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GPR laboratory tests for railways materials dielectric properties assessment
In railways Ground Penetrating Radar (GPR) studies, the evaluation of materials dielectric properties is critical as they are sensitive to water content, to petrographic type of aggregates and to fouling condition of the ballast. Under the load traffic, maintenance actions and climatic effects, ballast condition change due to aggregate breakdown and to subgrade soils pumping, mainly on existing lines with no sub ballast layer. The main purpose of this study was to validate, under controlled conditions, the dielectric values of materials used in Portuguese railways, in order to improve the GPR interpretation using commercial software and consequently the management maintenance planning. Different materials were tested and a broad range of in situ conditions were simulated in laboratory, in physical models. GPR tests were performed with five antennas with frequencies between 400 and 1800 MHz. The variation of the dielectric properties was measured, and the range of values that can be obtained for different material condition was defined. Additionally, in situ GPR measurements and test pits were performed for validation of the dielectric constant of clean ballast. The results obtained are analyzed and the main conclusions are presented herein.
Year: 2014
Number Pages:
9712-9728pp..
Author(s): Chiara, F.; Fontul, S.; Fortunato, E.
: Remote Sensing
Editor: MDPI
Volume:
6, 10.
DOI:
10.3390/rs6109712
Keywords: Railway materials; Fouling level; Laboratory tests; Ground Penetrating Radar
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Influence of the geometrical and physical properties of filler
The objective of this laboratory study is to investigate the relationship between the geometrical and physical properties of filler and the consistency of filler
Year: 2014
Number Pages:
8p..
Author(s): Antunes, Vítor; Freire, A. C.; Quaresma, Luis.; Micaelo, R.
: Construction and Building Materials
Editor: Construction and Building Materials
Keywords: Bituminous mastic, Filler, Hydrated lime, Portland cement, Physical testing, SEM imaging, Filler
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Numerical modelling of railway bridge approaches: influence of soil non-linearity
At railway bridge approaches the track stiffness may vary rapidly and often differen-tial settlements take place between the stiff structure and the approach section of thetrack. These differential settlements lead to uneven track pro
Year: 2014
Number Pages:
73-95pp.
Author(s): Varandas, J.; Paixão, A.; Fortunato, E.; Hölscher, P.; Calçada, R.
: The International Journal of Railway Technology
Editor: Saxe-Coburg Publications
Volume:
3(4).
DOI:
10.4203/ijrt.3.4.4
Keywords: Transition zones; Bridge approaches; Modelling; Non-linear; Railways
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Reabilitação de uma linha férrea de mercadorias - Aspetos geotécnicos da via
Após alguns anos em que o transporte ferroviário teve um declínio acentuado, ultimamente temvindo a assistir-se, em vários países, à modernização de linhas férreas antigas, nomeadamente procedendo àreabilitação da via-férrea. Vários desses casos referem-se a vias que se pretende que venham a servir essen -cial mente o transporte de mercadorias. Durante a reabilitação das vias férreas existem vantagens técnicas,económicas e ambientais em manter, se possível, os materiais existentes, em particular a camada de balastroferroviário contaminado com solos finos, sob as novas camadas de reforço. Este trabalho apresenta resultadosde estudos realizados com o objetivo de reabilitar uma via-férrea para o transporte de mercadorias, localizadaem África. Para além da caracterização realizada in situ, construíram-se trechos experimentais para testardiversas soluções estruturais para reabilitação da plataforma ferroviária e realizaram-se modelações numéricasda via, contemplando essas soluções. Os resultados dos estudos permitiram concluir que é possível levar acabo o reforço estrutural da plataforma, de forma eficiente, em termos técnicos e económicos.
Year: 2014
Number Pages:
95-112pp.
Author(s): Fortunato, E.; Fontul, S.; Paixão, A.; Cruz, N.; Cruz, J.; Asseiceiro, F.
: Geotecnia
Volume:
131.
Keywords: Modelação numérica; Ensaios não destrutivos; Reabilitação de vias-férreas de mercadorias
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Transition zones to railway bridges: Track measurements and numerical modelling
Railway tracks degrade faster at transition zones to railway bridges. In modern lines, back
Year: 2014
Number Pages:
435-443pp..
Author(s): Paixão, A.; Fortunato, E.; Calçada, R.
: Engineering Structures
Editor: Elsevier
Volume:
80.
Keywords: Train
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Under sleeper pads in transition zones at railway underpasses: numerical modelling and experimental validation
In railway lines, transition zones between different track support conditions normally evidence higher degradation rates,thus requiring additional maintenance to ensure safety and service quality. Studies based on numerical simulations indicatethat under sleeper pads (USP) can minimise those degradation rates. The study presented herein focuses on the in
Year: 2014
Number Pages:
18p.
Author(s): Ribeiro , C.; Paixão, A.; Fortunato, E.; Calçada, R.
: Structure and Infrastructure Engineering
Editor: Taylor & Francis
Keywords: Train
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APLICAÇÃO SUSTENTÁVEL DE RCD EM INFRAESTRUTURAS RODOVIÁRIAS. Construção de trecho experimental no Ecoparque do Ambigroup, com aplicação de Resíduos de Construção e Demolição nas camadas granulares
O Laboratório Nacional de EngenhariaCivil (LNEC) e o Instituto Superior Técnico(lSn têm estado a desenvolverum projeto de investigação, apoiado pelaFundação para a Ciência e Tecnologia (FeD,a concretizar ao longo de três anos, intituladoSUPREMA - Aplicação Sustentável de Resíduosde Construção e Demolição (RCD) emInfraestruturas Rodoviárias, que pretendecontribuir para a generalização da aplicaçãosustentável de RCD em pavimentos rodoviários,através da melhoria do conhecimentorelativo ao desempenho do comportamentomecânico e ambiental destes materiais, quandocolocados como agregados em camadasnão ligadas de pavimentos.O principal resultado esperado com o desenvolvimentodeste projeto é a elaboraçãode recomendações práticas para projeto econstrução de pavimentos rodoviários com autilização de RCD, que incluirão um guia paraa aplicação de misturas betuminosas fresadascomo materiais granulares não ligados em camadasde sub-base e de leito de pavimento.Assim, no âmbito do presente projeto foiconstruído um trecho experimental no novoEcoparque do Ambigroup, presentementeem construção e destinado a atividades de reciclagemde materiais com diferentes origens(máquinas elétricas e eletrónicas, madeira,construção e demolição), localizado na zonasul da área metropolitana de Lisboa, Seixal,contemplando a aplicação de diferentes RCDnas camadas não ligadas, devidamente instrumentadase cujo comportamento se pretendeobservar ao longo do tempo.
