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Desenvolvimento e a utilização de um equipamento de grandes dimensões na análise do comportamento mecânico de uma seção de pavimento sob carregamento cíclico / Development and the use of large-scale equipment in the analysis of the mechanical behavior of a paviment section under cyclic-loading

Kakuda, Francis Massashi 20 September 2010 (has links)
A presente pesquisa tem por objetivo desenvolver, montar e testar um equipamento de grandes dimensões (largura de 1,5 x 1,5 m e altura de 1,2 m) para o ensaio em laboratório de estruturas de pavimentos com materiais, espessuras de camadas e condições de carregamento similares às de campo. Ainda nesta pesquisa analisou-se o emprego de geossintético como reforço da camada de base de novos pavimentos sobre o efeito da variação da umidade do subleito. O carregamento cíclico é gerado a partir de um cilindro pneumático. A instrumentação é constituída de LVDTs, células de carga e de tensão total que permitem o monitoramento das cargas aplicadas, das tensões no interior das camadas, e deformações elásticas e permanentes na superfície do pavimento. O carregamento cíclico, com frequência de 1 Hz, foi aplicado sobre placas rígidas com diâmetros de 300 mm e 216 mm e magnitudes de 40 kN e 20 kN, respectivamente. A partir das bacias de deflexões obtidas, foi possível, por meio de retro-análise, a determinação dos módulos de resiliência dos materiais e a partir das curvas de recalque obter uma equação da deformação plástica em função do número de ciclos de carga. O equipamento apresentou bom funcionamento, atendeu às expectativas e os transdutores forneceram medidas com a precisão exigida. E a utilização de geogrelha como reforço de camada de base mostrou eficaz tanto na redução das deformações permanentes como elásticas. / This research aims at develop, assembly and test of application of large-scale equipment (width of 1.5 x 1.5 m and height of 1.2 m) for the testing in pavement structures laboratory, with materials, thicknesses of layers and loading conditions similar to the field ones. The research still studied the application of geosynthetics as base layer reinforcement to news pavements by effect of variation in subgrade layer moisture. The loading is cyclic and generated from a pneumatic actuator. The instrumentation is constituted of LVDTs, load-cells and soil pressure transducers that permit monitoring the applied loads and the stress distribution in the interior of the layers, as well as plastic and elastic deformations. The cyclic-loading (frequency of 1 Hz) was applied on a 30-mm-diameter and a 26-mm-diameter rigid plate with force of 40 kN and 20 kN, respectively. From the deflection basin obtained, it is possible, by means of back calculation, the determination of the resilient modulus of the materials and from the deformation basin obtained the equation of permanent deformation in function of the cycle number. The equipment showed a good operation, attended to the expectations and the transducers supplied measures with the precision required.
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Estudo da aderência entre camadas asfálticas de pavimentos. / The performance of bond between betuminous layers.

Guimarães, Poliana Avelar 17 December 2012 (has links)
A aplicação de pintura de ligação entre camadas asfálticas é prática comum em obras de pavimentos novos ou restaurações, sendo importante para garantir a aderência entre as camadas. Esse tratamento da interface geralmente é feito com emulsão asfáltica, que faz com que a estrutura do pavimento trabalhe como um sistema monolítico, evitando problemas de trincamento precoce por fadiga, ou escorregamentos. Esse trabalho tem como objetivo estudar a variabilidade de comportamento dos revestimentos asfálticos quanto à aderência na interface, tendo em vista a taxa aplicada de pintura de ligação, o tipo de emulsão (convencional ou modificada por polímero), a superfície de contato entre as camadas e a presença, ou não, de um sistema anti-reflexão de trincas (geotêxtil e grelha de fibra de vidro). A