INOVAÇÕES NA CONSTRUÇÃO E NO CONTROLO DE ATERROS DE ... · APRESENTAÇÃO PARTE 1 ... Problemas...

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IV Congresso Rodoviário Português – Abril 2006

INOVAÇÕES NA CONSTRUÇÃO E NO CONTROLO DE ATERROS DE ESTRADAS E DE CAMINHOS

DE FERRO DE ALTA VELOCIDADE

IV Congresso Rodoviário Português – Abril 2006

A. Gomes Correia – Universidade do Minho

Eduardo Fortunato - LNEC

Universidade do Minho

A. Gomes Correia (agc@civil.uminho.pt)Eduardo Fortunato (efortunato@lnec.pt) IV Congresso Rodoviário Português – Abril 2006

APRESENTAÇÃOPARTE 1PARTE 1

INOVAÇÕES NA CONSTRUÇÃONovosNovos MateriaisMateriaisNovosNovos EquipamentosEquipamentos

INOVAÇÕES NO CONTROLO DE ATERROSEspecificações TécnicasControlo PontualControlo Contínuo

PARTE 2PARTE 2EXPERIÊNCIA NA MODERNIZAÇÃO DA LINHA DO NORTE

Renovação da plataformaRenovação da plataformaControloControlo dada compactaçãocompactação e e análise da análise da deformabilidadedeformabilidade da da subestruturasubestrutura""RecomendaçõesRecomendações

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INOVAÇÕES NA CONSTRUÇÃONovosNovos MateriaisMateriais

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• Materiais não tradicionais

• sub-produtos industriaisescórias, cinzas, pneus, materiais de demolição ...)

• materiais leves (por exemplo, argila expandida, γ = 6 kN/m3)

• Tratamento e ou estabilização dos materiais:• correcção granulométrica• correcção com ligantes: cal, cimento, cal+cimentocal, cimento, cal+cimento

• Geossintéticos• Reciclagem “in situ”

MATERIAIS - AMBIENTE

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EXPERIÊNCIA PARA AVALIAR A TRANSFERÊNCIA DE CARGAS

DO ATERRO PARA AS ESTACAS

Bobba, FHA, USA

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INOVAÇÕES NA CONSTRUÇÃONovosNovos EquipamentosEquipamentos

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• Equipamentos inteligentes que variam

automaticamente os parâmetros de operação

face à resposta da interacção rolo-terreno (já

existem com regulação da frequência, da

amplitude de vibração e da velocidade)

• Secções poligonais

DESENVOLVIMENTOS TECNOLÓGICOSDESENVOLVIMENTOS TECNOLÓGICOSEquipamentos de CompactaçãoEquipamentos de Compactação

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COMPACTAÇÃO INTELIGENTE

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OPTIMIZAÇÃO DA COMPACTAÇÃOOPTIMIZAÇÃO DA COMPACTAÇÃO((BrandlBrandl, 2004), 2004)

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INOVAÇÕES NO CONTROLO DE ATERROSEspecificaçõesEspecificações TécnicasTécnicas

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LINHAS DE ALTA VELOCIDADE

Problemas clássicos da mecânica dos solos e da dinâmica dos solos

Grandes exigências em termos de assentamentos diferenciais

Importância das vibrações: modelação deve incorporar, além do aterro também a fundação

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Especificações alemãs (DB, 1997, 1999)O assentamento residual para aterros sob vias sembalastro ≤ 0.06 m.

Segundo Vogel (1993), o valor mais relevante é o do assentamento diferencial, traduzido como sendo ≤ 0.2 m numa extensão de 10 m na direcção longitudinal (1/500).

Especificações Suecas

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INOVAÇÕES NO CONTROLO DE ATERROSControloControlo PontualPontual

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NECESSIDADE DE PASSAR DE ESPECIFICAÇÕES EMPÍRICASPARA ESPECIFICAÇÕES DE BASE MECANICISTA

ESPECIFICAÇÕES DE BASE MECANICISTA(ORIENTADAS PARA PAÂMETROS MECÂNICOS)

FACILITA AVALIAÇÃO QUANTITATIVA(necessárias para utilizar novas técnicas construtivas e novos materiais

(alternativos/sub-produtos industriais)

Especificações baseadas no desempenhosão necessárias para controlo funcional e estrutural

IV Congresso Rodoviário Português – Abril 2006

• SOLOS (garrafa de areia; método do balão;

métodos radioactivos)

• ENROCAMENTOS e MISTURAS SOLO-

ENROCAMENTO (macro, ensaios de placa)

• Penetrómetros

• SASW

CONTROLO PONTUALCONTROLO PONTUAL

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CONTROLO PONTUAL CONTROLO PONTUAL –– PARÂMETROS ÍNDICEPARÂMETROS ÍNDICEMetMet. Radioactivo . Radioactivo –– Tendência para ser abandonadoTendência para ser abandonado

por métodos dieléctricospor métodos dieléctricos

“Percometer”

Trident - T90

TDR

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0

50

100

150

200

250

300

0 1 2 3 4 5 6Déplacement moyen (mm)

