Abstract The performance of the subgrade towards the main deterioration mechanisms must be considered in the pavement structure design. Thus, this paper discusses the resilient modulus and permanent deformation evaluation of a pedological horizon of a Brazilian lateritic soil deposit, comparing samples compacted in the laboratory at the three compaction energies (standard, intermediate and modified) and undisturbed samples. Physical, chemical, and mechanical characterization tests were conducted. The cyclic tests were performed in repeated load triaxial tests and according to the current Brazilian standards. Five mathematical models widely used were employed to verify the resilient modulus behavior of the sample conditions, in which the Compound and Universal models showed the best correlations. For permanent deformation, the model was used, which well-expressed the plastic behavior of the analyzed conditions. Although all cases appeared to attend the shakedown criteria, some samples did not reach the deformation rate required by the standard. As the compaction energy was increased, the resilient modulus increased, and the permanent deformation decreased. Therefore, there is a substantial modification of the material behavior by increasing the compaction. design Thus deposit standard, standard (standard modified Physical chemical conducted standards conditions correlations wellexpressed well expressed criteria increased decreased Therefore

Abstract This article evaluates the resilient modulus and permanent deformation of granular materials of different lithological origins widely used as a pavements base layer in south Brazil. For this, a single particle size distribution was determined for the materials that were subjected to physical, chemical, mechanical characterizations, especially resilient modulus and permanent deformation by repeated load triaxial tests. It was noticed that the denser materials had a higher resilient modulus generated by increase in the sample's stiffness. For permanent deformation this tendency has not been maintained for all materials. Therefore, the granulation and structure of the materials can influence long-term tests. The Guimarães’ model has proven to be adequate for the sample evaluation. For the shakedown research, samples showed accommodation and creep shakedown. The samples that presented accommodation had an increase in the resilient modulus after permanent deformation, while those that presented creep increased or decreased resilient modulus according to the material origin. Brazil physical chemical characterizations tests s stiffness Therefore longterm long term Guimarães evaluation research origin

Abstract This article presents the study of the resilient behavior of three soil horizons from a deposit of lateritic soil employed in a pavement structure in Rio Grande do Sul, Brazil. The use of lateritic soils in pavement layers is a common practice in Brazil and due to its peculiarities, its behavior must be investigated. The methodology consisted of physical and chemical characterization and resilient modulus determination. Samples from the three horizons, compacted at standard, intermediate and modified energy, were analyzed. In addition, undisturbed samples extracted from the interior and top layer of the embankment were submitted to repeated load triaxial tests for resilient modulus determination. The results indicated that the soil exhibit good behavior for pavement subgrade applications, perhaps as subbase or base course layers. The compound and universal models yielded the best correlation coefficients. Furthermore, the results showed that as the compaction energy increased, the resilient modulus also increased, as long as they are within the optimum water content and compaction degree limit. However, when subjected to immersion in water for four days, the resilient behavior decreased about 73% in relation to unsaturated samples.

RESUMO O pavimento é considerado um sistema de múltiplas camadas finitas, sujeito às tensões, deformações e deslocamentos provenientes das solicitações cíclicas do tráfego. A fundação da estrutura deve apresentar capacidade de suporte compatível com a intensidade e frequência com a qual será solicitada. Sob essa perspectiva, o presente estudo avalia o desempenho de quatro solos com origens geológicas diferentes, usualmente encontrados em subleitos rodoviários no estado do Rio Grande do Sul, com base em princípios da Mecânica dos Pavimentos. A metodologia aplicada nesse estudo consistiu em simulações numéricas assistidas por dois programas computacionais: AEMC/SisPav e AASHTOWare Pavement ME Design. As análises mecanicistas foram realizadas para avaliar a resposta do solo frente à deformação resiliente e à resistência ao cisalhamento, importantes propriedades no emprego de solos em pavimentação. Os resultados mostraram que a deformação resiliente apresenta um papel preponderante no desempenho dos materiais, visto que, para os solos analisados, não há qualquer indício de ruptura por cisalhamento, tanto como material de subleito rodoviário como fundação de pavimentos de baixo volume de tráfego. Isso, porém não afasta a hipótese de altas deformações plásticas. Quanto à deformação resiliente, observou-se ainda a ineficácia do atual método de dimensionamento de pavimentos flexíveis, que não considera o módulo de resiliência dos materiais de pavimentação, resultando no predomínio de ruptura por fadiga, com exceção do solo denominado de CB que poderá levar o pavimento a ruptura por excesso de afundamento de trilha de roda.