aderência foi medida por meio do ensaio de cisalhamento direto Leutner, em amostras produzidas em laboratório e extraídas de pista. Foram produzidas placas com dupla camada de revestimento asfáltico, sendo a camada superior um CBUQ (Concreto Betuminoso Usinado a Quente) e a inferior, ora SAMI (Stress Absorbing Membrane Interlayer), ora CBUQ, variando a taxa de aplicação de pintura de ligação na interface (0,0; 0,25; 0,5 e 0,75 L/m2) e o tipo de emulsão aplicada (RR-1C, RR- 1C-E e RR-2C-E), além de testar duas diferentes dimensões para as amostras cilíndricas ensaiadas (100 e 150 mm de diâmetro). Os ensaios de cisalhamento direto foram feitos com carregamento monotônico, à taxa de deslocamento de 50mm/min e à temperatura de 20ºC. Realizou-se o mesmo ensaio também com velocidade de 1 mm/min para avaliar a influência desse parâmetro nos resultados de aderência para as três emulsões testadas. As amostras de pista, com 100 mm de diâmetro, foram retiradas de um trecho experimental na Rodovia Ayrton Senna (SP- 070), do km 38,000 ao 39,500. Os resultados do teste de aderência em laboratório demonstraram influência do tipo de emulsão, da presença de geotêxtil/grelha na interface, do diâmetro da amostra, da textura superficial entre camadas e da velocidade de ensaio nos valores de tensão cisalhante máxima e na taxa ótima de aplicação de emulsão. Os valores de taxa ótima de pintura de ligação foram maiores quando na presença de geotêxtil na interface e para superfícies de contato com maior macrotextura. Quanto à aderência, as amostras com grelha não apresentaram diferença significativa comparadas ao uso de interface somente com pintura de ligação, enquanto as amostras com geotêxtil na interface resultaram em valores bem 8 inferiores de tensão cisalhante máxima. Para ensaios com diferentes tipos de pintura de ligação, as amostras com emulsão modificada nem sempre apresentaram melhores resultados em relação às amostras com emulsão convencional. / Asphalt tack coat is commonly applied at the interface between asphalt layers during new pavement construction or overlay to ensure proper bond between the layers. This treatment at the interface, usually done with asphalt emulsion, allows the pavement structures to function as a monolithic system, avoiding problems like premature fatigue cracking, or slippage. This study aims to evaluate: (i) the influence of the tack coat type (neat or polymer modified asphalt emulsion), (ii) the application rate, (iii) the surface type, and (iv) the presence, or not, of an anti-reflective cracking interlayer (geotextile and fiber glass grid), in the adhesion properties between asphalt concrete layers. The adhesion between layers was tested through the Leutner shear test in laboratory and field samples. A double-layer system was produced with HMA as the top layer and SAMI (Stress Absorbing Membrane Interlayer), or HMA, as the bottom layer, varying the tack coat type (RR-1C, RR-1C-E e RR-2C-E), the application rate at the interface (0,0; 0,25; 0,50 and 0,75 L/m²) and the samples diameter (100 and 150 mm diameter). It was used the standard shear displacement rate of 50 mm/min, and the test temperature was set at 20°C. The same procedure was run with a displacement rate of 1 mm/min to evaluate its influence on the adhesion of three asphalt emulsions used as the tack coat. An experimental test section was constructed on Rodovia Ayrton Senna (SP-070), from km 38,000 to 39,500, and core samples (100 mm diameter) were extracted. The results of maximum shear stress demonstrate the influence of the tack coat type, the surface type, the sample diameter, the test displacement rate and the presence of a geotextile/grid on the adhesion at the interface between the asphalt layers,. Samples with grid at the interface presented similar results when compared with the samples with only tack coat at the interface. Samples with geotextile, however, presented significant lower values of maximum shear stress. The Leutner results showed that not always the modified asphalt emulsions present higher shear strength when compared to the neat asphalt emulsions.