Year: 2013
Number Pages:
14-16pp.
Author(s): Freire, A. C.; Neves, J.; Roque, A. J.; Martins, I. M.; Antunes, M. L.; Ruas Faria, G.
: Ambinews
Editor: Ambigroup
Volume:
25.
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Railway Track Transition Zones: Design, Construction, Monitoring and Numerical Modelling
Railway tracks frequently show higher degradation rates at transition zones from earthworks to bridges, or to other structures. In order to guarantee the safety and comfort of passengers, this aspect results in higher maintenance costs and disturbs railway operations. The behaviour of transition zones is rather complex and its poor performance has been mainly attributed to variations in the vertical stiffness of the track and to differential settlements. These two aspects amplify the dynamic loads of the trains and cause further track degradation. The Portuguese railway network manager has reported the poor structural behaviour of a few transition zones in some of its lines, which constrain train operations and present high maintenance costs. Thus, a research project is currently underway aiming at contributing to a better understanding of the phenomena that occur at transitions, and at optimizing their design for conventional and high-speed railway lines. In this article, we present some aspects of this research project, namely: a review on the design of backfills for transition zones; a comparison between numerical models found in the literature that were used to study the problem; some results obtained during the construction (characterization of materials and layers) and operation of the line.
Year: 2013
Number Pages:
33-58.
Author(s): Fortunato, E.; Paixão, A.; Calçada, R.
: The International Journal of Railway Technology
Editor: Saxe-Coburg
Volume:
2(4).
Keywords: High-speed railway lines; Track monitoring; Field characterization; Cyclic load triaxial tests; Numerical modelling; Backfills; Transition zones
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Aplicação de agregados reciclados em estradas
N/A
Year: 2011
Number Pages:
10-11 pp..
Author(s): Freire, A. C.; Neves, J.; Roque, A. J.; Martins, I. M.; Antunes, M. L.; Ruas Faria, G.
: Ambinews - Revista de Informação de Ambiente
Editor: Ambinews - Revista de Informação de Ambiente
Volume:
Nº 20.
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CHARACTERIZATION OF THE FOULED BALLAST LAYER IN THE SUBSTRUCTURE OF A 19TH CENTURY RAILWAY TRACK UNDER RENEWAL
The purpose of these field and lab studies undertaken during rehabilitation work being done on an ancient railway line was to characterize a layer of ballast fouled with soil found in the track substructure. The field studies included the characterization of the thickness, grain size distribution and void ratio of the fouled ballast layer, as well as a large number of plate load tests, both on the fouled ballast layer and on the subgrade. The resilient behaviour of the fouled ballast was evaluated in the lab by cyclic triaxial tests on large size reconstituted specimens with distinct fouling indexes (different grain size distribution) and distinct humidity states (dry or wet). The results obtained were used as support for the decision to maintain the fouled ballast layer under the new sub-ballast in a number of stretches of the renewed line.
Year: 2010
Number Pages:
55-65.
Author(s): Fortunato, E.
: SOILS AND FOUNDATIONS
Editor: The Japanese Geotechnical Society
Volume:
50.
Keywords: Resilient modulus; Plate load tests; Fouled ballast; Cyclic triaxial tests
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Comunicação
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Reforço de solos em plataformas ferroviárias através de injeção de ligantes - Um projeto de I&D&I em Portugal
A reabilitação da plataforma das vias-férreas de linhas antigas que se encontram em operação é, normalmente, uma atividade difícil, economicamente dispendiosa e que condiciona a operação ferroviária. Assim, é importante desenvolver métodos que permitam melhorar as condições de fundação dessas vias, em particular minimizando o impacto na operação ferroviária e garantindo resistência mecânica dos terrenos e regularidade longitudinal da rigidez vertical da via. O reforço de solos com fracas características geotécnicas com recurso à injeção de ligantes tradicionais
Year: 2022
Number Pages:
1111-1118.
Author(s): Fortunato, E.; Paixão, A.; Morais, P.; Santos, Carlos; Francisco, A.; Morais, J.; Asseiceiro, F.; Cruz, J.; Cruz, N.
Editor: SEMSIG
Keywords: comportamento dinâmico; colunas de solo-cimento; injeções; tratamento de solos; reabilitação da plataforma; Via-férrea
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Steel furnace slag aggregate for railway ballast: assessment of abrasion evolution by close-range photogrammetry
Electric Arc Furnace steel slag aggregate has potential for wider application in transport infrastructures. However, the use of steel slag aggregate in the railway ballast layer, as an alternative to natural high quality crushed rock, is still restricted in some countries. This is not consistent with the current sustainable construction paradigm. To demonstrate the potential of this material, in this study the authors characterized its morphology and performance, carrying out quantitative analyses on the abrasion and 3D morphology evolution of particles submitted to micro-Deval testing. The slag particles showed higher angularity and surface texture indices than a natural granite used as reference; retained these characteristics longer; and yielded comparable or lower surface wear. These findings support the potential use of slag aggregate as an alternative to railway ballast material.
