Esta pesquisa teve por finalidade estudar concretos permeáveis para uso como camada de revestimento de pavimentos em áreas de veículos leves, por meio da realização de ensaios laboratoriais de caracterização mecânica e hidráulica para três diferentes misturas com variação do diâmetro máximo de agregados graúdos. Além disso, o estudo procurou interpretar o comportamento desse material quando solicitado por cargas de veículos, a partir de análises numéricas utilizando o software EverFE para análise de placas de concreto por elementos finitos. A caracterização mecânica foi realizada com base em ensaios de resistência à tração na flexão, tração indireta por compressão diametral, compressão, módulo de elasticidade estático e módulo de elasticidade dinâmico por equipamento ultrassônico. Para determinação da condutividade hidráulica foi utilizado um permeâmetro de carga constante. As análises mecanicistas envolveram estudos de placas de concreto permeável solicitadas por um eixo simples de rodas duplas com carga de 80 kN e por um eixo simples de roda simples com carga de 22 kN, simulando, nesse caso, um veículo utilitário leve. O material estudado apresentou para um índice de vazios de aproximadamente 0,25, valores de condutividade hidráulica na ordem de 0,14 cm/s, aproximadamente, caracterizando um material com boa drenabilidade. Com relação às características mecânicas, apresentou resistência à tração na flexão de aproximadamente 2,1 MPa e módulo de elasticidade estático na ordem de 15.000 MPa, se aproximando da metade dos valores normalmente observados em concretos convencionais de uso corrente na pavimentação. Por meio da realização das análises mecanicistas, foi possível avaliar que o material estudado apresenta resistência suficiente para ser utilizado como revestimento de pavimentos para áreas de veículos leves. / The main goal of this research was to study the pervious concrete material as the surface layer for light traffic pavement by carrying out a laboratorial analysis in order to better understand the mechanical and hydraulic behavior of three different coarse aggregate gradation mixtures. Besides that, it was applied a Finite Element Analysis in order to identify the pervious concrete behavior when loaded by different vehicle loads by using the EverFE Software The mechanical characterization was developed by evaluating the tests results of flexural strength, split tensile strength, compressive strength, Youngs Modulus and the non-destructive ultrasonic test. The hydraulic conductivity was measured using a constant head permeameter. In order to carry out the mechanistic analysis, it was considered a pervious concrete slab loaded by both an 80 kN dual wheel axle, and, to simulate a light vehicle, a 22 kN single wheel axle. The studied material has shown, considering the void ratio of 0,25, values of hydraulic conductivity around 0,14 cm/s, characterizing a material with good drenability characteristics. Besides that, it presented a flexural strength of 2,1 MPa and Youngs Modulus of 15.000 MPa, reaching the half of the values commonly used in regular concretes for pavements. By using the mechanistic analysis, it was possible to assess that this specific studied pervious concrete has enough strength to be used as the surface layer of pavements loaded by lightweight vehicles.

O crescente aumento do tráfego rodoviário comercial demanda o desenvolvimento de novas tecnologias que proporcione pavimentos de elevado desempenho e durabilidade. Nesse contexto, desde 2006 se estuda, no laboratório de pavimentação da UFRGS, melhorias em propriedades de concretos asfálticos devidas à incorporação de cal. Este estudo complementa o estudo relatado por Bock (2012) que evidenciou o aumento do módulo de resiliência, da resistência à tração, das resistências às deformações permanentes e ao dano por umidade induzida, nesta dissertação são apresentados e analisados os resultados de ensaios de fadiga. Foram realizados no modo tensão controlada, em corpos-de-prova cilíndricos de seis misturas constituídas por agregado de basalto, ligante convencional (CAP 50/70) ou polimerizado (CAP E 60/85), com e sem adição de cales (calcítica ou dolomítica). Os resultados foram modelados em função da tensão de tração, da diferença de tensões e, principalmente, da deformação específica no início do ensaio. Empregaram-se os modelos