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UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO
CENTRO DE TECNOLOGIA E GEOCIÊNCIAS
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA DOS SOLOS FINOS, DA FAIXA
LITORÂNEA E TABULEIROS COSTEIROS DO ESTADO DE SERGIPE,
VISANDO APLICAÇÃO EM PAVIMENTOS DE RODOVIAS DE BAIXO
VOLUME DE TRÁFEGO.
JOELSON HORA COSTA
RECIFE – 2006
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CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA DOS SOLOS FINOS, DA FAIXA LITORÂNEA E
TABULEIROS COSTEIROS DO ESTADO DE SERGIPE, VISANDO APLICAÇÃO EM
PAVIMENTOS DE RODOVIAS DE BAIXO VOLUME DE TRÁFEGO.
JOELSON HORA COSTA
Dissertação submetida ao corpo docente
do curso de pós-graduação da
Universidade Federal de Pernambuco
como parte dos requisitos necessários à
obtenção do grau de Mestre em Ciências
em Engenharia Civil.
Área de Concentração: Engenharia
Geotécnica
Orientador:
Profª. Lícia Mouta da Costa – D. Sc.
Co-orientador: Profª. Laura Maria Goretti da Motta – D. Sc.
RECIFE – 2006
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Costa, Joelson Hora
Caracterização geotécnica dos solos finos, da
faixa litorânea e tabuleiros costeiros do Estado de
Sergipe, visando aplicação em pavimentos de
rodovias de baixo volume de tráfego / Joelson Hora
Costa. – Recife : O Autor, 2006.
xiii, 318 folhas : il., fig., tab., fotos, mapas.
Dissertação (mestrado) – Universidade Federal
de Pernambuco. CTG. Engenharia Civil, 2006.
Inclui bibliografia e anexos.
1. Engenharia civil – Mecânica de solos. 2.
Pavimentos de rodovias – Pavimentos para baixo
volume de tráfego – Aproveitamento de solos locais.
3. Faixa litorânea e tabuleiros costeiros, Estado de
Sergipe – Caracterização e classificação geotécnica.
I. Título.
624.13 CDU (2.ed.) UFPE
625.72 CDD (22.ed.) BC2006-368
ii
iii
Há muito tempo que eu saí de casa
Há muito tempo que eu caí na estrada
Há muito tempo que eu estou na vida
Foi assim que eu quis, e assim eu sou feliz.
Principalmente por poder voltar
A todos os lugares onde já cheguei
Pois lá deixei um prato de comida
Um abraço amigo, um canto prá dormir e sonhar
E aprendi que se depende sempre
De tanta, muita, diferente gente
Toda pessoa sempre é as marcas
Das lições diárias de outras tantas pessoas.
E é tão bonito quando a gente entende
Que a gente é tanta gente onde quer que a gente vá
E é tão bonito quando a gente sente
Que nunca está sozinho por mais que pense estar.
(Gonzaguinha)
Dedico o esforço da realização deste trabalho aos meus exemplos:
De trabalho, honra e humildade de Joel Fontes Costa – meu pai (in memorian)
De dedicação e renúncia de Laudelina Hora Costa – minha mãe;
De carinho e amor incondicional: Mariana, Marina e Marília – minhas filhas
iv
AGRADECIMENTOS
A todos que contribuíram para a realização deste trabalho. Registro meu reconhecimento e
gratidão aos amigos e colaboradores especiais:
A Deus, pelos sinais e pelas ações;
A Prof.ª Laura Motta, exemplo raro de competência, dedicação e simplicidade - juntos
num só ser - pela orientação valorosa, pelos incentivos, pela amizade e por abrir as
portas dos laboratórios da COPPE/UFRJ para esta pesquisa;
A Josele, companheira dedicada e paciente na preparação das tabelas e gráficos, pelo
apoio e incentivo – você é especial;
Aos amigos do Tribunal de Contas de Sergipe: Conselheiro Carlos
Alberto - “meu conselheiro” – pelos ensinamentos e pelas demonstrações
de amizade; Presidente Conselheiro Hildegards Azevedo, por permitir
meu afastamento durante as viagens ao Rio de Janeiro e Recife; e colegas
do Dpto. de Engenharia, pelos incentivos;
Aos amigos da COPPE/UFRJ, Álvaro, Marcos (Bororó), Ana Lúcia, Glória,
Carlinhos, Rodrigo Muller, Marcos, Raphael e Ralph, pela ajuda com os ensaios.
Ao amigo Ivo Carvalho, pela prestimosa competência dedicada a este trabalho;
Aos Prof.°s da UFS, Erinaldo e Demóstenes, pelas valiosas sugestões; e aos Técnicos
Williams e Washington pela colaboração com os ensaios na UFS e na COPPE/UFRJ;
Aos colegas da SEINFRA e DER/SE: Luís Durval, Edson Leal, Paulo Resende,
Djenal, João Prado e Jairo pelo apoio logístico na coleta de amostras de solo; aos
técnicos do laboratório Wellington, Bené, Jorge e Garangau, pela coleta, preparo das
amostras e ensaios; a Ântônio “do CPD” pela ajuda com os problemas do
computador;
Aos amigos Carlos Augusto (Brasquímica) pela cessão do laboratório para os ensaios
de desgaste e Juan e Jurandyr, pelo apoio.
Aos Profºs de Geotecnia da UFPE: Leonardo, José Maria, Silvio Romero, Roberto
Coutinho e Jucá e especialmente aos da banca: Laura, Lícia, Ivaldo e Afonso; a
Francisco, Severino e Brito, do laboratório e a D. Laudenice, da secretaria.
Aos colegas do curso de mestrado da UFPE, destacando o amigo Igor.
Aos manos Joel, Manoel, Ângela e Leonardo pela torcida e pelos incentivos.
A Geodete pelo apoio e incentivo na fase inicial das viagens semanais a Recife.
v
Resumo da Tese apresentada a UFPE como parte dos requisitos necessários à obtenção do
grau de Mestre em Ciências (M. Sc.)
CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA DOS SOLOS FINOS, DA FAIXA
LITORÂNEA E TABULEIROS COSTEIROS DO ESTADO DE SERGIPE,
VISANDO APLICAÇÃO EM PAVIMENTOS DE RODOVIAS DE BAIXO
VOLUME DE TRÁFEGO.
Joelson Hora Costa
Maio/2006
Orientadores: Profª. Lícia Mouta da Costa – D. Sc.
Profª. Laura Maria Goretti da Motta – D. Sc.
RESUMO
O comportamento geotécnico dos solos finos da faixa litorânea e tabuleiros costeiros do estado de
Sergipe foi avaliado com vistas a sua utilização em pavimentos de rodovias de baixo volume de
tráfego, existentes na região. A redução de custos proporcionada pelo aproveitamento dos solos
locais pode vir a viabilizar investimentos em pavimentação de estradas, em regiões carentes e de
economias incipientes, permitindo melhor intercambio com outras regiões economicamente mais
ativas. Diferentes metodologias de classificação geotécnica foram aplicadas às amostras de solos
coletadas na área de estudo. Constatou-se a inaplicabilidade das classificações tradicionais,
originadas de outros países, a esses solos formados em ambientes tropicais úmidos. Em
contrapartida a Metodologia MCT, desenvolvida em São Paulo e hoje difundida em várias regiões
do país, mostrou-se capaz de identificar as potencialidades dos solos finos estudados. A
metodologia MCT foi empregada em todas as suas vertentes e uma proposta de simplificação das
operações de ensaio, denominada Método Simplificado, mostrou-se bastante vantajosa. Os
parâmetros de resiliência desses solos foram também determinados, comparados com os resultados
da metodologia MCT e confrontados com resultados de outras pesquisas, mostrando-se
equivalentes a de solos de outras regiões, relatados como de uso potencial em camadas de
pavimentos. O efeito das variações de umidade nos parâmetros de resiliência dos solos foi também
avaliado constatando-se algumas amostras com maior sensibilidade às elevações desse índice. Por
outro lado, ensaios de umidade “in situ” diagnosticaram umidades das camadas dos pavimentos, na
região estudada, sempre abaixo da umidade ótima. Análises complementares físico-químicos e de
difração de “Raio X” forneceram informações úteis na caracterização dos solos. Ensaios de
desgaste avaliaram o comportamento dos solos como camada de base de pavimentos. Parâmetros
típicos de resistência das misturas asfálticas produzidas em Sergipe foram determinados. Utilizou-
se, a título ilustrativo, procedimento de dimensionamento mecanístico-empírico de estruturas de
pavimentos, com uso de alguns dos solos estudados como camada de base.
Palavras chave: 1. Classificação geotécnica 2. Solos tropicais 3. Formação Barreiras 4. Rodovias
de baixo volume de tráfego.
vi
Abstract of Thesis presented to UFPE as a partial fulfillment of the requirements for the
degree of Master of Science (M. Sc.)
GEOTECNIC CHARACTERISTICS OF FINE SOILS FROM THE SEABOARD AND
COASTAL BOARD OF THE STATE OF SERGIPE HAVING IN VIEW ITS
APPLICATION ON LOW VOLUME TRAFFIC ROADS.
Joelson Hora Costa
Maio/2006
Advisors: Profª Lícia Mouta da Costa – D. Sc.
Profª Laura Maria Goretti da Motta – D. Sc.
ABSTRACT
The geotecnic behavior of fine soils of the seaboard and coastal of the state of Sergipe was assessed
having in view its use on low volume traffic roads, which there are on this region. The coast
reduction supported by using local soils can take viable investments on pavements design in
defined areas with beginning economy allowing better exchange between more economic active
areas. Differents geotecnic classification methodologies were applied with the soil samples
collected on the study area. We established the unapplication of the traditional classification from
other countries to there soils molded at humid tropical environment. In this case the MCT
(Miniature Compacted Tropical) methodology which was developed in São Paulo and is currently
spread in some regions of the county was able to identify the powerful of the studied fine soils.
MCT methodology was employed in all variations and one simplification proposal of the test
operations which is called Simplified Method was enough profitable. The parameters of resilience
of these soils were determined as well compared with the results of the MCT Methodology and
they were confronted with results of others researches showing equivalent with others areas soils
which are given an account of potential use on pavements. The effect of the humidity variation at
the parameters resilience of soils was assessed as well and at was established that some samples
have higher sensibility to the elevation of this index. For the other hand humidity of pavements
layer the studied area always lower optimal one. Fisic-Quimics and X – Ray complementary
analysis provided useful information about the characterization of soils. Stressful test assessed the
behavior of soils like base course of pavements. Typical parameters of resistance of the asphalt
mixtures produced in Sergipe were determined. Like an illustrative title procedures of
measurements of mechanistic – empirical of pavements structures using some of the studied soils
like base course.
Key-words: 1. Geotecnic classification 2. Tropical soils 3. Barreiras formation 4. Low volume
traffic roads.
vii
SUMÁRIO
ÍNDICE DE TABELAS............................................................. xi
ÍNDICE DE FIGURAS.............................................................. xv
ÍNDICE
CAPÍTULO 1 INTRODUÇÃO..........................................................
1
CAPÍTULO 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA..........................................
9
2.1 Pavimentos de baixo custo...........................................................................
9
2.2 A classificação geotécnica dos solos.............................................................
12
2.2.1 Introdução......................................................................................................
12
2.2.2 Os sistemas tradicionais de classificação....................................................
13
2.2.3 As peculiaridades dos solos tropicais..........................................................
16
2.2.4 A metodologia MCT.....................................................................................
23
2.2.4.1 Origem e Fundamentos................................................................................
23
2.2.4.2 Ensaios...........................................................................................................
26
2.2.4.3 O ensaio de compactação..............................................................................
26
2.2.4.4 O parâmetro c’..............................................................................................
30
2.2.4.5 O parâmetro d’..............................................................................................
33
2.2.4.6 Ensaio de perda de massa por imersão em água........................................
35
2.2.4.7 O parâmetro e’..............................................................................................
38
2.2.4.8 As características dos grupos de solo..........................................................
39
2.2.5 A classificação MCT – M..............................................................................
42
2.2.6 A classificação MCT – Simplificada............................................................
44
2.2.7 A classificação com base na resiliência.......................................................
54
2.2.7.1 Introdução......................................................................................................
54
2.2.7.2 A resiliência...................................................................................................
55
2.2.7.3 O módulo de resiliência................................................................................
58
2.2.7.4 Os modelos de tensão – deformação............................................................
60
2.2.7.5 As propostas de classificação resiliente.......................................................
62
2.2.7.6 O ensaio triaxial dinâmico............................................................................
67
2.3 A deformação permanente...........................................................................
71
2.4 Influência da umidade..................................................................................
75
2.5 Caracterização química e mineralógica dos solos......................................
79
viii
2.6 Os revestimentos esbeltos.............................................................................
80
2.6.1 O tratamento antipó......................................................................................
81
2.6.1.1 Loaded Wheel Test (LWT) para tratamento antipó…..............................
84
2.6.1.2 Wet Track Abrasion (WTAT) para tratamento antipó.............................
86
2.7 Ensaios dinâmicos de misturas asfálticas..................................
87
2.8 Dimensionamento mecanístico de pavimentos..........................
89
CAPÍTULO 3 O ESTADO DE SERGIPE………………........…....
92
3.1 Localização....................................................................................................
92
3.2 Clima..............................................................................................................
92
3.3 Aspectos Geográficos....................................................................................
93
3.4 Relevo.............................................................................................................
94
3.5 Hidrografia.....................................................................................................
95
3.6 Aspectos Demográficos.................................................................................
97
3.7 Aspectos Econômicos....................................................................................
98
3.8 O Sistema Rodoviário...................................................................................
100
3.9 Geologia.........................................................................................................
103
3.9.1 Formações Superficiais – Grupo Barreiras................................................
104
CAPÍTULO 4 ÁREA DE ESTUDO, AMOSTRAGEM, ENSAIOS
E RESULTADOS…
………….......................................................
126
4.1 Área de estudo...............................................................................................
126
4.2 Amostragem..................................................................................................
128
4.2.1 Material asfáltico.........................................................................................
128
4.2.2 Agregado (pó de pedra)................................................................................
128
4.2.3 Solos................................................................................................................
132
4.3 Ensaios de solo...............................................................................................
149
4.3.1 Ensaios geotécnicos tradicionais..................................................................
149
4.3.2 Ensaios de classificação MCT......................................................................
150
4.3.2.1 Preparação de amostras...............................................................................
157
4.3.2.2 Ensaios de compactação..............................................................................
158
4.3.2.3 Ensaios de perda de massa por imersão em água......................................
159
4.3.3 Ensaios de classificação MCT – Método Simplificado..............................
166
4.3.4 Ensaios triaxiais.............................................................................................
168
4.3.5 Ensaios de deformação permanente............................................................
181
4.4 Ensaios de caracterização química e mineralógica....................................
184
ix
4.5 Ensaios de desgaste.......................................................................................
187
4.5.1 Ensaios LWT.................................................................................................
187
4.5.2 Ensaios WTAT..............................................................................................
194
4.6 Ensaios de resistência à tração e de módulos de resiliência de misturas
asfálticas.........................................................................................................
199
CAPÍTULO 5 ANÁLISE DOS RESULTADOS DOS ENSAIOS 204
5.1 Classificações geotécnicas tradicionais.......................................................
204
5.2 Ensaios de Compactação – molde próctor versus molde triaxial.............
206
5.3 Classificação geotécnica MCT....................................................................
209
5.4 Classificações tradicionais TRB e SUCS versus classificação MCT........
212
5.5 Classificação geotécnica MCT – M..............................................................
213
5.6 Classificação MCT versus classificação MCT – M....................................
214
5.7 Influência da fração silte no parâmetro e’ do solo
214
5.8 Classificação geotécnica MCT – Método Simplificado..............................
215
5.9 Classificação MCT versus classificação MCT - Método Simplificado.....
216
5.10 Classificação MCT – Método Simplificado com c’ definido entre
ordenadas 2mm e 6mm da curva de deformabilidade...............................
221
5.11 Classificação MCT - Método Simplificado, c’ definido entre as
ordenadas 1mm e 5mm versus c’ definido entre ordenadas 2mm e
6mm................................................................................................................
222
5.12 Classificação MCT versus classificação MCT - Método Simplificado
com c’ definido entre ordenadas 2mm e 6mm............................................
224
5.13 Classificação MCT - Método Simplificado com c’ obtido por regressão.
225
5.14 Classificação MCT – Método Simplificado, c’ definido entre ordenadas
1mm e 5mm da curva de deformabilidade versus c’ determinado por
regressão.........................................................................................................
227
5.15 Classificação MCT tradicional versus classificação MCT – Método
Simplificado com c’ obtido por três diferentes formas..............................
228
5.16 Classificação MCT versus classificação MCT - Método Simplificado
com c’ obtido por regressão..........................................................................
229
5.17 Classificações geotécnicas tradicionais TRB e SUCS versus classificação
MCT resultados finais............................................................
230
5.18 Ensaios triaxiais dinâmicos..........................................................................
231
5.19 Classificação resiliente..................................................................................
232
5.20 Emprego do modelo composto.....................................................................
234
5.21 Comparação com resultado de outras pesquisas.......................................
237
5.22 Módulos de resiliência versus classificação MCT......................................
238
5.23 Módulo de resiliência versus teor de umidade de solo..............................
240
5.24 Influência da fração silte nos resultados de módulo de resiliência dos
solos.................................................................................................................
255
5.25 Ensaio de deformação permanente.............................................................
256
x
5.26 Ensaios de caracterização químicas e mineralógicas.................................
262
5.27 Ensaios de desgaste........................................................................................
266
5.28 Ensaios de misturas asfálticas produzidas em Sergipe..............................
269
5.29 Dimensionamento mecanístico de pavimentos com uso dos solos
estudados........................................................................................................
271
6.0
CAPÍTULO 6 CONCLUSÕES E SUGESTÕES PARA
PESQUISAS FUTURAS.....................................................................
275
6.1 Conclusões......................................................................................................
275
6.2 Sugestões para pesquisas futuras................................................................
279
REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA.............................................................
81
ANEXO I........................................................................................................
301
ANEXO II......................................................................................................
305
ANEXO III.....................................................................................................
313
xi
ÍNDICE DE TABELAS
Tabela 2.01 Classificação de solos de TRB – Transportation Research Board
(DNER, 1996)................................................................................................
15
Tabela 2.02 Classificação de solos do SUCS (ASTM, 1990).......................................... 17
Tabela 2.03 Alterações de classificação dos Latossolos e Podzólicos estabelecidas
pela EMBRAPA (1999) em relação a nomenclatura anterior..................
23
Tabela 2.04 Principais ensaios da Metodologia MCT e suas aplicações (NOGAMI e
VILLIBOR, 1995).........................................................................................
26
Tabela 2.05 Resultados de Mini – MCV e alturas finais dos corpos-de-prova............ 37
Tabela 2.06 Modelos tensão versus deformação mais utilizados para expressar
Módulos de Resiliência.................................................................................
63
Tabela 2.07 Classificação dos solos finos pelo método indireto (DNER, 1996)........... 66
Tabela 2.08 Pares de pressões confinantes e tensões desvio utilizadas nos ensaios
triaxiais..........................................................................................................
71
Tabela 2.09 Valores de IP máximo dos materiais de Base em função do índice
pluviométrico da região (DERBA – ES – P –23/00)..................................
82
Tabela 2.10 Faixas granulométricas dos materiais de base (DERBA– ES– P–23/00). 82
Tabela 2.11 Controle dos ligantes asfálticos – freqüência de ensaios (COSTA,
1986)...............................................................................................................
83
Tabela 2.12 Faixas granulométricas dos agregados para confecção de tratamento
antipó recomendados por VOGT (1982) e COSTA (1986) (Apud,
CASTRO, 2003)............................................................................................
83
Tabela 3.01 Evolução da população do Estado de Sergipe, Fonte: IBGE................... 97
Tabela 3.02 Resultado do L.V.C. das rodovias pavimentadas de Sergipe (DER/SE,
2002)...............................................................................................................
102
Tabela 3.03 Idades dos pavimentos das rodovias sergipanas, referidas ao ano de
2006 (DER/SE, 2002)...................................................................................
102
Tabela 3.04 Geologia da zona úmida costeira do Estado de Sergipe (EMBRAPA,
1999)...............................................................................................................
107
Tabela 3.05 Correlação da classificação utilizada nos solos estudados em Sergipe
como o novo Sistema Brasileiro de Classificação dos Solos,
(EMBRAPA, 1999).......................................................................................
110
Tabela 4.01 Características da amostra de asfalto diluído CM-30 (Fonte:
Brasquímica).................................................................................................
130
Tabela 4.02 Características da amostra de emulsão asfáltica RM –1CTAP (Fonte:
Brasquímica).................................................................................................
130
Tabela 4.03 Análise granulométrica da amostra de pó de pedra e faixa
recomendada pelo DERBA para tratamento antipó................................
131
Tabela 4.04 Coordenadas UTM e altitudes dos pontos de coleta de amostras de
solo desta pesquisa........................................................................................
146
xii
Tabela 4.05 Identificação pedológica das amostras de solo deste estudo..................... 149
Tabela 4.06 Freqüência de amostras nos grupos das classificações TRB/AASHTO e
SUCS..............................................................................................................
148
Tabela 4.07 Resultado das análises granulométricas –Amostras de Nºs 01 a 08,
deste estudo...................................................................................................
151
Tabela 4.08 Resultado das análises granulométricas –Amostras de Nºs 09 a 16,
deste estudo...................................................................................................
152
Tabela 4.09 Resultado dos ensaios de caracterização e classificação TRB e SUCS
Amostras de Nºs 01 a 08, deste estudo........................................................
153
Tabela 4.10 Resultado dos ensaios de caracterização e classificação TRB e SUCS
Amostras de Nºs 09 a 16, deste estudo........................................................
154
Tabela 4.11 Principais parâmetros da classificação MCT das dezesseis amostras de
solo deste estudo...........................................................................................
165
Tabela 4.12 Principais parâmetros da classificação MCT – Método Simplificado
das dezesseis amostras de solo deste estudo...............................................
167
Tabela 4.13 Parâmetros de modelagem do módulo de resiliência segundo os
modelos utilizados para solos coesivos e granulares, para os solos deste
estudo.............................................................................................................
173
Tabela 4.14 Parâmetros dos modelos dos solos coesivos e granulares em diferentes
condições de umidade – Amostras Nºs 01 a 08, deste estudo...................
176
Tabela 4.15 Parâmetros dos modelos dos solos coesivos e granulares em diferentes
condições de umidade - Amostras Nºs 09 a 14, deste estudo.....................
177
Tabela 4.16 Parâmetros dos modelos empregados para solos coesivos e granulares
em diferentes condições de umidade - Amostras de 15 e 16, deste
estudo.............................................................................................................
178
Tabela 4.17 Dados de pluviometria dos postos da DEAGRO/SE, na região deste
estudo, na época da amostragem em campo..............................................
179
Tabela 4.18 Umidades das camadas dos pavimentos obtidas por sondagens “in
situ” comparadas com as umidades ótimas obtidas em laboratório........
180
Tabela 4.19 Parâmetros do modelo de MONISMITH et. al. aplicado aos resultados
dos ensaios de deformação permanente......................................................
183
Tabela 4.20 Ensaios triaxiais após ensaios de deformação permanente –
parâmetros dos modelos dos solos coesivos e solos granulares................
183
Tabela 4.21 Resultado das análises físico-químicas das dezesseis amostras de solo
deste estudo...................................................................................................
185
Tabela 4.22 Resultados dos ensaios de difração de Raio-X........................................... 186
Tabela 4.23 Pontuações dos ensaios LWT modificado, propostos por DUQUE
NETO, (2004)................................................................................................
190
Tabela 4.24 Conceito final do ensaio LWT modificado, proposto por DUQUE
NETO, (2004)................................................................................................
190
Tabela 4.25 Alturas e observações visuais resultantes dos ensaios LWT modificado
para as dez amostras avaliadas, neste estudo.............................................
191
Tabela 4.26 Notas de desempenho e conceitos finais dos ensaios LWT modificado,
referentes as dez amostras ensaiadas, neste estudo...................................
192
Tabela 4.27 Pontuações dos ensaios WTAT modificado, propostas por DUQUE
NETO, (2004)................................................................................................
196
Tabela 4.28 Conceito final do ensaio WTAT modificado, proposto por DUQUE
NETO, (2004)................................................................................................
196
xiii
Tabela 4.29 Medidas e observações visuais resultantes dos ensaios WTAT
modificado para as dez amostras avaliadas, neste estudo.......................
198
Tabela 4.30 Notas de desempenho e conceitos finais dos ensaios WTAT
modificado, das dez amostras ensaiadas, neste estudo..............................
199
Tabela 4.31 Resultados dos ensaios de resistência à tração e módulos de resiliência
realizados em amostras de misturas asfálticas de Sergipe
203
Tabela 5.01 Classificação dos solos deste estudo pelos sistemas TRB e
SUCS.............................................................................................................
204
Tabela 5.02 Interrelações entre as classes do sistema TRB e SUCS (DNER, 1996).... 205
Tabela 5.03 Correspondência entre classes do sistema TRB e SUCS observadas nas
amostras de solo deste estudo......................................................................
206
Tabela 5.04 Correspondência entre classes do sistema SUCS e TRB observadas nas
amostras de solo deste estudo......................................................................
206
Tabela 5.05 Comparação entre os parâmetros dos ensaios de compactação............... 207
Tabela 5.06 Classificação dos solos segundo a metodologia MCT................................ 209
Tabela 5.07 Freqüência de amostras em cada grupo da classificação MCT............... 209
Tabela 5.08 Grupos da classificação MCT – M, correspondentes às amostras deste
estudo............................................................................................................
213
Tabela 5.09 Freqüência de amostras em cada grupo da classificação MCT – M........ 213
Tabela 5.10 Comparação entre resultados das classificações MCT e MCT – M........ 213
Tabela 5.11 Grupos da classificação MCT – Método Simplificado das dezesseis
amostras estudadas.......................................................................................
215
Tabela 5.12 Freqüência de amostras em cada grupo da classificação MCT –
Método Simplificado.....................................................................................
215
Tabela 5.13 Comparação entre as classificações MCT e MCT Método
Simplificado...................................................................................................
216
Tabela 5.14 Comparação entre os parâmetros c’ e e’ das classificações MCT e
MCT Simplificado........................................................................................
218
Tabela 5.15 Classificação dos solos segundo a metodologia MCT Simplificada com
c’ definido entre as ordenadas 2mm e 6mm...............................................
221
Tabela 5.16 Freqüência de amostras por grupo da classificação MCT Simplificada
com c’ definido entre as ordenadas 2mm e 6mm................
222
Tabela 5.17 Comparação entre resultados da classificação MCT Simplificada com
as duas formas de determinação de c’........................................................
222
Tabela 5.18 Comparação entre os parâmetros c’ das metodologias MCT e MCT
Simplificada................................................................................................
224
Tabela 5.19 Comparação entre as classificações MCT e MCT Simplificada com c’
entre ordenadas 2mm e 6mm......................................................................
225
Tabela 5.20 Classificação MCT – Método Simplificado com c’ determinado por
regressão........................................................................................................
226
Tabela 5.21 Freqüência das amostras por grupo da classificação MCT
Simplificado com c’ determinado por regressão.......................................
226
Tabela 5.22 Comparação entre resultados da classificação MCT Simplificada com
c’ determinado entre ordenadas 1mm e 5mm e por regressão.................
227
xiv
Tabela 5.23 Comparação entre os parâmetros c’ obtidos pela aplicação das
metodologias MCT e MCT Simplificada utilizando as três diferentes
formas............................................................................................................
228
Tabela 5.24 Comparação entre as classificações MCT e MCT Simplificada com c’
obtido por regressão.....................................................................................
229
Tabela 5.25 Resultados finais das classificações geotécnicas TRB, SUCS, MCT e
MCT Método Simplificado, empregadas neste estudo.............................
231
Tabela 5.26 Parâmetros de modelagem dos resultados de módulo de resiliência das
dezesseis amostras de solo deste estudo – modelos σ
3
e
σ
d
....................................................................................................................
232
Tabela 5.27 Parâmetros dos modelos σ
3
, σ
d
e modelo composto aplicados às
dezesseis amostras de solo deste estudo......................................................
235
Tabela 5.28 Parâmetros de modelagem do modelo composto para as amostras de
solo deste estudo nas condições de umidade ótima...................................
236
Tabela 5.29 Módulos de Resiliência para os níveis de tensão no topo da base e
subleito para os solos deste estudo..............................................................
238
Tabela 5.30 Comparação dos Módulos de Resiliência com os resultados da
classificação MCT deste estudo..................................................................
238
Tabela 5.31 Parâmetros do modelo composto em diferentes condições de umidade
– Amostras Nºs 01 a 10, deste estudo..........................................................
251
Tabela 5.32 Parâmetros do modelo composto em diferentes condições de umidade
– Amostras Nºs 11 a 16, deste estudo..........................................................
252
Tabela 5.33 Sensibilidade dos Módulos de Resiliência com relação à umidade do
solo durante o ensaio triaxial dinâmico para as amostras de solo deste
estudo.............................................................................................................
253
Tabela 5.34 Número total de solicitações e deformações plásticas correspondentes
dos ensaios de deformação permanente para oito amostras deste
estudo.............................................................................................................
257
Tabela 5.35 Parâmetros de modelagem segundo os modelos σ
3
e σ
d
, com e sem
ensaio prévio de deformação permanente..................................................
259
Tabela 5.36 Parâmetros do modelo composto, obtidos em corpos-de-prova com e
sem ensaio prévio de deformação permanente..........................................
261
Tabela 5.37 Módulos de Resiliência nos níveis de tensão do topo da base e do
subleito com e sem ensaio prévio de deformação permanente.................
262
Tabela 5.38 Relações MR/RT das misturas asfálticas de Sergipe................................. 270
Tabela 5.39 Densidades aparentes das misturas asfálticas de Sergipe......................... 271
Tabela 5.40 Espessuras de bases de pavimentos dimensionados por processo
mecanístico-empírico empregando solos deste estudo (amostras Nºs 02,
07 e 12)...........................................................................................................
273
xv
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 2.01 Gráfico de plasticidade de Casagrande (DNER,1996)........................... 17
Figura 2.02 Esquema dos equipamentos de compactação MCV (Nogami e
Villibor, 1995)............................................................................................
29
Figura 2.03 Exemplo de curvas de deformabilidade de um solo argiloso................. 31
Figura 2.04 Exemplo de curvas de deformabilidade de solos siltosos ou arenosos.. 32
Figura 2.05 Exemplo de família de curvas de compactação – determinação de d’.. 34
Figura 2.06 Exemplo de curva Mini – MCV versus Pi.............................................. 36
Figura 2.07 Gráfico de classificação dos solos da metodologia MCT (Nogami e
Villibor,1995)..............................................................................................
39
Figura 2.08 Gráfico de classificação de solos da metodologia MCT – M
(Vertamatti, 1988).....................................................................................
43
Figura 2.09 Exemplo de determinação do parâmetro c’ por regressão ................... 46
Figura 2.10 Parâmetro c’ determinado pelo segmento de reta que liga os pontos
de ordenadas 1mm e 5mm da curva de deformabilidade .....................
47
Figura 2.11 Parâmetros c’ determinados por três diferentes procedimentos ......... 49
Figura 2.12 Classificação resiliente de solos granulares (DNER, 1996).................... 64
Figura 2.13 Classificação resiliente de solos finos (DNER, 1996).............................. 65
Figura 2.14 Esquema geral do equipamento utilizado nos ensaios triaxiais
(Medina, 1997)...........................................................................................
68
Figura 2.15 Ensaios de desgaste LWT modificado por Duque Neto, (2004)
realizado no laboratório da Brasquímica, Candeias/Ba (Foto do
autor...........................................................................................................
85
Figura 2.16 Ensaios de desgaste WTAT modificado por Duque Neto, (2004)
realizado no laboratório da Brasquímica, Candeias/Ba (Foto do
autor)...........................................................................................................
87
Figura 2.17 Procedimento de separação da componente elástica dos
deslocamentos nos ensaios de compressão diametral de cargas
repetidas, de misturas asfálticas (Medina e Motta,
2005)..........................................................................................
88
Figura 3.01 Mapa pedológico da faixa litorânea e tabuleiros costeiros do estado
de Sergipe (EMBRAPA, 1999).................................................................
125
Figura 4.01 Área objeto desta pesquisa em destaque, no mapa rodoviário de
Sergipe........................................................................................................
129
Figura 4.02 Curva granulométrica da amostra do pó de pedra utilizado nesta
pesquisa......................................................................................................
131
Figura 4.03 Pedologia e vista do local de ocorrência da amostra Nº 01.................... 133
Figura 4.04 Pedologia e vista do local de ocorrência da amostra Nº 02.................... 134
Figura 4.05 Pedologia e vista do local de ocorrência das amostras Nº 03 e 04......... 135
Figura 4.06 Pedologia e vista do local de ocorrência da amostra Nº 05.................... 136
Figura 4.07 Pedologia e vista do local de ocorrência da amostra Nº 06.................... 137
Figura 4.08 Pedologia e vista do local de ocorrência da amostra Nº 07.................... 138
xvi
Figura 4.09 Pedologia e vista do local de ocorrência da amostra Nº 08.................... 139
Figura 4.10 Pedologia e vista do local de ocorrência da amostra Nº 09.................... 140
Figura 4.11 Pedologia e vista do local de ocorrência da amostra Nº 10.................... 141
Figura 4.12 Pedologia e vista do local de ocorrência da amostra Nº 11.................... 142
Figura 4.13 Pedologia e vista do local de ocorrência da amostra Nº 12.................... 143
Figura 4.14 Pedologia e vista do local de ocorrência das amostras Nº 13 e 14......... 144
Figura 4.15 Pedologia e vista do local de ocorrência das amostras Nº 15 e 16......... 145
Figura 4.16 Localização dos pontos de coleta das amostras de solo.......................... 147
Figura 4.17 Curvas granulométricas dos solos deste estudo...................................... 155
Figura 4.18 Curvas de compactação dos solos deste estudo....................................... 156
Figura 4.19 Porções de 1,0kg cada, de algumas das amostras de solo
acondicionadas para ensaio MCT............................................................
157
Figura 4.20 Porções homogeneizadas em diferentes umidades e prontas para
disposição em câmara úmida, para ensaio posterior..............................
158
Figura 4.21 Equipamento de compactação da metodologia MCT da
COPPE/UFRJ............................................................................................
160
Figura 4.22 Ensaio de perda de massa por imersão em água.................................... 161
Figura 4.23 Exemplo de curva de deformabilidade e obtenção do parâmetro c’ –
Amostra Nº 04 (703)..................................................................................
162
Figura 4.24 Exemplo de famílias de curva de compactação e de obtenção do
parâmetro d’ – Amostra Nº 10 (716)........................................................
162
Figura 4.25 Exemplo de curva de perda de massa por imersão em água,
empregada na determinação da Pi – Amostra Nº 10 (716)...................
163
Figura 4.26 Exemplo de curva de aferição de umidade – Amostra Nº 10 (716)....... 164
Figura 4.27 Exemplo de classificação de solo no ábaco, proposto pela
Metodologia MCT - Amostra Nº 10 (716)...............................................
164
Figura 4.28 Classificação das dezesseis amostras de solo deste estudo, segundo a
Metodologia MCT......................................................................................
166
Figura 4.29 Classificação MCT – Método Simplificado das dezesseis amostras de
solo deste estudo.........................................................................................
168
Figura 4.30 Equipamento de ensaio triaxial dinâmico da COPPE/UFRJ................ 169
Figura 4.31 Corpo-de-prova preparado para o ensaio triaxial.................................. 171
Figura 4.32 Curvas do Módulo de Resiliência dos solos deste estudo segundo o
modelo empregado para solos coesivos....................................................
174
Figura 4.33 Curvas do Módulo de resiliência dos solos deste estudo segundo o
modelo empregado para solos granulares...............................................
174
Figura 4.34 Exemplos de corpos-de-prova de amostras deste estudo após ensaios
triaxiais, com diferentes níveis de deformação.......................................
179
Figura 4.35
Sondagem para determinação das umidades da base e sub-base ........ 181
Figura 4.36 Exemplo de registro do ensaio de difratometria de Raio X – Amostra
de solo Nº 05, deste estudo.........................................................................
186
xvii
Figura 4.37 Ensaios de desgaste LWT modificado em corpo-de-prova imprimado 193
Figura 4.38 Ensaios de desgaste LWT modificado em corpo-de-prova com
tratamento antipó....................................................................................
193
Figura 4.39 Ensaio de desgaste WTAT modificado em corpo-de-prova
imprimado..................................................................................................
197
Figura 4.40 Ensaio de desgaste WTAT modificado em corpo de prova com
tratamento antipó.....................................................................................
197
Figura 4.41 Esquema do estado de tensão biaxial do ensaio de tração por
compressão diametral estático (MOTTA, 2002).....................................
200
Figura 4.42 Esquema do equipamento do ensaio de compressão diametral de
cargas dinâmicas (MOTTA, 2002)...........................................................
202
Figura 5.01 Comparação entre os parâmetros de comparação Próctor e Triaxial
(D=10cm; H=20cm)...................................................................................
207
Figura 5.02 Relação entre umidade ótima e fração fina dos solos para as
amostras deste estudo................................................................................
208
Figura 5.03 Classificação MCT com indicação das classes referentes aos sistemas
TRB e SUCS...............................................................................................
211
Figura 5.04 Classificação MCT-M das amostras de solo deste estudo...................... 212
Figura 5.05 Parâmetro e’ da classificação MCT em relação à percentagem da
silte na fração fina de solo.........................................................................
214
Figura 5.06 Parâmetros e’ da classificação MCT em relação a percentagem de
silte na amostra de solo.............................................................................
214
Figura 5.07 Classificação dos solos segundo as metodologias MCT e MCT –
Método Simplificado..................................................................................
217
Figura 5.08 Comparação dos resultados de c’ obtidos pelas metodologias MCT e
MCT – Simplificado..................................................................................
219
Figura 5.09 Comparação dos resultados de d’ obtidos pelas metodologias MCT e
MCT – Simplificado..................................................................................
219
Figura 5.10 Comparação dos resultados de Pi obtidos pelas metodologias MCT e
MCT – Método Simplificado....................................................................
220
Figura 5.11 Comparação dos resultados de e’ obtidos pelas metodologias MCT e
MCT – Método Simplificado....................................................................
220
Figura 5.12 Classificação MCT – Método Simplificado com c’ determinado entre
ordenadas 2mm e 6mm.............................................................................
222
Figura 5.13 Classificação MCT Simplificado segundo os dois procedimentos de
cálculo de c’.................................................................................................
223
Figura 5.14 Classificação dos solos segundo as metodologias MCT e MCT
Simplificada com c’ entre ordenadas 2mm e 6mm.................................
225
Figura 5.15 Classificação das dezesseis amostras de solo pela metodologia MCT
Simplificado com c’ determinado por regressão.....................................
226
Figura 5.16 Classificação dos solos segundo a metodologia MCT Simplificada
com c’ entre ordenadas 1mm e 5mm e por regressão.............................
227
Figura 5.17 Classificação dos solos de acordo com as metodologias MCT e MCT
Simplificada com c’ obtido por regressão...............................................
230
Figura 5.18 Curvas de módulo de resiliência dos solos deste estudo, obtidas por
aplicação do modelo dos solos coesivos - σ
d
–
em comparação com os
solos tipo I, II e III do DNER (1996)........................................................
233
Figura 5.19 Curvas de módulo de resiliência dos solos deste estudo, obtidas por
aplicação do modelo dos solos granulares - σ
3
-
sobrepostos às faixas
A, B e C do DNER (1996)..........................................................................
233
xviii
Figura 5.20 Comparação dos módulos de resiliência com os parâmetros c’ da
metodologia MCT.......................................................................................
239
Figura 5.21 Comparação dos módulos de resiliência com os parâmetros e’ da
metodologia MCT.......................................................................................
240
Figura 5.22 Curvas de módulo de resiliência das amostras dos solos de Nºs 01 e
02 em diversos teores de umidade............................................. ...............
241
Figura 5.23 Curvas de módulo de resiliência das amostras dos solos de Nºs 03 e
04 em diversos teores de umidade.......................... ................. ................
242
Figura 5.24 Curvas de módulo de resiliência das amostras dos solos de Nºs 05 e
06 em diversos teores de umidade.......................................................... ..
243
Figura 5.25 Curvas de módulo de resiliência das amostras dos solos de Nºs 07 e
08 em diversos teores de umidade............................................................
244
Figura 5.26 Curvas de módulo de resiliência das amostras dos solos de Nºs 09 e
10 em diversos teores de umidade.......................................................... ..
245
Figura 5.27 Curvas de módulo de resiliência das amostras dos solos de Nºs 11 e
12 em diversos teores de umidade.......................................................... ..
246
Figura 5.28 Curvas de módulo de resiliência das amostras dos solos de Nºs 13 e
14 em diversos teores de umidade.......................................................... ..
247
Figura 5.29 Curvas de módulo de resiliência das amostras dos solos de Nºs 15 e
16 em diversos teores de umidade.......................................................... ..
248
Figura 5.30 Módulos de resiliência relacionados à percentagem de silte na fração
fina dos solos deste estudo.........................................................................
255
Figura 5.31 Evolução das deformações plásticas observadas nos ensaios de
deformação permanente e comportamento da curva ajustada
segundo o modelo de MONISMITH et. al. para oito amostras deste
estudo...........................................................................................................
258
Figura 5.32 Curvas de módulo de resiliência segundo os modelos σ
d
e
σ
3
com e
sem ensaio prévio de deformação permanente.......................................
260
Figura 5.33 Resultados dos ensaios físico-químicos dos solos deste estudo............... 262
Figura 5.34 Resultados dos parâmetros Ki e Kr de todas as amostras de solo
deste estudo.................................................................................................
264
Figura 5.35 Parâmetros Ki relacionados à classificação geotécnica MCT dos solos
deste estudo.................................................................................................
265
Figura 5.36 Parâmetros Ki relacionados a módulos de resiliência tomados nos
níveis de tensão ocorrentes no topo da Base e Subleito..........................
265
1
CAPÍTULO 1
INTRODUÇÃO
Várias rodovias consideradas de “baixo volume de tráfego” podem vir a ter sua
pavimentação viabilizada economicamente, diante da redução de custos proporcionada
pelo emprego de pavimentos alternativos, utilizando técnicas e materiais locais, em
estruturas esbeltas, que possam vir a ser reforçadas no futuro, quando por exigência do
crescimento dos volumes do tráfego (pavimentação por etapas).
Beneficiado pelo seu diminuto território – 22.050,4km² (GEIPOT, 2005) - Sergipe
apresenta densidade da malha rodoviária pavimentada - 0,082km/km² - muito superior à
média nacional - 0,0187 km/km² (GEIPOT, 2005). Todavia, tendo-se à parte os dois
trechos de rodovias federais que cortam Sergipe - BR-101 e BR-235, com cerca de 320km
de extensão - pode-se considerar a significativa maioria das estradas do Estado – parcela
superior a 70% - no grupo das denominadas “rodovias de baixo volume de tráfego”.
Por outro lado, as limitações financeiras do Estado o tornam dependente de recursos
externos para investimento em grandes obras de pavimentação rodoviária. Esse quadro tem
dificultado cada vez mais, a viabilização de financiamentos, frente aos elevados custos de
pavimentação, decorrentes muitas vezes, da utilização de técnicas e metodologias de
dimensionamento de pavimentos importadas e reconhecidamente inapropriadas para quem
pretende a redução de custos do investimento. A tradicional resistência dos órgãos públicos
rodoviários em implantar soluções alternativas para o projeto e dimensionamento de
pavimentos, tem levado a pratica simplista de se empregar camadas de revestimentos
esbeltos como única forma de diminuição dos custos dos pavimentos, prática esta que tem
sido designada de “pavimentação por etapas”.
Os revestimentos em tratamento superficial duplo foram (e ainda são) muito utilizados no
estado de Sergipe, como alternativa para redução dos custos das pavimentações.
Estabelecia-se que após cinco a oito de operação do tráfego, as condições do projeto
seriam reavaliadas e o revestimento receberia uma camada adicional.
2
Em tese, essa solução apresentava-se como razoável para os pavimentos das rodovias
estaduais de baixo volume de tráfego, especialmente para aqueles que não admitem riscos.
Por outro lado, argumentava-se a proteção dos investimentos contra as incertezas das
previsões de tráfego, que poderia ser melhor avaliado durante a primeira etapa de operação
da rodovia.
Entretanto persiste o emprego de camadas de base e sub-base da forma convencional, ou
seja, composta de materiais granulares, cada vez mais escassos a curtas distâncias de
transporte e por isso mesmo com custos mais elevados, mas que atendem às exigências das
especificações tradicionais.
Além disso, o que se tem visto na prática, em Sergipe, é a permanência da mesma estrutura
inicial dos pavimentos - projetados como solução por etapas - por muitos anos, recorrendo-
se então a operações paliativas, permanentemente repetidas e onerosas de “tapa – buracos”
e “remendos”, levados até o ponto em que o avanço das condições de deterioração dos
pavimentos os tornem impraticáveis e as restaurações integrais imprescindíveis, havendo
quase sempre a perda das camadas mais nobres do pavimento e de maior custo,
(revestimento e parte da base).
Atualmente é imperativa a necessidade de ainda maior redução de custos, e isto se torna
possível por adoção não só da pavimentação por etapas como realmente proposta, ou seja
com a garantia de implantação de novo revestimento dentro do previsto, mas também com
o uso de novas tecnologias, quer de dimensionamento, quer de seleção de materiais. Muito
se tem discutido, no meio técnico rodoviário, acerca da utilização de procedimentos de
estudos geotécnicos e de dimensionamento de pavimentos, que seguem tradicionalmente as
mesmas orientações e normas estabelecidas em Países da Europa e dos Estados Unidos
(SANTANA, 1993; BERNUCCI, 1995; MEDINA E MOTTA, 1997; CHAVES, 2000;
CASTRO, 2002; SILVA, 2003; MARANGON, 2004; THULER, 2005)
Como exemplo maior, temos o Método do DNER (SOUZA, 1966 e 1981) historicamente
empregado em nosso País. Esse método empírico, idealizado na década de 60, adaptado de
procedimentos empregados nos Estados Unidos, contem exigências de especificações que
muitas das vezes impossibilitam o emprego de materiais locais, de menor custo, nos
pavimentos brasileiros.
3
Ressalve-se que, nos Estados Unidos, as condições de clima temperado fazem com que
haja abundância de materiais naturais granulares a pequenas profundidades e o uso destes,
em camadas do pavimento, se torna quase que obrigatório por conta das condições de gelo
e degelo considerando que são menos susceptíveis a umidade (daí o uso de CBR obtido em
corpos de prova saturados por quatro dias). Os materiais pétreos britados podem ser
utilizados, entretanto são, em geral, de custo mais elevado.
Todas as obras rodoviárias do estado de Sergipe foram concebidas sob a ótica das citadas
técnicas tradicionais de seleção dos materiais e de dimensionamento de pavimentos.
Todavia, cresce o número de pesquisas com materiais alternativos, para uso em
pavimentação, em nosso País (a exemplo de STEFENON, 2003; MOTTA e
FERNANDES, 2003; SILVA e VIEIRA, 2003; BATISTA, 2004; PATRIOTA, 2004;
DUQUE NETO, 2004).
Em relação aos pavimentos de baixo custo, cabe destaque especial os resultados dos
estudos, de laboratório e de campo, desenvolvidos por Nogami e Villibor, acerca das
peculiaridades dos solos que se formam em ambientes tropicais úmidos. Esses autores
desenvolveram a partir de 1980 uma nova sistemática para classificação de solos
denominada Metodologia MCT (NOGAMI e VILLIBOR, 1980; 1981; 1987; 1990; 1995;
1997; entre outras)
.
A partir das observações do comportamento de solos finos em camadas de pavimentos,
esses pesquisadores concluíram que a textura e a plasticidade não deveriam embasar a
seleção dos solos tropicais para uso em pavimentação – conforme estabelecido nas normas
em uso no Brasil, baseadas quase sempre, nas normas norte americanas, como já referido.
Os estudos foram desenvolvidos no Estado de São Paulo onde, segundo VILLIBOR et al.
(2000), um programa de estradas vicinais do DER/SP, para utilização de solos locais como
bases de pavimentos, possibilitou a obtenção de dados de desempenho dessas estruturas
considerados como fundamentais para o desenvolvimento de uma tecnologia voltada para
o emprego de solos tropicais.
4
A metodologia MCT tem sido a base de diversas pesquisas visando o melhor
aproveitamento dos solos tropicais finos de comportamento laterítico, em outras regiões do
Brasil, a exemplo de Rio de Janeiro (THULER, 2005), Minas Gerais (CASTRO, 2002 E
MARANGON, 2004), Rio Grande do Sul (PASSOS, 2000), Mato Grosso (SILVA, 2003) e
Ceará (CHAVES, 2000).
No Rio de Janeiro, merecem destaque os estudos de laboratório desenvolvidos na
COPPE/UFRJ, sobre resiliência dos solos no Brasil, com vistas à concepção e análise do
desempenho estrutural de pavimentos, calcados em métodos numéricos de análise de
tensões, deformações e deslocamentos, atuantes nos materiais que compõem sua estrutura.
Esses estudos, iniciados em 1977, sob o comando do Professor Medina, propiciaram a
obtenção de grande número de informações sobre o comportamento de solos brasileiros,
sob ação de cargas repetidas, e permitiram a abordagem racional na concepção de
estruturas de pavimentos, através do dimensionamento mecanístico teórico-experimental,
abrindo caminho para a aplicação de materiais não convencionais em camadas de
pavimentos, associando-se à proposta da Metodologia MCT.
Deve-se ressaltar que a maior disponibilidade de recursos computacionais tem facilitado a
aplicação de métodos numéricos de análise bem como a difusão dos conhecimentos da
Mecânica dos Pavimentos, em nosso País, induzindo a comunidade rodoviária à busca de
alternativas para composição das estruturas de pavimentos.
A utilização dos preceitos básicos da Metodologia MCT e da Mecânica dos Pavimentos, no
estudo de alguns materiais alternativos com vistas à proposição de pavimentos de menor
custo, em relação às tradicionais estruturas concebidas no estado de Sergipe, constituiu de
principio, o objetivo central deste trabalho, como forma de mostrar a aplicabilidade dessas
proposições aos materiais existentes neste estado.
Para consecução desse objetivo foram seguidos os procedimentos resumidos a seguir,
como objetivos específicos e metodologias de trabalho:
5
A faixa litorânea e parte dos tabuleiros costeiros do estado de Sergipe foram selecionados
como objeto deste estudo, por se constituirem em região carente de materiais granulares (e
de grande ocorrência de solos finos) e por representarem maior demanda por serviços de
pavimentação, tendo em vista os investimentos planejados com fins turísticos e a presença
de toda a área metropolitana da capital, Aracaju.
Da Metodologia MCT, utilizou-se os ensaios necessários à classificação das amostras de
solo, tomadas como representativas das ocorrências de solos finos na área de estudo. Todas
as amostras originaram-se da Formação Barreiras, geologicamente predominante na região,
e foram analisadas para fins de identificação e caracterização de seus comportamentos
como solos lateríticos ou não lateríticos, conforme propõe a metodologia MCT.
Uma variante da Metodologia MCT, proposta pelos mesmos Autores NOGAMI e
VILLIBOR (2000a e 2000b), denominada “Método Simplificado”, apresenta
simplificações aos procedimentos da metodologia original - tido como de entendimento
relativamente difícil pelos laboratoristas – e adicionalmente propõe a redução do número
de operações dos ensaios, considerado excessivo na metodologia original.
MARANGON (2004) empregou a metodologia MCT – Método simplificado, em
comparação com a metodologia MCT tradicional, em solos de Minas Gerais, obtendo
resultados satisfatórios. Esses atrativos fizeram com que a utilização dessa nova
metodologia fosse incorporada às atividades deste trabalho.
Dessa forma todas as amostras de solo foram submetidas aos ensaios de classificação
segundo a Metodologia MCT – Método Simplificado, cujos procedimentos e resultados
obtidos foram comparados aos da metodologia tradicional MCT, visando contribuir com a
ampliação do emprego dessa nova metodologia, desta feita em materiais de uma outra
origem – solos da formação barreiras ocorrentes na faixa litorânea do Estado de Sergipe - e
de comportamento variado – solos lateríticos e não lateríticos, arenosos e argilosos.
Da Mecânica dos Pavimentos, utilizou-se os ensaios triaxiais dinâmicos, com vistas à
avaliação do comportamento resiliente dos solos estudados, tanto nas condições de
umidade ótima do ensaio de compactação, como em outros diferentes teores de umidade,
com vistas ao estudo da influência da variação desse índice físico no comportamento
tensão - deformação dos solos.
6
Além dos ensaios destinados a determinação dos módulos de resiliência, foram
empregados ensaios triaxiais dinâmicos de deformação permanente, em algumas amostras
dos solos estudados, como forma de se estimar a parcela de deformação plástica, devida a
esses solos, como eventuais componentes de estruturas de pavimentos, em função do
número de solicitações de cargas de tráfego geralmente ocorrentes nos pavimentos da
região do estudo.
Recorreu-se ao método mecanístico–empírico desenvolvido na COPPE/UFRJ, para
proposição de estruturas de pavimentos tendo-se alguns dos solos estudados como camada
de base e com emprego de revestimentos esbeltos, tipo tratamentos superficiais e
tratamento antipó, típicos de rodovias de baixo volume de tráfego.
Informações adicionais dos materiais estudados, tratando da caracterização e do possível
emprego como camada de pavimento, foram obtidas em ensaios e avaliações
complementares, que se constituíram em objetivos secundários deste trabalho:
Ensaios e classificação dos solos segundo procedimentos geotécnicos tradicionais;
Análises físico-químicas das amostras;
Ensaios de difração de Raio X;
Ensaios de desgaste LWT e WTAT adaptados por DUQUE NETO (2004);
Avaliação das características resilientes das misturas asfálticas produzidas em
Sergipe
O presente trabalho compõe-se de seis Capítulos e dois Anexos, com as finalidades
relatadas a seguir:
Capítulo 1 - Introdução – constitui-se no presente capítulo, que descreve em linhas gerais a
justificativa, o contexto e os objetivos da pesquisa.
Capítulo 2 - Revisão Bibliográfica – trata de forma geral os conceitos e procedimentos
utilizados na pesquisa, com vistas ao embasamento teórico acerca das metodologias
empregadas, aliado à pretensão de se ampliar a divulgação desses assuntos no meio técnico
rodoviário de Sergipe.
7
Buscando-se subsídios em pesquisas e trabalhos técnicos publicados, são relatadas as
metodologias de identificação e classificação dos solos, segundo os sistemas geotécnicos
tradicionais e as metodologias MCT; são fornecidas informações acerca do comportamento
tensão-deformação dos solos, com base em ensaios dinâmicos; são apresentados alguns
ensaios complementares de solos, considerados importantes no contexto da pesquisa e
descritos os ensaios de desgaste da superfície dos pavimentos de baixo volume de tráfego,
com base nos trabalhos de CASTRO (2003) e DUQUE NETO (2004).
Capítulo 3 – O Estado de Sergipe – apresenta o estado de Sergipe através de informações
de caráter geral, e de forma um pouco mais detalhada quando se tratam da geologia e dos
solos presentes nas faixas litorâneas e dos tabuleiros costeiros do estado, especialmente os
solos constituintes do Grupo Barreiras, como principal formação superficial da área
selecionada para o presente estudo. São fornecidas algumas informações técnicas acerca da
malha rodoviária estadual, tendo em vista que se constitui no foco principal da pesquisa.
Capítulo 4 – Área de estudo, amostragem e ensaios – descreve a área do estudo e justifica
sua seleção como área de referência da pesquisa, apresenta as amostras dos materiais
utilizados, relata os procedimentos dos ensaios realizados e apresenta os resultados
obtidos.
Capítulo 5 - Análise dos resultados – os resultados dos ensaios apresentados no Capítulo 4
são analisados, comentados e comparados com resultados de outras metodologias ou com
os obtidos em outras pesquisas. Apresentam-se propostas de estruturas de pavimentos para
baixos volumes de tráfego empregando os materiais estudados.
Capítulo 6 - Conclusões e sugestões para futuras pesquisas – são apresentadas as principais
conclusões extraídas dos procedimentos e dos resultados da pesquisa e fornecidas
sugestões para novos estudos tratando dos materiais e da região considerada ou de sua
extensão a novas áreas do estado de Sergipe.
8
Anexo I – Resultados dos ensaios de classificação geotécnica dos solos deste estudo,
segundo as metodologias MCT e MCT – Método Simplificado, considerando-se as três
versões de cálculo do parâmetro c’.
Anexo II – Resultados dos ensaios triaxiais dinâmicos e parâmetros dos modelos aplicados
aos solos coesivos e aos solos granulares, executados nas amostras de solos deste estudo,
em diferentes condições de umidade.
Anexo III – Resultados das análises granulométricas e índices físicos dos materiais,
dosagens e parâmetros dos ensaios Marshall, das misturas asfálticas produzidas em
Sergipe, nos meses de fevereiro e dezembro de 2005.
9
CAPÍTULO 2
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 - PAVIMENTOS DE BAIXO CUSTO
Pavimentos de baixo custo compreendem aqueles destinados a rodovias de tráfego
limitado, que buscam a utilização de materiais locais e emprego de técnicas embasadas em
experiências regionais ou de lugares com condições gerais semelhantes, de forma a se
obter máxima economia, sem sacrifício do resultado técnico esperado (SANTANA, 1993).
Sabe-se que nosso País é altamente dependente do transporte rodoviário. E que a falta de
investimentos públicos neste setor tem tornado o sistema ineficiente, com reflexo nos altos
custos do transporte de cargas e passageiros, e assim nos resultados finais da economia.
Diante deste quadro, a necessidade de preservação e recuperação do patrimônio que
representa a malha rodoviária, transfere para o meio técnico rodoviário a responsabilidade
de estudar e propor soluções.
A preferência por procedimentos de seleção de materiais e de dimensionamento de
pavimentos baseados em experiências internacionais ainda é muito grande no Brasil. Em
parte, isso se deve à comodidade do uso de materiais e técnicas já consagradas no meio
técnico - resistência às inovações - mas também e principalmente, pelo fato de que as
técnicas alternativas ainda são pouco divulgadas, de forma que os conceitos transmitidos
em nossos cursos de graduação são, em geral, baseados em normas de organismos
rodoviários norte-americanos.
VILIBOR et al (2000) afirmam que: “a abordagem tradicional da pavimentação, acrescida
das considerações mais recentes quanto à fadiga, tem se mostrado viável para execução dos
pavimentos das vias de maior tráfego. Já para as rodovias vicinais, ruas de pequena
intensidade de tráfego como em conjuntos habitacionais, pequenas comunidades e bairros
periféricos, a pavimentação tradicional pode, em muitos casos, ter um custo que a torna
inviável. Em contraposição uma pavimentação alternativa, por exemplo, com uso de solos
lateríticos, ou seja, pavimento de baixo custo com estrutura que admita ser reforçada no
futuro, representa uma proposta muito interessante”.
10
As técnicas de dimensionamento dos pavimentos norte-americanos e europeus, induzem,
frequentemente, à utilização de materiais pétreos tendo em vista a escassez de solos
apropriados e as condições adversas de clima resultantes dos congelamentos no inverno e
descongelamentos na primavera. Nesses países, o controle rigoroso do limite de liquidez e
índice de plasticidade dos finos, é plenamente justificado pela necessidade de se garantir
drenagem adequada do pavimento nos períodos de degelo e a absorção da expansibilidade
da água nos períodos de congelamento.
