National Pavement Design Method (MeDiNa) applied to rehabilitation and restoration: a literature review

Authors

  • Jessé Valente de Liz
  • Breno Salgado Barra
  • Alexandre Mikowski
  • Gary Hughes
  • João Victor Staub de Melo

DOI:

https://doi.org/10.54033/cadpedv21n5-209

Keywords:

National Pavement Design Method, BackMeDiNa, Back-Analysis, Overlay Projects, Rehabilitation, Restoration

Abstract

The poor condition of Brazilian highways is primarily attributed to traffic exceeding the designed capacity, overloading, and the use of an empirical design method from the 1960s. Pavement rehabilitation or restoration designs are generally carried out using outdated standards (DNER PRO 11/79 and DNER PRO 269/94). In response to this situation, the National Pavement Design Method (MeDiNa) emerged, which is a software accompanied by two other calculation routines and uses the mechanistic-empirical concept. This paper aims, based on a literature review, to evaluate the Brazilian scientific approach to pavement restoration/rehabilitation using the MeDiNa method. Through a systematic search in a database, a low number of papers that used the method was identified, and only 20 % of these articles performed reinforcement calculations, which does not align with the demand and defects presented in the Brazilian road network. Additionally, emerging trends on the topic were outlined through a bibliometric analysis. Furthermore, syntheses of the papers on rehabilitation or restoration found in the systematic search, as well as those from complementary literature, were conducted to situate the reader concerning the issue. Finally, points for improvement and the need for further research were identified, such as the investigation of results from backanalysis and interlayer bonding. The conclusion is that MeDiNa, still in the implementation phase, has great scientific potential to be explored, which will help validate this method.

References

ABEJÓN, R. Self-Healing Asphalt: A Systematic Bibliometric Analysis for Iden-tification of Hot Research Topics during the 2003–2018 Period. Materials, v. 14, n. 3, 565, 2021. https://doi.org/10.3390/ma14030565 DOI: https://doi.org/10.3390/ma14030565

AGÊNCIA NACIONAL DE TRANSPORTES TERRESTRES – ANTT. (2017). Recurso de Desenvolvimento Tecnológico RDT: desempenho dos pavi-mentos e relação campo-laboratório. Relatório Final. Nova Lima: VIA040.

ALMEIDA, D. C. et al. Comparação entre valores de módulos elásticos por dife-rentes softwares em pavimentos semirrígidos invertidos. Anais do 33º Con-gresso de Pesquisa e Ensino em Transportes, ANPET, Balneário Camboriú, p. 1187–1197, 2019.

ALVES et al. Ensaios para avaliação do comportamento sísmico de paredes de Cisalhamento e Paredes Oscilantes de CLT: revisão sistemática da literatura. Caderno Pedagógico, v. 21, n. 2, p. e2802–e2802, 2024. https://doi.org/10.54033/cadpedv21n2-079 DOI: https://doi.org/10.54033/cadpedv21n2-079

AMERICAN ASSOCIATION OF STATE HIGHWAY AND TRANSPORTATION OFFICIALS – AASHTO. AASHTO guide for design of pavement structures. Washington, DC: AASHTO, 1993.

BALBO, J. T. Pavimentação asfáltica: materiais, projeto e restauração. São Paulo: Oficina de Textos, 2015.

BERNUCCI, L. L. B. et al. Pavimentação asfáltica: formação básica para en-genheiros. 2. ed. Rio de Janeiro: Petrobras: ABEDA, 2022.

