Estudos de dimensionamento estrutural de estradas de mina a céu aberto.
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Data de Publicação: | 2011 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFOP |
Texto Completo: | http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/3283 |
Resumo: | Neste trabalho é realizado um estudo do dimensionamento estrutural de pavimentos aplicado a estradas de mina, com foco no cenário atual de estradas em complexos minerários de ferro nas regiões Sudeste e Norte do Brasil. O dimensionamento de camadas de uma estrada mineira é feito pela aplicação dos métodos Índice de Suporte Califórnia (CBR) e do Departamento Nacional de Estradas de Rodagem (DNER), atual Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT). A pesquisa é concluída com vários estudos de caso em que se buscam opções de dimensionamento mais adequado a partir do método do DNER. Para tanto, são estudados os efeitos da alteração de espessuras de camadas e módulos de materiais, tendo como ferramentas de apoio o programa ELSYM5 e a análise de dimensionamento estrutural mecanístico-empírica. Um diagnóstico preliminar das estradas foi fundamental para a aplicação de técnicas e conceitos da engenharia de pavimentos que, quando analisados em um sistema integrado de diversos componentes de estradas de mina (requisitos geométricos, estruturais, funcionais e de drenagem), ocorrem em diferentes estágios de desenvolvimento. Nesse contexto, ficou evidente a necessidade de maior aprofundamento do estudo e de desenvolvimento e emprego de procedimentos voltados ao dimensionamento de pavimentos. Os resultados dos dimensionamentos propostos indicam que a espessura total do pavimento calculada pelos dois métodos é basicamente a mesma. A espessura da camada de base obtida pelo método do DNER é superior àquela resultante do método CBR, enquanto o oposto ocorre com a sub-base. Ambos os dimensionamentos mostram, através da aplicação do software ELSYM5, que não são os mais apropriados, visto que a deformação de algumas camadas, principalmente no caso CBR, está acima do limite aceitável de 2000 με. Através da variação da espessura das camadas obtém-se um dimensionamento adequado, que tanto respeita o limite de deformação, como resulta na redução da espessura da camada total do pavimento. Além disso, estuda-se o efeito do uso de outros materiais ou técnicas construtivas através da variação do módulo de elasticidade. Uma extensão desse estudo referiu-se à avaliação das condições do subleito. Os resultados indicam um significativo impacto nas deformações das camadas, o que demonstra a importância da realização de ensaios de caracterização física dos materiais de construção e in situ. |
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Sousa, Lilian Masetti Lobo Soares deLima, Hernani Mota deOliveira Filho, Waldyr Lopes de2013-10-02T16:09:04Z2013-10-02T16:09:04Z2011SOUSA, L. M. L. S. de. Estudos de dimensionamento estrutural de estradas de mina a céu aberto. 2011. 157 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mineral) - Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2011.http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/3283Neste trabalho é realizado um estudo do dimensionamento estrutural de pavimentos aplicado a estradas de mina, com foco no cenário atual de estradas em complexos minerários de ferro nas regiões Sudeste e Norte do Brasil. O dimensionamento de camadas de uma estrada mineira é feito pela aplicação dos métodos Índice de Suporte Califórnia (CBR) e do Departamento Nacional de Estradas de Rodagem (DNER), atual Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT). A pesquisa é concluída com vários estudos de caso em que se buscam opções de dimensionamento mais adequado a partir do método do DNER. Para tanto, são estudados os efeitos da alteração de espessuras de camadas e módulos de materiais, tendo como ferramentas de apoio o programa ELSYM5 e a análise de dimensionamento estrutural mecanístico-empírica. Um diagnóstico preliminar das estradas foi fundamental para a aplicação de técnicas e conceitos da engenharia de pavimentos que, quando analisados em um sistema integrado de diversos componentes de estradas de mina (requisitos geométricos, estruturais, funcionais e de drenagem), ocorrem em diferentes estágios de desenvolvimento. Nesse contexto, ficou evidente a necessidade de maior aprofundamento do estudo e de desenvolvimento e emprego de procedimentos voltados ao dimensionamento de pavimentos. Os resultados dos dimensionamentos propostos indicam que a espessura total do pavimento calculada pelos dois métodos é