de fadiga obtidos no estudo, e através de curvas, constatou-se que: nos concretos asfálticos elaborados com ligante convencional, a adição de 1% de cal calcítica aumentou-se a vida de fadiga cerca de 4,5 vezes no caso de revestimentos delgados (5 e 10 cm) e em 2,9 vezes e 1,9 vezes no caso de revestimentos mais espessos (15 e 20 cm, respectivamente). A adição de cal dolomítica a misturas com CAP 50/70 afetou a vida de fadiga de forma ainda mais notável, com aumentos que variaram de 42 vezes para revestimentos com 5 cm a 2,7 vezes para revestimentos com 20 cm. Quando são analisados o efeito da adição de cales em misturas em ligante polimerizado constatou-se comportamento homogêneo, com aumento de vida de fadiga entre 31 (revestimento de 5 cm) e 35 vezes (revestimento de 20 cm), quando a cal adicionada é calcítica, e com ligeira redução (10%) na vida de fadiga quando se adicionou cal dolomítica. Como esperado, os concretos asfálticos com ligante modificado apresentaram vida de fadiga maiores, sendo o efeito do ligante ainda maior quando se acrescentou cal calcítica. Os resultados sugerem que há interação química entre o tipo de ligante e o tipo de cal. Globalmente, os resultados da pesquisa mostraram que a incorporação da cal calcítica sempre aumentou a vida de fadiga dos concretos asfálticos, e que quando se empregou ligante convencional (CAP 50/70) também podem-se obter aumentos expressivos com cal dolomítica. Aliados aos benefícios na resistência a deformação permanente, e ao dano por umidade induzida já conhecidos para as misturas estudadas, os resultados apresentados nesta dissertação permitem concluir que a incorporação de cal permite obter concretos asfálticos de elevados desempenho e durabilidade. / Increasing commercial road traffic demands the development of new technologies to provide higher performance and durable pavements. In this context, since 2006 it‟s been studied, in the pavements laboratory of UFRGS, improvements in asphalt concrete properties due to the lime incorporation. Following previous study reported by Bock (2012) which showed an increase of resilient modulus, tensile strength, the resistance to permanent deformation and damage induced by moisture, in this dissertation is presented and analyzed the results of fatigue tests. They were performed in controlled stress mode, in cylindrical specimens, consisting of six asphalt mixtures with basalt aggregate, conventional binder (CAP 50/70) or modified binder (CAP E 60/85) with and without addition of lime (calcitic or dolomitic). The results were modeled as a function of tensile stress, the stress difference, and especially the specific strain at baseline. Employing the fatigue models obtained in the study through curves it was found that: on the asphaltic concrete made with the conventional binder, the addition of 1% of calcitic lime increased fatigue life about 4.5 times in the case of thin asphalt layer (5 and 10 cm) and 2.9 times and 1.9 times in the case of thicker asphalt layer (15 and 20 cm, respectively). The addition of dolomitic lime mixtures with CAP 50/70 affect the fatigue life in a even more remarkable way with an increase ranging from 42 times to asphalt concrete with 5 cm to 2.7 times to 20 cm. When are examined the effect of adding lime in polymerized binder mixtures, it was found that the behavior was homogeneous, with increased fatigue life between 31 (5 cm asphalt mixture) and 35 times (20 cm asphalt mixture) when the added lime is calcitic, and with slight decrease (10%) in fatigue life when dolomitic lime was added. As expected, the modified binder asphalt concrete presented greater fatigue life, and the effect was further identified when calcitic lime was added. The results suggest that there is a chemical interaction between the type of binder and the type of lime. Overall, the research results showed that the incorporation of calcitic lime always increased the fatigue life of asphalt concrete, which was used when the conventional binder (CAP 50/70) may also obtain significant increases with dolomitic lime. In addition to the benefits in resistance to permanent deformation, and induced by moisture damage already expected for the mixtures studied, the results presented in this thesis can be concluded that the incorporation of lime allows to obtain asphalt concrete with high-performance and durability.

