Orientador: Aluir Porfírio Dal Poz / Banca: Mauricio Galo / Banca: Erivaldo Antonio da Silva / Banca: Rodrigo Bezerra de Araujo Gallis / Banca: Edson Aparecido Mitishita / Resumo: Os processos convencionais de extração de rodovias em imagens digitais não costumam fazer uso de informações a priori e normalmente não há uma preocupação a respeito da padronização necessária para que os resultados das extrações sejam utilizados em Infraestruturas de Dados Espaciais (IDE). Por consequência, os resultados dessas extrações acabam sendo geometricamente robustos, porém fragmentados em relação ao contexto e a seu padrão de estrutura, ou seja, necessitarão de um grande esforço do operador humano para que possam se tornar elegíveis à IDE, contrariando uma das principais motivações para o desenvolvimento de métodos (semi-) automáticos de extração, que é desonerar o operador humano de tarefas repetitivas e enfadonhas. Neste contexto a hipótese motivadora desta pesquisa levanta a questão: "adaptando processos clássicos de extração de rodovias para a integração de dados geoespaciais preexistentes, será possível apresentar um método para atualização sistemática de malha rodoviária em área rural, que seja capaz de preservar informações e estruturas preexistentes? ". Como resposta é apresentado aqui um método para a atualização da malha rodoviária em formato vetorial, advinda de bases de dados cartográficas elaboradas segundo uma IDE, por meio da integração de diferentes tipos de dados, preservando sua integridade. No decorrer das três etapas em que está organizado o método o arquivo vetorial sofrerá uma série de modificações geométricas, configuradas em distintos process ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Conventional road extraction processes in digital imagery do not usually make use of a priori information and there is usually no concern about the standardization required for extraction results to be used in Spatial Data Infrastructures (SDI). As a result, these extractions turn out to be geometrically robust but fragmented in relation to the context and their structure pattern, that is, they will require a great effort from the human operator so that they can become eligible for SDI, contrary to one of the main motivations for the development of (semi) automatic extraction methods, which is to deprive the human operator of repetitive and tedious tasks. In this context the motivating hypothesis of this research raises the question: "adapting classic processes of road extraction for the integration of preexisting geospatial data, it will be possible to present a method for systematic updating of road network in rural area, which is able to preserve preexisting information and structures? ". A method for updating the road network in vector format from cartographic databases elaborated according to an SDI is presented here, through the integration of different types of data, preserving its integrity. During the three stages in which the method is organized the vector file will undergo a series of geometric modifications, configured in different processes, starting with a vector-to-vector conflation with the road map inferred from displacement paths with the objective of identi ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Resumo não disponível

A malha rodoviária brasileira é constituída predominantemente de rodovias de pista simples e boa parte delas encontra-se em regiões montanhosas. Rodovias de pista simples em regiões montanhosas possuem dificuldades de modelagem, porque as rampas elevadas e os raios de curvatura pequenos possuem impacto significativo no desempenho do tráfego. Adicionalmente, existem poucos estudos de simulação de tráfego de veículos em rodovias de pista simples, sobretudo em regiões montanhosas. Sendo assim, a combinação de rodovias de pista simples com região montanhosa é ainda mais restrita para codificação dessas redes em microssimuladores de tráfego. Dados de geometria de rodovias são comumente obtidos por meio de plataformas como o Google Earth, contudo sua precisão pode ser insuficiente para uma boa representação em regiões montanhosas, devido à influência significativa dos perfis planialtimétricos no desempenho do tráfego em rodovias de pistas simples. O presente trabalho desenvolveu uma metodologia para a codificação de rodovias de pista simples em região montanhosa. Esta metodologia foi aplicada em um estudo de simulação de tráfego através do microssimulador de tráfego VISSIM. O trecho de estudo de caso corresponde à 16 km de extensão da ERS-115 entre as cidades de Três Coroas e Gramado na Serra Gaúcha. A partir de dois bancos de dados (Google Earth e levantamento veicular a Laser), foram desenvolvidos três modelos: (i) modelo baseado nos dados originais do Google (Google original), (ii) modelo com perfil altimétrico suavizado (LOESS) e (iii) modelo com perfil planialtimétrico baseado em levantamento de campo a Laser (Laser). A comparação do perfil altimétrico dos três modelos revelou diferenças significativas entre o modelo do Google original em relação aos demais. O perfil altimétrico decorrente dos dados originais do Google Earth apresentou grandes declividades, na prática, incompatíveis com a classe da rodovia. O método proposto de suavização (LOESS) resultou em um modelo bem mais próximo do perfil real da rodovia, representado pelo modelo construído a partir do levantamento a laser. Com o objetivo de avaliar o desempenho através da simulação de tráfego nos 3 modelos foram executados 