Do we need to rethink our waterways? Values of ageing waterways in current and future society

In the past canals were developed, and some rivers were heavily altered, driven by the need for good transportation infrastructure. Major investments were made in navigation locks, weirs and artificial embankments, and many of these assets are now reaching the end of their technical lifetime. Since then the concept of integrated water resource management (IWRM) emerged as a concept to manage and develop water-bodies in general. Two pressing problems arise from these developments: (1) major reinvestment is needed in order to maintain the transportation function of these waterways, and (2), it is not clear how the implementation of the concept of IWRM can be brought into harmony with such reinvestment. This paper aims to illustrate the problems in capital-intensive parts of waterway systems, and argues for exploring value-driven solutions that rely on the inclusion of multiple values, thus solving both funding problems and stakeholder conflicts. The focus on value in cooperative strategies is key to defining viable implementation strategies for waterway projects.

Soil Stabilization with Lime, Iowa Highway Research Board Bulletin No. 25, 1961

This is the fifth publication in a series of compilations of the reports on research completed for the Iowa State Highway Commission. This research was done for the Iowa State Highway Research Board Project HR-1, "The Loess and Glacial Till Materials of Iowa; an Investigation of Their Physical and Chemical Properties and Techniques for Processing Them to Increase Their All-Weather Stability for Road Construction." The research, started in 1950, was done by the Iowa Engineering Experiment Station under its project 283-S. The project was supported by funds from the Iowa State Highway Commission. The principal objectives of the project may be summed up as follows: 1. To determine by means of both field and laboratory studies the areal and stratigraphic variation in the physical and chemical properties of the loess and glacial till materials of Iowa. 2. To develop new equipment and methods for evaluating physical and chemical properties of soil where needed. 3. To correlate fundamental soil properties with the performance of soils in the highway structure. 4. To develop a scientific approach to the problem of soil stabilization based on the relationships between the properties of the soils and those of the admixtures. 5. To determine the manner in which the loess and glacial till materials of Iowa can be processed for optimum performance as highway embankments, sub-grades, base courses, and surface courses.

Análise experimental e numérica do comportamento de estruturas de solo reforçado com geossintéticos : solo granular versus fino

As estruturas de solo reforçado com geossintéticos são normalmente constituídas por solos granulares com boas propriedades físicas e mecânicas. O uso de apenas este tipo de solos pode proporcionar o aumento, por vezes insustentável, do custo da execução das estruturas e o aumento do seu impacto ambiental. Deste modo, as estruturas de solo reforçado perdem a sua vantagem competitiva em relação a outros tipos de estruturas (muros de betão, muros de gravidade, muros de gabiões, etc.). Para resolver este problema podem ser utilizados outros tipos de solos (solos locais, finos, com propriedades físicas e mecânicas piores mas, no entanto, mais baratos) para a execução deste tipo de estruturas. De forma geral, com este estudo pretendeu-se contribuir para o incremento do conhecimento sobre a utilização de solos finos para a construção de estruturas de solo reforçado (muros e taludes). Para tal avaliaram-se as diferenças no comportamento mecânico dos materiais compósitos (solo granular reforçado versus solo fino reforçado) e das estruturas de solo reforçado constituídas com os dois tipos de solos. Assim, os objetivos deste estudo foram avaliar: a influência de vários parâmetros nas propriedades mecânicas e na capacidade de carga dos solos reforçados com geossintéticos; a influência de vários parâmetros no dimensionamento das estruturas de solo reforçado; e o comportamento das estruturas dimensionadas (incluindo a estabilidade global e a influência do processo construtivo) recorrendo a uma ferramenta numérica (PLAXIS). Para cumprir os objetivos propostos foram realizadas análises experimentais em laboratório (análise do comportamento do solo reforçado através de ensaios triaxiais e de California Bearing Ratio) e análises numéricas (dimensionamento de estruturas de solo reforçado; modelação numérica do comportamento através de uma ferramenta numérica comercial com o método dos elementos finitos). Os resultados dos ensaios experimentais mostraram que o comportamento mecânico e a capacidade de carga do solo foram incrementados com a inclusão das camadas de geossintético. Este efeito variou com os diversos parâmetros analisados mas, de forma geral, foi mais importante no solo fino (solo com propriedades mecânicas piores). As análises numéricas mostraram que as estruturas de solo fino precisaram de maior densidade de reforços para serem estáveis. Além disso, as estruturas de solo fino foram mais deformáveis e o efeito do seu processo construtivo foi mais importante (principalmente para estruturas de solo fino saturado).