Year: 2022
Author(s): Paixão, A.; Fortunato, E.
Editor: Elsevier
Keywords: Photogrammetry; Abrasion; Particle morphology; Electric Arc Furnace steel slag aggregate; Industrial by-product; Railway ballast
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Uma aplicação de fotogrametria em estudos sobre a abrasão de agregados siderúrgicos para balastro ferroviário
As escórias de siderurgia devidamente processadas têm elevado potencial para aplicação como agregado artificial em camadas de apoio de infraestruturas ferroviárias. Apesar de existirem evidências sobre o benefício ambiental e económico da sua aplicação em camada de balastro ferroviário, como alternativa ao agregado natural de rocha britada [1], esta ainda é bastante limitada por todo o mundo. Em Portugal, a Siderurgia Nacional produz agregado artificial de escória de forno de arco elétrico, que toma a designação de
Year: 2022
Author(s): Paixão, A.; Fortunato, E.
Editor: FCT Nova
Keywords: harmónicas esféricas; Structure-from-Motion; fotogrametria; abrasão; morfologia de partículas; agregado siderúrgico inerte para construção; balastro ferroviário
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Avaliação da degradação de partículas de balastro ferroviário no ensaio de micro-Deval recorrendo à fotogrametria
A morfologia das partículas de balastro ferroviário é um aspeto importante que afeta oseu desempenho mecânico. Os requisitos de resistência mecânica usualmenteexigidos garantem que este material não sofre degradação excessiva e preservaparâmetros morfológicos adequados ao longo de seu ciclo de vida. Tradicionalmente,a caracterização da morfologia das partículas de balastro é realizada de acordo comabordagens empíricas e procedimentos manuais que frequentemente são subjetivos,propensos a erros humanos, redutores das características tridimensionais daspartículas e não aproveitam nem o conhecimento mais recente, nem métodosautomatizados atualmente disponíveis. Neste trabalho, apresenta-se a aplicação deum método de fotogrametria para reconstrução tridimensional de partículas debalastro, como alternativa a outras bordagens mais dispendiosas. Submeteram-seprovetes de balastro ao ensaio de micro-Deval e analisou-se a evolução da morfologiade um conjunto de partículas em diferentes estágios do ensaio.
Year: 2021
Number Pages:
1169-1178.
Author(s): Paixão, A.; Afonso, C.; Fortunato, E.
Editor: SPG, ABMS, LNEC
Keywords: fotogrametria; morfologia das partículas; balastro ferroviário
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Evaluation of ballast particle degradation under micro-Deval testing using photogrammetry
Railway ballast plays an important role in the economic efficiency and sustainability of the rail transport. In this context, the morphology of its particles, in what regards the shape, angularity and surface texture, is critical and affects the mechanical performance of this aggregatematerial. Minimummechanical resistance requirements ensure that the material undergoes limited degradation and preserves optimal morphological parameters throughout its field use. Many current technical specifications require the characterization of the morphology of ballast particles which is performed according to well-established and extensively validated empirical and manual testing approaches that were developed in the past. However, some of these approaches are subjective, prone to human error, reductive of the threedimensional aspects of the particles and do not take advantage of more recent knowledge and currently available automated methods and image analysis approaches to fully characterize these aggregates. In this work, the authors present the application of a photogrammetry method for 3D reconstruction of ballast particles, as an alternative to other significantly expensive approaches. Ballast samples were submitted to micro-Deval abrasion testing, and the evolution of the morphology of a set of particles was analyzed at different stages of that test. Recent and automated imageanalysis techniques were applied to evaluate changes in the particle morphology. This work demonstrates that close-range photogrammetry for the 3D scanning of ballast particles is a cost-efficient approach to study these aggregates.
Year: 2021
Number Pages:
113-124.
Author(s): Paixão, A.; Fortunato, E.
: Advances in Transportation Geotechnics IV
Editor: Springer
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Reabilitação de plataformas ferroviárias com tratamento de solos
As obras de reabilitação de antigas plataformas ferroviárias envolvem, em geral, processos complexos, demorados e dispendiosos, que muitas vezes causam perturbações significativas à normal operação ferroviária. Embora existam relatos de aplicação de diferentes técnicas de reforço, desde a substituição de solos até à colocação de geossintéticos, apenas algumas permitem intervenções com restrições mínimas à operação ferroviária. Neste artigo apresentam-se e discutem-se alguns resultados obtidos no âmbito do projeto de investigação Groutrail, o qual tem como objetivo desenvolver um método para reabilitar a plataforma de vias-férreas (parte superficial da subestrutura) através do tratamento de solos por injeção de ligantes,sem remover a superestrutura de via. O projeto contemplou um vasto estudo laboratorial de caracterização de solos e de misturas de solos com ligantes, o ensaio de vários modelos físicos de via-férrea com reforço da plataforma com colunas de solo-ligante, a modelação numérica de diversas soluções estruturais de reforço com colunas solo-ligante e a caracterização e o reforço, através de injeção de ligantes, de um trecho experimental de via-férrea em operação.
Year: 2021
Number Pages:
1301-1310.
Author(s): Fortunato, E.; Paixão, A.; Morais, P.; Santos, C.; Francisco, A.; Morais, J.; Asseiceiro, F.; Cruz, J.; Cruz, N.
