This thesis analyses the tyre-pavement interaction concerning both friction and noise generation. A tribological approach was used to analyze the tyre-pavement system interaction on different conditions. Samples of pavement surfaces were extracted from a highway in the state of São Paulo, and analyzed in the laboratory. The British Pendulum Portable test was used to evaluate the pavement friction. Friction was evaluated in a systematic way, at different temperatures, with different rubbers, and at different lubricating conditions. With the different lubricating conditions, adhesion and hysteresis friction mechanisms were evaluated separately. Several tests were used to characterize the pavement surface, including the Outflow test and a Photometric technique, both with devices developed at the Pavement Technology Laboratory (LTP). With the photometric technique specific texture characteristics were evaluated and texture indicators were used in an attempt to determine whether a pavement surface is positive or negative. A previous tyre-pavement noise research data set was confronted with the surface characteristics to evaluate the effect of a positive or negative surface on noise generation. The same evaluation was used on friction, with the British Pendulum Tester data. Data verification criteria were adopted, given that many of the tests carried out in this thesis are modified from the standardized version. When the test data was successfully verified, a statistical analysis was carried out to identify the relevance of each variable on the resulting pavement performance. As a particular result, the relevance of adhesive friction was verified. The statistical analysis revealed the important role of pavement surface characteristics, specially the surface skewness. Friction and contact models were modified to account for the relevant parameters indicated by the statistical analysis. / Este trabalho analisa a interação pneu-pavimento tanto com relação ao atrito quanto a geração de ruído. Uma abordagem tribológica foi utilizada para analisar a interação do sistema pneu-pavimento em diferentes condições de ensaio. Amostras de superfícies de pavimentos foram extraídas de uma rodovia no estado de São Paulo, e analisadas em laboratório. O ensaio de Pêndulo Britânico foi utilizado para avaliar o atrito da superfície do pavimento de uma forma sistêmica, em diferentes temperaturas, com diferentes borrachas e condições de lubrificação. Com as diferentes condições de lubrificação, as componentes de atrito por histerese e por adesão foram analisadas e forma separada. A caracterização das superfícies se deu pelo método da Mancha de Areia, pelo Drenômetro, com equipamento desenvolvido no LTP, e utilizando uma técnica de fotometria, com equipamento também desenvolvido no LTP. Com a técnica de fotometria, diferentes características de textura das superfícies foram analisadas, e indicadores de textura foram criados em uma tentativa de diferenciar uma textura positiva de uma negativa. Dados de pesquisas anteriores sobre ruído, utilizando os mesmos tipos de revestimento, foram utilizadas para avaliar o efeito de uma textura positiva ou negativa no desempenho acústico. O efeito de uma textura positiva ou negativa também foi verificado em relação ao atrito, com os dados do Pêndulo Britânico. Diferentes critérios de verificação de dados foram utilizados, já que diversos ensaios utilizados deste trabalho partem de modificações dos ensaios padronizados, descritos em normas. Após a verificação dos dados, foi feita uma análise estatística para identificar a relevância de cada variável analisada no desempenho resultante do pavimento. Um resultado particular foi a confirmação da importância do atrito por adesão. A análise estatística revelou a importância de características da superfície dos pavimentos analisados, em especial, a importância da skewness da superfície. Modelos de atrito e contato foram modificados para incluir os parâmetros que foram apontados como relevantes na análise estatística.

Com objetivo de comparar duas metodologias de inspeção visual de pavimentos asfálticos para utilização em área urbana foram realizadas avaliações em 104 seções viárias, tanto utilizando-se o método Vizir quanto o método SHRP de avaliação de pavimentos. Os resultados foram comparados através de testes t, Qui-quadrado e correlação linear simples. Em ambos os métodos foram também levantados o tempo de aplicação do método e avaliação de confiabilidade através de correlação linear simples, proporção geral de concordância e testes Kappa. A proporção geral de concordância da nota final no método Vizir foi de 0,55, enquanto a proporção geral de concordância da nota final no método SHRP foi de 0,95. As áreas totais acometidas por defeitos não apresentaram diferença significativa entre os dois métodos. A correlação entre as áreas de defeitos foi de 0,41. Foi realizada também a comparação entre as notas finais do estado dos pavimentos pelos dois métodos, que demonstraram uma diferença significativa. Estes resultados demonstraram que o método SHRP foi mais confiável que o método Vizir, no presente trabalho. Também concluiu-se que as notas finais nos dois métodos de avaliação visual não são equivalentes entre si.