No Brasil, entretanto, considerando-se suas dimensões continentais, com regiões de
diferentes condições de tráfego, de clima e de materiais disponíveis, é inconcebível que se
continue a utilizar, de forma indistinta, as técnicas de estudos e projetos de pavimentos
resultantes unicamente de experiências internacionais, produzindo muitas vezes, resultados
de altíssimo custo. Ademais, o grande déficit de rodovias pavimentadas aliado à
deficiência de recursos financeiros torna imperativo o emprego de tecnologia nacional no
desenvolvimento de pavimentos regionalizados, mais adequados às condições climáticas
dos ambientes tropicais.
A conscientização das peculiaridades dos solos que se formam em ambientes tropicais
úmidos, em relação aos solos de clima temperado, vem se desenvolvendo nas últimas
décadas. A ocorrência de solos lateríticos em grande escala no território brasileiro – cerca
de 65% de seu território, segundo ABITANTE (1997) - junto aos baixos custos desses
solos, em relação aos materiais convencionalmente empregados na pavimentação, fez
crescer o emprego da tecnologia de solos lateríticos nos pavimentos de vias de baixo
volume de tráfego, dessas regiões. Nesse sentido, o pavimento alternativo proposto por
Nogami e Villibor, na década de 1970, utilizando solos lateríticos do estado de São Paulo,
como camadas de pavimentos, vem sendo estudado em outras regiões do Pais, com base
em metodologia firmada em 1980, pelos citados pesquisadores, denominada
METODOLOGIA MCT, que permite diferenciar as peculiaridades do comportamento dos
solos finos formados em ambientes tropicais.
Este estudo trata dos pavimentos de baixo custo que empregam base de solo laterítico sob
revestimento esbelto de baixa capacidade estrutural, como por exemplo, os tratamentos
superficiais que não absorvem grande parte das solicitações impostas pelo tráfego, de
forma que os esforços normais e tangenciais são transmitidos com grande intensidade para
a camada de base.
11
Nas bases destes pavimentos de baixo volume de tráfego podem ser empregados os solos
arenosos finos lateríticos, solos argilosos lateríticos, areias lateríticas ou misturas desses
com agregados naturais ou britados ou areias.
Conforme estabelecido por VILLIBOR et al (1997 e 2000), são considerados pavimentos
de baixo custo aqueles que:
utilizam solos locais, “in natura” ou em misturas, como camada de base do
pavimento.
utilizam revestimento asfáltico esbelto, como tratamento superficial ou concreto
betuminoso usinado a quente com espessura máxima de 3,0cm.
são dimensionados para atender tráfego urbano com volume inicial, na faixa mais
carregada, de até 400 veículos leves e até 20 caminhões e ônibus (tráfego
classificado como muito leve ou leve).
são dimensionados para tráfego rodoviário com Volume Médio Diário (VMD)
inferior a 1500 veículos, com o máximo de 30% de veículos comerciais e
solicitações do eixo simples padrão de 8,2 toneladas (N) de até 5 x 10
6
.
Os citados Autores ressaltam que a utilização desses solos lateríticos de granulação fina
como bases, “in natura” ou através de misturas com agregados, deve estar condicionada à
sua ocorrência nas proximidades das obras e sob condições ambientais adequadas.
Complementam afirmando que, segundo dados geológicos, pedológicos e climáticos
disponíveis, estas condições existem em regiões de todos os estados brasileiros exceto em
alguns do semi-árido nordestino.
Para o emprego de solos lateríticos em pavimentos urbanos, tanto o projeto geométrico
como o de drenagem, devem atender as características técnicas, estabelecidas por
VILLIBOR et al (2000) e apresentadas a seguir:
declividade longitudinal mínima de 1%;
declividade transversal entre 3% e 4%;
execução obrigatória de guias, sarjetas e passeios com revestimento
preferencialmente em concreto de cimento portland;
execução de sistema eficiente de captação de águas pluviais e servidas e de
drenagem profunda mantendo-se o lençol freático a pelo menos 1,50m da cota
final de terraplenagem.
12
2.2 - A CLASSIFICAÇÃO GEOTÉCNICA DOS SOLOS
2.2.1 – INTRODUÇÃO
O solo deve ser considerado como uma camada viva, que reveste a superfície da terra,
portanto, em permanente evolução, decorrente das alterações das rochas e dos processos
pedogenéticos comandados por agentes físicos, químicos e biológicos (SALOMÃO e
ANTUNES, 1998).
O intemperismo tem ação fundamental no processo de formação dos solos. Entretanto, sua
intensidade e forma de atuação são determinadas pelas condições ambientais e aspectos
específicos dos locais de ocorrência dos solos, sendo os mais evidentes, o clima
(temperatura, precipitação, ventos, etc.), os organismos vivos (vegetação, ação antrópica e
de animais) e o relevo, associados ao tempo de ação de cada um deles.
A influência climática é determinante na intensidade do processo evolutivo e desempenha
papel fundamental no controle da vegetação que, por sua vez, é um dos fatores
responsáveis pela composição química e pela evolução do processo de maturidade dos
solos. Em 1938, Balwing, Kellog e Thorp apresentaram proposta de agrupamento dos
solos, de acordo com a predominância de determinados fatores no seu processo de gênese,
que foi modificada por Trorp e Smith, em 1949 (apud DIAS, 1985). Nessa proposta, os
solos são agrupados em três ordens: zonais, intrazonais e azonais.
São denominados solos “zonais” aqueles onde a influência do clima em que se
desenvolvem prepondera sobre a origem geológica. São assim designados devido às suas
ocorrências regionais distintas, determinadas por condições locais como drenagem e
topografia, que intensificam a influencia do clima e da vegetação. Enquadram-se nesta
ordem, os solos maduros (BUCKMAN e BRADY, 1968; DIAS, 1985).
NOGAMI e VILLIBOR (1995) definem solos superficiais ou pedogenéticos como aqueles
que apresentam peculiaridades decorrentes da atuação de processos pedogenéticos e em
suas condições naturais formam camadas, designadas horizontes pedológicos A e B, sendo,
portanto, considerados os verdadeiros solos em pedologia.
13
Esses Autores ressaltam que, mesmo que o solo tenha estrutura alterada por operações
construtivas como misturação, umedecimento e compactação, se originalmente integrava o
perfil natural acima referido, será ele considerado superficial ou pedogenético.
À vista disso, os estudos de solos para fins de utilização em obras de engenharia, não
podem prescindir de um sistema adequado de classificação e caracterização que reflita a
sua formação e alteração pedogenética.
O enquadramento dos solos em classes de comportamento geotécnico, serve de referência
para sua utilização, representando um universo de amostras, com base em número
adequado de ensaios, de forma a se ter uma boa estimativa de seu comportamento no
campo, além de facilitar a comunicação e a tomada de decisão entre os técnicos, nas obras.
Entretanto, a classificação deve ser vista como o primeiro passo para se estudar o provável
comportamento dos solos, considerando suas propriedades descritivas e de estado. A
antecipação de previsão do comportamento do solo deve ser sempre embasada em
considerações e dados que levem em conta fatores de natureza física, química,
mineralógica e biológica.
2.2.2 – OS SISTEMAS TRADICIONAIS DE CLASSIFICAÇÃO
Vários sistemas de classificação de solos foram desenvolvidos com o propósito de definir o
comportamento geotécnico dos diferentes tipos de solos, quando submetidos a solicitações
mecânicas e hidráulicas, decorrentes de carregamentos estruturais e mesmo de variações
das condições ambientais.
Dentre os sistemas tradicionais de classificação, merece destaque a classificação de solos
do U. S. Bureau of Public Roads, concebido em 1929, com a pretensão de identificar os
solos dos subleitos, a partir dos resultados de ensaios simples como granulometria, limite
de liquidez e limite de plasticidade e de prática rotineira nos Departamentos de Estradas
dos Estados Unidos, à época. O sistema foi aperfeiçoado pela H.R.B. (Highway Research
Board), posteriormente denominado de T.R.B. (Transportation Research Board). Além dos
resultados diretos de granulometria, limite de liquidez e limite de plasticidade, a
Metodologia utiliza como um dos parâmetros de classificação, o Índice de Grupo – IG –
cujo valor é calculado a partir dos resultados desses mesmos ensaios.
14
O IG é representado por um número inteiro, que varia de 0 a 20 - na razão inversa das
qualidades do solo como subleito de pavimentos – e pode ser calculado empregando-se a
expressão:
IG = 0,2 x a + 0,005 x a x c + 0,01 x b x d (2.1)
onde:
a - % em peso de material que passa na peneira Nº 200 (0,074 mm) menos 35,
limitado ao intervalo de 0 (adotado quando a < 0) a 40 (adotado quando a > 40).
b - % em peso de material que passa na peneira Nº 200 (0,074 mm) menos 15,
limitado ao intervalo de 0 (adotado quando b < 0) a 40 (adotado quando b > 40).
c - limite de liquidez menos 40, limitado ao intervalo de 0 (adotado quando c < 0)
a 20 (adotado quando c > 40).
d - índice de plasticidade menos 10, limitado ao intervalo de 0 (adotado quando d
< 0) a 20 (adotado quando d > 40).
O sistema de classificação TRB considera granulares, os solos com fração granulométrica
menor ou igual a 35% de seu peso passando na peneira Nº 200, tidos como solos de bom
comportamento como subleito. Já os solos siltosos e argilosos são aqueles com parcela de
seu peso, maior que 35% passando na mesma peneira, considerados subleitos médios a
maus.
A classificação dos solos segundo a metodologia TRB, utiliza o quadro apresentado na
Tabela 2.01, onde constam os sete grupos principais de solos, designados de A-1 a A-7,
sendo que, três desses grupos dividem-se em sub-grupos, da seguinte forma:
Grupo A-1 subdividido em A-1-a e A-1-b;
Grupo A-2 subdividido em A-2-4, A-2-5, A-2-6 e A-2-7:
Grupo A-7 subdividido em A-7-5 e A-7-6.
Para classificação de um solo, procede-se da esquerda para a direita (ou seja do grupo A-1
ao grupo A-7), comparando-se seus resultados de ensaios – percentagens, em peso, de
grãos que passam nas peneiras Nº
s
10, 40 e 200; limite de liquidez (LL); índice de
plasticidade (IP) e índice de grupo (IG) - com os valores especificados para cada grupo ou
subgrupo (se existir) da classificação, até enquadramento de todos seus valores.
15
Tabela 2.01-Classificação de solos da TRB -Transportation Research Board
(DNER, 1996)
CLASSIFICAÇÃO GERAL
A-1-a A-1-b A-2-4 A-2-5 A-2-6 A-2-7
ÍNDICE DE GRUPO (IG)
0 0 0000 0 0 0 00
MATERIAIS GRANULARES
(35% OU MENOS PASSANDO NA # Nº200)
MATERIAIS SILTO-ARGILOSOS
(MAIS DE 35% PASSANDO NA #200)
CLASSIFICAÇÃO EM GRUPOS
A - 1 A - 3 A - 2
A - 4 A - 5 A - 6
A
- 7
A
-7-5
A-7-6
GRANULOMETRIA
% PASSANDO NA PENEIRA
Nº 10 (2,0 mm)
Nº 40 (0,42 mm)
60 máx
30 máx
15 máx
51 máx
10 máx
30 máx
25 máx 35 máx 35 máx 35 máx 35 máx 35 min 35 min 35 min 35 min
CARACTERÍSTICAS DA FRAÇÃO
PASSANDO NA PENEIRA nº40
LIMITE DE LIQUIDEZ (%)
ÍNDICE DE PLASTICIDADE (%)
6 máx 6 máx NP
40 máx
10 máx
41 min
10 máx
40 máx
11 min
41 min
11 min
40 máx
10 máx
41 min
10 máx
40 máx 11
min
41 min
11 min*
* O IP do grupo A-7-5 é igual ou menor do que o LL menos 30, se maior será A-7-6
solos siltosos solos argilosos
COMPORTAMENTO COMO
SUBLEITO
Excelente a bom Sofrível a mau
MATERIAIS CONSTITUINTES
Fragmentos de pedra,
pedre
g
ulho e areia
Areia fina Pedregulhos ou areias siltosas ou argilosas
Outro sistema de classificação largamente empregado é o Sistema Unificado de
Classificação de Solos (SUCS) ou Unifield Soil Classification System (USCS),
originalmente desenvolvido por Casagrande, entre 1942 e1948, com revisão publicada em
1948, pela American Society of Civil Engineers (ASCE). Designado à época, de “Airfield
Classification”, foi proposto para seleção de materiais para pavimentos de aeroportos,
conseguindo boa aceitação dos engenheiros geotécnicos no Brasil.
O SUCS utiliza o quadro da Tabela 2.02, e seus parâmetros de classificação referem-se à
distribuição granulométrica, à forma da curva granulométrica, ao limite de liquidez, ao
índice de plasticidade, e à compressibilidade dos solos, da forma descrita a seguir.
Os solos são distribuídos em três classes, de acordo com o tamanho das partículas:
Solos de granulometria grossa - aqueles com mais de 50% de seu peso, retido na peneira
Nº 200, compreendem os pedregulhos e as areias, divididos em oito grupos, de acordo com
o percentual de finos. Quando esse percentual é superior a 12%, é designado siltoso ou
argiloso, em função dos resultados de LL e IP, posicionados no gráfico de plasticidade de
Casagrande (mostrado na Figura 2.01) e dos coeficientes de uniformidade (Cu) e de
curvatura (Cc), definidos a partir de parâmetros retirados da curva granulométrica do solo,
conforme as seguintes expressões:
16
Cu= D
60
/D
10
(2.2)
Cc =(D
30
)
2
/(D
10
xD
60
) (2.3)
Onde, D
10
, D
30
e D
60
correspondem às aberturas das peneiras onde passam 10%, 30% e
60%, em peso de solo, respectivamente.
Solos de granulometria fina - com 50% ou mais passando na peneira Nº 200, compreendem
os siltes e argilas, inorgânicos e orgânicos, divididos em seis grupos classificados em
função do limite de liquidez e do índice de plasticidade utilizando-se o gráfico de
plasticidade de Casagrande.
Solos altamente orgânicos - solos muito compressíveis, não utilizados na engenharia, e
facilmente identificados pela presença de restos de vegetais, pela textura fibrosa e pela cor.
2.2.3 – AS PECULIARIDADES DOS SOLOS TROPICAIS
As seleções dos solos para uso em obras de terraplenagem e pavimentação, no Brasil,
utilizam tradicionalmente, as classificações de solos TRB e SUCS que, como visto, são
embasadas em resultados de granulometria, limite de liquidez e índice de plasticidade, ou
seja, unicamente propriedades de textura e plasticidade.
Acerca da utilização desses sistemas de classificação de solos, algumas considerações
devem ser postas:
tais terminologias foram desenvolvidas para solos e condições ambientais
prevalecentes em regiões de climas frios e temperados, portanto não tropicais.
especialmente considerando-se os solos finos formados em ambientes tropicais
úmidos, suas principais propriedades, não são devidamente consideradas quando
se utiliza unicamente características de textura e plasticidade em suas
classificações.
as condições dos climas, típicos das regiões tropicais úmidas, produzem nestes
solos, propriedades peculiares e de comportamento, em decorrência da atuação de
processos geológicos e/ou pedológicos.
esses solos são denominados SOLOS TROPICAIS e devem ser classificados por
sistema apropriado.
17
Tabela 2.02 - Classificação de solos do SUCS (ASTM, 1990)
GRUPO NOME DO GRUPO
Cu > 4 e Cc < 3 GW Pedregulho bem graduado
Cu < 4 e/ou Cc > 3 GP Pedregulho mal graduado
Finos classificam-se como ML ou MH GM Pedregulho siltoso
Finos classificam-se como CL ou CH GC Pedreulho argiloso
Cu >6 e 1< Cc <3 SW Areia bem graduada
Cu < 6 e/ou 1>Cc >3 SP Areia mal graduada
Finos classificam-se como ML ou MH SM Areia siltosa
Finos classificam-se como CL ou CH SC Areia argilosa
IP > 7 e sobre ou acima da linha "A" CL Areia magra
IP < 4 e abaixo da linha "A" ML Silte
Limite de liquidez seco em estufa <0,75 Argila orgânica
Limite de liquidez não seco <0,75 Silte orgânico
IP sobre ou acima da linha "A" OH Argila gorda
IP abaixo da linha "A" MH Silte elástico
Limite de liquidez - seco em estufa <0,75 Argila orgânica
Limite de liquidez - não seco < 0,75 Silte orgânico
Solos altamente
orgânicos
PT Turfa
CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS
OH
OL
Solos de
granulometria
grossa Mais de
50% do solo retido
na peneira Nº 200
Pedregulhos
mais que 50%
defração grosa
retida na peneira Nº
4
Pedregulhos
limpos menos de
5% de finos
Pedregulhos com
finos mais de 12%
de finos
Areias
50% ou mais de
fração grossa passa
na peneira Nº 4
Areias limpas
menos de 5% de
finos
Areias com finos
mais de 12% de
finos
CRITÉRIOS P/ ESTABELECER SÍMBOLOS E NOMES DE GRUPOS USANDO ENSAIOS DE LABORATÓRIO
Principalmente matéria orgânica escura na cor e com odor orgânico
Solos de
granulometria fina
50% do solo ou
mais passa na
peneira Nº 200
Siltes e Argilas
Limite de liquidez
menor que 50%
Inorgânicos
Orgânicos
Siltes e Argilas
Limite de liquidez
maiorou igual a 50%
Inorgânicos
Orgânicos
0
10
20
30
40
50
60
70
0 102030405060708090
LL = 30
LL = 50
SOLOS NÃO
COESIVOS
Silt es ino rgânicos
de baixa compressibilidade
A
rgilas inorgânicas
de baixa plasticidade
Argilas inorgânicas
de plasticidade
méd ia
CL
OH
ML CL
ou
CH MH
ou
Siltes Orgânicos de Alt a
Compressibilicace e argilas
Orgânicas
Siltes inorgânicos de
compressibilidade
média e Siltes Orgânicos
LINHA 'A' IP = 0,73 (LL = 20)
Figura 2.01 – Gráfico de plasticidade de Casagrande (DNER, 1996)
18
De acordo com o Committee on Tropical Soils of ISSMFE – International Society for Soil
Mechanics and Foundation Engineering (1985) são denominados solos tropicais aqueles
que apresentam peculiaridades de propriedades e de comportamento que os diferenciam
dos solos formados em ambientes não tropicais, em decorrência da atuação de processos
geológicos e/ou pedológicos típicos das regiões tropicais úmidas.
Assim, para que um solo seja considerado como tropical não basta simplesmente que tenha
sido formado na faixa astronômica tropical ou em região de clima tropical úmido. É
indispensável que possua peculiaridades de interesse geotécnico. Segundo NOGAMI e
VILLIBOR (1995) a definição é “essencialmente tecnológica; portanto não
necessariamente cientifica”. Dentre os solos tropicais destacam-se duas grandes classes, de
comportamentos distintos: os solos lateríticos e os solos saprolíticos.
NOGAMI e VILLIBOR (1995) relatam, de sua experiência e a título de alerta, casos de
solos classificados como A-7-5 constituindo ótimo subleito, quando lateríticos entretanto,
quando saprolíticos apresentavam-se de péssima qualidade – baixa capacidade de suporte,
muito resiliente e elevada expansão. Citam ainda ocorrências de solos A-4 utilizados com
sucesso em bases de pavimentos quando lateríticos e péssimos subleitos quando
saprolíticos de mesma classe. Relatam que na condição ótima de compactação da energia
normal estes solos – se saprolíticos - apresentam CBR da ordem de 3%, , ao passo que
solos deste mesmo grupo - quando lateríticos - podem atingir valores de CBR superiores a
30%, na mesma condição de compactação e superiores a 80%, na energia intermediária.
Preciosas informações acerca das peculiaridades dos solos lateríticos e saprolíticos, foram
reunidas por NOGAMI et al. (1985), NOGAMI e VILLIBOR (1995) e VILLIBOR et al.
(2000) as quais são apresentadas a seguir, considerando a riqueza dos detalhes e sua
importância para este trabalho:
Lateríticos - (later significa tijolo) são solos superficiais, resultantes de uma transformação
da parte superior do subsolo pela atuação do intemperismo, típicos das partes bem
drenadas das regiões tropicais úmidas. Caracterizam-se pela cor, em que predominam os
matizes vermelho e amarelo, com espessuras que podem atingir com muita freqüência mais
de dois metros, porém raras vezes ultrapassam dez metros.
19
Várias peculiaridades associam-se ao processo de laterização, sendo do ponto de vista
tecnológico as mais importantes o enriquecimento do solo, por óxidos hidratados de ferro e
alumínio e a permanência da caulinita como argilo-mineral predominante e quase sempre
exclusivo.
Presença de grãos muito resistentes mecânica e quimicamente, na fração pedregulho e
areia e os grãos mais finos estão agregados, formando uma massa de aspecto esponjoso
cujos elementos constituintes lembram pipocas. Nessas condições distinguem-se grandes
volumes de vazios, mas não os grãos individuais. Nessa estrutura contínua, em linhas
gerais, na escala macroscópica, nota-se a presença de torrões, que podem ser bastante
resistentes à ação hídrica e grande quantidade de vazios preenchidos de ar, o que justifica a
sua baixa massa específica aparente e elevada permeabilidade.
A principal peculiaridade dos solos tropicais lateríticos, que os diferencia dos solos de
clima temperado, é a presença de uma cimentação natural causada pelos óxidos e
hidróxidos de ferro e alumínio (GODOY e BERNUCCI, 2000). Segundo estes autores os
solos ditos lateríticos na engenharia, são aqueles que quando devidamente compactados, ao
perderem umidade adquirem condição de baixa perda de resistência ou até nenhuma perda,
mesmo na presença posterior de água, apresentando em estado natural, menor
susceptibilidade à erosão, quanto maior for o grau de laterização.
Saprolíticos - (sapro significa podre e ito material pétreo) são aqueles que resultam da
decomposição e/ou desagregação “in situ” da rocha matriz pela ação das intempéries
(chuvas, insolação, geadas), mantendo ainda de maneira nítida a estrutura da rocha que lhe
deu origem. Estes solos são portanto genuinamente residuais, isto é derivam de uma rocha
matriz (existente em camada inferior) e as partículas que o constituem permanecem
praticamente no mesmo local em que se encontravam em estado pétreo.
Os solos saprolíticos constituem, em suas condições naturais, a parte subjacente à camada
de solo superficial (lateríticos ou outros solos pedogenéticos ou, ainda, solos sedimentares
ou transportados), aparecendo somente na superfície do terreno através de obras
executadas pelo homem ou erosões.
20
Apresentam-se em camadas de espessuras variadas atingindo frequentemente várias
dezenas de metros, são bastante heterogêneos, de cores variadas, cuja aparência
macroscópica é em geral caracterizada pela presença de manchas, xistosidades, vazios, etc.
De mineralogia complexa, com presença de grande número de minerais, parte dos quais
são decorrentes do processo de intemperização e parte herdada da rocha matriz. Os
minerais neoformados constituem na maioria dos casos, associações, muitas vezes
pseudomorfas, mas os seus contornos são facilmente distinguíveis em microscopia
eletrônica de varredura.
Na fração argila pode ocorrer grande variedade de argilo-minerais e a fração silte pode ter
mineralogia muito variada e peculiar como os micro-cristais de caulinita e mica, que
podem impor comportamentos peculiares a estes solos. São designados também de solos
residuais jovens, em contraste com os solos superficiais lateríticos que seriam maduros.
Contrastando com estruturas similares das regiões de climas frios e temperados, as
ocorrências de solos tropicais caracterizam-se por:
Grande espessura do horizonte superficial que, no caso de solos lateríticos, têm
em geral mais de um metro, podendo ultrapassar uma dezena de metros.
Grande espessura do horizonte saprolíticos, que frequentemente atinge várias
dezenas de metros.
Presença freqüente de solos transportados, cenozóicos mais antigos que o
Holoceno (portanto pleistocênicos ou terciários) de origem fluvial ou
fluviolacustre, ocupando posições topográficas bastante diferente daquela
prevalecente na ocasião de sua deposição. Assim estas ocorrências atualmente
ocupam, com freqüência, posições elevadas.
São peculiaridades dos solos superficiais lateríticos constituírem perfis naturais
caracterizados pedologicamente por conterem horizontes B designados por:
B latossólicos, que integram perfis designados Latossolos
B texturais, que integram perfis designados solos Podzolizados ou Podzólicos e
Terras Roxas Estruturadas.
Para o interesse geotécnico, são importantes as características desses horizontes
pedológicos, descritas por NOGAMI e VILLIBOR (1995) e apresentadas a seguir:
21
Latossolos:
Pequena diferenciação de horizontes, sendo que mesmo o horizonte vegetal ou
orgânico pode ser pouco distinto;
Cores predominantes : vermelha, amarela e marrom (ou bruna);
grande espessura, podendo atingir mais de uma dezena de metros;
Elevada porosidade aparente, elevada permeabilidade com agregação geralmente
bem desenvolvida (torrões bem distintos);
Variedades granulométricas, desde argila até areia argilosa;
Principais grupos pedológicos: Latossolo Roxo (Terra Roxa Legítima); Latossolo
Vermelho- Escuro; e Latossolo Vermelho-Amarelo.
Podzólicos:
Diferenciação de horizontes bastante nítida, podendo-se distinguir o horizonte
orgânico ou vegetal (horizonte pedológico A), que se sobrepõe a um horizonte
nitidamente mais rico em argila, designado horizonte B textural;
Cores predominantes: vermelha e amarela no horizonte B;
Espessura desde menos de um metro a até alguns metros;
Macro-estrutura caracterizada por possuir, frequentemente, agregados (torrões)
bem desenvolvidos nas variedades argilosas e presença de cerosidade (superfície
argilosa brilhante);
Condições de drenagem frequentemente prejudicada pela presença do horizonte
argiloso;
Granulometria variada desde variedades arenosas até argilosas;
Grupos pedológicos mais freqüentes: Podzólico Vermelho-Amarelo; Podzólico
Vermelho-Escuro, Podzólico Bruno-Acinzentado; Podzólico Amarelo.
Terras Roxas Estruturadas:
Diferenciação dos horizontes pouco nítida, sobretudo no que se refere a cor;
cores predominantes: vermelha e marrom (bruna) semelhantes aos latossolos
roxos;
Possuem um horizonte B textural, isto é, um enriquecimento nítido de argila
nesse horizonte, que possui granulometria tipicamente de argila;
O horizonte B apresenta uma agregação muito desenvolvida caracterizada por
formar blocos centimétricos que se desagregam intensamente quando expostos às
intempéries, porosidade aparente e permeabilidade elevadas;
22
O horizonte B apresenta cerosidade muito nítida;
Espessuras da ordem de até vários metros;
Dão efervescência com água oxigenada e contém elevada porcentagem de grãos
de óxido de ferro anidros (magnetita e ilmenita, principalmente) associando-se às
rochas básicas;
Grupos pedológicos mais freqüentes: Terra Roxa Estruturada, Terra Bruna
Estruturada.
De acordo com as conceituações prevalecentes em muitos manuais de pedologia, os solos
podzólicos e as terras roxas estruturadas são considerados como pertencentes a grandes
grupos distintos dos lateríticos.
Além disso, vale ressaltar que o Sistema Brasileiro de Classificação de Solos da
EMBRAPA (1999a), promoveu alterações relevantes na estrutura hierárquica até então
considerada para classificação pedológica dos solos, estabelecendo nova nomenclatura das
classes.
Para os Latossolos e Podzólicos, classes de interesse direto deste trabalho, a Tabela 2.03
apresenta a correspondência existente entre a nomenclatura anterior e a estabelecida pelo
Sistema Brasileiro de Classificação de Solos (EMBRAPA, 1999a).
A peculiaridade estrutural mais notável do horizonte saprolítico é a de possuir estrutura
herdada do maciço de rocha que lhe deu origem. Durante o processo de intemperismo que
propicia sua formação, a essa estrutura herdada outras feições são geralmente adicionadas,
resultando em estruturas muito mais complexas do que a da rocha matriz. Assim, mesmo
uma rocha uniforme poderá dar origem a várias camadas, segundo a diversidade do grau de
intemperismo de suas diversas partes.
Se a rocha matriz tiver estrutura complexa, há sempre probabilidade de que a estrutura do
horizonte saprolítico seja muito complexa, difícil de ser determinada pelos processos
usuais para investigação do subsolo. Entretanto há casos em que a dedução de sua estrutura
pode ser feita facilmente, através do conhecimento da estrutura da rocha o que permite
orientar a obtenção de perfil das ocorrências mais real, a partir dos dados de prospecção
efetuada.
23
Tendo em conta uma antiga preferência dos técnicos brasileiros por procedimentos de
seleção de materiais e de dimensionamento, baseados em experiências internacionais, a
percepção das peculiaridades dos solos tropicais foi importante para conduzir alguns dos
profissionais da área a um novo enfoque, diferente daquele apoiado essencialmente na
tecnologia estrangeira. Assim surgiu a Metodologia MCT (Miniatura Compactada
Tropical), hoje considerada o Sistema Brasileiro de Classificação Geotécnica dos Solos.
Tabela 2.03 – Alterações de classificação dos Latossolos e Podzólicos estabelecidas
pela EMBRAPA, (1999a) em relação à nomenclatura anterior
CLASSE DE
SOLO
CLASSIFICAÇÃO EMBRAPA
(1999)
NOMENCLATURA TRADICIONAL
Latossolos Latossolos
Latossolos, excetuadas algumas modalidades de
Latossolos Plínicos
Alissolos
Podzólico Bruno Acinzentado Distrófico ou Álico,
Podzólico Vermelho -Amarelo Distrófico ou Álico, Ta, e
alguns Podzólico Vermelho-Amarelo Distrófico ou Álico
Tb
Argissolos
Podzólico Vermelho -Amarelo Tb, Podzólico Vermelho-
escuro Tb com B textural e o Podzólico Amarelo
Nitossolos
Alguns Podzólico Vermelho escuro Tb e alguns
Podzólico Vermelho-Amarelo Tb
Podzólicos
Luvissolos Podzólico Vermelho -Amarelo Eutróficos e Similares
2.2.4
– A METODOLOGIA MCT
2.2.4.1 – ORIGEM E FUNDAMENTOS
A Classificação dos solos segundo a Metodologia MCT (Miniatura Compactada Tropical),
tem base em propriedades mecânicas e hidráulicas, obtidas em amostras compactadas em
dimensões reduzidas e foi desenvolvida especificamente para estudo dos solos formados
em ambientes tropicais, quente e úmido, tendo sua normalização regulamentada em 1994,
pelo então Departamento Nacional de Estradas e Rodagem (DNER, 1994 ME 228/94; ME
256/94 e ME 258/94). Essa classificação não utiliza a granulometria, o limite de liquidez
ou o índice de plasticidade, como nas classificações geotécnicas tradicionais, e separa os
solos tropicais em duas grandes classes, solos de comportamento laterítico e solos de
comportamento não laterítico.
24
A proposta foi desenvolvida na década de 1970, no Estado de São Paulo, pelos
pesquisadores NOGAMI e VILLIBOR, a partir das constatações de que muitos solos
lateríticos, mesmo apresentando bom comportamento mecânico e hidráulico, não atendiam
aos critérios tradicionais de aceitação como material de construção de camadas de
pavimentos e muitas vezes, nem mesmo como subleito.
A Metodologia MCT surgiu da necessidade gerada pelas limitações dos procedimentos
tradicionais de caracterização e classificação de solos, sempre embasadas em propriedades
índices, a exemplo das classificações TRB e SUCS.
NOGAMI e VILLIBOR (2001) citam algumas dificuldades que ocorrem nas regiões
tropicais quando da escolha de solos, feitas com base em critérios desenvolvidos para
regiões de clima temperado e frio:
Relativa pobreza de materiais granulares naturais, que satisfaçam as
especificações tradicionais;
Necessidade de onerosas correções granulométricas e dos índices plásticos,
quando não satisfazem integralmente as características índices, não sendo
apropriadas para utilização como base;
Em muitos casos não há correlação nítida entre as características índices
(granulometria por peneiramento, limite de liquidez, índice de plasticidade) e as
características de suporte expressa em termos de CBR e em termos de Módulo de
Resiliência.
A denominação MCT (Miniatura Compactada Tropical) provém da utilização de amostras
compactadas de dimensões reduzidas (corpos de prova com 50mm de diâmetro) e da
destinação, específica para os solos tropicais. As dimensões dos corpos de prova utilizados
limitam sua aplicação a solos de granulação fina, que passam integralmente na peneira Nº
10 (abertura 2,00mm) ou que possuam percentagem de até 5% de grãos que ficam retidos
nesta peneira.
Cabe ressaltar que foram desenvolvidos outros ensaios para estudo dos solos para
pavimentação, que são complementares à classificação MCT ou seja, existe uma
“metodologia” MCT que engloba a classificação MCT e outros ensaios (Mini-CBR,
sorção, imprimação, contração, etc.).
25
O estudo das propriedades mecânicas e hidráulicas de corpos de prova de solo
compactados dinamicamente, em equipamento miniatura, foi iniciado em 1960 por Lafleur
et al, na Universidade do Estado de Iowa (Iowa State University), nos Estados Unidos, e
divulgado no Brasil por SOUZA PINTO¹ (1966, apud NOGAMI e VILLIBOR, 1980).
Em 1972, foi desenvolvido o primeiro ensaio da metodologia MCT - o mini-CBR,
resultado de adaptações dos procedimentos do ensaio desenvolvido na Universidade de
Iowa, com o objetivo de se correlacionar os resultados dos ensaios de CBR, executados de
acordo com o método adotado no Brasil (DNER, 1994 ME 49/94), com os resultados deste
novo ensaio, cujo índice foi inicialmente designado de IBV (Iowa Bearing Value).
O procedimento para o mini-CBR difere do CBR tradicional pelas dimensões reduzidas
dos corpos de prova (5cm de diâmetro e 5cm de altura) e pelos procedimentos de
compactação realizados com soquete de seção plena e pelas dimensões do pistão de
penetração com 16mm de diâmetro. Foram inicialmente estabelecidas correlações
empíricas entre os valores do Mini-CBR e CBR, empregando-se solos típicos do Estado de
São Paulo, com pequena ou nenhuma fração retida na peneira Nº 10 (abertura de 2,0mm).
Em 1987 verificou-se no Laboratório de Tecnologia de Pavimentação da Escola
Politécnica da USP que se poderia utilizar a mesma relação carga/penetração do ensaio
padrão CBR, convertidas proporcionalmente às dimensões reduzidas dos equipamentos do
Mini-CBR, em substituição às citadas correlações. Passou-se a utilizar as mesmas cargas
do CBR tradicional, isto é 72,6 e 108,9 kgf/cm² respectivamente, para as penetrações de
2,54mm e 5,08mm. Tendo em vista a menor dimensão do pistão do Mini-CBR as cargas
atuam a um terço dessas penetrações, ou seja, 0,84mm e 1,70mm respectivamente
(CHAVES, 2000).
A utilização de corpos de prova de dimensões reduzidas trouxe de principio, algumas
vantagens práticas especialmente por exigir quantidade de material significativamente
menor que o ensaio convencional e pela redução do tempo total de ensaio, uma vez que o
tempo de imersão do corpo de prova diminuiu de 96 para 20 horas.
_______________________________________________________________________________________
1 – Souza Pinto, C. (1966) Equipamento Reduzido para moldagem de corpos-de-prova de solo-aditivo.
Public. 87 – GTM – 65-01 IPR/RJ
26
2.2.4.2 - ENSAIOS
São relacionados na Tabela 2.04, os principais ensaios que compõem a Metodologia MCT,
com uma descrição sucinta dos objetivos de cada um deles, como agrupado por seus
autores NOGAMI e VILLIBOR (1995).
Para fins de classificação dos solos segundo a Metodologia MCT, são suficientes os
ensaios de compactação e perda de massa por imersão em água.
Tabela 2.04 - Principais ensaios da metodologia MCT e suas aplicações.
(NOGAMI e VILLIBOR, 1995).
ENSAIOS APLICAÇÃO DOS RESULTADOS
. Preparo de corpos de prova para ensaios diversos
. Obtenção de daos para classificação MCT de solos
. Umidade ótima e massa específica aparente seca
máxima para energia de compactação escolhida
COMPACTAÇÃO
. Dimensionamento de pavimentos
. Escolha do solo para reforço do subleito, bases e
. Escolha de solos para aterros, bases, re
f
orços de
subleito, acostamentos, sobretudo quando os mesmos
ficam sujeitos a secagem, intencional ou não, durante ou
a
p
ós a constru
ç
ão.
CONTRAÇÃO
E
INFILTRABILIDADE
acostamentos.
CAPACIDADE
DE
SUPORTE
. Avaliação da erodibilidade de solos em presença de
lâmina d'á
g
ua
PERDA DE MASSA
POR IMERSÃO EM
ÁGUA
. Escolha do material betuminoso mais apropriado para
executar a imprimação
. Utilização em cálculo de escoamento de água em meio
saturado, tais como camadas drenantes, filtrantes,
im
p
ermeabilizantes, etc.
PERMEABILIDADE
. Classificação MCT de solos
. Escolha de solos mais apropriados para bases de
p
avimentos
PENETRAÇÃO DA
IMPRIMADURA
. Desvio do teor de umidade em relação ao ótimo da
energia de compactação adotada
. Massa específica aparente seca máxima do solo
efetivamente utilizado na com
p
acta
ç
ão
CONTROLE
DA
COMPACTAÇÃO
2.2.4.3 - O ENSAIO DE COMPACTAÇÃO
O ensaio de compactação é o principal ensaio da Metodologia MCT, e seus parâmetros
básicos - umidade ótima e massa específica aparente seca máxima - são utilizados na
determinação de outras propriedades geotécnicas, adotadas pela Metodologia.
27
Considerando as dimensões reduzidas dos corpos de prova deve-se proceder o
umedecimento prévio da amostra, por um período de no mínimo 10 horas, não sendo
recomendada sua reutilização.
A compactação utiliza aparelhagem de dimensões reduzidas e pode ser realizada segundo
dois procedimentos distintos:
Método Proctor (ou Mini-Proctor)
Método MCV (ou Mini-MCV)No método Proctor executa-se a compactação de
uma série de corpos de prova, com diferentes teores de umidade, compactados de
acordo com o tipo de soquete de seção plena, e número de golpes, aplicados de
cada lado do corpo de prova objetivando distribuir melhor a energia de
compactação:
a. energia normal...............10 golpes do soquete leve ( 5 golpes de cada lado)
b. energia intermediária.....12 golpes do soquete pesado (6 golpes de cada lado)
c. energia modificada........24 golpes do soquete pesado (12 golpes de cada lado)
PINTO (1966) e NOGAMI (1972) afirmaram que a energia aplicada nos ensaios de Mini-
Proctor, com o soquete de seção plena, produz o mesmo efeito compactador (mesma
densidade nas mesmas condições de umidade) que o ensaio convencional. Trata-se na
verdade de uma energia aproximada, uma vez que não se tem o volume fixo na
determinação da massa específica seca máxima.
O método MCV (Moisture Condition Value – Valor da Condição de Umidade) foi
inicialmente concebido em 1976, pelo Engenheiro PARSONS, do TRL (Transport
Research Laboratory) da Inglaterra, visando avaliação das condições de umidade dos solos,
para fins de controle de obras de terraplenagem.
Em 1979, Parsons e Bodem
2
(apud SÓRIA e FABBRI, 1980), estudaram a possibilidade de
uso do ensaio MCV visando um novo procedimento de classificação de solos.
2 - PARSONS, A. W. BODEN, H. The moisture condition test and its potential applications in earthworks
TRRL Supplementary Report 522, Transport and Road Laboratory Crowthorne, UK, 1979. 2
28
Utilizaram equipamento de compactação por impacto, com energia variável, crescente até
não se verificar aumento sensível da massa específica aparente. São 1.500g de peso de solo
úmido, soquete de 7.000g de seção plena, altura de queda de 25cm e cilindro de100mm de
diâmetro (Figura 2.02a).
Sob orientação de Nogami, SÓRIA e FABRI (1980), desenvolveram uma adaptação do
método de compactação MCV, para estudo dos solos tropicais, utilizando corpos de prova
de dimensões reduzidas – diâmetro de 50mm - que denominaram Mini-MCV. NOGAMI e
VILLIBOR (1981) apresentaram os parâmetros da nova classificação geotécnica, durante o
“Simpósio de Solos Tropicais”, realizado em 1981, na na COPPE/UFRJ, em publicação
denominada “Uma nova classificação de solos para finalidades rodoviárias”,
posteriormente denominada de Metodologia MCT. (Figura 2.02b)
O novo ensaio de compactação baseia-se na aplicação do esforço em série crescente de
número de golpes, até atingir a máxima compactação de uma amostra de solo. Para cada
teor de umidade, há uma energia ou, um certo número de golpes, que leva a amostra a este
estado de compactação. O esquema do equipamento de compactação é mostrado na Figura
2.02b.
Posteriormente, em 1985, Nogami e Villibor formularam proposta de uma nova versão, de
menor porte ainda, denominado Sub-MCV ou S-MCV, utilizando corpos de prova com
diâmetro de 26mm, desenvolvida com o objetivo de tornar as determinações necessárias à
classificação, mais rápida e mais simples com quantidade bem menor de amostra,
utilizando o equipamento cujo esquema é apresentado na Figura 2.02c. Porém esta
simplificação nunca foi normatizada nem tem sido muito utilizada, mesmo pelos seus
autores.
Para fins de classificação dos solos, segundo a metodologia MCT, devem ser compactadas
pelo menos 5 amostras, de 200g cada, de solo homogenizado em diferentes umidades,
numa faixa ampla em torno da umidade ótima estimada.
29
Durante a compactação, um extensômetro integrado ao equipamento (Figura 2.02b e c), e
em altura fixa, possibilita o registro das alturas do soquete de compactação (topo da haste)
posicionado dentro do molde cilíndrico: inicial (sem a amostra de solo), após o primeiro
golpe sobre a amostra, e assim após cada série de golpes, obtendo-se por diferenças, as
alturas assumidas pelo corpo de prova, após cada série de golpes.
Figura 2.02 - Esquema dos equipamentos de compactação MCV
(Nogami e Vilibor, 1995)
Faz-se a compactação das cinco amostras, previamente preparadas, aplicando-se em cada
uma delas, a seqüência de golpes estabelecida pela metodologia: n = 2, 3, 4, 6, 8, 12, 16,
24, 32, 48, 64, 96, 128, 192, 256, e registrando-se as leituras do extensômetro - An (inicial,
sem o corpo de prova, e ao final de cada série de golpes). Dá-se por finalizada a
compactação quando:
30
A diferença de alturas observada entre duas séries de golpes sucessivas for menor
que 0,1mm (limite prático em que se considera atingida a máxima compactação),
ou
O numero de golpes atingir 256, ou
Observar-se nítida expulsão de água.
Em relação à primeira condição para finalização da compactação o DNER (1994 – ME
228/94) estabelece que se deve interromper a compactação quando a diferença entre
leituras A
4n
– A
n
for menor que 2,0mm.
Os ensaios de compactação, são inicialmente úteis na determinação dos dois primeiros
parâmetros da classificação dos solos, segundo a Metodologia MCT. Esses parâmetros são
designados de:
c’ - coeficiente de deformabilidade
d’ - coeficiente de compactação
2.2.4.4 – O PARÂMETRO c’
Em um mesmo gráfico, em cujo eixo das abscissas dispõe-se, em escala logarítmica, o
número de golpes aplicados n, e nas ordenadas, em escala linear, as diferenças de altura
dos corpos de prova expressas por: a
n
= A
4n
– A
n
traçam-se as cinco curvas,
correspondentes a cada uma das compactações efetuadas nos diferentes teores de umidade.
Essas curvas são denominadas curvas de deformabilidade ou curvas Mini-MCV.
De cada curva toma-se o ponto que faz interseção com a horizontal de ordenada igual a
2mm, (ou seja, A
4n
– A
n
= 2), cujo número de golpes correspondente - Bi – deve ser obtido
no eixo das abscissas, e para o qual se determina o valor do Mini-MCV, de acordo coma
expressão:
Mini-MCV= 10 x log Bi. (2.4)
Deve-se ressaltar que a referida ordenada 2mm - adotada pela Metodologia MCT – em
relação à ordenada 5mm - utilizada por Parsons – apresentam mesma proporcionalidade
que os volumes dos seus corpos de prova: de diâmetro igual a 5mm - da metodologia MCT
- e de diâmetro igual a 10mm - de Parsons.
31
Para facilitar a determinação do Mini-MCV correspondente a cada teor de umidade, o eixo
das abscissas pode apresentar escala adicional já com os valores calculados por 10 x (log.
do Nº de golpes).
O parâmetro c’, de acordo com NOGAMI e VILLIBOR (1995) deve ser obtido através do
coeficiente angular (sem o sinal) da reta assimilável à curva de deformabilidade (com uso
da escala linear no eixo das abscissas). Dessa forma, para cada curva de deformabilidade,
(A
4n
– A
n
x Nº de golpes), correspondente a cada teor de umidade, tem-se um valor de
Mini-MCV e consequentemente um resultado de c’.
Para argilas e solos argilosos, as inclinações das curvas de deformabilidade ( ou curvas de
Mini-MCV) variam pouco dentro de uma certa faixa de umidade, ou seja o valor de c’
varia pouco e dessa forma pode ser tomado em qualquer das curvas, nesta faixa, como no
exemplo da Figura 2.03
Determinação do Coeficiente de Deformabilidade c'
Curva Mini - MCV 10
0
2
4
6
8
10
12
14
16
1 10 100 1000
Número de Golpes
A4n - An
1
2
3
4
5
Figura 2.03 – Exemplo de curvas de deformabilidade de um solo argiloso
32
Já os solos siltosos e arenosos apresentam significativas variações do valor de c’ sendo
necessário para fins de estabelecimento da metodologia, a fixação de uma determinada
curva de referência. Para esses casos, a metodologia MCT estabelece a curva de
deformabilidade correspondente a Mini-MCV igual a 10, para fins de determinação do
parâmetro c’.
Tendo em vista que raramente se obtém a curva com Mini-MCV exatamente igual a 10, na
prática, ela deve ser “obtida” por interpolação gráfica, como mostrado na Figura 2.04.
Determinação do Coeficiente de Deformabilidade c'
Curva Mine - MCV 10
0
2
4
6
8
10
12
14
1 10 100 1000
Número de Golpes
A4n - An
1
2
3
4
5
Figura 2.04 – Exemplo de curvas de deformabilidade de solos siltosos ou arenosos
Acerca do coeficiente c’, seguem algumas das conclusões registradas por NOGAMI e
VILLIBOR (1995):
Tem boa correlação com a granulometria do solo.
Valores acima de 1,5 caracterizam argilas e solos argilosos.
Valores intermediários - entre 1,0 e 1,5 – podem representar solos de vários tipos,
como areias siltosas, areias argilosas, argilas siltosas, argilas arenosas, etc.
33
Quando abaixo de 1,0 é característico de solos do tipo areias e siltes não plásticos
ou pouco coesivos.
Existe uma razoável correlação entre o c’ e o limite de liquidez. Quanto mais
marcante for à separação entre os solos lateríticos dos não lateríticos, melhor será
essa correlação.
Seria possível desenvolver-se uma classificação de solos tropicais substituindo o
c’ pelo LL, porém são discutíveis as vantagens desta substituição.
2.2.4.5 – O PARAMETRO d’
Nos ensaios corriqueiros de compactação, os valores calculados de massas específicas
aparentes secas (MEAS) e as correspondentes umidades (h), possibilitam obter a curva de
compactação do solo, para a energia utilizada no ensaio.
No ensaio de compactação da metodologia MCT é possível obter-se a família de curvas de
compactação de um mesmo solo, ou seja, o comportamento de sua massa específica
aparente seca máxima (MEASmáx) em função do teor de umidade (h), para os diversos
níveis de energia de compactação, nesse caso representados pelo número de cada série de
golpes aplicados.
O parâmetro d’ é definido pela Metodologia MCT, como a inclinação da parte retilínea do
ramo seco da curva de compactação, correspondente à energia de 12 golpes na
compactação Mini-MCV. Essa inclinação deve ser medida nas adjacências da massa
especifica aparente seca máxima. A Figura 2.05 mostra, a título de exemplo, uma família
de curvas de compactação obtida através do ensaio Mini-MCV e a determinação do
parâmetro d’.
NOGAMI e VILLIBOR (1995), apresentam algumas considerações acerca do coeficiente
d’:
Desconhece-se para solos tropicais uma correlação simples entre d’ e as
propriedades índices tradicionais. Para solos não tropicais contudo, há indícios
que existe uma razoável correlação entre d’ e os parâmetros do ensaio de
compactação - massa específica aparente seca máxima (MEASmáx) e umidade
ótima (hót).
34
O coeficiente d’ para as argilas lateríticas normalmente apresentam valores acima
de 20. Entretanto as argilas não lateríticas dificilmente chegam a estes valores, o
mais comum são valores inferiores a 10.
No caso de areias puras o coeficiente d’ também é muito baixo, mas nas areias
finas argilosas esses valores podem ultrapassar a 100.
Nos solos saprolíticos siltosos, micáceos e/ou caoliniticos, o d’ normalmente é
baixo, menos de 5.
Determinação do Coeficiente de Compactação d'
Curva de compactação 12 golpes
12,5
13
13,5
14
14,5
15
15,5
16
16,5
17
17,5
18
18,5
19
19,5
20
20,5
21
21,5
22
6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38
Umidade (%)
Peso Específico Aparente seco (kN/m³)
8 golpes
12 golpes
16 golpes
d'
Figura 2.05 – Exemplo de família de curvas de compactação – determinação de d’
MARANGON (2004) observou que as areias argilosas bem graduadas apresentam curvas
de compactação com picos bem acentuados e ramos secos retilíneos, mais acentuados
quando a argila é lateritica. Observou ainda que, para os siltes saprolíticos micáceos e/ou
caoliniticos e areias pouco ou não coesivos, os picos são pouco acentuados com certo
encurvamento que dificulta a definição do d’. Além dos parâmetros c’ e’ d’ obtidos dos
ensaios de compactação, um outro parâmetro se faz necessário à classificação dos solos,
segundo a metodologia MCT. Esse parâmetro é denominado e’ e sua determinação exige a
realização do ensaio de Perda de Massa por Imersão em água.
35
2.2.4.6 – ENSAIO DE PERDA DE MASSA POR IMERSÃO EM ÁGUA.
Para determinação da perda de massa por imersão em água, são utilizados os mesmos
corpos de prova compactados segundo o procedimento Mini –MCV, logo após a
compactação e ainda contidos nos moldes.
Observações do comportamento desses corpos de prova, quando parcialmente extraídos
dos moldes de compactação - até se obter cerca de 10 mm de sua altura, fora do molde
cilíndrico - e submersos, horizontalmente - geratrizes dos cilindros na posição horizontal -
em água, sobre apoios de forma que se obtenha lâmina d’água de 10 mm, durante cerca de
20 horas, resultaram no ensaio de perda de massa por imersão em água, desenvolvido por
Nogami, e adotado como um dos procedimentos necessários à classificação dos solos
através da Metodologia MCT.
A Perda de Massa por Imersão em Água (Pi) é a relação, expressa em percentagem, entre a
massa seca de solo que se desprende do corpo de prova (Md) - se esse desprendimento de
fato ocorrer - e a massa seca de sua parte exposta ou seja, dos 10 mm de sua altura (Ms),
Pi= (Md/Ms) x 100 (2.5)
No caso de desprendimento do solo em bloco coeso, o resultado deve ser multiplicado por
um fator de redução (f), considerado como igual a 0,5.
Pi = (Md/Ms) x f x 100 (2.6)
Deve-se ressaltar que essa perda de massa (Pi) pode inclusive ser superior a 100% nos
casos em que ocorre desprendimento de parte do solo contido dentro do cilindro, no inicio
do ensaio, ou seja, desprende-se mais solo do que o correspondente à pastilha exposta.
O ensaio tem como principal objetivo distinguir os solos de comportamento laterítico – que
apresentam pequena perda no ensaio - dos não lateríticos – com maior perda - pois em
determinadas situações ambos podem apresentar resultados semelhantes dos coeficientes c’
e d’.
36
Dispondo-se dos resultados de Mini-MCV e correspondentes Perdas de Massa Por Imersão
em Água (Pi), dos cinco corpos de prova de um mesmo solo, em diferentes condições de
umidade, pode-se definir uma curva Mini-MCV (abscissas) x Pi (ordenadas) conforme
exemplo da Figura 2.06.
Determinação da Perda de Massa por Imersão
Condição de Mini-MCV 10 (baixa) ou 15 (alta)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
0 5 10 15 20
Mini -MCV
Perda de Massa por Imersão (%)
Figura 2.06 – Exemplo de curva Mini-MCV versus Pi
A Perda de Massa por Imersão em Água (Pi), considerada um parâmetro da classificação
MCT, deve ser obtida nessa curva, por meio de interpolação, para o valor correspondente a
Mini-MCV igual a 10 ou 15, conforme seja o solo considerado de baixa ou elevada massa
especifica aparente seca (MEAS), respectivamente.
Conforme definido pela Metodologia MCT, o solo será considerado de:
Baixa “MEAS” - quando a altura do corpo de prova ao final da compactação, for
igual ou maior que 48mm, correspondente a Mini-MCV igual a 10;
Alta “MEAS” - quando a altura do corpo de prova, ao final da compactação, for
superior a 48mm, para Mini-MCV igual a 10.
37
Para se identificar se o solo possui baixa ou alta massa especifica aparente, pode ser
necessária a interpolação entre pares de valores - Altura do Corpo de Prova e Mini-MCV –
como forma de se obter a altura do corpo de prova correspondente a Mini-MCV igual a 10,
pois dificilmente se consegue determinar este valor, diretamente do ensaio de
compactação.
A título de exemplo, apresenta-se na Tabela 2.05, resultados de Mini-MCV e
correspondentes alturas finais dos cinco corpos de prova de um determinado solo, onde
pode-se constatar a referida necessidade de interpolação entre os resultados dos corpos de
prova 01 e 02. A altura final interpolada igual a 48,20 indica solo de baixa MEAS.
Tabela 2.05 – Resultados de Mini –MCV e alturas finais dos corpos-de-prova
CORPOS DE PROVA
1
INTERPOLAÇÃO
2 3 4 5
MINI-MCV 12,6 10 7,7 5,3 3,8 2,3
ALTURA FINAL DO CP 47,4 48,2 48,91 50,57 51,09 51,68
São observações de NOGAMI e VILLIBOR (1995):
Os solos saprolíticos normalmente apresentam valores de Pi superiores ao
lateríticos.
Os solos lateríticos apresentam uma nítida redução de valor de Pi para umidades
maiores do que a correspondente ao Mini-MCV igual a 10.
No caso de alguns solos como as argilas ou argilas arenosas lateríticas o Pi
próximo ao Mini-MCV igual a 10 é muito pequeno ou zero
Nas areias saproliticas o Pi é de difícil previsão pois podem apresentar valores
altos ou baixos dependendo do grau de entrosamento atingido pelos grãos após o
processo de compactação
As argilas saproliticas apresentam valores intermediários de Pi (aproximadamente
100%) tendendo a crescer com o aumento no valor do Mini-MCV. Entretanto,
nestes solos a desagregação após a imersão se processa de forma bastante lenta
podendo ultrapassar às 24 horas de duração prevista para o ensaio de Pi.
Nos solos micáceos e/ou caoliniticos constata-se com freqüência valores bastante
elevados (> 250%) com alta velocidade de desagregação.
38
2.2.4.7 – O PARÂMETRO e’
O valor característico da perda de massa por imersão em água Pi (correspondente a Mini-
MCV igual a 10 ou 15), juntamente com o valor do coeficiente d’ (inclinação do ramo seco
da curva de compactação, para 12 golpes), permitem a determinação coeficiente e’, através
da seguinte expressão:
e’=(Pi/100 + 20/d’)¹/³ (2.7)
NOGAMI e VILLIBOR (1981), concluíram que os coeficientes c’ e e’, em conjunto, são
capazes de identificar e classificar os solos como de comportamento laterítico ou não
laterítico, segundo os preceitos da Metodologia MCT. Utiliza-se a expressão
“comportamento laterítico” porque nem sempre os solos dessas classes são latossolos pela
classificação pedológica, assim como a expressão “comportamento não laterítico” é usada
porque nem sempre os solos enquadrados nessas classes são saprolíticos do ponto de vista
pedológico.
O gráfico de classificação dos solos através da Metodologia MCT, proposto pelos Autores
citados, apresentado na Figura 2.07, tomou por base as seguintes observações:
O coeficiente c’ relaciona-se com a granulometria dos solos, de forma que valores
de c’ acima de 1,5 caracterizam argilas e solos argilosos; valores intermediários -
entre 1,0 e 1,5 – podem representar solos de vários tipos, como areias siltosas,
areias argilosas, argilas siltosas, argilas arenosas, etc. e, quando c’ abaixo de 1,0 é
característico de solos do tipo areias e siltes não plásticos ou pouco coesivos.
O comportamento laterítico de um solo manifesta-se quando d’ > 20 e Pi < 100%
permitindo o estabelecimento de uma linha horizontal correspondente a e’ =1,15,
dividindo os solos de comportamento laterítico (L) dos não laterítico (N). No caso
dos solos pobres em finos a transição ocorre para valores elevados de Pi, sendo
necessário portanto, a criação de uma linha secundária um pouco mais acima com
o e’ = 1,4.
A utilização da raiz cúbica, para o cálculo do e’ teve como finalidade considerar
áreas aproximadamente equivalentes na distribuição dos solos de comportamento
laterítico e não laterítico, visto que c’ tem ordem de grandeza de unidade
enquanto d’ e e’ têm ordem de grandeza de dezena e até centena.
39
Figura 2.07 – Gráfico de classificação dos solos da metodologia MCT
(Nogami e Villibor, 1995)
2.2.4.8 - AS CARACTERISTICAS DOS GRUPOS DE SOLOS
Como pode ser visto na Figura 2.07, a Metodologia MCT enquadra os solos em sete
grupos de diferentes comportamentos, como comentado a seguir.
Três grupos compõem os solos de comportamento laterítico, designado pela letra L,
LA – Areias com poucos finos lateríticos
Conhecidas na pedologia como areias quatzosas e regossolos, típicas do horizonte
B. Apesar de possuírem elevada capacidade de suporte e módulo de resiliência
relativamente elevado, podem ser permeáveis, mesmo quando devidamente
compactadas, além de pouco coesivos e pouco contráteis quando secas.
LA’ – Solos arenosos lateríticos
Pedologicamente conhecidos como latossolos arenosos e solos podzólicos ou
podzolizados arenosos de textura média, constituintes do horizonte B. De
coloração vermelho e/ou amarelo dão cortes firmes com boa resistência à erosão
mas com trincas quando expostos às intempéries.
40
Em condições naturais possuem baixa massa especifica aparente seca, baixa
capacidade de suporte e podem ser colapsíveis por imersão em água. Apresentam
possibilidade de uso em camadas do pavimento, tendo em vista que quando
compactados, adquirem elevada capacidade de suporte, elevado Módulo de
Resiliência, baixa permeabilidade, razoável coesão, além de pequena contração
por perda de umidade e baixa expansibilidade por imersão em água.
LG’ – argilas e argilas arenosas lateríticas.