BOTELHO, R. G.; OLIVEIRA, C. C. Literaturas branca e cinzenta: uma revisão conceitual. Ciência da Informação, v. 44, n. 3, 2015. https://doi.org/10.18225/ci.inf.v44i3.1804 DOI: https://doi.org/10.18225/ci.inf.v44i3.1804

BROWN, C. E. (1998). Coefficient of Variation. Applied Multivariate Statistics in Geohydrology and Related Sciences, p. 155–157. https://doi.org/10.1007/978-3-642-80328-4_13 DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-642-80328-4_13

CABRAL, W. S.; BARROSO, S. H. A.; SILVA, S. A. T. Consideração da defor-mação permanente de solos ocorridos na região nordeste na análise mecanís-tica-empírica de pavimentos. Matéria (Rio de Janeiro), v. 26, p. e13096, 2021. https://doi.org/10.1590/S1517-707620210004.1396 DOI: https://doi.org/10.1590/s1517-707620210004.1396

CAIADO, R. G. G. et al. Towards Sustainable Development through the Per-spective of eco-efficiency – a Systematic Literature Review. Journal of Clean-er Production, v. 165, n. 1, p. 890–904, 2017. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.07.166 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.07.166

CAVALCANTE, F. et al. Logística reversa de embalagens no Brasil: produção científica versus realidade nacional. Caderno Pedagógico, v. 21, n. 3, p. e2948–e2948, 2024. https://doi.org/10.54033/cadpedv21n3-015 DOI: https://doi.org/10.54033/cadpedv21n3-015

CONFEDERAÇÃO NACIONAL DO TRANSPORTE – CNT. Anuário CNT do transporte: estatísticas consolidadas. Brasília: CNT, 2021a.

CONFEDERAÇÃO NACIONAL DO TRANSPORTE – CNT. Transporte rodo-viário: por que os pavimentos das rodovias do Brasil não duram? Brasília: CNT, 2021b.

CONFORTO, E. C.; AMARAL, D. C.; SILVA, S. L. Roteiro para revisão bibliográ-fica sistemática: aplicação no desenvolvimento de produtos e gerenciamento de projetos. Anais do 8º Congresso Brasileiro de Gestão de Desenvolvi-mento do Produto, v. 8, 2011.

DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM – DNER. DNER-PRO – 11/79. Procedimento – Avaliação Estrutural dos Pavimentos Flexíveis – Procedimento B. Rio de Janeiro. 1979.

DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM – DNER. DNER-PRO – 269/94. Procedimento – Projeto de restauração de pavimen-tos flexíveis – TECNAPAV. Rio de Janeiro. 1994.

DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTRA DE TRANSPORTES – DNIT. Manual de ajuda: Programa MeDiNa versão 1.1.9, 2023.

DONTHU, N. et al. How to conduct a bibliometric analysis: An overview and guidelines. Journal of Business Research, v. 133, n. 133, p. 285–296, set. 2021. https://doi.org/10.1016/j.jbusres.2021.04.070 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jbusres.2021.04.070

FÁVERO, L. P.; BELFIORE, P. Manual de análise de dados. Rio de Janeiro: Elsevier, 2017.

FRANCO, F. A. C. P. Método de dimensionamento mecanístico-empírico de pavimentos asfálticos – SISPAV. 2007. 294f. Tese (Doutorado em Engenha-ria Civil) – Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2007. Dis-ponível em: http://www.coc.ufrj.br/pt/teses-de-doutorado/151-2007/1107-filipe-augusto-cinque-de-proenca-franco. Acesso em: 06 mai. 2024.

FRANCO, F. A. C. P. et al. Análise de projeto de reforço utilizando o método M-E de dimensionamento nacional – MeDiNa. Anais do 33º Congresso de Pesquisa e Ensino em Transportes, ANPET, Balneário Camboriú, p. 1501–1512, 2019.

FRANCO, F. A. C. P.; MOTTA, L. M. G. Guia para Utilização de Método Meca-nístico-Empírico. Apresentação dos Programas Desenvolvidos no TED 682/2014: Manual de Utilização. COPPE/IPR. Rio de Janeiro, Brasil, 2020.