Esta pesquisa teve por finalidade estudar concretos permeáveis para uso como camada de revestimento de pavimentos em áreas de veículos leves, por meio da realização de ensaios laboratoriais de caracterização mecânica e hidráulica para três diferentes misturas com variação do diâmetro máximo de agregados graúdos. Além disso, o estudo procurou interpretar o comportamento desse material quando solicitado por cargas de veículos, a partir de análises numéricas utilizando o software EverFE para análise de placas de concreto por elementos finitos. A caracterização mecânica foi realizada com base em ensaios de resistência à tração na flexão, tração indireta por compressão diametral, compressão, módulo de elasticidade estático e módulo de elasticidade dinâmico por equipamento ultrassônico. Para determinação da condutividade hidráulica foi utilizado um permeâmetro de carga constante. As análises mecanicistas envolveram estudos de placas de concreto permeável solicitadas por um eixo simples de rodas duplas com carga de 80 kN e por um eixo simples de roda simples com carga de 22 kN, simulando, nesse caso, um veículo utilitário leve. O material estudado apresentou para um índice de vazios de aproximadamente 0,25, valores de condutividade hidráulica na ordem de 0,14 cm/s, aproximadamente, caracterizando um material com boa drenabilidade. Com relação às características mecânicas, apresentou resistência à tração na flexão de aproximadamente 2,1 MPa e módulo de elasticidade estático na ordem de 15.000 MPa, se aproximando da metade dos valores normalmente observados em concretos convencionais de uso corrente na pavimentação. Por meio da realização das análises mecanicistas, foi possível avaliar que o material estudado apresenta resistência suficiente para ser utilizado como revestimento de pavimentos para áreas de veículos leves. / The main goal of this research was to study the pervious concrete material as the surface layer for light traffic pavement by carrying out a laboratorial analysis in order to better understand the mechanical and hydraulic behavior of three different coarse aggregate gradation mixtures. Besides that, it was applied a Finite Element Analysis in order to identify the pervious concrete behavior when loaded by different vehicle loads by using the EverFE Software The mechanical characterization was developed by evaluating the tests results of flexural strength, split tensile strength, compressive strength, Youngs Modulus and the non-destructive ultrasonic test. The hydraulic conductivity was measured using a constant head permeameter. In order to carry out the mechanistic analysis, it was considered a pervious concrete slab loaded by both an 80 kN dual wheel axle, and, to simulate a light vehicle, a 22 kN single wheel axle. The studied material has shown, considering the void ratio of 0,25, values of hydraulic conductivity around 0,14 cm/s, characterizing a material with good drenability characteristics. Besides that, it presented a flexural strength of 2,1 MPa and Youngs Modulus of 15.000 MPa, reaching the half of the values commonly used in regular concretes for pavements. By using the mechanistic analysis, it was possible to assess that this specific studied pervious concrete has enough strength to be used as the surface layer of pavements loaded by lightweight vehicles.

O crescente aumento do tráfego rodoviário comercial demanda o desenvolvimento de novas tecnologias que proporcione pavimentos de elevado desempenho e durabilidade. Nesse contexto, desde 2006 se estuda, no laboratório de pavimentação da UFRGS, melhorias em propriedades de concretos asfálticos devidas à incorporação de cal. Este estudo complementa o estudo relatado por Bock (2012) que evidenciou o aumento do módulo de resiliência, da resistência à tração, das resistências às deformações permanentes e ao dano por umidade induzida, nesta dissertação são apresentados e analisados os resultados de ensaios de fadiga. Foram realizados no modo tensão controlada, em corpos-de-prova cilíndricos de seis misturas constituídas por agregado de basalto, ligante convencional (CAP 50/70) ou polimerizado (CAP E 60/85), com e sem adição de cales (calcítica ou dolomítica). Os resultados foram modelados em função da tensão de tração, da diferença de tensões e, principalmente, da deformação específica no início do ensaio. Empregaram-se os modelos de fadiga obtidos no estudo, e através de curvas, constatou-se que: nos concretos asfálticos elaborados com ligante convencional, a adição de 1% de cal calcítica aumentou-se a vida de fadiga cerca de 4,5 vezes no caso de revestimentos delgados (5 e 10 cm) e em 2,9 vezes e 1,9 vezes no caso de revestimentos mais espessos (15 e 20 cm, respectivamente). A adição de cal dolomítica a misturas com CAP 50/70 afetou a vida de fadiga de forma ainda mais notável, com aumentos que variaram de 42 vezes para revestimentos com 5 cm a 2,7 vezes para revestimentos com 20 cm. Quando são analisados o efeito da adição de cales em misturas em ligante polimerizado constatou-se comportamento homogêneo, com