A reciclagem com espuma de asfalto realizada na Rodovia BR-290/RS no ano de 2001, entre os km 97 e km 112, pista sentido Porto Alegre, também chamada Pista Sul, foi objeto de estudo nesta dissertação. Este estudo apresenta todas as etapas da reciclagem, desde a elaboração do projeto, as suas considerações, tais como volume de tráfego, clima da região, características funcionais e estruturais do pavimento, execução da camada reciclada, mencionando método de execução e controles adotados e por fim e como foco principal a análise do comportamento da mistura reciclada, compilando dados à época da execução, seis meses e um ano após a execução. Foram aproveitados dois levantamentos deflectométricos um realizado com o FWD(Falling Weight Deflectometer) no mês de dezembro de 2001 e outro realizado no mês de junho de 2002 com a viga eletrônica, também chamada deflectógrafo digital. Através destes levantamentos estimavam-se por retroanálise das bacias de deflexão, utilizando o programa computacional LAYMOD4, os módulos de cada camada do pavimento. Os resultados da reciclagem são satisfatórios. Analisando a camada reciclada isoladamente, comprovam-se várias citações de pesquisadores sobre o tema, tais como: a melhoria das propriedades mecânicas da reciclagem após tempo de cura e a dependência da mistura ao estado de tensões para seu comportamento elástico. Uma avaliação de desempenho foi desenvolvida, com o auxílio do programa PAVESYS9, revelando que o pavimento apresentou boa performance, comprovando mais uma vez, a melhoria no comportamento da camada reciclada com passado tempo de cura, aumentando o módulo de resiliencia e contribuindo menos para o afundamento de trilha de roda.

Esta dissertação apresenta resultados de um estudo laboratorial sobre o comportamento mecânico de um solo laterítico estabilizado com cal cálcica e com cal dolomítica. Este tipo de mistura foi empregado em um pavimento experimental construído na rodovia BR-377/RS, próximo à cidade de Cruz Alta, no final dos anos 60. O estudo incluiu a caracterização do solo (Latossolo Vermelho), além de ensaios de compactação, difratometria de raios-X, compressão simples, tração por compressão diametral, tração na flexão, módulo de resiliência e durabilidade, do solo e das misturas solo-cal. Determinaram-se as influências do teor e tipo de cal e do tempo de cura, nas resistências à compressão simples e à tração e no módulo de resiliência. Estudou-se também a durabilidade de algumas misturas a ciclos de molhagem e secagem, e o efeito da demora na compactação na resistência à compressão simples. Adotaram-se teores de 3%, 4% e 5% de cal, e tempos de cura de até 168 dias. Os resultados da dosagem mostraram que o solo é reativo à cal, sendo necessário um teor de 3% de cal para sua estabilização. A mistura de solo + 4% de cal cálcica, (a mesma empregada no pavimento experimental), após 28 dias de cura, apresentou elevadas resistências à compressão simples (1.519 kPa), à tração na compressão diametral (216 kPa), bem como elevados módulos de resiliência (10.772 MPa) Contudo, observou-se que após terem atingido valores máximos, a resistência e a rigidez das misturas solo-cal diminuíram com tempos de cura mais longos, possivelmente devido à formação de CaCO3 e/ou produtos expansivos (etringita e taumasita). Complementarmente, realizou-se uma análise paramétrica de pavimentos com camadas de base e/ou sub-base de solo-cal, determinando-se curvas que relacionam a vida de fadiga da camada cimentada com a sua espessura e módulo de resiliência. Observou-se que a adoção de bases e sub-bases estabilizadas faz com que os revestimentos asfálticos trabalhem apenas à compressão, não sofrendo ruptura por fadiga. No global, as misturas solo-cal estudadas apresentaram comportamento aceitável para utilização em camadas de base e/ou sub-base de pavimentos, constituindo-se em alternativa para pavimentação, especialmente em regiões carentes de agregados.