11 cenários de simulação. Os cenários envolveram 2 níveis de demanda: demanda baixa, compatível com condições de fluxo livre e uma demanda representativa das condições típicas de tráfego verificadas no trecho. Em relação à demanda em fluxo livre, veículos nos modelos Laser e LOESS apresentaram velocidades similares ao longo do estaqueamento, enquanto que o modelo Google original revelou diferenças significativas de velocidades. A análise do desempenho do tráfego nos cenários de demanda típica foi baseada nos tempos de viagem. Cenários nesta análise envolveram a segmentação da rodovia em trechos homogêneos e variações na proporção de veículos por sentido (split direcional). A comparação entre os tempos de viagem dos modelos LOESS e Laser resultou em R²=0,99, enquanto que R² obtidos entre os modelos Google original e Laser variaram no intervalo de 0,04 a 0,99. Os resultados obtidos apontam a importância da metodologia desenvolvida pelo presente trabalho na modelagem de rodovias de pista simples, sobretudo em região montanhosa. / The Brazilian road network consists predominantly of two-lane highways and great part of them are in mountainous regions. Two-lane highways in mountainous regions have modeling difficulties because high slopes and small bend radii have a significant impact on traffic performance. Additionally, there are few simulation studies of vehicle traffic on two-lane highways, especially in mountainous regions. Thus, the combination of two-lane highways and mountainous region is even more restricted for coding these networks into traffic microsimulators. Road geometry data are commonly obtained through platforms such as Google Earth, but their accuracy may be insufficient for good representation in mountainous regions due to significant influence of planialtimetric profiles on traffic performance on two-lane highways. The present work developed a methodology for the codification of two-lane highways in mountainous region. This methodology was applied in a simulation study of traffic through the VISSIM traffic microsymulator. The case study section corresponds to the 16 km extension of the ERS-115 between the cities of Três Coroas and Gramado in the Serra Gaúcha. From two databases (Google Earth and Laser Vehicle Survey), three models were developed: (i) model based on original Google data (Google original), (ii) model with smoothed altimetric profile (LOESS) and (iii) model with planialtimetric profile based on laser field survey (Laser). The comparison of altimetric profiles of the three models revealed significant differences between the Google original model in relation to the others. The altimetric profile derived from the original data of Google Earth presented great slopes, in practice, incompatible with the highway class. The proposed smoothing method (LOESS) resulted in a model that is closer to the actual road profile, represented by the model constructed from the laser survey. In order to evaluate the performance through the simulation of traffic in the three models, 11 simulation scenarios were executed. The scenarios involved two levels of demand: low demand, compatible with free flow conditions and a representative demand of the typical traffic conditions verified in the road segment. Regarding the free-flow demand, vehicles in Laser and LOESS models presented similar speeds along the road, while the Google original model revealed significant differences in speeds. The analysis of traffic performance in typical demand scenarios was based on travel times. Scenarios in this analysis involved the segmentation of the highway in homogeneous segments and variations in the proportion of vehicles by direction (directional split). The comparison of travel times of the LOESS and Laser models resulted in R² = 0.99, while R² obtained between the Google original and Laser models varied in the range of 0.04 to 0.99. The results obtained point out the importance of the methodology developed by the present work in the modeling of two-lane highways, especially in the mountainous region.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2012-10-16T10:47:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T21:00:10Z : No. of bitstreams: 1 106859.pdf: 22947282 bytes, checksum: 1c7bf7880bd793fafc8f010f04adbe96 (MD5) / Critérios técnicos para a limitação de tarifas máximas de pedágio aceitáveis em processos de licitação para outorga de rodovias pedagiadas em concessão à iniciativa privada sob condições de monopólio. Comentários sobre o instituto da concessão de rodovias pedagiadas, principalmente sob os pontos de vista conceitual, legal e institucional. Estudos sobre custos de concessões, incluindo análise de 3 estudos de casos, com inferências sobre a destinação das receitas dos empreendimentos e sobre a distribuição dos custos entre os principais itens de dispêndios. Apresentação de critérios metodológicos para a determinação de limites para a tarifa máxima de pedágio, incluindo exemplos de cálculos. Sugestões de recomendações específicas, visando ao aperfeiçoamento do processo de concessões de rodovias no Brasil.