The influence of post-compaction saturation on the resilient behavior of a lateritic soil used in road subgrade

Authors

DOI:

https://doi.org/10.6008/CBPC2179-6858.2021.002.0025

Keywords:

Soils, Subgrade, Resilient modulus, Post-compaction saturation

Abstract

Aiming to improve the performance of Brazilian pavements regarding fatigue cracking and permanent deformation defects, a new dimensioning methodology is being proposed, the National Dimensioning Method (MeDiNa), which aims to replace the empirical approach applied to highways by the DNER method so far. MeDiNa promotes a mechanistic analysis and requires precise information on the properties of each material used in the pavement layers, including the subgrade resilient modulus (MR), an influential property on the structure deformability and fatigue life, whose study is fundamental for the success of highway projects. To add knowledge regarding soils MR, the present research seeks to evaluate the influence of post-compaction saturation on the resilient behavior of a soil used in road subgrade of Rio Grande do Sul. For this purpose, a clay soil with lateritic behavior was selected to be the object of this study. After compaction under optimal conditions, repeated load triaxial tests were performed to determine the MR in samples with the optimum compaction moisture and soaked samples, which were immersed in water for a period of four days. The research found a drastic decrease in the resilient capacities of this material, reaching a reduction of up to 80.5% caused by the period of immersion in water. The simulations with the MeDiNa software, in a typical pavement structure, comparing the fatigue life, with subgrade MR in optimum moisture content and soaked showed that such decrease in the subgrade MR, due to lack or inefficiency of drainage, leads to early cracking in the pavement, with an estimated reduction of 20% in the fatigue life under the simulated conditions. Relating this performance decrease to monetary parameters, the inability to support design loads and reduced durability resulted in 29% increase of the construction cost, in terms of price/km.Neq.

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Author Biographies

Diego Agnelo da Silva Custódio, Universidade Federal de Santa Maria

Graduado em Engenharia Civil (2019) pela Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), atualmente é mestrando no Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil (PPGEC) pela UFSM, na área de Geotecnia e Pavimentação. Foi monitor bolsista na disciplina de Topografia e Elementos de Geodésia e Geologia aplicada à engenharia, além de estagiário na empresa Sustembio - Serviços de Engenharia e Meio Ambiente, na área de projetos de pavimentação, drenagem, arquitetônico e elétrico. 

Paula Taiane Pascoal, Universidade Federal de Santa Maria

Engenheira Civil graduada na Universidade Federal do Pampa (Unipampa), mestre pelo Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil Da Universidade Federal de Santa Maria (PPGEC/UFSM). É doutoranda do PPGEC/UFSM e integrante do Grupo de Estudos e Pesquisas em Pavimentação e Segurança Viária (GEPPASV/UFSM), onde desenvolve pesquisa com foco em Geotecnia e Pavimentação, com ênfase em materiais empregados no subleito e base de pavimentos asfálticos. Atualmente é Professora Substituta de Magistério Superior do Instituto Federal Farroupilha - campus Santa Rosa, dos cursos de Bacharelado em Arquitetura e Urbanismo e Técnico em Edificações.

Magnos Baroni, Universidade Federal de Santa Maria

Magnos Baroni graduou-se em Engenharia Civil pela Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul - UNIJUI em setembro de 2007 e realizou Pós-Graduação em nível Mestrado (2010) e Doutorado (2016) na área de Geotecnia na Universidade Federal do Rio de Janeiro - COPPE/UFRJ. Entre março de 2010 e setembro de 2011 atuou na empresa de Consultoria Geotécnica Milititsky Engenheiros Associados, sediada na cidade de Porto Alegre/RS. No mês de setembro de 2011 ingressou como professor assistente na Universidade Federal do Pampa - UNIPAMPA, onde atuou até março de 2015. Atualmente é Professor do Departamento de Transportes da Universidade Federal de Santa Maria e professor permanente do Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil, PPGEC. Tem experiência na área de Engenharia Civil, com ênfase em Geotecnia e Pavimentação, atuando principalmente nos seguintes temas: Ensaios Geotécnicos, Caracterização dos Solos, Fundações, Estruturas de Contenção, Argilas Moles, Melhoramento de Solos, infraestrutura de transportes, materiais de pavimentação e meio ambiente, possuindo artigos publicados em periódicos e congressos nacionais e internacionais. É sócio da ABMS, tesoureiro do núcleo RS da ABMS, membro do comitê brasileiro de Fundações e estabilidade de encostas.