Este trabalho apresenta estudo sobre a viabilidade técnica para execução da pavimentação de uma pista experimental em via urbana a fim de comprovar o potencial da incorporação de borracha reciclada de pneus ao concreto asfáltico, pelo processo Via Seca, visando contribuir para a compreensão e otimização do desempenho dos pavimentos. O objetivo da presente pesquisa foi avaliar as etapas principais de projeto, produção e do processo executivo de estruturas de pavimentos submetidas à aplicação das cargas de tráfego em escala real; e o uso e manuseio dos materiais que constituem borracha-agregado, de maneira a obter benefícios e o incremento da durabilidade e redução da manutenção. Para tal foi construída uma pista experimental com revestimentos constituídos por um trecho em concreto asfáltico convencional e outro trecho com incorporação de borracha reciclada de pneus. Para a análise do comportamento, as misturas asfálticas foram caracterizadas segundos ensaios tradicionais, avaliando as diversas variáveis de projetos tais como: granulometria da borracha e do agregado, teor de ligante, tempo de digestão da borracha e percentual de borracha. Para caracterização e verificação de desempenho, realizaram-se os ensaios da Metodologia Marshall, ensaios de resistência à tração, módulo de resiliência à compressão diâmetral, fadiga à tensão controlada e deformação permanente (creep dinâmico). Ficou evidente a viabilidade técnica para execução de revestimentos com a utilização de borracha reciclada de pneus adicionada ao concreto asfáltico com o emprego do processo Via Seca, verificando durante a execução aspectos relevantes tais como: dosagem do silo com borracha; homogeneidade da massa; controle de temperatura; utilização e aplicabilidade das técnicas e equipamentos tradicionais para execução do concreto asfáltico, com a finalidade de prolongar a vida útil dos pavimentos e reduzir seu custo de manutenção.

Com objetivo de comparar duas metodologias de inspeção visual de pavimentos asfálticos para utilização em área urbana foram realizadas avaliações em 104 seções viárias, tanto utilizando-se o método Vizir quanto o método SHRP de avaliação de pavimentos. Os resultados foram comparados através de testes t, Qui-quadrado e correlação linear simples. Em ambos os métodos foram também levantados o tempo de aplicação do método e avaliação de confiabilidade através de correlação linear simples, proporção geral de concordância e testes Kappa. A proporção geral de concordância da nota final no método Vizir foi de 0,55, enquanto a proporção geral de concordância da nota final no método SHRP foi de 0,95. As áreas totais acometidas por defeitos não apresentaram diferença significativa entre os dois métodos. A correlação entre as áreas de defeitos foi de 0,41. Foi realizada também a comparação entre as notas finais do estado dos pavimentos pelos dois métodos, que demonstraram uma diferença significativa. Estes resultados demonstraram que o método SHRP foi mais confiável que o método Vizir, no presente trabalho. Também concluiu-se que as notas finais nos dois métodos de avaliação visual não são equivalentes entre si.

Com objetivo de comparar duas metodologias de inspeção visual de pavimentos asfálticos para utilização em área urbana foram realizadas avaliações em 104 seções viárias, tanto utilizando-se o método Vizir quanto o método SHRP de avaliação de pavimentos. Os resultados foram comparados através de testes t, Qui-quadrado e correlação linear simples. Em ambos os métodos foram também levantados o tempo de aplicação do método e avaliação de confiabilidade através de correlação linear simples, proporção geral de concordância e testes Kappa. A proporção geral de concordância da nota final no método Vizir foi de 0,55, enquanto a proporção geral de concordância da nota final no método SHRP foi de 0,95. As áreas totais acometidas por defeitos não apresentaram diferença significativa entre os dois métodos. A correlação entre as áreas de defeitos foi de 0,41. Foi realizada também a comparação entre as notas finais do estado dos pavimentos pelos dois métodos, que demonstraram uma diferença significativa. Estes resultados demonstraram que o método SHRP foi mais confiável que o método Vizir, no presente trabalho. Também concluiu-se que as notas finais nos dois métodos de avaliação visual não são equivalentes entre si.