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Avaliação experimental de protótipos de estruturas de contenção em solo reforçado com geotêxtil / Field monitoring behavior of geotextile-reinforced soil retaining wall prototypes

Benjamim, Carlos Vinicius dos Santos 09 June 2006 (has links)
Apesar das vantagens relacionadas ao uso de estruturas de contenção em solo reforçado, a maioria das obras em nosso país ainda é executada por soluções convencionais. A ausência de um conhecimento mais profundo sobre o real comportamento das estruturas em solo reforçado, principalmente em termos de deslocamentos, certamente impede uma utilização mais intensa desse tipo de obra no Brasil. Com isso, para contribuir para um melhor entendimento do desempenho de estruturas em solo reforçado, foram construídos oito protótipos de estrutura de contenção em solo reforçado com geotêxtil, com 4,0 m de altura cada. Todas as estruturas foram instrumentadas, principalmente visando os deslocamentos, para avaliar o comportamento de campo. Adicionalmente, foi realizada a análise, em longo prazo, de um talude íngreme com 15,3 m de altura, construído no estado americano de Idaho, em que foram realizadas leituras até cinco anos após o fim da construção. Esse trabalho apresenta os resultados de cada protótipo construído, juntamente com os resultados do talude íngreme em Idaho, tanto em curto, quanto em longo prazo. As análises desenvolvidas compreendem, além da avaliação dos resultados individuais de cada estrutura, uma análise paramétrica entre todos os protótipos, investigando entre outros fatores, o tipo de solo, tipo de geossintético e geometria interna das estruturas. Além disso, foi realizada uma abordagem especial sobre a análise em longo prazo do protótipo 7. Dentre as conclusões mais importantes obtidas nesta pesquisa, podem-se citar as grandes deformações de fluência registradas no protótipo 7, a tendência de formação de uma superfície potencial de ruptura linear para os protótipos construídos com solo granular e de espiral logarítmica para os protótipos construídos com solos coesivos, a importância da coesão no bom comportamento das estruturas e a redução das movimentações verticais das estruturas com o acréscimo do teor de areia na granulometria do solo / Despite the important advantages associated with the use of geotextiles as reinforcement, most retaining walls in Brazil still use more conventional. The lack of field monitoring data regarding the internal and face displacements of these structures has certainly prevented broader use of this reinforced soil technology. This study addresses several aspects related to the behavior of geotextile-reinforced soil structures, such as the deformability of reinforcement materials under the confinement of soil, and quantification of the actual failure mechanisms. To achieve these goals, eight 4.0 m high geotextile-reinforced soil retaining wall prototypes were built and instrumented in order to quantify their behavior under ambient atmospheric conditions. Granular and poorly draining backfills were used in this study. Innovative construction methods and instrumentation were developed specifically for this research program. A significant laboratory testing program was conducted to quantify the stress-strain properties of the soils and geosynthetics involved in the construction of the walls. As a reference, the behaviors of these prototype structures were compared with that of a long term analysis of a steep slope in Idaho, USA. This wall is 15.3 m high, with displacement measurements carried out until five years after the end of the construction. A parametric analysis was conducted for the prototypes, in order to investigate the effects of soil type, reinforcement type and internal geometry of the structures. Among the most important conclusions obtained in this research, it is the large creep strains observed in prototype 7, the tendency of a linear potential slip surface observed for the walls constructed with granular backfills, and a log spiral slip surface for the prototypes constructed with cohesive backfills, the importance of the apparent cohesion in the behavior of the structures, and the reduction of the vertical movements of the structures with the increase of the amount of sand in the grain size distribution of the soil
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Estudo de reforço de pavimentos com ensaios de arrancamento em equipamento de pequenas dimensões / Pavements reinforcement study using small dimensions pullout equipment

Ferreira, Julio Antonio Zambrano 18 May 2007 (has links)
Este trabalho apresenta um estudo comparativo da eficiência de diferentes geossintéticos no reforço de base de pavimentos de obras viárias com ensaios de arrancamento de pequeno porte. Utilizou-se geogrelhas de polipropileno, poliéster e de fibra de vidro e geotêxtil tecido de polipropileno. Um solo com 58% de argila (subleito) e um pedregulho areno-siltoso (camada de base) foram empregados. Os ensaios de arrancamento foram executados com diferentes combinações entre solos e geossintéticos. Nestes foi utilizado um novo sistema de medida direta de deslocamentos ao longo da inclusão com sensores óticos a laser. Além de analisar os resultados com curvas força de arrancamento x deslocamentos, foi possível utilizar gráficos rigidez x deformação para determinar o melhor geossintético no reforço de base de pavimentos. Como o corpo-de-prova de geossintético é de tamanho reduzido, garante-se a mobilização completa do reforço durante o ensaio de arrancamento e assim, é possível obter a deformação do mesmo. A abertura frontal da caixa de arrancamento tem influência no valor da força máxima ao arrancamento registrada no ensaio. Os resultados mostram que a interação solo-reforço é mais importante que a rigidez não-confinada do geossintético no comportamento do material em situação de confinamento no interior do maciço de solo. Observou-se que a resistência de junta, a geometria e o agulhamento da geogrelha, além da granulometria do solo, afetam a rigidez inicial do sistema. A melhor opção para os solos e geossintéticos estudados segue a seguinte ordem: (1) geogrelha de polipropileno, (2) geogrelha de poliéster, (3) geotêxtil tecido de polipropileno e (4) geogrelha de fibra de vidro. / This work presents an evaluation of various geosynthetics efficiency in reinforced base course of road pavements using small scale pullout tests. It was used polypropylene, polyester and glass fiber geogrids and polypropylene woven geotextile. A soil with 58% of clay (subgrade), and a sandy-silty gravel (base course) were used. The pullout tests were conducted with different combinations among soils and geosynthetics. In these tests, a new system of direct measurement of inclusion displacements with laser optical sensors was used. Beyond analyzing the results with curves pullout force x displacements, it was possible to use graphics rigidity x deformation in order to determinate the best geosynthetic in base course reinforcement. As the geosynthetic specimen is of small size, the complete mobilization of the reinforcement is guaranteed and, therefore, it is possible to obtain its deformation. The frontal aperture of the pullout box influences the maximum pullout resistance. The results show that the soil-reinforcement interaction is more important than the unconfined rigidity of the geosynthetic on the material behavior in confinement situation inside the soil block. The joint resistance, the geogrid geometry and its nailing, besides the soil particles size, affect the initial system rigidity. Therefore, they are important for base course reinforcement of road pavements. The results showed that the best option for the soils and geosynthetics studied are in the following order: (1) polypropylene geogrid, (2) polyester geogrid, (3) polypropylene woven geotextile and (4) glass fiber geogrid.