Presentes no horizonte B dos latossolos, solos podzólicos e terras roxas
estruturadas. Quando mais arenosos assemelham-se aos solos do grupo LA’,
todavia com menores resultados de capacidade de suporte e módulo de
resiliência, maior plasticidade, maior umidade ótima e menor massa especifica
aparente - sob mesmas condições de compactação, maior contração por perda de
umidade e maior resistência à erosão hidráulica. Pode ser colapsível, em estado
natural, principalmente quando possuem agregados bem desenvolvidos, casos em
que se apresentam permeáveis apesar de serem granulometricamente argila e
devido a isso costumam dar taludes de corte não sujeitos à erosão pluvial..
Os solos de comportamento não laterítico são designados pela letra N e constituem-se de
quatro grupos distintos:
NA – Areias, siltes e misturas de areia e silte.
Com grãos constituídos em sua maioria de quartzo e mica, praticamente sem
finos argilosos coesivos e siltes caoliniticos. Em geral não apresentam expansão
exceto as variedades micáceas que podem ser altamente expansivas. Quando
compactados possuem capacidade de suporte pequena a média e geralmente são
muito erodíveis. Desde que sejam não micáceos esses solos podem até ser
utilizados em pavimentos, segundo a mecânica dos solos tradicional e estão no
limite de aplicabilidade da Metodologia MCT. Associados a rochas sedimentares
ou metamórficas, os tipos genéticos representativos são saprolíticos; contudo
alguns solos não tropicais de origem pedogenética ou transportada classificam-se
nesse grupo.
41
NA’ – Areias quartzosas
Os tipos mais representativos são solos saprolíticos originados de rochas ricas em
quartzo tais como granitos, gnaisses, arenitos e quartzitos impuros, cujos finos
têm comportamento não laterítico. A quantidade e a natureza dos finos podem
determinar comportamento altamente expansivo, muito resiliente ou susceptível à
erosão hidráulica. Contudo, quando areia é bem graduada e os finos enquadram-
se nas exigências tradicionais, os solos NA’ podem apresentar propriedades
adequadas para uso até em bases de pavimentos. Dessa forma é sempre
recomendável que se determine a capacidade de suporte e características de
expansibilidade desses solos..
NS’ – solos silto-arenosos saprolíticos
Resultam da ação do intemperismo tropical nas rochas eruptivas e metamórficas,
constituídas predominantemente de feldspatos, micas e quartzos. Quando
apresentam maior quantidade de areia quartzosa suas características mecânicas e
hidráulicas aproximam-se das características dos solos do grupo NA’. Em suas
condições naturais apresentam normalmente baixa massa especifica aparente
seca, baixa capacidade de suporte, erodibilidade média a elevada e podem ser
colapsíveis. Quando compactados na umidade ótima e massa específica aparente
seca da energia normal, apresentam baixa capacidade de suporte, após imersão
em água, baixo módulo de resiliência, elevada erodibilidade, elevada
expansibilidade e média permeabilidade.
NG’ – solos argilosos saprolíticos.
Provêm da alteração de rochas sedimentares argilosas (folhelhos, argilitos e
siltitos), ou cristalinas pobres em quartzo e ricas em fedspatos cálcicos, anfibólios
e piroxênios. Típicos desse grupo são os solos superficiais pedogenéticos não
lateríticos, como os vertissolos que compreendem o massapê da Bahia, e muitos
solos transportados. Apresentam características das argilas tradicionais, tais como
elevadas expansibilidade, plasticidade, compressibilidade e contração, quando
submetido à secagem, o que torna proibitivo seu uso em obras rodoviárias.
42
A Metodologia MCT prevê algumas exceções, como os casos a seguir:
Quando o ponto do gráfico situa-se próximo ao limite das classes L e N deverão
ser considerados os seguintes critérios:
Laterítico (L), quando o Pi decrescer para valores muito pequenos ou zero no
intervalo de Mini-MCV de 10 a 20 e a curva Mini-MCV = f (teor de umidade de
compactação) possuir concavidade para cima no intervalo de 1 a 15. Será
classificado como N caso o Pi apresente-se de forma diferente e a curva citada
anteriormente, mostrar-se muito retilínea ou possuir concavidade voltada para
baixo;
Transicional, quando o Pi decresce no intervalo de Mini-MCV variando de 10 a
20 e a curva de Mini-MCV = f (teor de umidade de compactação) é retilínea, isto
é, as condições não correspondem as descritas no item acima. Nesses casos serão
representados pelos símbolos dos grupos adjacentes (símbolo duplo).
Quando os pontos que representam as amostras de solos, ficam localizados longe
dos limites das classes L e N e não atendem as condições exigidas nos itens
acima, a interpretação dos grupos da classificação pode ficar prejudicada e deve-
se anotar o grupo obtido pela posição do ponto seguido do sinal de interrogação
(?).
2.2.5 – A CLASSIFICAÇÃO MCT –M
Deve-se a VERTAMATTI (1988) a proposição de modificações na Classificação MCT,
definida com base no estudo do comportamento geotécnico dos solos superficiais da
Amazônia.
A versão da Metodologia MCT proposta, denominada MCT – M, emprega as mesmas
bases da classificação original, mas associa as características do comportamento resiliente
observadas nos solos estudados.
O citado Autor elaborou uma nova estrutura de grupos de solo, adequando o gráfico de
classificação MCT, a partir das seguintes alterações:
43
Incorporação de novos grupos de solos que denominou de “solos transicionais”
de comportamento intermediário entre os lateríticos LA’ e LG’ e os não
lateríticos NS’ e NG’.
Criação de novos grupos de solos entre os arenosos NS’ e LA’ e os argilosos NG’
e LG’
Supressão do grupo de solos denominado NA’
A primeira alteração acresceu três novos grupos de solos, denominados TA’, TA’G’ e TG’.
A segunda alteração fez surgir outros dois novos grupos: NS’G’ e LA’G. O grupo
suprimido (NA’) foi incorporado ao novo TA’ com maior abrangência de suas
características.
Assim, com cinco novos grupos criados e a supressão de um dos existentes, a modificação
resultou na ampliação do número total de grupos de sete, na classificação MCT original,
para onze grupos componentes da proposta de classificação MCT – M, conforme mostrado
na Figura 2.08
CLASSIFICAÇÃO MCT - M
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
1, 1
1, 2
1, 3
1, 4
1, 5
1, 6
1, 7
1, 8
1, 9
2
2,1
2,2
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2 2,1 2,2 2,3
c'
e'
LA
NA
NS'
TA'
LA'
NS' G'
TA' G'
LA'G'
NG'
TG'
LG'
Figura 2.08 – Gráfico de classificação dos solos da Metodologia MCT-M
(Vertamatti, 1988)
44
2.2.6 – A CLASSIFICAÇÃO MCT - SIMPLIFICADA
Várias pesquisas acerca do comportamento dos solos, de diversas regiões do País, têm
empregado a Metodologia MCT, hoje reconhecida como uma poderosa ferramenta para
identificação e caracterização dos solos formados em ambientes tropicais.
Entretanto, apesar dessa aceitação, tem-se observado que, no meio técnico rodoviário, a
Metodologia MCT não tem se apresentado com boa acessibilidade, no que se refere à
compreensão dos laboratoristas, conforme observado por MARANGON (2004).
Os autores da classificação MCT, (NOGAMI e VILLIBOR, 2000a) admitiram que, apesar
de seus esforços, ao longo de vários anos, para divulgação da metodologia, ela continuava
ignorada em várias de nossas escolas de engenharia.
Segundo MARANGON (2002), as principais dificuldades para compreensão e aceitação da
metodologia de Classificação Geotécnica MCT residiam no significado do coeficiente c’
adotado na classificação, e na grande quantidade de dados (operações) necessários à
classificação.
Cientes dessas dificuldades, seus próprios autores, apresentaram uma nova versão da
metodologia denominada “Método Simplificado” MCT-S (NOGAMI e VILLIBOR, 2000a
e 2000b), contendo as seguintes alterações básicas:
Aplicação de uma nova seqüência de golpes, visando chegar aos coeficientes c’;
d’ ; Pi e e’, de forma mais simplificada
Nova conceituação do coeficiente c’, com modificações relacionadas ao
procedimento de sua obtenção, considerando a nova seqüência de golpes,
Nova maneira de calcular os deslocamentos dos corpos de prova, durante a
compactação.
A nova metodologia utiliza soquete tipo leve e seqüência crescente de número de golpes n
= 1, 2, 4, 6, 10, 20, 30, 40, 60, 80, 100, 120 e 140, aplicada até que a variação de altura do
corpo de prova, entre duas séries consecutivas de golpes apresente-se inferior a 0,05
mm/golpe, condição adotada como um dos critérios de conclusão da compactação, em
substituição ao critério anterior de 0,1mm entre leituras sucessivas ou A
4n
– A
n
< 2,0mm,
conforme DNER (1994, ME 228/94).
45
O novo critério mostrou-se mais fácil de ser atingido, sobretudo para as areias e alguns
siltes. MARANGON (2004) empregou a metodologia simplificada em 48 diferentes
amostras, verificando não ser necessária compactação além dos 100 golpes, ficando a
maioria delas, entre 40 e 60 golpes.
Após a aplicação dos golpes de compactação levados até atingir-se o critério acima citado,
considera-se, para efeitos práticos, que o corpo de prova atingiu o estado de massa
especifica aparente máxima, correspondente ao que se denominou de “patamar” (variação
de altura inferior a 0,05mm/golpe).
O referido “patamar” depende especialmente do teor de umidade do solo compactado e
fica caracterizado a partir do cálculo das variações das alturas do corpo de prova “A
n
”,
obtida por:
A
n
= L
f
– L
n
(2.8)
Onde:
L
f
- refere-se à leitura no extensômetro da posição (altura do topo) do soquete
quando se atinge o “patamar” de máxima massa especifica aparente (variação de
altura do corpo de prova inferior a 0,05 mm/golpe)
L
n
- corresponde à leitura da posição (altura do topo) do soquete de compactação
após cada série de golpes.
Os procedimentos de compactação do “Método Simplificado” são idênticos aos da
Metodologia Tradicional, onde se registram as leituras (referências de altura) no
extensômetro do equipamento, do topo do soquete de compactação quando posicionado no
molde cilíndrico: inicial (sem a amostra de solo), e após cada série de golpes, sobre a
amostra, até que se atinja o citado critério de conclusão do ensaio. Por diferenças, são
determinadas as alturas assumidas pelo corpo de prova, após aplicação de cada série de
golpes, e por final, calculadas suas massas especificas aparentes secas, considerando uma
mesma massa de solo compactado (200g), e teor de umidade conhecido.
No que se refere à obtenção das curvas de deformabilidade a nova metodologia (“Método
Simplificado”) utiliza como ordenadas do gráfico, valores de L
f
– L
n,
como acima citado,
em substituição a L
4n
– L
n
, da metodologia original.
46
Dessa forma, é possível identificar na curva de deformabilidade, duas partes distintas; uma
bem inclinada sobre a qual deve-se determinar o coeficiente c’ e a segunda correspondente
ao patamar.
Segundo recomendam NOGAMI e VILLIBOR (2000a), deve-se traçar a curva de
deformabilidade, somente quando se atinge o “patamar”. Como no procedimento original,
faz-se necessária a compactação de corpos de prova com teores de umidade acima e abaixo
daquele que resulta em Mini –MCV igual a 10, uma vez que raramente se obtém valor
coincidente com a condição especificada, sendo necessária o emprego de interpolação
apropriada.
Segundo MARANGON (2004), no que se refere à obtenção da reta assimilável à curva
Mini-MCV igual a 10, para fins de definição do coeficiente c’, os autores NOGAMI e
VILLIBOR (2001) chegaram a propor inicialmente, o traçado de uma reta que
representasse uma regressão dos pontos da curva Mini – MCV mais próxima de 10,
conforme pode ser visto na Figura 2.09.
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
1 10 100
Mini - MCV
Df
Figura 2.09 – Exemplo de determinação do parâmetro c’ por regressão
Todavia, mesmo considerando que a regressão linear corresponde à forma de interpretação
mais adequada, sua obtenção é muito relativa e influenciada pelo usuário, admitiram os
Autores da proposição.
47
Dessa forma, NOGAMI³ (2003, apud MARANGON 2004), após análise de uma série de
curvas de deformabilidade, traçadas segundo os dois procedimentos, sugeriu a obtenção do
coeficiente angular, que representa o coeficiente c’, a partir do traçado direto do segmento
de reta no intervalo 5mm ≥ Lf – Ln ≥ 1mm, como ilustrado na Figura 2.10.
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
1 10 100
Nº de Golpes
Lf - Ln
1
2
3
4
5
c' entre ord. 1 e 5
Figura 2.10 - Parâmetro c’ determinado pelo segmento de reta que liga os pontos de
ordenadas 1mm. e 5mm. da curva de deformabilidade
MARANGON (2004) empregou as Metodologias MCT - Tradicional e Simplificada - em
33 amostras de solos coletados no Estado de Minas Gerias, e em outras 15 amostras
adicionais provenientes do Estado do Rio de Janeiro. Nesse Trabalho os valores dos
coeficientes c’, referentes à Metodologia Simplificada, foram determinados de acordo com
os seguintes procedimentos:
Por regressão linear - conforme inicialmente proposto por Nogami e Villibor
A partir da reta traçada no intervalo de ordenadas 5mm ≥ Lf – Ln ≥ 1mm
conforme sugerido posteriormente pelos mesmos autores
A partir da reta traçada no intervalo de ordenadas 6mm ≥ Lf – Ln ≥ 2mm,
incluída pelo Autor do trabalho citado, com o propósito de estudar a forma mais
adequada de obtenção do parâmetro c’.
3 – NOGAMI, J. S., 2003, Comunicação Pessoal (a Marangon) USP. São Paulo/SP
48
Efetuadas as diferenças entre cada valor obtido com base nos procedimentos acima citados
e o valor obtido pela metodologia tradicional, considerando as 48 amostras ensaiadas
resultou, em termos médios: 0,112 para os valores obtidos pela regressão linear; - 0,424
para os valores obtidos pelo segmento de reta no intervalo 5mm. -1mm. e - 0,094 para a
condição do segmento 6mm. – 2mm..
Observa MARANGON (2004), que os valores do parâmetro c’ determinados no intervalo
de diferenças de leitura entre 6mm. ≥ Lf – Ln ≥2mm., apresentaram melhores resultados se
comparados com os valores obtidos no intervalo de diferenças de leitura entre 5mm. ≥ Lf –
Ln ≥1mm., ambos tendo como referência os valores determinados pela Metodologia
Tradicional.
Cita, ainda, que os resultados obtidos a partir de regressão linear, como apresentado por
NOGAMI e VILLIBOR (2000) também apresentam bons resultados porém, sua
determinação, é menos objetiva dependendo muito da interpretação do operador na
visualização do melhor posicionamento gráfico do segmento de reta que mais se aproxima
da regressão, fato já admitido pelos autores.
Afirma Marangon que a determinação desse parâmetro c’ por traçado direto (ou por
interpolação) sobre as curvas Mini-MCV do segmento de reta que une os pontos de
diferença de leituras, é muito mais simples de ser definido e com menor possibilidade de
variação do resultado final entre diferentes operadores. E conclui que os resultados obtidos
indicaram o uso de intervalo 6mm. ≥ Lf – Ln ≥ 2mm. como a opção que mais se aproxima
dos valores obtidos pelo procedimento tradicional.
A Figura 2.11 apresenta exemplo de traçado de segmentos de reta para obtenção do
coeficiente c’ pelos três procedimentos tratados por MARANGON (2004).
49
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
110100
Nº de Golpes
Lf - Ln
1
2
3
4
5
c' por regressão
c' entre ord. 1 e 5
c' entre ord. 2 e 6
Figura 2.11 –Parâmetros c’ determinados por três diferentes procedimentos
Ainda com vistas à redução das operações de compactação e do número de ensaios de
perda de massa por imersão, a Metodologia MCT Simplificada, propõe que, quando a
altura final do corpo de prova compactado, indicar densidade baixa - ou seja, altura final
maior que 48 mm (segundo critério próprio da metodologia) - não há necessidade de se
utilizar a série continua completa, para compactação dos corpos de prova com umidade
superior a que resultou em Mini-MCV nas proximidades de 10 (igual ou pouco abaixo de
10). Nesse caso, já se dispõe de corpos de prova suficientes para determinação da perda de
massa por imersão em água (Pi) que é obtida justamente, para a condição de Mini-MCV
igual a 10.
Para os demais corpos de prova devem-se utilizar apenas séries de 10 e 20 golpes, com
vistas à determinação de d’ e dos parâmetros de compactação: Massa Especifica Aparente
Seca Máxima e Umidade Ótima.
50
Por outro lado, quando a altura final do corpo de prova indicar densidade alta, é necessário
que se utilize a série contínua de golpes, até que se obtenha valores de Mini-MCV nas
proximidades de 15 (igual ou pouco abaixo de 15) com vistas à de determinação da Pi. Os
outros corpos de prova, com baixos teores de umidade podem ser compactados com apenas
10 e 20 golpes, não sendo eles necessários à determinação das Pis. Deve-se ressaltar que os
teores que não são compactados com a série completa, não interferem na determinação do
parâmetro c’.
NOGAMI e VILLIBOR (1995) alertam para os casos de solos de transição quando faz-se
necessário pelo menos três corpos de prova compactados segundo a série crescente, de
forma que se possa caracterizar a curva de Mini-MCVs em função das umidades - o
comportamento laterítico é caracterizado pela curva côncava, e o comportamento não
laterítico por uma linha reta ou convexa.
Os solos de comportamento laterítico geralmente apresentam um decréscimo de Pi com o
aumento do teor de umidade, enquanto que naqueles solos de comportamento não laterítico
ocorre um acréscimo.
MARANGON (2004) registra que, apesar da dificuldade inicial na compreensão da
simplificação do procedimento, a compactação de apenas 3 corpos de prova segundo a
série crescente e dos 2 corpos de prova restantes com 10 e 20 golpes, e a determinação das
perdas de massas por imersão somente para os três primeiros, mostrou-se bastante
interessante do ponto de vista operacional, porquanto se eliminou tanto a compactação
como o ensaio de perda de massa por imersão, de dois corpos de prova.
Com vistas a uma melhor eficiência das operações, o Autor citado propõe observar a
seguinte seqüência:
Compactar de início, o 3º ponto de umidade, tomado como 1º ponto de
compactação - 1º PC; traçar em seguida, sua curva de deformabilidade;
determinar o valor de Mini-MCV, e a altura final (h) do Corpo de Prova
identificando sua densidade: alta (se h < 48 mm) ou baixa (se h > 48 mm).
Compactar o 2º ponto de compactação - 2º PC definido em função do Mini- MCV
do 1º PC, com vistas à obtenção do coeficiente c’ ( por interpolação):
- Toma-se o 2º ponto de umidade se Mini - MCV do 1º PC < 10
- Toma-se o 4º ponto de umidade se Mini - MCV do 1º PC > 10.
51
Caso os dois valores de Mini-MCV encontrem-se acima e abaixo de 10, o
coeficiente c’ já poderia ser determinado. Caso contrário, um novo “ponto de
umidade” seqüencial deve ser compactado.
Compactar o 3º PC definido com base nos dois PCs anteriores.
Caso as alturas dos corpos de prova indiquem densidade alta deve ser escolhido
teor de umidade visando a obtenção de Mini-MCV > 15 e consequentemente a
determinação do valor de Pi.
Caso as alturas indiquem densidade baixa escolhe-se teor de umidade visando
apenas o traçado da curva de aferição do teor de umidade a ser utilizada como
critério de avaliação complementar para os pontos de classificação que fiquem
próximos da fronteira de classes.
Lembra MARANGON (2004) que, para pontos próximos da fronteira de classes, é
sugerido por Nogami e Villibor (1995) considerar os seguintes tipos de
comportamento:
- Laterítico – Se a perda de massa (Pi) decrescer sensivelmente até zero ou for
muito pequeno entre Mini-MCv 10 e 20 e apresentar-se com a curva de
aferição com concavidade para baixo entre Mini-MCV1 e 15.
- Não laterítico – Se a perda de massa (Pi) variar de maneira diferente e
apresentar a curva de aferição sensivelmente retilínea ou com concavidade
para baixo.
Após a seleção dos três CPs para a compactação com a série completa, os outros
dois pontos de umidade restantes são compactados com 10 e 20 golpes, lendo-se
apenas o extensômetro e calculando-se alturas e densidades, com vistas ao traçado
das curvas de compactação utilizando-se os 5 pontos de umidade, conforme
proposto por NOGAMI e VILLIBOR (2000a).
Para os ensaios de Perda de Massa por Imersão em Água devem ser submersos os
CPs compactados segundo a série completa de golpes e nos teores de umidades que
compreendem o intervalo onde o Mini-MCV entre 10 ou 15 (a depender da
densidade) deve estar contido.
MARANGON (2004), apresentou relato das principais dificuldades operacionais
encontradas, no que chamou de primeira etapa da realização dos ensaios da Metodologia
MCT, e as correspondentes medidas para evitá-las:
52
Desconfiguração da seção transversal circular da parcela de 10 mm do CP,
exposta (extraída do cilindro) para fins do ensaio de Pi, atribuída à umidade
elevada do solo compactado, que adere excessivamente às paredes do cilindro.
Recomenda não realizar o ensaio de perda de massa para a citada condição de
umidade, por conta da alteração do volume exposto do CP, e a compactação de
novo CP, com menor teor de umidade.
Fuga de material entre o soquete e o cilindro, na compactação de alguns solos
argilosos, nas condições de umidade próxima ou superior à umidade ótima.
Relata que após visita aos laboratórios da USP, passou a utilizar anel de vedação
de seção triangular na circunferência interna do cilindro de compactação. Observa
ainda que, para cálculo das massas especificas aparentes secas correspondentes a
cada altura do CP bem como do peso de solo referente à saliência exposta para o
ensaio de perda de massa por imersão (utilizada no cálculo da Pi), deve ser levado
em consideração a quantidade de solo correspondente aos volumes dos anéis,
sendo subtraído nestes cálculos o valor de 1121 mm³ para as MEAS e a metade,
560 mm³ para a determinação do Pi.
Excesso de operações na determinação da altura e massa do CP, uma vez que a
massa do solo seco era determinada subtraindo-se os pesos do cilindro, com e
sem o solo compactado, assim como a altura, determinada por subtração entre as
alturas do cilindro e as profundidades do corpo de prova (em relação aos
extremos do cilindro) medidas nos dois extremos do cilindro, obtendo-se assim a
média dos valores. Estes procedimentos foram substituídos pela aferição do
aparelho de compactação para determinação das variações de altura do CP,
utilizando o extensômetro, e a massa dos CPs passou a ser fixada como constante
e igual a 200 gramas já que, com o uso dos anéis de vedação pode-se garantir a
permanência da massa de solo no cilindro.
Inversão no comportamento das leituras do extensômetro ou seja, leitura pouco
menor que a anterior, após aplicação de uma série de golpes, observada quando se
tratava de solos argilosos, em situações de umidade elevada e elevado número de
golpes, próximo do critério de paralisação do ensaio. Creditada à densidade já
elevada do CP e a possível imprecisão do extensômetro, no sentido da
manutenção das medidas em 0,01 mm. Adotou a última das leituras crescentes,
repetida no registro seguinte.
53
Efeito de laminação e desprendimento de placa de solo na imersão. Observou
fissuras paralelas ao topo do CP, na parte saliente (10 mm) da altura, exposta para
imersão que, quando imerso em água apresentaram tendência ao desprendimento
do solo em placas inteiras que permaneciam com a mesma geometria ao se
depositarem no fundo das cubas. Esse efeito foi associado ao fato de que, em
determinada condição de umidade, a extremidade do CP que recebe diretamente
os golpes, sofre um efeito de laminação do solo que leva ao desprendimento em
forma de placa paralela ao topo do CP.
Observou ocorrência de desprendimento em maior número de CPs quando
compactadas segundo a metodologia simplificada, em relação à metodologia
tradicional, porém em ambas as metodologias as ocorrências davam-se em CPs
de baixa umidade e número excessivo de golpes.
Movimento do cilindro durante a compactação, acentuando-se quando da
aplicação de grande número de golpes, chegando a deixar o pistão fora do
cilindro, impedindo a medida correta da altura do CP. Para esse caso, adotou o
procedimento de bater levemente com uma barra de ferro na extremidade superior
do cilindro, fazendo-o retornar a uma posição adequada, não observando a
ocorrência de erros quando comparado os resultados com outros ensaios em que o
fato não ocorreu.
Talvez a principal dificuldade no trato com a metodologia MCT, resulte da necessidade de
manipulação e ordenamento de grande quantidade de dados, operações de cálculos,
curvas, gráficos, tabelas, etc. Todavia, essas condições são sugestivas à utilização de
planilhas eletrônicas automatizadas, e nesse sentido alguns modelos tornaram-se bastante
úteis, a exemplo dos propostos por BARROSO et al. (1999), e posteriormente por
CASTRO (2002).
MARANGON (2004), a partir desses citados modelos de planilha, elaborou uma nova
versão, composta de um conjunto de planilhas eletrônicas integradas, em Excel, nas quais
são tratadas todas as informações do ensaio, com as necessárias correlações, que
possibilitam cálculos e elaboração dos gráficos, de forma automática e compacta,
chegando-se à classificação ou identificação do grupo a que pertence o solo, com pequena
interferência do operador.
54
2.2.7 - A CLASSIFICAÇÃO COM BASE NA RESILIÊNCIA
2.2.7.1 - INTRODUÇÃO
Ao longo de sua vida útil, os pavimentos podem vir a apresentar dois tipos principais de
problemas: ruptura estrutural, devido ao sistema de camadas não suportar o nível de
carregamento imposto pelo tráfego; e perda de serventia; decorrente da natureza repetitiva
da aplicação das cargas e da atuação das intempéries.
BERNUCCI (1995) relata que, no final da década de 1920, a Divisão de Rodovias da
Califórnia estudou os tipos de rupturas de suas rodovias, com base em observações de
campo tendo constatado como principais problemas:
Os deslocamentos laterais dos solos do subleito – pela perda de capacidade de
suporte por absorção de água;
As deformações permanentes diferenciais – devido a baixa energia de
compactação utilizada e
As rupturas – por conta dos excessivos deslocamentos verticais causados por
repetições de carga.
A utilização de camadas granulares sobre subleitos de baixa capacidade de suporte e sem a
devida compactação, aliados a revestimentos de espessura insuficiente, constituíam o
quadro propício à ruptura por fadiga.
Esse quadro teria sido, segundo BERNUCCI (1995), o responsável pelos estudos visando o
desenvolvimento de um índice que fosse capaz de determinar a resistência dos materiais,
ao deslocamento lateral, tipo de ruptura mais freqüente nas rodovias da Califórnia.
Assim surgiu o CBR, que passou a ser utilizado nos métodos de dimensionamento de
pavimentos, entre eles o do Corpo de Engenheiros dos Estados Unidos, como índice de
resistência, correlacionado de forma empírica ao desempenho dos pavimentos. Entretanto,
sabe-se que o CBR não representa adequadamente o efeito das cargas móveis de tráfego
sobre a estrutura de um pavimento, e que materiais com mesmo nível de resistência à
penetração (medido pelo CBR), podem apresentar comportamentos diferentes sob ação de
cargas repetidas.
55
As cargas de tráfego atuam em frações de segundos, com intensidade e freqüência
variadas, envolvendo pequenos deslocamentos, e, dessa forma, se contrapõem à concepção
do índice de resistência CBR, que considera a aplicação lenta, de uma tensão crescente, até
penetração de 0,1 polegadas, de um pistão circular sobre um corpo-de-prova contido em
um cilindro metálico.
As correlações entre CBR e desempenho do pavimento são apenas aproximadas (SEED et
al
4
, 1955, apud SANTOS, 1998).
Assim, segundo BERNUCCI (1995), a mesma Divisão de Rodovias da Califórnia,
considerando a importância dos trincamentos e das rupturas advindas das repetições de
cargas, iniciou, já em 1938, estudos dos deslocamentos verticais dos pavimentos, causados
pela ação da passagem rápida das cargas de rodas, através da colocação de sensores
mecano-eletromagnéticos no corpo dos pavimentos.
A partir de então passou-se a considerar a necessidade de se caracterizar os materiais de
pavimentação sob condições mais próximas possíveis das condições de carregamento, o
que se efetivou a partir da década de 1960 com o desenvolvimento dos ensaios de carga
repetida.
2.2.7
.2 – A RESILIÊNCIA
Qualquer material responde a uma dada solicitação com um deslocamento. Esse tipo de
deslocamento, decorrente de cargas móveis (transientes), apresenta uma parcela plástica ou
permanente – não recuperável – e outra parcela elástica ou resiliente – recuperável - esta
chamada comumente em engenharia rodoviária de deflexão.
O termo “resiliente” deve-se a Francis Hveem que o adotou como forma de diferenciar os
deslocamentos que ocorrem nos pavimentos sob ação das cargas do tráfego, daqueles
observados nos sólidos elásticos como vidro, aço, concreto, etc., de muito menor amplitude
(MEDINA, 1997).
4 – SEED, H. B., CHAN, C. K. and MONISMITH, C. L. (1955). “Effects of Repeated Loading on the
Strength and Deformation of Compacted Clay”. Proceedings Thirty-Fourth Annual Meeting. Highway
Research Board. Pp 541-558
56
MEDINA (1997) esclarece que “resiliência” também significa a energia armazenada num
corpo deformado elasticamente, como uma energia potencial de deformação, a qual é
devolvida quando cessam as tensões causadoras das deformações.
Na Mecânica dos Pavimentos a deformação resiliente é definida como a deformação
elástica recuperável dos solos e das estruturas dos pavimentos, sob a ação de cargas
repetidas.
Hveem, um dos precursores do estudo racional dos pavimentos como uma estrutura em
camadas, desenvolveu em 1946, uma primeira versão de um equipamento que denominou
de “resiliômetro”, capaz de simular em laboratório o efeito da aplicação de cargas nos
materiais. As cargas repetidas aplicadas axialmente com intensidade e freqüência variáveis,
simulam o efeito das cargas das rodas dos veículos em trânsito.
Segundo MEDINA (1997), Francis Hveem desenvolveu, em 1951, o primeiro estudo
sistemático da deformabilidade dos pavimentos. Hveem relacionava o trincamento
progressivo que ocorria nos revestimentos asfálticos com as deformações resilientes das
camadas subjacentes, principalmente do subleito, chegando a estabelecer as máximas
deflexões admissíveis para que os pavimentos tivessem uma vida de fadiga satisfatória.
Os pesquisadores Seed e Fead, da Universidade da Califórnia, desenvolveram, na década
de 1950, um equipamento triaxial dinâmico e estabeleceram técnicas de ensaios de
compressão triaxial com cargas repetidas, com o propósito de determinar o módulo de
resiliencia para fins rodoviários, que serviu de base para os modelos atuais (SANTOS,
1998).
Persiste ainda no Brasil o emprego de metodologia de dimensionamento, que enfoca a
capacidade de suporte dos pavimentos, em termos de ruptura plástica sob carregamento
elástico, retratada através do CBR (ou ISC). Exemplo disso é o método de
dimensionamento de pavimentos flexíveis desenvolvido pelo U. S. Corpo of Engineers,
adaptado por SOUZA (1966 e 1981)
Nesses procedimentos, a resiliência não é considerada, de forma explícita. Apela-se então,
para o estabelecimento de restrições específicas a determinados materiais e estruturas de
pavimentos. Entretanto, isso sempre é feito de modo totalmente empírico.
57
A observação constante de que boa parte da malha rodoviária brasileira de pavimentos
flexíveis vem apresentando fadiga gerada pela contínua solicitação dinâmica do tráfego,
contribuiu para o desenvolvimento dos estudos de resiliência dos materiais de
pavimentação no nosso país.
Os estudos de laboratório sobre resiliência dos solos no Brasil iniciados em 1977 na
COPPE/UFRJ tiveram como referência o Special Report 162 do TRB de 1975 (MEDINA,
1997). O convenio COPPE/UFRJ e IPR/DNER de 1978 possibilitou a intensificação dos
estudos dos solos brasileiros quanto ao comportamento resiliente.
Utilizando-se de equipamentos de ensaios triaxiais e de compressão diametral dinâmicos,
os trabalhos desenvolvidos na COPPE envolveram uma ampla análise paramétrica de
condicionantes de ensaios tais como - umidade de moldagem, massa especifica aparente
seca , pressão confinante, freqüência e duração da tensão desvio - que passaram a ser
divulgados à comunidade através de inúmeras publicações científicas.
À medida que novas considerações sobre as propriedades resilientes dos materiais foram
surgindo, os trabalhos passaram a destacar as marcantes diferenças de comportamento
entre solos tropicais de natureza laterítica e saprolítica (VERTAMATTI, 1988)
Várias teses de mestrado e doutorado, desenvolvidas no país no estudo da mecânica dos
pavimentos, contribuíram para a grande quantidade de informações sobre o
comportamento de ensaios dinâmicos de carga repetida em solos, materiais cimentados e
misturas betuminosas, possibilitando a obtenção de parâmetros de resiliência e modelos de
fadiga adotados em dimensionamento de reforços de pavimentos e de pavimentos novos.
Ao longo dos anos desde o inicio da realização dos estudos pioneiros da resiliência dos
solos brasileiros, tem-se acumulado bastante experiência nesta área e naturalmente têm
sido propostos diversos modelos para o comportamento destes solos quando aplicados em
camadas de pavimentos. A possibilidade de analisar e prever estados de tensão-deformação
de estruturas de pavimentos através de programas computacionais partindo-se de
propriedades dinâmicas expressas em termos de valores de Módulo de resiliência
constituiu-se o principio da nova metodologia.
58
Modernas técnicas de modelagem de dados visando melhor entender fenômenos
complexos dependentes de muitas variáveis, assim como a tentativa de estimar uma
variável dependente em função de outras de mais fácil obtenção, têm levado ao
desenvolvimento de várias técnicas de análise. FERREIRA (2002) fez uso de uma das mais
recentes, a técnica de Redes Neurais Artificiais (RNAs) aplicada no tratamento de toda a
base de dados dos ensaios triaxiais dinâmicos realizados na COPPE/UFRJ.
2.2.7.3 - O MÓDULO DE RESILIÊNCIA
O módulo de resiliência (MR) é definido como a relação entre a tensão desvio σd - obtida
pela diferença entre a tensão axial σ
1
e a pressão de confinamento σ
3
- aplicada axial e
ciclicamente em um corpo de prova, e a correspondente deformação especifica axial,
vertical, recuperável (ou resiliente) εr
MR
=
σd/ εr (2.9)
O módulo de resiliência pode ser determinado, em laboratório, através de ensaios triaxiais
de carga repetida, realizados em corpos-de-prova não saturados, geralmente em condições
de drenagem livre, para evitar variações nas pressões neutras, em vários níveis de tensão -
compatíveis com os encontrados nos pavimentos - eliminando-se o efeito da história de
tensões em seu comportamento.
Quando da aplicação da carga, a deformação total observada tem uma componente
recuperável (resiliente), pois ocorre no regime elástico e outra irrecuperável ou permanente
(plástica). É a deformabilidade elástica ou resiliente que condiciona a vida de fadiga das
camadas mais rijas dos pavimentos sujeitas a flexões sucessivas.
A maioria dos materiais utilizados na pavimentação (solos, materiais britados, etc.), não
apresentam comportamento elástico linear, dessa forma seus módulos resilientes
dependem do estado de tensões atuante. A determinação dos módulos resilientes deve
sempre ser realizada após a aplicação de um número mínimo de repetições de carga,
destinado a eliminar as deformações permanentes que ocorrem nos primeiros
carregamentos e reduzir o efeito da história de tensões, e a partir do qual as deformações
elásticas permanecem praticamente constantes para cada nível de tensão.
59
A freqüência da aplicação de carga é definida pelas condições de tráfego, enquanto o
tempo de aplicação de carga é função da velocidade dos veículos e da profundidade das
camadas do pavimento.
VERTAMATTI (1988) ressalta que o módulo de resiliência é pouco influenciado por
variações de freqüência na faixa de 20 a 60 ciclos por minuto e durações de carregamento
de 0,86 a 2,86 segundos, quando em condições de umidade em torno da ótima,
recomendando não desviar a umidade de moldagem acima de 1% da ótima e de preferência
ficar pouco abaixo dela. São utilizados modelos matemáticos para expressar a relação
experimental que descreve o comportamento dos módulos de resiliência em função da
pressão de confinamento e da tensão desvio.
Os solos granulares (pedregulhosos e/ou arenosos) e os solos finos (siltosos e/ou argilosos)
apresentam-se de forma distinta, em relação às suas propriedades mecânicas, quando
submetidos a carregamentos estáticos. De igual forma comportam-se quando submetidos a
ensaios triaxiais dinâmicos.
Segundo MEDINA (1997), o módulo resiliente depende tanto da natureza do solo isto é, da
sua mineralogia, textura, plasticidade etc., como da sua umidade, peso específico e
principalmente das condições de carregamento e estado de tensões.
Os resultados dos ensaios triaxiais dinâmicos indicam que, em geral, o módulo de
resiliência dos solos arenosos depende principalmente da pressão de confinamento (σ
3
) e
no caso dos solos argilosos depende principalmente da tensão desvio (σ
d
).
Segundo VERTAMATTI (1988), no caso de materiais granulares, as areias uniformes
possuem maior M
R relativo, sendo este influenciado também pela natureza da fração fina
presente – se argilosa o faz crescer e se siltosa o faz diminuir, principalmente sendo
micácea. Já para solos argilosos e siltosos, quanto maior a percentagem de silte na fração
fina, menor a sensibilidade do módulo às variações de tensão desvio.
PREUSSLER (1978) apresentou vários fatores que podem afetar o comportamento
resiliente dos solos granulares, tais como: pressão confinante, relação de tensões (σ
1
/ σ
3
);
número de repetições, duração e freqüência de aplicação da tensão desvio; história de
tensões;; tipo, tamanho máximo e graduação (% que passa na peneira nº 200) do agregado;
densidade e umidade de compactação; grau de saturação; temperatura.
60
Afirma PREUSSLER (1978) “quando um determinado solo não coesivo (areia ou
pedregulho) é submetido a um carregamento repetido, grandes deformações permanentes
ocorrem durante os primeiros ciclos da carga, como conseqüência de movimentos relativos
entre partículas ou fraturas das mesmas nos pontos de contato. Com a repetição do
carregamento, o material adquire rigidez e as deformações permanentes, ao final de cada
ciclo de carga aplicada, diminuem até tornarem-se muito pequenas ou nulas. A partir desse
instante o solo apresenta um arranjo estável de partículas e um comportamento quase
elástico no sentido de que toda a deformação nele causada pelo carregamento é recuperável
quando este é retirado. Nestas condições o módulo do material torna-se aproximadamente
constante”.
No que se refere aos solos finos coesivos, SVENSON (1980) analisou parâmetros que
afetam seu comportamento resiliente, com base em estudos do Prof. Seed e seus
colaboradores em Bekerley na Universidade da Califórnia, sendo eles: intensidade de
tensão; umidade de compactação e peso especifico aparente seco; método de compactação;
tempo de cura (tixotropia); intervalo entre aplicações de carga; número de aplicações de
carga; história de tensões; duração da aplicação de carga.
2.2.7.4 – OS MODELOS TENSÃO - DEFORMAÇÃO
A partir dos resultados de ensaios triaxiais dinâmicos, muitos pesquisadores têm
desenvolvido estudos no sentido de obter modelos que representem o comportamento
tensão – deformação de solos granulares e coesivos.
O modelo mais utilizado para solos granulares, expressa o módulo de resiliência em
função da pressão de confinamento (σ
3
) utilizando-se das constantes K
1
e K
2
, que devem
ser determinadas experimentalmente, a partir do ensaio triaxial de carga repetida:
MR = K
1
σ
3
K
2
(2.10)
Para os solos argilosos, o modelo conhecido como bi-linear indica que abaixo de um
determinado nível de tensão desvio, os valores do módulo aumentam a uma razão bem
superior a que se verifica para tensões desvio acima dele. O modelo utiliza as constantes
K
1
, K
2
, K
3
e K
4
, da seguinte forma:
61
MR= K
2
+ K
3
(K
1
-
σ
d
), para σ
d
< K
1
(2.11)
MR= K
2
+ K
4
(σ
d
-K
1
), para σ
d
< K
1
(2.12)
Esse modelo foi por muito tempo bastante utilizado chegando a fazer parte da Norma ME
131 (DNER, 1994). Sua utilização entretanto, esbarrava nas dificuldades de se determinar
o ponto em que as retas se interceptam e consequentemente as constantes do modelo bi-
linear.
Diante disso, passou-se a empregar o modelo proposto por SVENSON (1980), que
recomendava a utilização para os solos argilosos, de modelo semelhante ao que já se
empregava para solos arenosos, apenas substituindo σ
3
por σ
d
, ou seja:
MR = K
1
σ
d
K
2
(2.13)
O modelo proposto por ARANOVICH (1985), conhecido como combinado ou misto,
considera a influência conjunta das tensões desvio e da pressão confinante no valor do
modulo de resiliência. É expresso por duas equações e cinco constantes, da seguinte forma:
MR = K
2
+ K
3
(K
1
-
σ
d
)σ
3
K
5
, para σ
d
< K
1
(2.14)
MR = K
2
+ K
4
(σ
d
-K
1
)σ
3
K
5 ,
para σ
d
< K
1
(2.15)
Esse modelo foi proposto com base nos resultados dos ensaios triaxiais de um grande
número de solos lateríticos, provenientes das camadas dos pavimentos de rodovias vicinais
dos estados de Goiás, Paraná, São Paulo, e Mato Grosso do Sul, quando de uma pesquisa
financiada pelo BNDES (BNDES, 1985), desenvolvida sob a coordenação de Aranovich.
Um outro modelo utiliza o primeiro invariante de tensões (θ) no cálculo do módulo de
resiliência, e considera todas as tensões principais aplicadas . É conhecido como Modelo
K- θ e expresso por:
MR=K
1
θ
K
2
(2.16)
62
Pode-se também considerar módulo de resiliência constante, ou seja, não variável com o
estado de tensões, simulando comportamento elástico linear, que pode ser observado em
alguns materiais utilizados em pavimentação:
MR= K (2.17)
MACÊDO (1996) propôs modelo, denominado de modelo composto, que apresenta a
comodidade de não exigir a definição prévia do comportamento resiliente dos solos em
função de sua granulometria, porquanto considera a influência tanto das pressões
confinantes como das tensões desvio, para todos os materiais
MR= K
1
σ
3
K
2
σ
d
K
3
(2.18)
Além da vantagem da consideração conjunta de σ
3
e σ
d
, vários pesquisadores têm
constatado que os coeficientes de correlação R², obtidos com a utilização do modelo
composto atingem valores acima de 0,90, bastante superiores àqueles auferidos para os
demais modelos considerados.
FERREIRA (2002) com base na já citada análise do banco de dados da COPPE/UFRJ,
chegou a afirmar que “é incontestável a supremacia do modelo composto sobre os demais.
Este modelo além da óbvia vantagem de poder ser utilizado para qualquer tipo de material
não tratado quimicamente, demonstrou ser capaz de determinar o valor do módulo de
resiliencia com precisão muito superior aos outros, tornando-os totalmente obsoletos”.
Todos os modelos citados encontram-se relacionados na Tabela 2.06, na qual os valores
numéricos da primeira coluna representam os códigos dos modelos empregados no
programa de cálculo de tensões-deformações, conhecido como FEPAVE.
2.2.7.5 – AS PROPOSTAS DE CLASSIFICAÇÃO RESILIENTE
MEDINA e PREUSSLER (1980), depois PREUSSLER e PINTO (1982) e MEDINA
(1988 e 1989) desenvolveram tentativas de classificação dos solos com base no valor do
modulo de resiliência (apud MOTTA, 1991).
63
Tabela 2.06 – Modelos tensão versus deformação mais utilizados para expressar
módulos de resiliência
O Manual de Pavimentação do DNER (1996) apresenta procedimento de classificação de
solos, denominado Classificação Resiliente, que utiliza resultados de módulos de
resiliência, expressos por modelos de comportamento elástico não linear.
Essa classificação emprega características de granulometria para distinguir os solos
granulares - considerados como aqueles que apresentam menos de 35% em peso de
material passando na peneira Nº 200 (0,075 mm) - dos solos finos - aqueles com mais de
35% passantes em peneira de mesma malha.
Para os solos tidos como granulares, representados pelo modelo MR = K
1
σ
d
K
2
,
distinguem-se três classes - A, B e C – com as seguintes características básicas:
Classe A engloba os solos de grau de resiliência elevado, e portanto não devem
ser empregados em camadas de pavimentos e, mesmo quando compondo o
subleito, são sempre de péssima qualidade.
64
Os solos da classe B apresentam resiliência moderada ficando sua utilização
condicionada ao valor assumido por K
2
: se K
2
menor que 0,50 espera-se bom
comportamento, caso contrario, K
2
> 0,50, sua utilização passa a depender da
espessura da camada e da qualidade do subleito.
Os solos classe C por sua vez, podem ser empregados em qualquer camada do
pavimento, tendo em vista que apresentam baixo grau de resiliencia e portanto
produzirão estruturas com deflexões consideradas baixas.
Na Figura 2.12 são apresentados os limites das classes A, B, e C de conformidade com o
modelo MR = K
1
σ
3
K
2
Figura 2.12 – Classificação resiliente de solos granulares (DNER, 1996)
Quanto aos solos finos, considerados aqueles com mais de 35% passando na peneira nº
200, foram distinguidos três diferentes “Tipos”: I, II e III, representados pelo modelo bi-
linear, constante da Figura 2.13, e expressões 2.11 e 2.12, com as seguintes características
básicas:
65
O solo Tipo I possui bom comportamento quanto à resiliencia, pode ser
empregado em terraplenagem, como componente do subleito de pavimentos e em
alguns casos até como camada de sub-base.
O solo do Tipo II é de comportamento regular com relação à resiliencia e pode
estar presente no subleito e até na camada de reforço do subleito.
O solo Tipo III é de comportamento ruim quanto à resiliencia, não deve ser
utilizado nas camadas do pavimento e mesmo quando presente no subleito deve
ser objeto de estudos especiais.
Na Figura 2.13 tem-se a representação do comportamento dos solos finos classificados por
PREUSSLER e PINTO (1982), nos Tipos I, II e III e constantes do Manual de
Pavimentação do DNER (1996).
Figura 2.13 - Classificação resiliente dos solos finos (DNER, 1996)
PREUSSLER e PINTO (1982), com base nos resultados de ensaios em amostras coletadas
dos pavimentos de rodovias federais brasileiras, apresentaram equações através das quais
pode-se estimar os módulos de resiliência (MR) de solos finos, conforme os tipos I, II e III,
acima citados e constantes da Figura 2.13, que, transformadas em modelo logarítmico, se
exprimem em função da tensão desvio - σ
d,
- através dos modelos a seguir:
66
Tipo I MR = 4874σ
d
-1,129
(kgf/cm²) (2.19)
Tipo II MR = 1286σ
d
-0,5478
(kgf/cm²) (2.20)
Tipo III MR = 530 (kgf/cm²) (2.21)
Tendo em vista as situações em que não é possível a determinação do módulo de
resiliência, o Manual de Pavimentação do DNER (1996) fornece procedimento
denominado “Método Indireto”, com a possibilidade de se efetuar a classificação dos solos
finos, considerando a percentagem de silte (S%) em sua fração fina (ou seja, fração que
passa na peneira Nº 200) e o valor do CBR, conforme mostrado na Tabela 2.07:
Tabela 2.07 – Classificação dos solos finos pelo método indireto (DNER, 1996).
Acerca dos procedimentos das classificações resilientes, tanto de solos granulares como de
solos finos, RAMOS (2003), alerta que, sendo o módulo de resiliência um parâmetro
vinculado ao comportamento tensão-deformação do solo, não é um índice próprio para
definir agrupamentos de solos, especialmente quando representa comportamento elástico
não linear.
Não é valor intrínseco do material, nem propriedade índice, tendo em vista que varia com a
forma de obtenção, com as características de moldagem do corpo de prova, com a energia
e muitos outros parâmetros.
Quando se utiliza os princípios da mecânica dos pavimentos, considera-se a estrutura
formada por um sistema de camadas e cada material é considerado como componente
dessa estrutura.
67
Uma das grandes vantagens do uso dos métodos mecanísticos de dimensionamento é não
partir a priori de restrições quanto aos materiais, o que de certa forma é o que se pretende
com qualquer classificação. Muitos autores referem que os ensaios dinâmicos não são
indicados para “especificações” genéricas, devendo sim compor as exigências de
especificação de cada projeto.
2.2.7.6 - O ENSAIO TRIAXIAL DINÂMICO
O ensaio triaxial dinâmico, como procedimento de avaliação das propriedades mecânicas
dos materiais, busca simular em laboratório, as condições de solicitação impostas aos
pavimentos, embora reconheça-se, a solicitação dinâmica dos pavimentos e do subleito,
sujeitos a cargas de diferentes intensidades e freqüências variáveis ao longo do dia e do
ano, é de simulação difícil.
A metodologia DNER (1994, ME -131/94), Solos – Determinação do Módulo de
Resiliência descreve os procedimentos para realização do ensaio triaxial dinâmico, com
objetivo de determinação do módulo de resiliência em amostras de solo.
O equipamento, cujo esquema é apresentado na Figura 2.14, consta basicamente de um
cilindro de pressão onde um sistema de ar comprimido com manômetros e válvulas
permite aplicar a pressão confinante (σ
3
) e a tensão desvio (σ
d
). Um temporizador (timer)
atua na válvula de três vias (three way) regulando o tempo de atuação da pressão de ar e o
intervalo de aplicações sucessivas através de ligações do cilindro de pressão com o
cabeçote (top cap) dentro da câmara de compressão. Pode-se aplicar cargas à freqüência de
até 3 Hz (ou 3 ciclos por segundo) e duração de, no mínimo 0,1 s. É adotada a freqüência
de 1 Hz com pulso de duração de 0,1 s.
A medição dos deslocamentos verticais, da ordem de 0,01 mm, sob o carregamento de
compressão alternado não se pode fazer com extensômetro mecânicos comuns. Utilizam-se
transdutores mecano-eletromagnéticos do tipo LVDT (linear variable differential
transformer) presos em alças ou braçadeiras leves – de alumínio ou acrílico – no terço
médio do corpo de prova ou presos no cabeçote e na base.
68
Figura 2.14 – Esquema geral do equipamento utilizado nos ensaios triaxiais
(Medina, 1997)
As normas da AASHTO TP 46/94 e do DNER (1994, ME 131/94) preconizam que o corpo
de prova tenha formato cilíndrico e dimensões tais que a relação altura/diâmetro seja
aproximadamente igual a dois.
A granulometria do material é fator importante na seleção das dimensões do corpo de
prova a utilizar. De acordo com a norma DNER (1994, ME - 131/94), o diâmetro do corpo
de prova deve ser no mínimo igual a quatro vezes o diâmetro máximo da partícula do solo
a ser ensaiado.
A norma AASHTO TP 46/94 recomenda que materiais com menos de 70% de grãos que
passam na peneira Nº 10 (2,00mm) e com índice de plasticidade menor ou igual a dez,
sejam moldados para o ensaio triaxial cíclico, em corpos de prova cilíndricos com diâmetro
de 15cm e altura de 30cm.
69
CLAROS et al. (1990) e MOTTA et al. (1990) sugerem que o diâmetro mínimo do corpo
de prova deve ser de cinco vezes o diâmetro máximo dos grãos dos solos. Com o objetivo
de estudar o efeito da granulometria e do tamanho do corpo de prova no valor do módulo
de resiliência. MOTTA et al. (1990), ensaiaram corpos de prova de 5, 10 e 15 cm de
diâmetro, constatando que as amostras de solos moldados nos cilindros de 5 cm de
diâmetro perderam 23% da parte grossa da sua granulometria por terem sido moldados
somente com partículas menores ou iguais a 1/5 do diâmetro do molde; já os corpos de
prova de 10 e 15 cm de diâmetro tiveram 4% de sua parte grossa desprezada.
Concluíram os Autores acima citados que os corpos de prova de 10 e 15cm de diâmetro
são mais indicados para ensaiar materiais granulares lateríticos ou não e ainda que, os
cilindros de 5cm de diâmetro fornecem valores de módulo resiliente entre 2,5 e 3,5 vezes
mais elevados, quando comparados a valores obtidos com cilindros de maior diâmetro.
Quanto à preparação do corpo de prova, tratando-se de amostra deformada de solo, devem
ser executados os procedimentos prévios de secagem, destorroamento, quarteamento,
peneiramento – a abertura de malha é determinada pelas dimensões do corpo de prova -
adicionamento de água e homogenização da umidade, sendo a quantidade de água obtida a
partir da umidade ótima do ensaio de compactação, descontada a quantidade
correspondente à umidade higroscópica.
Para garantir a distribuição homogênea da umidade, a amostra deve ser acondicionada em
saco plástico hermeticamente fechado e disposta em câmara úmida por um período mínimo
de 12 horas.
A compactação é realizada normalmente por impacto, para a energia desejada – normal,
intermediária ou modificada – em cilindro tripartido de aço que é posteriormente removido
e o corpo de prova envolto em membrana de borracha posicionado sobre pedra porosa na
base do equipamento, fixando-se a membrana de borracha por meio de elásticos na base e
no topo (cabeçote) do equipamento.
Pela pedra porosa entre a base do corpo de prova e o pedestal, pode-se fazer o vácuo
durante a montagem, e na aplicação das cargas pode-se medir a poro pressão se o corpo de
prova estiver embebido.
70
Os ensaios drenados são comumente usados por simularem melhor as condições de campo.
No entanto, como os materiais costumam trabalhar parcialmente saturados, é difícil medir
a pressão negativa da água nos poros (sucção) e trabalhar com pressões efetivas. Os
resultados são expressos em termos de tensões totais.
Fixados os LVDTs, no terço médio do corpo de prova ou na base e topo, fazem-se os
ajustes preliminares, a colocação do invólucro cilíndrico e tampo superior da câmara,
presos através dos parafusos externos e o ajuste fino dos transdutores cujas leituras digitais
são fornecidas por sistema de computador.
Os ensaios traxiais cíclicos devem ser executados em duas etapas:
A primeira, designada de condicionamento da amostra, faz-se a aplicação de
seqüências de carregamentos dinâmicos com a finalidade de eliminar as
deformações permanentes que ocorrem nas primeiras aplicações de carga e
reduzir o efeito da história de tensões.
A segunda corresponde ao ensaio propriamente dito, quando são aplicados os
ciclos de carregamentos e medidos os deslocamentos correspondentes.
A fase de condicionamento dos ensaios realizados atualmente no Laboratório de Geotecnia
da COPPE/UFRJ, empregam-se três ciclos de carga de 500 golpes cada, com os seguintes
pares:
Ciclo 01: Pressão confinante de 0,07 MPa e tensão desvio de 0,07 MPa;
Ciclo 02: Pressão confinante de 0,07 MPa e tensão desvio de 0,21 MPa
Ciclo 03: Pressão confinante de 0,105 MPa e tensão desvio de 0,31 MPa..
Já o ensaio propriamente dito, utiliza os pares de pressão confinante e tensão desvio,
especificados na norma DNER (1994, ME 131/94), para solos arenosos, apresentados na
Tabela 2.08.
71
Tabela 2.08 – Pares de pressões confinantes e tensões desvio utilizados nos ensaios
triaxiais
Tensão
Confinante;σ
3
Tensão desvio σ
d
Razão de tensões
(Mpa) (Mpa) σ1 / σ3
0,021 2
0,021 0,041 3
0,062 4
0,034 2
0,034 0,069 3
0,103 4
0,051 2
0,051 0,103 3
0,155 4
0,069 2
0,069 0,137 3
0,206 4
0,103 2
0,103 0,206 3
0,309 4
0,137 2
0,137 0,275 3
0,412 4
2.3 – A DEFORMAÇÃO PERMANENTE.
O mecanismo da deformação permanente dentro de um meio granular dá-se por
escorregamento entre grãos. O afundamento de trilha de roda nos pavimentos está
associado ao acumulo de deformação vertical permanente desenvolvido em cada camada
do pavimento. Ao contrário do que ocorre em outros países, a deformação permanente não
se constitui o principal defeito dos pavimentos flexíveis no Brasil. Aqui são mais
freqüentes os trincamentos da camada de revestimento, devido à natureza cíclica dos
carregamentos do tráfego, que provocam flexões alternadas da camada asfáltica, mais
rígida, apoiada em camadas granulares, geralmente bastante deformáveis elasticamente.
Todavia, na determinação da espessura de um pavimento deve-se considerar
conjuntamente as condições de deformação elástica e plástica, tendo em vista que também
ocorrem deformações permanentes (irreversíveis) nos pavimentos, seja nas trilhas de rodas
dos caminhões nas estradas, nos corredores de ônibus das vias urbanas ou nos pátios de
estacionamento com revestimentos asfálticos, constituindo-se em defeito estrutural
indesejável ao bom desempenho do pavimento e portanto sua magnitude deve ser limitada.
72
Vale ressaltar que o afundamento de trilha de roda, verificado em corredores de ônibus dos
centros urbanos, está muito mais relacionado às características inadequadas da mistura
asfáltica (fluência excessiva) do que ao acúmulo de deformações permanentes.
Já se disse de outra forma, neste trabalho, que o método de dimensionamento de
pavimentos flexíveis do DNER, determina as espessuras das camadas com vistas a
controlar as tensões cisalhantes que chegam ao subleito, cujas propriedades mecânicas são
estabelecidas em função CBR que, como ensaio de resistência à penetração não consegue
reproduzir as reais condições das cargas de tráfego.
Os defeitos de afundamentos excessivos de trilha de roda são freqüentemente evitados à
custa da utilização de camadas espessas, por conta das exigências das especificações
brasileiras, especialmente no que diz respeito à CBR mínimo e IP máximo, além da prática
de determinação do CBR em corpos de prova saturados, durante quatro dias, o que se
mostra incompatível com as condições climáticas dos ambientes tropicais.
Segundo MEDINA (1997), a experiência brasileira tem constatado que nos pavimentos de
rodovias bem projetadas e construídas com dispositivos de drenagem eficientes, a umidade
de equilíbrio chega a, no máximo, o valor da umidade ótima do ensaio de compactação
Proctor Normal. Dessa forma, procedimentos mecanísticos de dimensionamento de
pavimentos, devem ser sempre empregados como forma de se fazer uso “racional” das
características dos materiais disponíveis .
A deformação permanente total de um pavimento pode ser obtida com base nas
contribuições de todas as camadas e do subleito. Conhecendo-se as relações entre as
tensões atuantes em cada material e suas deformações permanentes - relações estas que
podem ser obtidas em laboratório - e com base nas tensões atuantes em cada uma das
camadas, pode-se obter as deformações permanentes em cada camada e posteriormente a
deformação total. A HRB (1962) apud MEDINA (1997) observou, através de ensaios
realizados na pista experimental da AASHTO, a contribuição de cada camada na
deformação permanente:
Revestimento asfáltico - 32%
Base de brita - 4%
Sub-base - 45%
Subleito - 9%
73
Nesse mesmo experimento foi verificado que a densificação causada pelo tráfego foi
responsável por 20% da deformação permanente do revestimento de concreto asfáltico e
por 4% da deformação permanente da sub-base.
MOTTA (1991) descreve duas maneiras de controlar as deformações permanentes, como
critério de projeto:
Limitar a tensão vertical máxima atuante no subleito, considerada a camada de
menor resistência ao cisalhamento, em função do CBR ou da tensão desvio de
ruptura obtida em ensaios estáticos tipo UU.
Limitar a deformação resultante do somatório das deformações permanentes de
cada camada, ou seja admitir um valor de máximo para o afundamento de trilha
de roda.