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2012-10-17T02:22:44Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T22:25:19Z : No. of bitstreams: 1 108482.pdf: 48962533 bytes, checksum: 99098f86950020e84a5e9e590ffde091 (MD5) / A sistemática usual de estudos geotécnicos rodoviários utiliza-se basicamente de metodologias desenvolvidas para materiais de comportamento diferenciado dos solos tropicais e subtropicais existentes no Brasil. Estas metodologias fornecem informações pontuais, não considerando o comportamento dos perfis de solo como um todo. A presente dissertação propõe uma metodologia de estudos e mapeamento geotécnico que associa o comportamento geomecanico do solo à sua gênese, utilizando-se dos conhecimentos das áreas da Pedologia e da Geologia. Essa metodologia é testada, com sucesso, em uma área piloto do Meio Oeste Catarinense, folha Erexim, onde se obteve a individualização e caracterização geomecânica dos solos dessa região. Os trabalhos de análise e gerência dos dados e mapas é executado em meio digital, conferindo à metodologia a otimização necessária para a abordagem de grande número de informações e em grandes áreas.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T13:59:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 273305.pdf: 2983777 bytes, checksum: d1652b91f88255a1d27a6525cf0b4a4c (MD5) / No Brasil, os índices de fatalidade no trânsito, em comparação aos dos países desenvolvidos, são bastante elevados e representam uma das principais causas de morte prematura da população economicamente ativa. Em Santa Catarina, entre os anos de 2003 e 2007, mais de 3.000 pessoas morreram em acidentes de trânsito nas oito rodovias federais que cortam o Estado. Dentre essas rodovias, a BR-101 apresenta-se como a mais violenta por representar cerca de 20% da malha rodoviária federal do Estado e concentrar quase 50% dos acidentes registrados. Diante desse cenário, torna-se fundamental dedicar esforços e pesquisas visando minimizar os riscos impostos à qualidade de vida da população em termos de acidentes de trânsito. O presente trabalho tem como objetivo principal analisar a ocorrência dos tipos de acidentes em três trechos distintos da rodovia federal BR-101 em Santa Catarina: Trecho Sul (não duplicado e predominantemente rural); Trecho da Grande Florianópolis (duplicado e urbanizado) e Trecho Norte (duplicado e predominantemente rural). A análise nos trechos Norte, da Grande Florianópolis e Sul, foi feita primeiramente baseada nos dados de acidentes de 2004, ano anterior ao início das obras de duplicação deste último; num segundo momento, a partir dos acidentes registrados em 2007, a análise se deu somente para os dois primeiros trechos, já que no Trecho Sul, devido às obras, os acidentes ocorreram de forma atípica. Através das distribuições de freqüência de acidentes por ano, por trecho e por tipo e com o uso do Modelo Logístico Multinomial, buscou-se compreender qual a influência da constituição física da rodovia e do meio em que a mesma está inserida na ocorrência dos tipos de acidentes de trânsito. Variáveis, tais como a condição do tempo, a condição de sinalização e a fase do dia, foram levadas em consideração na análise dos acidentes e de seus tipos. O Trecho Sul da rodovia, como era de se esperar, apresentou a maior proporção de acidentes do tipo colisão frontal. No Trecho da Grande Florianópolis predominaram as colisões laterais, transversais e traseiras. No Trecho Norte, acidentes dos tipos capotamento, colisão com objeto fixo e saída de pista ocorreram significativamente. Da análise comparativa entre os anos verificouse que as distribuições de freqüência dos tipos de acidentes nos trechos Norte e da Grande Florianópolis seguiram um padrão, com pequenas alterações. As informações obtidas possibilitam aos gestores da infra-estrutura viária identificar os efeitos da duplicação de rodovias e da ocupação das suas áreas de entorno sobre a segurança viária. / In Brazil, the rates of fatal traffic accidents, in comparison to developed countries, are rather high and one of the main causes of premature death among the economically active population. In Santa Catarina state, from 2003 to 2007, over 3,000 people died in traffic accidents that took place on the eight federal roads crossing the state. Among these roads, BR-101 is the most violent as it accounts for 20% of the accidents that take place on the federal road network in Santa Catarina and nearly 50% of the total amount of accidents. This situation demonstrates the need for conducting research and devising measures to promote a better quality of life concerning traffic accidents. This study aims at analyzing the types of accidents on three segments of BR-101 road located in Santa Catarina: South Segment (single lanes running in each direction and mostly rural); Grande Florianópolis Segment (two lanes running in each direction and urbanized), and North Segment (two lanes running in each direction and mostly rural). The analysis of the three segments was firstly performed with data from accidents that happened in 2004, one year before the construction of additional lanes started. For the data obtained from 2007 on, the analysis included the North and the Grande Florianópolis Segments only, because the repair work on the South Segment generated an atypical pattern of accidents. Based on the frequency distribution of accidents per year, per segment, and per type of accident, and based on the Multinomial Logistic Model, an attempt was made to understand how the physical features of the road and of the environment surrounding it influences the type of traffic accident. Variables such as weather conditions, traffic signs and part of the day were taken into account to analyze the accidents and classify them. The South Segment of BR-101, as expected, responds for the largest proportion of frontal collision accidents. On the Grande Florianópolis Segment, lateral, oblique, and rear-end collisions prevail. On the North Segment, the most frequent types of accident are rollovers, stationary-object collisions, and wrong-lane collisions. The comparative analysis across years yielded frequency distributions which revealed that for the North and the Grande Florianópolis Segments there is a pretty stable pattern of types of accidents. The information gathered here made it possible for the managers of the road infrastructure to identify the effects of building additional road lanes and of the areas surrounding the road upon road safety.