O processo industrial para fabricação de MDF - Medium Density Fiberboard - utiliza como combustível a casca de madeira Pinus, cuja queima gera um resíduo cinzas de granulometria fina, que constitui um problema ambiental por conter algumas substâncias em quantidade acima da permitida pela NBR 10004:2004, que o classifica como resíduo de classe II A - não inerte. O objetivo geral desta pesquisa é testar a hipótese de que o resíduo cinzas podem ser utilizadas como fíler em misturas asfálticas, mediante a verificação das propriedades de interesse à engenharia através de ensaios de laboratório: resistência à tração por compressão diametral, módulo de resiliência, vida de fadiga, dano por umidade induzida, estabilidade e fluência Marshall. Foram realizados ensaios para determinação da massa específica das cinzas - resíduo, inclusive com picnometria de gás hélio. Primeiramente, o fíler mineral foi substituído em massa pelo resíduo, optando-se, em função dos resultados preliminares, pela equivalência em volume. As dosagens Marshall, para as misturas contendo resíduo, resultaram em um teor ótimo de ligante praticamente constante, independentemente do teor utilizado (3,5% e 6,0%). Quanto às propriedades mecânicas, nos ensaios de resistência à tração, os maiores valores foram verificados para as misturas contendo 3,5% de fíler mineral, enquanto as misturas contendo cinzas - resíduo - apresentaram os menores valores. Os maiores valores de módulo de resiliência foram das misturas contendo maiores teores de fíler, sendo que o fíler mineral resultou em maior módulo de resiliência do que o resíduo. Na avaliação do dano por umidade induzida, apenas as misturas contendo 6,0% de fíler mineral se mostraram não susceptíveis, enquanto que as misturas contendo resíduo foram as que apresentaram maior susceptibilidade. O resíduo também diminuiu a vida de fadiga, sendo a diferença para as misturas com fíler mineral mais acentuada para o menor teor de fíler. Apesar dos resultados indicarem uma piora de características com a utilização do resíduo, os valores obtidos ainda se situam, na maioria dos casos, acima dos limites mínimos estabelecidos pelas normas técnicas, encorajando pesquisas adicionais, principalmente em função do problema ambiental representado pelas cinzas da queima da casca de Pinus. / The industrial production of MDF - Medium Density Fiberboard - uses Pinus wood skin as a fuel, which, after the burning process, generates a fine gradation residue, an ash that is an environmental problem due to the content of some substances, above the quantity allowed by the NRB 10004:2004, and it is classified as a class II-A - non-inert product. The general purpose of this work is to test the hypothesis that the residue can be use as a filler in hot-mix asphalt, through the evaluation of technological properties by laboratory tests such as indirect tension, resilient modulus, fatigue life, moisture susceptibility, Marshall stability and creep. The evaluation of specific gravity of the residue was done by the gas pycnometer method. Initially, the substitution of the mineral filler by the residue was done in terms of weight, but the preliminary results showed that the best option was the substitution in terms of volume. The Marshall mix design for mixtures containing the residue resulted in a binder content approximately constant for both residue contents considered in this work (3.5% and 6.0%). The indirect tension test results showed higher values for mixtures containing 3.5% of mineral filler, being the lowest values associated to mixtures that use residue. The higher the filler content, the higher the resilient modulus and mixtures with mineral filler presented higher resilient modulus values. Only the mixture with 6.0% of mineral filler passed the moisture susceptibility test, and mixtures with residue presented higher moisture susceptibility. The residue also weakened the fatigue life, being the difference higher for mixtures with lower filler content. Although the results show a worsening of asphalt mixtures properties due to the use of the residue as a filler, for most of the obtained results the value remained above the minimum acceptable by technical standards, encouraging further researches on this subject, mainly due to the environmental problem associated to the burning of Pinus wood skin.