ABSTRACT The pavement is considered a system of multiple finite layers, subject to tensions, deformations and displacements from cyclical traffic demands. The foundation of the structure must have support capacity compatible with the intensity and frequency with which it will be requested. From this perspective, the present study evaluates the performance of four soils with different geological origins, usually found in road subgrades in the state of Rio Grande do Sul, based on the principles of Pavement Mechanics. The methodology applied in this study consisted of numerical simulations assisted by two computational programs: AEMC/SisPav and AASHTOWare Pavement ME Design. The mechanistic analyzes were performed to evaluate the soil response to resilient deformation and shear strength, important properties in the use of paving soils. The results showed that the resilient deformation has a preponderant role in the performance of the materials, since, for the analyzed soils, there is no evidence of shear rupture, both as a road subgrade material and as a foundation of low traffic pavements. This, however, does not rule out the hypothesis of high plastic deformations. Regarding the resilient deformation, it was also observed the inefficiency of the current flexible pavement design method, which does not consider the resilience modulus of the paving materials, resulting in the predominance of fatigue rupture, with the exception of the CB soil, which could lead to pavement to rupture by excessive wheel track rutting.

RESUMO No país, são dois os mais recorrentes defeitos encontrados nas rodovias: deformação permanente e trincamento por fadiga. Dentre as mais variadas causas, a formação e propagação de trincas no revestimento asfáltico ocorrem em consequência das repetidas solicitações do tráfego que, com o tempo, reduzirão drasticamente a vida de serviço do pavimento, por exemplo, facilitando a penetração de água nas camadas granulares da estrutura e acelerando sua deterioração. Além disso, os ensaios mais comumente utilizados no Brasil para avaliação e previsão de desempenho quanto à fadiga do concreto asfáltico ainda suscitam muitos questionamentos no meio técnico-científico. Assim, no contexto da caracterização avançada de misturas asfálticas, realizou-se o desenvolvimento de projetos referentes a um sistema mecânico para ensaio bem como de tratamento de dados após os testes. Trata-se do ensaio de Fadiga por Tração-Compressão Direta (Uniaxial) que possibilita avaliar e caracterizar o comportamento de misturas asfálticas quanto ao dano por fadiga. Foram realizadas adaptações de peças já existentes em outros dois centros de pesquisa para que se ajustassem à prensa hidráulica utilizada na Universidade Federal de Santa Maria (UFSM): a Universal Testing Machine (UTM-25). Testes foram efetuados e monitorados para certificar a compatibilidade entre as peças produzidas e a prensa hidráulica utilizada e os resultados encontrados demonstraram sucesso no caminho proposto.

ABSTRACT In the country, there are two most common distress found on highways: rutting and fatigue cracking. Through the most varied causes, the formation and propagation of cracks occurs as a result of repeated traffic demands and over time will drastically reduce the service life of the pavement, for example, facilitating ingress of water in granular layers of the structure and accelerating its deterioration. In addition, the most commonly used methods in Brazil for assessing and predicting fatigue behavior of asphalt concrete raises many questions to the scientific and technical community. Thus, in the context of Hot Mix Asphalt (HMA) advanced characterization, projects of the apparatus were developed as well the data processing. It is the Direct Tension Cyclic Fatigue Test to evaluate and characterize HMA behavior when it comes to fatigue damage. Adaptations of existing parts from two other research centers were made in to fit the hydraulic press used in Universidade Federal de Santa Maria (UFSM): the Universal Testing Machine (UTM-25). Tests were performed to verify the compatibility between pieces produced and hydraulic press, which demonstrated success in this matter.

