BASTOS, J. B. S. Considerações sobre a deformação permanente de pavimentos asfálticos no dimensionamento mecanístico-empírico. 2016. 200 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Transportes)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2017-05-31T14:36:56Z No. of bitstreams: 1 2016_tese_jbsbastos.pdf: 5162587 bytes, checksum: dbdb54aa04ad5f75652957e3b6f9801f (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2017-06-09T17:04:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_tese_jbsbastos.pdf: 5162587 bytes, checksum: dbdb54aa04ad5f75652957e3b6f9801f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-09T17:04:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_tese_jbsbastos.pdf: 5162587 bytes, checksum: dbdb54aa04ad5f75652957e3b6f9801f (MD5) Previous issue date: 2017-12-19 / Rutting is a common distress in Brazilian asphalt pavements. It contributes to reduce the driving comfort and safety, and increases operational costs. The present Ph.D. dissertation ads to the new Brazilian Mechanistic-Empirical Pavement Design method under development with respect to aspects related to permanent deformation of asphalt mixtures used in surface courses. The methodologies to assess the evolution of the referred distress based on laboratory results from the Triaxial Stress Sweep (TSS) and the uniaxial repeated load tests are investigated. Field measurements over time are also considered. The rutting of 03 monitored real sections and 02 sections built for this research and submitted to the Heavy Vehicle Simulator (HVS) were monitored, with a reference section properly instrumented. In addition to field monitoring, the behavior of the respective materials was determined in the laboratory. Field and laboratory results indicated the need to adapt the TSS protocol to the conditions of Brazilian pavements. With such adaptation, rutting predictions were consistent with the field performance. It was therefore possible to calibrate the performance curves from the TSS test results, in addition to the validation of the evolution models for the investigated failure. Moreover, the Flow Number (FN) criteria used in the uniaxial repeated load test were refined as a function of traffic. In the laboratory, the investigation extended through the asphalt binders, by Multiple Stress Creep and Recovery (MSCR), and the aggregates, both with respect to particle size (gradation), through the Dominant Aggregate Size Range (DASR) model and the Bailey method, and with respect to form, by means of the Aggregate Image Measurement System 2 (AIMS 2). A strong correlation was found between the components of the asphalt mixtures [the proportion of Coarse Aggregates (CA) (Bailey) and the parameter form 2D from AIMS 2] with the FN; besides the contribution of the binder in the resistance to permanent deformation. In the field, the instrumentation and the monitoring of the test sections submitted to the HVS load applications allowed a better understanding of the in situ the behavior of a typical asphalt pavement in the state of Ceará. / A deformação permanente é um dos defeitos mais comuns em pavimentos asfálticos brasileiros, reduzindo o conforto ao rolamento, a segurança do usuário, e aumentando custos operacionais. Neste contexto, a presente tese tem como objetivo principal contribuir para o novo método brasileiro de dimensionamento de pavimentos asfálticos por meio da investigação da deformação permanente em misturas asfálticas usadas em revestimentos. Investigam-se metodologias de evolução dessa falha que consideram resultados laboratoriais obtidos pelo ensaio Triaxial Stress Sweep (TSS) e pelo ensaio uniaxial de carga repetida, levando em consideração a evolução dessa falha também em pistas monitoradas em campo. Para tanto, verificou-se o afundamento de trilha de roda de 03 trechos reais monitorados e 02 trechos construídos para esta pesquisa e submetidos ao Simulador de Grande Porte (SGP), sendo 01 trecho de referência devidamente instrumentado. Além do monitoramento em campo, foi verificado o comportamento dos materiais dos trechos em laboratório. Os resultados de campo versus laboratório indicaram a necessidade da adaptação do protocolo TSS para a realidade brasileira e com essa adaptação as previsões de Afundamento em Trilha de Roda (ATR) mostraram-se consistentes com o desempenho em campo. Além disso, os critérios de Flow Number (FN) do ensaio uniaxial de carga repetida foram refinados em função do tráfego. Assim, foi possível a calibração das curvas de desempenho para os resultados dos ensaios TSS, além da validação dos modelos de evolução desta falha na camada de revestimento asfáltico para essas metodologias. Na etapa de laboratório desta pesquisa, verificou-se também a influência do ligante, investigada por meio do ensaio Multiple Stress Creep Recovery (MSCR), e do agregado, tanto no que diz respeito a sua granulometria, por meio da metodologia da Faixa de Agregados Dominantes (FAD) e do método Bailey, como da sua forma, por meio do Aggregate Image Measurement System 2 (AIMS 2). Encontrou-se uma forte correlação entre os componentes da mistura [proporção de Agregado Graúdo do método Bailey (AG) e forma 2D dos agregados] com o FN; além da contribuição do ligante na resistência ao defeito investigado. Ainda em campo, a instrumentação e o monitoramento dos trechos construídos para esta pesquisa, submetidos às aplicações de carga do SGP, tornou possível conhecer in situ o comportamento de um pavimento asfáltico típico do Ceará.