Esta pesquisa apresenta um estudo acerca da viabilidade do uso do Compactador Giratório Superpave (CGS) no ensaio de compactação de solos e mostra também um paralelo entre o ensaio de compactação Proctor e o ensaio de compactação no CGS. Para isso, foi selecionado um solo argiloso para ser submetido a ensaios de compactação Proctor e a ensaios de compactação com uso do compactador giratório. Nos ensaios com CGS foram utilizadas três tensões normais (200, 400 e 600 kPa) e corpos de prova de 1000g e 1800g. Também foi avaliado o comportamento mecânico de corpos de prova, moldados estaticamente e por amassamento, por meio dos ensaios de compressão simples, resistência a tração por compressão diametral e triaxial cíclico. No final, foi sugerido um procedimento de compactação de solos no CGS. Nos ensaios com o CGS, verificou-se que os valores de massa específica aparente seca (MEAS) (a) foram muito menores para os ensaios com 200 kPa que aqueles apresentados nas tensões de 400 kPa e 600 kPa; (b) apresentaram diferenças muito pequenas entre os ensaios de 400 e 600 kPa; (c) foram maiores para os CPs de 1000g que para os CPs de 1800g e (d) não tiveram ganho expressivo após 75 giros. A comparação entre as curvas de compactação Proctor e do CGS mostrou que os ensaios no CGS com tensão normal de 400 kPa e 600 kPa atingiram a massa específica seca máxima (MEAS máx) do Proctor Intermediário, mas não a do Proctor Modificado. Quanto aos ensaios mecânicos, os corpos de prova moldados no CGS apresentaram, de maneira geral, melhores resultados de resistência à compressão simples e resistência a tração por compressão diametral, enquanto que para o MR, observou-se uma tendência de melhor desempenho dos CPs moldados estaticamente. / This research presents the feasibility for using the Superpave Giratory Compactor (SGC) in soils compaction and a comparative evaluation between Proctor\'s and SGC\'s compaction processes. In order to evaluate the SGC compactor, a clayey soil was submitted SGC compaction tests at three normal stress (200, 400 and 600 kPa) and two different weight specimens (1000 and 1800 g). Mechanical tests to determinate the compression and tensile strength and resilient modulus were done on specimens compacted statically and by kneading. Additionally, it is suggested a compaction protocol test on SGC. About SGC\'s result tests indicated that dry densities values (a) at 200 kPa were lower than those obtained at 400 and 600 kPa; (b) at 400 and 600 kPa did not exhibit important variations (c) of 1000g specimens were higher than the 1800g ones and (d) did not increases after 75 number of gyrations. Regarding to mechanical properties, it can be detected that, in general, compression and tensile strength of SGC\'s specimens were better than the specimens compacted statically ones, and, as resilient modulus, specimens compacted statically had better perform than SGC\'s specimens

Esta pesquisa apresenta um estudo acerca da viabilidade do uso do Compactador Giratório Superpave (CGS) no ensaio de compactação de solos e mostra também um paralelo entre o ensaio de compactação Proctor e o ensaio de compactação no CGS. Para isso, foi selecionado um solo argiloso para ser submetido a ensaios de compactação Proctor e a ensaios de compactação com uso do compactador giratório. Nos ensaios com CGS foram utilizadas três tensões normais (200, 400 e 600 kPa) e corpos de prova de 1000g e 1800g. Também foi avaliado o comportamento mecânico de corpos de prova, moldados estaticamente e por amassamento, por meio dos ensaios de compressão simples, resistência a tração por compressão diametral e triaxial cíclico. No final, foi sugerido um procedimento de compactação de solos no CGS. Nos ensaios com o CGS, verificou-se que os valores de massa específica aparente seca (MEAS) (a) foram muito menores para os ensaios com 200 kPa que aqueles apresentados nas tensões de 400 kPa e 600 kPa; (b) apresentaram