GUABIROBA, J. V. O. C. et al. Estudo da Fadiga e da Deformação Permanente de Misturas Asfálticas Produzidas em Goiás. Matéria (Rio de Janeiro), v. 28, 2023. https://doi.org/10.1590/S1517-707620230001.1332 DOI: https://doi.org/10.1590/s1517-707620230001.1332

JWAIDA, Z. et al. The Use of Waste Polymers in Asphalt Mixtures: Bibliometric Analysis and Systematic Review. Journal of Composites Science, v. 7, n. 10, p. 415, 1 out. 2023. https://doi.org/10.3390/jcs7100415 DOI: https://doi.org/10.3390/jcs7100415

LIMA, C. D. A. et al. Mechanical characterization of fine-grained lateritic soils for mechanistic-empirical flexible pavement design. Journal of Testing and Evaluation, v. 48, n. 1, p. 1-17, 2020. https://doi.org/10.1520/JTE20180890 DOI: https://doi.org/10.1520/JTE20180890

LIMA, C. D. A.; MOTTA, L. M. G.; ARAGÃO, F. T. S. Ensaios de deformação permanente: efeito do número de ciclos na interpretação do comportamento de solos e britas. Matéria (Rio de Janeiro), v. 26, 2021. https://doi.org/10.1590/S1517-707620210003.13044 DOI: https://doi.org/10.1590/s1517-707620210003.13044

LIMA, L. B. F.; SILVA, J. P. S.; REZENDE, L. R. Investigation of resilient modu-lus and permanent deformation of tropical soil with Reclaimed Asphalt Pave-ment. Transportation Geotechnics, v. 43, p. 101103, 2023. https://doi.org/10.1016/j.trgeo.2023.101103 DOI: https://doi.org/10.1016/j.trgeo.2023.101103

LIZ, J. V. et al. O Uso da Lei de Propagação de Incertezas e da Estatística de Weibull no Tratamento de Dados Experimentais de Ensaios Mecânicos: Uma Revisão Sistemática da Literatura. Conexões, v. 17, 2023. https://doi.org/10.21439/conexoes.v17i0.2898 DOI: https://doi.org/10.21439/conexoes.v17i0.2898

MACHADO, T. F. O. Estudo de soluções para reforço do pavimento do anel viário da Universidade Federal de Juiz de Fora. 2016. 91f. Trabalho de Con-clusão de Curso (Graduação em Engenharia Civil) – Universidade Federal de Juiz de Fora, Juiz de Fora, 2016.

MACHADO, T. F. O.; MARQUES, G. L. O.; ROCHA, M. L. Flexible pavement overlay design of UFJF ring road based on the new Brazilian mechanistic-empirical pavement design method. REM-International Engineering Journal, v. 73, p. 445-452, 2020. https://doi.org/10.1590/0370-44672019730134 DOI: https://doi.org/10.1590/0370-44672019730134

MEDEIROS, I. L. et al. Revisão Sistemática e Bibliometria facilitadas por um Canvas para visualização de informação. InfoDesign-Revista Brasileira de Design da Informação, v. 12, n. 1, p. 93-110, 2015. https://doi.org/10.51358/id.v12i1.341 DOI: https://doi.org/10.51358/id.v12i1.341

MELLO, L. B. et al. Solo-brita em bases de pavimentos flexíveis: Avaliação quando à fadiga utilizando o MeDiNa. Anuário do Instituto de Geociências (Online), v. 44, 2021. Anuário do Instituto de Geociências (Online), 44. https://doi.org/10.11137/1982-3908_2021_44_35192 DOI: https://doi.org/10.11137/1982-3908_2021_44_48074

MIKOWSKI, A. et al. Methodology for error propagation analysis of the complex stiffness modulus of asphalt mixes. Construction and Building Materials, v. 290, p. 123156–123156. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.123156 DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.123156

NEUMANN, G. P. Um exemplo de dosagem de concreto asfáltico por meio da metodologia SUPERPAVE. 61f. Trabalho de Conclusão de Curso (Gradu-ação em Engenharia Civil) – Universidade Federal de Juiz de Fora, Juiz de Fora, 2018.