RESUMO Este trabalho tem por objetivo avaliar a técnica da reciclagem a quente em misturas asfálticas com relação às propriedades mecânicas, a fim de verificar a adequabilidade de seu emprego na substituição de material granular virgem por material reciclado do pavimento (fresado) em diferentes porcentagens, visando sua aplicação em camadas de pavimento. Para atingir este objetivo, foram realizados ensaios laboratoriais a fim de avaliar misturas contendo 10%, 20% e 30% de adição de fresado, comparadas a uma mistura de referência sem adição do agregado reciclado. Para avaliação de rigidez foram realizados ensaios de módulo de resiliência (MR) e módulo dinâmico uniaxial. Além destes, foram realizados ensaios de resistência à tração indireta (RT) e Flow Number (FN) para avaliação de resistência mecânica e, também, ensaios de dano por umidade induzida, através do Lottman Modificado, e desgaste no ensaio Cântabro, para avaliação das propriedades de adesividade e coesão das misturas, respectivamente. Através da análise dos resultados foi possível verificar uma importante economia do teor de ligante adicionado, visto que o material fresado contém ligante envelhecido e, assim, a redução de ligante novo variou de 12,9% até 35,7% para misturas com 10% e 30% de material reciclado, respectivamente. O experimento indicou que a adição de fresado em misturas asfálticas afeta o módulo e aumenta a rigidez das misturas; o ensaio de FN mostrou o ganho de resistência à deformação permanente das misturas, bem como não houve problemas significativos de desgaste e de adesividade, ou seja, as perdas encontradas são insignificantes e não comprometem a utilização deste material.

ABSTRACT The objective of this study is to evaluate the technique of hot recycling in asphalt mixtures relative to the mechanical properties, for the purpose of verify the adequacy of their employment in substitution of virgin granular material for Reclaimed Asphalt Pavement (RAP) in different percentages, for the application in layers of pavement. To achieve the purpose of this study, laboratory tests were made to evaluate the mechanical properties and adhesiveness of mixtures containing 10% addition of RAP, 20% and 30%, compared to a reference mix without RAP. For stiffness evaluation were used resilient modulus tests (RM) and uniaxial dynamic modulus test. Besides these tests was performed the indirect tensile strength tests (RT) and Flow Number test (FN) for mechanical evaluation, damage tests induced moisture through the Modified Lottman test and Cantabro abrasion, for evaluation of the properties of adhesion and cohesion of the mixtures, respectively. Analyzing the results, an important economy of asphaltic binder was observed, whereas the RAP contains aged binder It´s possible to reduce the new binder content between 12.9% and 35.7% for mixtures with 10% and 30% recycled material, respectively. The experiment indicated the RAP addition affects the modulus and increases the stiffness of the mixtures; the FN test showed the resistance gain to the permanent deformation of the mixtures as well as there were no significant problems of adhesion, in other words, the losses are insignificant and do not compromise the use of this material.

RESUMO Este trabalho objetivou avaliar, através de ensaios laboratoriais, a viabilidade da utilização de material fresado puro e estabilizado (mecânica, granulométrica e quimicamente) em camadas de pavimentos flexíveis. Os materiais fresados são oriundos da BR-290 e da ERS-509 no estado do Rio Grande do Sul. Foi realizada estabilização granulométrica, sendo determinado o teor de 70% de material fresado e 30% de agregado natural, sendo bastante efetiva na elevação do ISC (de 56 para 95% e de 21 para 68%, para o fresado da BR-290 e ERS-509). Para os ensaios compressão simples foram moldados corpos-de-prova cilíndricos de 10x20 cm com diferentes teores de cimento Portland (CP-IV 32), sendo determinados os teores de 4,86% (BR-290) e 5,37% (ERS-569) a partir da resistência à compressão de 2,1 MPa aos 28 dias. A partir dos resultados obtidos, em uma segunda etapa da pesquisa utilizando somente o material fresado da ERS-509, foram moldados corpos de prova para determinação da resistência à compressão, da resistência à tração e do módulo de resiliência; sendo nestes substituído, em massa, o CP-IV em 15, 30 e 50% por cinza de casca de arroz moída (#325 e #500), colocados em câmara úmida por 7, 28 e 160 dias. A análise dos resultados mostrou que para compressão simples e à tração, a substituição de 15% de cimento por CCA se mostrou eficiente, não havendo queda de resistência comparado as amostras de referência. Também fica evidente a eficácia da CCA, apresentando resultados positivos sempre que comparados àquelas misturas somente com o real teor de cimento Portland utilizado, juntamente com o apelo ambiental se torna uma alternativa interessante de utilização em camadas de pavimentos.