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Fluxo heterotérmico em solos compactados protegidos por barreiras sintéticas.

Marcus Guadagnin. Moravia 08 November 2007 (has links)
Alguns solos apresentam capacidade de suporte suficiente para atuar, na condição não saturada, como base ou sub-base de estruturas de pavimentos. A capacidade de suporte destas camadas de solo compactado pode ser bastante afetada pelas intempéries, uma vez que estas últimas têm o potencial de provocar variações no grau de saturação. O aumento do grau de saturação implica na redução da sucção e, conseqüentemente, na perda de resistência mecânica dos solos. Deste modo, barreiras de fluxo em geossintéticos apresentam-se como uma opção interessante para o problema, evitando a infiltração da fase de água e, conseqüentemente, a variação do teor de umidade nas camadas de solo de estruturas de pavimento, o que assegura, ao longo do tempo, as características obtidas pelo processo de compactação. Neste trabalho são estudados os fluxos de ar e da fase de água, incitados por gradientes térmicos, no interior de solos encapsulados com geossintéticos. Análises numéricas para um modelo de fluxo heterotérmico unidimensional em meios porosos foram realizadas. Uma metodologia de ensaio também é descrita, permitindo, então, discutir a aplicabilidade do modelo teórico na compreensão da influência da migração de umidade no comportamento de camadas de solo protegido por barreiras sintéticas.
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Contribuição para a elaboração de método de projeto de restauração de pavimentos asfálticos utilizando geossintéticos em sistemas anti-reflexão de trincas.

Guillermo Enrique Montestruque Vilchez 00 December 2002 (has links)
A pesquisa contribui na estruturação de um modelo que possa ser aplicado ao projeto de restauração de pavimentos severamente trincados com o uso de sistemas anti-reflexão de trincas. Foram considerados dois sistemas usuais: camada de desvio de trincas com membrana intermediária de geotêxtil impregnado por asfalto, e camada intermediária de absorção de tensões através de grelha polimérica. A quantificação do desempenho obtido com a inserção dessas camadas intermediárias em relação ao desempenho da técnica convencional de recapeamento simples em concreto asfáltico foi feita de duas formas. Na primeira, ensaios de fadiga dinâmicos foram executados em vigotas prismáticas concebidas de modo a simular um pavimento trincado que tenha sido restaurado através de uma das técnicas aqui avaliadas, com aplicação de carga em duas posições críticas em relação à trinca subjacente: flexão e cisalhamento. Na segunda, um trecho experimental foi implantado em uma rodovia para estudo do desempenho relativo de seções restauradas com e sem o uso de membrana intermediária de geotêxtil. Os ensaios de laboratório mostraram que os principais fatores estruturais envolvidos (carga aplicada, abertura da trinca subjacente) não afetaram significativamente o Fator de Efetividade (incremento da vida de fadiga em relação ao recapeamento simples), sendo possível atribuir um fator igual a 5 para a grelha polimérica e um fator por volta de 2 para o geotêxtil. Enquanto o efeito do geotêxtil na posição cisalhante de carregamento foi pequeno (fator entre 1,3 e 1,6), o efeito da grelha foi significativo (fator entre 4,45 e 6,14). A grelha é mais recomendável, portanto, para situações onde a atividade das trincas seja elevada e a camada trincada seja mais espessa. O desempenho do trecho experimental confirmou o fator de efetividade de laboratório para as seções restauradas com o uso de geotêxtil, no que diz respeito ao trincamento por reflexão da camada asfáltica de recapeamento. Com relação aos mecanismos envolvidos na ação das camadas intermediárias aqui avaliadas, foram confirmadas observações de outros estudos com relação ao redirecionamento para a horizontal da trinca de reflexão no caso do geotêxtil. A ação da grelha foi no sentido de impedir a formação de uma única trinca de reflexão que monopolizasse a dissipação de energia em sua extremidade, forçando, ao contrário, o surgimento de muitas microfissuras distribuídas sobre um volume maior dentro da camada, com padrão errático de propagação, menores velocidades de crescimento e menor severidade. A simulação do ensaio através do Método dos Elementos Finitos explica o mecanismo observado em laboratório.