In a country with continental dimensions like Brazil, road infrastructure that provides a displacement with comfort and safety is extremely important, once it is from these roads that the majority of supplies and people moves daily to distant regions. Is through appropriate management of corrective floors and measurements taken at the correct times that these highways provides safety and comfort to users in their displacement. One way to perform this management properly is making use of performance prediction models that makes the manager can predict the appearance of defects and the necessity of performing maintenance, providing financial resources required for repairs. Thus, the objective of this research is to monitor three highway stretches implemented in the region of Santa Maria - RS, checking their functional and structural performance in order to assist in the development of performance prediction models. To achieving the study, tests were performed at predetermined periods: Sand Patch, British Pendulum, Roughness, Rutting analysis, Distress identification and Deflections Basin Survey by Benkelman Beam and Falling Weight Deflectometer (FWD) at Roraima Avenue (restoration stretch), Hélvio Basso Avenue and Quartéis Intersection (new highway stretches). In these tests, quantitative and classifying counts of vehicles were made in order to find the number of equivalent demand of standard axis through the FEC calculation by AASHTO and USACE methodology. With that was obtained in all 34 performance prediction models for Avenues Roraima and Hélvio Basso (17 - AASHTO and 17 - USACE). No models have been developed for Quartéis Intersection once it is at the beginning of monitoring. In addition to performance prediction models, performance evaluations were carried out of three sections monitored the mediated that it were requested by the traffic, and found that the Roraima Avenue had the highest deflection values, IGG and cracked area. The Quartéis Intersection had the highest values of rutting. Back Analysis were performed by BAKFAA software to obtain resilient modulus in all layers of pavements studied and, in general, met values coherent with those studied in the literature. It was also made structural analysis by AEMC/SisPAv (2009) software in order to find the estimated durability in the highway stretches. The Roraima Avenue despite being an old stretch and present the highest amount of early distress, was the one that had the highest prediction of durability between the three analysed sections. Furthermore, structural analysis was performed for Roraima Avenue, by standard DNER PRO 011/1979, once it is a restored pavement, it was found that this stretch is expected five years and ten months of durability. Therefore, monitoring and obtaining performance prediction models are extremely important for the proper management of pavements. / Em um país com dimensões continentais como o Brasil, infraestrutura de rodovias que proporcione um deslocamento com conforto e segurança é extremamente importante, uma vez que é a partir destas rodovias que a grande maioria dos insumos e das pessoas se desloca diariamente para regiões distantes. É por meio da gerência adequada dos pavimentos e medidas corretivas realizadas nos tempos corretos, que estas rodovias fornecem aos usuários segurança e conforto nos seus deslocamentos. Uma forma de realizar esta gerência de maneira adequada é fazendo uso de modelos de previsão de desempenho, que fazem com que o gestor possa prever de forma antecipada o aparecimento de defeitos e a necessidade da realização de manutenções, disponibilizando, assim, recursos financeiros necessários para as obras de intervenções. Com isso, o objetivo desta pesquisa é realizar o monitoramento de três trechos implantados na região de Santa Maria RS, verificando seus desempenhos funcionais e estruturais de modo a subsidiar a construção de modelos de previsão de desempenho. Para a concretização do estudo foi realizado, em períodos pré-determinados, ensaios de Mancha de Areia, Pêndulo Britânico, Irregularidade Longitudinal, Afundamento em Trilha de Roda, Levantamento Visual de Defeitos e Levantamento de Bacia de Deflexões através da Viga Benkelman e Falling Weight Deflectometer (FWD) na Avenida Roraima (trecho de restauração), Avenida Hélvio Basso e no Trevo dos Quartéis (trechos novos). Além destes ensaios, foram feitas contagens quantitativas e classificatórias dos veículos que solicitavam os trechos, com a intenção de encontrar o número de solicitações equivalentes do eixo padrão através dos cálculos de FEC pela metodologia AASHTO e USACE. Com isso, obteve-se no total 34 modelos de previsão de desempenho para as Avenidas Roraima e Hélvio Basso (17 AASHTO e 17 USACE). Não foram desenvolvidos modelos para o Trevo dos Quartéis, uma vez que o mesmo está em início de monitoramento. Além dos modelos de previsão de desempenho, foram realizadas avaliações do desempenho dos três trechos monitorados à mediada que o mesmo era solicitado pelo tráfego, sendo verificado que a Avenida Roraima apresentou os maiores valores de deflexão, IGG e Área Trincada. Já o Trevo dos Quartéis apresentou os maiores valores de ATR. Foram realizadas retroanálises pelo software BAKFAA para obtenção de módulo de resiliência em todas as camadas dos pavimentos estudados e, de forma geral, encontrou-se valores coerentes com os estudados na literatura. Fez-se, também, análises estruturais através do software AEMC/SisPAv (2009), a fim de encontrar a estimativa de durabilidade dos trechos. A Avenida Roraima apesar de ser um trecho antigo e apresentar a maior quantidade de defeitos prematuramente, foi a que teve a maior previsão de durabilidade entre os três trechos. Além disso, realizou-se a análise estrutural da Avenida Roraima pela norma DNER PRO 011/1979, uma vez que se trata de uma restauração de um pavimento e constatou-se que este trecho tem previsão de durabilidade de cinco anos e dez meses. Assim, o monitoramento e obtenção de modelos de previsão de desempenho são de suma importância para a boa gerência dos pavimentos.