diferenças muito pequenas entre os ensaios de 400 e 600 kPa; (c) foram maiores para os CPs de 1000g que para os CPs de 1800g e (d) não tiveram ganho expressivo após 75 giros. A comparação entre as curvas de compactação Proctor e do CGS mostrou que os ensaios no CGS com tensão normal de 400 kPa e 600 kPa atingiram a massa específica seca máxima (MEAS máx) do Proctor Intermediário, mas não a do Proctor Modificado. Quanto aos ensaios mecânicos, os corpos de prova moldados no CGS apresentaram, de maneira geral, melhores resultados de resistência à compressão simples e resistência a tração por compressão diametral, enquanto que para o MR, observou-se uma tendência de melhor desempenho dos CPs moldados estaticamente. / This research presents the feasibility for using the Superpave Giratory Compactor (SGC) in soils compaction and a comparative evaluation between Proctor\'s and SGC\'s compaction processes. In order to evaluate the SGC compactor, a clayey soil was submitted SGC compaction tests at three normal stress (200, 400 and 600 kPa) and two different weight specimens (1000 and 1800 g). Mechanical tests to determinate the compression and tensile strength and resilient modulus were done on specimens compacted statically and by kneading. Additionally, it is suggested a compaction protocol test on SGC. About SGC\'s result tests indicated that dry densities values (a) at 200 kPa were lower than those obtained at 400 and 600 kPa; (b) at 400 and 600 kPa did not exhibit important variations (c) of 1000g specimens were higher than the 1800g ones and (d) did not increases after 75 number of gyrations. Regarding to mechanical properties, it can be detected that, in general, compression and tensile strength of SGC\'s specimens were better than the specimens compacted statically ones, and, as resilient modulus, specimens compacted statically had better perform than SGC\'s specimens

Este trabalho apresenta estudo sobre a viabilidade técnica da incorporação de borracha de pneus em ligantes asfálticos utilizados em obras de pavimentação. Trata-se de uma alternativa para solucionar um grave problema ambiental, pois no Brasil, anualmente, são descartados mais de 30 milhões de pneus, dos quais a maior parte é disposta em locais inadequados, servindo para a procriação de vetores de doenças e representando risco de contaminação do meio-ambiente. Os efeitos dos principais fatores que condicionam o comportamento do ligante asfalto-borracha (teor e granulometria da borracha, temperatura de mistura, tempo de reação) são avaliados através de ensaios tradicionais de caracterização de ligantes asfálticos e também ensaios do Método Superpave, que determinam propriedades fundamentais, diretamente relacionadas ao desempenho dos pavimentos no campo. Os resultados da análise estatística da programação fatorial de ensaios laboratoriais desenvolvida evidenciam o efeito preponderante do teor de borracha e, principalmente, que o ligante asfalto-borracha pode aumentar a resistência ao acúmulo de deformação permanente e ao aparecimento de trincas por fadiga do revestimento. / This work presents the results of a study about the technical feasibility of the use of asphalt-rubber binder by the asphalt paving industry. In Brazil, more than 30 million tires a year are disposed, mostly in inadequate sites, causing serious health and environmental problems. The effects of the main factors (rubber content, rubber particle size, temperature of mixture, reaction time) on the behavior of asphalt-rubber binders are evaluated by traditional tests and also by tests of the Superpave Method, which are based on fundamental properties, directly related to field performance. The results of the statistical analysis of the factorial design of laboratory experiments show the most significant effect of rubber content and, mainly, that asphalt-rubber binder can increase the resistance to permanent deformation and fatigue cracking.