Editor: Sociedade Portuguesa de Geotecnia
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Reabilitação de plataformas ferroviárias com tratamento de solos
As obras de reabilitação de antigas plataformas ferroviárias envolvem, em geral,processos complexos, demorados e dispendiosos, que muitas vezes causamperturbações significativas à normal operação ferroviária. Embora existam relatos deaplicação de diferentes técnicas de reforço, desde a substituição de solos até àcolocação de geossintéticos, apenas algumas permitem intervenções com restriçõesmínimas à operação ferroviária. Neste artigo apresentam-se e discutem-se algunsresultados obtidos no âmbito do projeto de investigação Groutrail, o qual tem comoobjetivo desenvolver um método para reabilitar a plataforma de vias-férreas (partesuperficial da subestrutura) através do tratamento de solos por injeção de ligantes,sem remover a superestrutura de via. O projeto contemplou um vasto estudolaboratorial de caracterização de solos e de misturas de solos com ligantes, o ensaiode vários modelos físicos de via-férrea com reforço da plataforma com colunas desolo-ligante, a modelação numérica de diversas soluções estruturais de reforço comcolunas solo-ligante e a caracterização e o reforço, através de injeção de ligantes, deum trecho experimental de via-férrea em operação.
Year: 2021
Number Pages:
1301-1310.
Author(s): Fortunato, E.; Paixão, A.; Morais, P.; Santos, Carlos; Francisco, A.; Morais, J.; Asseiceiro, F.; Cruz, J.; Cruz, N.
Editor: SPG, ABMS, LNEC
Keywords: injeção de ligantes; Groutrail; reforço; plataforma ferroviária
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Stress
The resilient response of the ballast layer is a key aspect for stress
Year: 2021
Number Pages:
195-207.
Author(s): Delgado, B.; Fonseca, A.; Fortunato, E.
: Advances in Transportation Geotechnics IV
Editor: Springer
Volume:
2.
Keywords: Numerical simulations; Resilient modulus; Steel slag ballast
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Aplicação de machine learning em sistemas de gestão de pavimentos
O interesse do meio académico e empresarial pelas técnicas de machine learning tem sido crescente. Estas técnicas exploram algoritmos que aprendem com os dados e o seu sucesso tem sido notório em diversas áreas. Dado o potencial analítico destas técnicas, é esperado que as mesmas também possam ser aplicadas em sistemas de gestão de pavimentos. Neste artigo, apresentam-se alguns estudos nos quais se demonstra a aplicabilidade destas técnicas na gestão de pavimentos. Os resultados reportados são ilustrativos do potencial das técnicas de machine learning, sugerindo assim a viabilidade da sua aplicação em sistemas de gestão de pavimentos
Year: 2019
Author(s): Marcelino, P.; Antunes, M. L.; Fortunato, E.
Editor: CRP
Keywords: Modelos de previsão de desempenho; Gestão de ativos; Sistemas de gestão de pavimentos; Machine learning
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Aproveitamento de escórias de aciaria em infraestruturas de transportes - estudos e aplicações em Portugal e no Brasil
O conceito de economia circular tem impulsionado estudos visando o aproveitamento de resíduos industriais. Os agregados britados de escória de aciaria estão disponíveis abundantemente, tanto em Portugal como no Brasil, e as possibilidades do seu aproveitamento têm sido investigadas nos dois países, com resultados promissores, seja como material granular para aterro, sub-base e base de pavimentos rodoviários, seja como agregado para composição de misturas betuminosas, seja ainda como material granular para camadas de sub-balastro e de balastro de vias-férreas. Neste artigo apresentam-se alguns estudos e aplicações desenvolvidos por diversos autores, nos dois países
Year: 2019
Author(s): Delgado, B.; Fonseca, A.; Fortunato, E.
Editor: CRP
Keywords: Vias-férreas; Pavimentos rodoviários; Aterros; Escória de aciaria
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Books
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Application of a gap-graded asphalt rubber wearing course in the rehabilitation of the pavement of two national road stretches (EN104 and EN105) located in the north of Portugal - Field and laboratory
This case study refers to the first significant experience with asphalt rubber, manufactured by the wetprocess, applied on a full scale rehabilitation project in Portugal. It concerns the application of a gapgradedasphalt rubber wearing course in the rehabilitation of the pavement of National road stretchesEN 104 between Azurara and Trofa and EN 105 between Travagem and Santo Tirso. / O presente caso de estudo refere-se à primeira experiência relevante, em Portugal, na qual seutilizaram misturas com betume modificado com borracha reciclada de pneus na reabilitação deestradas nacionais. Diz respeito, em particular, à aplicação de misturas betuminosas rugosas combetume modificado com borracha em camadas de desgaste, no âmbito da reabilitação do pavimento deum troço da estrada nacional EN 104, entre Azurara e Trofa, e da estrada nacional EN 105, entreTravagem e Santo Tirso.
Year: 2010
Number Pages:
23pp.
Author(s): Batista, F. A.; Antunes, M. L.; Santos, C.
Editor: LNEC
Volume:
NS 122
Keywords: Pt; Laboratory test; National road; Rubber; Recycled materials; Road pavement rehabilitation; Asphalt; In situ test; Asphaltic road pavement
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Application of an open-graded asphalt rubber wearing course in the rehabilitation of the pavement of a stretch of the National Road EN 14 located in the North of Portugal - Field and laboratory case s
This case study refers to a successful application of an asphalt rubber wearing course in the frame ofthe rehabilitation of the pavement of the National Road EN 14 between
Year: 2010
Number Pages:
20pp.
Author(s): Batista, F. A.; Antunes, M. L.
