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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/86397| Tipo: | Tese |
| Título: | Analysis of the mechanical and environmental performance of concrete interlocking block pavement with by-products from the construction industry and waste from coconuts |
| Autor(es): | Silva, Webert Brasil Cirilo da |
| Orientador: | Barroso, Suelly Helena de Araújo |
| Coorientador: | Picado-Santos, Luis Guilherme de |
| Palavras-chave em português: | Pavimentos de concreto;Resíduos como material de construção;Fibras de coco;Ilha de calor urbana;Poluentes do ar;Ciclo de vida do produto;Bloco de concreto |
| Palavras-chave em inglês: | Pavements, concrete;Waste products as building materials;Coconut fibers;Urban heat island;Air pollutants;Product life cicle;Concrete block |
| CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE TRANSPORTES |
| Data do documento: | 2026 |
| Citação: | SILVA, Webert Brasil Cirilo da. Analysis of the mechanical and environmental performance of concrete interlocking block pavement with by-products from the construction industry and waste from coconuts. 2026. 211 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Transportes) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2026. |
| Resumo: | Os pavimentos rodoviários urbanos feitos de blocos de pavimentação de concreto (BP) e camadas granulares, como base e sub-base, utilizando resíduos industriais, são uma meta de sustentabilidade em melhoria para áreas de tráfego baixo a intermediário, devido à falta de descarte útil da geração de subprodutos. Portanto, esta Tese tem como objetivo avaliar, por meio de uma abordagem inovadora, o desempenho mecânico e ambiental do pavimento intertravado em blocos de concreto (PIBC) com subprodutos da indústria da construção (resíduos de construção e demolição – RCD) e resíduos de cocos (fibras de coco – FC) para aplicação em vias urbanas. Além disso, foi proposta uma Análise de Custo do Ciclo de Vida (ACCV) para as estratégias de manutenção e reabilitação do PIBC. Como essa Tese foi dividida em quatro artigos, um artigo de revisão de literatura foi feito primeiro para comparar as características do PIBC com o pavimento asfáltico (PA) para aplicações em estradas urbanas de baixo volume de tráfego. Referente ao segundo artigo, foram utilizadas dezoito misturas em Portugal para BP retangulares com três relações água/cimento de 0,63, 0,73 e 0,83, taxas de substituição de RCD de 50% e 75% por massa de agregado e porcentagem de adição de FC de 0,1% por massa de concreto. Sobre os resultados, a substituição de RCD de 75% pela massa do agregado, a adição de FC de 0,1% e a relação água/cimento de 0,73 foram fatores que permitiram obter BP para pavimentos rodoviários de baixo volume de tráfego. Sobre o terceiro e quarto artigos, um trecho de 175 m2 de PIBC foi construído no Brasil com cinco seções experimentais (S1, S2, S3, S4 e S5), quatro misturas para BP unistein com taxa de substituição de RCD de 50% em massa de pó de pedra e porcentagem de adição de FC de 0,05% em massa de concreto. Também foram utilizadas oito misturas granulares feitas de materiais não-plásticos para as camadas de base e sub-base, com taxa de substituição de RCD de 100% e porcentagem de adição de FC de 0,1% em massa da mistura. Referente ao terceiro artigo, as temperaturas do ar e da superfície das seções S1 a S5 do PIBC foram inferiores às do concreto asfáltico da seção S0. Além disso, as etapas de construção do PIBC apresentaram concentrações médias de particulado e dióxido de carbono abaixo das especificações. Referente ao quarto artigo, a substituição de RCD de 50% por pó de pedra e a adição de FC de 0,05% foram fatores, para que as misturas de concreto apresentassem BP aprovados nas especificações para testes de absorção de água e resistência à abrasão. Também, as deformações de compressão e tração do PIBC experimental no Brasil foram inferiores às do PA experimental em Portugal. Sobre a ACCV nas seções do PIBC, a S4 com FC e RCD apresentou custos inferiores aos da S2, S3 e S5 em 2045. Essas descobertas destacaram os subprodutos da construção e do coco para BP e subcamadas como alternativas para a viabilidade mecânica, ambiental e econômica de PIBC. |