Deividi da Silva Pereira, Universidade Federal de Santa Maria

Realizou em 2015 estágio sênior nos Estados Unidos, na University of Minnesota, participando de projetos com a FHWA e MnDOT. Possui graduação em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Santa Maria (1998), mestrado (2001) e doutorado (2003) em Engenharia de Transportes pela Universidade de São Paulo (EPUSP). Foi professor assistente e adjunto na Universidade Católica de Pelotas (UCPEL). Desenvolveu atividades profissionais de engenharia em empresas de consultoria e concessão rodoviária entre 2003 e 2007. Atualmente é professor associado da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria, atuando no curso de Engenharia Civil e no Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil (Mestrado e Doutorado) com 6 orientações de mestrado e uma de doutorado concluídas. Na UFSM, acumula experiências na gestão universitária, tendo ocupado cargos na coordenação do curso de Engenharia Civil e na Vice-Direção do Centro de Tecnologia. Tem experiência na área de Engenharia Civil e de Transportes, com ênfase em infraestrutura viária, atuando principalmente nos seguintes temas: pavimentação asfáltica, mecânica de pavimentos, pavimento de concreto, segurança viária, materiais para pavimentação, avaliação funcional e estrutural de pavimentos e custos rodoviários. Participou da publicação como autor ou coautor de mais de 25 artigos em periódicos especializados. Recebeu entre 2002 e 2020, 27 prêmios, dentre eles o Prêmio CNT de Produção Acadêmica, conferido pela Confederação Nacional do Transporte, alusivo a sua pesquisa de mestrado. Participou ativamente de eventos científicos nacionais e internacionais, inclusive colaborando com os comitês científicos dos mesmos e é avaliador de revistas especializadas da área. Possui ampla experiência em coordenação e participação de projetos P&DI, acumulando mais de R$ 7,5mi de recursos destinados a pesquisas do Grupo de Estudos e Pesquisas em Pavimentação e Segurança Viária (GEPPASV/UFSM).

Luciano Pivoto Specht, Universidade Federal de Santa Maria

Realizou pós-doutorado na École Nationale des Travaux Publics de L'État (Université de Lyon) em 2015. Concluiu seu doutoramento no Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil da Universidade Federal do Rio Grande do Sul em 2004. Foi professor assistente, associado e adjunto da UNIJUI - Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul em Ijuí - RS, atuando no curso de Engenharia Civil e no Mestrado em Modelagem Matemática no período de 2001 a 2011. Atualmente é professor associado da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria, atuando no curso de Engenharia Civil e como Coordenador (2019-2021) do Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil (Mestrado e Doutorado), bem como professor do PPGEC da UFRGS. Bolsista em produtividade em pesquisa CNPq (Nível 2 - 2012-2019 e Nível 1D - 2019-2022); implementou e foi Tutor do grupo PET da Engenharia Civil da UNIJUI (2006-2011) e da UFSM (2012-2014). Tem experiência na área de Engenharia Civil, com ênfase em Pavimentação, Geotecnia e Transportes, atuando principalmente nos seguintes temas: pavimentos flexíveis, infraestrutura de transportes, materiais de pavimentação, concreto asfáltico e meio ambiente. É sócio da ABPv, ABMS e ANPET. Publicou mais de 75 artigos em periódicos especializados e mais de 350 trabalhos em anais de eventos. Recebeu entre 2003 e 2019, 17 prêmios, dentre eles o Prêmio Jaques de Medina do Instituto Brasileiro de Petróleo e Gás pela sua tese de doutorado. Participou de mais de 90 eventos científicos nos últimos anos. Já orientou diversos alunos em iniciação cientifica, mestrado e doutorado; é membro do comitê cientifico da ABPv, ANPET e ABMS além de ser membro do corpo de avaliadores do INEP/MEC, consultor AdHoc do MEC, da CAPES e do CNPq e revisor de inúmeros periódicos nacionais e internacionais. É membro titular da Comissão de Asfalto do Instituto Brasileiro de Petróleo, Gás e Biocombustíveis.

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Published

2021-02-18

Issue

Vol. 12 No. 2 (2021): Revista Ibero-Americana de Ciências Ambientais - Fev 2021

Section

Engenharia Geotécnica

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