Editor: LNEC
Volume:
NS 123
Keywords: Pt; Laboratory test; In situ test; National road; Rubber; Recycled materials; Road pavement rehabilitation; Asphaltic road pavement; Asphalt
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Application of hot mix asphalt with 20% - 25% reclaimed asphalt in the rehabilitation of the pavement of the motorway A1 between Pombal and Condeixa (Portugal) - Field and laboratory case study
This case study refers to plant hot mix recycling works in the frame of the rehabilitation of a stretch ofthe motorway A1, located in the centre of Portugal.It concerns the use of 20% - 25% of Reclaimed Asphalt in the production of two different asphaltconcrete mixtures for application in binder courses. / O presente caso de estudo refere-se ao fabrico e aplicação de misturas betuminosas recicladas a quenteem central, num troço da auto-estrada A1 localizado no centro do País. Neste caso, foram utilizadas nofabrico de duas misturas diferentes, uma Mistura Betuminosa Densa e um Betão BetuminosoSubjacente à Camada Drenante, respectivamente, cerca de 20 % e 25 % de misturas betuminosasrecuperadas.
Year: 2010
Number Pages:
20pp.
Author(s): Batista, F. A.; Antunes, M. L.
Editor: LNEC
Volume:
NS 119
Keywords: In situ test; Laboratory test; Asphaltic cement road pavement; Recycled materials; Motorway; Road pavement rehabilitation; Hot mix asphalt
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Application of hot mix asphalt with 35% - 40% reclaimed asphalt in the rehabilitation of the pavement of the National road EN 105 between Travagem and Santo Tirso (Portugal) - Field and laboratory cas
This case study refers to the first known application of RAP in the production of hot mix asphaltconcrete in Portugal. It concerns the application of a plant hot mix recycled asphalt concrete as abinder course in a national road stretch located in the North of Portugal. / O presente caso de estudo refere-se à primeira obra realizada em Portugal, na qual se procedeu àreutilização de materiais betuminosos fresados na reabilitação de um pavimento flexível de um trechode uma estrada nacional (EN105), situada no Norte do País. Os materiais fresados foram reciclados emcentral mediante a incorporação de novos materiais, e posteriormente utilizados em camadas deregularização.
Year: 2010
Number Pages:
20pp.
Author(s): Batista, F. A.; Antunes, M. L.
Editor: LNEC
Volume:
NS 118
Keywords: In situ test; Laboratory test; Asphaltic cement road pavement; Recycled materials; National road; Road pavement rehabilitation; Hot mix asphalt
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Cold insitu recycling of the pavement of EN 260 between Serpa and Vila Verde de Ficalho (Portugal) - Field and laboratory case study
This case study refers to an application of cold in situ recycling of an old asphalt pavement usingbitumen emulsion.The rehabilitation works were performed in 2 phases: The first phase consisted in recycling theexisting asphalt and granular layers up to 120 mm deep and application of a slurry surfacing. Thesecond phase consisted in placing an asphalt cold mix binder course and a new slurry surfacing. / O presente caso de estudo refere-se à aplicação de misturas betuminosas recicladas a frio
Year: 2010
Number Pages:
20pp.
Author(s): Antunes, M. L.; Batista, F. A.
Editor: LNEC
Volume:
NS 120
Keywords: Pt; National road; Laboratory test; In situ test; Asphalt binder; Cold mix asphalt; Recycled materials; Road pavement rehabilitation; Asphaltic road pavement; Bitumen emulsion
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Rehabilitation of the IP2 pavement between Barragem do Fratel and EN 118 (Portugal) using cold insitu recycling of existing asphalt layers - Field and laboratory case study
This case study refers to a successful application of cold in situ recycling of asphalt layers from aheavily cracked pavement using bitumen emulsion.A new hot mix asphalt binder course and a new wearing course were placed on the recycled layer. / O presente caso de estudo refere-se a uma aplicação bem sucedida de reciclagem a frio
Year: 2010
Number Pages:
20pp.
Author(s): Antunes, M. L.; Batista, F.A.
Editor: LNEC
Volume:
NS 121
Keywords: Pt; Laboratory test; In situ test; Asphalt binder; Cracked road pavement; Cold mix asphalt; Recycled materials; Road pavement rehabilitation; Asphaltic road pavement; Bitumen emulsion
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Capítulo de Livro
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Case Study of an Inert Steel Aggregate in Road Construction: Characterization and Monitoring of the Structural Behaviour
The use of alternative materials, in particular industrial by-products and waste materials, in the construction oftransport infrastructures and geotechnical works, has been promoted across the world. Nonetheless, considering that, in most situations, the application of some of these materials is fairly recent, little information is available on the long-term performance of the infrastructures in which they were used. This work mentions some characteristics of the Inert Steel Aggregate for Construction (ISAC). It presents some results related to the evolution in the surface characteristics and the structural behaviour of a field trial built on a road section in Portugal. ISAC was used in the embankments and pavement layers. The visual inspection, the results of the mechanical tests performed, and the values of the settlements measured on the surface markings about ten years after the section is open to traffic led to conclude that the pavement in the zone where ISAC was used as a construction material is, in general, in a better condition and presents better structural performance than the adjacent areas built with natural materials. The embankment's maximum settlements in the areas with ISAC were similar to the ones observed in the adjacent areas.
Year: 2023
Number Pages:
5p.
Author(s): Fortunato, E.; Roque, A. J.; Gomes Correia, A.
: Advances in Geoengineering, Geotechnologies, and Geoenvironment for Earth Systems and Sustainable Georesources Management
Editor: Springer
Keywords: Long-term performance; Structural behaviour; Mechanical properties; Inert Steel Aggregate for Construction (ISAC)
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Testing and monitoring in railway tracks
Railway tracks may be perceived as simple physical structures, but in fact they entail a significant level of complexity as refers to the assessment and prediction of their transient and long-term behaviors. These mostly result from the intrinsic characteristics of their components and of the dynamic interaction with the suc-cessive passing trains at different speeds and with different loading characteris-tics. The railway industry
Year: 2022
Number Pages:
229-255.
Author(s): Fortunato, E.; Paixão, A.