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-08-07T15:36:40Z No. of bitstreams: 1 2017_LiosberMedinaGarcía.pdf: 3715625 bytes, checksum: f5a720745d5abc52288cbf661ffcf7a3 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-09-06T22:45:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_LiosberMedinaGarcía.pdf: 3715625 bytes, checksum: f5a720745d5abc52288cbf661ffcf7a3 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-06T22:45:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_LiosberMedinaGarcía.pdf: 3715625 bytes, checksum: f5a720745d5abc52288cbf661ffcf7a3 (MD5) Previous issue date: 2017-09-06 / O objetivo desta pesquisa é o estudo experimental e numérico da influência da argamassa asfáltica na fluência de uma mistura idealizada. Esta argamassa é a mistura de agregados miúdos calcários dolomíticos com tamanho máximo nominal #10 (2,00mm) e um ligante asfáltico modificado por polímeros tipo PG 76-22. A campanha experimental no primeiro momento é focada na obtenção do teor de ligante ótimo para a mistura de argamassa asfáltica. Para definir o teor de ligante foram fabricados vários mini corpos de prova (MCP) com dimensões de 50mm de diâmetro e aproximadamente 35mm de altura. A fabricação destes MCPs implicou a calibração de um método de compactação estático, mostrando bons resultados na repetitividade das suas propriedades físicas e volumétricas. Estes MCPs foram submetidos a ensaios de fluência estática com o objetivo de determinar a variação das suas propriedades viscoelásticas, representadas por série de Prony, com respeito às propriedades volumétricas. É verificada através de um material idealizado a influência do volume de agregado graúdo na variação das propriedades viscoelásticas. Para atingir este objetivo foram produzidos MCPs compostos da argamassa asfáltica e esferas de aço de 12mm que simulam o agregado graúdo. Aplicando o método dos elementos finitos (MEF), são simulados os MCPs, como um meio contínuo homogêneo equivalente, cujas propriedades constitutivas são determinadas pelos parâmetros da série de Prony. Os MCPs que contêm esferas de aço são simulados como um material bifásico e trifásico. O modelo bifásico é composto de argamassa asfáltica e esferas de aço, enquanto que o modelo trifásico adiciona uma terceira fase que é o volume de vazio. Na medida que são incrementadas as fases no modelo numérico aumenta a exatidão dos resultados se comparado com os valores experimentais. Este resultado foi quantificado através da diminuição da média do erro relativo, sendo 8%, 5% e 2% para os modelos homogêneo equivalente, bifásico e trifásico, respectivamente. É analisada também a mudança no comportamento do composto em função da variação da posição do material rígido. É estudada numericamente a influência da interface entre a argamassa asfáltica e as esferas de aço. Esta interface é analisada com e sem a presença de atrito entre as superfícies, demostrando a mudança no comportamento do composto com a variação do coeficiente de atrito. Os estudos numéricos e experimentais realizados comprovam a hipótese levantada de que o comportamento sob fluência da mistura idealizada é controlada pelos parâmetros viscoelásticos da fase representada pela a argamassa asfáltica. / The aim of this research is to carry out an experimental and numerical study of the influence of the asphaltic mortar into the fluency of an idealized mixture. This mortar is a blend of small calcareous dolomitic aggregates with maximum nominal size #10 of 2,00mm, and an asphaltic binder modified by type PG 76-22 polymers. The experimental design aimed at obtaining the optimal proportion of binder for the mixture of asphaltic mortar since the beginning. Several mini samples (MS) were prepared in order to define the binder proportion, having dimensions of 50mm of diameter and approximately 35mm of height. The fabrication of these MSs implied the calibration of a static compaction method, showing good results in the reproduction of the physical and volumetric properties. These MSs were submitted to static fluency tests with the aim of measuring the variation of their viscoelastic properties, represented by a Prony series, with respect to the volumetric properties. The influence of the volume of gross aggregate in the variation of the viscoelastic properties is verified by using an idealized material. To do so, several MSs consisting in asphaltic binder and steel spheres having diameter of 12 mm, simulating the gross aggregate, were produced. The behaviour of the MSs is simulated with the Finite Element Method (FEM), considering them as an equivalent continuum whose constitutive properties are determined by the coefficients of the Prony series. The MSs containing steel spheres are modeled as a biphasic and triphasic material. The biphasic model consists of asphaltic mortar and steel spheres, and the triphasic model contains a third phase that is the empty volume. The accuracy of the results increases as the number of phases of the numerical model increases too, when compared with the experimental values. This result was observed with a decrease of the mean relative error, which was 8%, 5% and 2% for the equivalent homogeneous, biphasic and triphasic models respectively. The changes of the mixture caused by the variation of the rigid material are also analyzed. The influence of the interface between the asphaltic mortar and the steel spheres is numerically studied. This interface is analized with and without the presence of friction between the surfaces, showing a change in the behaviour of the mixture with the variation of the friction coefficient. The numerical and experimental studies confirm the hypothesis made.