| Abstract: | Urban road pavements made of concrete paving blocks (PB) and granular layers, such as base and sub-base, using industrial waste, are an improving sustainability goal for low to intermediate traffic areas due to the lack of helpful disposal of by-product generation. Then, this Dissertation aims to evaluate, by an innovative approach, the mechanical and environmental performance of concrete interlocking block pavement (CIBP) with by-products from the construction industry (construction and demolition waste – CDW) and waste from coconuts (coconut fibers – CF) for urban roads. Furthermore, a Life Cycle Cost Analysis (LCCA) was proposed for CIBP’s maintenance and reliability strategies. As this Dissertation was divided into four articles, a review paper was done first to compare CIBP skills with asphalt pavement (AP) for light-traffic urban roads. Regarding the second article, eighteen mixes for rectangular PB were used in Portugal with three water/cement ratios of 0.63, 0.73 and 0.83, CDW replacement rates of 50% and 75% by aggregate weight, and a CF adding percentage of 0.1% by concrete weight. Concerning the results, the CDW replacement of 75% by aggregate weight, CF adding of 0.1% and water/cement ratio of 0.73 were factors for providing PB for low-trafficked road pavements. About the third and fourth articles, a 175 m2–CIBP was built in Brazil with five experimental sections (S1, S2, S3, S4 and S5), four mixes for unistein PB with a CDW dust replacement rate of 50% by stone dust weight, and a CF dust adding percentage of 0.05% by concrete weight. Furthermore, eight granular mixtures made from non-plastic materials for base and sub-base layers were utilized with a CDW replacement rate of 100% and a CF adding percentage of 0.1% by mix weight. Regarding the third article, the air and surface temperatures from CIBP’s sections S1 to S5 were lower than the asphalt concrete from section S0. Furthermore, the CIBP construction stages showed average concentrations of particulate matter and carbon dioxide below the specifications. Concerning the fourth article, the CDW replacement of 50% by stone dust and CF adding of 0.05% were factors for concrete mixtures presented PB approved in specifications for water absorption and abrasion resistance tests. Also, the compressive and tensile strains from experimental CIBP in Brazil were lower than experimental AP in Portugal. About the LCCA on CIBP’s sections, S4 with CF and CDW materials showed costs lower than S2, S3 and S5 in 2045. These findings highlighted construction and coconut by-products for PB and sublayers as an alternative for the CIBP’s mechanical, environmental and economic feasibility. |
| Descrição: | Este documento está disponível online com base na Portaria no 348, de 08 de dezembro de 2022, disponível em: https://biblioteca.ufc.br/wp-content/uploads/2022/12/portaria348-2022.pdf, que autoriza a digitalização e a disponibilização no Repositório Institucional (RI) da coleção retrospectiva de TCC, dissertações e teses da UFC, sem o termo de anuência prévia dos autores. Em caso de trabalhos com pedidos de patente e/ou de embargo, cabe, exclusivamente, ao autor(a) solicitar a restrição de acesso ou retirada de seu trabalho do RI, mediante apresentação de documento comprobatório à Direção do Sistema de Bibliotecas. |
| URI: | http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/86397 |
| ORCID do(s) Autor(es): | https://orcid.org/0000-0002-4712-0582 |
| Currículo Lattes do(s) Autor(es): | http://lattes.cnpq.br/9490917125631731 |
| ORCID do Orientador: | https://orcid.org/0000-0003-0580-8706 |
| Currículo Lattes do Orientador: | http://lattes.cnpq.br/5132757639915375 |
| ORCID do Coorientador: | https://orcid.org/0000-0003-2072-3188 |
| Tipo de Acesso: | Acesso Embargado |
| Aparece nas coleções: | DET - Teses defendidas na UFC |
Arquivos associados a este item:
| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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| 2026_tese_wbcsilva.pdf 🔒 Disponível em 2028-05-20 | 9,15 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
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