: Advances on Testing and Experimentation in Civil Engineering
Editor: Springer
Keywords: Monitoring; Testing, Instrumentation; Railway Tracks
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Modelação numérica avançada do comportamento estrutural de vias-férreas
A via férrea balastrada é uma estrutura relativamente simples, mas exibe um comportamento complexo, nomeadamente devido às distintas solicitações dinâmicas a que está sujeita, e à forma como se comportam e interagem os seus diversos elementos. O método dos elementos finitos é particularmente adequado à análise do funcionamento destas estruturas, possibilitando a modelação das ações e a utilização de modelos constitutivos avançados para os diversos materiais que constituem o sistema, permitindo considerar a variação das características físicas e geométricas no espaço. Neste capítulo descreve-se e demonstra-se a aplicação de uma ferramenta de modelação numérica tridimensional, concebida especificamente para o cálculo da resposta dinâmica da via-férrea, cujo desenvolvimento, ao longo dos últimos anos, tem tido a contribuição dos autores. Para além da apresentação e validação da ferramenta de modelação, são apresentados estudos relativos à análise do comportamento da via em situações particulares.
Year: 2021
Number Pages:
1-32.
Author(s): Fortunato, E.; Paixão, A.; Varandas, J.
: Modelação Matemática em Engenharia de Transportes. A experiência do Departamento de Transportes do LNEC.
Editor: LNEC
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Técnicas de machine learning em sistemas de gestão de pavimentos
A utilização de machine learning tem despertado a curiosidade e o interesse do meio académico e empresarial. Com efeito, a aplicação de machine learning, baseada em técnicas capazes de aprender com os dados, tem sido efetuada com sucesso em diversos contextos. Este sucesso é particularmente evidente nas áreas que utilizam grandes volumes de dados e que procuram obter informação que permita alimentar modelos de previsão.Na área dos Transportes, para além da resolução de questões relacionadas com a mobilidade, é expectável que a aplicação de técnicas de machine learning venha a ser cada vez mais frequente em questões relacionadas com a gestão de infraestruturas, em particular no estabelecimento de modelos de previsão do comportamento.Neste capítulo procura-se evidenciar o potencial da aplicação de machine learning em sistemas de gestão de pavimentos, através da descrição de alguns dos trabalhos desenvolvidos pelos autores neste domínio, essencialmente relacionados com a aplicação de machine learning no desenvolvimento de modelos de previsão do desempenho dos pavimentos, uma das temáticas essenciais dos sistemas de gestão de pavimentos.
Year: 2021
Number Pages:
47-70.
Author(s): Fortunato, E.; Antunes, M. L.; Marcelino, P.
: Modelação Matemática em Engenharia de Transportes. A experiência do Departamento de Transportes do LNEC.
Editor: LNEC
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Análise comparada de um agregado de escória de aciaria como material alternativo para lastro de vias férreas do tipo heavy haul por meio de ensaios triaxiais
Este artigo apresenta uma etapa de uma pesquisa mais abrangente que está em andamento na Universidade do Porto, no âmbito do grupo de pesquisa Construct-Geo, que visa avaliar os aspectos geomecânicos de materiais alternativos para uso como camada de lastro em vias férreas do tipo heavy haul. São apresentados resultados de ensaios triaxiais monotônicos e cíclicos conduzidos em corpos de prova de 150 mm de diâmetro por 300 mm de altura, em escala reduzida numa proporção de 1:2,5 em relação à granulometriade lastro padrão AREMA N. 24. Analisou-se um agregado de escória de aciaria, quimicamente e ambientalmente, inerte comparativamente a um agregado de granito, relativamente à resistência e à deformabilidade. Os ensaios cíclicos foram conduzidos em dois escalões de carga de 500.000 ciclos, sendo cada escalão compatível com o carregamento imposto por vias do tipo heavy haul com, respectivamente,32,5 toneladas/eixo e 40 toneladas/eixo. Os resultados mostraram que o lastro de escória de aciaria apresentou parâmetros de resistência superiores comparativamente ao lastro de granito e um melhor comportamento quanto à deformabilidade, expresso por maiores valores de módulo de resiliência, menoresíndices de quebra e degradação de partículas e uma maior tendência de estabilização das deformações plásticas, fenômeno conhecido como shakedown e que também foi investigado.
Year: 2019
Number Pages:
55-70pp..
Author(s): Delgado, B.; Fonseca, A.; Fortunato, E.; Coelho, D.
: As Engenharias frente a Sociedade, a Economia e o Meio Ambiente 3
Editor: Atena
Volume:
3.
Keywords: Ensaios Triaxiais; Escória de Aciaria; Lastro Ferroviário
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Current state of the use of recycled materials in geotechnical works in Portugal
The reuse of recycled materials in geotechnical works has awakened a growing interest in the last few years in Portugal. A committee (GT-VROG) within the Portuguese Geotechnical Society (SPG) was created recently for analysing the current state of this kind of use and for promoting it nationwide. As part of the activities of the group, a national survey within producers of waste materials and potential users in geotechnical works was carried out, and a national seminar was organised within the framework of the activities of the TC-3 of the ISSMGE, in order to discuss the present situation in the country and the best ways to develop the reuse of this kind of materials in geotechnical applications. The seminar had the participation of representatives of the different entities interested on the subject (producers, users, administration and research centres), as well as of invited foreign specialists from other European countries. Taking advantage of the results of these activities, the current state of the use of recycled materials in geotechnical works in Portugal is briefly presented and analysed next.
Year: 2007
Author(s): Fortunato, E.; Santayana, F.
