Estudos de dimensionamento estrutural de estradas de mina a c?u aberto.

Neste trabalho ? realizado um estudo do dimensionamento estrutural de pavimentos aplicado a estradas de mina, com foco no cen?rio atual de estradas em complexos miner?rios de ferro nas regi?es Sudeste e Norte do Brasil. O dimensionamento de camadas de uma estrada mineira ? feito pela aplica??o dos m?todos ?ndice de Suporte Calif?rnia (CBR) e do Departamento Nacional de Estradas de Rodagem (DNER), atual Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT). A pesquisa ? conclu?da com v?rios estudos de caso em que se buscam op??es de dimensionamento mais adequado a partir do m?todo do DNER. Para tanto, s?o estudados os efeitos da altera??o de espessuras de camadas e m?dulos de materiais, tendo como ferramentas de apoio o programa ELSYM5 e a an?lise de dimensionamento estrutural mecan?stico-emp?rica. Um diagn?stico preliminar das estradas foi fundamental para a aplica??o de t?cnicas e conceitos da engenharia de pavimentos que, quando analisados em um sistema integrado de diversos componentes de estradas de mina (requisitos geom?tricos, estruturais, funcionais e de drenagem), ocorrem em diferentes est?gios 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 m?todos ? basicamente a mesma. A espessura da camada de base obtida pelo m?todo do DNER ? superior ?quela resultante do m?todo CBR, enquanto o oposto ocorre com a sub-base. Ambos os dimensionamentos mostram, atrav?s da aplica??o do software ELSYM5, que n?o s?o os mais apropriados, visto que a deforma??o de algumas camadas, principalmente no caso CBR, est? acima do limite aceit?vel de 2000 ??. Atrav?s da varia??o da espessura das camadas obt?m-se um dimensionamento adequado, que tanto respeita o limite de deforma??o, como resulta na redu??o da espessura da camada total do pavimento. Al?m disso, estuda-se o efeito do uso de outros materiais ou t?cnicas construtivas atrav?s da varia??o do m?dulo de elasticidade. Uma extens?o desse estudo referiu-se ? avalia??o das condi??es do subleito. Os resultados indicam um significativo impacto nas deforma??es das camadas, o que demonstra a import?ncia da realiza??o de ensaios de caracteriza??o f?sica dos materiais de constru??o 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 ??. 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