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Implementação de ensaios de arrancamento cíclico de geossintéticos / Implementation of cyclic pull out tests of geosynthetics

Napa García, Gian Franco 30 March 2011 (has links)
Os ensaios de arrancamento cíclicos são utilizados para avaliar o comportamento de sistemas de solo reforçado quando submetidos a carregamentos cíclicos, podendo ser aplicados na área de pavimentos reforçados com geossintéticos ou em comportamento sísmico de solos reforçados com geossintéticos. O comportamento de sistemas de solo reforçado submetidos a carregamentos cíclicos ainda não é bem compreendido. Em vista disso, equipamentos de arrancamento cíclicos de geossintéticos são desejáveis para o estudo deste comportamento. O equipamento de arrancamento de geossintéticos existente no laboratório de geossintéticos da Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo foi modificado para a realização de ensaios de arrancamento cíclico de geossintéticos. Dois tipos de ensaios foram implementados para avaliar o comportamento cíclico de sistemas de solo reforçado com geogrelhas: o ensaio de módulo de cisalhamento de resiliência de interface solo-geogrelha, Gi, e o ensaio de resistência pós-ciclagem. Foram realizados 20 ensaios, entre ensaios de arrancamento monotônico, cíclicos e de testes, de geogrelhas. Foram avaliados dois sistemas, um deles de inclusão longa, de 510 mm de comprimento e 310 mm de largura; e o outro de inclusão curta, de 240 mm de comprimento e 310 mm de largura. Os ensaios para a obtenção de Gi mostraram que para o sistema de inclusão longa, foi possível ajustar os valores obtidos através de vários modelos de calibração e no caso do sistema de inclusão curta, foi impossível realizar medidas de deslocamento devido à precisão dos LVDT. Os ensaios de resistência pósciclagem foram realizados em um sistema análogo ao sistema de inclusão curta do ensaio para obtenção de Gi. Os resultados dos ensaios de resistência pós-ciclagem mostraram-se consistentes com os valores esperados em termos de resistência e deslocamentos cíclicos. Os ensaios de resistência pós-ciclagem mostram que o sistema de solo reforçado avaliado é susceptível a atingir a condição de ruína quando submetidos a carregamentos cíclicos de amplitude alta, mesmo sendo estáveis para carregamentos monotônicos de serviço. No entanto, sob uma amplitude de ciclagem baixa o sistema se comporta de maneira estável em termos de evolução de deslocamentos mesmo em condições cíclicas. As incertezas de medição, as vibrações transmitidas, a ausência de representatividade do comprimento da inclusão, presença de ruídos elétricos, bem como as limitações do equipamento evidenciam a necessidade de melhoria dos procedimentos de ensaio recomendados para a obtenção de Gi, e melhorar a qualidade da avaliação do comportamento da resistência pós-ciclagem. / Cyclic pull out tests have been used to evaluate the behavior of reinforced soil systems when subjected to cyclic loading. These tests are applied in areas such as geosynthetic reinforced pavements or geosynthetics reinforced soil systems when subjected to seismic loadings. Cyclic behavior of reinforced systems is not yet well understood. In this sense, cyclic test apparatus are desirable to study this behavior. Pull out test apparatus of the School of Engineering of São Carlos of the University of São Paulo was modified to perform cyclic pull out tests of geosynthetics. Two types of tests were conducted to evaluate cyclic behavior of geogrid reinforced systems: soil-geogrid interface resilient shear modulus test, Gi, and postcycling resistance test. Twenty tests were carried out such as monotonic, cyclic and calibration tests of geogrids. Two systems were evaluated: the first called long inclusion, with 510 mm length and 310 mm width, and the second system called short inclusion, with 240 mm length and 310 mm width. Concerning the long inclusion system, Gi tests showed that it was possible to adjust the values obtained through various calibration models; the short inclusion system presented deficiency to measure displacements due to LVDTs accuracy. Post-cycling resistance tests were performed on a system similar to the short inclusion test. Post-cycling resistance tests showed good performance when compared to the literature values regarding to resistance and cyclic displacements. These tests showed that the reinforced system evaluated could suffer rupture when subjected to high amplitude cyclic loading, even when this system is stable for the same monotonic load levels. Besides that, the system behaved stably under a low amplitude cyclic loading in terms of cyclic displacements evolution, even under cyclic condition. Uncertainty in measures, transmitted vibrations, lack of inclusion length representativeness, electric noises, and equipment limitations need improvements in test procedures to evaluate Gi as well to enhance the evaluation quality of the post-cycling resistance.