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T05:30:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 296880.pdf: 3806932 bytes, checksum: 50aba62ca3225d9c243f3bde1678ce92 (MD5) / Este trabalho apresenta a análise, baseada em estudos de laboratório, do comportamento de misturas entre solo e resíduos de cerâmica vermelha, visando seu emprego em camadas de pavimentos de rodovias e ruas com baixo volume de tráfego. A indústria da cerâmica vermelha é responsável pela produção de um grande volume de tijolos, blocos e telhas e, como resultado do controle de qualidade e danos de manuseio, a quantidade de resíduos gerados é significativa. Na Região Sul de Santa Catarina, onde são produzidos cerca de 100 milhões de peças de tijolos e telhas por mês, aproximadamente 5% desta produção é descartada por algum tipo de defeito ocorrido durante o seu processo de produção ou transporte. Para a realização deste trabalho foram coletados 12 m³ deste resíduo, dos quais 6 m³ se tratavam de cacos ou resíduos de tijolos e 6 m³ de cacos ou resíduos de telhas. De forma separada, estes materiais foram fragmentados com a ajuda de um rolo compactador e o material resultante foi coletado, analisado e utilizado como agregado em misturas com três tipos de solo. Utilizaram-se três tipos de solos, coletados em jazidas nos municípios de Gravatal, Tubarão e Criciúma, que foram submetidos aos ensaios tradicionais de pavimentação, e aos ensaios da metodologia MCT. As misturas solo-agregado foram compostas com diferentes dosagens e submetidas a ensaios de Granulometria, Compactação, CBR e Módulo de Resiliência. Os resultados destes ensaios foram analisados e constatou-se que as misturas apresentaram comportamentos diferentes, que variaram de acordo com as dosagens dos materiais e o tipo de solo utilizado. Os melhores resultados foram observados nas misturas realizadas com 50% de solo e 50% de material cerâmico. A mistura composta por 50% de solo coletado na jazida de Tubarão e 50% de cacos de telhas foi utilizada como camada de sub-base no cálculo de dimensionamento de um pavimento localizado na Rua Hilário José de Mello, no município de Tubarão. A partir dos resultados obtidos, concluiu-se que os resíduos de cerâmica vermelha podem ser utilizados em misturas com solo, na construção de camadas de pavimentos com baixo volume de tráfego

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2012-10-23T10:38:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 247991.pdf: 2226380 bytes, checksum: c4eb693ac61c6c309b03fe487e83e425 (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil. / Made available in DSpace on 2012-10-23T19:29:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 258868.pdf: 3072198 bytes, checksum: bac72009bdb2656695486585cdd266de (MD5) / Esta dissertação apresenta os resultados de um estudo laboratorial de três amostras de solo expansivo coletadas na Rodovia SC-422, implantada com revestimento primário. Esta rodovia é uma importante rota que liga a cidade de Rio Negrinho à Vila Volta Grande em Santa Catarina, cuja falta de pavimento inibe o desenvolvimento da Vila Volta Grande e região. Os objetivos principais do estudo foram determinar teores de cal para minimizar a expansão e as conseqüentes melhorias das características dos solos, possibilitando seu emprego como camadas de pavimentos rodoviários. As características das amostras de solo e da cal utilizada para mistura foram estudadas através dos ensaios: Limites de Atterberg; granulometria; compactação; ISC; ensaios da metodologia de classificação MCT; ensaio triaxial dinâmico de cargas repetidas; ensaio de difração por raio-X; e análise química das amostras e da cal. Verificou-se o tempo de reação solo-cal por meio do ensaio de LP, provando que as reações de troca de bases são imediatas. Determinaram-se os teores adequados de cal para minimizar a expansão das amostras através dos métodos do Lime Fixation Point (LFP), pH e método das Pastilhas MCT. Este último apresentou teores de cal mais baixos que os outros dois. A adição de teores de cal de 3%, 2% e 3% respectivamente para as amostras AM-01, AM-02 e AM-03 provocou: a aglutinação das partículas mais finas, pequena redução do peso específico aparente seco ( dmáx) e aumento na umidade ótima (wót); e minimizaram a expansão dos solos independentemente da energia de compactação aplicada. Foram também detectados: incrementos nos valores de ISC efetuados 14 dias após a moldagem; pequenos aumentos da resistência à compressão simples em ensaios efetuados até 28 dias depois da moldagem; e aumentos significativos dos módulos resilientes dos solos. Verificou-se através do ensaio da metodologia de classificação MCT e Perda de Massa por imersão que a adição de cal nas amostras tornou-as de comportamento laterítico. Através da análise mecanicista, concluiu-se que pequenas quantidades de cal adicionadas aos solos estudados aumentam a vida de fadiga de pavimentos asfálticos.