basicamente a mesma. A espessura da camada de base obtida pelo método do DNER é superior àquela resultante do método CBR, enquanto o oposto ocorre com a sub-base. Ambos os dimensionamentos mostram, através da aplicação do software ELSYM5, que não são os mais apropriados, visto que a deformação de algumas camadas, principalmente no caso CBR, está acima do limite aceitável de 2000 με. Através da variação da espessura das camadas obtém-se um dimensionamento adequado, que tanto respeita o limite de deformação, como resulta na redução da espessura da camada total do pavimento. Além disso, estuda-se o efeito do uso de outros materiais ou técnicas construtivas através da variação do módulo de elasticidade. Uma extensão desse estudo referiu-se à avaliação das condições do subleito. Os resultados indicam um significativo impacto nas deformações das camadas, o que demonstra a importância da realização de ensaios de caracterização física dos materiais de construção e in situ.In this document a study of the structural design of pavements for mine haul roads is presented, with a focus on haul roads in iron ore mines in the Southeast and North of Brasil. The design of haul road layers is performed by applying California Bearing Ratio (CBR) and the Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT) (former Departamento Nacional de Estradas de Rodagem - DNER) methods. The research is concluded with various case studies in which options for a more appropriate structural design than obtained by the DNER method are pursued. In doing so, the effects of altering the layer thicknesses and the moduli of the materials are studied, using the ELSYM5 software and structural mechanistic-empirical design as analysis tools. A preliminary study of the haul roads was fundamental to the application of techniques and concepts of pavement engineering which, when analyzed as part of an integrated system containing many haul road components (geometric, structural, functional and drainage requirements), occur in different degrees of development. In this context, the necessity of deeper study and of the development and application of procedures aimed at structural pavement design turned out to be evident. The results of the proposed designs indicate that the total pavement thickness calculated by the CBR and DNER methods is basically the same. The base layer obtained by the DNER method is thicker than the one resulting from the CBR method, whereas the opposite occurs to the sub-base layer. Both designs show, through the application of the software ELSYM5, that they are not the most appropriate, due to the fact that the strain of some layers, mainly in CBR analysis, is above the acceptable limit of 2000 με. By the variation of the thickness of the layers, an adequate design is reached, which fulfils the strain limit and leads to a reduction of the total pavement thickness. Besides, the effect of the use of alternative materials or construction techniques, as given by the variation of the elastic modulus, is studied. A further dimension of this study concerned the evaluation of the conditions of the subgrade. The results show a significant impact on the strains in the various layers, which demonstrate the importance of performing tests for physical characterization of constructed and in situ materials.Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mineral. Departamento de Engenharia de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.Minas e recursos mineraisMineração a céu abertoPavimentosMétodos de dimensionamentoEstudos de dimensionamento estrutural de estradas de mina a céu aberto.info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da UFOPinstname:Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)instacron:UFOPinfo:eu-repo/semantics/openAccessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82636http://www.repositorio.ufop.br/bitstream/123456789/3283/2/license.txtc2ffdd99e58acf69202dff00d361f23aMD52ORIGINALDISSERTAÇÃO_EstudosDimensionamentoEstrutural.pdfDISSERTAÇÃO_EstudosDimensionamentoEstrutural.pdfapplication/pdf6820184http://www.repositorio.ufop.br/bitstream/123456789/3283/1/DISSERTA%c3%87%c3%83O_EstudosDimensionamentoEstrutural.pdf8be68ad2aa79d990edca9bd9e15387d4MD51123456789/32832019-04-25 07:50:22.32oai:localhost: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Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufop.br/oai/requestrepositorio@ufop.edu.bropendoar:32332019-04-25T11:50:22Repositório Institucional da UFOP - Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)false |
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