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Caracterização dos comportamentos hidráulico e mecânico de geocompostos bentoníticos e de outros sistemas geossintéticos destinados às camadas de cobertura de aterros sanitários / Caractérisation du comportement hydraulique et mécanique des géocomposites bentonitiques et d\'autres systèmes géosynthétiques destinés aux couches de couverture des centres de stockage de déchets

Pitanga, Heraldo Nunes 13 December 2007 (has links)
Esta tese consiste no estudo da permeabilidade à gás e da resistência ao cisalhamento de interface de geocompostos bentoníticos (GCLs) e de outros sistemas geossintéticos que compõem as camadas de cobertura de aterros sanitários. Com relação ao fluxo gasoso, a pesquisa teve o propósito de apresentar um equipamento e propor uma nova metodologia de ensaio destinada a medir a permeabilidade a gás de GCLs parcialmente hidratados sob regime de fluxo transiente. Comparada à metodologia convencional de determinação desse parâmetro sob regime de fluxo permanente, o método proposto forneceu resultados similares, porém de um modo mais rápido e por meio de uma aparelhagem mais simples. O atrito de interface de geossintéticos foi estudado mediante o emprego do equipamento plano inclinado, sob baixas tensões de confinamento. O estudo mostrou que os geossintéticos são sensíveis à deformação acumulada sobre sua superfície que pode implicar um aumento ou uma redução da resistência de interface. A pesquisa permitiu concluir que é possível distinguir o comportamento resistente de interfaces do tipo solo compactado-geossintético submetidas a baixas tensões confinantes via equipamento de plano inclinado. As constatações experimentais permitem questionar o uso de geossintéticos de reforço do solo de cobertura segundo a metodologia construtiva tradicional que considera a necessidade de emprego destes geossintéticos para reforçar a interface solo-geotêxtil suposta crítica. Além disso, interfaces geossintéticas contemplando GCLs foram estudadas a fim de se avaliar o comportamento resistente desses sistemas conforme o grau de hidratação da bentonita, a incidência de ciclos de secagem e umedecimento, o escoamento de água no nível da interface, a umidificação da interface e o tipo de material de contato. Os ensaios de interface geomembrana-GCL mostraram que a extrusão da bentonita, devida ao carregamento aplicado, determina o comportamento resistente da interface, visto que a resistência ao cisalhamento mobilizada é fortemente reduzida pela lubrificação adicional desta bentonita quando da incidência de um escoamento de água na interface. Para os ensaios de interface do tipo GCL-geossintéticos de drenagem, a resistência mobilizada se mostrou dependente da estrutura do elemento drenante, do tipo de geotêxtil de contato e da consistência da componente bentonita do GCL. / Cette dissertation correspond à l\'étude de la perméabilité aux gaz et du frottement d\'interface des géocomposites bentonitiques (GCBs) et d\'autres systèmes géosynthétiques destinés à la composition des couches de couverture des centres de stockage des déchets. Par rapport le flux gazeux, la recherche a eu l\'objectif de présenter un équipement et proposer une nouvelle méthodologie d\'essai destinée à mesurer la perméabilité aux gaz des géocomposites bentonitiques partiellement hydratés en régime transitoire. Comparée à la méthode conventionnelle de détermination de ce paramètre sous flux en régime stationnaire, la méthode proposée a donné des résultats similaires, mais plus rapidement et avec un appareillage plus simple. La recherche a fait la caractérisation du frottement d\'interface de géosynthétiques à travers l\'emploi de l\'équipement plan incliné, donc en considerant des faibles contraintes de confinement. Cette étude a montré que les géosynthétiques sont sensibles à la déformation cumulée sur leurs surfaces, ce qui joue sur leurs propriétés de résistance au cisaillement d\'interface, pouvant augmenter ou réduire la stabilité des interfaces. La recherche a permis de conclure qu\'il est possible de distinguer les comportements résistants d\'interfaces du type sol compacté-géosynthétique soumises à de faibles contraintes de confinement grâce à l\'équipement plan incliné. Les constats experimentaux entraînent une discussion sur l\'usage des géosynthétiques de renforcement du sol de couverture selon la