A deformação permanente de um solo pode ser avaliada em laboratório através de ensaios
triaxiais de cargas dinâmicas, realizado em corpos de prova compactados nas condições de
umidade ótima pré-determinada, aplicando-se tensões - desvio e confinante – compatíveis
com as condições previstas para utilização no campo, em número muito elevado de ciclos.
A utilização do número adequado de ciclos de carregamento elimina a necessidade de
extrapolação dos resultados, cuja tendência é de superestimá-los.
GUIMARÃES (2001) cita diversos modelos matemáticos de previsão da deformação
permanente em solos, dentre eles o modelo proposto por MONISMITH et al (1975),
largamente empregado e que representa bem o comportamento da deformação permanente,
tanto de solos granulares como de solos finos, ressaltando entretanto, alguns aspectos que
devem ser observados:
Geralmente se obtém os parâmetros do modelo para até 100.000 ciclos de carga.
Nesses casos as extrapolações das deformações permanentes para valores
superiores, tendem a ser superestimados;
Diversos fatores influenciam os parâmetros do modelo, tais como: umidade e
energia de compactação, estado de tensões, freqüência das cargas, número de
ciclos, dimensões do corpo de prova, etc.;
A correta aplicação do modelo depende de uma seqüência adequada de ensaios de
laboratório.
74
Segundo o citado autor, grande parte da experiência brasileira no estudo da deformação
permanente em solos está embasada no modelo de MONISMITH et al (1975). Esse modelo
relaciona a deformação axial específica permanente com o número de aplicações de carga
da seguinte forma:
εp=A.N
B
(2.22)
Onde:
εp - deformação axial especifica permanente ou plástica, acumulada
A e B - coeficientes determinados experimentalmente
N - número de aplicações de carga.
Vale registrar as observações de CARDOSO (1988) quando do estudo de solos lateríticos
granulares da região de Brasília:
O solo na condição de umidade ótima tem as deformações plásticas minimizadas;
a tensão desvio tem grande influência no desenvolvimento das deformações
plásticas;
O comportamento dos solos quanto às deformações permanentes é influenciado
pela relação entre pressão confinante e tensão desvio - σ
3
/ σ
d
– de forma que as
deformações permanentes decrescem com o aumento da relação σ
3
/ σ
d
até a faixa
de 0,4 a 0,6, e a partir daí começam a crescer;
Os ensaios de deformação permanente podem ser interrompidos ao nível de
20.000 repetições de carga sem grande comprometimento da acurácia na
determinação dos coeficientes “A” e “B”.
Ressalve-se que essa última afirmação é contestada por GUIMARÃES et al (2004),
considerando que depende das características do solo e das tensões aplicadas.
A evolução das deformações permanentes das camadas do pavimento após um número
elevado de aplicações de carga, pode conduzir à ruptura ou chegar à estabilização. O
conhecimento dessa evolução é importante em projetos de pavimentos novos e, mais ainda,
em reforço de pavimentos, na medida em que grande parcela de seus projetos não
estabelece modificações das camadas de solo do pavimento existente.
75
A estabilização das deformações permanentes após certo número de aplicações de carga
denomina-se “shakedown”. Quando ocorre esse acomodamento das deformações plásticas,
é necessário ajustar o modelo de MONISMITH et al (1975), especialmente a constante de
inclinação, para melhor adaptação aos dados do ensaio.
Emprega-se uma primeira equação do modelo até o número de ciclos correspondente ao
inicio do acomodamento das deformações ou shakedown (N
SD
) e, a partir daí uma segunda
equação é utilizada tendo em vista que a deformação permanente pode ser aproximada por
uma reta de declividade muito pequena ou nula.
ε
p
= A.N
B
para N ≤ N
SD
(2.23)
ε
p
= C.N + D para N > N
SD
(2.24)
2.4
- INFLUÊNCIA DA UMIDADE
As mudanças de estado dos materiais, decorrentes de variações das condições climáticas e
hidrológicas, devem ser consideradas quanto à intensidade e duração.
As variações sazonais dos índices pluviométricos, provocam variações nas condições de
umidade dos materiais das camadas e do subleito de um pavimento, alterando seus
desempenhos.
Muitos pesquisadores têm destacado através de estudos de laboratório, que, mudanças do
teor de umidade dos solos, principalmente solos finos, resultam em variações no nível de
saturação que conduzem a alterações de resistência e das propriedades resilientes.
Os solos lateríticos, mesmo os tipos mais argilosos, apresentam curva de compactação
geralmente com pico bem definido e grande inclinação do ramo seco. Essa característica
tem grande importância nas condições de compactação, tendo em vista que pequenas
alterações de umidade podem resultar em variações significativas de massa especifica
aparente e por conseguinte de comportamento do solo no campo.
76
Na medida em que o teor de umidade nos solos argilosos aumenta o MR diminui para
qualquer estado de tensão (EDIL e MOTAN 1979; MEDINA e PREUSSLER 1980;
ELLIOT e THORNTON, 1988; JIN et al 1994; THADKMALLA e GEORGE, 1995;
BERNUCCI 1997 e 1998, GEHLING et al 1997; DRUMM et al 1997; etc.). Elevações de
umidade, além da umidade ótima, causam grandes variações de módulo de resiliência dos
solos finos (PARREIRA et al., 1998; GONÇALVES, 1999 e PEREIRA e PEJON, 2002).
Ocorrem variações da pressão de sucção do solo por conta de variações de sua umidade.
Sucção é a poro-pressão negativa (inferior à pressão atmosférica) da água do solo, in situ
ou da amostra indeformada do solo, e está diretamente relacionada à capacidade do solo de
atrair ou reter água, no estado líquido ou de vapor.
A curva que expressa a relação entre umidade ou grau de saturação e a sucção, denominada
de curva de retenção ou curva característica de umidade, pode ser obtida em laboratório
com base nos métodos tradicionais de ensaios de sucção: placa de sucção, membrana de
pressão e dessecador a vácuo. Em geral a curva de retenção apresenta histerese conforme
seja obtida por secagem ou umedecimento do solo.
CERATTI et al. (1996) utilizou transdutores miniatura, inseridos nos corpos-de-prova
compactados, para medições de sucção durante os ensaios de módulos de resiliência de
uma argila vermelha de comportamento laterítico. O citado Autor concluiu que é possóvel
relacionar o módulo de resiliência e a sucção com base na curva característica do solo.
A variação do teor de umidade de um solo natural depende da pluviosidade e da
evapotranspiração. MEDINA (1997) ressalta que a água da chuva pode atingir o subleito
de um pavimento através dos acostamentos, especialmente os não revestidos, por
infiltração não captada pelos drenos, através das trincas e juntas não vedadas e dos poros
das superfícies envelhecidas. Variações de umidade do subleito podem decorrer de
oscilações de lençóis freáticos pouco profundos, em razão do acesso das águas da chuva.
Porém a forte evaporação nos climas quentes tende a minorar a ação destrutiva da água.
Segundo VASWANI (1975), além da contribuição gerada por precipitações pluviométricas
e pela temperatura, o teor de umidade do subleito varia com a topografia do terreno onde a
estrada está implantada. Essa variação ocorre de maneira diferenciada dependendo se a
seção analisada situa-se em corte ou em aterro.
77
No caso de um solo compactado, recoberto pelas camadas de um pavimento é de se esperar
algumas modificações do teor de umidade inicial de compactação até o solo entrar em
equilíbrio hídrico. O pavimento dificulta tanto as trocas por evaporação como o acesso das
águas pluviais por infiltração (MEDINA, 1997).
Tem-se observado nas rodovias federais e estaduais bem projetadas, bem construídas e
com bom funcionamento dos dispositivos de drenagem, umidades de equilíbrio que podem
ser consideradas igual no máximo ao teor de umidade ótimo do ensaio de Proctor Normal
de compactação (MEDINA, 1997).
SOUZA et al
5
(1977, apud BERNUCCI, 1995), apresentaram análise de desempenho de 26
seções de pavimentos no Brasil, constatando umidade natural sempre inferior à ótima nas
camadas de base; praticamente sempre inferior à ótima nas sub-bases; e na maior parte das
vezes próxima ou ligeiramente inferior à ótima nos subleitos.
A pesquisa de avaliação estrutural de pavimentos, desenvolvida pelo IPR de 1979 a 1984,
estudou a sazonalidade das deflexões em 53 trechos experimentais de estradas, em 10
estados brasileiros. Foram abertos quatro poços por trecho - dois na estação chuvosa e dois
na estação seca. Em 11 trechos a umidade do subleito permaneceu invariável; para as
demais, o efeito da sazonalidade foi verificado insignificante quanto a variações de
umidade refletidas na deflexão. Numa das regiões verificou-se que a umidade média de
cada trecho era tanto maior quanto maior a deflexão. Entretanto, não se detectou o efeito
sazonal, seja aumento da deflexão ou da umidade in situ, na estação chuvosa em relação à
estação seca.
Na pesquisa sobre lateritas como material de pavimentação empreendida pela USAID em
três regiões do mundo tropical – sudeste da Ásia, Gana no Oeste da África e Brasil – ficou
patente que as umidades in situ das camadas de base e sub-base da laterita são quase
sempre inferiores aos teores ótimos de compactação.
_________________________________________________________________________
5 – SOUZA, M. L., MAGALHÃES, J. P., SILVA, R. B. and SCHLOSSER, R. C. J. (1977) “Pavement
Performance Analysis and Attempt to Reevaluate Flexible Pavement Design Criteria Adopted by Brazil’s
National Highway Department” VIIIth Int. Road Fed. World Meeting 16-21 oct, pg 41-45. Tokyo, Japan.
78
O Road Note 31
6
(1977, apud MEDINA, 1997) relata que ”na maioria dos paises tropicais
se a drenagem for adequada do ponto de vista da engenharia, raramente o teor de umidade
do subleito é superior ao teor ótimo de compactação. Na verdade os subleitos são em geral
mais secos e mais resistentes dos que os de paises temperados”.
VILLIBOR (1981) estudando pavimentos construídos com solos arenosos finos lateríticos
no Brasil verificou que os teores de umidade da camada de base estão compreendidos no
intervalo de 55% a 110% da umidade ótima. Em 90% dos trechos estudados na parte
superior da Base – 0 a 5cm – os teores de umidade apresentam-se inferiores a 80% da
umidade ótima enquanto que na parte inferior – 5 a 15 cm estes teores variam entre 80% e
100% da referida umidade. De modo geral os teores de umidade de trabalho do pavimento
encontram-se abaixo da umidade ótima de laboratório mesmo em períodos de chuva.
BERNUCCI (1995) e BERNUCCI et al (2000) afirmam que em certas regiões do Brasil
pode-se garantir que, decorrido certo tempo a umidade da base é inferior a de
compactação. Ressalta entretanto, que a eventual penetração de água pluvial, pode causar
elevação da umidade e sendo o solo expansivo, a resistência cai, causando deformações
que comprometem o desempenho do pavimento ou até mesmo leva à ruptura. Já os solos
lateríticos apresentam a peculiaridade de que após a secagem, ao recuperarem a umidade
perdem pouquíssima resistência. Nesse caso a secagem não é prejudicial, pode ser até
favorável. A perda de umidade é um fenômeno freqüente em regiões quentes. Em regiões
de clima frio e temperado, além da secagem ser menos provável, é um fenômeno
indesejável, porquanto os solos plásticos, ao perderem umidade trincam e ao recuperarem a
umidade, re-expandem em geral para um volume maior que o da condição sem a secagem.
A secagem é portanto prejudicial para o comportamento desses solos.
A experiência americana mostra um comportamento tal que a umidade de equilíbrio do
subleito é maior do que o teor de umidade ótimo da compactação. HALIBURTON (1972)
utilizando sonda nuclear que coletava dados periódicos de umidade e densidade do
subleito, de solos coesivos de Oklahoma-EUA, observou que as umidades dos pavimentos
recém construídos estavam inicialmente abaixo da umidade ótima e, no período de 18 a 24
meses, alcançavam o equilíbrio em torno de 1,1 a 1,3 vezes o limite de plasticidade do
solo. Relatou que a maioria das variações de umidade foi causada por infiltração das
chuvas, pelo acostamento e por trincas na superfície do pavimento, e por evaporação.
79
VASWANI (1975) coletou dados periódicos de umidade do subleito de diversas
localizações em Virginia-EUA, constando que a umidade do subleito dos pavimentos
novos aumenta rapidamente, devido principalmente a chuvas, até alcançar um certo nível,
quando então a razão de acréscimo diminui, ficando a partir daí, as variações de umidade
praticamente dependentes das variações de temperatura e após cerca de dez anos quase não
há mudanças no teor de umidade do subleito.
2.5 - CARACTERIZAÇÃO QUÍMICA E MINERALÓGICA DOS SOLOS
Além dos ensaios comumente utilizados na área de geotecnia, as análises químicas e
mineralógicas podem fornecer informações adicionais para melhor identificação e
caracterização do comportamento dos solos. Nos solos, a fração argila tem como principais
constituintes minerais os argilominerais e os óxidos e hidróxidos de ferro e alumínio.
Os argilominerais são silicatos de alumínio hidratados, onde o sódio, o potássio, o cálcio e
o magnésio podem estar presentes. Quando secos apresentam boa resistência, porém,
quando úmidos tornam-se plásticos, com variações de volume por conta de alterações de
umidade. Possuem grande superfície específica, carga elétrica negativa e são
caracterizados a partir de suas principais estruturas atômicas, que podem ser do tipo 1:1,
como nas caulinitas e haloisitas ou do tipo 2:1, como no grupo das montmorilonitas e ilitas.
Já os óxidos e hidróxidos de ferro e alumínio, não apresentam plasticidade ou são pouco
plásticos, e não são expansivos apesar de sua elevada superfície específica. Nos solos
lateríticos são responsáveis pelas propriedades cimentantes que resultam na formação de
torrões ou grumos e concreções lateríticas. A goetitha, a gibbsita, e a hematita constituem
os óxidos e hidróxidos de ferro e alumínio predominantes nos solos formados em
ambientes tropicais.
Dentre os ensaios de caracterização química dos solos pode-se fazer uso dos ensaios de
complexo sortivo para fins de determinação das bases trocáveis – Ca, Mg, Na e K -
permitindo o cálculo dos parâmetros: S – soma das bases; T – capacidade de troca
cationioca e V – saturação de bases, os quais estão relacionados ao diâmetro das partículas,
à superfície específica, ao intemperismo, à absorção de nutrientes e à fertilidade dos solos.
6 – Transportation and Road Research Laboratory. “A guide to the structural design of bitumen-surfaced
roads in tropical and sub-tropical countries. Road Note 31. Londres HMSO, 1977, 3.ed. 26p.
80
Avaliações das percentagens de sílica (SiO
2
), de ferro (Fe
2
O
3
) e de alumina (Al
2
O
3
),
podem levar à determinação dos chamados “índices de intemperismo” Ki que representa a
relação molecular sílica/alumina (Si
2
O
3
/Al
2
O
3
); e Kr que corresponde à relação
sílica/sesquióxidos (Si
2
O
3
/(Al2O
3
+ Fe
2
O
3
)). Esses índices podem indicar o estágio de
intemperismo dos minerais constituintes dos solos e têm relação com seu grau de
laterização.
A identificação dos constituintes minerais da fração argila, pode ser realizada através do
emprego de métodos como difratometria de raio X; microscopia eletrônica de varredura,
análise térmica diferencial ou análise química quantitativa.
2.6 – OS REVESTIMENTOS ESBELTOS.
A mistura, em usina apropriada, de agregados e cimento asfáltico, representa o tipo mais
comum de revestimento dos pavimentos asfálticos tradicionais. O revestimento assim
constituído, pode atingir parcela superior a 50% do custo total da pavimentação. Dessa
forma, os pavimentos ditos de “baixo custo” não podem prescindir da utilização de
revestimentos alternativos, de pequena espessura e menor custo.
Nesses pavimentos, em geral, são empregados os chamados tratamentos superficiais, que
se caracterizam pela aplicação de uma película betuminosa sobre base imprimada, com
posterior espalhamento e compactação de agregado sobre ela. Os tratamentos superficiais
podem se constituir de uma, duas, ou três aplicações sucessivas de ligante e agregado,
sendo denominados de tratamentos superficiais simples, duplo ou triplo, respectivamente.
São largamente utilizados como camada de rolamento de pavimentos novos e reabilitados,
fundamentalmente quando é prevista a pavimentação por etapas.
A pequena espessura dos tratamentos superficiais não chega a produzir ganhos
significativos de resistência estrutural dos pavimentos. Entretanto, apresenta-se como
camada de elevada flexibilidade e boa resistência ao desgaste, podendo ser utilizada para
outros fins específicos tais como: rejuvenescimento de superfícies desgastadas; como
camada antiderrapante; para minimização de reflexão de trincas de bases cimentadas para o
revestimento; selagem para cura de camadas cimentadas e de pavimentos envelhecidos,
desgastados e porosos, etc.
81
2.6.1 – O TRATAMENTO ANTIPÓ
A técnica do Tratamento Antipó pode ser considerada como o tratamento de superfície
mais simplificado que se pode executar para rodovias de baixo volume de tráfego. A
aplicação de um ligante betuminoso sobre uma base imprimada, seguida do espalhamento
e compactação de material do tipo areia ou pó de pedra, que se agrega ao material
betuminoso por penetração inversa. Assim produz um revestimento asfáltico muito
delgado (cerca de 4 mm) que, além de impermeabilizar a base, constitui camada de
rolamento, de custo ainda menor que o do tratamento superficial simples, que reduz os
custos com patrolamentos pela redução do desgaste superficial, e os transtornos causados
pela lama e poeira.
Alguns fatores são determinantes para o bom desempenho do Tratamento Antipó, onde se
destacam, além da técnica e dos materiais empregados, o tipo de base, as condições de
tráfego, o clima (regime das chuvas), e as condições de geometria e drenagem.
VOGT (1982), considera que o tratamento antipó não se constitui em camada de rolamento
propriamente dita, destina-se a impedir a poeira e segurar os elementos graúdos das bases
granulares.
Da utilização de tratamento antipó, cabe destaque a experiência do Estado da Bahia
iniciada em 1968 e, segundo relata o Departamento de Estradas de Rodagem da Bahia –
DERBA, foi atingida a marca de 5000Km de estradas, com diferentes características de
tráfego e índices pluviométricos, utilizando ligantes asfálticos na forma de emulsões
convencionais e asfaltos diluídos.
A partir da experiência local e com base nos critérios tradicionais de seleção dos materiais
para pavimentação, o DERBA elaborou a Especificação de Serviço DERBA (2000, ES-P
23/00) para execução de Tratamentos Antipó, contendo as seguintes premissas básicas:
Base granular:
Material com Índice de Suporte Califórnia (ISC) igual ou superior a 20%,
Expansão máxima de 1% (ou 0,5% no caso de solos lateríticos), Limite de
Liquidez inferior a 35%, Índice de Plasticidade limitado de 4% a 12%,
estabelecido de acordo com a precipitação média anual - conforme consta da
Tabela 2.09 - e Granulometria nas condições apresentadas na Tabela 2.10.
82
Agregados para a capa selante:
Pós de pedra ou areias lavadas e peneiradas na malha de 4,8 mm, aplicados na
taxa de 7,0 a 10,0 Kg/m². Devem apresentar boa adesividade com o material
betuminoso.
Ligante asfáltico para imprimação.
Tabela 2.09 – Valores de IP máximo dos materiais de base em função do Índice
Pluviométrico da região (DERBA, 2000 ES–P 23/00)
ÍNDICE PLUVIOMÉTRICO (mm) IP (máximo)
Até 800 12%
800 até 1500 9%
Acima de1500 6%
Tabela 2.10 – Faixas granulométricas dos materiais de base
(DERBA,2000 ES-P 23/00)
PENEIRAS % PASSANDO
ASTM mm I II III IV
1'' 25,4 100 100 - -
3/8'' 9,5 50-85 60-100 100 100
Nº 04 4,8 35-65 50-85 55-100 70-10
Nº 10 2,0 25-50 40-70 40-100 55-100
Nº 40 0,42 13-30 25-45 20-50 30-70
Nº 200 0,074 05-15 10-25 06-20 08-25
É recomendada a utilização de asfalto diluído CM-30 sobre bases argilosas e CM – 70 para
bases arenosas. Para a capa selante a emulsão asfáltica RM – 1C é apresentada como a
mais adequada. O controle de aplicação dos materiais betuminosos deve seguir conforme a
freqüência constante da Tabela 2.11, proposta por COSTA (1986 e 1988). A Tabela 2.12
apresenta as faixas granulométricas recomendadas por VOGT (1982) e COSTA (1986 e
1988).
83
Tabela 2.11 – Controle dos ligantes asfálticos – freqüência de ensaios
(COSTA, 1986 e 1988)
Tabela 2.12 – Faixas granulométricas dos agregados para confecção de Tratamento
Antipó recomendadas por VOGT (1982) e COSTA (1986 e 1988)
CASTRO (2003) e posteriormente DUQUE NETO (2004), pesquisaram a técnica do
tratamento antipó, com utilização de uma emulsão à base de óleo de xisto, denominada
ANTIPÓ, produzida pela Petrobras, em São Mateus do Sul/PR, a partir de um folhelho
pirobetuminoso, que possui cerca de 9% da sua massa em óleo. A emulsão antipó é
constituída de 40% de fase aquosa e 60% de fase oleosa onde o insumo antipó – fração
oriunda do óleo de xisto – é responsável por 25% da composição da fase oleosa.
PENEIRAS % PASSANDO
ASTM mm SPT / DER-BA J.C.VOGT
3/8'' 9,5
100 -
Nº 04 4,8
95-100 100
Nº 10 2,0
65-90 90-100
Nº 40 0,4
0-45 0-65
Nº 80 0,2
0-25 0-45
Nº 200 0,074
0-5 0-2
84
CASTRO (2003) verificou que a emulsão à base de óleo de xisto penetra mais no solo do
que a emulsão RM-1C tradicionalmente utilizada. A experiência iniciada em 1995 o levou
a concluir que a melhor técnica do tratamento antipó com emulsão de óleo de xisto
consistiria na aplicação de duas camadas de emulsão à taxa de 1,0 l/m² (para solos finos) a
1,5 l/m², seguidas de aplicação de pó de pedra à taxa de 6,0 Kg/m² na primeira e de 8,0 a
10,0 Kg/m² na segunda camada.
DUQUE NETO (2004), utilizou quatro emulsões com diferentes teores de óleo de xisto –
buscando redução de custos e melhoria das propriedades do produto - comparando-as com
uma emulsão convencional tipo RM-1C.
O citado Autor procurou avaliar o comportamento do tratamento antipó, quando submetido
ao desgaste do tráfego. Para tanto foram utilizadas os equipamentos de ensaios LWT
(Loaded Wheel Test) e WTAT (Wet Track Abrasion Test), constituintes da metodologia de
dosagem de microrevestimentos asfálticos a frio. Procurou manter a maioria dos elementos
utilizados nos ensaios originais. Entretanto, a necessidade de criação de uma camada de
solo que pudesse representar a superfície da base do pavimento, sobre a qual se executa o
tratamento antipó, levou as alterações nos moldes de confecção dos corpos de prova. Em
ambos os ensaios, o tratamento antipó é testado sobre camada compactada do solo
proposto para utilização como base do pavimento.
2.6.1.1 – LOADED WHEEL TEST (LWT) PARA TRATAMENTO ANTIPÓ
O ensaio LWT, como integrante da metodologia de dosagem de microrrevestimento
asfáltico, está descrito na norma NBR 14.841, com a denominação “determinação de
excesso de asfalto e adesão de areia”.
O LWT, adaptado por DUQUE NETO (2004), para aplicação em tratamento antipó, visa
avaliar o efeito da compactação e as características de deformação da camada de base,
quando sob ação do tráfego. Além disso, permite uma avaliação da durabilidade da técnica,
da taxa e da qualidade da emulsão empregada.
85
O ensaio consiste basicamente, em fazer passar sobre uma amostra de tratamento antipó
(ou de imprimação), executada sobre camada compactada de material de base,
repetidamente, uma roda de borracha, em uma seqüência determinada de números de
ciclos, e carga pré-fixada. A Figura 2.15 apresenta o equipamento sendo utilizado para
ensaio em amostra com tratamento antipó.
As compactações do solo e do tratamento antipó, são executadas de forma estática,
utilizando-se uma prensa hidráulica com carga que venha a simular a energia estipulada
para compactação em campo. O teste deve ser realizado tanto sobre a base imprimada
como sobre o tratamento antipó, moldando-se, portanto, o número mínimo de dois corpos-
de-prova por amostra e por taxa testada.
DUQUE NETO (2004), propôs conceitos para qualificação do ensaio LWT, com base em
pontuações estabelecidas conforme medidas dos afundamentos sofridos pela amostras,
obtidas com paquímetro, em diversos estágios (número de ciclos) de aplicação da carga, e
de observações registradas durante o ensaio, tais como presença de desgaste, exudação,
arrancamento de placas, lombadas, etc.
Figura 2.15 – Ensaio de desgaste LWT modificado por DUQUE NETO (2004)
Realizado no laboratório da Brasquímica, Candeias/ BA (foto do autor)
86
2.6.1.2 - WET TRACK ABRASION TEST (WTAT) PARA TRATAMENTO
ANTIPÓ
O ensaio WTAT empregado em procedimentos de dosagem de micro revestimento
asfáltico e lama asfáltica, encontra-se descrito na norma NBR 14.746, sob a denominação
“determinação de perda por abrasão úmida”.
O WTAT, adaptado por DUQUE NETO (2004), para aplicação em tratamento antipó, visa
avaliar o desgaste sofrido pelo material asfáltico, sob ação do tráfego, bem como permite
avaliar a durabilidade da técnica, a taxa e a emulsão utilizada. O ensaio consiste
basicamente, em fazer girar sobre uma superfície de tratamento antipó (ou de imprimação),
executada sobre camada compactada de material de base, a geratriz de uma mangueira de
borracha sob determinada condição de carga, durante tempo pré-estabelecido.
As compactações, do solo e do tratamento antipó são executadas por impacto, utilizando-se
soquete Marshall, simulando a energia estipulada para compactação em campo. O teste
deve ser realizado tanto sobre a base imprimada como sobre o tratamento antipó,
moldando-se, portanto, dois corpos-de-prova por amostra e por taxa avaliada.
O ensaio é realizado sem a presença da água exigida no ensaio original destinado à micro
revestimentos asfálticos a frio. A Figura 2.16 apresenta o equipamento do ensaio,
utilizando amostra com tratamento antipó.
DUQUE NETO (2004) propôs conceitos para qualificação do ensaio WTAT com base em
pontuações que resultam das seguintes verificações:
Perda por abrasão - obtida por diferença de peso do corpo de prova, antes e após a
realização do ensaio, retirando-se o material solto com uso de um pincel.
Deformação permanente vertical - determinada por diferença entre os valores
médios de três profundidades tomadas com paquímetro, antes a após a realização
do ensaio, no centro da amostra e a 10 cm à direita e à esquerda do centro,
segundo um diâmetro previamente demarcado no molde.
Observações registradas durante o ensaio - tais como presença de exudação,
desgaste, trincamentos, arrancamento de placas, lombadas, etc.
87
2.16 – Ensaio de desgaste WTAT modificado por DUQUE NETO (2004) ealizado no
laboratório da Brasquímica, Candeias / (BA) (foto do autor).
2.7 – ENSAIOS DINÂMICOS DE MISTURAS ASFÁLTICAS
Segundo MEDINA e MOTTA (2005), medidas de resistência à tração indireta das misturas
asfálticas são realizadas no Brasil desde 1980, através compressão diametral estática em
corpos-de-prova cilíndricos, conforme procedimento desenvolvido pelo Prof. Lobo
Carneiro, em ensaio conhecido como “ensaio brasileiro”. O ensaio utiliza, corpos-de-prova
obtidos segundo o método Marshall, de dosagem de misturas asfálticas, e a prensa do
ensaio de estabilidade do mesmo método.
Ainda segundo os citados autores, têm origem na mesma época os ensaios de compressão
diametral de cargas repetidas, que utilizam corpos-de-prova de mesmo tipo. Nesses ensaios
as cargas são aplicadas sobre um friso estreito, disposto ao longo da geratriz do corpo-de-
prova, provocando compressão na direção vertical e tração na direção horizontal.
88
Sendo os ligantes asfálticos materiais termoviscoelásticos, as medidas dos deslocamentos
e, por conseguinte as deformações obtidas, apresentam três parcelas distintas: elástica,
viscosa e plástica. Diante das dificuldades de se separar a parcela elástica, que deve ser a
parcela utilizada nas determinações de módulos de resiliência, convencionou-se o
procedimento de se traçar duas tangentes por pontos específicos da curva de deslocamento
do material e, na interseção dessas tangentes definir o que se considera a parcela elástica
dos deslocamentos, conforme se observa na Figura 2.17. O valor da deformação de tração
compreende a divisão do deslocamento elástico assim obtido pelo diâmetro do corpo-de-
prova.
O ensaio de compressão diametral também é utilizado nos estudos de fadiga de misturas
asfálticas, através da aplicação de vários níveis de tensão, geralmente entre 10% e 50% da
resistência à tração indireta estática.
Segundo MEDINA e MOTTA (2005) a teoria da elasticidade só deve ser aplicada a
misturas asfálticas até níveis de tensão de tração correspondentes a 40% da tensão de
ruptura e a temperaturas inferiores a 40º C. A depender da temperatura de ensaio adotam-
se coeficientes de Poisson no intervalo entre 0,20 e 0,30.
Figura 2.17 – Procedimento de separação da componente elástica dos deslocamentos
nos ensaios de compressão diametral de cargas repetidas, de misturas
asfálticas (Medina e Motta, 2005)
89
2.8 – DIMENSIONAMENTO MECANÍSTICO DE PAVIMENTOS
A modelagem de uma estrutura de pavimento pode ser considerada complexa por conta das
variações de características dos materiais empregados, das dificuldades de previsão das
reais condições de tráfego a que a estrutura estará submetida durante sua vida útil e da ação
dos fatores climáticos no comportamento e nas características dos materiais envolvidos.
(MEDINA e MOTTA, 2005).
Um pavimento dimensionado pelo Método do DNER possui espessura suficiente para
evitar tensões cisalhantes excessivas no subleito, sob a carga estática de roda mais pesada,
tendo em vista que o citado método busca sempre maior segurança contra a ruptura plástica
do subleito.
Entretanto a experiência brasileira tem mostrado que o mecanismo principal de degradação
dos pavimentos asfálticos das rodovias é o trincamento do revestimento por fadiga. Apesar
disso, devem ser considerados no dimensionamento, todos os mecanismos de degradação
dos pavimentos, quais sejam: fadiga das camadas de maior rigidez, afundamento de trilha
de roda e a ruptura plástica precoce.
Tráfego, materiais disponíveis, técnicas construtivas e fatores ambientais constituem os
dados de entrada para aplicação de um método mecanístico-empírico, conforme
fluxograma proposto por MOTTA (1991). Através de processamento por via mecanística,
são estabelecidos critérios de decisão como forma de se evitar que a degradação atinja
determinadas condições limites, antes do período de projeto admitido.
No dimensionamento mecanístico são propostas espessuras iniciais, para as quais se
determina o estado de tensões e deformações que são comparados a valores limites pré-
estabelecidos. Por realimentações sucessivas chega-se a uma estrutura satisfatória.
No cálculo automático das tensões, deformações e deslocamentos dos pavimentos
asfálticos, são utilizados, com maior freqüência, os programas: ELSYM 5 (Elastic Layered
Sysmmetrical, que utiliza modelagem elástico linear e cálculo pelo método das diferenças
finitas e o FEPAVE 2 (Finite Element Analysis of Pavement) que utiliza modelo elástico
não linear e aplica o método dos elementos finitos.
90
O comportamento tensão – deformação observado nos materiais envolvidos define o
programa mais adequado para cada caso, comportamento linear ou não linear.
MEDINA e MOTTA (2005), definem um roteiro para um dimensionamento mecanístico-
empírico:
1. Definir o número N de projeto considerando as informações do tráfego previsto
(volume médio diário, taxa de crescimento, pesos por eixo, etc.).
2. Ensaiar os materiais disponíveis na região e no subleito para se obter os
módulos de resiliência e as leis de deformação permanente, considerando as
variações de umidade que possam ocorrer.
3. Definir um valor de módulo de resiliência para mistura asfáltica a ser utilizada
no revestimento em função da temperatura média esperada para o local da obra
ao longo do ano. Dosar a mistura para satisfazer esta condição na obra é
essencial para que o projeto tenha sucesso.
4. Adotar uma estrutura inicial, definindo as espessuras tentativas de cada camada,
com os materiais disponíveis.
5. Calcular o estado de tensões e deformações atuantes na estrutura carregada com
o eixo padrão. Em geral, os parâmetros de verificação críticos são: a deflexão
prevista na superfície, a deformação de tração no revestimento (ou a tensão de
tração ou a diferença de tensões) e a tensão ou deformação de compressão
vertical no subleito. Escolher o programa de cálculo de tensões de acordo com
os resultados dos ensaios dinâmicos dos materiais (elástico linear ou não
linear).
6. Comparar os valores calculados de deformações e tensões com os critérios de
ruptura estabelecidos em função do número N de projeto (curvas de
fadiga,deflexão admissível e tensão ou deformação de compressão admissível
no subleito) que definem a vida útil do pavimento dimensionado.
7. Verificar o afundamento de trilha de roda, previsto para o número N de projeto,
considerando-se a contribuição de todas as camadas e comparar com valores
admissíveis. Este é mais um critério de vida útil, verificado após os demais.
8. Se os critérios previstos em 6 e 7 forem atendidos considera-se o pavimento
dimensionado. Caso algum dos critérios não for atendido, deve-se alterar as
espessuras e refazer os cálculos de tensões e deformações e a comparação com
os limites exigidos para o nível de tráfego de projeto.
91
Os mesmos autores afirmam que o estágio atual do conhecimento da mecânica dos
pavimentos por parte de centros de pesquisa universitários, órgãos públicos, empresas de
consultoria e empresas concessionárias permite afirmar que já existe massa crítica
suficiente para que se promova a apresentação de um método de referência que venha a
substituir o método do DNER. A história da pavimentação no país saberá reconhecer
sempre o papel importante desta contribuição do Engº Murillo Lopes de Souza.
92
CAPÍTULO 3
O ESTADO DE SERGIPE
As informações a seguir foram obtidas junto a EMBRAPA (1981,1999a e1999b), CPL
(2002), SEPLANTEC (2005), e IBGE (2005).
3.1 - LOCALIZAÇÃO
Sergipe ocupa área de 22.050,4km², localizada na porção oriental da região Nordeste do
Brasil – representa 1,55% do nordeste e 0,26% do Brasil - entre os paralelos de 9º 31’54” e
11º 34’12”, de latitude Sul e os meridianos de 36º 24’27” e 38º 11’20’’, de longitude Oeste
Greenwich, em plena Zona Tórrida.
O Estado de Sergipe limita-se ao Norte com o Estado de Alagoas, tendo o rio São
Francisco como limite natural; a Leste com o oceano Atlântico; ao Sul e a Oeste com o
Estado da Bahia. O rio Real banha o sul e o sudoeste de Sergipe e separa Sergipe da Bahia.
A localização geográfica de Aracaju, eqüidistante de duas capitais regionais (Maceió e
Salvador) lhe propicia um grande intercâmbio comercial com o Nordeste Oriental e maior
proximidade com a Região Sudeste.
3.2 - CLIMA
A localização acima descrita propicia ao Estado de Sergipe clima tropical que varia de
úmido, sub-úmido ao semi-árido, onde as temperaturas são elevadas durante todo o ano,
com médias térmicas anuais em torno de 24º C.
O relevo com suas baixas altitudes, principalmente em sua porção leste, faz com que os
ventos alíseos que vêm do Atlântico penetrem no continente provocando totais
pluviométricos mais elevados na área costeira, diminuindo à proporção que se encaminha
para o interior.
Desses fatores resultam as seguintes condições predominantes, de clima e pluviometria,
por região:
93
Na porção leste (Litoral) as chuvas são mais abundantes, com médias em torno de
1.200 a 1.600mm, propiciando clima tropical úmido, com elevada umidade
atmosférica.
Na porção Agreste ou área de transição, predomina o clima tropical sub-úmido
com precipitações atmosféricas anuais entre 800 e 1.200mm.
Na área sertaneja o clima é o semi-árido, onde as temperaturas são elevadas e as
taxas pluviométricas mais reduzidas, variando em torno de 500 a 800mm, com
baixa umidade do ar e grande variação térmica entre o dia e a noite.
3.3 – ASPECTOS GEOGRÁFICOS
Os 75 (setenta e cinco) municípios de Sergipe foram agrupados fisiograficamente e
economicamente em cinco regiões a saber: Litoral, Cotinguiba, Agreste, Baixo São
Francisco e Sertão.
O trecho litorâneo, onde se localiza a capital Aracaju, é largo, cortado por vales antes
cobertos de matas. Do contato do mar com o continente resultaram os mangues, com flora
e fauna típicas, que muito contribuíram para a sobrevivência das populações mais carentes.
Ao lado dos manguezais, aparecem extensas áreas arenosas cobertas de coqueirais, uma
das grandes riquezas de Sergipe. A expansão urbana e a especulação imobiliária vêm
reestruturando essa faixa litorânea.
A Cotinguiba, região da mata, bem individualizada, localizada nos vales dos rios
Cotinguiba Sergipe e Japaratuba, predomina a cana-de-açúcar, embora sem a mesma
importância econômica do passado. Ao lado dessa tradicional cultura, aparece a cultura da
laranja, que se estende nessa área e também no Agreste, constituindo outra grande riqueza
do Estado.
O Agreste, como área de transição entre a Mata e o Sertão, possui uma extensão
equivalente a da Mata, aparecendo em duas regiões: a de Itabaiana, essencialmente
agrícola, onde predominam a policultura e o minifúndio, apresentando alta densidade
demográfica e a de Lagarto, na qual se desenvolve a lavoura de fumo. Ao Norte e ao Sul a
pecuária está em expansão. Nessas áreas localizam-se os maiores rebanhos de gado, tanto
de corte como leiteiro, do Estado.
94
O Baixo São Francisco é uma região ribeirinha voltada para o cultivo de arroz, a qual é
favorecida pela ocorrência de lagoas e várzeas extensas que são alagadas durante as
enchentes do Rio São Francisco.
O Sertão, representado por toda a parte Noroeste do Estado, de clima semi-árido e
vegetação de catinga, onde a agricultura cede lugar à pecuária extensiva com a notória
presença de grandes fazendas de gado, baixas densidades demográficas e população rural
voltada para os cultivos de subsistência (feijão, milho, mandioca e legumes).
3.4 - RELEVO
O relevo de Sergipe é pouco movimentado, constituído por um modelado suave com áreas
planas e altitudes modestas que vão aumentando em direção ao interior.
Considerando a altimetria pode-se estabelecer a seguinte divisão do relevo sergipano:
Litoral - de pouca altitude e declives suaves, eventualmente apresentando
escarpas de falésias mortas, bastante erodidas. A planície litorânea ocorre ao
longo de toda faixa costeira e é caracterizada por suas formas planas e baixas
(praias, restingas), construídas pela deposição de areias e outros materiais
retrabalhados pelo mar (sedimentos de praias e aluviões). As dunas, morros de
areias feitos pelos ventos, representam as partes mais elevadas desta área, porém
suas altitudes não ultrapassam trinta metros.
Tabuleiros - ocorrem logo após a planície litorânea em direção ao interior,
constituem baixo planalto pré-litorâneo com altitudes entre 30 e 100 m e relevos
de topos planos, seccionados por vales abertos ou mesmo em U, colinas convexas
e declives orientadas para o litoral. Os tabuleiros próximos aos rios foram
erodidos e escavados, aparecendo morros e colinas como os observados ao longo
das rodovias federais BR-101, entre Itaporanga d’Ajuda e Maruim, e BR-235,
entre Aracaju e Itabaiana.
Pediplano Sertanejo - O pediplano sertanejo aparece no Oeste do Estado
ocupando extensas áreas de relevo variando de plano a ondulado com declives
suaves, que se elevam gradativamente de 100 a 400metros, orientados para os
vales dos rios São Francisco, Sergipe, Vaza-Barris e Piauí-Real. É comum a
ocorrência de morros residuais denominados de inselbergues que se destacam na
planura generalizada da região.
95
Apesar desse relevo aplainado, destacam-se algumas áreas elevadas como: a
Serra Negra no município de Poço Redondo, divisa com a Bahia, com altitude de
750m, o ponto culminante do Estado.
Serras - com altitudes entre 400m e 750m que podem ser divididas, conforme
fatores estruturais e morfoclimáticas, em Planalto Sedimentar do Nordeste de
topo plano com altitudes entre 400m e 600m; e Maciço Residual Dissecado e
Cristas com altitudes entre 600m e 750m. O planalto nos municípios de Riachão
do Dantas, Tobias Barreto, Poço verde e Simão Dias, constitui um maciço
residual de topo aplainado com os seus rebordos apresentando inúmeras
elevações em torno de 500 metros, como as serras das Aguilhadas, Jaberibi,
Boqueirão, Macota, Cajaíba, Palmares. As serras residuais em volta de Itabaiana,
no centro do estado, representadas pela serra de Itabaiana, segundo ponto mais
alto do Estado com 650 m de altitude, pela serra Miaba com 630 metros, terceiro
ponto culminante, e pelas serras Comprida, Quizonzo, Cajueiro, Capunga e
outras.
3.5 - HIDROGRAFIA
Os rios São Francisco, Japaratuba, Sergipe, Vaza-Barris, Piauí e Real com seus afluentes
formam as principais bacias da rede hidrográfica do Estado de Sergipe:.
A bacia do rio São Francisco é a maior, apresentando vários afluentes ou tributários em
território sergipano - margem direita - como o Jacaré, Capivara, Gararu, Betume etc. O rio
São Francisco nasce em Minas Gerais e banha a Bahia e Pernambuco antes de chegar a
Sergipe. Uma parte do seu curso, do rio Xingó à foz, numa extensão de 236 km percorre
terras sergipanas, servindo como divisa com Alagoas. Atualmente, este rio vem adquirindo
grande importância, uma vez que as cidades e povoados do Alto Sertão Sergipano estão
sendo abastecidos de águas bombeadas do rio São Francisco através dos sistemas de
adutoras, inclusive a capital do Estado - Aracaju - que teve o seu abastecimento de água
regularizado graças à adutora do São Francisco.
A bacia do rio Japaratuba é a menor do Estado, tendo este rio 92 km de extensão. Nasce na
divisa dos municípios de Feira Nova e Graccho Cardoso e deságua no oceano Atlântico,
próximo à cidade de Pirambu; apresenta inúmeros afluentes, sendo os mais importantes o
Siriri, o Riachão e o Lagartixo, na margem direita.
96
Já os rios Japaratuba-Mirim e Cajueiro são os mais extensos da margem direita. O rio
Japaratuba possui planície aluvial muito larga, principalmente nos municípios de
Japaratuba e Capela, onde tem se desenvolvido a cultura da cana-de-açúcar.
A bacia do rio Sergipe é a mais importante, uma vez que engloba o centro-norte do Estado
e a Cotinguiba, áreas produtoras de cereais e cana-de-açúcar e criadoras de gado
(Itabaiana, Moita Bonita, São Miguel do Aleixo, Nossa Senhora da Glória, Laranjeiras,
Riachuelo, Nossa Senhora do Socorro, etc). O rio Sergipe nasce na serra de Boa Vista no
município de Poço Redondo, próximo a serra Negra, na divisa com a Bahia e deságua no
oceano Atlântico, próximo a Aracaju. Seus principais afluentes, pela margem esquerda, são
os rios Cágado, Ganhamoroba e Salgado; pela direita, o Cotinguiba e Jacarecica, como
principais, e ainda Jacoca, Melancia, Poxim e Pitanga. O abastecimento de água de parte
de Aracaju é feito através do represamento dos rios Poxim e Pitanga, afluentes do rio
Sergipe.
O rio Vaza-Barris nasce na Bahia, próximo a Canudos, penetra em Sergipe pelo município
de Simão Dias e deságua no Oceano Atlântico através de amplo estuário no povoado
Mosqueiro, em São Cristóvão. Apresenta em seu curso inferior uma planície aluvial larga,
que se estende de Itaporanga d´Ajuda até a foz. Os principais afluentes em Sergipe, pela
margem direita, são os rios Tinguá e Tejupeba e pela esquerda, os rios Salgado, das Traíras
e o riacho da Lomba.
A bacia hidrográfica do rio Piauí é a segunda do estado em extensão, perdendo somente
para a do São Francisco. O rio Piauí tem 132 quilômetros de extensão, nasce na Serra dos
Palmares no município de Riachão do Dantas, drena as terras da região centro-sul, grande
produtora de laranja, fumo e maracujá. A maioria dos seus afluentes são perenes,
destacando-se os rios Piautinga (que banha Estância), Fundo, Caiçá, Jacaré e do Machado
pela margem esquerda e os rios Arauá, Indiaroba e Pagão pela margem direita.
O rio Real nasce na serra Tubarão, em Poço Verde, na divisa com a Bahia, separando este
Estado do de Sergipe ao sul e sudoeste. Apenas a margem esquerda do rio Real banha
terras sergipanas, que apresenta os rios Jacarezinho, Jaberibi, Paripe e Itamirim como
principais afluentes. Deságua no oceano Atlântico, juntamente com o rio Piauí, através de
imenso estuário (estuário dos rios Piauí-Real).
97
3.6 - ASPECTOS DEMOGRÀFICOS
A evolução da população inicia-se nos primórdios com a colonização e com a construção
do forte de São Cristóvão, o qual deu origem a Capitania de Sergipe d’el Rei,
transformando-se em província do Império após a independência. Com a proclamação da
República, Sergipe passou a ser um dos Estados da Federação.
No início parte bem considerável da população concentrava-se na zona rural, tendo em
vista que a produção do Estado baseava-se no binômio: lavoura e pecuária. Com o passar
dos anos esta população rural foi emigrando para os centros urbanos, principalmente a
capital.
Os dados dos censos revelam que em 1940 e 1950 a população rural representava
praticamente dois terços da população do Estado e que em 1960 este número caía para três
quintos, evoluindo em 1970 para quase metade da população, em 1980 a população urbana
finalmente ultrapassava a rural. Atualmente segundo os dados do Censo 2000, a população
urbana já atinge 71,4%, ao passo que a rural representa 28,6%.
A Tabela 3.01 mostra a evolução da população do Estado de Sergipe, segundo dados dos
censos do IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística.
Tabela 3.01 – Evolução da população do Estado de Sergipe, Fonte: IBGE
ANO POPULAÇÃO (habitantes)
1940 542.326
1950 644.361
1960 760.263
1970 900.744
1980 1.140.021
1990 1.443.870
2000 1.784.475
Com relação à população em idade produtiva (indivíduos com mais de 15 anos e menos de
60 anos), os dados estatísticos revelam um percentual da ordem de 59,3% da população do
Estado, enquanto que a economicamente ativa é 42,2%. Já os indivíduos considerados
alfabetizados representam 76,5% da população.
98
Com base nos dados do censo 2000, a população e área ocupada pelo Estado de Sergipe
representam:
Do Nordeste: 3,74% da população e 1,55% da área
Do País: 1,05% da população contra 0,26% da área.
O Anuário Estatístico do Estado de Sergipe 2004 (SEPLANTEC, 2005), apresenta
população projetada para o ano 2006, em Sergipe, de 1.954.359 habitantes.
3.7 – ASPECTOS ECONÔMICOS
No início da colonização de Sergipe a pecuária foi o alicerce da economia do estado, pois
estimulou a penetração para o interior e abasteceu os mercados da Bahia e Pernambuco.
Com a chegada do Século XVII, teve início a atividade canavieira, que logo prosperou e
destacou a região do Vale do Cotinguiba, superando rapidamente o comércio do gado.
Este binômio cana-de-açúcar e gado foi a principal alavanca da economia sergipana,
praticamente até as últimas décadas do Século XX, mostrando com isto que o Estado de
Sergipe e toda Região Nordeste desenvolveram-se baseados no setor primário.
Além desse binômio agrícola pode-se destacar a ampliação do setor primário com o
desenvolvimento da policultura, através do cultivo da laranja, coco, feijão, milho, algodão,
fumo e arroz, como também o aumento do extrativismo vegetal, destacando-se a castanha
de caju, a mangaba e, principalmente, o extrativismo mineral responsável pela exploração
do petróleo, gás natural e potássio.
O setor secundário começou a ter uma participação mais efetiva na economia do Estado a
partir da década de 70 do século passado, quando se observou crescimento das atividades
da construção civil, responsável pelo aumento de mão-de-obra e consumo de produtos
industrializados, junto com a implantação de indústrias têxteis e posteriormente das
fábricas de cimento, de cerveja, etc.
Outro setor que ora está se desenvolvendo é o terciário, relacionado ao comércio, bancos,
transportes e outros serviços, destacando-se o turismo com crescimento potencial no estado
de Sergipe, nos últimos anos.
99
Segundo o Anuário Estatístico da SEPLANTEC, (2005) o estado conta com o total de
8.277 leitos de hospedagem, sendo 3.570 classificados, e com taxa média de ocupação de
55,8%. Em termos de transporte aéreo o número de embarques representa 157.078
passageiros, em 2004, contra 152.234 passageiros desembarcados.
A seguir são fornecidos outros indicadores das principais atividades econômicas do estado
de Sergipe, segundo informações extraídas do Anuário Estatístico do Estado de Sergipe
(SEPLANTEC, 2005)
PRODUÇÃO AGRÍCOLA – Lavoura temporária
Cana de açúcar 1.449316 ton R$ 42.869 (x mil)
Mandioca 435.645 ton R$ 129.648 (x mil)
Milho 86.595 ton R$ 29.393 (x mil)
PRODUÇÃO AGRÍCOLA – Lavoura permanente
Laranja 690.597 ton R$ 131.769 (x mil)
Côco da baia 119.166 ton R$ 34.253 (x mil)
Banana 63.823 ton R$ 24.649 (x mil)
PECUÁRIA - Rebanho
Bovinos 895.938 cabeças
Suínos 95.843 cabeças
Caprinos 1. 224.595 cabeças
PRODUÇÃO INDUSTRIAL E DE EXTRAÇÃO
Têxtil Tecidos: 84.885.000 metros; Fios de algodão: 1.857 ton.
Cimento 1.884.690 ton ( com consumo aparente de 222.063 ton.)
Açúcar 1.259.362 sacos (50 kg)
Álcool Anidro 23.216.516 litros
Hidratado 15.103.314 litros
Amônia 312.946 ton
Uréia 412.962 ton
Petróleo bruto 2.219.838 m³ (1.817.628 m³ em terra e 402.210 m³ em plataforma)
Gás natural 677.425 m³ (76.258 m³ em terra e 601.167 m³ em plataforma)
100
Em relação a produção de petróleo, vale referir a recente descoberta do campo marítimo de
Piranema, na costa sul do estado, ao nível do município de Estância, em profundidades de
1.200m a 1.600m, já declarado comercial pela Petrobras. Com previsão de inicio de
produção para o segundo semestre de 2006, esse campo deverá elevar a produção de
petróleo do estado em 60%, passando Sergipe da sexta para a quarta posição entre os
maiores produtores de petróleo do Brasil.
Segundo os últimos dados disponíveis, colhidos no DETRAN-SE e RENAVAM,
referentes a janeiro 2006, a frota do Estado de Sergipe é composta 192.357 veículos, dos
quais 86,6% se referem a veículos leves (automóveis + caminhonetas), 2,6% a ônibus,
9,4% a caminhões e 3,4% a reboques e semi-reboques (carretas). Com relação à
participação da frota no Nordeste, o Estado de Sergipe representa 4,8% e em relação ao
País 0,5%.
3.8 – O SISTEMA RODOVIÁRIO
Sergipe possui cerca de 3.016 km de rodovias pavimentadas, distribuídas entre 1.822 km
de rodovias estaduais, sob jurisdição do DER/SE, 874 km de vias municipais e 320 km de
rodovias federais (BR- 101 e BR–235), sob a responsabilidade do DNIT – 21º Distrito
Rodoviário.
As rodovias municipais pavimentadas no interior do estado são inexpressivas. Dos 75
municípios destaca-se apenas a capital, Aracaju, com aproximadamente 838 km de vias
urbanas pavimentadas e destas, cerca de 30% compreende pavimentos de paralelepípedos.
O sistema rodoviário estadual apresenta 2.012 km de estradas não pavimentadas
consideradas de interesse do estado, porquanto interligam municípios vizinhos.
A rodovia federal BR-101 destaca-se quanto ao volume de tráfego, não apenas aquele de
longo curso (tráfego de passagem), mas também quanto ao atendimento ao tráfego local,
tendo em vista sua posição estratégica em território sergipano. Posição estratégica idêntica
é também ocupada pela BR-235, uma vez que corta o estado de Sergipe na direção Leste–
Oeste (como rodovia transversal) dividindo-o praticamente “ao meio”. Grande parcela do
tráfego de veículos nas rodovias estaduais sergipanas tem como base ou é distribuído, a
partir das duas rodovias federais do estado.
101
Os dois principais eixos rodoviários estaduais desenvolvem-se paralelamente à rodovia
BR-235, a Norte e a Sul desta, partindo da BR-101. São eles:
SE-230 - que interliga a BR-101 às sedes dos municípios de Siriri, N. Senhora
das Dores, Feira Nova, N. Senhora da Glória, Monte Alegre, Poço Redondo e
Canindé do São Francisco, chegando até a divisa com o estado da Bahia.
SE-270 - que parte da BR-101 e passa pelas sedes municipais de Salgado,
Lagarto e Simão Dias, atingindo a divisa com a Bahia.
Em segundo plano apresentam-se várias ligações com os citados eixos e inclusive com as
BR-235 e BR-101; a interligação com o estado da Bahia pelo litoral (“linha verde”), um
terceiro eixo no sentido Leste-Oeste, situado a Norte do estado próximo à fronteira com
Alagoas (margem do Rio S. Francisco) que dá acesso aos municípios do semi-árido
sergipano e a interligação da BR-235 com a já referida SE-230 entre os municípios de
Itabaiana e Nossa Senhora da Glória.
Acerca do sistema rodoviário estadual, de interesse maior deste trabalho, destacam-se
algumas informações técnicas de caráter geral:
Tráfego – excetuando-se os trechos rodoviários referidos nos parágrafos
anteriores deste item, as estradas estaduais podem ser enquadradas como rodovias
de baixo volume de tráfego, mantendo-se dentro dos limites especificados para as
rodovias Classe III ou IV do Manual de Projetos de Rodovias Rurais do DNER
(1996).
Tipo de Revestimento – cerca de 60% das rodovias apresenta revestimento em
mistura asfáltica a quente, predominando dentre estas o concreto betuminoso
usinado a quente (CBUQ). Os revestimentos em tratamento superficial duplo
ocupam praticamente os 40% restantes, sobrando poucos quilômetros revestidos
em paralelepípedos, microrrevestimento asfáltico e lama asfáltica.
Estrutura do pavimento – os revestimentos em mistura asfáltica não ultrapassam
os 5 cm de espessura. As camadas de base, praticamente todas constituídas de
solo estabilizado granulometricamente sem mistura, têm espessuras variando
entre os limites de 15cm e 20 cm. A sub-base situa-se, em geral, entre espessuras
de 20cm a 30 cm de solo, com poucas ocorrências de espessuras mais elevadas,
no semi-árido sergipano, onde se tem problemas com o subleito muito argiloso
(alguns do tipo massapê) de baixa capacidade de suporte.
102
Pista de rolamento – 60% das pistas pavimentadas têm largura de 6,00 m e 29%
apresenta largura de 7,00m. As demais compreendem poucos trechos de pista
dupla ou sub-trechos localizados de largura variável.
Condições de superfície – com base no levantamento visual contínuo, executado
pelo DER/SE nas rodovias estaduais pavimentadas, durante o ano de 2002,
identificou-se as condições de superfície apresentadas na Tabela 3.02, em
termos de percentagem dos 1.822 km, da rede estadual.
Idade do pavimento – as rodovias sergipanas apresentam, em geral, idade
avançada. A Tabela 3.03 fornece os percentuais de extensões rodoviárias, por
faixas selecionadas de idade do pavimento. Nessa distribuição não foram
consideradas as rodovias restauradas nos últimos anos, que representam cerca de
17% da malha rodoviária pavimentada e encontram atualmente com idades entre
4 e 10 anos.
Tabela 3.02 – Resultados do L.V.C. das rodovias pavimentadas
de Sergipe (CPL, 2002)
CONDIÇÃO DE
SUPERFÍCIE
EXTENSÃO
(%)
ÓTIMO
12,1
BOM 33,4
REGULAR 33,6
RUIM
17,7
PÉSSIMO 3,2
Tabela 3.03 – Idades dos pavimentos das rodovias sergipanas atualizadas
para o ano de 2006 (CPL, 2002)
IDADE DO
PAVIMENTO (ANOS)
EXTENS
Ã
O
(%)
0 - 5 8,4
5 - 10 7,9
10 - 15 29,8
15 - 20 28,7
20 - 25 21,7
>25 3,5
103
3.9 - GEOLOGIA
O Estado de Sergipe tem seu embasamento formado por três províncias estruturais
(EMBRAPA, 1999b):
A Província São Francisco - moldada no Ciclo Brasiliano, corresponde ao
cráton do São Francisco, composto por rochas de idades arqueana a
paleoproterozóica, em parte retrabalhadas no Ciclo Transamazônico. Composta
por rochas gnáissicas, migmatíticas e granitóides cuja organização não obedece a
uma estratigrafia formal, compreende Riachão dos Dantas, Boquim, Itabaianinha
e Cristinápolis (embasamento do cráton) e pelos sedimentos pouco deformados
das regiões de Lagarto, Palmares e Tobias Barreto. Encaixados nestas rochas
ocorrem uma série de diques de rochas vulcânicas, supostamente paleo-
proterozóicas na região de Arauá. Estas rochas do embasamento gnáissico-
migmatítico também afloram nos domos de Itabaiana e Simão Dias. Os biotita -
gnaisses migmatitos com anfibolitos é a unidade de maior expressão.
A Província Borborema - composta de numerosas unidades litológicas que
datam do Pré-Cambriano ao Paleozóico, corresponde à região de Dobramentos
Nordeste, representada em Sergipe pela Faixa de Dobramentos Sergipanos e
caracteriza-se pela presença de plutonismo granítico e extensas zonas de
cisalhamento. A Faixa de Dobramentos Sergipana aflora na faixa Oeste do
Estado, a partir de 40 a 50km da costa, limitando-se a Leste com os sedimentos
da Bacia Sedimentar de Sergipe. São recobertos por sedimentos do Grupo
Barreiras na sua extensão nordeste. Reconhecem-se seis entidades geológicas de
idade meso a neo proterozóica (1800 a 540 milhões de anos): Domínio Canindé,
Domínio Poço Redondo, Domínio Marancó, Domínio Macururé, Domínio Vaza e
Barris Domínio Estância, delimitados por descontinuidades estruturais profundas.
A Província Costeira e Margem Continental - constituída pelas bacias
sedimentares costeiras e suas extensões submersas, representadas pela Bacia
Sedimentar de Sergipe e extensões da Bacia de Tucano. A Bacia Sedimentar de
Sergipe corresponde à costa sergipana, indo desde a fronteira com a Bahia, a sul,
e ultrapassando o rio São Francisco. Anteriormente era considerada uma unidade
contínua denominada Bacia Sergipe-Alagoas, mas os estudos posteriores
realizados pela PETROBRAS permitiram a individualização de suas distintas
bacias, consagradas a partir da publicação do Mapa Geológico do Estado de
Sergipe em 1997.