O processo industrial para fabricação de MDF - Medium Density Fiberboard - utiliza como combustível a casca de madeira Pinus, cuja queima gera um resíduo cinzas de granulometria fina, que constitui um problema ambiental por conter algumas substâncias em quantidade acima da permitida pela NBR 10004:2004, que o classifica como resíduo de classe II A - não inerte. O objetivo geral desta pesquisa é testar a hipótese de que o resíduo cinzas podem ser utilizadas como fíler em misturas asfálticas, mediante a verificação das propriedades de interesse à engenharia através de ensaios de laboratório: resistência à tração por compressão diametral, módulo de resiliência, vida de fadiga, dano por umidade induzida, estabilidade e fluência Marshall. Foram realizados ensaios para determinação da massa específica das cinzas - resíduo, inclusive com picnometria de gás hélio. Primeiramente, o fíler mineral foi substituído em massa pelo resíduo, optando-se, em função dos resultados preliminares, pela equivalência em volume. As dosagens Marshall, para as misturas contendo resíduo, resultaram em um teor ótimo de ligante praticamente constante, independentemente do teor utilizado (3,5% e 6,0%). Quanto às propriedades mecânicas, nos ensaios de resistência à tração, os maiores valores foram verificados para as misturas contendo 3,5% de fíler mineral, enquanto as misturas contendo cinzas - resíduo - apresentaram os menores valores. Os maiores valores de módulo de resiliência foram das misturas contendo maiores teores de fíler, sendo que o fíler mineral resultou em maior módulo de resiliência do que o resíduo. Na avaliação do dano por umidade induzida, apenas as misturas contendo 6,0% de fíler mineral se mostraram não susceptíveis, enquanto que as misturas contendo resíduo foram as que apresentaram maior susceptibilidade. O resíduo também diminuiu a vida de fadiga, sendo a diferença para as misturas com fíler mineral mais acentuada para o menor teor de fíler. Apesar dos resultados indicarem uma piora de características com a utilização do resíduo, os valores obtidos ainda se situam, na maioria dos casos, acima dos limites mínimos estabelecidos pelas normas técnicas, encorajando pesquisas adicionais, principalmente em função do problema ambiental representado pelas cinzas da queima da casca de Pinus. / The industrial production of MDF - Medium Density Fiberboard - uses Pinus wood skin as a fuel, which, after the burning process, generates a fine gradation residue, an ash that is an environmental problem due to the content of some substances, above the quantity allowed by the NRB 10004:2004, and it is classified as a class II-A - non-inert product. The general purpose of this work is to test the hypothesis that the residue can be use as a filler in hot-mix asphalt, through the evaluation of technological properties by laboratory tests such as indirect tension, resilient modulus, fatigue life, moisture susceptibility, Marshall stability and creep. The evaluation of specific gravity of the residue was done by the gas pycnometer method. Initially, the substitution of the mineral filler by the residue was done in terms of weight, but the preliminary results showed that the best option was the substitution in terms of volume. The Marshall mix design for mixtures containing the residue resulted in a binder content approximately constant for both residue contents considered in this work (3.5% and 6.0%). The indirect tension test results showed higher values for mixtures containing 3.5% of mineral filler, being the lowest values associated to mixtures that use residue. The higher the filler content, the higher the resilient modulus and mixtures with mineral filler presented higher resilient modulus values. Only the mixture with 6.0% of mineral filler passed the moisture susceptibility test, and mixtures with residue presented higher moisture susceptibility. The residue also weakened the fatigue life, being the difference higher for mixtures with lower filler content. Although the results show a worsening of asphalt mixtures properties due to the use of the residue as a filler, for most of the obtained results the value remained above the minimum acceptable by technical standards, encouraging further researches on this subject, mainly due to the environmental problem associated to the burning of Pinus wood skin.

Master of Science / Civil Engineering / Mustaque A. Hossain / Use of recycled materials in asphalt pavement has become widespread recently due to rising costs of virgin binder and increased attention to sustainability. Historically, recycled asphalt pavement (RAP) has been the most commonly used recycled material for hot-mix asphalt (HMA). However, recycled asphalt shingle (RAS), another recycled material, has recently become popular. Although there are some guidelines regarding use of RAP and RAS in HMA, their effects on mixture performance, especially on mixtures containing RAS, are not thoroughly understood. In this research, three recycled Superpave mixture designs from the Kansas Department of Transportation (KDOT) with 9.5 mm (SR-9.5A) and 19 mm (SR-19A) Nominal Maximum Aggregate Size (NMAS) were selected as control mixtures. Mixtures containing higher percentages of recycled materials (RAP and RAS) were developed using KDOT blending charts. A total of nine mixtures with varying virgin binder contents were designed and assessed for moisture susceptibility, rutting resistance, and fatigue cracking propensity using modified Lottman, Hamburg Wheel Tracking Device, flow number, Dynamic Modulus, and S-VECD direct tension fatigue tests. Results confirmed the effect of NMAS and material source on mixture performance. For SR-9.5A, the mixtures showed increased susceptibility to moisture and rutting damage below virgin binder content of 75%. For SR-19A, mixtures with virgin binder content of 70% showed satisfactory performance properties. Mixtures with virgin binder contents lower than 60% definitely showed inferior performance.