méthodologie constructive traditionnelle qui considère le besoin de recourir à ces géosynthétiques pour renforcer l\'interface sol-géotextile supposée critique. En plus, des interfaces géosynthétiques avec géocomposites bentonitiques ont été étudiées pour évaluer leur comportement résistant en fonction du degré d\'hydratation de la composante bentonite, de l\'incidence de cycles de sèchage-humidification, du ruissellement d\'eau au niveau de l\'interface, de l\'humidification de l\'interface et du type de géotextile de contact. Les essais d\'interface Géomembrane-GCB ont montré que l\'extrusion de bentonite dûe au chargement appliqué détermine le comportement résistant car la résistance d\'interface mobilisée est drastiquement réduite par la lubrification additionnelle de cette bentonite, du fait de l\'écoulement au niveau de l\'interface de l\'eau de ruissellement. Pour les essais d\'interface du type GCB-Géosynthétiques de drainage, la résistance mobilisée s\'est montrée fortement dépendante de la structure du dispositif de drainage, du type de géotextile en contact et de la consistance de la composante bentonite du GCB.
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Estudo da aderência entre camadas asfálticas de pavimentos. / The performance of bond between betuminous layers.

Poliana Avelar Guimarães 17 December 2012 (has links)
A aplicação de pintura de ligação entre camadas asfálticas é prática comum em obras de pavimentos novos ou restaurações, sendo importante para garantir a aderência entre as camadas. Esse tratamento da interface geralmente é feito com emulsão asfáltica, que faz com que a estrutura do pavimento trabalhe como um sistema monolítico, evitando problemas de trincamento precoce por fadiga, ou escorregamentos. Esse trabalho tem como objetivo estudar a variabilidade de comportamento dos revestimentos asfálticos quanto à aderência na interface, tendo em vista a taxa aplicada de pintura de ligação, o tipo de emulsão (convencional ou modificada por polímero), a superfície de contato entre as camadas e a presença, ou não, de um sistema anti-reflexão de trincas (geotêxtil e grelha de fibra de vidro). A aderência foi medida por meio do ensaio de cisalhamento direto Leutner, em amostras produzidas em laboratório e extraídas de pista. Foram produzidas placas com dupla camada de revestimento asfáltico, sendo a camada superior um CBUQ (Concreto Betuminoso Usinado a Quente) e a inferior, ora SAMI (Stress Absorbing Membrane Interlayer), ora CBUQ, variando a taxa de aplicação de pintura de ligação na interface (0,0; 0,25; 0,5 e 0,75 L/m2) e o tipo de emulsão aplicada (RR-1C, RR- 1C-E e RR-2C-E), além de testar duas diferentes dimensões para as amostras cilíndricas ensaiadas (100 e 150 mm de diâmetro). Os ensaios de cisalhamento direto foram feitos com carregamento monotônico, à taxa de deslocamento de 50mm/min e à temperatura de 20ºC. Realizou-se o mesmo ensaio também com velocidade de 1 mm/min para avaliar a influência desse parâmetro nos resultados de aderência para as três emulsões testadas. As amostras de pista, com 100 mm de diâmetro, foram retiradas de um trecho experimental na Rodovia Ayrton Senna (SP- 070), do km 38,000 ao 39,500. Os resultados do teste de aderência em laboratório demonstraram influência do tipo de emulsão, da presença de geotêxtil/grelha na interface, do diâmetro da amostra, da textura superficial entre camadas e da velocidade de ensaio nos valores de tensão cisalhante máxima e na taxa ótima de aplicação de emulsão. Os valores de taxa ótima de pintura de ligação foram maiores quando na presença de geotêxtil na interface e para superfícies de contato com maior macrotextura. Quanto à aderência, as amostras com grelha não apresentaram diferença significativa comparadas ao uso de interface somente com pintura de ligação, enquanto as amostras com geotêxtil na interface resultaram em valores bem 8 inferiores de tensão cisalhante máxima. Para ensaios com diferentes tipos de pintura de ligação, as amostras com emulsão modificada nem sempre apresentaram melhores resultados em relação às amostras com emulsão convencional. / Asphalt tack coat is commonly applied at the interface between asphalt layers during new pavement construction or overlay to ensure proper bond between the layers. This treatment at the interface, usually done with asphalt emulsion, allows the pavement structures to function as