tráfego e estratégia de manutenção e reabilitação dos pavimentos. / This research work aims to determine and compare the total cost for both, rigid and flexible pavements. Thus, it analyzes all components of costs related to flexible and rigid pavements during their service lives, i.e., construction cost, maintenance and rehabilitation cost and users cost. For the determination of the construction cost it is considered the most used pavement design methods, as well construction procedures used in Brazil. The maintenance and rehabilitation cost is calculated based on the identification of the main distress types for both flexible and rigid pavements that occur in Brazil. The users cost, function of the pavement surface condition, is calculated from performance models used by Brazilian highway agencies. For a broader comparison of rigid and flexible pavements it is performed a factorial analysis. The main factors to be considered are: subgrade type, pavement layer material and thickness, traffic load and volume, maintenance and rehabilitation strategy. The simulations for the determination of total cost will be done for each cell of the factorial matrix, i.e., for each combination of factors.

Este trabalho apresenta considerações sobre os custos de pavimentos rígidos, abordando os custos de construção, os custos de manutenção e reabilitação e os custos de operação dos veículos. Apresenta, inicialmente, uma revisão dos fatores intervenientes no dimensionamento de pavimentos rígidos, particularmente os métodos adotados pela Associação Brasileira de Cimento Portland (ABCP) e pela American Association of State Highways and Transportation Officials (AASHTO), e os procedimentos construtivos mais utilizados no Brasil. As atividades de manutenção e reabilitação são associadas às principais formas de deterioração dos pavimentos rígidos, tomando-se como referência, neste trabalho, o Manual de Identificação de Defeitos do Programa SHRP. Quanto aos custos que incidem sobre os usuários e que dependem, principalmente, da condição da superfície de rolamento, são analisadas a influência da curva de desempenho e a estimativa elos custos ele operação dos veículos a partir ela irregularidade longitudinal dos pavimentos. Desenvolve-se uma programação fatorial de simulações que tem como fatores o método ele dimensionamento, o módulo de reação do subleito e o volume de tráfego. Analisam-se, ao final, a importância relativa desses fatores sobre cada urna das parcelas que compõem o custo total de um pavimento rígido. / This work analyses the costs of rigid pavements, that are compound by construction, maintenance and rehabilitation, and user costs. It is presented the basic concepts of rigid pavement design, mainiy the Brazilian Association of Portland Cement (ABCP) and the American Association of State Highways and Transportation Officials (AASHTO) methods, and the construction procedures most used in Brazil. The maintenance and rehabilitation activities are related to rigid pavement distresses, and in this work the reference is the Distress Identification Manual developed by the SHRP Program. In terms of user costs, which are due to pavement rolling condition, it is analyzed the importance of performance trends and the estimation of user costs from pavement roughness. It is developed a factorial simulation program considering the following factors: rigid pavement design method, modulus of subgrade reaction, and traffic volume. It is analyzed the relative effects of each factor on the rigid pavements total cost.