aumento de vida de fadiga entre 31 (revestimento de 5 cm) e 35 vezes (revestimento de 20 cm), quando a cal adicionada é calcítica, e com ligeira redução (10%) na vida de fadiga quando se adicionou cal dolomítica. Como esperado, os concretos asfálticos com ligante modificado apresentaram vida de fadiga maiores, sendo o efeito do ligante ainda maior quando se acrescentou cal calcítica. Os resultados sugerem que há interação química entre o tipo de ligante e o tipo de cal. Globalmente, os resultados da pesquisa mostraram que a incorporação da cal calcítica sempre aumentou a vida de fadiga dos concretos asfálticos, e que quando se empregou ligante convencional (CAP 50/70) também podem-se obter aumentos expressivos com cal dolomítica. Aliados aos benefícios na resistência a deformação permanente, e ao dano por umidade induzida já conhecidos para as misturas estudadas, os resultados apresentados nesta dissertação permitem concluir que a incorporação de cal permite obter concretos asfálticos de elevados desempenho e durabilidade. / Increasing commercial road traffic demands the development of new technologies to provide higher performance and durable pavements. In this context, since 2006 it‟s been studied, in the pavements laboratory of UFRGS, improvements in asphalt concrete properties due to the lime incorporation. Following previous study reported by Bock (2012) which showed an increase of resilient modulus, tensile strength, the resistance to permanent deformation and damage induced by moisture, in this dissertation is presented and analyzed the results of fatigue tests. They were performed in controlled stress mode, in cylindrical specimens, consisting of six asphalt mixtures with basalt aggregate, conventional binder (CAP 50/70) or modified binder (CAP E 60/85) with and without addition of lime (calcitic or dolomitic). The results were modeled as a function of tensile stress, the stress difference, and especially the specific strain at baseline. Employing the fatigue models obtained in the study through curves it was found that: on the asphaltic concrete made with the conventional binder, the addition of 1% of calcitic lime increased fatigue life about 4.5 times in the case of thin asphalt layer (5 and 10 cm) and 2.9 times and 1.9 times in the case of thicker asphalt layer (15 and 20 cm, respectively). The addition of dolomitic lime mixtures with CAP 50/70 affect the fatigue life in a even more remarkable way with an increase ranging from 42 times to asphalt concrete with 5 cm to 2.7 times to 20 cm. When are examined the effect of adding lime in polymerized binder mixtures, it was found that the behavior was homogeneous, with increased fatigue life between 31 (5 cm asphalt mixture) and 35 times (20 cm asphalt mixture) when the added lime is calcitic, and with slight decrease (10%) in fatigue life when dolomitic lime was added. As expected, the modified binder asphalt concrete presented greater fatigue life, and the effect was further identified when calcitic lime was added. The results suggest that there is a chemical interaction between the type of binder and the type of lime. Overall, the research results showed that the incorporation of calcitic lime always increased the fatigue life of asphalt concrete, which was used when the conventional binder (CAP 50/70) may also obtain significant increases with dolomitic lime. In addition to the benefits in resistance to permanent deformation, and induced by moisture damage already expected for the mixtures studied, the results presented in this thesis can be concluded that the incorporation of lime allows to obtain asphalt concrete with high-performance and durability.

O crescente aumento do tráfego rodoviário comercial demanda o desenvolvimento de novas tecnologias que proporcione pavimentos de elevado desempenho e durabilidade. Nesse contexto, desde 2006 se estuda, no laboratório de pavimentação da UFRGS, melhorias em propriedades de concretos asfálticos devidas à incorporação de cal. Este estudo complementa o estudo relatado por Bock (2012) que evidenciou o aumento do módulo de resiliência, da resistência à tração, das resistências às deformações permanentes e ao dano por umidade induzida, nesta dissertação são apresentados e analisados os resultados de ensaios de fadiga. Foram realizados no modo tensão controlada, em corpos-de-prova cilíndricos de seis misturas constituídas por agregado de basalto, ligante convencional (CAP 50/70) ou polimerizado (CAP E 60/85), com e sem adição de cales (calcítica ou dolomítica). Os resultados foram modelados em função da tensão de tração, da diferença de tensões e, principalmente, da deformação específica no início do ensaio. Empregaram-se os modelos de fadiga obtidos no estudo, e através de curvas, constatou-se que: nos concretos asfálticos elaborados com ligante convencional, a adição de 1% de cal calcítica aumentou-se a vida de fadiga cerca de 4,5 vezes no caso de revestimentos delgados (5 e 10 cm) e em 2,9 vezes e 1,9 vezes no caso de revestimentos mais espessos (15 e 20 