PASCOAL, P. T. et al. BR 287 Duplication Designed through the Methods of DNIT and MeDiNa (2020): Structural and Financial Analysis. Anuário do Insti-tuto de Geociências, v. 45, p. 1-11, 2022. https://doi.org/10.11137/1982-3908_2022_45_44094 DOI: https://doi.org/10.11137/1982-3908_2022_45_44094

PINHEIRO, C. et al. Advancements in Phase Change Materials in Asphalt Pavements for Mitigation of Urban Heat Island Effect: Bibliometric Analysis and Systematic Review. Sensors, v. 23, n. 18, p. 7741–7741, 2023. https://doi.org/10.3390/s23187741 DOI: https://doi.org/10.3390/s23187741

ROCHA, M. L. Influência dos módulos de resiliência inicias no procedimen-to de retroanálise de pavimentos flexíveis. 2020. 244 f. Dissertação (mestra-do acadêmico) – Universidade Federal de Juiz de Fora, Faculdade de Enge-nharia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Juiz de Fora, Brasil, 2020. Disponível em: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/11635. Acesso em: 06 mai. 2024.

SANTANA, V. R. et al. Effects of overload and layer interface condition on es-timated flexible pavement lifespan: Case study from BR-116/BA. Transporta-tion Geotechnics, v. 34, p. 100762, 2022. https://doi.org/10.1016/j.trgeo.2022.100762 DOI: https://doi.org/10.1016/j.trgeo.2022.100762

SARTI JUNIOR, A.; BAPTISTA, M.; BIOTTO, C. N. Gerenciamento de resíduos da construção civil com foco no resíduo de concreto pré-fabricado (RCPF): uma revisão sistemática de literatura. Caderno Pedagógico, v. 21, n. 3, p. e3206–e3206, 18 mar. 2024. https://doi.org/10.54033/cadpedv21n3-099 DOI: https://doi.org/10.54033/cadpedv21n3-099

SCIENTIFIC ELECTRONIC LIBRARY ONLINE – SCIELO. Scientific Electron-ic Library Online. Disponível em: https://search.scielo.org/?q=%28%28pavement%29+AND+%28MeDiNa+OR+BackMeDiNa%29%29&lang=pt&filter%5Bin%5D%5B%5D=scl. Acesso em: 20 de nov. 2023.

SCOPUS. Scopus. Elsevier B.V., 2023. Disponível em: https://www.scopus.com. Acesso em: 20 nov. 2023.

SERAFIM, E. Z. C. et al. Simulação de projeto de reforço para pavimento rodo-viário utilizando o método de dimensionamento nacional – MeDiNa. Acessibi-lidade, Mobilidade Urbana e Transporte: avanços, retrocessos e novas perspectivas, p. 10–26, 2022. DOI: https://doi.org/10.37885/220508907

SILVA, C. C. V. P. Estudo e proposição de solução para segmento crítico na rodovia BR-230/PB com aplicação do novo método de dimensionamen-to de pavimentos asfálticos – MeDiNa. 2021. 170 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil e Ambiental) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental, Centro de Tecnologia e Recursos Naturais, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2021. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/18428. Acesso em: 20 nov. 2023.

SOUSA, M. A. S.; COUTINHO, R. Q.; MOTTA, L. M. G. Analysis of the unsatu-rated behaviour of compacted lateritic fine-grained tropical soils for use in transport infrastructure. Road Materials and Pavement Design, v. 24, n. 1, p. 31-58, 2023. https://doi.org/10.1080/14680629.2021.2009008 DOI: https://doi.org/10.1080/14680629.2021.2009008

SPINAK, E. Indicadores cienciometricos. Ciência da Informação, v. 27, n. 2, nd. 1998. https://doi.org/10.18225/ci.inf..v27i2.795 DOI: https://doi.org/10.1590/S0100-19651998000200006

WORD CLOUDS. Word Clouds by Zygomatic. Netherlands, 2023. Disponível em: https://www.wordclouds.com. Acesso em: 29 nov. 2023.

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Published

2024-05-29

How to Cite

Liz, J. V. de, Barra, B. S., Mikowski, A., Hughes, G., & Melo, J. V. S. de. (2024). National Pavement Design Method (MeDiNa) applied to rehabilitation and restoration: a literature review. Caderno Pedagógico, 21(5), e4191 . https://doi.org/10.54033/cadpedv21n5-209

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