104
A Bacia de Sergipe constitui-se de terrenos emersos e imersos, extendendo-se em
direção à Plataforma Continental. A seqüência sedimentar desta bacia assenta-se
sobre rochas ígneas e metamórficas de idades Pré-cambrianas e Eopaleozóica.
3.9.1 - FORMAÇÕES SUPERFICIAIS - GRUPO BARREIRAS.
Os sedimentos do Grupo Barreiras estão correlacionados a duas fases de pediplanação que
ocorreram na costa brasileira durante o Cenozóico, gerando as Superfícies Sul Americana e
Velhas. Em virtude destes sedimentos serem praticamente afossilíferos, existem muitas
dificuldades para a sua datação e correlação.
A evolução paleogeográfica quaternária foi detalhadamente estudada por BITTENCOURT
et al (1983) que a sumarizou em seis eventos, correspondentes a três ciclos de transgressão
e regressão marinha:
Na primeira transgressão, denominada Transgressão Mais Antiga, os sedimentos
do Grupo Barreiras foram erodidos, resultando em falésias, e os baixos cursos dos
rios foram afogados formando estuários. A regressão subseqüente, em clima
árido, possibilitou a sedimentação de depósitos arenosos com leques aluviais no
sopé das falésias esculpidas no Grupo Barreiras.
O segundo ciclo iniciou-se pela Penúltima Transgressão, erodiu os leques
aluviais, do qual restaram apenas alguns testemunhos isolados e novamente
esculpiu as falésias.
Na regressão subseqüente foram depositados os terraços marinhos pleistocênicos
a partir das falésias do Grupo Barreiras com retrabalhamento de sua superfície
por ventos, constituindo dunas.
O último ciclo iniciou-se com a Última Transgressão, os terraços marinhos
pleistocênicos foram parcialmente erodidos, ocorrendo também um novo
retrabalhamento das falésias do Grupo Barreiras, embora localizada. Formou-se
um cordão de corpos lagunares com comunicação com o mar. Na regressão
subseqüente, foram depositados os terraços marinhos holocênicos, e as lagunas
perderam sua comunicação com o mar formando pântanos que geraram os atuais
depósitos de turfa, e depositaram-se os sedimentos fluviais nos rios entalhados no
Grupo Barreiras e na foz do rio São Francisco. As dunas móveis da costa atual
foram geradas nesta fase.
105
O termo Barreiras teve origem na literatura geológica em BRANNER (1902) para designar
“as camadas variegadas que afloram nas diversas barreiras ao longo da costa”. A
classificação estratigráfica evoluiu segundo diversos autores para série, depois formação e
finalmente grupo, conforme proposto por BIGARRELA e ANDRADE (1964), justificada
pela subdivisão estabelecida por alguns autores, que identificaram distintas formações,
embora estas unidades mostrem apenas caráter local, não permitindo a sua extensão
regional.
Grupo Barreiras é uma formação continental constituída de areias grosseiras e cascalhos
quartzosos, geralmente não consolidados, cimentados por material argiloso de cor
variegada, intercalados com argilas amarelas, avermelhadas, plásticas e não calcíferas.
Apresenta estratificação irregular, indistinta. A idade do grupo Barreiras é atribuída à idade
Plioceno, baseado em raros vestígios fossilíferos. É a litologia regionalmente predominante
da área deste estudo, constituindo as feições de topografia mais elevada, sob forma de
extensos planaltos dispostos em patamares ligeiramente inclinados em direção à costa,
correspondentes aos Tabuleiros Costeiros.
Recobrindo grande parte da região Litorânea de Sergipe, mas sem se limitar a ela, o Grupo
Barreiras ocorre desde a fronteira com a Bahia, a Sudeste, até o rio São Francisco, na
fronteira com Alagoas. Entretanto, se estende para o Norte desde a desembocadura do rio
Amazonas até a região costeira do Estado do Rio de Janeiro, a Sul.
A Nordeste, o Barreiras foi limitado pela erosão Pleistocênica que erodiu parte da área
onde estava depositado para dar lugar às formações holocênicas depositas durante as
trangressões subseqüentes. Ao contrário de outros estados, a erosão do Barreiras e a
deposição dos sedimentos Quaternários trazidos pela deriva oceânica de sentido nordeste
permitiu a formação de extensos campos arenosos e a inexistência de falésias vivas em
Sergipe.
Para Noroeste, o Grupo recobre grande parte da Bacia de Sergipe, sendo os falhamentos
que constituem a borda da Bacia uma barreira parcial à sua expansão. Bordeja o contato
entre a bacia e o seu embasamento alcançando quase 40km em relação à costa.
Eventualmente rompe este limite recobrindo parte da região central do Estado, até cerca de
70km para o interior. É o caso da grande mancha que cruzando o limite da Bacia de
Sedimentar chega a alcançar Feira Nova, a cerca de 70 km da costa.
106
A ocorrência do Grupo Barreiras é interrompida em Sergipe pelos vales dos rios onde a
erosão alcançou níveis mais profundos, como é o caso do vale dos rios Cotinguiba/Sergipe,
onde a erosão expôs grandes extensões das Formações Riachuelo, Cotinguiba e Calumbi,
permitindo o desenvolvimento de um complexo cimenteiro com base na exploração de
calcários e argilas destas Formações.
A espessura do Barreiras é variável, atingindo localmente 150m. Os Latossolos Amarelos
(Ferralíticos Oxissols e Ferralsolos) são os solos mais representativos dos Tabuleiros
Costeiros, seguidos pelos Argissolos Amarelos (Ferralíticos, Ulsols), relacionados
geneticamente aos sedimentos do Grupo Barreiras. Esses sedimentos são considerados
como detríticos e terrígenos. Ainda segundo estes autores, a litodependência dos solos dos
Tabuleiros Costeiros é superimposta por processos mais recentes, como a formação e
degradação de duripãs, cuja alteração teria ocorrido entre 27.100 anos e 17.300 anos AP,
segundo diversos autores com base em datação de
14
C da matéria orgânica impregnada nos
duripãs, indicando o período em que ocorreu o rebaixamento do lençol freático.
A EMBRAPA (1999b) realizou levantamento de solos em nível de reconhecimento de
média intensidade, cobrindo superfície de aproximadamente 7.126 Km², na região dos
tabuleiros costeiros e da baixada litorânea do estado de Sergipe, de onde se extraiu o relato
a seguir.
A geologia tratada no citado trabalho refere-se à de superfície e do material originário, que
tem importância na formação dos solos. A partir das informações bibliográficas
(EMBRAPA, 1975), cartográficas (mapa geológico na escala 1:250.000) (BRUNI e
SILVA, 1983) e das observações de campo foi elaborada a esquematização constante da
Tabela 3.04.
O Quaternário compreende sedimentos não consolidados de natureza e granulometria
variada e abrange as formações sedimentares mais recentes, nas quais se destacam os
depósitos fluviais e flúvio-marinhos - aluviões, praias, restingas, mangues e dunas:
Os aluviões são deposições oriundas de sedimentos clásticos, com granulometria e
composição heterogêneas, onde são constatados sedimentos argilosos, siltosos,
argiloarenosos, deposições orgânicas e material grosseiro que inclui seixos e
deposições de conchas em algumas várzeas.
107
Tabela 3.04 – Geologia da zona úmida costeira do Estado de Sergipe
Fonte: EMBRAPA, 1999b.
ERA/PERÍODO
UNIDADE
LITOESTRATIGRÁFICA
LITOLOGIA
Praias Areias litorâneas, bem selecionadas
Dunas
Sedimentos arenosos bem
selecionados
Restingas
Areias de deposição marinha,
podendo ocorrer depósitos de
conchas
Mangues
Materiais argilo-siltosos ricos em
matéria orgânica
QUARTENÁRIO
Aluviões
Depósitos sedimentares de
granulometria variada
TERCIÁRIO Formação Barreiras Sedimentos estratificados
Formação Piaçabuçu Folhelhos, calcários e arenitos
Formação Cotinguiba Calcários e margas
CRETÁCEO SUPERIOR
GRUPO SERGIPE
Formação Riachuelo Calcários, arenitos e folhelhos
Formação Morro do
Chaves Calcário e margas
Formação Rio Pitanga Fanglomerados
Formação Penedo Arenitos, folhelhos, siltitos e calcários
CRETÁCEO INFERIOR
SUB-GRUPO
CORURIPE
Formação Barra de Itiúba Folhelhos, arenitos,siltitos e calcários
Formação Lagarto Arenitos e argilas
PROTEROZÓICO
GRUPO ESTÂNCIA
Formação Acauã
Calcários dolomíticos e argilitos
calcíferos
As praias correspondem a uma estreita faixa de areias esbranquiçadas de origem
marinha na orla marítima da zona do litoral sergipano.
As dunas constituem faixa de areias provenientes de deposição eólica que se
estende ao longo da baixada litorânea, com poucas interrupções. Podem ser fixas ou
móveis, sendo que as primeiras estendem-se mais em direção ao continente.
As restingas são faixas arenosas, com relevo aplanado, que se estendem
paralelamente às praias na baixada litorânea. São provenientes de sucessivos
depósitos de areias de origem marinha que podem conter depósitos de pequenas
conchas. Contribuem de modo significativo na origem e formação das Areias
Quartzosas Marinhas e dos Podzóis.
108
Os mangues constituem-se de sedimentos de natureza variada que ocorrem nas
desembocaduras dos principais rios da área. Predominam os sedimentos
argilosossiltosos, em geral com mistura de matéria orgânica, influenciados pelos
excessos de sais que se depositam através dos sucessivos fluxos e refluxos das
marés.
O Terciário está representado na área, pela Formação Barreiras, a qual engloba uma faixa
que se estende no sentido norte-sul da zona úmida costeira do Estado, ora compreendendo
amplas superfícies planas de tabuleiros, ora superfícies muito dissecadas por grande vales
dos principais rios da área. Abrange, por vezes, áreas dissecadas relacionadas ao Cretáceo.
A Formação Barreiras apresenta estratificações quase horizontais, que são constituídas por
sedimentos estratificados de natureza diversa nas quais podemos encontrar desde areias,
localmente conglomeráticas, até argilas com cores diversas ou com padrões variegados e,
por vezes, leito de seixos e concreções ferruginosas. Nas camadas mais inferiores
predominam os materiais argilosos de coloração variegada, os quais afloram nos terços
inferiores das elevações. Estendendo-se em direção ao interior da área, observa-se que o
manto sedimentar Terciário diminui progressivamente até constituir-se num recobrimento
pouco espesso sobre materiais de outras geologias. Os principais solos relacionados a essa
Formação são: Latossolos Amarelos, Podzólicos Amarelos, Podzólicos Vermelho-
Amarelos, Podzóis e Areias Quartzosas.
O Cretáceo restringe-se principalmente ao Grupo Sergipe (Cretáceo Superior) e ao
Subgrupo Coruripe (Cretáceo Inferior). A bacia cretácea localiza-se principalmente na
parte central da zona úmida costeira do estado de Sergipe.
São formações do Cretáceo Superior:
Formação Piaçabuçu – Litologicamente, está constituída de folhelhos verde-
oliva a cinza- esverdeados, com ocasionais camadas de calcário e lentes de
arenito fino, friável.
Formação Cotinguiba - Constituída por calcário de cor cinza a creme, maciço
ou interestratificado em camadas finas a médias, podendo ou não estarem
separadas por lâminas de margas. Esta Formação aflora em alguns pontos entre
Aracaju e Laranjeiras, e nos fundos de vales dos tabuleiros dissecados. Os solos
desenvolvidos nos materiais desta Formação são principalmente Vertissolos,
Cambissolos e Rendzinas.
109
Formação Riachuelo - Constitui o componente de maior importância na
formação dos solos da Bacia Cretácea. Está representada por calcários
dolomitizados creme-claros, camadas subordinadas de arenitos finos a
conglomeráticos, folhelhos cinzaesverdeados e, ocasionalmente, calcários. Os
materiais provenientes dessa Formação, originam solos como Brunizens
Avermelhados, Vertissolos e Cambissolos
São Formações do Cretáceo Inferior:
Formação Morro do Chaves – Compreende calcários e margas, com lentes de
folhelhos e arenitos.
Formação Rio Pitanga - Constituída por fanglomerados, que são depósitos de
piemonte litificado no qual aparecem blocos de dimensões e formas variadas
juntamente com material fino.
Formação Penedo – Litologicamente, é representada por arenitos com
intercalações de folhelhos, siltitos e calcários.
Formação Barra de Itiúba - Constituída por folhelhos com níveis de arenitos,
siltitos e calcários.
O Proterozóico - Grupo Estância está representado na área, através do Grupo Estância,
constituído por duas Formações:
Formação Lagarto - Engloba alternância de arenitos e argilas. Localmente,
apresenta conglomerado com seixos angulosos de gnaisses, granitos e carbonatos,
com matriz grauváquica.
Formação Acauã - Constitui-se de calcários dolomíticos e argilitos calcíferos,
com níveis de arenitos vermelhos.
O trabalho da EMBRAPA (1999b) utilizou como critérios para identificação e subdivisão
de classes de solos as normas então vigentes do Centro Nacional de Pesquisa de Solos
EMBRAPA (1981, 1988 e 1995) e as conceituações de CAMARGO et al. (1987).
Foram identificados como principais solos da área mapeada os pertencentes às classes dos
Podzólicos e dos Latossolos, ocorrendo em menor proporção os Podzóis, Plintossolos,
Brunizens, Cambissolos e Vertissolos, entre outros.
110
Optou-se por manter a classificação dos solos da forma original do estudo e, em razão do
Novo Sistema de Classificação de Solos (EMBRAPA, 1999a), foi feita uma correlação
entre as classes de solos, nos níveis hierárquicos mais genéricos, entre os dois sistemas
(Tabela 3.05).
Tabela 3.05 – Correlação da classificação utilizada nos solos estudados em
Sergipe com o novo Sistema Brasileiro de Classifica de Solos Fonte: EMBRAPA,
1999a.
Classes de solo segundo o Sistema
Brasileiro de Classificação de Solos
em vigor à época do estudo
Classes de solo segundo o novo
Sistema Brasileiro de Classificação de
Solos
Latossolos Amarelos Latossolos Amarelos
Podzólicos Vermelho-Amarelos Argilosos Vermelho-Amarelos
Podzólicos Amarelos Argissolos Amarelos
Podzóis
Espodossolos Carbicos
Espodossolos Ferrocárbicos
Podzóis Hidromórficos
Espodossolos Carbicos Hidromórficos
Espodossolos Ferrocárbicos Hidromórficos
Plintossolos Plintossolos
Brunizens Avermelhados
Chernossolos Argilúvicos
Chernossolos Háplicos
Cambissolos Cambissolos
Vertissolos Vertissolos
Rendzinas Chernossolos Rêndzicos
Solos Aluviais Neossolos Flúvicos
Gleissolos Gleissolos
Solonchaks Gleissolos Sálicos
Solos Indiscriminados de Mangue
Gleissolos Sálicos
Gleissolos Tiomórficos
Areias Quartzosas Neossolos Quartzarênicos
Solos Litólicos Neossolos Litólicos
Solos Orgânicos Organossolos
Apresenta-se a seguir, uma descrição sumarizada das principais classes de solos existentes
na área deste estudo, de acordo com o já citado levantamento realizado pela EMBRAPA
(1999b).
111
Latossolos
São solos minerais, não hidromórficos, em avançado estágio de intemperização, com perfis
relativamente homogêneos tanto em côr como em textura. Logo abaixo do horizonte
superficial A, apresentam um horizonte B latossólico (Bw) no qual tem-se a formação de
argila de muito baixa atividade com ou sem concentração residual de óxido de ferro e
alumínio. Entre os horizontes A e Bw a variação no conteúdo de argila é gradativa e
pequena.
Em geral são solos bem a fortemente drenados, muito profundos, com seqüência de
horizontes do tipo A, Bw e C, normalmente pouco diferenciados.. O horizonte Bw
apresenta cores variando comumente do amarelo ao vermelho-escuro, mas tendo
ocorrência com cores acinzentadas. Raramente o horizonte C é observado dentro de uma
profundidade de 2m
Por serem solos bastante intemperizados, apresentam comumente muito baixo conteúdo de
bases trocáveis, especialmente nas regiões quentes e úmidas, onde as perdas de bases são
mais intensas. A reação de pH desta classe de solo varia normalmente na faixa de forte a
moderadamente ácida.
Os Latossolos dominantes nas regiões dos tabuleiros costeiros são de cor amarela mas
ocorrem em áreas menores com cores avermelhadas. Os que foram mapeados no estado de
Sergipe, neste nível de levantamento, enquadraram-se apenas na classe dos Latossolos
Amarelos.
Latossolos Amarelos (LA)
Solos com as características gerais da classe dos Latossolos distinguidos em um nível
hierárquico imediatamente abaixo, fundamentalmente por critério de cor. São
caracterizados pelo avançado grau de intemperismo resultando na predominância de
minerais de argila do Grupo 1:1. A composição mineralógica é basicamente constituída de
quartzo e outros minerais resistentes, são fortemente ácidos e muito profundos.
Apresentam horizonte B latossólico de coloração amarelada, fração argila essencialmente
caulinítica, e na grande maioria dos casos, baixos teores de óxido de ferro (< 70g/kg de
Fe
2
0
3
).
112
A coloração amarelada tem o matiz variando na faixa de 7,5YR a 5Y, com cromas maiores
ou iguais a 4. Um aspecto que é marcante nesta classe de solos, é a coesão natural
(genética). Tal coesão normalmente tem maior expressão na parte superior do horizonte
Bw, mas pode ocorrer desde a superfície, especialmente nos solos mais argilosos. Com
maior freqüência, a coesão natural é observada na faixa de 30 a 80cm, havendo casos onde
a mesma atinge maiores profundidades. A expressão máxima da coesão se dá com o solo
no estado seco e torna-se pouco perceptível com o solo no estado úmido. Por conseguinte,
além de ser um fator de produtividade, o manejo da umidade nestes solos é um fator de
controle do grau de coesão dos mesmos.
Apresentam seqüência de horizontes do tipo A, AB e, ou, BA, Bw1, Bw2, etc., não tendo
sido identificado o C na profundidade de 2 m, por se tratar de solos normalmente muito
profundos (A + Bw > 2m). As transições entre as subdivisões do horizonte Bw, regra geral,
são difusas, e normalmente são mais evidentes na passagem do A para o Bw. As cores
amareladas deste horizonte relacionam-se com a presença da goetita.
A textura varia de franco-arenosa a argilosa (argila) no horizonte Bw. Em termos
estruturais, tem-se predominantemente um grau de desenvolvimento fraco em blocos
subangulares com tamanho pequeno a médio. A consistência, no estado úmido, varia de
muito friável a friável. No estado seco, tem variação mais comum de dura a muito dura,
podendo em alguns casos ser extremamente dura na parte coesa dos solos mais argilosos.
Em níveis de umidade muito baixos, vê-se em cortes de trincheiras a formação de algumas
fendas verticais, situação em que a coesão natural tem o máximo de expressão Entretanto,
no estado úmido estes solos tornam-se friáveis, de fácil manejo, e têm mostrado resultados
de taxas de infiltração variando de média até alta. Por outro lado, os solos de textura média
são de excelentes condições físicas, exceto a capacidade de armazenamento de água mais
reduzida nos horizontes superficiais de alguns solos mais arenosos.
Por serem solos essencialmente cauliníticos, apresentam baixa capacidade de troca
catiônica (T) e são muito dessaturados de bases trocáveis. A reação do pH varia de forte a
moderadamente ácida e a soma das bases trocáveis, de baixa a muito baixa, com valores
bastante variados na superfície (devido à influência do manejo), normalmente entre 0,2 e
3,0cmolc/kg de solo. Em subsuperfície, com menor influência do manejo, tem-se valores
muito baixos, normalmente na faixa de 0,2 a 1,4cmolc/kg de solo.
113
Em geral, com relação à saturação por bases e alumínio, tem-se a seguinte ordem no
estado de Sergipe; Cerca de 55% dos solos amostrados são Distrófícos, 38% são Álicos e
7% são Eutróficos (inclusões), porém em qualquer caso, com somas de bases baixa a muito
baixa,
Os Latossolos argilosos são solos que predominam nos tabuleiros da região dos municípios de
Capela e Nossa Senhora das Dores. Ocupam áreas menores no contexto dos tabuleiros estreitos
alongados da região Sul, lado Oeste dos municípios de Umbaúba e Cristinápolis e em torno
dos municípios de Boquim, Pedrinhas, Arauá e Areia Branca, bem como nos tabuleiros da
região Norte, entre os municípios de Japaratuba e Japoatã. São encontrados também, com
muito baixa expressão, particularmente nos topos dos morros do litoral sul e noutros morros
dispersos ao longo da zona costeira. Os Latossolos de textura média têm maior ocorrência nos
tabuleiros estreitos alongados entre os municípios de Salgado e Lagarto São solos de baixa
expressão nos tabuleiros entre Itaporanga d'Ajuda e Areia Branca, bem como entre Pacatuba e
Pirambu, e numa pequena área isolada na parte Leste do município de Estância. Nas paisagens
onde esses solos foram mapeados, o material de origem refere-se aos sedimentos da Formação
Barreiras do Período Terciário.
Podzólicos
Solos minerais não hidromórficos que guardam em comum uma acentuada diferença de
textura entre o horizonte superficial A e o de subsuperfície B textural (Bt), geralmente bem
diferenciado no perfil de solo A relação textural (B/A) destes solos foi verificada na faixa
de 1,5 até 6,5.
Esta classe compreende solos desde muito profundos a rasos, bem drenados a mal
drenados, com textura variando de arenosa a argilosa na superfície e de média a muito
argilosa em subsuperfície, contendo argila de baixa a alta atividade, e com saturação por
bases de baixa a alta. Ocorre com e sem pedregosidade e em diversos relevos, desde plano
a forte ondulado.
Os solos com horizonte Bt e com argila de atividade alta só são considerados como
Podzólicos, os que não atenderem aos requisitos de outras classes definidas.
114
Os Podzólicos apresentam seqüência de horizontes do tipo A, Bt e C ou A, E, Bt e C, de
modo que o horizonte Bt, onde ocorre o acúmulo de argila, é evidenciado pela cor,
estruturação (com ou, sem cerosidade), textura, ou combinações destas feições
pedológicas. Quanto à cor, o horizonte Bt varia do amarelo ao vermelho-escuro, podendo
ser também acinzentado, ou ainda variegado, isto é, com misturas de duas ou mais cores
em proporções semelhantes, ou ainda pode ter uma cor dominante (fundo), mas com
presença de manchas (mosqueados) de outras cores.
Por serem solos com grande diversidade de características morfológicas, físicas e
químicas, têm sua fertilidade bastante variada, incluindo solos de muito baixa a alta
fertilidade natural.
Com base especialmente no critério de cor, os Podzólicos da região dos tabuleiros costeiros
do estado do Sergipe, mapeados neste nível de levantamento, foram enquadrados nas
classes: Podzólico Amarelo e Podzólico Vermelho-Amarelo. Os Podzólicos acinzentados
vigentes na região, constituíram apenas inclusão.
Podzólicos Amarelos (PA)
Apresentam as características gerais da classe dos Podzólicos mas são individualizados em
um nível hierárquico imediatamente abaixo por critério de cor. O horizonte B textural (Bt),
isto é, de acúmulo de argila, tipicamente apresenta coloração amarelada relacionada com a
presença da goetita, tendo teores de óxido de ferro baixo, normalmente inferiores a 70g/kg
As cores deste horizonte, com maior freqüência, ocorrem no matiz 10YR com croma maior
que 3 e valor geralmente maior que 4. Menos frequentemente as cores ocorrem no matiz
7,5YR, com croma maior que 2 e valor maior que 4, e nos matizes 2,5Y e 5Y, com croma
maior que 3 e valor normalmente maior que 4.
Os solos desta classe são predominantemente profundos a muito profundos, especialmente
os desenvolvidos de sedimentos Terciários da Formação Barreiras, na zona úmida costeira,
e de modo geral, guardam semelhanças com os Latossolos Amarelos. Apresentam
seqüências de horizontes mais comuns do tipo: A, BA, Bt; A, BA, Bt, Btx; A, BA, Bt, Btf;
A, E, Bt; A, E, Bt, Btx; etc., em qualquer caso comportando subdivisões destes horizontes,
e em poucos casos tendo sido constatado o horizonte C na faixa de 2m.
115
As transições entre subdivisões do horizonte Bt normalmente variam de graduais a difusas,
porém são mais nítidas na passagem do A para o Bt. As cores amareladas deste horizonte
podem ocorrer com ou sem a presença de mosqueados, sendo estes mais comuns nos solos
com fragipã (Btx) ou com materiais plínticos e, ou, com problemas de drenagem. É
importante lembrar que muitos destes solos apresentam-se amarelados, com grande
uniformidade de cor, assemelhando-se bastante com os Latossolos Amarelos. A textura é
muito variável, desde arenosa a média no horizonte superficial A, e de média a argilosa em
subsuperfície, horizonte Bt. Nos casos mais comuns, a textura é média (franco-arenosa) na
superfície, e argilosa (argiloarenosa a argila) em subsuperfície. A estrutura do horizonte Bt
destes solos tipicamente apresenta grau de desenvolvimento fraco, em blocos subangulares,
com tamanho pequeno a médio. Em alguns casos tem sido verificado trechos do horizonte
com partes maciças, especialmente quando ocorre fragipã, ou muito raramente duripã, ou
ainda quando a coesão natural é muito forte.
A consistência no estado seco varia comumente de dura a muito dura, podendo em certos
casos ser extremamente dura, particularmente nos horizontes com cimentação (tipo
fragipã) ou mesmo devido à alta coesão natural. No estado úmido, frequentemente varia de
friável a muito friável, podendo compreender ou não, partes firmes.
São solos que guardam semelhanças, sobretudo químicas e de aspectos morfológicos, com
os Latossolos Amarelos, e deles são mais diferenciados em termos de propriedades físicas.
A principal característica física que de fato faz a base da diferenciação entre estas duas
classes de solos é o gradiente textural ao longo do perfil, que em relação aos Podzólicos
Amarelos, é bastante acentuada, variando na faixa de 1,7 a 5,0. A presença de horizontes
com cimentação do tipo fragipã são comuns nos Podzólicos Amarelos, assim como linhas
ferruginosas descontínuas, geralmente horizontalizadas, ou em certos casos, materiais
plínticos e, ou, concreções ferruginosas. São, por conseguinte, feições pedológicas que
denotam algum tipo de deficiência de drenagem, com ou sem reflexos nas condições
atuais.
Evidentemente, que no caso dos solos abruptos e com cimentações, as restrições de
permeabilidade são mais marcantes. Por outro lado, muitos destes solos não apresentam
quaisquer feições que denotem problemas de permeabilidade.
116
Deve-se lembrar que muitos destes solos, no estado seco, são tão coesos como os
Latossolos Amarelos, porém ao serem umedecidos tornam-se friáveis, exceto as partes dos
horizontes com cimentações do tipo fragipã e, ou, duripã, que permanecem firmes a muito
firmes.
Os Podzólicos Amarelos desenvolvidos a partir de sedimentos da Formação Barreiras
apresentam características químicas similares as dos Latossolos desenvolvidos no mesmo
material de origem. Por conseguinte, as restrições e as considerações feitas à classe dos
Latossolos Amarelos, são válidas para a classe dos Podzólicos Amarelos.
De modo geral, os Podzólicos Amarelos são os solos mais predominantes no contexto das
superfícies tabulares da zona costeira de Sergipe, com exceção da região de Capela e
Nossa Senhora das Dores, onde os Latossolos predominam sobre os Podzólicos Amarelos.
Nas áreas dos tabuleiros dissecados, encostas de vales, bem como nas superfícies
compostas de morros, os Podzólicos Amarelos ocorrem associados em diversas proporções
com Podzólicos Vermelho-Amarelos e, por vezes, também com Plintossolos. Nas
paisagens onde estes solos foram mapeados, da mesma forma que nos Latossolos
Amarelos, o material de origem se refere aos sedimentos da Formação Barreiras.
Podzólicos Vermelho-Amarelos (PV)
São solos com as características gerais da classe dos Podzólicos mas que são
individualizados em um nível hierárquico imediatamente abaixo por critério de cor.
Apresentam horizonte B textural (Bt), isto é, de acúmulo de argila, com cores na faixa do
vermelho ao vermelho-amarelo e, ou, bruno-forte, em resposta à presença da mistura de
óxido de ferro (hematita mais goetita) geralmente com teores menores do que 110g/kg. As
cores abrangidas por este horizonte variam do matiz 2,5YR com croma maior que 2 e valor
maior que 4, passando pelo matiz 5YR com croma maior que 2, indo até o matiz 7,5YR
com croma maior que 2 e valor menor que 5.
São solos normalmente profundos, por vezes pouco profundos e raramente rasos.
Apresentam sequência de horizontes do tipo A, AB e, ou, BA, Bt e C; ou A, E, Bt, C ou
simplesmente A, Bt e C.
117
As transições entre os horizontes principais geralmente são bastante nítidas, especialmente
na passagem do A para o Bt. Neste horizonte, bem como no C, suas cores avermelhadas
(decorrente da mistura de hematita mais goetita) podem ocorrer sem ou com a presença de
mosqueados, em reflexo às condições de drenagens pretéritas e, ou, atuais do meio
ambiente. Pode, inclusive ocorrer com presença de material plíntico, desde que não
satisfaça requisitos de outras classes de solos.
A textura é muito variável, desde arenosa a argilosa no horizonte superficial A, e de média
a muito argilosa no horizonte subsuperfícial Bt. O grau de desenvolvimento estrutural do
Bt desta classe de solos quase sempre é maior do que nos solos amarelos e acinzentados,
bem como em relação ao B latossólico. As estruturas mais comuns são em blocos, nos
solos desenvolvidos de sedimentos da Formação Barreiras, mas podem ser em blocos e, ou,
prismáticas, frequentemente com presença de cerosidade, nos casos de solos desenvolvidos
de outros materiais geológicos. As consistências são muito variadas em quaisquer dos
horizontes destes solos.
São solos com propriedades físicas muito variadas, conforme denota a diversidade de
características morfológicas. Os desenvolvidos de sedimentos da Formação Barreiras sem
a presença de mosqueados, normalmente possuem boa permeabilidade, exceto nos casos
com mudança textural abrupta e, ou, com textura muito fina. Os solos com presença de
mosqueados podem ter ou não permeabilidade lenta. Por outro lado, os solos
desenvolvidos de materiais geológicos não pertencente a Formação Barreiras com boa
estruturação e sem mosqueados normalmente apresentam boas condições físicas em termos
de permeabilidade e armazenamento de umidade. Em qualquer caso, os Podzólicos mais
arenosos, em geral, são de maior permeabilidade, mas de menor capacidade de
armazenamento hídrico.
Na zona úmida costeira, estes solos normalmente são de baixa capacidade de troca
catiônica e dessaturados de bases, sendo consequentemente de baixa fertilidade natural A
reaçâo do pH varia de forte a moderadamente acida e a soma de bases trocáveis, com
valores predominantemente baixos, de 0,9 a 5,5cmolc/kg do solo na superfície, e de 0,2 a
5,3cmolc/kg do solo em subsuperfície. Com relação a saturação por bases e alumínio, os
dados disponíveis mostram percentuais que caracterizam solos Álicos e Distróficos e uma
pequena proporção de solos Eutróficos.
118
Os solos dessa classe ocupam grandes extensões. Tipicamente ocorrem distribuídos,
associados ou não com solos amarelos, nas áreas dos tabuleiros dissecados, nas encostas de
vales ou em áreas com relevo movimentado. No contexto das superfícies tabulares estes
solos são de muito baixa expressão no estado de Sergipe. Nestas paisagens, o material de
origem dos solos, abrange predominantemente sedimentos da Formação Barreiras, mas
havendo áreas menores, onde estes solos são desenvolvidos de outros materiais geológicos
(granulitos, gnaisses, xistos, migmatitos, arenitos, etc.).
Podzóis
São solos minerais hidromórficos ou não, com textura arenosa ou raramente mais fina
contendo um horizonte subsuperficial B espódico, geralmente bem diferenciado no perfil.
O horizonte B espódico resulta da acumulação de matéria orgânica e compostos amorfos
de alumínio, com ou sem ferro. Normalmente apresenta coloração escura, podendo ser
cimentado ou não e sobrepor-se a outros horizontes extremamente duros e cimentados do
tipo duripã/fragipã. Ocorre em profundidades muito variada, desde 40cm até abaixo de
300cm. Normalmente é precedido de um horizonte E álico ou, raramente de um horizonte
A.
A seqüência normal de horizontes destes solos é do tipo A, E, B espódico, C, podendo o B
espódico compreender Bh, Bs, Bhsm, Bsm, ou qualquer combinação destes horizontes, ou
apenas um deles, As transições entre horizontes normalmente são claras e até mesmo
abruptas. Quimicamente são solos ácidos, muito dessaturados de bases, sendo portanto de
muito baixa fertilidade natural. Por serem solos predominantemente arenosos, são de baixa
capacidade de armazenamento hídrico. Encontram-se desenvolvidos principalmente em
matérias arenoquartzosos referidos ao Holoceno, na Baixada Litorânea, bem como em
sedimentos do Formação Barreiras, principalmente em áreas abadadas e, ou, suaves
depressões, que ocorrem no topo dos tabuleiros costeiros.
Podzóis (P)
São solos com as características gerais da classe descrita anteriormente, mas sendo
individualizados pelas condições de drenagem. São podzóis com perfis em condições de
boa drenagem ou podendo apresentar condições de hidromorfismo temporário durante
algum período, mas nunca na maior parte do ano.
119
Enquadram-se nesta classe, principalmente podzóis sem a presença de horizontes
cimentados de forma contínua e em posicionamento topográfico de drenagem favorável.
Também fazem parte desta classe alguns podzóis que apresentam horizontes cimentados
fragmentados ou fissurados (tipo fragipã/duripã) localizados em pequenas áreas abaciadas
no topo ou raramente em encostas de tabuleiro.
No contexto dos tabuleiros, estes solos são encontrados normalmente em áreas suavemente
abaciadas, em posição de topo e raramente em posição de encostas. Na baixada litorânea,
restringem-se às áreas de cotas mais altas, onde na maior parte do ano o lençol freático
situa-se abaixo de 2 metros profundidade.
Podzóis Hidromórficos (HP)
Integram esta classe de solos os Podzóis sob condições hidromórficas durante a maior
parte do ano ou mesmo durante o ano inteiro dentro de uma seção de controle de 200cm de
profundidade. A diferenciação destes solos, em relação aos Podzóis propriamente ditos é
feita pelas condições de drenagem. Os Podzóis Hidromórficos são solos tipicamente de
ambientes de má drenagem.
Estes solos ocorrem no topo dos tabuleiros, na baixada litorânea e, por vezes, em
ambientes de várzeas que interligam os tabuleiros com a baixada litorânea. Nos tabuleiros,
estes solos normalmente ocupam pequenas áreas abaciadas fechadas e geralmente
apresentam horizontes cimentados (duripã/fragipã) dentro de 200cm de profundidade. Na
baixada litorânea, são comuns seqüências de lagoas nas áreas de ocorrência destes solos.
Entretanto, apesar do lençol freático elevado, não é comum encontrar horizontes
cimentados acima de 200cm.
Plintossolos (PT)
São solos minerais formados em ambientes sob condições de restrição de drenagem. Os
estudos de mapeamento realizados até o momento tem mostrado que as argilas destes solos
são dominantemente de atividade baixa. A característica principal da classe é a presença de
um horizonte plíntico dentro de 40cm da superfície, ou em profundidades maiores, desde
que em seqüência a um horizonte E, ou outros tipos de horizontes com cores de redução,
ou em seqüência a horizontes litoplínticos.
120
O horizonte plíntico caracteriza-se por apresentar um volume mínimo de 15% de plintita e
uma espessura mínima de 15cm. Apresenta normalmente um padrão de coloração
variegada composta de cores acinzentadas e avermelhadas. Podem apresentar, menos
frequentemente, cores de fundo amareladas ou mesmo amarelo-avermelhadas, sendo os
mosqueados avermelhados.
Estes solos comumente apresentam seqüência de horizontes do tipo A, Btf, C; A, E, Btf, C;
ou A, Bif, C. O horizonte plíntico também foi verificado com presença de material
concrecionário bem como abrangendo o horizonte C. Em geral são solos profundos, mas
há ocorrência de solos pouco profundos e rasos.
Em termos físicos, são solos de comportamento muito variado. Os desenvolvidos de
sedimentos da Formação Barreiras assemelham-se com os Podzólicos Amarelos. Podem
apresentar coesão na parte superficial do perfil e variação de textura acentuada. Estes solos
tipicamente apresentam restrições de drenagem interna, normalmente variando de
moderadamente a mal drenados. São solos quimicamente bastante dessaturados de bases
trocáveis (valores normalmente inferiores a 4cmolc/kg), apresentando baixa capacidade de
troca catiônica, pH variando de forte a moderadamente ácido e saturação por alumínio de
baixa a alta. São, portanto, considerados de baixa a muito baixa fertilidade natural.
Plintossolos desenvolvidos nos ambientes de baixadas são os que podem apresentar
saturação por bases alta.
Normalmente são solos distribuídos em baixadas, depressões, terços inferiores de encostas,
margens de linhas de drenagem, terraços fluviais e até mesmo em áreas de cotas elevadas,
mas que no passado tiveram ou continuam tendo algum tipo de restrição de drenagem. Na
zona costeira do estado de Sergipe, estes solos têm maior ocorrência na região centro sul,
especialmente entre São Cristóvão e Santa Luzia do Itanhi, associados ou não com
Podzólicos Amarelos e Podzólicos Vermelho-Amarelos. Ocupam áreas com relevo plano,
suave ondulado e até mesmo ondulado. Nestas paisagens o material originário, na sua
grande maioria, refere-se aos sedimentos da Formação Barreiras. Entretanto, em algumas
áreas de baixada o material originário relaciona-se a sedimentos mais recentes referidos ao
período Quaternário, onde geralmente estes solos apresentam os horizontes superficiais
mais arenosos e espessos.
121
Brunizéns
São solos minerais, não hidromórficos, que se caracterizam por apresentar um horizonte A
chernozêmico sobrejacente a um horizonte B textural ou incipiente, com argila de
atividade alta e com elevada soma e saturação por bases. Apresentam seqüência de
horizontes do tipo A, Bt, C; A, Bi, C com diferenciação normalmente bem expressa entre
os horizontes principais. Podem apresentar propriedades vérticas, caráter carbonático,
propriedade solódica, caráter abrupto, etc.
Na zona central costeira do estado de Sergipe são solos desenvolvidos principalmente de
calcários do período Cretáceo. Comumente, encontram-se associados com Vertissolos,
tendo ou não características intermediárias em relação a esta classe, isto é, o caráter
vértico. Em áreas mais restritas, ocorrem associados com Cambissolos e em relação a esta
classe, também tem sido observado solos intermediários. São solos argilosos, em geral
pouco profundos, com horizonte superficial escuro, normalmente com estruturas
moderadas a fortemente desenvolvidas, tendo em subsuperfície estruturas em blocos e, ou,
prismáticas. Por apresentarem argilas expansivas, o comportamento da infiltração da água
no solo úmido é lento. Quimicamente, são solos de reação moderadamente ácida a
moderadamente alcalina, bastante saturados por bases (V>50%) e com soma de bases
muito alta, geralmente na faixa de 15 a 35 cmolc/kg de solo. São, por conseguinte, solos de
alta fertilidade natural.
Conforme a coloração do horizonte B, estes solos são enquadrados em duas classes:
Brunizem e Brunizem Avermelhado. Os solos da área mapeada enquadram-se na classe
Brunizem Avermelhado, descrita em seguida. Deve-se salientar que no estado de Sergipe
alguns solos da classe Brunizem Avermelhado, apresentam coloração escura tendendo para
a classe Brunizem.
Brunizem Avermelhado (BV)
Integram esta classe os solos Brunizens com cores avermelhadas e, ou, brunadas no
horizonte Bt. As cores geralmente ocorrem no matizes de 5YR a 10YR, sendo o croma
maior que 3 e o valor maior que 4 na maior parte do horizonte B. As demais características
são as mesmas descritas para a classe geral dos Brunizens.
122
São solos não hidromórficos contendo argila de alta atividade. Seus horizontes apresentam
grande contraste de cores, saturação de bases alta, em torno de 80% e altos teores de cálcio
e magnésio. São pouco profundos, moderadamente ácidos a praticamente neutros, com
baixo teor de alumínio trocável, moderadamente drenados e grau de intemperismo pouco
avançado, o que resulta num alto teor de minerais primários e conseqüentemente numa alta
fertilidade natural. São muito susceptíveis à erosão e intensamente utilizados para o cultivo
de cana-de-açúcar. Atualmente são denominados de Chernossolos.
Na zona úmida costeira do estado de Sergipe estes solos ocorrem na parte central, nos
ambientes com substrato de rochas calcárias, principalmente em áreas localizadas nos
arredores dos municípios de Riachuelo e Laranjeiras. São áreas com relevos pouco
movimentados, variando de suave ondulado a ondulado.
Cambissolos (C)
Esta classe compreende solos minerais, não hidromórficos, pedogeneticamente pouco
evoluídos, com pequena variação textural ao longo do perfil, tendo um horizonte
diagnóstico subsuperficial do tipo B incipiente. O horizonte superficial A pode ser de
qualquer tipo, exceto A chernozêmico, se o horizonte B incipiente apresentar argila de
atividade alta. O horizonte B incipiente diferencia-se do B textural fundamentalmente por
não ser um horizonte de acúmulo de argila. Diferencia-se do B latossólico por apresentar
uma ou mais das seguintes características: maior atividade de argila, maior quantidade de
minerais primários de fácil intemperização, maior grau de desenvolvimento estrutural ou
menor espessura.
Apresentam seqüência de horizontes do tipo A, Bi, C, em geral pouco diferenciados. O
horizonte Bi comumente apresenta espessura entre 20 e 100cm e coloração usual variando
do amarelo ao vermelho, sendo pouco freqüente cores acinzentadas ou escuras. Pode
conter ou não fragmentos de rocha e, ou, de minerais primários facilmente intemperizáveis,
visíveis a olho nu ou com auxílio de lupa.
Apresentam textura franco-arenosa ou mais fina e estruturação muito variada, sendo
comum em forma de blocos com grau de desenvolvimento fraco a moderado. Na zona
central costeira do estado de Sergipe, estes solos em geral são pouco profundos e
desenvolvidos de rochas calcárias do período Cretáceo.
123
Apresentam-se bem a moderadamente drenados e, por serem desenvolvidos de calcários, a
estruturação e a porosidade do material permitem taxas médias a altas de infiltração de
água no solo. Ocorrem associados ou não com Vertissolos e Brunizens. Podem apresentar
propriedades vérticas, caráter carbonático, característica solódica, etc. Quimicamente, os
Cambissolos desenvolvidos de calcários são bastante saturados de bases, com pH
moderadamente ácido a moderadamente alcalino. A soma de bases, em média, varia na
faixa de 25cmolc/kg de solo. São, por conseguinte, solos de alta fertilidade natural.
Na zona úmida costeira do estado de Sergipe, estes solos ocorrem na parte central, nos
ambientes com substrato de rochas calcárias. São áreas com relevo pouco movimentado,
variando de suave ondulado a ondulado, localizadas particularmente entre os municípios de
Rosário do Catete e Laranjeiras. Nestes ambientes os Cambissolos ocorrem associados
principalmente com Vertissolos e Podzólicos.
Vertissolos (V)
São solos minerais, altamente saturados por bases, argilosos, com pequena variação
textural a longo do perfil, predominantemente não hidromórficos e com significativa
presença de argilas expansivas. Apresentam horizonte vértico entre 25 e 100cm de
profundidade e não possuem qualquer tipo de horizonte B diagnóstico acima do horizonte
vértico. A característica pedológica marcante do horizonte vértico é a presença dos
“slickensides” que são superfícies alisadas e lustrosas inclinadas em relação ao prumo do
perfil. Mesmo sendo solos tipicamente argilosos, após revolvimento, admitem-se um teor
mínimo de 30% de argila nos primeiros 20cm da superfície. Em função da presença de
argilas expansivas, apresentam pronunciada variação do volume conforme os níveis de
umidade de solo. No estado seco, abrem muitas fendas na superfície as quais podem atingir
grandes profundidades.
Apresenta seqüência de horizontes principais do tipo A, C, podendo o C ser subdividido
em Cv, Ck, Cvg, etc., geralmente com pouca diferenciação entre os horizontes abaixo do
horizonte A. Grande parte dos Vertissolos da zona litorânea do estado de Sergipe apresenta
uma coloração bastante escura no horizonte A. Em subsuperfície, a cor do horizonte C
varia comumente de bruno-amarelado a brunoacinzentado ou bruno-oliváceo-claro. São
solos que predominam na faixa de textura argilosa.
124
No horizonte C, ocorrem estruturas prismáticas e, na superfície, estruturas em forma de
blocos associados ou não com a forma granular. Outra característica morfológica marcante
é a alta pegajosidade e plasticidade das argilas, no solo molhado, e a consistência dura a
extremamente dura com o solo no estado seco. São características importantes e que devem
ser levadas em conta no planejamento de uso destes solos.
Na zona úmida costeira do estado de Sergipe, em geral estes solos variam de pouco
profundos a profundos e são desenvolvidos basicamente de rochas calcárias do período
Cretáceo. Quanto a drenagem, variam de imperfeitamente a mal drenados, conforme a
situação topográfica da paisagem, tendo taxas de infiltração lentas a muito lentas.
Em termos químicos, são solos com alta saturação por bases, principalmente devido aos
altos teores de cálcio e magnésio. A reação de pH, com maior freqüência, situa-se na faixa
de praticamente neutra a moderadamente alcalina. A soma de bases assume valores
bastante elevados, comumente entre 20 e 50cmolc/kg de solo, em reflexo a natureza do
material de origem dos solos. São, por conseguinte, solos de elevada fertilidade natural.
Na zona úmida costeira do estado de Sergipe estes solos distribuem-se na parte central, nos
ambientes com substrato de rochas calcárias. São áreas com relevo variando de suave
ondulado a ondulado, localizadas descontinuamente desde o município de Carmópolis até
o de São Cristóvão. Nesta região os Vertissolos ocorrem associados principalmente com
Brunizens e Cambissolos.
A Figura 3.01 apresenta a título ilustrativo, o mapa pedológico de toda a área objeto do
levantamento efetuado pela EMBRAPA (1999b), no qual, apesar das dificuldades de
identificação dos solos através da legenda, pode-se avaliar a grande ocorrência dos
podzólicos pela predominância da cor rosa, representativa desses tipos de solos.
125
Figura 3.01 – Mapa pedológico da faixa litorânea e tabuleiros costreiros do Estado
de Sergipe (EMBRAPA, 1999b).
126
CAPÍTULO 4
ÁREA DE ESTUDO, AMOSTRAGEM, ENSAIOS E RESULTADOS.
4.1 – ÁREA DE ESTUDO
O Estado de Sergipe possui densidade da malha rodoviária pavimentada superior a dos
demais estados brasileiros o que, todavia, não deve representar mérito especial tendo em
vista ser ele o menor estado do país. No interior, as estradas não pavimentadas operam com
volumes de tráfego em geral, muito baixo, porquanto inexistem atividades econômicas de
larga escala em muitas regiões.
O Estado carece de financiamentos externos para investimentos de maior porte na área
rodoviária. A justificativa econômica dos recursos para novas pavimentações depende,
muitas vezes, do seu atrelamento a grandes programas multi – setoriais de investimento.
Os recursos disponíveis devem ser concentrados na recuperação da malha pavimentada,
especialmente nas vias com mais de duas décadas em operação e com alto índice de
irregularidade superficial, por conta de anos seguidos de operações “tapa buraco” e
remendos superficiais. Os principais pólos de novos investimentos no setor rodoviário
estão localizados no litoral e parte da zona da mata.
Diante desse quadro, estabeleceu-se como área de referência para o presente estudo, a
faixa costeira do Estado de Sergipe, limitada a Norte e a Sul pelas divisas do Estado, com
Alagoas - Rio São Francisco - e com a Bahia - Rio Real – e para o interior, a Oeste, tomou-
se como referencial de limitação à faixa de domínio da Rodovia BR-101.
Compreende extensão de cerca de 198km no sentido Norte-Sul e largura média de 24km,
no sentido Leste-Oeste, representando aproximadamente 22% da área total do Estado. A
citada área engloba toda a Região Metropolitana de Aracaju e, total ou parcialmente,
outros 23 municípios do Estado: Propriá, São Francisco, Japoatã, Neópolis, Ilha das Flores,
Brejo Grande, Pacatuba, Japaratuba, Pirambu, Carmópolis, General Maynard, Rosário do
Catete, Maruim, Santo Amaro das Brotas, Barra dos Coqueiros, Nossa Senhora do
Socorro, São Cristóvão, Itaporanga d‘Ájuda, Estância, Santa Luzia do Ithanhy, Indiaroba,
Umbaúba e Cristinápolis.
127
A região selecionada contempla as maiores potencialidades turísticas do Estado e está
inserida nos planos e programas de investimentos rodoviários, especialmente o “Prodetur”,
patrocinado pelo Banco Mundial e destinado ao desenvolvimento do turismo do nordeste
brasileiro.
Alguns investimentos em pavimentação de rodovias, com finalidade de exploração
turística, estão programados, destacando-se a Rodovia SE-100, interligando Pirambu ao
Norte do Estado, pelo litoral, até a divisa com Alagoas, e vários outros trechos de acessos
de rodovias e sedes municipais ao litoral, como por exemplo: Acesso ao Pontal,
Estância/SE-100 e Própria/Neópolis.
Na área selecionada identificam-se duas regiões de grande ocorrência de estradas não
pavimentadas, de baixo volume de tráfego, que atendem a pequenas comunidades e
propriedades rurais, a maioria delas com plataforma estreita – 7,00 m ou menos - e
algumas com trechos muito sinuosos. A primeira região situa-se ao Norte do Estado, a
partir da Rodovia SE-226 que interliga os Municípios de Pirambu (no litoral norte) a
Japaratuba (às margens da BR-101) e a segunda ao Sul, a partir da ligação rodoviária entre
Estância e Indiaroba através da Rodovia SE-368.
Referindo-se à região metropolitana de Aracaju, a concentração de grandes núcleos de
habitação popular nos suas fronteiras a Oeste e as restrições hidrográficas do Rio Sergipe,
a Leste e Rio do Sal, a Norte, forçam a expansão urbana para a região Sul, onde as grandes
áreas encontram-se na posse de incorporadoras locais, dificultando o planejamento racional
de sua ocupação. Compreendem serviços de pavimentação de interesse desta pesquisa, na
região da grande Aracaju, as ruas de bairros, dos núcleos habitacionais e das novas áreas
de ocupação da cidade, além das vias de interligação com as áreas de expansão.
Quanto às formações dos solos superficiais da área selecionada, apresenta-se uma estreita
faixa mais a leste, caracterizada por terraços marinhos de areias litorâneas bem
selecionadas, com conchas marinhas e tubos fósseis de Callianassa, além de depósitos
eólicos litorâneos atuais, com dunas parabólicas mais antigas, concentradas na região
norte, e dunas tipo barcanas, mais recentes, ambas de areias bem selecionadas com grãos
arredondados. São ainda identificadas nesta faixa, ocorrências localizadas de depósitos de
pântanos e mangues atuais, argilo-siltosos ricos em matéria orgânica.
128
Mais internamente surgem as formações do Grupo Barreiras, constituído de areias finas e
grossas com níveis argilosos e conglomeráticos, cujos solos de granulação fina, foram
objeto desta pesquisa.
Em função de sua localização e do relevo com baixas altitudes, os ventos alíseos que vêm
do Atlântico penetram no continente, propiciando totais pluviométricos elevados, com
médias anuais em torno de 1.200mm a 1.600mm, e clima tropical úmido, com elevada
umidade atmosférica. Considerando a classificação de Köppen, a área enquadra-se no
clima AS’ – tropical chuvoso com verão seco, sendo o início da estação chuvosa adiantada
para o outono, compreendendo toda a faixa na direção norte-sul desde Brejo Grande no
extremo Norte do Estado até Cristinápolis, ao sul do estado, coberta por vegetação de
floresta, restinga e cerrado. A Figura 4.01, cópia parcial do Mapa Rodoviário do Estado de
Sergipe, identifica a área considerada neste estudo.
4.2 - AMOSTRAGEM
4.2.1 - MATERIAL ASFÁLTICO
O material asfáltico utilizado neste trabalho foi fornecido pela empresa Brasquímica
Produtos Asfálticos Ltda., uma das distribuidoras de produtos betuminosos, que atua no
estado de Sergipe. As amostras constituíram-se de asfalto diluído tipo CM-30 e emulsão
especial para tratamento antipó, RM-1C TAP, cujas características estão apresentadas nas
Tabelas 4.01 e 4.02.
4.2.2 - AGREGADO (PÓ DE PEDRA)
As principais pedreiras em atividade comercial no estado de Sergipe, estão localizadas nas
proximidades da cidade de Itabaiana, distante aproximadamente 50km da capital Aracaju.
Além dessas, encontra-se em operação a Pedreira MM Ltda., instalada no município de
Itaporanga d’Ajuda, a cerca de 30 Km de Aracaju, da qual, pela sua maior proximidade de
Aracaju, se coletou amostra de pó de pedra para utilização neste estudo.
129
Figura 4.01 - Área objeto desta pesquisa em destaque, no mapa Rodoviário de
Sergipe.
130
Tabela. 4.01 - Características da amostra de asfalto diluído CM-30
(Fonte: Brasquímica)
ASFALTO DILUÍDO CM - 30
NO ASFALTO DILUÍDO: MÈTODO (ADP) CM -30
Viscosidade cinemática, c5t, 60ºC P-MB-826 30-60
Viscosidade SSF, 25ºC MB - 326 75-150
Ponto de fulgor,(v.a.TAG)ºC, mín. NBR-5765 38
Destilação até 360ºC: % volume: MB-43 -
À 225ºC, máximo - 25
À 260ºC - 40-70
À 316ºC - 75-93
Resíduo à 360ºC, % vol. mín. - 50
Água, % vol. Mín. ASTM-D95 0,2
NO RESÍDUO DA DESTILAÇÃO
Viscosidade à 60ºC, poise NBR-5847 300-1.200
Penetração, 100g, 5s, 0,1mm (25ºC) NBR-6576 120-250
Betume, % massa, mín. ASTM D 2042 99
Ductibilidade, 25ºC, cm,mín. NBR-6293 100
Tabela 4.02 - Características da amostra de emulsão asfáltica RM-1C TAP
(Fonte: Brasquímica)
EMULSÃO ASFÁLTICA RM - 1C TAP
ENSAIOS SOBRE A EMULSÃO MÉTODO IBP/CNP-07/88
Viscosidade SSF a 25ºC, máx. ASTM D 88 20-200
Peneiração nº 20 (,84mm), % em peso, máx. P-MB-609 0,1
Sedimentação, % peso, máx. (5 dias) NBR-6570 5
Carga de partículas NBR-6567 Positiva
Resistência à água, % mín. cobertura: NBR-6300
Agregado seco 80
Agregado úmido 60
PH, máx. NBR-6299 6
Destilação: NBR-6568
solvente destilado,% vol. 0-12
resíduo, mínimo, % peso 62
Desemulsibilidade,% peso máx. NBR-6569 50
ENSAIOS SOBRE O DESTILADO
Destilado, 95% evaporados,ºC, máx. NBR-9619 360
ENSAIOS SOBRE O RESÍDUO
Penetração a 25ºC, 100g, 5s, 0,1mm NBR-6576 50-250
Teor de betume, % peso, mín. ASTM D-2042 97
Ductibilidade à 25ºC, cm, mín. NBR-6293 40
131
Os resultados da análise granulométrica realizada de acordo com o método de ensaio do
DNER (1998, ME 083/98) comprova que a amostra de pó de pedra enquadra-se na faixa
granulométrica recomendada pelo DERBA, para uso em tratamento antipó, o que pode ser
visto numericamente na Tabela 4.03 e graficamente na Figura 4.02.
Os ensaios de equivalente de areia, realizados conforme método de ensaio do DNER
(1997, ME 054/97) resultaram valor médio de 62%, superior, portanto, aos 55% exigidos
pelas Especificações do DNER (1997), para emprego em microrrevestimentos asfálticos e
lamas asfálticas.
Tabela 4.03 – Análise granulométrica da amostra do pó de pedra utilizada neste
estudo e faixa recomendada pelo DERBA para tratamento anti-pó
PENEIR
A
MALHA (mm) MATERIAL
9,5 100 100 100
4,8 98,6 95 100
2 76,4 65 90
0,42 34,9 0 45
0,2 15,6 0 25
0,074 5,6 0 7
FAIXA DO DERBA
PERCENTAGEM QUE PASSA
ORIGEM: PEDREIRA M.M.LTDA - ITAPORANGA D'AJUDA/SE
ENSAIO DE GRANULOMETRIA
MATERIAL: PÓ DE PEDRA
GRANULOMETRIA PÓ DE PEDRA
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,001 0,01 0,1 1 10 100
DIÂMETRO DAS PARTÍCULAS
PERCENTAGEM QUE PASS
A
FAIXA DERBA
PÓ DE PEDRA
Figura 4.02 - Curva Granulométrica da amostra do pó de pedra utilizada nesta
pesquisa
132
4.2.3 - SOLOS
Contando com o precioso auxilio dos técnicos do DER/SE, que atuam nas residências
rodoviárias de Japaratuba, Aracaju e Estância, foram identificadas as principais ocorrências
de solos finos da região. Na seleção das áreas de coleta de solos procurou-se obter a maior
diversificação possível, especialmente quanto à cor e granulometria, dos solos.
Dessa forma as amostras representaram solos desde predominantemente arenosos até
argilosos, com cores que variam entre creme, cinza, amarelo, amarelo-avermelhado e
vermelho. Não houve preocupação com a diferenciação por classe pedológica.
Selecionou-se 16 pontos de coleta, de forma a representar as principais ocorrências de
solos finos da área de estudo. A amostragem envolveu tanto os horizontes de solos
expostos em taludes de cortes de rodovias estaduais, como jazidas e empréstimos, em
exploração e inexplorados.
Foram registradas as informações gerais de cada área, com as ocorrências identificadas
pela denominação referida na região, se existente, ou pelo nome da localidade ou povoado
onde se encontra. As amostras de solo foram numeradas em ordem seqüencial conforme
sua localização, iniciando-se do ponto mais ao Norte e seguindo a direção Norte-Sul do
Estado.
Preliminarmente, para fins de registro no laboratório de geotecnia da COPPE/UFRJ, as
amostras de solo foram numeradas de forma aleatória, sem nenhuma relação com sua
origem, visando evitar eventuais preferências ou pré-julgamento dos resultados dos
ensaios.
Apresenta-se a seguir uma descrição sucinta de cada ocorrência, junto a informações da
pedologia, obtidas de EMBRAPA (1999b), e foto do local de coleta da amostra.
133
AMOSTRA 01
Jazida Pindoba (Registro Nº 714/05 do Laboratório de Geotecnia da COPPE/UFRJ).
Localizada no Povoado Pindoba, Município de Neópolis, às margens da Rodovia estadual
SE-200, a 18 Km da sede do Município. O horizonte superficial é constituído de solo
granular – pedregulho arenoso - com espessuras variando em torno de um metro, vem
sendo explorado para uso na manutenção de estradas vicinais da região. A amostra 01 foi
coletada na camada subjacente, provável horizonte C, de solo arenoso fino, atualmente
utilizado nos serviços de terraplenagem da Rodovia SE- 200, trecho Própria – Neópolis,
cuja pavimentação foi contratada pelo DER/SE, em 2005 (Figura 4.03).