ABSTRACT This research aims to evaluate, through laboratory testing, the feasibility of using pure and stabilized reclaimed asphalt pavement (mechanical, chemical and grading) in layers of flexible pavements. The milled materials are from BR-290 and ERS-509 roadways. Grading stabilization was performed and determined the level of 70% of milled material and 30% of virgin aggregate. For testing of compressive strength were molded into test specimens of 10x20 cm with different levels of Portland cement (CP IV-32), and determine the content of 4,86% (BR-290) and 5,37% (ERS-569) from the compressive strength of 2.1 MPa at 28 days. From these results, specimens were molded for testing the axial compressive strength, indirect tensile strength and resilient modulus; in these specimens, the cement was replaced by rice husk ash (mesh #325 and #500) in ratios of 15, 30 and 50% by weight of cement content, and put into moist chamber for 7, 28 and 160 curing days. The results showed that for compressive and tensile strength, the replacement of 15% of cement by CCA was efficient, with no drop resistance compared to the reference samples. Also evident the effectiveness of CCA, showing positive results when compared to those mixes only with the real content of Portland cement used and with the environmental appeal becomes an interesting alternative for use in pavement layers.

Resumo O trabalho teve por objetivo analisar o comportamento do ruído ferroviário na cidade de Santa Maria/RS, por meio da elaboração de uma expressão que demonstra a contribuição individual das variáveis estudadas (velocidade e distância). Foram utilizadas medições de campo e dados retirados de pesquisas semelhantes, objetivando maior confiabilidade nos resultados apresentados e possibilitando a ampliação da utilização do modelo proposto. Como no Brasil ainda não existem normas especificas para o estudo realizado, as regulamentações NBR 10151 e o Código de Posturas de Santa Maria foram utilizadas para o procedimento de coleta de dados e analise dos resultados. Os dados foram coletados na estação da GARE e na passagem de nível da Rua Sete de Setembro. Verificou-se que os valores obtidos estavam acima dos limites especificados pelas normativas existentes, sendo 72,88 dB e 83,42 dB o menor e o maior encontrados, respectivamente. Os resultados encontrados a partir dos estudos foram analisados em conjunto com os dados de Spechtet al. (2012), montando-se curvas de ruídos que se mostraram relevantes e confiáveis para velocidades de 0 a 25 km/h e distâncias do receptor de 0 a 20m.

Abstract The work aimed to analyze the noise behavior in the railways in the city of Santa Maria/RS, through the development of an expression that shows the individual contribution of the variables studied. Is possible to note that field measurements and data from similar researches were used, aiming to increase reliability in the results and enabling the expansion of the use of the proposed model. As in Brazil there aren't specific standards for the study, the NBR 10151 normative and the Code of Postures of Santa Maria were used for the data collection procedure and analysis of results. Data were collected at the station GARE and level crossing RuaSete de Setembro. Among the values it was noted that all were above the limits specified by existing regulations, 72.88 dB and 83.42 dB the lowest and the highest found, respectively. The results from the studies were analyzed together with the data from Specht et al. (2012), setting up noise curves that were relevant and reliable for train speeds from 0 to 25 km/h 0 receptor distances 20m.