cm, respectivamente). A adição de cal dolomítica a misturas com CAP 50/70 afetou a vida de fadiga de forma ainda mais notável, com aumentos que variaram de 42 vezes para revestimentos com 5 cm a 2,7 vezes para revestimentos com 20 cm. Quando são analisados o efeito da adição de cales em misturas em ligante polimerizado constatou-se comportamento homogêneo, com aumento de vida de fadiga entre 31 (revestimento de 5 cm) e 35 vezes (revestimento de 20 cm), quando a cal adicionada é calcítica, e com ligeira redução (10%) na vida de fadiga quando se adicionou cal dolomítica. Como esperado, os concretos asfálticos com ligante modificado apresentaram vida de fadiga maiores, sendo o efeito do ligante ainda maior quando se acrescentou cal calcítica. Os resultados sugerem que há interação química entre o tipo de ligante e o tipo de cal. Globalmente, os resultados da pesquisa mostraram que a incorporação da cal calcítica sempre aumentou a vida de fadiga dos concretos asfálticos, e que quando se empregou ligante convencional (CAP 50/70) também podem-se obter aumentos expressivos com cal dolomítica. Aliados aos benefícios na resistência a deformação permanente, e ao dano por umidade induzida já conhecidos para as misturas estudadas, os resultados apresentados nesta dissertação permitem concluir que a incorporação de cal permite obter concretos asfálticos de elevados desempenho e durabilidade. / Increasing commercial road traffic demands the development of new technologies to provide higher performance and durable pavements. In this context, since 2006 it‟s been studied, in the pavements laboratory of UFRGS, improvements in asphalt concrete properties due to the lime incorporation. Following previous study reported by Bock (2012) which showed an increase of resilient modulus, tensile strength, the resistance to permanent deformation and damage induced by moisture, in this dissertation is presented and analyzed the results of fatigue tests. They were performed in controlled stress mode, in cylindrical specimens, consisting of six asphalt mixtures with basalt aggregate, conventional binder (CAP 50/70) or modified binder (CAP E 60/85) with and without addition of lime (calcitic or dolomitic). The results were modeled as a function of tensile stress, the stress difference, and especially the specific strain at baseline. Employing the fatigue models obtained in the study through curves it was found that: on the asphaltic concrete made with the conventional binder, the addition of 1% of calcitic lime increased fatigue life about 4.5 times in the case of thin asphalt layer (5 and 10 cm) and 2.9 times and 1.9 times in the case of thicker asphalt layer (15 and 20 cm, respectively). The addition of dolomitic lime mixtures with CAP 50/70 affect the fatigue life in a even more remarkable way with an increase ranging from 42 times to asphalt concrete with 5 cm to 2.7 times to 20 cm. When are examined the effect of adding lime in polymerized binder mixtures, it was found that the behavior was homogeneous, with increased fatigue life between 31 (5 cm asphalt mixture) and 35 times (20 cm asphalt mixture) when the added lime is calcitic, and with slight decrease (10%) in fatigue life when dolomitic lime was added. As expected, the modified binder asphalt concrete presented greater fatigue life, and the effect was further identified when calcitic lime was added. The results suggest that there is a chemical interaction between the type of binder and the type of lime. Overall, the research results showed that the incorporation of calcitic lime always increased the fatigue life of asphalt concrete, which was used when the conventional binder (CAP 50/70) may also obtain significant increases with dolomitic lime. In addition to the benefits in resistance to permanent deformation, and induced by moisture damage already expected for the mixtures studied, the results presented in this thesis can be concluded that the incorporation of lime allows to obtain asphalt concrete with high-performance and durability.

Thesis advisor: Shih-Yuan Liu / Thesis advisor: Amir H. Hoveyda / Chapter 1. Senphos–Palladium-Catalyzed cis-Carboboration of Internal 1,3-Enynes with Carbon–Bound Boron Enolates: Reaction Development and Mechanistic Analysis. A new family of carbon-bound boron enolates (C–boron enolates) that are created through a kinetically controlled halogen exchange process between B–chlorocatecholborane and silylketene acetals is presented. These C–boron enolates are demonstrated to activate 1,3-enynes substrates in the presence of a Senphos-Pd complex to achieve carboboration reaction of an alkyne unit. This carboboration reaction produced highly substituted dienyl boron building blocks in high site-, regio-, and diastereoselectivity. A combined experimental and computational study of this carboboration reaction by Density-Functional Theory (DFT) calculations, 31P NMR study, kinetic study, Hammett analysis and Arrhenius/Eyring analysis will also be described. Mechanistic study supports a syn outer-sphere oxidative addition mechanism