Tem-se verificado, na prática, que a falta de drenagem subsuperficial é um dos principais fatores de deterioração precoce dos pavimentos. Ainda, verifica-se que são relativamente poucos os procedimentos de dimensionamento e modelos de análise de previsão de desempenho que consideram efetivamente o efeito deletério da drenagem na vida útil dos pavimentos. No entanto, observa-se que pesquisas e experiências estrangeiras não estabeleceram ainda uma correlação quantitativa confiável entre a presença dos dispositivos de drenagem e o desempenho dos mesmos. No trabalho foi realizada análise de sensibilidade dos modelos da AASHTO (versão de 1993) e HDM-4, considerados os mais difundidos na atualidade. Os modelos empregam coeficientes de drenagem para a consideração dos efeitos danosos da presença de água livre no interior de estruturas de pavimentos rígidos e flexíveis. Teoricamente, verificou-se que os modelos são sensitivos quanto à influência das condições de drenagem no desempenho dos pavimentos. Foram analisados dados reais de certa malha viária no interior do estado de São Paulo e verificou-se, na prática, que os pavimentos flexíveis sem acostamento pavimentado, ou seja, com condições precárias de drenagem, têm apresentado desempenho inferior quando comparados com estruturas dotadas de acostamentos pavimentados mais impermeáveis. Constatou-se a dificuldade de se adotar os coeficientes de drenagem nos modelos analisados, apesar da grande importância da fixação adequada no dimensionamento. Comenta-se no trabalho que, além da existência de dispositivos de drenagem subsuperficial, é necessário checar a sua continuidade e capacidade hidráulica ao longo de todo o sistema. Sugerem-se procedimentos para o dimensionamento hidráulico do sistema de drenagem de pavimentos e a necessidade de se considerar a avaliação econômica ao longo de um período, de acordo com o desempenho esperado do pavimento (LCCA - Life Cycle Cost Analysis) quando da definição da concepção de pavimentos rodoviários drenantes, principalmente quando submetidos a tráfego pesado e em condições climáticas desfavoráveis. / There has been verified, in practice, that the absence of pavement drainage is one of the main factors of early degradation of pavements. More, there are few procedures of design and performance analysis that effectively consider the damage of water during the design period. However, foreign experiments and researches do not establish a reliable correlation between the construction of pavement drainage features and pavement performance. In this text, there has been analyzed the AASHTO (version of 1993) and HDM-4 models, considered the most spread out in the present time. These models consider the damage effects of free water inside flexible or rigid pavement structures. Theoretically, it was verified that the models are sensitive about the influence of the conditions of draining in the pavement performance. It had been analyzed real data of certain roadway network in the interior of the state of São Paulo and it was verified, in practical, that the flexible pavements without paved shoulder, that is, with precarious conditions of drainage, have presented lower performance when compared with structures endowed with paved shoulders more impermeable. It was evidenced the difficulty of adopting the drainage coefficients in the analyzed models, although the great importance of the setting adjusted in the design. It is commented that, beyond the existence of devices of subsurface draining, is necessary to check its continuity and hydraulical capacity throughout the system. It\'s suggested procedures for the hydraulical design of the pavement drainage system and the necessity of considering the economic evaluation throughout a period, in accordance with the waited performance (LCCA - Life Cycle Cost Analysis) when the definition of the conception of road pavements, mainly when submitted the heavy traffic and in unfavorable climatic conditions.

In most road infrastructure networks, the two prevalent types of pavements considered during the pavement type selection (PTS) process are flexible and rigid. Thus, these two structures are the most commonly constructed in the road industry. A consideration of a different pavement alternative is proposed in this study. Composite pavements, which are in essence a combination of a rigid base overlaid with a hot-mix asphalt (HMA) surface course, have the potential to meet the technical and economic requirements that are sought in the PTS process. For that reason, technical and economic evaluations were performed to justify the consideration of composite pavement systems in the PTS process. At the technical level, composite pavement design guidelines from various transportation agencies were obtained and followed to design their respective composite pavement structures. A mechanistic analysis based on the multi-layer linear elastic theory was performed on different composite structures to understand the behavior they present when compared to traditional pavements. In addition, distresses affecting composite pavements such as fatigue (bottom-up and top-down) cracking, rutting, and reflective cracking were modeled and investigated using sensitivity analyses. At the economic level, a deterministic life cycle cost analysis (LCCA) based on Virginia Department of Transportation (VDOT) guidelines was performed. This LCCA compared two proposed composite pavements (one with a cement-treated base [CTB] and the other with a continuously reinforced concrete pavement [CRCP] base) to traditional flexible and rigid pavement structures. Furthermore, sensitivity analyses involving discount rates and traffic volumes were performed to investigate their effect on the present worth (PW) computation of the four pavement alternatives. Results from this study suggest that composite pavements have both the technical and economic potential to be considered during the PTS process. / Master of Science