A reciclagem com espuma de asfalto realizada na Rodovia BR-290/RS no ano de 2001, entre os km 97 e km 112, pista sentido Porto Alegre, também chamada Pista Sul, foi objeto de estudo nesta dissertação. Este estudo apresenta todas as etapas da reciclagem, desde a elaboração do projeto, as suas considerações, tais como volume de tráfego, clima da região, características funcionais e estruturais do pavimento, execução da camada reciclada, mencionando método de execução e controles adotados e por fim e como foco principal a análise do comportamento da mistura reciclada, compilando dados à época da execução, seis meses e um ano após a execução. Foram aproveitados dois levantamentos deflectométricos um realizado com o FWD(Falling Weight Deflectometer) no mês de dezembro de 2001 e outro realizado no mês de junho de 2002 com a viga eletrônica, também chamada deflectógrafo digital. Através destes levantamentos estimavam-se por retroanálise das bacias de deflexão, utilizando o programa computacional LAYMOD4, os módulos de cada camada do pavimento. Os resultados da reciclagem são satisfatórios. Analisando a camada reciclada isoladamente, comprovam-se várias citações de pesquisadores sobre o tema, tais como: a melhoria das propriedades mecânicas da reciclagem após tempo de cura e a dependência da mistura ao estado de tensões para seu comportamento elástico. Uma avaliação de desempenho foi desenvolvida, com o auxílio do programa PAVESYS9, revelando que o pavimento apresentou boa performance, comprovando mais uma vez, a melhoria no comportamento da camada reciclada com passado tempo de cura, aumentando o módulo de resiliencia e contribuindo menos para o afundamento de trilha de roda.

Esta dissertação apresenta resultados de um estudo laboratorial sobre o comportamento mecânico de um solo laterítico estabilizado com cal cálcica e com cal dolomítica. Este tipo de mistura foi empregado em um pavimento experimental construído na rodovia BR-377/RS, próximo à cidade de Cruz Alta, no final dos anos 60. O estudo incluiu a caracterização do solo (Latossolo Vermelho), além de ensaios de compactação, difratometria de raios-X, compressão simples, tração por compressão diametral, tração na flexão, módulo de resiliência e durabilidade, do solo e das misturas solo-cal. Determinaram-se as influências do teor e tipo de cal e do tempo de cura, nas resistências à compressão simples e à tração e no módulo de resiliência. Estudou-se também a durabilidade de algumas misturas a ciclos de molhagem e secagem, e o efeito da demora na compactação na resistência à compressão simples. Adotaram-se teores de 3%, 4% e 5% de cal, e tempos de cura de até 168 dias. Os resultados da dosagem mostraram que o solo é reativo à cal, sendo necessário um teor de 3% de cal para sua estabilização. A mistura de solo + 4% de cal cálcica, (a mesma empregada no pavimento experimental), após 28 dias de cura, apresentou elevadas resistências à compressão simples (1.519 kPa), à tração na compressão diametral (216 kPa), bem como elevados módulos de resiliência (10.772 MPa) Contudo, observou-se que após terem atingido valores máximos, a resistência e a rigidez das misturas solo-cal diminuíram com tempos de cura mais longos, possivelmente devido à formação de CaCO3 e/ou produtos expansivos (etringita e taumasita). Complementarmente, realizou-se uma análise paramétrica de pavimentos com camadas de base e/ou sub-base de solo-cal, determinando-se curvas que relacionam a vida de fadiga da camada cimentada com a sua espessura e módulo de resiliência. Observou-se que a adoção de bases e sub-bases estabilizadas faz com que os revestimentos asfálticos trabalhem apenas à compressão, não sofrendo ruptura por fadiga. No global, as misturas solo-cal estudadas apresentaram comportamento aceitável para utilização em camadas de base e/ou sub-base de pavimentos, constituindo-se em alternativa para pavimentação, especialmente em regiões carentes de agregados.