a monolithic system, avoiding problems like premature fatigue cracking, or slippage. This study aims to evaluate: (i) the influence of the tack coat type (neat or polymer modified asphalt emulsion), (ii) the application rate, (iii) the surface type, and (iv) the presence, or not, of an anti-reflective cracking interlayer (geotextile and fiber glass grid), in the adhesion properties between asphalt concrete layers. The adhesion between layers was tested through the Leutner shear test in laboratory and field samples. A double-layer system was produced with HMA as the top layer and SAMI (Stress Absorbing Membrane Interlayer), or HMA, as the bottom layer, varying the tack coat type (RR-1C, RR-1C-E e RR-2C-E), the application rate at the interface (0,0; 0,25; 0,50 and 0,75 L/m²) and the samples diameter (100 and 150 mm diameter). It was used the standard shear displacement rate of 50 mm/min, and the test temperature was set at 20°C. The same procedure was run with a displacement rate of 1 mm/min to evaluate its influence on the adhesion of three asphalt emulsions used as the tack coat. An experimental test section was constructed on Rodovia Ayrton Senna (SP-070), from km 38,000 to 39,500, and core samples (100 mm diameter) were extracted. The results of maximum shear stress demonstrate the influence of the tack coat type, the surface type, the sample diameter, the test displacement rate and the presence of a geotextile/grid on the adhesion at the interface between the asphalt layers,. Samples with grid at the interface presented similar results when compared with the samples with only tack coat at the interface. Samples with geotextile, however, presented significant lower values of maximum shear stress. The Leutner results showed that not always the modified asphalt emulsions present higher shear strength when compared to the neat asphalt emulsions.
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Estudo numérico do comportamento de muros de solo reforçado com geossintético. / Numerical study of geosynthetic reinforced soil walls behavior.

Julio Fernandes Gonçalves 05 August 2016 (has links)
O uso de reforços geossintéticos tem se apresentado como uma solução eficiente que permite reduzir os custos de implantação de estruturas de contenção. Seu comportamento pode ser estudado com a utilização de softwares de elementos finitos na intenção de obter configurações ainda mais econômicas. Neste trabalho foram simulados muros de solo reforçados com geossintéticos (MSRG) pelo método dos elementos finitos (software Plaxis 8.2), analisando-se como parâmetro o deslocamento máximo da face dos muros e a máxima força mobilizada no reforço. Inicialmente, desenvolveu-se e calibrou-se um modelo numérico a partir de um modelo físico construído e monitorado encontrado na literatura. Em seguida construiu-se um modelo numérico de MSRG hipotético e realizaram-se estudos paramétricos com as variáveis: tipo de solo, priorizando-se solos finos tropicais; rigidez e espaçamento do reforço; e inclinação e altura do muro. Os resultados corroboraram a bem sucedida prática nacional de construção de muros reforçados com solos finos tropicais, sendo que a coesão se mostrou um parâmetro importante no comportamento de MSRG construídos com solos finos. / The use of geosynthetic reinforcements is an efficient solution that reduces the costs of implantation of containment structures. Their behavior can be studied by the use of finite element software, with the goal to obtain more economical configurations. In this study, geosynthetic reinforced retaining walls (MSRG) were simulated by the finite element method (software Plaxis 8.2), analyzing as a parameter the maximum face displacement and the maximum force mobilized in the reinforcement. Initially, a numeric model was developed and calibrated from a constructed and monitored physical model of the literature. After, a numerical model of hypothetical MSRG was constructed and parametric studies were done with the following variables: soil type, prioritizing tropical fine soils; reinforcement stiffness and spacing, and slope and height of the wall. The results corroborated the successful brazilian practice at the building reinforced MSRG with tropical fine soils, due cohesion being an important parameter in the behavior of MSRGs constructed with fine soils.

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