featuring a Pd-π-allyl intermediate followed by coordination-assisted rearrangement instead of the conventional inner-sphere β-migratory insertion mechanism. Chapter 2. trans-Hydroalkynylation of Internal 1,3-Enynes Enabled by Cooperative Catalysis. A trans-hydroalkynylation reaction of internal 1,3-enynes enabled by a cooperative catalysis system that comprises of Senphos–Pd complex, tris(pentafluorophenyl)borane, copper(I) bromide, and 2,2,6,6-tetramethylpiperidine, is described. The tris(pentafluorophenyl)borane as Lewis acid catalyst is shown to promote the reaction involving the emerging outer-sphere oxidative reaction step. This hydroalkynylation reaction affords the cross-conjugated dieneynes that serve as versatile synthons for organic synthesis. The photophysical properties of these cross-conjugated dieneynes depend on the position of electron donor/acceptor substituents along the conjugation path, as characterized by UV–vis absorption and emissions spectroscopy. Chapter 3. Senphos–Palladium/B(C6F5)3-Catalyzed trans-Hydrothiolation of 1,3-Enynes: Reaction Development and Mechanistic Analysis. A trans-hydrothiolation reaction of 1,3-enynes enabled by a cooperative catalysis system that comprises of Senphos–Pd complex and tris(pentafluorophenyl)borane is detailed. The tris(pentafluorophenyl)borane is shown to alter the reaction pathway, leading to a trans-addition product over cis-addition one. Experimental mechanistic study that includes 31P NMR, kinetic study, kinetic isotope effect (KIE) study, Hammett analysis, is consistent with a cooperative activation mechanism that features an outer-sphere protonation step. / Thesis (PhD) — Boston College, 2023. / Submitted to: Boston College. Graduate School of Arts and Sciences. / Discipline: Chemistry.

Este trabalho tem como objetivo avaliar o comportamento à fadiga de algumas misturas asfálticas, à luz de resultados de ensaios de fadiga por compressão diametral à tensão controlada, realizados em corpos-de-prova, considerando-se a variação de dois fatores: tipo de asfalto e volume de vazios. Para mesmo agregado (basáltico) e mesma faixa granulométrica (centro da faixa C do DNER) foram moldados, segundo os procedimentos do método Marshall, corpos-de-prova com três tipos de ligantes, sendo um asfalto convencional (CAP 20), um asfalto modificado com polímero (CAP 20 + SBS) e um asfalto modificado com borracha reciclada de pneus (CAP + BRP), em três diferentes volumes de vazios 3, 4 e 5%. São apresentados resultados dos ensaios de resistência à tração por compressão diametral, módulo de resiliência e de fadiga. Os modelos de fadiga são apresentados em função das diferenças de tensões e de deformações. Para avaliar o desempenho relativo das misturas, foram simuladas estruturas de pavimentos, dimensionadas pelo método do DNER, para as quais foram determinadas as tensões e deformações atuantes que, por sua vez, foram utilizadas nos modelos de fadiga com a finalidade de determinar as vidas de fadiga. Os resultados indicam que, para maioria dos casos estudados, as misturas com o CAP 20 + SBS apresentaram melhor desempenho (maior vida de fadiga), seguidas pelas com CAP 20 + BRP e, por último, pelas com CAP 20 / The purpose of this research is to evaluate the fatigue behavior of some asphalt mixtures, by means of indirect tensile tests with controlled stress. In order to evaluate different asphalt mixtures, it was molded specimens according to Marshall design method, considering the variation of two factors: asphalt type and air voids. Asphalt concrete specimens were molded with three types of asphalt (conventional, polymer modified and asphalt rubber) and three air void content (3, 4 and 5%), with the same aggregate (basaltic) and same gradation (center of DNER C gradation). Test results of indirect tensile strength, resilient modulus and fatigue are presented. The fatigue models are constructed in function of the differences of stress and strain. The fatigue behavior of asphalt mixtures was evaluated based on pavement structures (designed according to DNER standards) and stresses and strains estimated with aid of ELSYM5 program. The results indicated that, for almost all studied cases, mixtures with polymer modified asphalt (CAP 20 + SBS) had presented fatigue life higher than the other ones, followed by the ones with asphalt rubber (CAP 20 + BRP) and with conventional asphalt (CAP 20)