Figura 4.03 – Pedologia e vista do local de ocorrência da amostra Nº 01
134
AMOSTRA 02
Jazida Pacatuba (Registro Nº 704/05 do Laboratório de Geotecnia da COPPE/UFRJ).
Localizada nos limites da sede municipal de Pacatuba, a cerca de 3 Km do centro, próximo
ao povoado Estiva, às margens da estrada vicinal de acesso ao Povoado Gravatá. Trata-se
de jazida em exploração, contendo extensa área de solo fino, argiloso, que vem sendo
utilizado, tanto na manutenção de rodovias vicinais como em obras de terraplenagem de
propriedades rurais e áreas industriais da região (Figura 4.04).
Figura 4.04 – Pedologia e vista do local de ocorrência da amostra Nº 02
135
AMOSTRAS 03 e 04
Jazida Santa Isabel (Registros Nº 706/05 e 703/05 do Laboratório de Geotecnia da
COPPE/UFRJ). Localizada no Povoado Santa Isabel, às margens da estrada vicinal que
será integrada à Rodovia SE-100 (atualmente, em licitação) trecho entre os municípios de
Pacatuba e Pirambu, na fronteira entre os dois municípios. Incrustada numa região de
exploração de petróleo, esses solos foram empregados no revestimento primário dos
acessos aos poços de exploração da Petrobras e para as estradas vicinais da região.
Apresenta cobertura de solo areno-siltoso com um a dois metros de espessura, do qual se
obteve a amostra Nº 03, e camada subjacente de solo fino argiloso onde foi coletada a
amostra Nº 04 (Figura 4.05).
Figura 4.05 – Pedologia e vista do local de ocorrência das amostras Nºs 03 e 04
136
AMOSTRA 05
Jazida Catu (Registro Nº 712/05 do Laboratório de Geotecnia da COPPE/UFRJ).
Localizada nas proximidades do Povoado Aguilhada Município de Pirambu, em talude da
Rodovia SE-226, a quatro quilômetros da sede municipal de Pirambu. Sob camada de areia
fina, provável depósito eólico de 1 a 2 metros de espessura, dá-se a ocorrência de solo
arenoso fino largamente utilizado em obras de terraplenagem no município de Pirambu e
mais recentemente, como empréstimo para a Rodovia SE-100, trecho Porto de Sergipe-
Pirambu (Figura 4.06).
Figura 4.06 – Pedologia e vista do local de ocorrência da amostra Nº 05
137
AMOSTRA 06
Jazida Touro (Registro Nº 715/05 do Laboratório de Geotecnia da COPPE/UFRJ). Próxima
da localidade denominada Pronuncia, no acesso ao Povoado Touro a 5,0 Km do Município
a que pertence, Barra dos Coqueiros, apresenta camada de vários metros de espessura de
solo arenoso fino recoberto por camada de poucos centímetros de pedregulho vermelho
(concreções lateríticas). Empregada em várias vias de acesso a propriedades locais
constituiu o selo argiloso sobre aterro de areia de dunas da Rodovia Se-100, trecho Porto
de Sergipe – Pirambu (Figura 4.07).
Figura 4.07 – Pedologia e vista do local de ocorrência da amostra Nº 06
138
AMOSTRA 07
Jazida Cerâmica (Registro Nº 707/05 do Laboratório de Geotecnia da COPPE/UFRJ).
Localizada no Município de São Cristóvão, próxima aos limites da região metropolitana de
Aracaju, em uma propriedade rural cuja principal atividade era a fabricação de produtos
cerâmicos, principalmente os chamados “blocos de seis furos”, empregando solo local.
Atualmente a propriedade possui várias frentes de lavra de solos, destinados a obras de
terraplenagem de estradas, e de áreas industriais, comerciais etc. A amostra 07 foi
intencionalmente coletada do solo fino argiloso de presença freqüente em toda a área,
posicionado logo abaixo da camada superficial de pequena espessura, constituída de solo
granular pedregulhoso (concreções lateríticas) (Figura 4.08).
Figura 4.08 – Pedologia e vista do local de ocorrência da amostra Nº 07
139
AMOSTRA 08
Jazida Aningas (Registro Nº 710/05 do Laboratório de Geotecnia da COPPE/UFRJ).
Compreende várias frentes de lavra de solos que ocorrem no Povoado Aningas, Município
de São Cristóvão, muito empregada em obras do sistema viário da região metropolitana de
Aracaju (Figura 4.09).
Figura 4.09 – Pedologia e vista do local de ocorrência da amostra Nº 08
140
AMOSTRA 09
Jazida Água Boa (Registro Nº 708/05 do Laboratório de Geotecnia da COPPE/UFRJ).
Coletada no talude de corte da Rodovia SE-270, trecho BR-101 /Praia de Caueira, Km 10,
próximo à localidade denominada Água Boa. Solo argiloso fino de ocorrência freqüente na
região (Figura 4.10).
Figura 4.10 – Pedologia e vista do local de ocorrência da amostra Nº 09
141
AMOSTRA 10
Jazida Moenda (Registro Nº 716/05 do Laboratório de Geotecnia da COPPE/UFRJ). De
solo superficial argiloso, posicionado logo abaixo de camada superficial, pouco espessa -
menos de um metro - de pedregulho vermelho já explorado. Jazida em exploração, situada
no Povoado Moenda, Município de Salgado, a Oeste da BR-101. Embora localizada fora
da área do estudo, a jazida foi incluída neste estudo tendo em vista que se encontra
atualmente, semi explorada, com fácil acesso e representa bem os solos finos de ocorrência
freqüente na região (Figura 4.11).
Figura 4.11 – Pedologia e vista do local de ocorrência da amostra Nº 10
142
AMOSTRA 11
Jazida Domingos (Registro Nº 702/05 do Laboratório de Geotecnia da COOPE/UFRJ).
Posicionada no entroncamento da BR-101 com a Rodovia Estadual SE-470 - Acesso a
Praia de Abais - no Município de Estância. Coletada da camada superficial de grande
espessura (6 -7 metros) de areia fina siltosa posicionada sobre horizonte de material
granular, de boa qualidade para utilização como camada de base de pavimentos, cuja
utilização tem sido muitas vezes prejudicada por conta da necessidade de retirada do solo
superficial, de onde se obteve a amostra 11(Figura 4.12) .
Figura 4.12 – Pedologia e vista do local de ocorrência da amostra Nº 11
143
AMOSTRA 12
Jazida denominada de Abais (Registro Nº 709/05 do Laboratório de Geotecnia da
COPPE/UFRJ). Amostra coletada no talude de corte da Rodovia Estadual Se-470, trecho
de interligação da BR – 101 à Praia de Abais, Km 20, constituída de solo arenoso fino de
ocorrência freqüente em toda a região (Figura 4.13).
Figura 4.13 – Pedologia e vista do local de ocorrência da amostra Nº 12
144
AMOSTRAS 13 e 14
Jazida Zé Nelson (Registros Nº
s
717/05 e 713/05 do Laboratório de Geotecnia da
COPPE/UFRJ). Representam os dois horizontes superficiais de uma antiga jazida
localizada às margens da BR-101 Km 160, na localidade denominada Disilena, no
Município de Estância. Área já bastante explorada para utilização em obras rodoviárias
porém ainda possui grandes áreas, de ocorrência desses solos, por explorar (Figura 4.14).
Figura 4.14 – Pedologia e vista do local de ocorrência das amostras Nºs 13 e 14
145
AMOSTRAS 15 e 16
Jazida Torre (Registros 711/05 e 705/05 do Laboratório de Geotecnia de COPPE/UFRJ).
Ocorrência localizada no perímetro urbano da sede municipal de Santa Luzia do Ithanhy,
parcialmente explorada para uso em serviços de revestimento primário de estradas vicinais.
As amostras foram coletadas no talude sul e representam os dois horizontes superficiais de
solos da jazida (Figura 4.15).
Figura 4.15 – Pedologia e vista do local de ocorrência das amostras Nºs 15 e 16
146
As coordenadas UTM e a altitudes dos pontos de coleta foram determinadas com uso de
instrumento de posicionamento tipo GPS (Global Position System) de marca Megellan
MAP 330 e Altímetro Oregon – Scientific, modelo EB833, cujos valores são fornecidos na
Tabela 4.04. As coordenadas de cada ponto foram posicionadas no Mapa Rodoviário
georeferenciado, do Estado de Sergipe, cuja cópia é apresentada na Figura 4.16, onde se
destaca a área de estudo e estão indicados os pontos de coleta de amostras de solo.
Tabelas 4.04 – Coordenadas UTM e altitudes dos pontos de coleta de amostras de solo
desta pesquisa
PONTO DE
COLETA
AMOSTRA (Nº)
1 750.378 8.861.091 37
2 756.490 8.842.230 58
3/4 748.620 8.828.250 39
5 734.290 8.814.730 51
6 726.950 8.811.070 82
7 702.811 8.788.474 48
8 692.593 8.786.089 83
9 689.712 8.771.529 41
10 666.698 8.773.986 86
11 675.195 8.763.399 43
12 687.978 8.757.656 23
13/14 673.205 8.759.371 42
15/16 669.113 8.743.903 34
COORDENADAS
ABSCISSAS (m) ORDENADAS(m)
A
LTITUDE
(m)
A identificação da classe pedológica de cada amostra de solo deu-se a partir de
características relacionadas à morfologia, tais como, textura, estrutura, cor e características
dos horizontes, tendo como base Mapas Pedológicos georeferenciados, elaborados pela
EMBRAPA (1999b) na escala de 1:100.000.
Esses mapas, já referidos no capítulo 3 deste trabalho, resultaram dos levantamentos de
solos em nível de reconhecimento de média intensidade, da região dos tabuleiros costeiros
e da baixada litorânea do Estado de Sergipe, realizada pela Embrapa Solos Nordeste em
parceria com a Embrapa Tabuleiros Costeiros.
Todas as amostras coletadas pertencem a Formação Superficial Barreiras predominante na
área de estudo. A Formação Barreira nasce na zona pré-litorânea do Estado de Sergipe,
predomina na área dos tabuleiros costeiros e avança em direção ao interior.
147
Figura 4.16 – Localização dos pontos de coleta de amostras de solo
148
Seus sedimentos são compostos granulometricamente por areias silto-argilosas,
classificadas pedologicamente como podzólicos vermelho-amarelos ou amarelos e areias
quartzosas distróficas.
As informações acerca das principais ocorrências de solos no Estado de Sergipe foram
apresentadas no Capítulo 3. A Tabela 4.05 fornece a identificação pedológica das amostras
de solo, obtidas nas condições supra citadas com a nomenclatura presente nos mapas da
EMBRAPA (1999b).
Tabela 4.05 – Identificação pedológica das amostras de solo deste estudo
AMOSTRA Nº
(REG.)
MUNICÍPIO
RODOVIA
PRÓXIMA
PROVÁVEL
HORIZONTE
CLASSIFICAÇÃO PEDOLÓGICA EXPEDIDA
NOMENCLATURA
EMBRAPA
01 (714) NEOPÓLIS SE - 200 C Podzólico vermelho - amarelo, Tb, distrófico PVd4
02 (704) PACATUBA SE - 204 B Podzólico vermelho - amarelo, Tb, distrófico e álico PVda4
03 (706) PIRAMBU/PACATUBA SE - 100 B Areia quartzosa distrófica Aqda
04 (703) PIRAMBU/PACATUBA SE - 100 B Podzólico vermelho - amarelo, Tb, distrófico e álico PVda3
05 (712) PIRAMBU SE - 226 B Podzólico vermelho - amarelo, Tb, distrófico e álico PVda1
06 (715) SANTO AMARO SE - 100 B Podzólico vermelho - amarelo, Tb, distrófico e álico PVda2
07 (707) SÃO CRISTOVÃO SE - 065 B Podzólico amarelo, latossolico/latossolo amarelo, distrófico e álico PAda16
08 (710) SÃO CRISTOVÃO SE - 464 B Podzólico vermelho - amarelo, plíntico Tb, álico PVe4
09 (708) ITAPORANGA D'AJUDA SE - 270 B Podzólico amarelo, Tb, distrófico e álico PAda3
10 (716) SALGADO SE - 472 B Podzólico vermelho - amarelo, plíntico Tb, álico PVa3
11 (702) ESTÂNCIA SE - 470 B Areia quartzosa distrófica Aqda
12 (709) ITAPORANGA D'AJUDA SE - 470 B Podzólico vermelho - amarelo, plíntico Tb, distrófico e álico PVda9
13 (717) ESTÂNCIA SE - 472 B Podzólico vermelho - amarelo, plíntico Tb, distrófico e álico PVda10
14 (713) ESTÂNCIA SE - 472 B Podzólico amarelo, Tb, distrófico e álico PVda7
15 (711) STA LUZIA DO ITANHY SE - 368 B
Podzólico amarelo, latossolico, distrófico e álico
PVda16
16 (705) STA LUZIA DO ITANHY SE - 368 B Podzólico vermelho - amarelo, plíntico Tb, distrófico e álico PVda7
As amostras Nºs 03 e 11 foram coletadas de horizontes superficiais que não correspondem
às informações dos perfis pedológicos disponíveis, especialmente quanto a cor e textura. A
amostra de Nº 03, provável solo transportado, apresenta coloração cinza claro, de solo com
45% de areia, 25% de silte e 30% de argila, pouco plástico (IP = 2), classificado como A-4
e ML (TRB e SUCS). A amostra Nº 11, de coloração cinza escuro, uma areia siltosa, foi
classificada como A-2-4 e SM.
Em cada uma das ocorrências selecionadas, foi definida a área específica de coleta das
amostras e realizada a preparação do local, seguida da classificação táctil-visual do solo.
149
Após limpeza superficial de uma faixa com largura média de 60 cm e com altura de cerca
de um metro do solo pretendido, procurou-se efetuar a coleta, sempre no terço médio da
camada ou do horizonte exposto do solo.
Cada amostra constituiu-se de cerca de 60-70 kg de solo, distribuídos em dois sacos
plásticos e transportados ao laboratório central do DER/SE. Após as etapas tradicionais de
secagem, destorroamento e quarteamento, efetuados de acordo com a norma DNER (1994,
ME 041/94) foram separados cerca de 40 kg de cada amostra e enviados ao Laboratório de
Geotecnia da COPPE/UFRJ, ficando a parcela restante destinada aos demais ensaios,
programados para execução nos laboratórios do DER/SE, UFS e Brasquímica/Salvador, e
como amostra reserva.
Na Tabela 4.06 mostra-se a freqüência de amostras em cada grupo dos Sistemas de
Classificação TRB e SUCS, caracterizando a variabilidade dos solos no que se refere aos
aspectos de textura e plasticidade.
Tabela. 4.06 – Freqüência de amostras nos grupos das classificações TRB/AASHTO e
SUCS
Classificação
TRB
Quantidade de
amostras
Classificação
SUCS
Quantidade de
amostras
A-2-4 5 SM 4
A-2-6 1 SC 5
A-4 4 CL 3
A-6 4 CL-ML 2
A-7-5 1 ML 1
A-7-6 1 MH 1
4.3 - ENSAIOS DE SOLOS
4.3.1 - ENSAIOS GEOTÉCNICOS TRADICIONAIS
Executados no Laboratório Central do DER/SE e no laboratório de Mecânica dos Solos do
Departamento de Engenharia Civil da UFS, os ensaios geotécnicos tradicionais, destinados
à classificação e caracterização dos solos, compreenderam:
150
Análise Granulométrica por peneiramento e sedimentação DNER (1994, ME
051/94; ME 080/94 e ME 093/94);
Limite de Liquidez DNER (1994, ME 122/94);
Limite de Plasticidade DNER (1994, ME 082/94);
Limite de Contração DNER (1994, ME 087/94);
Compactação DNER (1994, ME 129/94).
Para classificação dos solos foram empregados os sistemas de classificação TRB e SUCS.
Tratando-se de ensaios corriqueiros e por demais conhecidos dos técnicos rodoviários,
deixamos de relatar seus procedimentos de execução, passando a apresentar os resumos
dos resultados obtidos para as dezesseis amostras de solo deste estudo – Tabelas 4.07 a
4.10 e Figuras 4.17 e 4.18.
4.3.2. – ENSAIOS DE CLASSIFICAÇÃO MCT
Para fins de classificação dos solos segundo a Metodologia MCT, faz-se necessária a
execução dos ensaios de Compactação e Perda de Massa por Imersão em Água.
A Metodologia MCT preconiza seu emprego para solos com percentual menor que 5%, de
seu peso, retido na peneira Nº 10 (abertura de 2,00 mm). Neste aspecto todas as amostras
apresentaram-se aptas à utilização da Metodologia, ressalvando-se entretanto, que a
amostra Nº 15 apresentou percentual superior, 5,6%, ainda assim muito próximo do limite
estabelecido de 5%. Entendemos que esse excesso pode ser desprezado, tendo em vista a
sensibilidade dos resultados do ensaio de granulometria.
Tais ensaios foram realizados no Laboratório de Geotecnia da COPPE/UFRJ empregando-
se a Metodologia Tradicional, normatizada pelo DNER (1994). Os procedimentos de
ensaios seguiram o estabelecido pelos métodos de Ensaio: ME 228/94, ME 256/94 e ME
258/94.
151
Tabela 4.07 – Resultados das Análises Granulométricas – Amostras Nºs 01 a 08, deste estudo
DIÂMETRO(D) FRAÇÃO.
≤
D DIÂMETRO(D) FRAÇÃO.
≤
D DIÂMETRO(D) FRAÇÃO.
≤
D DIÂMETRO(D) FRAÇÃO.
≤
D DIÂMETRO(D) FRAÇÃO.
≤
DDIÂMETRO(D)FRAÇÃO.
≤
D DIÂMETRO(D) FRAÇÃO.
≤
D DIÂMETRO(D) FRAÇÃO.
≤
D
(mm) (%) (mm) (%) (mm) (%) (mm) (%) (mm) (%) (mm) (%) (mm) (%) (mm) (%)
38,10 100,00 38,10 100,00 38,10 100,00 38,10 100,00 38,10 100,00 38,10 100,00 38,10 100,00 38,10 100,00
25,40 100,00 25,40 100,00 25,40 100,00 25,40 100,00 25,40 100,00 25,40 100,00 25,40 100,00 25,40 100,00
19,10 100,00 19,10 100,00 19,10 100,00 19,10 100,00 19,10 100,00 19,10 100,00 19,10 100,00 19,10 100,00
9,50 100,00 9,50 100,00 9,50 100,00 9,50 99,81 9,50 100,00 9,50 100,00 9,50 100,00 9,50 100,00
4,80 100,00 4,80 100,00 4,80 100,00 4,80 98,62 4,80 99,89 4,80 99,87 4,80 99,54 4,80 99,70
2,00 99,14 2,00 99,42 2,00 99,94 2,00 96,89 2,00 99,67 2,00 99,24 2,00 97,31 2,00 98,99
1,20 98,64 1,20 98,57 1,20 99,80 1,20 96,71 1,20 99,58 1,20 98,79 1,20 95,73 1,20 97,58
0,60 87,31 0,60 86,60 0,60 97,60 0,60 95,02 0,60 98,85 0,60 96,80 0,60 88,66 0,60 75,29
0,42 68,13 0,42 76,31 0,42 94,58 0,42 94,06 0,42 95,40 0,42 94,46 0,42 82,06 0,42 51,50
0,25 33,41 0,25 62,53 0,25 84,57 0,25 92,17 0,25 70,36 0,25 86,58 0,25 70,39 0,25 31,55
0,15 20,37 0,15 51,09 0,15 64,88 0,15 87,08 0,15 24,66 0,15 65,08 0,15 55,18 0,15000 24,86
0,07882 19,19 0,07400 44,20 0,07400 54,67 0,07400 76,79 0,08063 17,93 0,07400 48,00 0,07400 44,54 0,08008 23,23
0,07000 19,00 0,07345 43,17 0,07035 54,34 0,06339 74,79 0,07400 16,05 0,05063 44,09 0,07332 44,40 0,07000 22,98
0,05579 18,87 0,05232 41,19 0,05082 48,89 0,04566 70,76 0,05739 15,83 0,03661 41,07 0,05263 40,13 0,05671 22,69
0,03947 18,71 0,03719 39,71 0,03642 45,43 0,03267 68,07 0,04073 14,70 0,02549 39,27 0,03743 38,42 0,04014 22,33
0,02724 18,71 0,02526 39,42 0,02539 41,63 0,02288 64,57 0,02817 14,22 0,01820 36,92 0,02576 37,78 0,02772 22,16
0,01927 18,56 0,01799 37,44 0,01817 38,50 0,01639 61,71 0,01992 14,22 0,01349 34,65 0,01828 36,75 0,01961 21,98
0,01409 18,24 0,01318 36,61 0,01342 36,30 0,01210 59,19 0,01455 14,22 0,00960 33,08 0,01341 35,38 0,01433 21,80
0,00997 18,08 0,00938 35,43 0,00963 33,91 0,00862 56,97 0,01030 13,89 0,00687 31,20 0,00954 34,50 0,01014 21,62
0,00705 18,08 0,00666 34,60 0,00694 31,68 0,00616 53,88 0,00729 13,73 0,00492 29,47 0,00674 34,02 0,00717 21,44
0,00501 18,16 0,00473 32,96 0,00496 30,20 0,00438 51,42 0,00516 13,25 0,00356 27,79 0,00478 32,19 0,00508 21,08
0,00354 18,16 0,00336 31,97 0,00358 27,89 0,00312 49,10 0,00363 13,00 0,00146 22,27 0,00338 31,85 0,00357 20,99
0,00251 17,53 0,00238 31,47 0,00148 23,21 0,00223 47,50 0,00255 12,92 0,00240 31,17 0,00252 20,99
0,00144 15,57 0,00141 30,89 0,00126 46,54 0,00146 12,36 0,00137 30,40 0,00143 20,82
GRANULOMETRIA POR PENEIRAMENTO E POR SEDIMENTAÇÃO
SOLO 05 (712) SOLO 06 (715) SOLO 07 (707) SOLO 08 (710)SOLO 01(714) SOLO 02 (704) SOLO 03 (706) SOLO 04 (703)
152
Tabela 4.08 – Resultados das Análises Granulométricas – Amostras Nºs 09 a 16, deste estudo
DIAMETRO(D) FRAÇÃO
≤
D DIAMETRO(D) FRAÇÃO
≤
D DIAMETRO(D) FRAÇÃO
≤
D DIAMETRO(D) FRAÇÃO
≤
D DIAMETRO(D) FRAÇÃO
≤
D DIAMETRO(D) FRAÇÃO
≤
D DIAMETRO(D) FRAÇÃO
≤
D DIAMETRO(D) FRAÇÃO
≤
D
(mm) (%) (mm) (%) (mm) (%) (mm) (%) (mm) (%) (mm) (%) (mm) (%) (mm) (%)
38,10 100,00 38,10 100,00 38,10 100,00 38,10 100,00 38,10 100,00 38,10 100,00 38,10 100,00 38,10 100,00
25,40 100,00 25,40 100,00 25,40 100,00 25,40 100,00 25,40 100,00 25,40 100,00 25,40 100,00 25,40 100,00
19,10 100,00 19,10 100,00 19,10 100,00 19,10 100,00 19,10 100,00 19,10 100,00 19,10 100,00 19,10 100,00
9,50 100,00 9,50 99,83 9,50 100,00 9,50 99,89 9,50 100,00 9,50 100,00 9,50 99,72 9,50 100,00
4,80 99,26 4,80 99,47 4,80 99,98 4,80 99,57 4,80 100,00 4,80 99,93 4,80 98,78 4,80 100,00
2,00 97,51 2,00 98,31 2,00 99,73 2,00 97,45 2,00 98,82 2,00 96,63 2,00 94,44 2,00 99,98
1,20 96,70 1,20 97,92 1,20 98,50 1,20 95,94 1,20 98,02 1,20 95,11 1,20 92,28 1,20 99,96
0,60 92,95 0,60 95,40 0,60 87,99 0,60 90,62 0,60 95,27 0,60 91,24 0,60 84,73 0,60 99,62
0,42 88,94 0,42 93,94 0,42 77,24 0,42 85,17 0,42 91,28 0,42 88,39 0,42 80,64 0,42 99,20
0,25 81,24 0,25 91,97 0,25 60,50 0,25 68,55 0,25 84,10 0,25 82,92 0,25 74,52 0,25 97,57
0,15 67,67 0,15 88,60 0,15 42,09 0,15 38,60 0,15 76,08 0,15 71,38 0,15 60,09 0,15 59,09
0,07400 55,34 0,07400 84,33 0,07862 30,37 0,07687 28,19 0,07400 67,79 0,07400 54,56 0,07400 48,84 0,07813 31,94
0,07270 55,25 0,06318 83,76 0,07400 30,17 0,07400 27,00 0,06862 67,40 0,07004 54,33 0,07148 48,76 0,07400 30,83
0,05237 50,13 0,04546 79,78 0,05679 23,83 0,05493 25,27 0,04955 62,05 0,05046 49,45 0,05109 45,97 0,05546 30,79
0,03754 46,25 0,03265 76,17 0,04077 18,96 0,03907 23,58 0,03567 57,23 0,03604 46,76 0,03639 44,00 0,03931 30,14
0,02581 45,40 0,02253 73,65 0,02855 14,43 0,02700 22,96 0,02471 54,56 0,02466 45,70 0,02516 42,36 0,02604 29,90
0,01842 42,93 0,01619 69,86 0,02029 12,75 0,01917 21,89 0,01771 50,99 0,01753 44,35 0,01797 39,90 0,01844 29,41
0,01354 40,99 0,01197 66,46 0,01494 10,07 0,01403 21,28 0,01306 48,32 0,01283 43,68 0,01321 38,09 0,01349 28,92
0,00961 40,10 0,00856 63,57 0,01061 8,73 0,01003 20,55 0,00940 45,11 0,00912 42,33 0,00933 37,65 0,00956 28,27
0,00683 39,36 0,00614 59,30 0,00752 7,89 0,00713 20,12 0,00669 43,33 0,00646 41,99 0,00662 36,50 0,00679 27,89
0,00483 38,52 0,00441 55,33 0,00533 6,88 0,00506 19,63 0,00479 41,10 0,00460 41,57 0,00468 35,73 0,00485 27,45
0,00341 38,22 0,00314 51,81 0,00376 6,29 0,00361 19,59 0,00343 39,23 0,00326 40,90 0,00331 34,78 0,00341 27,21
0,00242 37,51 0,00224 50,00 0,00265 6,11 0,00251 19,51 0,00237 39,05 0,00232 40,48 0,00236 34,21 0,00242 26,88
0,00138 35,30 0,00144 48,18 0,00152 5,37 0,00141 19,43 0,00135 36,11 0,00131 39,69 0,00133 33,76 0,00142 25,26
GRANULOMETRIA POR PENEIRAMENTO E POR SEDIMENTAÇÃO
SOLO 16 (705)SOLO 13 (717) SOLO 14 (713) SOLO 15 (711)SOLO 09 (708) SOLO 10 (716) SOLO 11(702) SOLO 12 (709)
153
Tabela. 4.09 – Resultados dos Ensaios de Caracterização e Classificações TRB-AASHTO e SUCS – Amostras Nºs 01 a 08, deste estudo
01 (714) 02 (704) 03(706) 04 (703) 05 (712) 06 (715) 07 (707) 08 (710)
2,646 2,641 2,631 2,675 2,653 2,649 2,651 2,640
3/8"
100 100 100 99,81 100,00 100 100 100,00
Nº 4
100 100 100 98,62 99,89 99,87 99,54 99,70
Nº10
99,14 99,42 99,94 96,89 99,67 99,24 97,31 98,99
Nº 40
68,13 76,31 94,58 94,06 95,40 94,46 88,06 51,50
Nº 200 19 44,2 54,67 76,79 16,05 48 44,54 22,98
0,86 0,58 0,06 3,11 0,33 0,76 2,69 1,01
80,14 55,22 45,27 20,10 83,62 51,24 52,77 76,01
0,84 11,01 24,44 24,52 2,83 18,45 12,14 1,90
18,16 33,18 30,22 52,27 13,22 29,54 32,40 21,08
4,42 24,92 44,71 31,93 17,63 38,45 27,25 8,27
NL 29 21 44 NL 21 28 32
NP 13 2 21 NP 6 11 13
_ 15 20 20 _ 16 18 18
034130320
A-2-4 A-6 A-4 A-7-6 A-2-4 A-4 A-6 A-2-6
SM SC ML CL SM CL-ML SC SC
GRANULOMETRIA
PERCENTAGEM QUE
PASSA
SILTE NA FRAÇÃO FINA (%)
LIMITE DE CONTRAÇÃO (%)
ÍNDICE DE GRUPO
CLASSIFICAÇÃO TRB
CLASSIFICAÇÃO SUCS
PESO ESPECÍFICO REAL (g/cm³)
RESULTADOS DOS ENSAIOS DE CARACTERIZAÇÃO - CLASSIFICAÇÃO TRB E SUCS
ENSAIOS x AMOST Nº (REG)
PEDREGULHO (%)
AREIA (%)
SILTE (%)
ARGILA (%)
LIMITE DE LIQUIDEZ (%)
INDICE DE PLASTICIDADE(%)
154
Tabela 4.10 – Resultados dos ensaios de caracterização e Classificação TRB-AASHTO e SUCS – Amostras Nºs 09 a 16,deste estudo
09 (708) 10 (716) 11(702) 12 (709) 13 (717) 14 (713) 15 (711) 16 (705)
2,566 2,671 2,658 2,656 2,671 2,639 2,646 2,675
3/8"
100,00 99,83 100 99,89 100 100 99,72 100
Nº 4
99,26 99,47 99,98 99,57 100 99,93 98,78 100
Nº10 97,51 98,31 99,73 97,45 98,82 96,63 94,44 99,98
Nº 40 88,94 93,94 77,24 85,17 91,28 88,39 80,64 99,2
Nº 200
55,34 84,33 30,17 27,00 67,79 54,56 48,84 30,83
2,49 1,69 0,27 2,55 1,18 3,37 5,56 0,02
42,16 13,98 69,56 70,46 31,04 42,07 45,6 69,15
16,76 27,65 23,42 7,36 26,45 12,9 12,98 3,34
38,59 56,68 6,76 19,63 41,34 41,66 35,86 27,49
30,28 32,79 77,6 27,27 39,02 23,64 26,58 10,83
32 58 NL NL 32 33 26 21
14 22 NP NP 8 13 9 5
16 32 _ _ 21 19 18 18
916007530
A-6 A-7-5 A-2-4 A-2-4 A-4 A-6 A-4 A-2-4
CL MH SM SM CL-ML CL SC CL-ML
LIMITE DE CONTRAÇÃO (%)
CLASSIFICAÇÃO SUCS
GRANULOMETRIA
PERCENTAGEM QUE
PASSA
ÍNDICE DE GRUPO
CLASSIFICAÇÃO TRB
LIMITE DE LIQUIDEZ (%)
INDICE DE PLASTICIDADE(%)
SILTE (%)
ARGILA (%)
SILTE NA FRAÇÃO FINA (%)
RESULTADOS DOS ENSAIOS DE CARACTERIZAÇÃO - CLASSIFICAÇÃO TRB E SUCS
ENSAIOS x AMOST Nº (REG)
PEDREGULHO (%)
AREIA (%)
PESO ESPECÍFICO REAL (g/cm³)
155
Granulometria - SOLOS 01 A 16
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
80,0
90,0
100,0
0,001 0,010 0,100 1,000 10,000 100,000
DIÂMETRO DAS PARTÍCULAS (mm)
PORCENTAGEM PASSANDO (%
)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
PORCENTAGEM RETIDA (%)
S01
S02
S03
S04
S05
S06
S07
S08
S09
S10
S11
S12
S13
S14
S15
S16
A
BNT
ARGILA SILTE
AREIA
FINA MÉDIA GROSSA
PEDREGULHO
FINO MÉDIO GROSSO
Figura 4.17– Curvas granulométricas dos solos deste estudo
156
COMPACTAÇÃO (MOLDE CILINDRICO PROCTOR ) PROCTOR INTERMEDIÁRIO
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35
UMIDADE (%)
MASSA ESPECÍFICA APARENTE SECA (g/cm³)
SOLO 01
SOLO 02
SOLO 03
SOLO 04
SOLO 05
SOLO 06
SOLO 07
SOLO 08
SOLO 09
SOLO 10
SOLO 11
SOLO 12
SOLO 13
SOLO 14
SOLO 15
SOLO 16
Figura 4.18 – Curvas de Compactação dos solos deste estudo.
SOLO UMID.OT. MEASmax
1 10,1 20,00
2 9,9 20,70
3 12,7 19,30
4 18,3 17,80
5 9,1 19,55
6 10,7 19,80
7 11,0 19,80
8 8,8 20,74
9 14,0 19,13
10 24,6 15,40
11 13,1 18,00
12 9,0 20,69
13 18,2 17,30
14 15,3 18,49
15 13,6 19,10
16 10,8 19,90
157
4.3.2.1 – Preparação das Amostras
Quanto à preparação das amostras, as etapas iniciais de secagem ao ar, destorroamento e
separação por quarteamento, foram realizadas segundo os preceitos do DNER (1994, ME
041/94). Foram separadas sete porções de 1,0 kg de cada solo, das quais tomou-se cinco,
para umedecimento em diferentes “pontos” em torno da umidade ótima , abrangendo faixa
de umidades mais ampla que a normalmente adotada nos ensaios de compactação. As duas
porções restantes foram reservadas para eventuais necessidades de repetição de ensaios ou
ensaios adicionais em outras umidades. Deve-se ressaltar que, em geral são utilizadas
amostras de 500 g para o ensaio de classificação MCT. Decidiu-se pela utilização de
amostras contendo 1,0 kg de solo, tendo em vista que seriam executados ensaios segundo
as duas modalidades MCT - Tradicional e Simplificada – e, além disso, foram
considerados os aspectos relacionados à melhor homogeneização da umidade do solo.
As cinco porções de cada solo, foram acondicionadas em sacos plásticos, hermeticamente
fechados e depositados em câmara úmida onde permaneceram por período mínimo de 24
horas. As Figuras 4.19 e 4.20 ilustram esse procedimento para as porções de algumas
amostras de solo.
Figura 4.19 - Porções, de 1,0kg cada, de algumas das amostras de
solo acondicionadas para ensaio MCT
158
Figura 4.20 - Porções homogeneizadas em diferentes umidades e prontas
paradisposição em câmara úmida, para ensaio posterior.
4.3.2.2 – Ensaios de Compactação
De cada uma das 5 porções, pesou-se 200 g de solo úmido acondicionados em sacos
plásticos, fechados logo após pesagem, bem como foram pesadas outras duas pequenas
porções, dispostas em cápsulas, cujos pesos foram previamente obtidos, e levadas à estufa
a 105-110 ºC, para determinação da umidade de cada amostra ou “ponto de umidade”.
Sobre a base do equipamento de compactação dispôs-se o cilindro padrão - de aço maciço
com 5 cm de diâmetro e 5 cm altura - e acima dele uma película plástica circular muito
fina, de mesmo diâmetro – que evita contato direto do solo com o soquete - sobre a qual foi
posicionado o soquete de compactação. Com o extensômetro posicionado no topo da haste
do soquete, foi feita a “leitura padrão”. Essa leitura serve de referência inicial para
determinação das alturas do corpo de prova, durante as etapas da compactação.
Foram preparados 5 moldes cilíndricos vazados - abertos no topo e na base - de aço,
limpos e com paredes internas untadas com pequena quantidade de vaselina (apenas para
redução do atrito), posicionando-se em cada um deles, um anel metálico, de seção
triangular, fixado na circunferência interna do cilindro, cuja função é de evitar fuga do solo
durante a compactação.
159
Iniciando-se pela porção de solo preparada com menor umidade, o primeiro molde
cilíndrico foi posicionado na base do equipamento, apoiado sobre calços cilíndricos de
PVC, despejando-se cuidadosamente a porção de 200g de solo, com auxílio de um funil e
de uma pequena haste metálica. Em seguida foi introduzido o segundo anel metálico
(superior) fixando-o nas paredes do molde e uma segunda película plástica (superior)
apoiada sobre ele. Aplicado o primeiro golpe do soquete, foi retirado o calço de apoio do
molde e efetuada a primeira leitura, com o extensômetro posicionado no topo da haste do
soquete.
Seguiu-se a aplicação da série de golpes estabelecida pelo método: 2, 3, 4, 6, 8, 12,
16,...n...4n, fazendo-se a leitura do extensômetro após cada série, até que se estabeleceu um
dos critérios definidos pela metodologia, para finalização da compactação, ou seja:
diferença entre leituras sucessivas, menor que 0,1 mm – adotou-se o critério
definido pelo DNER (1994): leitura 4n – leitura n, menor que 2,0 mm.
Atingiu-se 256 golpes.
Houve nítida expulsão de água.
Os procedimentos relativos à compactação, foram repetidos para as outras quatro porções
de 200 g de solo, realizando-se assim 5 compactações, em diferentes teores de umidade,
para cada solo. O equipamento de compactação da metodologia MCT, empregado nesta
pesquisa, pode ser visualizado na Figura 4.21.
4.3.2.3 – Ensaios de Perda de massa por Imersão em Água
Concluída a compactação, procedeu-se à extração parcial de cada corpo de prova, pela
parte superior do molde cilíndrico – em relação ao seu posicionamento na base do
equipamento de compactação – utilizando um pequeno macaco hidráulico, até que se
apresentasse, externamente ao molde, 10 mm da altura do corpo de prova.
Em um reservatório plástico contendo água, foram posicionadas cinco pequenas bases para
apoio dos moldes cilíndricos, tendo à frente de cada uma delas uma cuba de alumínio,
previamente pesada.
160
Figura 4.21 – Equipamento de compactação da Metodologia MCT, da COPPE/UFRJ
Os moldes cilíndricos com os corpos de prova parcialmente extraídos, foram levados, um a
um, até esse recipiente e, mantendo-os na posição horizontal - segundo suas geratrizes –
foram submergidos cuidadosamente, até apoiar-se sobre as bases dispostas no fundo do
recipiente, estabelecendo-se sobre os corpos de prova, lâmina d’água de cerca de10 mm.
As cubas de alumínio convenientemente posicionadas no fundo do reservatório, foram
utilizadas para coleta de solo que eventualmente se desprendiam da parte saliente dos
corpos de prova, como pode ser visualizado na Figura 4.22.
Após tempo de imersão de 20 horas, as cubas que continham solo desprendido, tiveram os
excessos de água cuidadosamente retirados (escorridos), em seguida foram levadas à
estufa, para eliminação total da umidade e posterior determinação de seus pesos secos.
161
Figura 4.22 - Ensaio de perda de massa por imersão em água
As planilhas eletrônicas elaboradas por MARANGON (2004) foram empregadas para
cálculo das variáveis:
Umidades dos corpos de prova;
Alturas dos corpos de prova após cada série de golpes;
Massas especificas aparentes secas;
Perdas de massa por imersão em água;
Resultados de Mini-MCVs.
As citadas planilhas geram de forma automática, os seguintes gráficos:
Curvas de deformabilidade (ou de Mini-MCV), resultantes das compactações dos
corpos de prova – em geral, 5 corpos de prova de solo, em diferentes condições
de umidade - como as curvas apresentadas na Figura 4.23, referentes à amostra
de solo Nº 04 (703), desta pesquisa. As curvas de deformabilidade servem para
obtenção do coeficiente de deformabilidade c’, conforme procedimentos descritos
no Capítulo 2.
Família das curvas de compactação correspondentes às diferentes energias de
compactação (referidas pelo número de golpes da série crescente).
O coeficiente de compactação d’ é obtido a partir da curva de compactação para a
energia de 12 golpes, conforme procedimentos descritos no capítulo 2 e exemplo
apresentado na Figura 4.24, obtido dos ensaios da amostra de solo Nº 10 (716).
162
Determinação do Coeficiente de Deformabilidade c'
Curva Mini - MCV 10
0
2
4
6
8
10
12
14
16
1 10 100 1000
Número de Golpes
A4n - An
1
2
3
4
5
Fig. 4.23 – Exemplo de curvas de deformabilidade e obtenção do parâmetro c’ –
Amostra Nº 04 (703)
Determinação do Coeficiente de Compactação d'
Curva de compactação 12 golpes
12,5
13
13,5
14
14,5
15
15,5
16
16,5
17
17,5
18
18,5
19
19,5
20
20,5
21
21,5
22
6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38
Umidade (%)
Peso Específico Aparente seco (kN/m³)
8 golpes
12 golpes
16 golpes
d'
Figura. 4.24 – Exemplo de famílias de curvas de compactação e de obtenção do
parâmetro d’ - Amostra Nº 10 (716)
163
Curva das perdas de massa por imersão em água, dos corpos de prova,
representadas em função de seus valores de Mini-MCVs. A curva permite a
obtenção do valor da Pi (perda de massa considerada), conforme procedimento
descrito no capítulo 2. A Figura 4.25 representa a citada curva para a amostra de
solo Nº 10 (716).
Curva de resultados de Mini –MCV em função das umidades, denominada curva
de aferição de umidade, obtida para fins de controle de compactação no campo.
A Figura 4.26 apresenta exemplo de curva de aferição de umidade, para o caso
da amostra de solo Nº 10 (716).
Gráfico do resultado da classificação do solo, com identificação do grupo a que
pertence. A Figura 4.27 mostra o posicionamento da amostra de solo Nº 10
(716).
Determinação da Perda de Massa por Imersão
Condição de Mini-MCV 10 (baixa) ou 15 (alta)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
0 5 10 15 20
Mini -MCV
Perda de Massa por Imersão (%)
Figura. 4.25 – Exemplo de curva de perda de massa por imersão em água, empregada
na determinação da Pi - Amostra Nº 10 (716)
164
Curva de Aferição de Umidade
Controle de Compactação no Campo e
Apoio à Classificação MCT
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
0 5 10 15 20
Mini - MCV
Umidade (%)
Figura. 4.26 – Exemplo de curva de aferição de umidade - Amostra Nº 10 (716)
CLASSIFICAÇÃO MCT
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
1,00
1,10
1,20
1,30
1,40
1,50
1,60
1,70
1,80
1,90
2,00
2,10
2,20
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2 2,1 2,2 2,3
c'
e'
10
LA
NA
NS'
NA
'
LA'
NG
LG'
Fig. 4.27 – Exemplo de classificação de solo no ábaco proposto pela Metodologia
MCT - Amostra Nº 10 (716)
165
A Tabela 4.11 apresenta os principais parâmetros resultantes dos ensaios de compactação
e de perda de massa por imersão em água, realizados conforme expressa a metodologia
MCT, para as dezesseis amostras de solo deste estudo, enquanto a Figura 4.28 contém o
ábaco de classificação da metodologia, com a identificação dos grupos de solos e o
posicionamento das amostras ensaiadas.
Os resultados completos do emprego da metodologia MCT são apresentados no Anexo I, e
foram obtidos com a utilização das planilhas eletrônicas idealizadas por MARANGON
(2004).
Tabela 4.11 – Principais parâmetros da Classificação MCT das dezesseis amostras de
solo deste estudo.
SOLO
Nº c' d' Pi e' CLASSE
01 (714) 0,43 38,0 95 1,14 LA
02 (704) 1,36 93,3 18 0,73 LA'
03 (706) 1,51 61,7 127 1,17
NA'
04 (703) 2,09 44,3 129 1,20
NG'
05 (712) 0,18 18,8 140 1,35 LA
06 (715) 1,28 73,0 127 1,16
NA'
07 (707) 1,83 128,7 40 0,82 LG'
08 710) 0,42 36,7 92 1,14 LA
09 (708) 1,83 108,3 98 1,05 LG'
10 (716) 2,16 50,6 20 0,84 LG'
11 (702) 0,45 10,7 347 1,75
NA'
12 (709) 0,65 62,7 90 1,07 LA
13 (717) 1,76 65,0 20 0,80 LG'
14 (713) 1,68 43,3 60 1,02 LG'
15 (711) 1,51 87,6 73 0,99 LG'
16 (705) 0,73 58,5 92 1,08 LA'
PARÂMETROS DA CLASSIFICAÇÃO MCT
166
CLASSIFICAÇÃO MCT
1
4
7
9
10
14
15
2
3
5
6
8
12
13
16
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
1,00
1,10
1,20
1,30
1,40
1,50
1,60
1,70
1,80
1,90
2,00
2,10
2,20
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2 2,1 2,2 2,3
c'
e'
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
LA
NA
LA' LG'
NS'
NA'
NG'
Figura 4.28 – Classificação das dezesseis amostras de solo deste estudo, se
g
undo a
Metodologia MCT
4.3.3 - ENSAIOS DE CLASSIFICAÇÃO MCT - MÉTODO SIMPLIFICADO
O método simplificado da metodologia de classificação MCT, na forma proposta por seus
autores (NOGAMI e VILLIBOR 2000a e 2000b), foi empregado para classificação dos
solos deste estudo. Para tanto as amostras foram submetidas aos ensaios de compactação e
de perda de massa por imersão em água, segundo as novas orientações já descritas no
Capítulo 2.
A utilização de ambas as metodologias teve como principal objetivo o estudo comparativo
dos seus procedimentos e de seus resultados, especialmente quando aplicadas em solos da
região nordeste do Brasil, da formação Barreiras, presente na faixa costeira do estado de
Sergipe, solos estes com razoáveis diferenças de textura e plasticidade.O método
simplificado difere da metodologia tradicional especificamente no que diz respeito à série
de golpes empregada nos ensaios de compactação e ao processo de determinação do
coeficiente de deformabilidade c’. Tais diferenças já foram devidamente explicitadas no
Capítulo 2.
167
A Tabela 4.12 apresenta os principais parâmetros resultantes dos ensaios de compactação
e de perda de massa por imersão em água, realizados conforme expressa a metodologia
MCT – Método Simplificado, para as dezesseis amostras de solo deste estudo, enquanto a
Figura 4.29 contém o ábaco de classificação da metodologia, com a identificação dos
grupos de solos e o posicionamento das amostras ensaiadas.
Tabela 4.12 – Principais parâmetros da Classificação MCT – Método
Simplificado dezesseis amostras de solo, deste estudo.
SOLO
Nº c' d' Pi e' CLASSE
01 (714) 0,62 32,7 265 1,48 NA'
02 (704) 1,35 97,1 56 0,91 LA'
03 (706) 1,40 49,2 140 1,22
NA'
04 (703) 1,33 47,5 78 1,06 LA'
05 (712) 0,54 17,3 99 1,29 LA
06 (715) 1,14 57,2 307 1,51
NS'
07 (707) 1,16 144,0 5 0,57 LA'
08 710) 0,61 38,3 165 1,29 LA
09 (708) 1,73 111,0 136 1,15 LG'/NG'
10 (716) 1,58 53,8 20 0,83 LG'
11 (702) 0,64 25,4 312 1,57
NA'
12 (709) 0,67 65,6 100 1,09 LA
13 (717) 1,58 63,3 65 0,99 LG'
14 (713) 1,40 94,3 48 0,88 LA'
15 (711) 1,01 102,2 68 0,96 LA'
16 (705) 0,74 55,7 100 1,11 LA'
PARÃMETROS CLASSIFICAÇÃO MCT - MÉTODO SIMPLIFICADO
No Capítulo a seguir (Capítulo 5) são confrontados os resultados obtidos segundo ambas as
Metodologias, considerando-se inclusive, os diferentes procedimentos de determinação do
coeficiente c’, já relatados no Capítulo 2.
Os resultados dos ensaios de compactação e de perda de massa por imersão, decorrentes do
emprego da metodologia MCT – Método Simplificado, referentes às dezesseis amostras de
solo deste estudo, fazem parte do Anexo I deste trabalho e foram determinados com a
utlização das planilhas eletrônicas idealizadas por MARANGON (2004).
168
CLASSIFICAÇÃO MCT MÉTODO SIMPLIFICADO
1
3
4
6
7
10
11
12 13
14
15
16
2
5
8
9
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
1,00
1,10
1,20
1,30
1,40
1,50
1,60
1,70
1,80
1,90
2,00
2,10
2,20
0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,10 1,20 1,30 1,40 1,50 1,60 1,70 1,80 1,90 2,00 2,10 2,20 2,30
c'
e'
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
LA
LG'
NA
L
NG'
LA'
NS'
NA'
Figura. 4.29 – Classificação MCT - Método Simplificado, das dezesseis amostras de
solo, deste estudo.
4.3.4 - ENSAIOS TRIAXIAIS
Os ensaios triaxiais dinâmicos com vistas às determinações dos módulos de resiliência,
foram executados em todas as amostras de solo, compactadas nas condições de umidade
ótima, sob energia correspondente a do Proctor Intermediário. Com o propósito de se
estudar o efeito das variações de umidade, especialmente dos acréscimos de umidade, no
comportamento das variáveis deformação plástica e módulo de resiliência, realizaram-se
ensaios triaxiais dinâmicos em todas as amostras de solos, em diferentes condições de
umidade, numa faixa de 2% acima e abaixo da umidade ótima.
Todos os ensaios triaxiais dinâmicos foram realizados no Setor de Ensaios Dinâmicos do
Laboratório de Geotecnia da COPPE/UFRJ, no equipamento mostrado na Figura 4.30,
empregando-se corpos de prova de 10 cm de diâmetro e 20 cm de altura, tendo em vista
que tais dimensões mostraram-se compatíveis com as características de granulometria das
amostras de solo, conforme as referências citadas no Capítulo 2.
169
Figura 4.30 – Equipamento de ensaio triaxial dinâmico da COPPE/UFRJ
Na preparação dos corpos de prova tomou-se como referência inicial para os parâmetros
umidade ótima os valores resultantes dos ensaios de compactação, realizados em molde
cilíndrico “Proctor”, utilizando-se energia do Proctor Intermediário.
Após obtenção das curvas de compactação, alguns ajustes nos valores de umidades ótimas
foram necessários e já esperados, tendo em vista as diferentes dimensões dos moldes
cilíndricos, utilizados em ambas as metodologias. No Capítulo a seguir (Capítulo 5) tem-
se a análise dos resultados de umidade ótima e massa específica aparente seca máxima,
obtidos através da utilização de moldes cilíndricos do ensaio triaxial (diâmetro de 10 cm e
altura de 20 cm), em comparação com os resultantes do uso de moldes cilíndricos do
ensaio “Proctor”, para as amostras de solo deste estudo.
Os procedimentos de ensaio triaxial dinâmico adotado pela COPPE/UFRJ, apresenta
pequenas variações em relação ao estabelecido pelo Método de Ensaio DNER (1994, ME
131/94), conforme já referido no Capítulo 2, destacando-se a utilização, para qualquer tipo
de solo, dos mesmos pares de tensões especificados pela norma para solos arenosos, além
do emprego de freqüência de carregamento de acordo com o padrão internacional atual,
que é de 1 Hz, enquanto a norma especifica menos. Os passos de execução do ensaio são
relatados a seguir, de forma sucinta.
170
Da amostra previamente seca ao ar, destorroada e quarteada, conforme estabelece a Norma
do DNER (1994, ME 041/94), fez-se a homogeneização de 4,5 kg de solo, com o teor de
umidade pretendida – descontando-se a umidade higroscópica previamente determinada.
A amostra assim preparada foi levada à câmara úmida, por período não inferior a 16 horas.
Em cilindro tripartido nas dimensões já citadas – diâmetro 10 cm e altura 20 cm - realizou-
se a compactação empregando-se compactador mecânico, e energia correspondente ao
Proctor Intermediário. Para tanto, a amostra de solo foi dividida em 10 camadas, submetida
a 17 golpes nas 9 primeiras camadas e 18 golpes na camada final, aplicados por soquete
leve (2,5 Kg) com altura de queda de 45,7 cm.
O corpo-de-prova assim obtido, ainda preso às laterais do molde – retira-se apenas a base
do molde – foi pesado, posicionado sobre a pedra porosa e só então libertado do molde tri-
partido. Logo em seguida recebeu o cabeçote metálico e foi envolvido por uma membrana
de borracha, que foi fixada ao cabeçote, por anéis elásticos tensionados. Apoiado sobre a
pedra porosa, o corpo de prova foi levado à base do equipamento de ensaio, estendendo-se
a membrana de borracha até envolver essa base onde foi fixada utilizando-se anéis
elásticos tensionados.
Os anéis elásticos tensionados, sobre a membrana de borracha no cabeçote e na base do
equipamento, fazem a vedação, garantindo o isolamento do corpo-de-prova quanto à
entrada de ar, para aplicação da tensão de confinamento (σ
3
).
Dois transdutores mecano-eletromagnéticos do tipo LVDT (linear variable differential
transformer), utilizados para medidas dos deslocamentos verticais, foram então fixados, em
posições diametralmente opostas, presos ao cabeçote superior e apoiados sobre hastes de
referência que se ligam à base.
Nesta etapa fez-se a entrada dos dados referentes ao ensaio, no sistema informatizado,
liberando-se a medição dos deslocamentos, para os ajustes preliminares dos LVDTs. A
Figura 4.31 apresenta um corpo de prova preparado para o ensaio triaxial.
171
Figura 4.31 – Corpo de prova preparado para o ensaio triaxial
Seguiu-se com o posicionamento do cilindro externo e do tampo superior metálico, que são
fixados à base do equipamento, através de três hastes metálicas de extremidades
rosqueadas, que se estendem da base ao tampo superior, onde recebem porcas de fixação.
Feitas as ligações das mangueiras de ar comprimido e os ajuste finos dos LVDTs pode-se
dar inicio ao ensaio.
O equipamento utiliza sistema pneumático, com controle dos níveis e dos tempos de
aplicação das tensões desvio e pressões confinantes, controlados automaticamente pelo
sistema informatizado. No ensaio triaxial, as pressões confinantes são mantidas em toda a
superfície externa do corpo de prova e as tensões desvio são aplicadas em ciclos, em geral
de 1,0 segundo com duração de carga de 0,1 segundo, verticalmente, no topo do corpo de
prova, no sentido da compressão.
A etapa inicial do ensaio refere-se ao “Condicionamento do Corpo de Prova” que, nos
procedimentos adotados na COPPE/UFRJ, consistem da aplicação sucessiva de 500 ciclos
de cada um dos pares de pressões confinantes e tensões desvios, relacionadas na Tabela
2.08 do Capítulo 2.
172
A etapa do condicionamento tem a finalidade de minimizar os efeitos das deformações
plásticas e da história de tensões, nas medidas de deformações. Registra-se, ao final do
condicionamento, a deformação permanente observada.
Na etapa seguinte, do ensaio propriamente dito, são aplicados 5 ciclos de carga e descarga
- ou 10 ciclos, caso os deslocamentos medidos apresentem diferenças entre si, superiores a
5% - de diferentes pares de pressão confinante e tensão desvio, com relações
σ
1
/σ
3
iguais
a 2, 3 e 4. Conforme já relatado a COPPE/UFRJ, utiliza em todos seus ensaios, para
qualquer tipo de solo, os pares de tensões especificados pela Norma DNER (1994, ME
131/94), para solos arenosos:
Ciclo 01: Pressão confinante de 0,07 MPa e tensão desvio de 0,07 MPa.
Ciclo 02: Pressão confinante de 0,07 MPa e tensão desvio de 0,21 MPa.
Ciclo 03: Pressão confinante de 0,105 MPa e tensão desvio de 0,31 MPa.
Os Módulos de Resiliência (M
R) são calculados pelo sistema da COPPE/UFRJ, de forma
automática, para cada par de pressão confinante (σ
3
) e tensão desvio (σ
d
) aplicada, com
base nas medidas dos deslocamentos produzidos (∆H), e da altura inicial do corpo de prova
(h
0
), conforme se segue:
MR=σ
d
/ε
(4.01)
ε=∆H/h
0
(4.02)
O sistema fornece, na forma de relatório do ensaio triaxial dinâmico, os seguintes
resultados:
valor do deslocamento, da deformação especifica e módulo de resiliência, para
cada par de pressão confinante e tensão desvio, aplicadas.
deformação ocorrida na fase de condicionamento, deformação total e altura do
corpo de prova ao final do ensaio.
modelagem matemática dos resultados de módulos de resiliência, apresentando os
parâmetros de regressão, tanto para o modelo destinado a solos granulares (M
R =
K
1
σ
3
K
2
, como para o modelo especifico para solos finos MR = K
1
σ
d
K
2
(ambos já referidos no capitulo 2).
representações gráficas dos resultados da modelagem segundo ambos os
modelos acima citados.
173
Na Tabela 4.13 constam os parâmetros de modelagem dos resultados dos ensaios triaxiais,
realizados nas condições de umidade ótima, ou próximo dela, segundo os modelos tratados
pelo sistema da COPPE/UFRJ (MR = K
1
σ
3
K
2
e MR = K
1
σ
d
K
2
).
Nessa mesma Tabela estão relacionadas as informações específicas dos ensaios tais como:
umidade da amostra massa específica aparente seca máxima, número de resultados de
módulos obtidos no ensaio e deformação permanente observada na etapa do
condicionamento.
As Figuras 4.32 e 4.33 apresentam as curvas características dos módulos de resiliência
obtidas da aplicação dos citados modelos para as dezesseis amostras deste estudo.
Tabela 4.13 – Parâmetros de modelagem do módulo de resiliência segundo os
Modelos utilizados para solos coesivos e granulares, para os solos deste estudo.
SOLO UMIDADE UMIDADE
AM.(REG) ÓTIMA ENSAIO K1 K2 R² K1 K2 R²
01 (714) 10,1 9,6 325,7 0,059 0,0535 513,4 0,2058 0,4303
02 (704) 9,6 9,4 265,0 -0,1599 0,4277 322,5 -0,0578 0,0369
03 (706) 13,9 13,8 239,6 -0,2786 0,6402 260,9 -0,1906 0,1976
04 (703) 18,1 18,3 55,6 -0,7121 0,8573 45,6 -0,6413 0,4983
05 (712) 9,1 8,8 360,6 0,0632 0,0729 553,8 0,2000 0,4819
06 (715) 9,9 10,2 178,7 -0,1249 0,1533 250,9 0,0200 0,0026
07 (707) 11,4 11,3 223,9 -0,2861 0,7219 252,7 -0,1841 0,1972
08 (710) 9,6 9,5 301,0 -0,0178 0,0052 472,9 0,1439 0,2248
09 (708) 13,2 13,5 120,3 -0,4467 0,8976 113,5 -0,3738 0,4146
10 (716) 23,1 22,8 131,6 -0,4434 0,8507 122,1 -0,3768 0,4052
11 (702) 13,8 13,5 358,3 0,0482 0,0217 602,4 0,2198 0,2980
12 (709) 8,6 8,5 367,5 0,0897 0,1181 603,3 0,2443 0,5782
13 (717) 18,1 18,1 178,5 -0,3312 0,5949 178,5 -0,2621 0,2457
14 (713) 14,5 14,3 142,9 -0,3346 0,7720 149,7 -0,2484 0,2808
15 (711) 12,7 12,7 111,5 -0,5659 0,9287 98,5 -0,4911 0,4611
16 (705) 11,3 11,4 256,5 -0,0170 0,0038 412,9 0,1531 0,2056
MÓDULOS DE RESILIÊNCIA - COEF. DE REGRESSÃO - MODELOS SOLOS COESIVOS E GRANULARES
MOD. S. COESIVOS MR = k
1
σ
d
k2
MÓD. S. GRANULARES MR = k
1
σ
3
k2
174
10
100
1000
0,01 0,1 1
TENSÃO DESVIO (MPa)
MÓDULO DE RESILIÊNCIA (MPa)
SOLO 01
SOLO 02
SOLO 03
SOLO 04
SOLO 05
SOLO 06
SOLO 07
SOLO 08
SOLO 09
SOLO 10
SOLO 11
SOLO 12
SOLO 13
SOLO 14
SOLO 15
SOLO 16
Figura 4.32–Curvas de Módulo de Resiliência dos solos deste estudo, segundo o
modelo empregado para solos coesivos.