Para se obterem informações sobre a estrutura de pavimentos, atualmente, são realizadas prospecções significativamente destrutivas e intervenientes no tráfego. O objetivo desse trabalho é desenvolver uma técnica de identificação das espessuras das camadas de pavimentos, que consiste na instalação de uma sonda térmica no pavimento, com sensores de temperatura e fontes de calor, para a obtenção da distribuição de temperatura em função do tempo e do espaço, em diferentes profundidades; na resolução do problema de transferência de calor em duas dimensões; e na estimação das espessuras e propriedades térmicas dos materiais de cada camada através do Problema Inverso. O Problema Direto foi modelado pela equação de condução do calor e resolvido com Diferenças Finitas Centrais, usando o método explícito de avanços temporais. Os Algoritmos Genético e Memético foram eficientes na estimação das espessuras das camadas e apresentaram pouca diferença entre os valores estimados a cada aplicação. A técnica proposta mostrou-se eficiente na estimação das espessuras nos testes realizados com pavimentos experimentais e traz uma nova perspectiva em avaliação estrutural, com reduzida intervenção no pavimento e interferência no tráfego.

To obtain information about pavement structure, nowadays, destructive prospecting is carried out, interfering significantly with traffic. Proposed here in is a less destructive and invasive technique, whereby a thermal probe with temperature sensors is installed in the pavement. This process identifies the sources of heat to obtain the temperature distribution as a function of time and space at different depths; to solve the heat transfer problem in two dimensions and to estimate the thickness and thermal materials properties of each layer through the Inverse Problem. The Direct Problem has been modeled by a heat conduction equation and solved by Central Finite Differences, using the explicit method of time advancements. The Genetic and Memetic Algorithms have been efficient in estimating the thickness of the layers and they have presented little difference between the estimated values at each application. The proposed technique has been efficient in estimating the thickness in the tests with experimental pavements and it brings a new perspective for structural evaluation, with reduced pavement intervention and traffic interference.

O uso de carcaças de pneus, na engenharia civil, envolve diversas soluções criativas e aplicações diversificadas. O presente artigo apresenta análises paramétricas baseadas em ensaios laboratoriais com diferentes tipos de pneumáticos, altura dos muros, materiais de preenchimento, níveis de água e ângulos de atrito interno do solo. Realizou-se o pré-dimensionamento de estruturas de contenção arrimadas para 376 diferentes combinações. Foi feita, também, uma análise estatística da influência que cada variável utilizada, na análise paramétrica, exerce sobre a base das estruturas pré-dimensionadas. Por fim, é relatada uma experiência realizada com a construção de um muro de arrimo composto por pneus preenchidos com agregados, para contenção de uma encosta localizada à margem do arroio Barreiro, no interior do Município de Ijuí - RS, comparando seu custo a uma tradicional estrutura de concreto armado.

The use of scrap tires in civil engineering involves creative solutions and diversified applications. The present paper presents parametric analyses based on laboratory data with different tires, wall heights, filling materials, water levels and soil friction angles. A design draft for 376 different earth retaining structures (combining all variables) was made and a statistical analysis performed to study the effect that each variable had on the base value. Finally, a case study is presented of a tire wall construction near Ijuí City - RS. The cost of this solution is given in comparison with the traditional concrete ones.

O projeto de edificações energeticamente eficientes necessita de conhecimentos sobre a transferência de calor proveniente do ambiente externo, a fim de criar soluções que associem diferentes materiais e espessuras às condições desejadas de conforto térmico. O objetivo deste trabalho é avaliar diversos tipos e disposições de materiais em paredes de tijolos maciços, sob a ótica da térmica de edifícios. Para a realização dos experimentos, modelos em escala real foram confeccionados, instrumentados e acoplados a uma câmara térmica, desenvolvida especialmente para esse fim. O problema de transferência de calor foi modelado pela equação da energia, resolvida em Diferenças Finitas Centrais, utilizando-se o Método Implícito. As difusividades térmicas dos materiais foram calculadas resolvendo o Problema Inverso de transferência de calor. Também foi calculado o fluxo de calor e o custo total de cada alternativa, finalizando-se com a obtenção da relação termoeconômica para cada parede. Através da análise termoeconômica pode-se constatar que, apesar de o investimento inicial ser relativamente maior nas paredes mais espessas e/ou com isolamento térmico, estas apresentam um comportamento térmico muito superior às tradicionais. Notadamente, a parede com EPS na face exterior apresentou o melhor desempenho.