Este trabalho tem como objetivo avaliar o comportamento à fadiga de algumas misturas asfálticas, à luz de resultados de ensaios de fadiga por compressão diametral à tensão controlada, realizados em corpos-de-prova, considerando-se a variação de dois fatores: tipo de asfalto e volume de vazios. Para mesmo agregado (basáltico) e mesma faixa granulométrica (centro da faixa C do DNER) foram moldados, segundo os procedimentos do método Marshall, corpos-de-prova com três tipos de ligantes, sendo um asfalto convencional (CAP 20), um asfalto modificado com polímero (CAP 20 + SBS) e um asfalto modificado com borracha reciclada de pneus (CAP + BRP), em três diferentes volumes de vazios 3, 4 e 5%. São apresentados resultados dos ensaios de resistência à tração por compressão diametral, módulo de resiliência e de fadiga. Os modelos de fadiga são apresentados em função das diferenças de tensões e de deformações. Para avaliar o desempenho relativo das misturas, foram simuladas estruturas de pavimentos, dimensionadas pelo método do DNER, para as quais foram determinadas as tensões e deformações atuantes que, por sua vez, foram utilizadas nos modelos de fadiga com a finalidade de determinar as vidas de fadiga. Os resultados indicam que, para maioria dos casos estudados, as misturas com o CAP 20 + SBS apresentaram melhor desempenho (maior vida de fadiga), seguidas pelas com CAP 20 + BRP e, por último, pelas com CAP 20 / The purpose of this research is to evaluate the fatigue behavior of some asphalt mixtures, by means of indirect tensile tests with controlled stress. In order to evaluate different asphalt mixtures, it was molded specimens according to Marshall design method, considering the variation of two factors: asphalt type and air voids. Asphalt concrete specimens were molded with three types of asphalt (conventional, polymer modified and asphalt rubber) and three air void content (3, 4 and 5%), with the same aggregate (basaltic) and same gradation (center of DNER C gradation). Test results of indirect tensile strength, resilient modulus and fatigue are presented. The fatigue models are constructed in function of the differences of stress and strain. The fatigue behavior of asphalt mixtures was evaluated based on pavement structures (designed according to DNER standards) and stresses and strains estimated with aid of ELSYM5 program. The results indicated that, for almost all studied cases, mixtures with polymer modified asphalt (CAP 20 + SBS) had presented fatigue life higher than the other ones, followed by the ones with asphalt rubber (CAP 20 + BRP) and with conventional asphalt (CAP 20)

The deployment of a modern road system, with all necessary infrastructure needed for users to travel in safety and comfort, requires high levels of financial investments. The expenses with substantial maintenance and early reconstruction of our tracks are unacceptable, as we have field and laboratory equipment that allows us for a better understanding of materials and design methods. Thus, this research had as general objectives structuring a database with materials and typical elastic parameters of flexible pavements of Rio Grande do Sul roads, through the process of modulus backcalculation, and determine the best structural options regarding the cost-benefit relationship, making flexible pavement project engineers job easier. There were got the resilient modules of five federal highways located in our state (BR 158, BR 285, BR 287, BR 290 e BR 392), through backcalculated deflectometric basins collected with FWD equipment, provided by DNIT. After the application of a statistical filter based on the coefficient of variation percentage, in order to eliminate the spurious data, a typical module database of the resilient materials evaluated was generated. Based on the data and on the literature, there were defined structural groups based on different structural assemblies through different combinations between resilient modules and thicknesses of layers commonly used in flexible pavements. Using mechanistic analysis concepts, it was evaluated by the AEMC software, specific tensile strains in lower fiber coating (t), and subgrade top compression (c), which, later subsidize the implementation of performance models for fatigue and permanent deformation consolidated in the literature, enabling obtaining the N number of standard axles for each structural assembly set. At the same time, using DNIT road cost system (SICRO II), pavement services were budget, determining the cost per km for the structures previously defined. Comparing the cost/km and critical N data (evaluated from the comparison of results obtained by the models of performance) there was obtained the cost/benefit ratio for all data sets. Evaluating the 100 most economic positions, it is observed that 100% of structural assemblies have the highest arbitrated asphalt concrete thicknesses (12.5 cm). It is also evident, the influence that the asphalt concrete has, as 88% of occurrences among the top 100 positions have the highest resilient arbitrated module. Thus, it is concluded that the variables that produce the best cost/benefit relationship are the modulus and the thickness of the asphalt concrete layer. / A implantação de sistemas viários modernos, com toda infraestrutura necessária para que o usuário trafegue com segurança e conforto, requer elevados níveis de investimentos financeiros. Os gastos substanciais com manutenção e reconstrução precoce de nossos pavimentos são inaceitáveis, uma vez que dispomos de equipamentos de campo e laboratório que permitam melhor entendimento acerca dos materiais e métodos de projeto. Desta forma, esta pesquisa teve como objetivos gerais estruturar-se