10
100
1000
0,01 0,1 1
PRESSÃO CONFINANTE (Mpa)
MÓDULO DE RESILIÊNCIA (Mpa)
SOLO 01
SOLO 02
SOLO 03
SOLO 04
SOLO 05
SOLO 06
SOLO 07
SOLO 08
SOLO 09
SOLO 10
SOLO 11
SOLO 12
SOLO 13
SOLO 14
SOLO 15
SOLO 16
Figura 4.33 – Curvas de Módulo de Resiliência dos solos deste estudo, se
g
undo o
modelo empregado para solos para solos granulares.
175
As alterações do comportamento resiliente devidas às variações de umidades, foram
investigadas neste estudo, através de ensaios triaxiais dinâmicos, em diferentes teores de
umidade em torno da condição ótima do ensaio de compactação, na energia do Proctor
Intermediário. Algumas amostras mostraram-se muito sensíveis aos acréscimos de
umidade, apresentando deformações excessivas na fase de condicionamento do ensaio, não
permitindo sua realização. Outras tiveram o ensaio interrompido antes de se completar toda
a série de pares de tensões previstas.
Após cada ensaio triaxial, tomou-se o corpo de prova ainda envolto na membrana de
borracha e com pedras porosas no topo e na base, para submersão em água por período de
24 horas, e realização de novo ensaio após a saturação. Em função das deformações
apresentadas na etapa do condicionamento, apenas algumas amostras permitiram o ensaio
após embebição, em outras o ensaio de módulo de resiliência foi interrompido por excesso
de deformação do corpo-de-prova.
Informações relativas às condições de compactação, deformações e parâmetros de
modelagem - segundo os modelos MR = K
1
σ
3
K
2
e MR = K
1
σ
d
K
2
de todos os ensaios
triaxiais dinâmicos realizados nas amostras deste estudo, em diferentes condições de
umidade, são apresentados nas Tabelas 4.14 a 4.16.
As informações completas dos ensaios triaxiais dinâmicos de todas as dezesseis amostras
de solo deste estudo, nas diversas condições de umidade, bem como os parâmetros de
modelagem segundo os modelos M
R = K
1
σ
3
K
2
e MR = K
1
σ
d
K
2
, constam do Anexo II.
A Figura 4.34 mostra alguns corpos de prova após a execução de ensaios triaxiais, onde se
pode visualizar os diferentes comportamentos no que se refere às deformações plásticas.
As deformações excessivas observadas em algumas amostras, quando submetidas a ensaios
triaxiais dinâmicos em condição de umidade elevada, motivaram a realização de sondagens
nos pavimentos existentes na área de estudo, com vistas a se averiguar as reais condições
de umidade (“in situ”) das camadas sob o revestimento asfáltico (base e sub-base).
176
Tabela 4.14 – Parâmetros dos modelos dos solos coesivos e granulares em diferentes condições de umidade – Amostras Nº 01 a 08, deste estudo
(H - 2,0%
)
(H) (H +2,0%
)
(H - 2,0%
)
(H -1,0%
)
(H) (H)S (H + 0,5%
)
(
H + 1,0%
)
H
+ 1,0%)
S
(
H + 1,5%
)
(H +2,0%
)
(H - 2,0%
)
(H) (H +2,0%)
7,8 9,6 11,8 7,2 8,4 9,4 X 9,9 10,8 11,1 11,5 11,6 13,9 15,5
19,37 20,09 19,58 18,75 19,77 20,64 X 20,61 20,42 20,21 19,98 17,08 18,88 18,14
K
1
452,1 513,4 483,4 300,4 424,7 322,5 144,6 230,5 203,8 50,1 116,1 80,3 502,1 260,9 100,7
K
2
0,1615 0,2058 0,2189 -0,2577 -0,1474 -0,0578 -0,2034 -0,0542 -0,0903 -0,30189 -0,0778 -0,1956 -0,0688 -0,1906 -0,4716
R²
0,4318 0,4303 0,3536 0,1551 0,3398 0,0369 0,1027 0,0194 0,0498 0,0658 0,0249 0,0457 0,1349 0,1976 0,3624
K
1
319,2 325,7 285,5 224,8 421,6 265 92,7 173,3 157,9 16,1 68,9 31,5 473,9 239,6 102,1
K
2
0,0502 0,059 0,044 -0,4666 -0,1896 -0,1599 -0,4426 -0,1945 -0,2271 -0,7646 -0,3016 -0,5797 -0,1125 -0,2786 -0,5901
R²
0,0632 0,0535 0,0216 0,681 0,852 0,4277 0,6781 0,3786 0,4775 0,8133 0,5688 0,7209 0,5471 0,6402 0,8603
18 18 18 17 18 18 17 18 18 8 14 11 18 18 18
0,667 1,287 7,307 0,531 0,3057 0,993 0,39 6,94 2,631 3,973 1,092 3,009 0,373 1,187 9,395
(H - 2,0%
)
(H -1,0%
)
(
H - 1,0%)
S
(H) (H)S
(
H + 0,5%
)
(
H + 1,5%
)
(H + 2,0%
)
(H - 2,0%
)
(
H - 2,0%)
S
(H -1,0%
)
(H) (H)S
(
H + 0,5%
)
(
H + 1,5%
)
H
+ 1,5%)S
16,0 17,2 X 18,3 X 18,5 19,5 19,9 6,8 X 7,8 8,8 X 9,5 10,6 X
17,22 17,6 X 17,91 X 17,87 17,68 17,64 19,32 X 19,81 20,07 X 20,01 19,83 X
K
1
296,1 87,8 11 45,6 18,8 30,4 12,2 17,4 502,3 794,3 575,6 553,8 296 789,9 735,3 40,9
K
2
-0,1865 -0,4917 -0,6853 -0,6413 -0,5292 -0,7427 -0,7459 -0,5777 0,1322 0,406 0,1958 0,2 0,0707 0,3579 0,3535 -0,3845
R²
0,188 0,4536 0,111 0,4983 0,155 0,5616 0,2071 0,1103 0,2621 0,1284 0,4317 0,4819 0,0417 0,8664 0,7681 0,0428
K
1
264,7 109,5 2,8 55,6 8,7 45,1 6,3 5,8 347,3 41,3 370 360,6 189,4 433,5 386,8 11,2
K
2
-0,2853 -0,5237 -1,2769 -0,7121 -0,9187 -0,7654 -1,1421 -1,059 0,004 -0,461 0,0522 0,0632 -0,1029 0,1871 0,1628 -0,8787
R²
0,6667 0,7802 0,829 0,8573 0,8399 0,9041 0,8729 0,7975 SMOD 0,5488 0,0464 0,0729 0,123 0,359 0,247 0,5088
1818 8 17111811 8 18 5 1818171818 7
0,812 1,271 1,945 0,325 1,194 1,205 1,269 1,871 0,822 0,238 0,991 1,066 0,255 0,993 6,397 1,901
(H - 2,0%
)
(H) (H +2,0%
)
(H - 1,5%
)
(H -1,0%
)
(H) (H)S (H + 0,5%
)
(
H + 1,0%
)
(
H + 1,5%
)
(H - 2,5%
)
(H - 2,0%
)
(H - 1,0%
)
(H )
(
H +0,5%) (H +1,0%
)
(
H + 2,0%
)
8,1 10,2 11,8 9,8 10,2 11,3 11,8 12,4 12,9 6,4 7,3 8,4 9,5 9,9 10,2 11,4
19,66 20,62 19,97 18,63 19,1 20,02 19,82 19,5 19,07 19,2 19,83 20,56 20,81 20,72 20,64 20,1
K
1
324,7 250,9 276,4 482,1 336,3 252,7 225,4 121,7 199,7 189,3 527,5 480,3 690,9 472,9 479,3 550 363,6
K
2
0,0428 0,02 0,1109 -0,0835 -0,1987 -0,1841 -0,0813 -0,215 -0,1327 -0,1479 0,123 0,1062 0,3245 0,1439 0,1819 0,2777 0,1606
R²
0,0248 0,0026 0,0911 0,0397 0,3059 0,1972 0,0334 0,0855 0,099 0,1126 0,3175 0,1632 0,7604 0,2248 0,2883 0,6346 0,156
K
1
244,5 178,7 178,1 352,9 330,7 223,9 164 69,2 160,6 152,1 377,5 336 379,2 301 289,2 319,2 203,5
K
2
-0,0714 -0,1249 -0,0542 -0,2434 -0,2586 -0,2861 -0,2435 -0,4862 -0,2642 0,2835 0,0076 -0,0237 0,145 -0,0178 0,0066 0,1106 -0,0536
R²
0,1048 0,1533 0,033 0,5118 0,7855 0,7219 0,4539 0,664 0,5944 0,627 0,0019 0,0123 0,2302 0,0052 0,0006 0,1526 0,0263
18 18 18 18 18 18 18 14 18 18 18 18 18 18 18 18 18
0,633 2,643 9,587 0,665 0,202 1,805 0,381 0,908 3,591 8,569 0,622 0,881 1,612 0,989 1,118 3,835 3,077
Modelo solos
coesivos
K1σ
d
K2
N
Def.Condicionam (mm)
ENSAIOS TRIAXIAIS DINÂMICOS - PARAMETROS DE MODELAGEM
SOLO 05 (712)
SOLO 03 (706)
Umidade(%)
Peso Espec. (KN/m³)
Umidade(%)
Peso Espec. (KN/m³)
Modelo solos
granulares
K
1
σ
3
K2
Modelo solos
granulares
K
1
σ
3
K2
Modelo solos
coesivos
K1σ
d
K2
N
Def.Condicionam (mm)
SOLO 08 (710)
N
Def.Condicionam (mm)
Modelo solos
granulares
K
1
σ
3
K2
Modelo solos
coesivos
K1σ
d
K2
SOLO 04 (703)
SOLO 06 (715) SOLO 07 (707)
Peso Espec. (KN/m³)
SOLO 01 (714) SOLO 02 (704)
Umidade(%)
177
Tabela 4.15 – Parâmetros dos modelos dos solos coesivos e granulares em diferentes condições de umidade – Amostras Nº 09 a 14,deste estudo
(H -1,5%
)
(H - 1,0%
)
H
- 1,0%)
S
(H) (H )S (H +1,5%
)
(H - 3,5%
)
H - 3,5%)
S
(H - 3,0%
)
(H -1,0%
)
H - 1,0%)
S
H(H +0,5%
)
(
H + 1,0%
)
(
H + 2,0%
)
(H +4,0%)
11,7 12,1 13,5 14,8 19,4 19,8 21,9 22,8 23,5 24,1 24,9 27,3
18,64 18,87 19,31 18,62 15,21 15,45 16,17 16,45 16,37 16,26 16,02 15,22
K
1
343 292 67,2 113,5 203,5 147,9 195,5 386,1 207,1 135,2 44,4 122,1 35,8 29,7 115,4
K
2
-0,08 -0,088 -0,253 -0,374 -0,003 -0,127 -0,235 0,3109 -0,177 -0,338 -0,228 -0,3768 -0,6248 -0,622 0,0288
R²
0,0606 0,0614 0,0582 0,4146 0 0,0575 0,4508 0,0556 0,2157 0,4093 0,0321 0,4052 0,5371 0,5199 0,0003
K1 286,7 241,4 25,4 120,3 104,2 96,8 211,9 19,9 189,3 148,4 10,5 131,6 47 37,9 9,7
K2 -0,181 -0,196 -0,662 -0,447 -0,298 -0,339 -0,262 -0,574 -0,263 -0,386 -0,761 -0,4434 -0,67 -0,679 -0,811
R²
0,4656 0,4575 0,7184 0,8976 0,3895 0,5703 0,8468 0,6283 0,7254 0,8055 0,7652 0,8507 0,9366 0,9389 0,5631
18 18 11 18 14 17 18 5 18 18 8 18 18 18 17 8
1,11 1,61 2,280 1,714 0,461 0,583 0,426 6,121 0,802 0,514 1,589 0,928 2,137 4,334 2,008 8,236
(H - 2,0%
)
(H -1,0%
)
(H) (H +2,0%
)
(
H + 3,0%
)
(H - 2,0%
)
(H -1,0%
)
H - 1,0%)
S
(H) (H)S
(
H + 1,0%
)
(
H + 1,0%)
S
(
H + 2,0%)
11,4 12,9 13,5 15,9 17 6,4 7,4 8,5 9,5 10,4
17,48 17,75 17,96 17,21 16,82 19,87 20,42 20,86 20,68 20,21
K
1
529,9 611,8 602,4 459,6 737,1 538,9 582,8 82,5 603,3 412,6 523,8 168,6
K
2
0,1351 0,2227 0,2198 0,0707 0,3601 0,1345 0,2054 -0,136 0,2443 0,106 0,217 -0,1223
R²
0,1743 0,4258 0,298 0,0343 0,5751 0,1724 0,5036 0,0164 0,5782 0,138 0,4991 0,0373
K
1
351,9 377,6 358,3 280,2 369,4 351,5 367 24,1 367,5 280,7 327,5 89,3
K
2
-0,01 0,0681 0,0482 -0,126 0,1497 -0,019 0,0551 -0,581 0,0897 -0,036 0,0667 -0,4011
R² 0,0013 0,0604 0,0217 0,1239 0,1508 0,0052 0,055 0,6459 0,1181 0,0245 0,0714 0,6088
18 18 18 18 18 18 18 8 18 18 18 14 14
1,029 1,569 1,531 4,647 8,864 0,959 0,000 1,233 0,883 0,127 3,910 1,807 1,920
(H -4,0%
)
(H -3,0%) (H - 2,0%
)
(H - 1,5%
)
H
- 1,5 %)
S
(H - 1,0%
)
(H) (H )S (H +0,5%
)
(
H + 1,0%
)
(
H + 3,0%
)
(H - 2,5%)
(
H - 2,5%)
S
(H - 2,0%
)
H - 2,0%)
S
(H -1,0%
)
H - 1,0%)
S
(H - 0,5%
)
(H) (H)S
(
H + 0,5%
)
H
+ 0,5%)
S
(H + 1,5%)
14 14,9 16 16,6 17,2 18,1 18,5 19,1 21,1 11,9 12,6 13,3 13,9 14,3 14,9
16,23 16,58 16,93 17,12 17,34 17,58 17,52 17,47 17,01 16,85 17,62 18,11 18,47 18,82 18,74
K
1
605,3 328,8 363,8 210,9 79,4 198,4 169,9 376,1 178,5 49,4 34,4 468 386,4 317,8 331,1 60,2 344,5 149,7 82,8 58,2 95,9
K
2
-0,021 -0,181 -0,115 -0,33 -0,072 -0,291 -0,307 0,2668 -0,262 -0,592 -0,534 -0,0865 0,2318 -0,22 -0,131 -0,2 -0,064 -0,248 -0,489 -0,232 -0,3618
R²
0,0024 0,3444 0,0874 0,4294 0,0055 0,436 0,3982 0,3036 0,2457 0,5093 0,3819 0,0297 0,0373 0,3266 0,1221 0,0334 0,041 0,2808 0,4638 0,1594 0,3872
K
1
407,8 326,2 316,4 226 23,7 211,2 177,3 147,4 178,5 61,9 31,3 319,9 29,3 319 283,9 17 277,4 142,9 93,6 46,1 98,8
K
2
-0,201 -0,233 -0,207 -0,387 -0,567 -0,34 -0,369 -0,045 -0,331 -0,649 -0,697 -0,2776 -0,5435 -0,277 -0,233 -0,668 -0,177 -0,335 -0,563 -0,384 -0,444
R²
0,3407 0,8609 0,4297 0,8935 0,5155 0,9032 0,8731 0,0129 0,5949 0,9265 0,9172 0,4629 0,684 0,7819 0,588 0,802 0,4706 0,772 0,935 0,738 0,8839
18 18 18 18 14 18 18 14 18 18 16 18 5 18 18 8 18 18 18 15 18
0,610 0,507 0,587 0,523 2,316 0,530 0,86 0,688 0,565 3,357 9,343 0,358 5,858 0,229 0,922 1,242 1,149 2,307 3,886 0,874 9,283
ENSAIOS TRIAXIAIS DINÂMICOS - PARÂMETROS DE MODELAGEM
SOLO 09 (708)
solos
coesivos
K1σ
d
K2
SOLO 10 (716)
N
D
ef.Condicionam (mm
Umidade(%)
Peso Espec. (KN/m³)
solos
granulares
K
1
σ
3
K2
N
D
ef.Condicionam (mm
solos
coesivos
K1σ
d
K2
Umidade(%)
Peso Espec. (KN/m³)
solos
granulares
K
1
σ
3
K2
solos
coesivos
K1σ
d
K2
SOLO 12 (709)
Umidade(%)
Peso Espec. (KN/m³)
solos
granulares
K
1
σ
3
K2
N
SOLO 13 (717) SOLO 14 (713)
SOLO11 (702)
D
ef.Condicionam (mm
178
Tabela 4.16 – Parâmetros dos modelos dos solos coesivos e granulares em diferentes condições de umidade – amostras Nº 15 a 16, deste estudo
(H - 2,0%
)
H - 2,0%)
S
(H -1,0%
)
(H)
(
H + 0,5%
)
(H+1,0%)
(
H+1,0%)
S
(H+1,5%) (H-2,5%)
(
H-2,5%)
S
(H-2,0%) (H -1,0%
)
(H-1,0%)S (H) (H)S (H+ 0,5%
)
(
H+0,5%)
S
(
H + 1,0%
)
(H+1,5%) (H+2,0%)
10,4 11,5 12,7 13,2 13,6 14 8,1 9,2 10,2 11,4 11,8 12,1 12,4 12,9
17,81 18,26 19,53 19,41 19,26 19,08 18,44 19,31 19,8 20,07 19,87 19,7 19,51 19,33
K
1
343,9 70,9 331 98,5 182,3 169,5 33,4 152,2 520 147,2 377,3 419,6 309,6 412,9 330,4 143,8 85,9 319,4 191,9 94,1
K
2
-0,209 -0,186 -0,085 -0,491 -0,217 -0,211 -0,44 -0,196 0,0765 0,013 0,041 0,1173 0,1544 0,1531 0,2327 -0,174 -0,427 0,1144 0,0558 0,1181
R²
0,2961 0,0375 0,12 0,4613 0,2173 0,2253 0,2586 0,1694 0,1038 0,0001 0,0261 0,1772 0,1837 0,2056 0,2727 0,462 0,1084 0,0938 0,0077 0,0102
K
1
331,3 25,2 298,4 111,5 162 151,7 27,4 128,9 375,6 18 288,7 280,6 179,6 256,5 167,1 65,6 26,8 203,9 75,3 19,7
K
2
-0,28 -0,573 -0,153 -0,566 -0,327 -0,316 -0,601 -0,322 -0,047 -0,703 -0,067 -0,03 -0,0457 -0,017 -0,007 0,5233 -1,014 -0,054 -0,302 -0,6738
R²
0,8105 0,7685 0,5926 0,2987 0,7445 0,7652 0,8694 0,6888 0,0597 0,4808 0,1046 0,0172 0,0245 0,0038 0,0004 0,6328 0,7547 0,0316 0,3426 0,7152
18 8 18 18 18 18 11 18 18 8 18 18 18 18 18 14 14 18 14 8
0,484 1,655 0,596 3,023 3,023 3,248 0,924 7,842 0,571 2,561 0,732 0,921 0,381 4,226 0,946 1,335 0,820 7,922 3,017 4,706
N
Def.Condicionam (mm)
Umidade(%)
Peso Espec. (KN/m³)
Modelo
solos
granulares
K
1
σ
3
K2
Modelo
solos
coesivos
K1σ
d
K2
ENSAIOS TRIAXIAIS DINÂMICOS - PARÂMETROS DE MODELAGEM
SOLO 15 (711) SOLO 16 (705)
179
Figura 4.34 – Exemplos de corpos-de-prova, de amostras deste estudo, após ensaios
triaxiais com diferentes níveis de deformação permanente.
Foram realizadas quinze sondagens distribuídas entre as rodovias pavimentadas da área,
com revestimento em concreto asfáltico (CBUQ) e em tratamento superficial duplo (TSD),
predominantes na região, em período de ocorrência de chuvas (julho) e em média, de dois
a três dias após chuva intensa.
Os dados dos postos de medidas pluviométricas existentes na área de estudo, foram obtidos
junto a DEAGRO/SE – Departamento de Agricultura do Estado de Sergipe (Tabela 4.17).
PROPRIÁ JAPARATUBA N.S. SOCORRO ESTANCIA INDIAROBA
JANEIRO 8,2 19,8 76,6 7,8 0,0
FEVEREIRO 8,0 21,4 31,0 52,0 23,0
MARÇO 29,2 81,1 137,9 45,6 238,0
ABRIL 114,1 188,2 243,9 193,5 400,0
MAIO 265,1 495,2 295,9 124,2 351,0
JUNHO 183,4 115,2 182,5 86,4 213,0
JULHO 124,7 254,1 318,9 214,,6 297,0
AGOSTO 105,7 109,5 210,1 132,8 144,0
SETEMBRO 33,2 27,5 28,0 19,4 33,0
OUTUBRO 0,6 26,3 25,6 6,0 17,0
NOVEMBRO 0,0 5,9 0,0 0,7 16,0
DEZEMBRO 35,0 56,1 35,6 79,1 48,0
INTENSIDADE DE CHUVA (mm)/ POSTO PLUVIOMÉTRICO (MUNICÍPIO)
MÊS
Tabela 4.17 – Dados de pluviometria dos postos da DEAGRO/SE, na re
g
ião deste
estudo, na época da amostragem em campo, julho/2005.
180
Os valores de umidade ótima, que serviram de comparação com as umidades obtidas das
sondagens em campo, foram determinados em ensaio de compactação em laboratório, com
energia do Proctor intermediário, a partir do material de cada camada, coletado no local da
sondagem.
Os resultados são apresentados na Tabela 4.18 onde se verifica que todos os valores
mantiveram-se abaixo da umidade ótima do ensaio de compactação. A Figura 4.35
apresenta como exemplo, um dos locais de sondagem para determinação das umidades.
Tabela 4.18 – Umidades das camadas dos pavimentos, obtidas por sondagens “in
situ”, realizadas em julho/2005, comparadas com as umidades ótimas obtidas em
laboratório.
RODOVIA TRECHO GREIDE DIFERENÇA DIFERENÇA
"IN SITU" ÓTIMA "IN SITU" ÓTIMA
SE-204 PACATUBA/BREJO GRANDE ATERRO 6,2 9,5 -3,3 6,5 7,9 -1,4
SE-335 POV.TATU/NEÓPOLIS CORTE 5,5 6,9 -1,4 5,9 7,6 -1,7
SE-204 POV.TATU/PACATUBA TRANSIÇÃO 6,6 8,9 -2,3 6,9 8,3 -1,4
SE-335 BR-101/POV. TATU ATERRO 5,1 7,2 -2,1 6,4 7,8 -1,4
SE-226 JAPARATUBA/PIRAMBU CORTE 6,5 7,9 -1,4 6,9 8,0 -1,1
SE-100 PORTO/PIRAMBU ATERRO 5,6 7,1 -1,5 10,4 12,1 -1,7
SE-240 BR-101/PORTO ATERRO 8,1 11,6 -3,5 7,1 7,8 -0,7
SE-100 PORTO/B. DOS COQUEIROS ATERRO 5,8 8,9 -3,1 7,8 9,9 -2,1
SE-050 ARACAJU/POV. MOSQUEIRO ATERO 5,4 8,2 -2,8 7,4 11,1 -3,7
SE-100 POV. MOSQUEIRO/P. DA CAUEIR
A
CORTE 5,6 8,9 -3,3 6,2 10,6 -4,4
SE-270 BR-101/P. DA CAUEIRA CORTE 8,8 12,4 -3,6 8,9 10,1 -1,2
SE-470 BR-101/P. DO ABAIS ATERRO 6,4 9,3 -2,9 7,0 8,0 -1
SE-100 P.DO ABAIS/P. DO SACO ATERRO 5,7 7,8 -2,1 * * *
SE-368 BR-101/INDIAROBA TRANSIÇÃO 5,9 8,1 -2,2 7,7 9,3 -1,6
SE-100 INDIAROBA/DIVISA SE-BA TRANSIÇÃO 7,3 10,4 -3,1 9,4 11,2 -1,8
* Pavimento constituido de revest. + base
BASE SUB-BASE
UMIDADE (%) UMIDADE (%)
181
Figura 4.35 – Sondagem para determinação das umidades da base e sub-base do
pavimento
4.3.5 – ENSAIOS DE DEFORMAÇÃO PERMANENTE
Os ensaios triaxiais dinâmicos podem ser utilizados para se estimar as deformações
permanentes decorrentes da utilização de materiais não cimentados nas estruturas dos
pavimentos, a partir das condições previstas de tráfego e dos níveis das tensões a que
estariam submetidos.
O ensaio consiste basicamente da aplicação de um par de valores pré-estabelecidos de
pressão confinante e tensão desvio, em ciclos de carga e descarga, simulando a ação das
cargas de tráfego, e em número significativo de repetições – que deve ser função das
solicitações de tráfego previstas - ou até que a deformação plástica ou permanente
acumulada apresente variações de valores desprezíveis, ou dentro de uma tolerância
estabelecida.
Foram utilizados corpos de prova compactados mecanicamente, em moldes tripartidos de
dimensões 10cm x 20cm (diâmetro x altura), com energia correspondente a do Proctor
intermediário e nas condições de umidade ótima do ensaio de compactação, admitindo-se
variações até os limites de +/- 0,5% para os solos arenosos e +/-1,0 % para os solos
argilosos.
182
Os procedimentos de preparação do corpo de prova e de instalação do ensaio seguiram os
mesmos passos do ensaio triaxial dinâmico realizado para fins de obtenção dos Módulos de
Resiliencia. Ressalve-se que, no ensaio de deformação permanente, a etapa inicial de
condicionamento do corpo de prova é dispensada, passando-se direto à aplicação das
tensões pré-estabelecidas.
Sabe-se que a deformação plástica total de um pavimento de baixo volume de tráfego tem
grande parcela de contribuição advinda do subleito. Por conta disso decidiu-se adotar, nos
ensaios de deformação permanente, a pressão confinante de 0,103 MPa combinada com a
tensão desvio de 0,309 MPa, tendo em vista que constituem par de tensões intermediário
entre aqueles considerados, neste trabalho, como definidores dos níveis de tensões
ocorrentes no topo da base (0,137 MPa; 0,412 MPa) e no subleito (0,069 MPa; 0,206
MPa).
Essas tensões são aplicadas nas mesmas condições dos ensaios triaxiais que visam
determinações dos módulos de resiliência, ou seja em ciclos de freqüência igual a 1 Hz e
duração de 0,1 s. O tempo de duração de cada ensaio ou seja, o número de ciclos de carga
atingido, estabeleceu-se em função da disponibilidade do equipamento ou da resposta da
amostra ás deformações plásticas.
Utilizou-se para representação das deformações plásticas, o modelo proposto por
MONISMITH et al. (1975), cuja expressão matemática é:
εp = A.N
B (4.03)
Onde:
εp é a deformação plástica especifica;
N , o número de ciclos de aplicação de carga, e
A e B são parâmetros experimentais.
Nem todas as amostras puderam ser ensaiadas devido ao grande número de ensaios que
foram realizados no equipamento triaxial da COPPE/UFRJ, tanto para este trabalho como
para outras teses durante o ano de 2005, e tendo em vista que cada ensaio de deformação
permanente ocupa a prensa por vários dias.
183
Dessa forma, oito amostras de solo foram selecionadas como representativas da variedade
dos solos estudados. Tomando-se a umidade ótima como indicativo dessa variação tem-se
que as amostras selecionadas compreendem valores desse índice variando entre 9,1% e
23,1% como pode ser observado na Tabela 4.19. Nesta mesma tabela constam os valores
dos parâmetros A e B obtidos da aplicação do modelo de MONISMITH et al (1975), aos
resultados dos ensaios de deformação permanente.
Tabela 4.19 – Parâmetros do modelo de MONISMITH et al (1975) aplicado aos
resultados dos ensaios de deformação permanente.
ÓTIMA DO ENSAIO A B
02(704) 9,6 9,3 0,00288 0,10932 0,488612
04 (703) 18,1 17,6 0,00074 0,07613 0,937965
05 (712) 9,1 8,7 0,00748 0,08914 0,77311
07 (707) 11,4 11,8 0,00974 0,06999 0,72132
09 (708) 13,2 12,8 0,00393 0,0639 0,74836
10 (716) 23,1 23,5 0,00146 0,06256 0,964003
13 (717) 18,1 17,6 0,001005 0,11553 0,279137
16 (705) 11,3 11,9 0,00124 0,10594 0,896498
PARÂMETROS DO MODELO
R²
AMOSTRA
Nº (REG.)
UMIDADE (%)
Visando avaliar o efeito da aplicação de um número considerável de repetições de carga,
sobre os módulos de resiliência dos solos, executou-se ensaios triaxiais logo após o ensaio
de deformação permanente, em algumas amostras, mantendo-se o corpo de prova na
câmara do ensaio, e ajustando-se os LVDTs, através dos controles externos, eliminando-se
naturalmente, a etapa inicial do ensaio que se refere ao condicionamento da amostra.
Cinco amostras foram submetidas a ensaios triaxiais executados em seguida aos ensaios de
deformação permanente e os parâmetros de modelagem obtidos, segundo os modelos dos
solos granulares e solos coesivos, são apresentados na Tabela 4.20.
Tabela 4.20 – Ensaios Triaxiais após ensaio de deformação permanente – Parâmetros
dos modelos dos solos coesivos e dos solos granulares.
SOLO
AM.(REG) K1 K2 R² K1 K2 R²
02 (704) 351,4 -0,1411 0,2074 457,0 -0,1975 0,033
04 (703) 826,3 0,0355 0,0342 1213,5 0,1625 0,4727
07 (707) 282,1 -0,2023 0,4606 344,2 -0,0904 0,0607
09 (708) 386,5 -0,2862 0,512 511,3 -0,1285 0,139
10 (716) 250,6 -0,1968 0,6739 274,7 -0,1236 0,1753
COEFICIENTE DE REGRESSÃO - MODELOS SOLOS COESIVOS E GRANULARES
MOD. S. COESIVOS MR = k
1
σ
d
k2
MÓD. S. GRANULARES MR = k
1
σ
3
k2
184
4.4 - ENSAIOS DE CARACTERIZAÇÃO QUÍMICA E MINERALOGICA
Visando obter informações adicionais para melhor caracterizar os solos deste estudo, foram
realizadas análises químicas e mineralógicas em todas as amostras coletadas. Os ensaios
químicos constaram de determinações de pH, de perda ao fogo (∆P), de percentagens de
sílica (SiO
2
), de ferro (Fe
2
O
3
), de alumina (Al
2
O
3
) e da fração residual, com o objetivo
principal de se calcular os índices de intemperismo, Ki e Kr.
O valor de Ki representa a relação molecular sílica alumina (SiO
2
/ Al
2
O
3
), enquanto o de
Kr corresponde a relação sílica /sesquióxidos [SiO
2
/( Al
2
O
3
+ Fe
2
O
3
)]. Esses índices
podem indicar o estágio de intemperismo dos minerais constituintes dos solos.
São os seguintes, os procedimentos de ensaios, relatados de forma sucinta:
pH – obtido com medidor específico, em mistura de 10 g de solo passante na
peneira de 2,00 mm e 25 ml de água deionizada. Uma segunda medição foi
efetuada substituindo-se a água deionizada por solução de KCl - 1N.
Percentagens de Sílica, Ferro e Alumina – 1 a 2 gramas de solo seco em estufa a
105° C, passante na peneira de 2,00 mm, foram calcinados a 600°C, durante duas
horas. A Perda ao fogo (∆P) foi obtida por diferença de pesos do solo antes e após
calcinação. O solo calcinado foi submetido a ataque a quente, com auxilio de
ácido sulfúrico H
2
SO
4
(1:1). O ferro e o alumínio foram dosados no extrato
sulfúrico filtrado. O resíduo foi fervido com NaOH, 0,5 N, por 5 minutos, e no
extrato alcalino se obteve a sílica. O resíduo final foi então calcinado a 1000°C
obtendo-se o material não atacado. Vale ressaltar que somente os argilominerais
são atacados nesses procedimentos.
O óxido de ferro obteve-se por complexometria pelo EDTA (ácido complexante
de metais utilizando ácido silicílico e titulando com ZnSO
4
). Após separação do
ferro, o óxido de alumínio foi determinado por complexometria pelo EDTA
titulando ZnSO
4
utilizando o xilenol orange como indicador.
A sílica foi determinada por método colorimétrico com molibdato de amônia.
A Tabela 4.21 apresenta os resultados das análises físico-químicas, cujos ensaios foram
realizados no Setor de Química dos Solos, do Laboratório de Geotecnia da COPPE/UFRJ.
185
Tabela 4.21 – Resultado das análises físico-químicas das dezesseis amostras de solo
deste estudo
SOLO
∆
P
Nº (REF) H
2
OKCL % SiO
2
Al
2
O
3
Fe
2
O
3
K
2
O Resíduo Ki Kr
1 M %%%% %
01 (714) 5,51 4,34 2,55 8,4 7,0 1,4 0,087 78,7 2,04 1,81
02 (704) 4,34 3,88 2,69 9,9 7,1 5,6 0,27 69,3 2,37 1,58
03 (706) 4,50 3,90 6,70 22,5 16,3 2,9 0,22 44,9 2,35 2,11
04 (703) 4,25 3,70 7,17 22,6 16,8 11,8 0,78 34,2 2,29 1,58
05 (712) 4,98 4,24 0,75 4,8 3,6 2,4 0,2 84,6 2,27 1,59
06 (715) 4,75 4,02 2,79 9,8 7,7 6,2 0,43 70,7 2,16 1,43
07 (707) 4,70 4,00 3,95 11,5 8,8 5,1 0,14 66,4 2,22 1,62
08 (710) 4,86 4,26 2,16 7,2 6,1 6,0 0,12 78,0 2,01 1,23
09 (708) 4,92 4,06 4,98 14,4 11 3,6 0,2 60,7 2,23 1,84
10 (716) 4,80 4,15 9,19 24,5 20,7 13,7 0,19 24,6 2,01 1,41
11 (702) 4,97 4,85 4,95 11,1 10,8 2,6 0,033 67,7 1,75 1,51
12 (709) 4,94 4,36 2,25 6,3 5,8 3,5 0,091 80,1 1,85 1,33
13 (717) 4,78 4,11 7,46 19,9 17,0 10,8 0,26 39,1 1,99 1,42
14 (713) 4,87 4,20 3,74 13,7 12,4 6,9 0,18 57,5 1,88 1,39
15 (711) 4,68 4,12 3,92 12,7 9,8 6,1 0,14 62,9 2,20 1,58
16 (705) 4,50 3,87 2,08 9,0 6,3 4,2 0,15 75,0 2,43 1,70
ATAQUE SULFÚRICOpH
ANÁLISE FÍSICO - QUÍMICA DOS SOLOS
Além das determinações de pH, realizados segundo os dois procedimentos citados, são
fornecidas as percentagens de SiO
2
,
Al
2
O
3
,
Fe
2
O
3
, K
2
O, Resíduo Final e Perda ao Fogo. Os
índices de intemperismo - Ki e Kr – foram calculados e estão apresentados nas duas
últimas colunas da citada Tabela.
A análise de difração de Raio – X permite identificar os minerais argílicos e determinar a
composição mineralógica dos solos, baseado no princípio de que dois minerais distintos
não possuem exatamente as mesmas distâncias interatômicas nas três dimensões. A
caracterização das diferentes espécies de minerais pode ser obtida a partir de diferentes
ângulos de difração. Foram realizados ensaios de difratometria de raio X, para
identificação dos argilominerais predominantes e determinar a presença ou não, de óxidos
e hidróxidos de ferro e alumínio, nas dezesseis amostras de solo deste estudo, cujos
resultados podem ser vistos na Tabela 4.22.
Esses ensaios foram realizados no Laboratório de Geologia do Instituto de Geociências da
UFRJ. A Figura 4.36 apresenta como exemplo, o registro dos picos da caulinita, ilita e
traços de goetita, presentes no ensaio de difratometria de Raio X, da amostra de solo Nº 05.
186
Tabela 4.22 – Resultados dos ensaios de difração de Raio X
CAULINIT
A
ILIT
A
01 (714) +++ traços traços
02 (704) +++ ++ traços
03 (706) +++ traços -
04 (703) +++ ++ traços
05 (712) +++ ++ traços
06 (715) +++ ++ ++
07 (707) +++ traços traços
08 (710) +++ traços traços
09 (708) +++ traços traços
10 (716) +++ - traços
11 (702) +++ - traços
12 (709) +++ traços traços
13 (717) +++ traços traços
14 (713) +++ - traços
15 (711) +++ - traços
16 (705) +++ traços ++
+++ PRESENÇA PREDOMINANTE
++ PRESENÇA SECUNDÁRIA
traços PRESENÇA ÍNFIMA
- AUSENTE
ARGILOMINERAIS
GEOTITHA
MINERALOGIA
AMOSTRA
Nº (REG.)
Figura 4.36 – Exemplo de registro do ensaio de difratometria de Raio X - Amostra de
solo Nº 05, deste estudo.
187
4.5 - ENSAIOS DE DESGASTE
No estudo da interação solo - ligante asfáltico - tratamento antipó, empregou-se os ensaios
LWT (Loaded Wheel Test) e WTAT (Wet Track Abrasion Test), usualmente utilizados
nos estudos de dosagem de micro revestimentos asfálticos a frio e lama asfáltica,
considerando-se as adaptações propostas por DUQUE NETO (2004).
Foram realizados ensaios tanto sobre a base imprimada quanto sobre o tratamento antipó.
Sobre a base imprimada verificou-se sua durabilidade, no que diz respeito à resistência da
camada compactada e sua interação com o ligante asfáltico, uma vez que a
impermeabilização da base é fator imprescindível para o sucesso da técnica antipó.
Sobre o tratamento antipó, além da resistência da base, testou-se a capacidade de proteção
da camada antipó, sob ação do tráfego, sendo o sucesso dessa proteção muito dependente
do produto asfáltico empregado e do material granular utilizado no salgamento.
A seguir apresenta-se descrição sucinta dos ensaios LWT e WTAT realizados nos
laboratórios da Brasquímica, em Candeias/BA e da COPPE/UFRJ, no Rio de Janeiro.
4.5.1 - ENSAIO LWT
As principais diferenças entre o ensaio proposto por DUQUE NETO (2004) e o ensaio
descrito na norma NBR 14.841 (“Determinação de excesso de asfalto e adesão de areia”)
usado nos estudos de dosagem de micro revestimentos, residem nas dimensões do molde
utilizado, tendo em vista que o tratamento antipó (ou a imprimação) é ensaiado(a) sobre
camada compactada de 4,0 cm de solo (base) e no que se refere ao ensaio de adesão de
areia que não se aplica à técnica de tratamento antipó.
O molde confeccionado em chapas de ferro de 12,7mm de espessura, compõe-se de uma
caixa aberta na parte superior com dimensões internas de 381,0mm de comprimento,
50,8mm de largura e 50,0mm de altura.
188
A preparação do corpo de prova fez-se na seguinte seqüência:
o solo previamente homogeneizado nas condições de umidade ótima, e após
permanecer por um período mínimo de 16 horas em câmara úmida, foi
uniformemente espalhado no fundo do molde e compactado, utilizando-se um
êmbolo de seção plena (379,0 mm de comprimento, 48,0 mm de largura e 40,0
mm de altura), em duas camadas de 2,0 cm cada. Aplicou-se sobre cada uma
delas, carga entre 3,0 e 4,0 toneladas, através de uma prensa hidráulica, até se
obter a altura desejada, o que pode ser verificado por medidas utilizando
paquímetro (por diferença em relação à altura do molde). As quantidades de solo
úmido necessárias para cada camada foram determinadas a partir da massa
especifica aparente máxima do ensaio de compactação e dimensões do molde
considerando a altura (da camada) de 2,0cm.
após a compactação fez-se a imprimação, na taxa recomendada, inclinando-se o
molde várias vezes, até uniformização do banho. As taxas de imprimação
variaram entre 0,6 l/m² a 1,2 l/m², em função das características de cada solo
(diferentes penetrações do ligante), e foram determinadas por tentativas, com
vistas a evitar exudação. Utilizou-se asfalto diluído tipo CM-30, comumente
empregado em imprimação, sendo então necessário aguardar o processo de cura
do ligante, por período de no mínimo 24 horas.
para cada uma das amostras de solo deste estudo, selecionada para ensaio, foram
confeccionados dois corpos de prova. Um deles permaneceu com a superfície
imprimada, com vistas aos ensaios de desgaste da imprimação e o segundo corpo
de prova seguiu para execução do tratamento antipó.
para execução do tratamento antipó, a emulsão foi aplicada na taxa e viscosidade
recomendadas, inclinando-se o molde para uniformização do banho, executando-
se em seguida o salgamento com agregado miúdo espalhado uniformemente
sobre a superfície do corpo-de-prova e compactado com o mesmo êmbolo e
prensa hidráulica, sob carga correspondente a um terço da carga utilizada para
compactação da base.
189
empregou-se emulsão tipo RM-1C TAP, produzida pela Brasquímica, na taxa de
1,0 l/m² e como agregado do salgamento, o pó de pedra da Pedreira MM Ltda.,
com taxa de 7,0 Kg/m². As características desses materiais foram anteriormente
descritas (itens 4.2.1 e 4.2.2).
aguardou-se o tempo de cura de 72 horas em estufa a 50ºC.
O ensaio propriamente dito consistiu em:
posicionar o molde no equipamento, alinhando o eixo da roda de borracha com o
eixo longitudinal do corpo de prova, fixando-o entre os seis parafusos
prisioneiros, utilizando arruelas e porcas.
registrar em planilha específica os eventuais defeitos observados no corpo de
prova: presença de exudação, trincamentos, etc.
determinar, utilizando um paquímetro, a profundidade inicial em um ponto no
centro do corpo de prova, demarcando sua posição nas laterais do molde.
posicionar a roda de borracha, com peso padrão de 56 kg, sobre o corpo de prova.
ligar o equipamento e desligar ao se atingir os seguintes estágios de ciclos de
carga: 20; 50; 100; 200; 300; 500 e 1000.
registrar, após cada estágio, a profundidade no ponto central demarcado, e os
possíveis defeitos, tais como presença de exudação, desgaste, surgimento de
lombadas, arrancamentos de placas etc.
Observando-se que alguns corpos de prova apresentavam, durante o ensaio, diferentes
deformações ao longo de seu comprimento, decidiu-se obter profundidades em um ponto
adicional, distante 10 cm do ponto central especificado, tomando-se dessa forma, a média
das profundidades observadas nesses dois pontos para fins de cálculo do afundamento.
Executados de conformidade com a proposta de DUQUE NETO (2004), o cálculo da
pontuação e obtenção do conceito final foi realizado da seguinte forma:
as medidas dos afundamentos em cada estágio, foram por diferença entre as
leituras no paquímetro e correlacionadas a uma nota (pontuação). As observações
visuais, relacionadas ao desempenho da amostra no ensaio, geraram uma segunda
nota. Os valores de afundamentos, observações visuais e as correspondentes notas
estão relacionados na Tabela 4.23.
190
Tabela 4.23 – Pontuações dos ensaios LWT modificado, propostas por
DUQUE NETO (2004).
NOTA OBSERVAÇÕES VISUAIS AFUNDAMENTO (mm)
10
Sem defeitos, pouco desgaste, ausência de exudação < 2,0
8
Poucos defeitos, arrancamento de até 40% da penetração, pequena
exudação, aparecimento de lombadas sem arrancamento de placas
2,0 a 4,0
5
Arrancamento acima de 40% da penetração, arrancamento nas partidas,
exudação, aparecimento de lombadas com arrancamento de placas
4,0 a 6,0
0
Destruição total da penetração
> 6,0
ATRIBUIÇÕES PARA DESEMPENHO NO LWT - BASE IMPRIMADA
NOTA OBSERVAÇÕES VISUAIS AFUNDAMENTO (mm)
10
Sem defeitos, pouco desgaste, (arrancamento menor que 20%) ausência de
exudação, quantidade material solto menor que 50%.
< 4,0
8
Poucos defeitos, arrancamento de até 50% do ANTIPÓ pequena exudação,
aparecimento de lombadas sem arrancamento de placas
4,0 a 6,0
5
Arrancamento acima de 50% do ANTIPÓ, arrancamento nas partidas,
exudação, aparecimento de lombadas com arrancamento de placas
6,0 a 10,0
0
Destruição total do ANTIPÓ
> 10,0
ATRIBUIÇÕES PARA DESEMPENHO NO LWT - CAMADA ANTIPÓ
a pontuação final foi obtida pelo somatório das duas notas (referentes ao
afundamento e observações visuais quanto ao desempenho) e a esse somatório
fez-se corresponder um conceito final, como apresentado na Tabela 4. 24.
Tabela 4.24 – Conceito final do ensaio LWT modificado, proposto por
DUQUE NETO (2004).
PONTUAÇÃO CONCEITO
18 A 20 Muito Bom
15 a 17 Bom
8 a 14 Ruim
0 a 7 Péssimo
QUALIFICAÇÃO DO LWT
Dez amostras de solo, dentre as dezesseis que compõem este estudo, foram selecionadas
para ensaios de desgaste LWT adaptado, segundo proposta de DUQUE NETO (2004).
Executou-se testes sobre corpos de prova imprimados e sobre corpos de prova com
tratamento antipó, uma amostra para cada condição, totalizando assim 20 ensaios.
191
Na Tabela 4.25 encontram-se as profundidades medidas em cada estágio dos ciclos de
carga e as observações visuais registradas durante os ensaios. A Tabela 4.26 fornece as
notas de desempenho e os conceitos finais das dez amostras ensaiadas - com imprimação e
com tratamento antipó. As Figuras 4.37 e 4.38 apresentam como exemplo, corpos de
prova imprimados e com tratamento antipó, submetidos a ensaios de desgaste LWT.
Tabela 4.25–Alturas e observações visuais resultantes dos ensaios LWT modificado,
para as dez amostras avaliadas neste estudo.
OBSERVAÇ
Õ
ES
Nº (REG.) POSIÇ
Ã
O 0 20 5O 100 200 300 500 1000
V
ISUAIS
Central 27,1 27,2 27,2 28,3 28,5 28,5 28,7 28,9 sem defeitos
10 cm 26,7 26,7 26,9 27,1 27,2 27,2 27,3 27,4 pouco desgaste
Central 28,5 X
10 cm 27,4
Central 26,6 26,9 26,9 27,1 27,9 28,0 28,2 28,3 sem defeitos
10 cm 27,8 27,9 27,9 28,2 28,2 28,7 28,9 28,9 pouco desgaste
Central 27,7 28,3 28,9 30,2 30,8 31,2 31,4 31,4 poucos defeitos
10 cm 26,5 27,5 27,9 28,2 30,5 31,9 32 32,1
Central 25,9 26,3 26,5 26,9 27,4 28,5 28,7 28,9 poucos defeitos
10 cm 26,7 26,9 27,3 27,3 28,5 29,7 30,1 30,1
Central 26,8 27,4 27,9 29,1 30,2 30,5 30,6 30,7 poucos defeitos
10 cm 24,9 25,8 26,7 27,1 28,0 28,1 28,1 28,3
Central 28,2 29,1 29,2 30,2 31,5 31,9 32,4 33,1 poucos defeitos
10 cm 28,7 28,9 28,9 30,5 32,7 33,4 33,9 34,4 lombadas
Central 26,1 X
10 cm 26,7
Central 28,2 28,5 28,6 29,1 29,1 29,5 29,9 30,3 poucos defeitos
10 cm 26,9 27,1 27,1 27,6 27,9 28,3 28,3 28,4
Central 26,5 27,9 29,1 30,4 32,4 32,4 32,5 32,6 defeitos
10 cm 27,3 28,1 29,8 31,5 31,9 32,8 32,9 32,9 lombadas
OBSERVAÇ
Õ
ES
Nº (REG.) POSIÇ
Ã
O 0 20 5O 100 200 300 500 1000
V
ISUAIS
Central 19,1 19,4 19,5 19,5 19,8 20,3 20,5 20,8 sem defeitos
10 cm 19,7 20,2 20,3 20,4 20,8 21,1 21,5 21,9 pouco desgaste
Central 21,5 22,3 23,4 24,1 25,4 25,9 27,6 30,1 lombadas
10 cm 20,2 21,6 22,5 23,4 24,8 25,1 26,9 28,5 def. nas partidas
Central 19,9 20,2 20,8 21,1 21,1 21,1 21,3 21,4 sem defeitos
10 cm 19,6 20,2 20,1 20,1 20,1 20,2 20,3 20,4 pouco desgaste
Central 20,3 20,6 21,1 21,7 22,9 23,1 23,8 24,4 sem defeitos
10 cm 21,2 21,6 21,9 22,1 22,8 23,5 24,2 24,9 pouco desgaste
Central 18,2 18,6 18,6 18,8 18,8 18,8 18,8 18,9 poucos defeitos
10 cm 20,0 20,2 20,2 20,3 20,3 20,4 20,5 20,6
Central 19,4 19,4 19,4 19,6 19,6 19,6 20,0 20,0 poucos defeitos
10 cm 17,9 18,5 18,6 18,6 18,6 18,7 18,9 18,9
Central 22,3 23,5 24,1 24,8 25,9 26,7 27,4 28,1 poucos defeitos
10 cm 21,5 22,5 23,1 23,8 24,1 24,8 25,1 26,8 lombadas (inicio)
Central 20,7 22,6 23,3 23,7 23,7 24,2 24,2 24,7 poucos defeitos
10 cm 21,5 24,3 25,0 25,7 25,7 26,0 26,7 27,0 lombadas (inicio)
Central 21,4 21,6 22,0 22,4 22,7 22,9 22,9 23,0 poucos defeitos
10 cm 21,8 22,0 22,4 22,9 22,9 22,9 23,0 23,2
Central 21,2 21,6 22,1 22,7 23,5 24,3 27,2 30,8 lombadas
10 cm 19,9 20,5 21,4 22,3 22,9 23,6 23,9 24,1 def. nas partidas
LOADED WHEEL TEST (LWT) ADAPTADO - SOBRE SUPERFICIE IMPRIMADA
02
(
704
)
04
(
703
)
07
(
707
)
NÚMERO DE CICLOS / ALTURA (cm)SOLO
16
(
705
)
13
(
717
)
15
(
711
)
08
(
710
)
09
(
708
)
10
(
716
)
12
(
709
)
09
(
708
)
LOADED WHEEL TEST (LWT) ADAPTADO - SOBRE TRATAMENTO ANTI-PÓ
SOLO NÚMERO DE CICLOS / ALTURA (cm)
02
(
704
)
16
(
705
)
ensaio
p
re
j
udicado - exuda
ç
ão, cura incom
p
leta
ensaio
p
re
j
udicado - exuda
ç
ão, cura incom
p
leta
10
(
716
)
12
(
709
)
13
(
717
)
15
(
711
)
04
(
703
)
07
(
707
)
08
(
710
)
192
Tabela 4.26 – Notas de desempenho e conceitos finais dos ensaios LWT modificado
referentes às dez amostras ensaiadas neste estudo
SOLO PONTUAÇÃO CONCEITO
Nº (REG.)
OBSERV. VISUAIS AFUNDAMENTO
02 (704) 10 10 20 Muito Bom
04 (703) X
07 (707) 10 10 20 Muito Bom
08 (710) 5 10 15 Bom
09 (708) 8 8 16 Bom
10 (716) 8 8 16 Bom
12 (709) 5 8 13 Ruim
13 (717) X
15 (711) 8 8 16 Bom
16 (705) 0 5 5 Péssimo
SOLO PONTUAÇÃO CONCEITO
Nº (REG.)
OBSERV. VISUAIS AFUNDAMENTO
02 (704) 10 10 20 Muito Bom
04 (703) 5 5 10 Ruim
07 (707) 10 10 20 Muito Bom
08 (710) 10 8 18 Muito Bom
09 (708) 10 8 18 Muito Bom
10 (716) 10 8 18 Muito Bom
12 (709) 8 8 16 Bom
13 (717) 8 8 16 Bom
15 (711) 10 8 18 Muito Bom
16 (705) 5 5 10 Ruim
NOTAS DE DESEMPENHO
LOADED WHEEL TEST (LWT) ADAPTADO - SUPERFÍCIE IMPRIMADA
LOADED WHEEL TEST (LWT) ADAPTADO - TRATAMENTO ANTIPÓ
NOTAS DE DESEMPENHO
Ensaio prejudicado - exudação, cura imcompleta
Ensaio prejudicado - exudação, cura imcompleta
193
Figura 4.37 – Ensaio de desgaste LWT modificado em corpo de prova imprimado
Figura 4.38 – Ensaio de desgaste LWT modificado em corpo de prova com
tratamento antipó.
194
4.5.2 - ENSAIO WTAT
As principais diferenças entre o ensaio proposto por DUQUE NETO (2004) e o ensaio
descrito na norma NBR 14.764 (Determinação de perda por abrasão úmida) usado nos
estudos de dosagem de micro revestimentos a frio e lama asfáltica, residem nas dimensões
do molde utilizado, tendo em vista que o tratamento antipó (ou a imprimação) é ensaiado
sobre camada compactada de 4,0 cm de solo (base) e no que se refere aos ensaios de cone e
de adesão de areia que não se aplicam à técnica de tratamento antipó.
O molde confeccionado em chapas de ferro de 6,3 mm de espessura, compõe-se de cilindro
aberto na parte superior com dimensões internas de 300,0 mm de diâmetro e 50,0 mm de
altura. Os corpos de prova foram preparados como se segue:
o solo foi previamente homogeneizado nas condições de umidade ótima, e após
permanecer por um período mínimo de 16 horas em câmara úmida, foi
uniformemente espalhado no fundo do molde e compactado, em duas camadas de
2,0 cm cada, através de soquete do ensaio Marshall (procedimento de projeto e
controle de misturas asfálticas). Para se atingir a energia equivalente ao “Proctor
Intermediário” são necessários 88 golpes do soquete Marshall, que foram
distribuídos em toda a área do molde. As quantidades de solo úmido necessárias
para cada camada, foram determinadas a partir da massa especifica aparente
máxima do ensaio de compactação e das dimensões do molde considerando a
altura de 2,0 cm, o que pode ser verificado por medições de alturas utilizando
paquímetro (diferenças de alturas em relação à altura do molde).
após a compactação fez-se a imprimação, na taxa recomendada, devendo-se
inclinar o molde várias vezes, até uniformização do banho. As taxas de
imprimação variaram entre 0,6 l/m² a 1,2 l/m², em função das características de
cada solo (diferentes penetrações do ligante), e foram determinadas por
tentativas, com vistas a evitar exudação. Utilizou-se asfalto diluído tipo CM-30
comumente empregados em imprimação, sendo então necessário aguardar o
processo de cura do ligante, por período de no mínimo 24 horas.
para cada uma das amostras de solo deste estudo, selecionada para ensaio, foram
confeccionados dois corpos-de-prova. Um deles permaneceu com a superfície
imprimada, com vistas aos ensaios de desgaste da imprimação e o outro corpo de
prova seguiu para execução do tratamento antipó.
195
para execução do tratamento antipó, a emulsão foi aplicada na taxa e viscosidade
recomendadas, inclinando-se o molde para uniformização do banho, executando-
se em seguida o salgamento com agregado miúdo espalhado uniformemente
sobre a superfície do corpo de prova e compactado com o mesmo êmbolo e
prensa hidráulica, sob carga correspondente a um terço da carga utilizada para
compactação da base.
empregou-se emulsão tipo RM-1C TAP, produzida pela Brasquímica, na taxa de
1,0 l/m² e como agregado do salgamento, o pó de pedra da Pedreira MM Ltda.,
com taxa de 7,0 Kg/m². As características desses materiais foram anteriormente
descritas (itens 4.2.1 e 4.2.2)
Aguarda-se o tempo de cura de 72 horas em estufa a 50ºC.
O Ensaio foi realizado na seguinte seqüência:
o molde com o corpo de prova foi pesado antes da realização do ensaio e após
eliminação de todo o material não aderido (solto), com auxilio de uma escova de
cerdas flexíveis.
ainda antes do ensaio, foram registradas em planilha específica, os eventuais
defeitos do corpo de prova, tais como: presença de exudação, trincamentos, etc, e
tomadas três medidas de profundidade, com uso de um paquímetro, no centro do
corpo de prova e a 10 cm. de cada lado, sobre um determinado diâmetro, cuja
posição deve ser demarcada nas laterais do molde.
posicionou-se o molde no centro da base do equipamento, fixando-o através das
presilhas laterais, descendo o cabeçote com a mangueira de borracha sobre o
corpo de prova, até o travamento.
o equipamento, regulado para rotação de 110 rpm, foi ligado para o tempo de
operação de 300 segundos.
após execução do ensaio o molde foi retirado e eliminado todo o material
desprendido, com auxilio de uma escova de cerdas flexíveis.
pesou-se o conjunto obtendo-se três medidas de profundidade nos mesmos pontos
das medidas iniciais.
as condições finais do corpo de prova foram registradas: desgastes excessivos,
arrancamentos de placas, destruição da imprimação, etc.
Para cálculo das pontuações e obtenção do conceito final, foram consideradas as seguintes
etapas:
196
a deformação permanente vertical foi determinada pela diferença entre as
medidas de profundidade antes e após o ensaio, e correlacionada a uma primeira
nota (pontuação). Ressalte-se que o valor obtido inclui a parcela correspondente
ao desprendimento de material não se caracterizando como deformação
permanente. A perda de massa por abrasão foi obtida por diferença entre os pesos
inicial e final e correlacionada a uma segunda nota (pontuação). A terceira nota
(pontuação) resultou das observações visuais do comportamento do corpo de
prova durante o ensaio. As deformações permanentes, as perdas por abrasão as
observações visuais, e as correspondentes notas a serem consideradas, estão
relacionadas na Tabela 4.27.
Tabela 4.27 - Pontuações dos ensaios WTAT modificado, propostas por
DUQUE NETO (2004)
NOTA OBSERVAÇÕES VISUAIS PERDA POR ABRASÃO(%) DEF. VERTICAL (mm)
10 Arrancamento de até 10% e ausência de exudação < 5 < 0,5
8 Arrancamento de 10 a 20% e pequena exudação 5 a 10 0,5 a 1,0
5 Arrancamento de 20 a 50% e/ou exudação 10 a 20 1,0 a 1,5
0 Arrancamento maior que 50% e/ou exudação 10 a 20 1,0 a 1,5
ATRIBUIÇÕES PARA DESEMPENHO NO WTAT - BASE IMPRIMADA
NOTA OBSERVAÇÕES VISUAIS PERDA POR ABRASÃO(%) DEF. VERTICAL (mm)
10 Arrancamento de até 10% e ausência de exudação < 5 < 0,5
8 Arrancamento de 10 a 20% e pequena exudação 5 a 10 0,5 a 1,0
5 Arrancamento de 20 a 50% e/ou exudação 10 a 20 1,0 a 1,5
0 Arrancamento maior que 50% e/ou exudação 10 a 20 1,0 a 1,5
ATRIBUIÇÕES PARA DESEMPENHO NO WTAT - CAMADA ANTIPÓ
a pontuação final correspondeu ao somatório das três notas que leva ao conceito
final do ensaio, segundo a Tabela 4.28.