El objetivo principal de este trabajo fue evaluar el comportamiento mecánico de mezclas asfálticas del tipo Superpave y SMA (Stone Mastic Asphalt) mediante un análisis comparativo del desempeño del asfalto convencional y del asfalto modificado con SBS (estireno–butadieno-estireno). Determinando módulos dinámicos edométricos de mezclas asfálticas a diferentes temperaturas de ensayo.

Recent research developments have indicated that asphalt mixture durability and pavement life can be increased by modifying the Superpave asphalt mixture design method to achieve an in-place density of 95%, 2% higher than the conventional density requirements of approximately 93% (7% air voids content). Doing so requires increasing the design air voids content to 5% from the conventional requirement of 4 percent. After successful laboratory testing of this modified mixture design method, known as Superpave 5, two controlled field trials and one full scale demonstration project, the Indiana Department of Transportation (INDOT) let 12 trial projects across the six INDOT districts based on the design method. The Purdue University research team was tasked with observing the implementation of the Superpave 5 mixture design method, documenting the construction and completing an in-depth analysis of the quality control and quality assurance (QC/QA) data obtained from the projects. QC/QA data for each construction project were examined using various statistical metrics to determine construction performance with respect to INDOT Superpave 5 specifications. The data indicate that, on average, the contractors achieved 5% laboratory air voids, which coincides with the Superpave 5 recommendation of 5% laboratory air voids. However, on average, the as-constructed in-place density of 93.8% is roughly 1% less than the INDOT Superpave 5 specification. The findings of this study will benefit the future implementation of this modified mixture design method.<br>

Estágio realizado no CICCOPN - e orientado pelo Eng. Adriano Manuel da Silva Teixeira / Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Área de Especialização de Vias de Comunicação). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-07-31T12:34:48Z No. of bitstreams: 1 ALAN BARBOSA CAVALCANTI - DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2016.pdf: 10125551 bytes, checksum: 099fb54150be5eec5245e1eefd764544 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-31T12:34:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ALAN BARBOSA CAVALCANTI - DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2016.pdf: 10125551 bytes, checksum: 099fb54150be5eec5245e1eefd764544 (MD5) Previous issue date: 2013 / CNPq / A medida que a Tecnologia da Informação (TI) evolui, as organizações acompanham esse crescimento e fazem uso dessa ferramenta integrando-as aos seus insumos e serviços, a exemplo do uso de softwares que automatizam seus processos. Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de uma ferramenta computacional (Software) visando possibilitar uma análise sobre técnicas, materiais, critérios, normalizações, procedimentos, e resultados obtidos no projeto de Dosagem de Concretos Asfálticos pelo método SUPERPAVE. Para o desenvolvimento do programa SOFTPAVE foi utilizado o modelo de Prototipação visando fornecer aos usuários um aplicativo e uma interface com representação física dos principais aspectos do sistema de implementação da Dosagem. O SOFTPAVE consegue determinar, dentro dos critérios preconizados pelas as normas brasileiras e americanas, o teor de ligante ideal para as misturas asfálticas projetadas de forma que possam atender as exigências no que se refere às propriedades mecânicas, a serem obtidas em laboratórios, e que tenham um desempenho satisfatório em campo. / As the Technology of Information (TI) develops, the companies follow up the growth and make use of this tool integrating it with their inputs and services, as example, the use of softwares that automate their processes. The following paper had as objective the development of a computational tool (software) order to enable an analysis of techniques, materials, criteria, normalizations, procedures and results obtained with the project of Dosage of Asphaltic Concrete through the method SUPERPAVE. In the development of the software SOFTPAVE the model of Prototipation was used to give the users an application and an interface with physical representation of the major aspects of the implementation system of the Dosage. It is possible to conclude that the SOFTPAVE is able to determinate, within the criteria recommended by Brazilian and American standards, the ideal proportion of binding agent for the asphaltic mixtures, designed to meet the requirements regarding mechanical properties, to be developed in research labs, and that present successful results in field.