um banco de dados com materiais e parâmetros elásticos típicos de pavimentos flexíveis do Rio Grande do Sul, através do processo de retroanálise, determinando-se as melhores opções estruturais com vistas à relação custo-benefício, facilitando o trabalho de engenheiros em projetos de pavimentos flexíveis. Foram obtidos os módulos resilientes de cinco rodovias federais localizadas no estado (BR 158, BR 285, BR 287, BR 290 e BR 392), através de retroanálise das bacias deflectométricas coletadas com o equipamento FWD, disponibilizadas pelo DNIT. Após a aplicação de um filtro estatístico baseado no coeficiente de variação percentual, no intuito de eliminarem-se os dados espúrios, gerou-se um banco de dados de módulos resilientes típicos dos materiais avaliados. A partir do banco de dados e de consulta bibliográfica, definiram-se conjuntos estruturais por meio de diferentes combinações entre módulos resilientes e espessuras de camadas comumente utilizadas em pavimentos flexíveis. Utilizando-se os conceitos de análise mecanicista, avaliou-se através do software AEMC, as deformações específicas de tração na fibra inferior do revestimento (t), e de compressão no topo do subleito (c), as quais, posteriormente, subsidiaram a aplicação de modelos de desempenho para fadiga e deformação permanente consolidados na literatura, permitindo a obtenção do número N de eixos padrões para cada conjunto estrutural definido. Em paralelo, empregando-se o sistema de custos rodoviários (SICRO II) do DNIT, orçaram-se os serviços de pavimentação, determinando-se o custo/km para as estruturas previamente definidas. Cruzando-se os dados de custo/km e N crítico (avaliado a partir da comparação dos resultados obtidos pelos modelos de desempenho), obteve-se a relação custo/benefício para todos os conjuntos de dados. Avaliando-se as 100 posições mais econômicas, observa-se que 100% dos conjuntos estruturais possuem as maiores espessuras de concreto asfáltico arbitradas (12,5 cm). Percebese também, a influência do módulo do concreto asfáltico, onde, 88 % das ocorrências entre as 100 primeiras posições possuem o maior módulo resiliente arbitrado. Desta forma, conclui-se que as variáveis que produzem as melhores relações custo/benefício são o módulo e a espessura da camada de concreto asfáltico.

Este trabalho apresenta um procedimento para auxiliar na determinação da vida útil de pavimentos flexíveis através da determinação de tensões e deformações causadas pela solicitação de um eixo padrão na estrutura de pavimentos flexíveis utilizando Redes Neurais Artificiais. Para treinamento e validação das redes foram utilizadas bacias de deflexões hipotéticas geradas com o auxílio do programa ELSYM5, simulando o carregamento com falling weight deflectometer. Foram criados quatro conjuntos de bacias hipotéticas, dois para pavimentos de três camadas e dois para pavimentos de quatro camadas. As redes neurais artificiais foram treinadas e validadas utilizando-se o simulador EasyNN-plus, que utiliza redes multilayer perceptron com algoritmo de aprendizagem backpropagation. Os dados de entrada das redes são as espessuras das camadas do pavimento e a bacia de deflexão. Como saída, têm-se as tensões e deformações na face inferior do revestimento e no topo do subleito e os módulos de resiliência das camadas do pavimento. Foram determinadas retas de regressão, coeficientes de regressão e histogramas de erros entre os valores reais (ELSYM5) e os valores previstos (RNA). Os resultados obtidos pelas redes neurais artificiais apresentaram boa correlação com os valores reais, demonstrando a capacidade das redes neurais para auxiliar na determinação da vida útil de pavimentos flexíveis, ao estimar diretamente as tensões e deformações em pontos específicos da estrutura. / This paper presents a procedure to assist the evaluation of the remaining life of flexible pavements by means of the determination of stresses and strains caused by a standard load in flexible pavements structures using artificial neural networks. Hypothetical deflections basins, generated by the ELSYM5 program, simulating the load applied by a falling weight deflectometer, were used to train and to validate the networks. Four sets of hypothetical basins were created, two for pavements with three layers and two for pavements with four layers. The artificial neural networks were trained and validated using the EasyNN-plus simulator, which uses multilayer perceptron networks with back-propagation learning algorithm. The networks input data are the pavements layers thickness and the deflection basin. The networks outputs are the stresses and strains in the bottom of the asphalt layer and at the top of the subgrade and resilience modulus of the pavement layers. The results obtained by the artificial neural networks showed good correlation with the real values, demonstrating that neural networks have capacity to assist in the evaluation of the remaining life of flexible pavements, estimating directly the stresses and strains of specific points of the pavement structure.