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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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