INOVAÇÕES NA CONSTRUÇÃO E NO CONTROLO DE ATERROS DE ... · APRESENTAÇÃO PARTE 1 ... Problemas clássicos da mecânica dos solos e da dinâmica dos solos Grandes exigências

IV Congresso Rodoviário Português – Abril 2006

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

DE FERRO DE ALTA VELOCIDADE


A. Gomes Correia – Universidade do Minho

Eduardo Fortunato - LNEC

Universidade do Minho

A. Gomes Correia ([email protected])Eduardo Fortunato ([email protected]) 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


INOVAÇÕES NA CONSTRUÇÃONovosNovos MateriaisMateriais


• 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


EXPERIÊNCIA PARA AVALIAR A TRANSFERÊNCIA DE CARGAS

DO ATERRO PARA AS ESTACAS

Bobba, FHA, USA


INOVAÇÕES NA CONSTRUÇÃONovosNovos EquipamentosEquipamentos


• 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


COMPACTAÇÃO INTELIGENTE



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



INOVAÇÕES NO CONTROLO DE ATERROSEspecificaçõesEspecificações TécnicasTécnicas


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



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


INOVAÇÕES NO CONTROLO DE ATERROSControloControlo PontualPontual


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


• SOLOS (garrafa de areia; método do balão;

métodos radioactivos)

• ENROCAMENTOS e MISTURAS SOLO-

ENROCAMENTO (macro, ensaios de placa)

• Penetrómetros

• SASW

CONTROLO PONTUALCONTROLO PONTUAL


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


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


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)


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


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


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


MODULOS: COMPARAÇÃO SASW – GEOGAUGEVon Quintus, 2005


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


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)


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






INOVAÇÕES NO CONTROLO DE ATERROSControloControlo ContínuoContínuo


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






• 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))


CONSIDERAÇÕES FINAIS


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