Nesta dissertação foi analisado o efeito de restaurações com fresagem e recapeamento com concreto asfáltico nos parâmetros funcionais e estruturais em dois segmentos de rodovias federais de tráfego médio da região noroeste do Estado do Rio Grande do Sul. Ambos os segmentos estão inseridos na unidade geomorfológica denominada Planalto Meridional, e possuem subleito classificado pedologicamente como latossolo vermelho. Na condição funcional foram avaliados: o Índice de Gravidade Global (IGG), macrotextura e a irregularidade longitudinal (IRI). Na condição estrutural foram realizadas avaliações destrutivas: umidade e massa específica aparente seca em campo das camadas inferiores do pavimento, e como avaliação não-destrutiva, medidas de deflexão com viga Benkelman. Com os materiais coletados foram realizados ensaios laboratoriais de compactação e teor de umidade, ISC, equivalente de areia, limites de Atterberg e ensaios triaxiais de carga repetida para obtenção de modelos de módulo de resiliência. De posse dos dados citados, aplicaram-se modelos de previsão de desempenho para estimar as reduções de Irregularidade e da Deflexão e compará-las com valores resultantes de medidas antes e depois da restauração. Por meio de análises estatísticas, foi obtida uma linha de tendência para redução de deflexão com restauração simples, aplicável, em princípio a pavimentos semelhantes na região em estudo. Ainda, comparam-se valores de ATR (afundamento na trilha de roda) medidos com perfilômetro laser e treliça metálica, observando-se a discrepância significativa entre os resultados. Globalmente, verificou-se que a solução de restauração restituiu aos pavimentos a capacidade estrutural adequada, melhorando também sua condição funcional, em termos de conforto e a segurança viária. / This Dissertation reports the main findings of a research on the effects of a basic rehabilitation procedure (milling and replacing the distressed asphalt wearing course by a new layer of asphalt concrete) on functional and structural parameters of two test sections of medium-traffic roads in the Northwestern Region of Rio Grande do Sul State, Brazil. Both test sections are placed in a Geomorphological Unit called “Planalto Meridional” (South Plain) and subgrade soils are pedologycally classified as red latosols. Regarding the pavements functional condition, the following parameters were evaluated: roughness (IRI – International Roughness Index), macrotexture and a Brazilian Global Severity Index (IGG – “Indice de Gravidade Global”), which is computed considering the severity and the frequency of a set of pavement distresses. In order to evaluate the pavements structural capacity, trenches were opened, in situ moisture content and dry density of base, sub-base and subgrades were measured and materials were sampled in order to carry out laboratory tests. Surface deflections were measured using a Benkelman Beam. Roughness and deflections were measured before and after rehabilitation, while macrotexture was measured on the new asphalt layer. Laboratory procedures consisted of gradation, Atterberg Limits, compaction, CBR and resilient modulus tests; the Sand Equivalents of base and sub-base aggregates were also determined. Pavement Prediction Models were used to estimate roughness and deflection decreases due to the rehabilitation procedure; these estimations were compared to the differences between roughness or deflection before and after rehabilitation. By means of Statistics analysis, a tendency line that allows estimating deflection reduction due to the rehabilitation procedure was defined. That tendency line might be used to estimate deflection reduction in similar pavements of the Northwestern Region of the state. Rut depth values measured with a three-point ruler were compared to values measured with a laser profiler; it was shown that both sets of values are quite different. All in all, it was verified that the rehabilitation procedure (milling and replacing the distressed asphalt wearing course by a new layer of asphalt concrete) provided the studied pavements adequate bearing capacity and improved their serviceability (parameter related to safety and confort).