Pres

sion

app

liqué

e (k

Pa)

Module de plaque

38000

40000

42000

44000

46000

0 100 200 300

Valeur du cycle de rechargement (kPA)

Mod

ule

de p

laqu

e (k

Pa)

ControloControlo pontualpontual: LPT (ASTM, DIN, LCPC): LPT (ASTM, DIN, LCPC)

( )δ

υ 21251 −=

DQ,E appl

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CONTROLO PONTUALCONTROLO PONTUALENSAIOS DINÂMICOS DE CARGA EM PLACA (LPW)ENSAIOS DINÂMICOS DE CARGA EM PLACA (LPW)

Dynamic plate loading tests – increase:simpler and faster than static PLT

Different equipments: size, measurement principle, parameters determined, …

Different tests results (Flemming & Rogers, 1995, Gomes Correia et al, 2004)

Soil stiffness gauge (Edil & Sawangsuriya,2005)

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Maior utilização dos ensaios geofísicosCH, DHSASW Piezocone sísmicoGeoradar

Permitem: obter parâmetros comparáveis aos obtidos em ensaios de laboratório; controlo da construção; diagnóstico de patologias e seleccionar técnicas de reabilitação

ENSAIOS GEOFÍSICOS DE CAMPOENSAIOS GEOFÍSICOS DE CAMPO

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Spectral-Analysis-of-Surface-Waves (SASW)(Nazarian, 2005)

Source

Receiver AReceiver B

Dispersion Curve

Measured

Range Used for Average Modulus

Interpolated

Measured

Seismic Portable DeviceSeismic Portable Device

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FWD versus LDWEv2 (FWD, LDW) - CBRin situ (DCP)

(Livneh & Goldberg, 2001)

DISCORDÂNCIA DE RESULTADOS MOSTRANDO A NECESSIDADE DE UMA ABORDAGEM MECANICISTA

)41,1/1(2 019,6300300ln600

CBREv ×−

×=(3)

(4)

(5)

)41,1/1(2 0354,4300300ln600

CBREv ×−

×=

ms

kE

CBR ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=

FWD

LDW

German code: Ev2 LPT

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MODULOS: COMPARAÇÃO SASW – GEOGAUGEVon Quintus, 2005

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MODULOS: DEPENDEM DA RELAÇÃO TENSÃO-DEFORMAÇÃO

Construction phase

Design phase(serviceability state)

E construção

E serviço

E serviço

E construção

Comportamento não linear

Níveis de tensão-deformação diferentes na fase de construção da fase de serviço

Diferentes módulos na construção e em serviço

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Módulos – Valores de especificações ???(Chaddock & Brown, 1995); Zaghloul, 1997; Flemming, 2000; Nunn et al., 1997; GTR, 1997)

Deformabilidade50 MPa – Formation (GTR, 1997)50 to 65 MPa – Formation (Flemming et al., 1998)

100 MPa – Foundation (Flemming et al., 1998)

80 MPa – Formation - FWD – stress=200 kPa; D=450 mm (Chaddock & Brown, 1995)

45 MPa – Ev2 – DIN - Foundation120 MPa – Ev2 – DIN – Sub-base (light traffic)150 MPa – Ev2 – DIN – Sub-base (heavy traffic)

IV Congresso Rodoviário Português – Abril 2006

Minimizar os assentamentos diferenciaisNão é suficiente exigir um grau de compactação

mínimo, mas também se deve exigir um coeficiente de variação

IMPORTÂNCIA DA HOMOGENEIDADEIMPORTÂNCIA DA HOMOGENEIDADEDOS PARÂMETROS DE COMPACTAÇÃODOS PARÂMETROS DE COMPACTAÇÃO

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INOVAÇÕES NO CONTROLO DE ATERROSControloControlo ContínuoContínuo

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CONTROLO DE COMPACTAÇÃO CONTÍNUO

Roller-integrated continuous compaction control (RICCC)Continuous control optimization is done during compaction

(intelligent compaction) (Adam & Kopf, 2000)Less grain crushing benefits to mechanical properties

Portancemeter (LCPC, France; QuibelQuibel, 1998, 1998)Apply load actions under normalized conditions

Uses separate external test equipment post-compaction control

Rolling Dynamic Deflectometer (RDD) (Lee & Stokoe, 2005)

SPECTRAL ANALYSIS OF SURFACE WAVES (SASW)Uses separate external test equipment post-compaction control

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IV Congresso Rodoviário Português – Abril 2006

• CCC - Assentamentos inferioresa 0,1% (10 anos) em aterros de maisde 100m de altura

• Controlo tradicional (pontual) da ordem de 1%

CONTROLO PONTUAL/CONTÍNUORETORNO DA ESPERIÊNCIA

Brandl, 2004

IV Congresso Rodoviário Português – Abril 2006Assentamentos em aterros (4 anos)Assentamentos em aterros (4 anos)(Veiga Pinto & Fortunato, 1999)

((ControloControlo pontualpontual))

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CONSIDERAÇÕES FINAIS

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