Editor: Taylor & Francis
Keywords: Geotechnical works; Recycled materials
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Tese de Doutoramento
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A New Approach for the Maintenance Management of Transportation Infrastructures using Machine Learning
Transportation infrastructures are vital to our society. These infrastructures naturally tend to deteriorate over time. A set of activities is then required to manage existing assets in accordance with sound management principles. These activities are usually integrated into systems that manage infrastructures according to technical, social and economic aspects. This research aims to examine the potential of applying machine learning techniques to current transportation infrastructure management systems. Machine learning is an application of artificial intelligence enabling systems to automatically learn and improve from experience (data), arriving at solutions not explicitly programmed. Powered by algorithms that can learn from data, machine learning leads to efficient and effective systems that improve over time. Over the last few years, the application of machine learning has transformed several industries and could do so for transportation infrastructure as well.To achieve the research objectives, a set of studies was performed. Each of these studies had a specific objective, the set of which can be expressed as follows: to define combined performance indicators for pavement condition assessment using machine learning; to develop machine learning models for pavement performance prediction; to formulate machine learning solutions to overcome pavement data issues, such as missing data; to integrate machine learning techniques into decision support systems for pavement maintenance management. Together these studies explored the development of machine learning applications for solving some standard pavement management problems, providing insights into the application of machine learning to transportation infrastructure management systems. The studies successfully demonstrated the potential of machine learning applications for pavement management systems. It showed that machine learning is applicable to various transportation asset management problems, such as condition assessment, performance prediction, and decision support, and that it is able to outperform some of the analytical techniques currently used. Overall, this research work finds that machine learning is a promising tool for transportation infrastructure management systems.
Year: 2020
Author(s): Marcelino, P.
Keywords: Pavement Management Systems.; Decision Support Systems; Prediction Models;; Machine Learning; Transportation Infrastructure Asset Management
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Transition zones in railway tracks: An experimental and numerical study on the structural behaviour
The railway track continually degrades over its life cycle. This has negative consequences for maintenance and availability of the lines and is particularly evident at locations with abrupt changes in the track
Year: 2014
Author(s): Paixão, A.
Keywords: Dynamic train-track interaction; Numerical modelling; Instrumentation and monitoring; Cyclic load triaxial tests; In situ characterisation; Degradation of the track geometric quality; Backfill design and construction; Under sleeper pads; Transition zones; Railway track
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Renovação de plataformas ferroviárias. Estudos relativos à capacidade de carga
Esta dissertação pretende ser um contributo para o desenvolvimento de uma metodologia de abordagem do problema da renovação de plataformas ferroviárias em serviço, em particular no que se refere à avaliação da capacidade de carga e técnicas de reforço. A referida metodologia foi desenvolvida com o objectivo de apoiar os projectos de renovação das vias férreas.Os principais aspectos abordados são os mecanismos que contribuem para a degradação das vias férreas, a caracterização
Year: 2005
Author(s): Fortunato, E.
Keywords: Ensaios in situ; Modelação física; Modelação numérica; Ensaios laboratoriais; Renovação de caminho de ferro; Capacidade de carga; Deformabilidade da via férrea; Fundação da via férrea; Balastro; Linha férrea
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Deformações permanentes de misturas betuminosas em pavimentos rodoviários
Nas últimas décadas tem vindo a verificar-se, em Portugal bem como no resto do mundo, umacentuado crescimento do volume de tráfego rodoviário e das cargas transportadas pelos veículospesados. Tem-se observado, igualmente, um aumento das exigências funcionais, relacionadas com asegurança e conforto do utente das infra-estruturas, a par das preocupações de carácter ambiental, oque conduz à necessidade de pavimentos rodoviários cada vez mais resistentes e duráveis.Consequentemente, tem-se vindo a recorrer a soluções de pavimentação que envolvem maioresespessuras de camadas betuminosas o que implica uma maior parcela de contribuição docomportamento deste tipo de materiais no desempenho das estruturas de pavimentos. Daqui decorre,entre outros aspectos, uma crescente preocupação com a deformação permanente deste tipo demateriais. Esta situação é também sentida em diversos países, nomeadamente nos países europeus,no Canadá e nos Estados Unidos da América.O presente trabalho tem como objectivo contribuir para um melhor conhecimento do comportamentoà deformação permanente de misturas betuminosas aplicadas em camadas de desgaste depavimentos rodoviários, possibilitando o estabelecimento de metodologias e de critérios de avaliação,que conduzam à selecção de materiais adequados às exigências actuais. Como principais aspectosabordados referem-se a caracterização do comportamento viscoelástico destes materiais, através daexecução e interpretação de ensaios laboratoriais com aplicação de cargas repetidas, que simulemas condições observadas in situ, e a modelação do comportamento à deformação permanente dasmisturas.É analisado o fenómeno da deformação permanente, bem como a sua forma de manifestação naestrutura do pavimento
Year: 2002
Author(s): Freire, A. C.
Keywords: Modelação do comportamento estrutrual; Ensaios de simulação em pista de laboratório; Ensaios decompressão uniaxial estático; Ensaio de compressão uniaxial de cargas repetidas; Modelos reológicos; Comportamento viscoelástico; Deformação permanente; Caracterização laboratorial; Misturas betuminosas
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Relatório Científico
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The way forward for pavement performance indicators across Europe COST Action 354 Performance Indicators for Road Pavements Final Report
The main objective of the COST Action 354
Year: 2008
Number Pages:
72p.
Author(s): Antunes, M. L.; LITZKA, Johann; LEBEN, Bojan; LA TORRE, Francesca; WENINGER-VYCUDIL, Alfred; KOKOT, Darko; Mladenovic, Goran; BRITTAIN, Stuart; VINER, Helen
Keywords: Performance indicators for road pavements
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MISTURAS BETUMINOSAS DE ALTO MÓDULO Aplicação na Beneficiação da EN 14, entre Chantre e Trofa
N/A
Year: 2007
Number Pages:
137pp.
Author(s): Antunes, M. L.