Viabilidad de la aplicación de materiales reciclados y cenizas de biomasa en la fabricación de materiales tratados con cemento

La presente Tesis Doctoral es una contribución al conocimiento y la investigación sobre el uso de áridos reciclados y cenizas de fondo procedentes de la combustión de biomasa para su uso en ingeniería civil. El interés en el uso de áridos reciclados procedentes de residuos de construcción y demolición (RCD) están en continuo crecimiento debido a su potencial frente a diversos usos, entre ellos como material tratado con cemento para capas estructurales de carretera. Por otro lado, la producción de energía eléctrica a partir de centrales termoeléctricas que emplean biomasa como combustible, origina principalmente dos residuos: Cenizas de fondo (CF) formadas por el material total o parcialmente quemado y cenizas volantes (CV), partículas arrastradas por la corriente de gases al exterior de la cámara de combustión. En el desarrollo de este trabajo, se evaluó en una primera etapa, el comportamiento físico, químico y mecánico de diferentes mezclas de materiales granulares reciclados tratados con cemento, con diferentes contenidos de sulfato y de esta manera poder establecer protocolos de aplicación en la fabricación de suelocemento. Posteriormente, se analizo la viabilidad técnica de las cenizas de fondo de biomasa de varias plantas de energía andaluzas y de esta manera, evaluar su potencial uso en obras de infraestructura civil. Se determinó que las cenizas de fondo biomasa poseen propiedades aceptables para ser utilizados como un material de relleno en el núcleo de terraplenes de carreteras de más de 5 m en altura sin medidas de precaución adicionales. Por último, se estudio la posibilidad de incorporar, en proporciones determinadas, cenizas de fondo de biomasa en diferentes mezclas con árido natural y árido reciclado para su uso en ingeniería civil, concretamente como suelocemento para base y subbase de carreteras. El análisis de las propiedades mecánicas fue muy positivo. Las características físicas, químicas y mecánicas han sido estudiadas de acuerdo a la normativa vigente, y los parámetros han sido comparados con las especificaciones técnicas impuestas por la regulación española. La concepción del residuo como recurso para incorporarlo de nuevo al sistema productivo es un reto clave y una obligación y la principal motivación para el desarrollo de la presente Tesis Doctoral. Por ello, la correcta gestión de estos subproductos industriales, es esencial para evitar los impactos negativos sobre los ecosistemas, la biodiversidad y la salud humana, sin olvidar el beneficio económico que supone esta práctica.

A machine learning approach for recognising woody plants on railway trackbeds

The purpose of this work in progress study was to test the concept of recognising plants using images acquired by image sensors in a controlled noise-free environment. The presence of vegetation on railway trackbeds and embankments presents potential problems. Woody plants (e.g. Scots pine, Norway spruce and birch) often establish themselves on railway trackbeds. This may cause problems because legal herbicides are not effective in controlling them; this is particularly the case for conifers. Thus, if maintenance administrators knew the spatial position of plants along the railway system, it may be feasible to mechanically harvest them. Primary data were collected outdoors comprising around 700 leaves and conifer seedlings from 11 species. These were then photographed in a laboratory environment. In order to classify the species in the acquired image set, a machine learning approach known as Bag-of-Features (BoF) was chosen. Irrespective of the chosen type of feature extraction and classifier, the ability to classify a previously unseen plant correctly was greater than 85%. The maintenance planning of vegetation control could be improved if plants were recognised and localised. It may be feasible to mechanically harvest them (in particular, woody plants). In addition, listed endangered species growing on the trackbeds can be avoided. Both cases are likely to reduce the amount of herbicides, which often is in the interest of public opinion. Bearing in mind that natural objects like plants are often more heterogeneous within their own class rather than outside it, the results do indeed present a stable classification performance, which is a sound prerequisite in order to later take the next step to include a natural background. Where relevant, species can also be listed under the Endangered Species Act.