The project of efficient energy buildings requires knowledge about heat transfer from the external environment, in order to create solutions that combine different materials and thicknesses to the desired conditions of thermal comfort. The objective of this work is to assess, from de viewpoint of buildings physics, several types and materials arrangement on solid brick walls. For the achievement of the experiments, full-scale models were fabricated, instrumented and coupled to a heat chamber, developed especially for this purpose. The heat transfer problem was modelled by energy equation, solved in Central Finite Differences using the Implicit Method. The thermal diffusivities of the materials were calculated by solving the Inverse Problem of heat transfer. It was also calculated the heat flow and the total cost of each alternative, ending with the achievement of thermo-economic relation to each wall. Through the thermo-economic analysis, it can be verified that although the initial investment is relatively higher on the thicker walls and/or with thermal insulation, these present a much higher thermal behaviour in comparison to the traditional ones. Notably, the wall with EPS on the external surface presented the best performance.

O transporte rodoviário causa grande impacto no meio ambiente, tanto pelo grande consumo de energia quanto pela infra-estrutura física necessária a sua operação. A emissão de gases e os ruídos causados pelo tráfego causam danos irreversíveis ao meio ambiente e têm sido alvo de inúmeros estudos e pesquisas. Sabe-se que o atrito pneu/pavimento e as propriedades acústicas dos revestimentos influenciam de sobremaneira a geração e a propagação do ruído. Essa pesquisa tem como objetivo avaliar o ruído causado pelo tráfego de veículos em quatro diferentes pavimentos implantados em diferentes rodovias através do SPBI (Statistical Pass-By Index). A metodologia adotada seguiu as prescrições da norma ISO 11819-1, a qual determina que um decibelímetro seja instalado na lateral da via para medir o ruído máximo causado pela passagem de um veículo. O revestimento em CBUQ foi o pavimento cujas maiores medidas foram observadas (86,84dBA) seguido do CCP (83,28dBA), do TSD (83,26dBA) do MICRO (81,14dBA) e da CPA (81,03dBA). Os resultados indicam que a escolha adequada do revestimento pode atenuar de maneira expressiva o ruído causado pelo tráfego rodoviário.

Highway transportation causes immense environmental impacts, as much by the enormous use of energy as for the physical infrastructure necessary for its operation. The gas emission and traffic noise cause irreversible damages to the environment and this has been the objective of a lot of studies and researches. It is known that the contact between tire and pavement surface and the acoustic properties of the coverings influence the noise’s generation and propagation. This research aims to evaluate the noise caused by the traffic of vehicles in four different pavements through SPBI (Statistical Pass-By Index). The methodology followed the prescriptions of the norm ISO 11819-1; the decibelimeter is installed in the road side and it records the maximum noise caused by each vehicle. HMA presents higher noise measurement (86,84dBA) followed by PCC (83,28dBA), ST (83,26dBA) MICRO (81,14dBA) and PC (81,03dBA). The results indicate that correct pavement selection can reduce, in an expressive way, the noise caused by road traffic.

It is of a great importance to know binders' viscosity in order to perform handling, mixing, application processes and asphalt mixes compaction in highway surfacing. This paper presents the results of viscosity measurement in asphalt-rubber binders prepared in laboratory. The binders were prepared varying the rubber content, rubber particle size, duration and temperature of mixture, all following a statistical design plan. The statistical analysis and artificial neural networks were used to create mathematical models for prediction of the binders viscosity. The comparison between experimental data and simulated results with the generated models showed best performance of the neural networks analysis in contrast to the statistic models. The results indicated that the rubber content and duration of mixture have major influence on the observed viscosity for the considered interval of parameters variation.