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COST 334 - Effects of wide tyres and dual tvres task group 3 - Pavement wear effects - Mechanistic approach for rutting - Stage 4
N/A
Year: 2000
Author(s): Quaresma, Luis.; Ferreira, P.; Batista, A. L.
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COST 334 - Effects of wide tyres and dual tyres task group 3 - Pavement wear effects - Mechanistic approach for rutting - Stage 2
N/A
Year: 2000
Author(s): Quaresma, Luis.; Ferreira, P.; Freire, A. C.; Batista, A. L.
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ICT
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NOVAS SOLUÇÕES DE SUPERSTRUTURA DE VIA PARA A ALTA VELOCIDADE FERROVIÁRIA - Comparação com a via balastrada tradicional
As crescentes exigências impostas ao transporte ferroviário e a necessidade de o tornar num sistemade transporte mais competitivo, têm levado ao desenvolvimento de novas soluções de via-férrea.Estas novas soluções constituem inovações tecnológicas de via-férrea que diferem da via balastradatradicional na utilização de diferentes materiais e métodos construtivos. Apostam fortemente naredução da necessidade de conservação e renovação da via, o que se traduz na diminuição doscustos associados à sua operação, assim como no aumento da disponibilidade da linha.Assim, estas soluções apresentam uma melhor resposta a velocidades de circulação cada vez maiselevadas e a maiores volumes de tráfego, que tendem a conduzir a maior deterioração da via e aconsequentes maiores custos de conservação e renovação. Em comparação com a via tradicional,estas soluções podem ser mais vantajosas, no que se refere à segurança, a aspectos ambientais, àgestão da operação e a custos globais, quando se considera o ciclo de vida da infra-estrutura.Embora estas tecnologias tenham vindo a ser testadas e aplicadas em alguns países, desde há váriasdécadas, em particular no Japão, só mais recentemente diversos países demonstraram especialinteresse pela sua aplicação. Face a estas vantagens, tem-se verificado actualmente uma crescentetendência para a adopção destas novas soluções, sobretudo para as linhas de alta velocidade,particularmente na Europa e Ásia Oriental.Dentro deste contexto, e tendo em conta a previsível integração de Portugal na Rede Europeia de AltaVelocidade, desenvolveu-se o presente estudo com o objectivo de apresentar diversas soluções devia-férrea que estão disponíveis e compará-las com a solução tradicional de via balastrada.O estudo incide na descrição de concepções de via-férrea não tradicionais, como a via sem balastro ea via de apoio misto, fazendo-se especial referência às principais vantagens e desvantagens da viasem balastro, face à solução tradicional de via balastrada, e à experiência da sua aplicação.Apresenta-se ainda uma síntese da situação actual da aplicação destas novas soluções em paísesque apostaram fortemente nas redes de alta velocidade.Do estudo desenvolvido conclui-se que, para novas linhas de alta velocidade, estas soluções podemser bastante atractivas, como alternativa à via balastrada tradicional.Os autores agradecem a todas as entidades e pessoas a título individual a autorização expressa paraa publicação das ilustrações apresentadas neste estudo, encontrando-se estas devidamentereferenciadas.
Year: 2009
Author(s): Paixão, A.; Fortunato, E.
Keywords: Comboios de alta velocidade; Novas tecnologias; Infra-estrutura ferroviária; Via férrea
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Current state of the re-use of waste materials in geotechnical works in Portugal
The reuse of recycled materials in geotechnical works has awakened a growing interest in the last few years in Portugal. A committee (GT-VROG) within the Portuguese Geotechnical Society (SPG) was created recently for analysing the current state of this kind of use and for promoting it nationwide. As part of the activities of the group, a national survey within producers of waste materials and potential users in geotechnical works was carried out, and a national seminar was organised within the framework of the activities of the TC-3 of theISSMGE, in order to discuss the present situation in the country and the best ways to develop the reuse of this kind of materials in geotechnical applications. The seminar had the participation of representatives of the different entities interested on the subject (producers, users, administration and research centres), as well as of invited foreign specialists from other European countries. Taking advantage of the results of these activities, the current state of the use of recycled materials in geotechnical works in Portugal is presented and analysed next.
Year: 2006
Author(s): Fortunato, E.; Santayana, F.; Roque, A. J.
Keywords: Recycled waste materials; Reuse of materials; Geotechnical works
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Outro
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Guia para a reciclagem de misturas betuminosas a quente em central
N/A
Year: 2009
Number Pages:
4pp.
Author(s): DT / NIRA; DG / NGEA; DM / NB
Keywords: Reciclagem de material; Mistura betuminosa a quente
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Guia para a utilização de agregados reciclados em camadas não ligadas de pavimentos
N/A
Year: 2009
Number Pages:
4pp.
Author(s): DT / NIRA; DG / NGEA; DM / NB
Keywords: Reciclagem de material; Pavimento rodoviário; Camada do pavimento; Agregado para estrada
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Guia para a utilização de agregados reciclados grossos em betões de ligantes hidráulicos
N/A
Year: 2009
Number Pages:
8pp.
Author(s): DT / NIRA; DG / NGEA; DM / NB
Keywords: Reciclagem de material; Agregado grosso; Agregado para betão
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Guia para a utilização de materiais reciclados provenientes de resíduos de construção e demolição em aterro e camada de leito de infra-estruturas de transporte
N/A
Year: 2009
Number Pages:
4pp.
Author(s): DT / NIRA; DG / NGEA; DM / NB
Keywords: Aterro; Infra-estrutura de transporte; Reutilização de material de construção; Demolição de obra; Reciclagem de material; Agregado de detrito de obra
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MBR-BMB® MISTURAS BETUMINOSAS PARA PAVIMENTOS RODOVIÁRIOS E AEROPORTUÁRIOS
N/A
Year: 2008
Number Pages:
12pp.
Author(s): D. TRANSPORTES
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