Tabela 4.28 – Conceito Final do Ensaio WTAT modificado, proposto por
DUQUE NETO (2004)
PONTUAÇÃO CONCEITO
28 a 30 Muito Bom
23 a 27 Bom
16 a 22 Ruim
0 a 15 Péssimo
QUALIFICAÇÃO DO WTAT
197
Dez amostras de solo, dentre as dezesseis que compõem este estudo, foram selecionadas
para ensaios de desgaste WTAT adaptados, segundo proposta de DUQUE NETO (2004).
Executou-se testes sobre corpos de prova imprimados e sobre corpos-de-prova com
tratamento antipó, uma amostra para cada condição, totalizando assim 20 ensaios. As
Figuras 4.39 e 4.40 apresentam exemplos de corpos de prova imprimados e com
tratamento antipó, submetidos a ensaios de desgaste WTAT.
Figura 4.39 – Ensaio de desgaste WTAT modificado em corpo de prova imprimado
Figura 4.40 – Ensaio de desgaste WTAT modificado em corpo de prova com
tratamento antipó.
Na Tabela 4.29 foram registrados: os pesos dos corpos-de-prova, as profundidades
medidas, as deformações verticais calculadas, as perdas por abrasão e as observações
visuais, todas nas situações de antes e após cada ensaio. A Tabela 4.30 fornece as notas de
desempenho e os conceitos finais das dez amostras ensaiadas - com imprimação e com
tratamento antipó.
198
Tabela 4.29 –Medidas e observações visuais resultantes dos ensaios WTAT modificado, para as dez amostras avaliadas neste estudo
SOLO Deform. Observação
V
ertical
Nº (REG) Antes Após
h
1
h
2
h
3
média
h
1
h
2
h
3
média (mm) Peso (g) Faixa
02 (704) 14826 14820 27,5 29,6 27,7 28,27 28,2 30,1 27,9 28,73 0,47 6 < 5%
Arranc.<10%; s/exudação
04 (703) 13910 13907 25,4 27,9 28,4 27,23 26,0 28,6 28,5 27,70 0,47 3 < 5%
Arranc.<10%; s/exudação
07 (707) 14933 14925 26,9 28,9 28,4 28,07 26,9 29,5 29,7 28,70 0,63 8 < 5%
Arranc.<10%; s/exudação
08 (710) 14820 14808 28,4 28,8 26,5 27,90 29,5 30,2 27,7 29,13 1,23 12 < 5%
Arranc.<10%; s/exudação
09 (708) 14286 14277 26,3 29,4 27,1 27,60 27,1 30,1 27,9 28,37 0,77 9 < 5%
Arranc.<10%; s/exudação
10 (716) 13875 13866 28,3 27,2 27,6 27,70 29,3 27,4 27,9 28,20 0,50 9 < 5%
Arranc.<10%; s/exudação
12 (709) 14973 14970 27,3 28,1 26,9 27,43 28,1 28,8 26,8 27,90 0,47 3 < 5%
Arranc.<10%; s/exudação
13 (717) 13984 13974 29,0 28,1 26,5 27,87 29,2 28,5 26,7 28,13 0,27 10 < 5%
Arranc.<10%; s/exudação
15 (711) 14731 14725 25,6 27,1 28,8 27,17 25,9 27,6 28,8 27,43 0,27 6 < 5%
Arranc.<10%; s/exudação
16 (705) 14557 14547 25,2 27,3 28,9 27,13 25,9 28,9 30,4 28,40 1,27 10 < 5%
Arranc.<10%; s/exudação
SOLO Deform. Observação
RM-1C
Pó de Pedra
Vertical
Nº (REG) (I/m2)
kg/m
2
Antes Após
h
1
h
2
h
3
média
h
1
h
2
h
3
média (mm) Peso (g) Faixa
02 (704) 1,0 7,0 15853 15826 21,2 19,8 20,5 20,50 22,7 21,2 21,9 21,93 1,43 27 < 30%
Arranc. <20%; s/exudação
04 (703) 1,0 7,0 14725 14710 20,0 18,9 19,6 19,50 21,0 20,1 20,7 20,60 1,10 15 < 30%
Arranc. 20%-50%; s/exud.
07 (707) 1,0 7,0 15086 15053 19,9 18,1 19,2 19,07 20,9 19,5 21,4 20,60 1,53 33 < 30%
Arranc. <20%; s/exudação
08 (710) 1,0 7,0 15874 15813 14,7 13,6 15,0 14,43 15,0 14,6 18,9 16,17 1,73 61 < 30%
Arranc. <20%; s/exudação
09 (708) 1,0 7,0 14973 14928 22,2 19,4 20,5 20,70 22,9 20,9 21,4 21,73 1,03 45 < 30%
Arranc. 20%-50%; s/exud.
10 (716) 1,0 7,0 14052 14018 18,3 20,1 20,2 19,53 19,8 21,5 21,8 21,03 1,50 34 < 30%
Arranc. <20%; s/exudação
12 (709) 1,0 7,0 15703 15628 14,7 13,1 14,2 14,00 17,5 16,3 15,4 16,40 2,40 75 < 30%
Arranc. <20%; s/exudação
13 (717) 1,0 7,0 14116 14035 19,7 21,7 20,3 20,57 23,3 22,4 22,7 22,80 2,23 81 < 30%
Arranc. <20%; s/exudação
15 (711) 1,0 7,0 14996 14925 14,4 13,3 13,6 13,77 15,2 14,8 15,1 15,03 1,27 71 < 30%
Arranc. <20%; s/exudação
16 (705) 1,0 7,0 15120 15076 20,8 22,5 19,4 20,90 21,3 23,2 20,9 21,80 0,90 44 < 30%
Arranc. <20%; s/exudação
Amostra + molde Antes Depois
0,8
WET TRACK ABRASION TEST (WTAT) ADAPTADO - SOBRE TRATAMENTO ANTIPÓ
Tratamento anti-pó
Peso (g) Alturas (mm) Perda p/ Abrasão
1,0
Antes
1,2
Perda p/ Abrasão
1,2
1,0
1,2
Depois
Alturas (mm)
1,0
WET TRACK ABRASION TEST (WTAT) ADAPTADO - SOBRE SUPERFÍCIE IMPRIMADA
Imprimação Peso (g)
0,6
CM - 30
(I/m2)
Amostra + molde
0,8
1,0
199
Tabela 4.30 – Notas de desempenho e conceitos finais dos ensaios WTAT modificado
das dez amostras ensaiadas neste estudo
SOLO PONTUAÇÃO CONCEITO
Nº (REG.)
OBSERV. VISUAIS DEFORM. VERTICAL PERDA P/ ABRASÃO
02 (704)
10 10 10 30
Muito Bom
04 (703)
10 10 10 30
Muito Bom
07 (707)
10 8 10 28
Muito Bom
08 (710)
10 5 10 25
Bom
09 (708)
10 8 10 28
Muito Bom
10 (716)
10 8 10 28
Muito Bom
12 (709)
10 10 10 30
Muito Bom
13 (717)
10 10 10 30
Muito Bom
15 (711)
10 10 10 30
Muito Bom
16 (705)
10 5 10 25
Bom
SOLO PONTUAÇÃO CONCEITO
Nº (REG.)
OBSERV. VISUAIS DEFORM. VERTICAL PERDA P/ ABRASÃO
02 (704)
10 10 10 30
Muito bom
04 (703)
8101028
Muito Bom
07 (707)
10 10 10 30
Muito Bom
08 (710)
10 10 10 30
Muito Bom
09 (708)
8101028
Muito Bom
10 (716)
10 10 10 30
Muito Bom
12 (709)
10 8 10 28
Muito Bom
13 (717)
10 8 10 28
Muito Bom
15 (711)
10 10 10 30
Muito Bom
16 (705)
10 10 10 30
Muito Bom
NOTAS DE DESEMPENHO
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NOTAS DE DESEMPENHO
4.6 – ENSAIOS DE RESISTÊNCIA À TRAÇÃO E DE MÓDULOS DE
RESILIÊNCIA DE MISTURAS ASFÁLTICAS
As características das misturas asfálticas produzidas em Sergipe, foram avaliadas através
de ensaios de resistência à tração indireta (RT) e de determinações de módulos de
resiliência (MR). A amostragem deu-se em dois períodos envolvendo as usinas de misturas
asfálticas que se encontravam em atividade, à época.
200
Na amostragem inicial, realizada em fevereiro de 2005, foram moldados doze corpos-de-
prova Marshall, do material produzido nas usinas do Departamento de Estradas de
Rodagem de Sergipe – DER/SE e da Empresa Municipal de Obras e Urbanização da
Prefeitura Municipal de Aracaju – EMURB-PMA. Na segunda etapa, em dezembro de
2005, além dessas usinas acrescentou-se a da NOVATEC, empresa privada contratada pela
Infraero para realização de obras no aeroporto de Aracaju. Foram moldados nessa etapa,
trinta corpo-de-prova do tipo Marshall.
A resistência à tração indireta foi determinada por compressão diametral estática, de
corpos-de-prova compactados segundo o método Marshall, realizada na prensa do ensaio
de estabilidade do citado método, que faz parte da norma de dosagem de misturas
asfálticas do DNER (1995, ME 043/95).
No ensaio, o corpo-de-prova é posicionado entre dois frisos metálicos, dispostos ao longo
de duas geratrizes opostas, em um mesmo plano vertical, e submetido a esforço de
compressão, sob velocidade controlada, induzindo estado de tensão biaxial – compressão
na direção vertical e tração na direção horizontal - até a ruptura, como pode ser visto no
esquema da Figura 4.41.
Figura 4.41 – Esquema do estado de tensão biaxial do ensaio de tração por
compressão diametral estático (MOTTA, 2002).
201
O procedimento é normatizado pelo DNER (1994, ME 138/94) e contém as seguintes
etapas:
Medir as alturas e os diâmetros do corpo-de-prova, em quatro posições opostas,
utilizando paquímetro, adotando-se as médias aritméticas dos valores medidos de
cada parâmetro (H e D).
Colocar o corpo-de-prova em estufa ou em sistema de refrigeração, por período
de duas horas, na temperatura estabelecida para o ensaio (25ºC, 30ºC, 45ºC,
60ºC).
Posicionar o corpo-de-prova entre dois frisos metálicos curvos, dispostos ao
longo de duas geratrizes opostas e levar o conjunto à prensa (apoiar um dos frisos
sobre a base da prensa).
Aproximar as bases da prensa aplicando uma leve compressão de modo a fixar a
posição do corpo-de-prova.
Aplicar a carga progressivamente, com velocidade de deformação de 0,8 +/- 0,1
mm/s, até que se dê a ruptura, anotando-se a valor da carga máxima verificada
(F), chegando-se à resistência a tração indireta através da expressão:
R = (2F)/(π.H.D) (4.04)
A aplicação dos ensaios de compressão diametral sob carregamento dinâmico para fins de
determinação dos módulos de resiliência de misturas asfálticas, é atribuída a Schmidt da
CHEVRON, Califórnia, em 1972.
O módulo de resiliência de misturas asfálticas consiste na relação entre a tensão de tração
(σ
t
) aplicada repetidamente e em freqüência especificada, no plano diametral vertical da
amostra cilíndrica e a correspondente deformação específica resiliente (ε
t
), em determinada
temperatura. Em geral adota-se temperatura de ensaio de 25ºC, freqüência de 1 Hz e
duração de carga de 0,1 s.
MR = [σ
t
/ε
t
]
T
(4.05)
Vale ressaltar que, de forma semelhante à considerada no caso dos ensaios de solos, deve-
se utilizar apenas a parcela elástica (recuperável) da deformação, na determinação do
módulo de resiliência.
202
O procedimento para separação da componente elástica (resiliente) da deformação, tendo
em vista as características termoviscoelásticas dos ligantes asfálticos, foi relatado no
Capítulo 2.
Os ensaios foram realizados no Setor de Ensaios Dinâmicos do Laboratório de Geotécnia
da COPPE/UFRJ, em equipamento de compressão diametral instalado dentro de uma
câmara de isolamento térmico com termo-regulagem, segundo a Norma DNER (1994, ME
133/94). As cargas dinâmicas de compressão foram aplicadas sobre corpos-de-prova
cilíndricos Marshall, distribuídas ao longo de duas geratrizes opostas, através de friso
metálico curvo, registrando-se os deslocamentos horizontais através de dois transdutores
do tipo LVDT (Linear Variable Differential Tansducer), em posições diametralmente
opostas.
O equipamento da COPPE/UFRJ dispõe de sistema de controle do ensaio, totalmente
automatizado, onde as deformações resilientes são determinadas segundo o procedimento
descrito no capítulo 2, e são obtidos, em forma de relatório do ensaio, os valores das cargas
aplicadas, dos deslocamentos resilientes e dos módulos de resiliência, além de gráfico de
deslocamento médio. O esquema do equipamento é apresentado na Figura 4.42
Figura 4.42 – Esquema do equipamento de ensaio de compressão diametral de cargas
dinâmicas (MOTTA, 2002).
203
A Tabela 4.31 apresenta os resultados dos ensaios de Resistência à Tração e de Módulos
de Resiliência, executados em corpos-de-prova tipo Marshall, de amostras coletadas nas
usinas de misturas asfálticas do estado de Sergipe. As amostras denominadas DER/SE (1)
correspondem a Areia Asfalto Usinada à Quente (AAUQ) enquanto as demais são de
Concreto Betruminoso Usinado à Quente (CBUQ).
Tabela 4.31 – Resultados dos ensaios de Resistência à Tração e Módulos de
Resiliência realizados em amostras de misturas asfálticas de Sergipe.
**DER/SE(1) DER/SE(2) EMURB(1) EMURB(2) NOVATEC
1 *0,64 1,03 *0,85 0,86 1,93
2 *0,52 1,09 *0,85 0,90 1,74
3 *0,50 1,23 *0,99 0,97 1,72
4 0,61 1,21 0,86 0,82 1,64
5 0,59 1,09 0,83 0,95 1,61
6 0,62 0,98 0,89 0,97 1,53
7 - 1,21 - 0,81 1,20
8 - 1,19 - 0,83 1,00
9 - - - 0,90 1,35
10 - - - 0,81 1,16
11 - - - - 1,21
12 - - - - 1,37
*Sem ensaio prévio de módulo de resiliência
**Amostras de Areia-Asfalto Usinado à Quente (AAUQ)
AMOSTRA
Nº
RESISTÊNCIA À TRAÇÃO ESTÁTICA (MPa)
*DER/SE(1) DER/SE(2) EMURB(1) EMURB(2) NOVATEC
1
- 2805 - 4048 5388
2
- 3350 - 3706 5509
3
- 3607 - 3912 5162
4
2001 3141 3533 4394 5361
5
1806 3095 3561 3788 5686
6
2693 2727 4368 3838 5536
7
- 3024 - 3500 4022
8
- 3026 - 3666 3921
9
- - - 2833 5134
10
- - - 3424 4742
11
- - - - 4503
12
- - - - 4615
*Amostras de Areia-Asfalto Usinado à Quente (AAUQ)
AMOSTRA
Nº
MÓDULO DE RESILIÊNCIA - COMPRESSÃO DIAMETRAL (MPa)
Os resultados dos ensaios de caracterização dos materiais utilizados, das dosagens e dos
parâmetros dos ensaios Marshall das misturas: DER/SE (1); DER/SE (2); EMURB (1);
EMURB (2) e NOVATEC são apresentados no Anexo III.
204
CAPÍTULO 5
ANÁLISE DOS RESULTADOS DOS ENSAIOS
5.1 – CLASSIFICAÇÕES GEOTÉCNICAS TRADICIONAIS.
Os grupos de solos resultantes da classificação das dezesseis amostras deste estudo, com
emprego dos sistemas tradicionais, T.R.B. e S. U. C. S, constam da Tabela 5.01.
Tabela 5.01 - Classificação dos solos deste estudo, pelos Sistemas TRB e SUCS.
01 (714) 02 (704) 03(706) 04 (703) 05 (712) 06 (715) 07 (707) 08 (710)
A-2-4 A-6 A-4 A-7-6 A-2-4 A-4 A-6 A-2-6
SM SC ML CL SM CL-ML SC SC
CLASSIFICAÇÃO TRB
CLASSIFICAÇÃO T.R.B. e CLASSIFICAÇÃO S.U.C.S.
AMOSTRAS Nº (REG)
CLASSIFICAÇÃO SUCS
09 (708) 10 (716) 11(702) 12 (709) 13 (717) 14 (713) 15 (711) 16 (705)
A-6 A-7-5 A-2-4 A-2-4 A-4 A-6 A-4 A-2-4
CL MH SM SM CL-ML CL SC CL-ML
CLASSIFICAÇÃO TRB
CLASSIFICAÇÃO SUCS
AMOSTRAS Nº (REG)
CLASSIFICAÇÃO T.R.B. e CLASSIFICAÇÃO S.U.C.S.
Sabe-se que as classificações geotécnicas desenvolvidas para países de clima temperado
não apresentam correlações satisfatórias com as metodologias propostas para os climas
tropicais, especialmente para solos pedologicamente mais evoluídos. Mesmo entre elas
podem ser observadas divergências por conta das diferentes propriedades índices, que lhe
servem de base.
Ainda assim são propostas por alguns autores, correlações entre grupos de solos dessas
classificações, a exemplo das inter-relações entre as classificações TRB e SUCS, proposta
pelo DNER (1996), reproduzida na Tabela 5.02. Nessa proposta cada grupo de uma
classificação é relacionado, na maioria das vezes, a vários grupos da outra classificação e
vice-versa, o que impossibilita a correspondência direta entre seus grupos, de forma
biunívoca.
205
Tabela 5.02 – Interrelações entre as classes dos sistemas TRB e SUCS (DNER, 1996)
Mais Provável Possível Possível, mas improvável
A - 1 -a GW - GP SW - SP GM - SM
A - 1 -b SW - SP - GM - SM GP -
A -3 SP - SW - GP
A -2 -4 GM - SM GC - SC GW - GP - SW - SP
A -2 -5 GM - SM - GW - GP - SW - SP
A -2 -6 GC - SC GM - SM GW - GP - SW - SP
A -2 -7 GM - GC - SM - SC - GW - GP - SW - SP
A -4 ML - OL CL - SM - SC GM - GC
A -5 OH - MH - ML - OL - SM - GM
A -6 CL ML - OL - SC GC - SM - GC - SC
A -7 -5 OH - MH ML - OL - CH GM - SM - GC - SC
A -7 -6 CH - CL ML - OL - SC OH - MH - GC - GM - SM
Mais Provável Possível Possível, mas improvável
GW A-1-a A-2-4, A-2-5, A-2-6, A-2-7
GP A-1-a A-1-b A-3, A-2-4, A-2-5, A-2-6, A-2-7
GM A-1b, A-2-4, A-2-5, A-2-7 A-2-6 A-4, A-5, A-6, A-7, A-7-6, A-1-a
GC A-2-6, A-2 A-2-4, A-6 A-4, A-7-6, A-7-5
SW A-1-b A-1-a A-3, A-2-4, A-2-5, A-2-6, A-2-7
SP A-3, A-1-b A-1-a A-2-4, A-2-5, A-2-6, A-2-7
SM A-1-b, A-2-4, A-2-5, A-2-7 A-2-6, A-4, A-5 A-6, A-7-5, A-7-6, A-1-a
SC A-2-6, A-2-7 A-2-4, A-6, A-4, A-7-6 A-7-5
ML A-4, A-5 A-6, A-7-5 -
CL A-6, A-7-6 A-6, A-7-5, A-4 -
OL A-4, A-5 A-6, A-7-5, A-7-6 -
CH A-7-6 A-7-5 -
OH A-7-5, A-5 - A-7-6
PT - - -
Interrelações entre a Classificação TRB e Unificada
Interrelações entre a Classificação Unificada e TRB
SUCS
TRB
Cassificação Unificada
Classificação
TRB
De fato, as amostras deste estudo apresentaram algumas variações nos grupos de solos
classificados pelo sistema SUCS, em relação a uma mesma classificação do sistema TRB,
conforme demonstrado na Tabela 5.03. Os solos classificados como A-2-4, da
classificação TRB, variaram entre as classes SM e CL-ML do sistema SUCS, enquanto os
solos A-4 compreenderam três diferentes classes - ML; CL-ML ou SC e os solos A-6, por
sua vez, foram classificados como SC ou CL.
206
Tabela 5.03 – Correspondência entre classes dos sistemas TRB e SUCS, observadas
nas amostras de solo deste estudo.
SOLO Nº(REG) 01(714) 05(712) 11(702) 12(709) 16(705) 03(706) 06(715) 13(717) 15(711) 02(704) 07(707) 09(708) 14(713)
CLASS. TRB
CLASS. SUCS CL-ML M L S C C LS M CL-ML S C
CORRESPONDENCIA ENTRE RESULTADOS DAS CLASSIFICAÇÕES T.R.B. E S.U.C.S.
A - 2 - 4 A - 4 A - 6
Comparados dessa forma tais resultados podem, a principio, sugerir maior eficiência do
sistema SUCS na distinção das amostras deste estudo. Contudo, deve-se observar a
ocorrência de variações no sentido inverso, ou seja, uma única classe SUCS
compreendendo diferentes classes do TRB como é o caso das amostras classificadas como
SC - correspondentes às classes A-2-6 ,A-6 e A-4; como CL - enquadradas como A-6 e A-
7-6 e como CL-ML – que variaram entre as classes A-4 e A-2-4, no TRB. Essa
correspondência entre os resultados está apresentada na Tabela 5.04.
Tabela 5.04 – Correspondência entre classes dos sistemas SUCS e TRB, observadas
nas amostras de solo deste estudo.
SOLO Nº(REG) 02(704) 07(707) 08(710) 15(711) 04(703) 09(708) 14(713) 06(715) 13(717) 16(705)
CLASS. SUCS
CLASS. TRB A-2-6 A-4 A-7-6 A-2-4A - 6 A-6 A-4
CORRESPONDENCIA ENTRE RESULTADOS DAS CLASSIFICAÇÕES TRB E SUCS
S C C L C L - M L
Ressalvado o caráter da amplitude e da flexibilidade inerentes aos sistemas de classificação
de solos, tais divergências reforçam a tese da pouca aplicabilidade das classificações
geotécnicas tradicionais aos solos tropicais como já relatado por diversos autores, dentre
eles, CHAVES (2000), CASTRO (2002), MARANGON (2004) e THULER (2005).
5.2 – ENSAIOS DE COMPACTAÇÃO - MOLDE PROCTOR VERSUS MOLDE
TRIAXIAL
Conforme já referido no Capítulo 4, os resultados dos ensaios de compactação – massa
especifica aparente seca máxima (MEASmáx) e umidade ótima (HÓT) - com utilização de
moldes cilíndricos “Proctor” e energia do Proctor intermediário, foram tomados como
referência inicial para confecção dos corpos de prova de dimensões 10cm x 20cm
(diâmetro x altura), visando os ensaios triaxiais dinâmicos.
Embora compactados sob energias equivalentes, foram observadas diferenças entre valores
de MEASmáx e HÓT, resultantes de ambas as metodologias.
207
A Tabela 5.05 fornece os parâmetros obtidos dos ensaios de compactação, sob energia do
Proctor intermediário, empregando-se os dois tipos de moldes citados, junto com as
diferenças entre seus resultados. Na Figura 5.01 tem-se a comparação entre eles.
Tabela 5.05 – Comparação entre os parâmetros dos ensaios de compactação
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
PROCTOR [MEASmáx(KN/ m³);HÓT(%)]
UMID.ÓTIMA
M. ESP.AP.SECA MÁX
Figura 5.01 – Comparação entre os parâmetros de compactação Proctor e Triaxial
(D =10cm; H = 20cm)
COMPACTAÇÃO PROCTOR INTERMEDIÁRIO
SOLO UMIDADE ÓTIMA (%) MASSA ESP. AP. SECA MÁXIMA (KN/m³)
Nº (REF) PROCTOR TRIAXIAL DIFERENÇA PROCTOR TRIAXIAL DIFERENÇA
01 (714) 10,1 10,0 0,1 20,00 20,15 -0,15
02 (704) 9,9 9,6 0,3 20,70 20,80 -0,10
03 (706) 12,7 13,9 -1,2 19,30 19,00 0,30
04 (703) 18,3 18,1 0,2 17,80 17,91 -0,11
05 (712) 9,1 9,1 0 19,55 20,10 -0,55
06 (715) 10,7 10,3 0,4 19,80 20,45 -0,65
07 (707) 11,0 11,4 -0,4 19,80 20,00 -0,20
08 (710) 8,8 9,6 -0,8 20,74 20,84 -0,10
09 (708) 14,0 13,2 0,8 19,13 19,31 -0,18
10 (716) 24,6 23,1 1,5 15,40 16,46 -1,06
11 (702) 13,1 13,6 -0,5 18,00 18,10 -0,10
12 (709) 9,0 8,6 0,4 20,69 20,88 -0,19
13 (717) 18,2 18,1 0,1 17,30 17,58 -0,28
14 (713) 15,3 14,5 0,8 18,49 18,82 -0,33
15 (711) 13,6 12,7 0,9 19,10 19,53 -0,43
16 (705) 10,8 11,3 -0,5 19,90 20,09 -0,19
208
Para as dezesseis amostras ensaiadas, observou-se tendência dos ensaios realizados em
moldes cilíndricos de dimensões 10cm x 20cm (diâmetro x altura) de fornecer massas
especificas aparentes secas mais elevadas (verificadas em onze amostras) e umidades
ótimas mais baixas (obtidas em quinze amostras).
Como observação restrita às amostras deste estudo, os resultados sugerem que a
compactação executada no molde de dimensões 10cm x 20cm (diâmetro x altura) foi mais
eficiente ou seja, com menor perda da energia aplicada. Uma possível explicação refere-se
ao maior número de camadas utilizadas para compactação no molde triaxial em relação às
utilizadas no molde Proctor. Não foram observadas tendências no que diz respeito às
diferenças de texturas das amostras ensaiadas.
A umidade ótima do ensaio de compactação, sob energia do proctor intermediário, foi
relacionada à fração fina do solo, representada pela percentagem que passa na peneira Nº
200 (malha de 0,074 mm) do ensaio de granulometria, considerando os resultados das
dezesseis amostras de solo deste estudo, como apresentado na Figura 5.02.
1
2
4
5
6
7
8
10
11
12
13
15
16
3
9
14
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 5 10 15 20 25
UMIDADE ÓTIMA (%)
% QUE PASSA NA PENEIRA Nº 200
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
% QUE PASSA #200 = -11,4669 + 4,3871 x Hót % que passa na # 200 = -11,4669 + 4,3871x Hót
Figura 5.02 – Relação entre umidade ótima e fração fina dos solos, para as amostras
deste estudo.
209
A análise de regressão desses parâmetros resultou em coeficiente de correlação de R² =
0,7813, em regressão linear do tipo:
(% que passa # Nº 200) = -11,4669 + 4,3871x hot (5.01)
CHAVES (2000) encontrou coeficiente de correlação de mesma ordem de grandeza (R² =
0,8828) em amostras da Formação Barreiras da região metropolitana de Fortaleza, cujos
solos têm classificação pedológica semelhante a dos solos deste estudo.
5.3 – CLASSIFICAÇÂO GEOTÉCNICA MCT
As Tabelas 5.06 e 5.07 contêm os grupos de solos resultantes da classificação MCT, e a
freqüência de amostras em cada grupo, respectivamente, para as dezesseis amostras
ensaiadas conforme método normatizado pelo DNER (1994, ME 228/94, ME 256/94 e ME
258/94).
Foram identificadas doze amostras de comportamento laterítico, contra quatro amostras
classificadas como não lateríticas. Dentre essas últimas, três amostras apresentam textura
arenosa (amostras Nºs 03, 06 e 11) e apenas uma delas tem característica argilosa (amostra
Nº 04).
Tabela 5.06 - Classificação dos solos segundo a metodologia MCT
01 (714) 02 (704) 03(706) 04 (703) 05 (712) 06 (715) 07 (707) 08 (710)
LA LA' NA' NG' LA NA' LG' LA
09 (708) 10 (716) 11(702) 12 (709) 13 (717) 14 (713) 15 (711) 16 (705)
LG' LG' NA' LA LG' LG' LG' LA'CLASSIFICAÇÃO
RESULTADOS DA CLASSIFICAÇÃO MCT
AMOST Nº (REG)
RESULTADOS
DA
CLASSIFICAÇÃO
MCT
AMOST Nº (REG)
CLASSIFICAÇÃO
Tabela 5.07 - Freqüência de amostras em cada grupo da classificação MCT
LA LA' LG' NA' NG'
42631
CLASSIFICAÇÃO
FREQUÊNC. AMOSTRAS
FREQUÊNCIA DE AMOSTRAS POR GRUPO DA CLASSIFICAÇÃO MCT
210
Considerando-se a quantidade significativa de solos de granulação arenosa, dentre as
amostras deste estudo, vale ressaltar as dificuldades dos ensaios de compactação desses
solos segundo a metodologia MCT. Essas dificuldades, já relatadas no Capitulo 2, estão
relacionadas tanto à definição do parâmetro c’ - pelas diferentes inclinações das curvas de
deformabilidade - quanto à obtenção de curvas de compactação adequadas - como ocorre
nos solos finos.
Pode ser observado do ábaco de classificação MCT – Figura 5.03 – que algumas amostras
estão posicionadas muito próximas da fronteira de distinção entre os comportamentos
laterítico e não laterítico.
Dentre as doze amostras tidas como de comportamento laterítico, seis delas tiveram
valores de e’ – indicativo do comportamento laterítico – situado próximo do limite máximo
de distinção entre essas classes, com diferenças inferiores a 0,2. Dessas seis amostras, três
chegaram a apresentar diferenças menores que 0,1. Por outro lado, três amostras, das
quatro consideradas de comportamento não laterítico, tiveram resultados de e’ pouco
superiores ao valor limite do comportamento laterítico, numa margem inferior a 0,1.
Vale lembrar que essas amostras, embora posicionadas próximas da zona de transição de
comportamento, encontram-se dentro de uma das classes da metodologia MCT, de acordo
com os parâmetros obtidos. Além disso a tendência geral observada nas amostras ensaiadas
é de solos de comportamento laterítico.
Além disso, a metodologia MCT na forma proposta por seus Autores deve ser empregada
para caracterizar o “comportamento laterítico” de solos que pedologicamente não são
assim classificados, como no caso das amostras deste estudo. A possível influencia do
processo de laterização no comportamento desses solos é o que se pretende avaliar, tendo
em vista que esse fator não é considerado nas classificações tradicionais o que pode levar a
subutilização desses materiais.
A classificação pedológica dos solos finos da Formação Barreiras da região metropolitana
de Fortaleza, apresentada por CHAVES (2000), assemelha-se à dos solos do presente
estudo – podzólicos e areias quartzosas distróficos. A citada pesquisa obteve parâmetros e’
sempre superiores a 1,03 de forma que seus solos ficaram posicionados ainda mais
próximos da fronteira da classificação MCT, comparados aos solos deste estudo.
211
CLASSIFICAÇÃO MCT
[1]
A-2-4 SM
[2]
A-6 SC
[3]
A-4 ML
[4]
A-7-6 CL
[5]
A-2-4 SM
[6]
A-4 CL-ML
[7]
A-6 SC
[8]
A-2-6 SC
[9]
A-6 CL
[10]
A-7-5 MH
[12]
A-2-4 SM
[13]
A-4 CL-ML
[14]
A-6 CL
[15]
A-4 SC
[16]
A-2-4 CL-ML
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9
2
2,1
2,2
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2 2,1 2,2 2,3
c'
e'
LA
NA
LA' LG'
NS'
NA'
NG'
[11]
A-2-4 SM
Figura 5.03 - Classificação MCT com indicação das classes referentes aos sistemas
TRB e SUCS
5.4 – CLASSIFICAÇÕES TRADICIONAIS TRB E SUCS VERSUS
CLASSIFICAÇÃO MCT
Na Figura 5.03, ábaco da classificação MCT, estão posicionadas todas as dezesseis
amostras com indicação das classes provenientes das metodologias TRB e SUCS, visando
análise comparativa entre essas classificações tradicionais e a metodologia MCT.
De acordo com a posição das amostras no citado ábaco, não se observa diferenciação das
classes tradicionais – TRB e SUCS – em função do comportamento laterítico ou não
laterítico do solo, definido pela metodologia MCT com base nos resultados do parâmetro
e’ (ordenadas do ábaco). Entretanto, nítida diferenciação entre as classes dos sistemas
tradicionais ocorre quando se considera a textura ou melhor, quando se analisa as variações
do parâmetro c’ da metodologia MCT (abscissas do ábaco). Esse comportamento apenas
evidencia as bases das classificações tradicionais – a textura e a plasticidade –
consideradas de pouca aplicabilidade para os solos tropicais.
212
5.5 – CLASSIFICAÇÃO GEOTÉCNICA MCT - M
A classificação MCT - M, proposta por VARTAMATTI (1988), pode ser empregada para
melhor identificação das amostras de solo enquadradas nas proximidades dos limites de
comportamento laterítico e não laterítico, da metodologia original MCT. Esses solos são
denominados, por essa nova metodologia, como “solos transicionais”.
Consta da Figura 5.04, o ábaco da classificação MCT – M, proposto pelo citado Autor,
com o posicionamento das dezesseis amostras deste estudo. A Tabela 5.08 relaciona os
grupos resultantes dessa classificação, onde são identificadas sete amostras com
características dos solos ditos transicionais. A Tabela 5.09 fornece a freqüência de
amostras em cada grupo da classificação MCT - M.
CLASSIFICAÇÃO MCT - M
1
4
5
6
7
9
10
11
13
14
15
16
3
12
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9
2
2,1
2,2
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2 2,1 2,2 2,3
c'
e'
1
3
4
5
6
7
9
10
11
12
13
14
15
16
LA
NA
NS'
TA'
LA'
NS'G'
TA'G'
LA'G'
NG'
TG'
LG'
Figura 5.04 - Classificação MCT-M das amostras de solo deste estudo
213
Tabela 5.08 - Grupos da Classificação MCT – M, correspondentes às amostras deste
estudo
01 (714) 02 (704) 03(706) 04 (703) 05 (712) 06 (715) 07 (707) 08 (710)
LA LA'G' TA'G' TG' LA TA'G' LG' LA
CLASSIFICAÇÃO MCT - M
AMOST Nº (REG)
CLASSIF. MCT - M
09 (708) 10 (716) 11(702) 12 (709) 13 (717) 14 (713) 15 (711) 16 (705)
TG' TG' NA' LA LA'G' TA'G' TA'G' LA'
CLASSIFICAÇÃO MCT - M
AMOST Nº (REG)
CLASSIF. MCT - M
Tabela 5.09 - Freqüência de amostras em cada grupo da classificação MCT-M
L
A
LA' LA'G' LG' TA'G' TG' NA'
4121431
FREQUÊNC. AMOSTRAS
FREQUÊNCIA DE AMOSTRAS POR GRUPO DA CLASSIFICAÇÃO MCT-M
CLASSIFICAÇÃO
5.6 – CLASSIFICAÇÃO MCT VERSUS CLASSIFICAÇÃO MCT - M
Os resultados da aplicação da Classificação MCT - M, podem ser comparados aos
resultados da classificação MCT original, como apresentado na Tabela 5.10, onde ficam
caracterizadas as mudanças de grupos dos solos enquadrados nas proximidades dos limites
de comportamento laterítico e não laterítico, da metodologia original MCT.
Tabela 5.10 – Comparação entre resultados das Classificações MCT e MCT - M
01 (714) 02 (704) 03(706) 04 (703) 05 (712) 06 (715) 07 (707) 08 (710)
L
A
LA' NA' NG' L
A
NA' LG' L
A
L
A
LA'G' TA'G' TG' L
A
TA'G' LG' L
A
09 (708) 10 (716) 11(702) 12 (709) 13 (717) 14 (713) 15 (711) 16 (705)
LG' LG' NA'/NS' L
A
LG' LG' LG' LA'
TG' TG' NA'/NS' L
A
LA'G' TA'G' TA'G' LA'
CLASSIFICAÇÃO. MCT
CLASSIFICAÇÃO MCT X CLASSIFICAÇÃO MCT - M
AMOSTRAS Nº (REG)
CLASSIFICAÇÃO. MCT
CLASSIFIC. MCT - M
CLASSIFIC. MCT - M
CLASSIFICAÇÃO MCT X CLASSIFICAÇÃO MCT - M
AMOSTRAS Nº (REG)
Pode-se constatar que, das sete amostras classificadas como transicionais, quatro delas
foram consideradas como de comportamento laterítico, pela classificação MCT original –
amostras Nºs 09; 10; 14 e 15. Entretanto, as outras três amostras classificadas como de
comportamento não laterítico pela metodologia MCT, passaram a transicionais na nova
classificação – amostras Nºs 03; 04 e 06.
Deve-se considerar que a proposta de VERTAMATTI (1988), não produz alterações de
classificação das amostras enquadradas como LA da metodologia MCT original, e altera
muito pouco a região dos solos considerados LA’.
214
5.7 – INFLUÊNCIA DA FRAÇÃO SILTE NO PARÂMETRO e’ DO SOLO.
Dada à presença de silte em algumas amostras de solo deste estudo decidiu-se investigar
uma possível correlação entre esta fração granulométrica e o parâmetro e’ da metodologia
de classificação MCT. Para esse fim tomou-se a percentagem de silte, tanto em relação à
fração fina do solo como em relação à amostra total. Todavia, a grande dispersão, entre os
resultados, que pode ser visualizada nas Figuras 5.05 e 5.06, não permitiu obter
correlações satisfatórias entre estes parâmetros, considerando-se as dezesseis amostras de
solo deste estudo.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2
COEFICIENTE e'
% DE SILTE NA FRAÇÃO FINA (#200) DO SOL
O
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Figura 5.05 – Parâmetro e’ da classificação MCT em relação à percentagem de silte
na fração fina do solo
15
0
5
10
15
20
25
30
0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 2,00
PARAMETRO e'
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Figura 5.06 – Parâmetro e’ da classificação MCT em relação à percentagem de silte
na amostra do solo
215
Procurou-se verificar correlações de mesma natureza, a partir de resultados de outros
estudos de solos, tais como os realizados por CHAVES (2000), CASTRO (2002),
MARANGON (2004) e THULLER (2005), não se obtendo êxito.
5.8 – CLASSIFICAÇÃO GEOTÉCNICA MCT – MÉTODO SIMPLIFICADO
Os grupos de solos resultantes do emprego da Metodologia de Classificação MCT –
Método Simplificado, conforme procedimentos propostos por NOGAMI e VILLIBOR
(2000a), estão relacionados na Tabela 5.11. A freqüência de amostras em cada um dos
grupos da citada proposta de classificação consta da Tabela 5.12.
Tabela 5.11 - Grupos da classificação MCT – Método Simplificado das dezesseis
amostras estudadas.
01 (714) 02 (704) 03(706) 04 (703) 05 (712) 06 (715) 07 (707) 08 (710)
NA' LA' NA' LA' LA NS' LA' LA
09 (708) 10 (716) 11(702) 12 (709) 13 (717) 14 (713) 15 (711) 16 (705)
LG'/NG' LG' NA' LA LG' LA' LA' LA'
RESULTADOS DA CLASSIFICAÇÃO MCT - MÉTODO SIMPLIFICADO
AMOST Nº (REG)
CLASSIFICAÇÃO
RESULTADOS DA CLASSIFICAÇÃO MCT - MÉTODO SIMPLIFICADO
AMOST Nº (REG)
CLASSIFICAÇÃO
Tabela 5.12 - Freqüência de amostras em cada grupo da classificação MCT – Método
Simplificado
CLASSIFICAÇ
Ã
O LA' LA NA' LG' LG'/NG' NS'
633211FREQ. AMOSTRAS
FREQUENCIA DOS GRUPOS DA CLASSIFICAÇÃO MCT - MÉTODO SIMPLIFICADO
Deve-se ressaltar que o Método Simplificado da Classificação MCT foi utilizado, no
presente estudo, sob três formas distintas de tratamento de seus resultados, mais
especificamente no que se refere às diferentes formas de obtenção do parâmetro c’,
conforme procedimentos descritos no Capítulo 2.
Nesta primeira versão a forma tratada corresponde àquela considerada por seus autores,
Nogami e Villibor, ou seja, a partir do traçado direto do segmento de reta entre as
ordenadas 1mm e 5mm da curva de deformabilidade.
216
Das dezesseis amostras ensaiadas, doze foram classificadas como de comportamento
laterítico e as outras quatro enquadradas como de comportamento não laterítico. Daquelas
identificadas como de comportamento laterítico, oito apresentaram valores do parâmetro e’
próximos dos limites de mudança de comportamento, com diferenças inferiores a 0,2 e
dentre estas, cinco com diferenças menores que 0,1, comportamento semelhante ao
observado com a utilização da metodologia MCT original.
5.9 – CLASSIFICAÇÃO MCT VERSUS CLASSIFICAÇÃO MCT – MÉTODO
SIMPLIFICADO
A Tabela 5.13 apresenta conjuntamente os grupos das classificações MCT e MCT –
Método Simplificado, para as amostras deste estudo, onde se demonstra que dez amostras
de solo conseguiram classificação idêntica em ambas as metodologias enquanto as outras
seis obtiveram resultados diferenciadas.
Tabela 5.13 - Comparação entre as classificações MCT e MCT – Método Simplificado
01 (714) 02 (704) 03(706) 04 (703) 05 (712) 06 (715) 07 (707) 08 (710)
LA LA' NA' NG' LA NA' LG' LA
NA' LA' NA' LA' LA NS' LA' LA
09 (708) 10 (716) 11(702) 12 (709) 13 (717) 14 (713) 15 (711) 16 (705)
LG' LG' NA' LA LG' LG' LG' LA'
LG'/NG' LG' NA' LA LG' LA' LA' LA'
AMOST Nº (REG)
CLASS MCT
CLASS MCT-M.SIMP
CLASS MCT-M.SIMP
COMPARAÇÃO DE RESULTADOS MCT E MCT MÉTODO SIMPLIFICADO
AMOST Nº (REG)
CLASS MCT
COMPARAÇÃO DE RESULTADOS MCT E MCT MÉTODO SIMPLIFICADO
Deve-se observar, entretanto, que das seis classificações divergentes, quatro amostras (Nºs
06; 07; 14 e 15) mantiveram-se dentro de uma mesma categoria – laterítico ou não
laterítico – ficando as mudanças de grupos restritas às questões de textura dos solos –
arenoso ou argiloso – caracterizadas por diferentes avaliações do parâmetro c’, em ambas
as metodologias.
Nas outras duas amostras houve divergências entre categorias - de laterítico para não
laterítico, na amostra Nº 01 e o inverso, para a amostra Nº 04 – alterações essas
determinadas por diferentes avaliações do parâmetro e’. Deve-se ressaltar entretanto, que
essas amostras estão posicionadas na fronteira entre as categorias, o que sempre gera
dúvidas quanto aos reais valores atribuídos aos parâmetros de classificação.
217
Analisando-se os resultados de ensaios de quarenta e oito amostras de solo, empregando-se
as metodologias MCT e MCT – Método Simplificado, em MARANGON (2004),
verificou-se que vinte e duas amostras têm resultados divergentes quanto à textura, ou seja,
foram classificadas em diferentes grupos de uma mesma categoria – laterítico ou não
laterítico – e somente duas amostras apresentaram-se em diferentes categorias.
Na Figura 5.07 estão posicionadas todas as amostras classificadas de acordo com ambas as
metodologias MCT e MCT – Método Simplificado. Os segmentos de reta que interligam as
posições de cada amostra, adicionados à citada figura, demonstram a maior variação entre
as abscissas (resultados de c’) pela tendência da maioria desses segmentos, à
horizontalidade.
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
1,00
1,10
1,20
1,30
1,40
1,50
1,60
1,70
1,80
1,90
2,00
2,10
2,20
0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,10 1,20 1,30 1,40 1,50 1,60 1,70 1,80 1,90 2,00 2,10 2,20 2,30
c'
e'
TRAD.
SIMPL
05
08
01
12
1
6
11
02
14
03
15
13
06
09
07
04
10
05
08
11
12
16
15
06
14
02
04
03
09
10
13
01
LA
NA
LA'
NS'
LG'
NA'
NG'
Figura 5.07 – Classificação dos solos segundo as Metodologias MCT e MCT – Método
Simplificado.
218
Podem ser registradas algumas considerações acerca dos resultados obtidos, apesar das
citadas restrições:
para os solos arenosos o método simplificado produziu resultados de c’ mais
elevados que a metodologia tradicional. Esse comportamento inverteu-se quando
se tratou de solos argilosos. A sensibilidade do parâmetro c’ em relação ao
método empregado - tradicional ou simplificado - pode ser observada no gráfico
da Figura 5.07 pela tendência ao paralelismo com o eixo das abscissas – eixo dos
c’ – dos segmentos de reta que une cada par de resultados;
os parâmetros d’ apresentaram poucas divergências entre os resultados
produzidos por ambas as metodologias;
no método simplificado os resultados da Pi foram em geral mais elevados que os
da metodologia original, talvez por conta do menor número de golpes – menor
compactação – aplicados nos corpos de prova segundo os procedimentos da
metodologia simplificada;
os valores mais elevados do parâmetro e’, observados no método simplificado,
resultaram da influência dos valores de Pi também mais altos nesta metodologia;
pode-se comparar os resultados dos parâmetros finais de classificação – c’ e e’ -
obtidos segundo as duas metodologias, através da soma dos quadrados dos
desvios entre os pares de valores, conforme se apresenta na Tabela 5.14.
Observou-se, segundo este critério, variação média do parâmetro c’ superior ao
quádruplo da sofrida pelo parâmetro e’ (2,0002 contra 0,4629).
Tabela 5.14 – Comparação entre os parâmetros c’ e e’ das classificações MCT
e MCT Simplificado
SOLO QUAD. DESVIOS QUAD. DESVIOS
Nº MCT TRAD MCT SIMP [c'trad-c'simp]² MCT TRAD MCT SIMP
[e'trad-e'simp]²
01 (714) 0,43 0,62 0,0361 1,14 1,48 0,1156
02 (704) 1,36 1,35 0,0001 0,73 0,91 0,0324
03 (706) 1,51 1,40 0,0121 1,17 1,22 0,0025
04 (703) 2,09 1,33 0,5776 1,03 1,06 0,0009
05 (712) 0,18 0,54 0,1296 1,35 1,29 0,0036
06 (715) 1,28 1,14 0,0196 1,16 1,51 0,1225
07 (707) 1,83 1,16 0,4489 0,82 0,57 0,0625
08 (710) 0,42 0,61 0,0361 1,14 1,29 0,0225
09 (708) 1,83 1,73 0,01 1,05 1,15 0,01
10 (716) 2,16 1,58 0,3364 0,84 0,83 0,0001
11 (702) 0,45 0,64 0,0361 1,75 1,57 0,0324
12 (709) 0,65 0,67 0,0004 1,07 1,09 0,0004
13 (717) 1,76 1,58 0,0324 0,80 0,99 0,0361
14 (713) 1,68 1,40 0,0784 1,02 0,88 0,0196
15 (711) 1,51 1,01 0,25 0,99 0,96 0,0009
16 (705) 0,73 0,74 0,0001 1,08 1,11 0,0009
SOM
A
2,0039 SOM
A
0,4629
PARÂMETRO c' PARÂMETRO e'
M C T TRADICIONAL X M C T SIMPLIFICADO
219
Apesar do caráter restrito, dos ensaios e das amostras, não permitir conclusões
generalizadas, são apresentados nas Figuras 5.08 a 5.11, a título de ilustração, confrontos
entre os principais parâmetros da metodologia MCT - c’; d’; Pi e e’ - obtidos segundo os
procedimentos MCT e MCT Simplificado e com base nos resultados de ensaios das
dezesseis amostras deste estudo.
2
3
4
5
6
7
9
10
12
13
14
15
16
1
8
11
0
0,5
1
1,5
2
2,5
0 0,5 1 1,5 2 2,5
c' MCT
c' MCT - MÉTODO SIMPLIFICADO
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Figura 5.08 – Comparação dos resultados de c’ obtidos pelas metodolo
g
ias MCT
e MCT Simplificado
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
14
15
16
12
13
0
20
40
60
80
100
120
140
160
0 20 40 60 80 100 120 140 160
d' MCT
d' MCT - MÉTODO SIMPLIFICADO
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Figura 5.09 – Comparação dos resultados de d’ obtidos pelas metodologias MCT
e MCT Simplificado
220
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15 16
16
0
50
100
150
200
250
300
350
0 50 100 150 200 250 300 350
Pi MCT
Pi MCT - MÉTODO SIMPLIFICADO
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Figura 5.10 – Comparação dos resultados de Pi obtidos pelas metodologias MCT
e MCT Simplificado
2
3
4
5
6
7
8
10
11
13
14
1
9
12
15
16
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
1,8
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8
e' MCT
e' MCT - MÉTODO SIMPLIFICADO
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Figura 5.11 – Comparação dos resultados de e’ obtidos pelas metodologias MCT
e MCT Simplificado
221
Neste estudo foram analisados outros procedimentos para determinação do parâmetro c’
com utilização do método simplificado, conforme descrito no Capítulo 2:
c’ obtido entre as ordenadas 2 e 6 das curvas de deformabilidade, conforme
proposto por MARANGON (2004).
c’ obtido por regressão, reconhecida pelos autores da metodologia MCT
(NOGAMI e VILLIBOR, 2000a) como a forma mais apropriada, porém muito
sujeita a interferência do operador.
5.10 – CLASSIFICAÇÃO MCT -MÉTODO SIMPLIFICADO COM C’ DEFINIDO
ENTRE ORDENADAS 2mm E 6mm, DA CURVA DE DEFORMABILIDADE
MARANGON (2004) propôs a obtenção do parâmetro c’ a partir do segmento de reta
definido entre os pontos de ordenadas 2mm e 6mm da curva de deformabilidade
considerada, conseguindo melhor aproximação em relação aos resultados da metodologia,
MCT original.
A Tabela 5.15 apresenta os grupos da classificação MCT – Método Simplificado, das
dezesseis amostras de solo ensaiadas, tomando-se o parâmetro c’ entre as ordenadas 2mm e
6mm, da curva de deformabilidade.
Tabela 5.15 – Classificação dos solos segundo a metodologia MCT Simplificada com
c’ definido entre as ordenadas 2mm e 6mm
CLASSIFICAÇÃO MCT - MÉTODO SIMPLIFICADO (c' ENTRE ORDENADAS 2 E 6)
AMOST Nº (REG) 01 (714) 02 (704) 03(706) 04 (703) 05 (712) 06 (715) 07 (707) 08 (710)
CLASSIFICAÇÃO NA' LA' NG' LG' LA NS' LG' NA'
CLASSIFICAÇÃO MCT - MÉTODO SIMPLIFICADO (c' ENTRE ORDENADAS 2 E 6)
AMOST Nº (REG) 09 (708) 10 (716) 11(702) 12 (709) 13 (717) 14 (713) 15 (711) 16 (705)
CLASSIFICAÇÃO LG'/NG' LG' NA' LA' LG' LA’ LA' LA'
A Tabela 5.16 fornece a freqüência de amostras para cada grupo de solo, resultante da
aplicação do citado procedimento e a Figura 5.12 o posicionamento de cada amostra no
ábaco de classificação empregado pela metodologia MCT.
222
Tabela 5.16 - Freqüência de amostras por grupo da Classificação MCT Simplificada
com c’ definido entre as ordenadas 2mm e 6mm
L
A
LA' LG' LG'/NG' NA' NS' NG'
1541311
FREQUÊNC. AMOSTRAS
FREQUÊNCIA DE AMOSTRAS POR GRUPO MCT - MÉTODO SIMPLIFICADO (c' DE 2 A 6)
CLASSIFICAÇÃO
CLASSIFICAÇÃO MCT SIMPLIFICADO
[c' entre ord. 2 e 6]
1
2
3
4
5
6
7
8
10
11
12
13
15
16
9
14
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9
2
2,1
2,2
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2 2,1 2,2 2,3
c'
e'
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
LA
NA NS'
LA' LG'
NA'
NG'
Figura 5.12 – Classificação MCT - Método Simplificado com c’ determinado entre
ordenadas 2mm e 6mm
5.11 – CLASSIFICAÇÃO MCT-MÉTODO SIMPLIFICADO, c’ DEFINIDO ENTRE
ORDENADAS 1mm E 5mm VERSUS c’ ENTRE ORDENADAS 2mm E 6mm
Na Tabela 5.17 tem-se para fins de comparação, os grupos de solos resultantes do
emprego das duas propostas de cálculo de c’, ou seja: determinado pela inclinação do
sgmento de reta traçado diretamente entre as ordenadas 1mm e 5mm da curva de
deformabilidade e da forma proposta por MARANGON (2004), a partir do segmento de
reta traçado entre as ordenadas 2mm e 6mm da citada curva.
Tabela 5.17 –Comparação entre resultados da classificação MCT Simplificada com as
duas formas de determinação de c’
01 (714) 02 (704) 03(706) 04 (703) 05 (712) 06 (715) 07 (707) 08 (710)
NA' LA' NA' LA' LA NS' LA' LA
NA' LA' NG' LG' LA NS' LG' NA'
09 (708) 10 (716) 11(702) 12 (709) 13 (717) 14 (713) 15 (711) 16 (705)
LG'/NG' LG' NA' LA LG' LA' LA' LA'
LG'/NG' LG' NA' LA' LG' LA' LA' LA'
CLASSIFICAÇÃO MCT SIMPLIFICADO : c' (1-5) X c' (2-6)
AMOST Nº (REG)
MCT SIMP c' (1-5)
MCT SIMP c' (2-6)
CLASSIFICAÇÃO MCT SIMPLIFICADO : c' (1-5) X c' (2-6)
AMOST Nº (REG)
MCT SIMP c' (1-5)
MCT SIMP c' (2-6)
223
A Figura 5.13 contém as classificações das dezesseis amostras de solos, obtidas com
emprego de ambos os procedimentos citados. Nessa mesma figura os segmentos de reta
que unem as posições ocupadas por cada amostra evidenciam que os valores de c’ obtidos
de acordo com a forma proposta por MARANGON (2004), apresentam-se sempre
superiores àqueles determinados conforme proposta dos autores da metodologia MCT.
CLASSIFICAÇÃO MCT SIMPL(1-5)X SIMPL(2-6)
2[2-6]
4[2-6]
6[2-6]
7[2-6]
1
2
5
7
8
10
12
13
14
15
16
1[2-6]
5[2-6]
8[2-6]
10[2-6]
11[2-6]
12[2-6]
13[2-6]
14[2-6]
15[2-6]
16[2-6]
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9
2
2,1
2,2
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2 2,1 2,2 2,3
c'
e'
LA
NS'
NA'
NG'
LG'
NA
LA'
Figura 5.13 – Classificação MCT Simplificada segundo os dois procedimentos de
cálculo de c’
Comparando-se os grupos de solos obtidos verifica-se que quatro amostras apresentaram
alterações de suas classificações. Dessas quatro amostras, somente uma alterou a categoria
de laterítico para não laterítico (a amostra Nº 08 passou de LA para NA’), enquanto as
outras três amostras tiveram classificações modificadas no que diz respeito apenas á
textura do solo ( as amostras Nºs 04 e 07 passaram, ambas, de LA’ para LG’ e a amostra
Nº 03 mudou de NA’ para NG’).
Nesse ponto deve-se ressaltar que apenas os solos do grupo LA, com c’ menor que 0,7 e e’
maior que 1,15, podem ter mudanças da categoria laterítico para não laterítico, quando se
altera o valor de c’, em função de diferentes formas de avaliação desse parâmetro.
224
5.12 – CLASSIFICAÇÃO MCT VERSUS CLASSIFICAÇÃO MCT – MÉTODO
SIMPLIFICADO COM c’ DEFINIDO ENTRE ORDENADAS 2mm E 6mm
As variações dos parâmetros c’ determinados pelos dois citados procedimentos do método
simplificado, podem ser comparadas aos mesmos parâmetros c’ obtidos pela metodologia
MCT original, fazendo-se uso da soma dos quadrados dos desvios entre seus valores, como
apresentado na Tabela 5.18. Verificou-se que os parâmetros c’ calculados como proposto
por MARANGON (2004) apresentaram, em média, maior aproximação em relação aos
valores determinados pela forma original, equivalente ao dobro segundo o critério
escolhido para comparação (2,0039 contra 1,0176).
Tabela 5.18 – Comparação entre os parâmetros c’ das metodologias MCT e MCT
Simplificada.
SOLO MCT-TRADICIONAL
Nº C' C' (1-5) C' (2-6)
[c'trad-c'simp
(1-5)
]² [c'trad-c'simp
(2-6)
]²
1 0,43 0,62 0,74 0,0361 0,0961
2 1,36 1,35 1,48 0,0001 0,0144
3 1,51 1,40 1,90 0,0121 0,1521
4 2,09 1,33 1,70 0,5776 0,1521
5 0,18 0,54 0,55 0,1296 0,1369
6 1,28 1,14 1,28 0,0196 0
7 1,83 1,16 1,60 0,4489 0,0529
8 0,42 0,61 0,71 0,0361 0,0841
9 1,83 1,73 1,81 0,01 0,0004
10 2,16 1,58 2,01 0,3364 0,0225
11 0,45 0,64 0,82 0,0361 0,1369
12 0,65 0,67 0,77 0,0004 0,0144
13 1,76 1,58 1,87 0,0324 0,0121
14 1,68 1,40 1,49 0,0784 0,0361
15 1,51 1,01 1,22 0,25 0,0841
16 0,73 0,74 0,88 0,0001 0,0225
SOMA 2,0039 1,0176
MCT-SIMPLIFICADO QUADRADO DOS DESVIO
COMPARAÇÃO RESULTADOS c' TRAD X SIMPL
Comparando-se com a Metodologia MCT tradicional, o método simplificado com a nova
forma de determinação de c’, provocou sete alterações de classificação que podem ser
visualizados tanto na Tabela 5.19 como na Figura 5.14. Dessa feita três solos mudaram de
categoria laterítico para não laterítico ou vice-versa (as amostras Nºs 01 e 08 passaram,
ambas, de LA para NA’ e a amostra 04 mudou de NG’ para LG’). Os outros quatro
alteraram suas classificações no que diz respeito à textura (as amostras Nºs 14 e 15
mudaram, ambas, de LG’ para LA’; a amostra Nº 03 passou de NA’ para NG’ e a amostra
Nº 06 de NA’ para NS’).
225
Tabela 5.19 – Comparação entre as Classificações MCT e MCT Simplificada com c’
entre ordenadas 2mm e 6mm
01 (714) 02 (704) 03(706) 04 (703) 05 (712) 06 (715) 07 (707) 08 (710)
LA LA' NA' NG' LA NA' LG' LA
NA' LA' NG' LG' LA NS' LG' NA'
09 (708) 10 (716) 11(702) 12 (709) 13 (717) 14 (713) 15 (711) 16 (705)
LG' LG' NA' LA LG' LG' LG' LA'
LG'/NG' LG' NA' LA' LG' LA' LA' LA'
MCT TRADICIONAL X MCT SIMPLIFICADO c' (2-6)
AMOST Nº (REG)
MCT TRADICIONAL
MCT SIMP c' (2-6)
AMOST Nº (REG)
MCT TRADICIONAL
MCT SIMP c' (2-6)
MCT TRADICIONAL X MCT SIMPLIFICADO c' (2-6)
CLASSIFICAÇÃO MCT TRAD x SIMPL [ c' entre ord. 2 e 6]
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9
2
2,1
2,2
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2 2,1 2,2 2,3
c'
e'
TRAD.
SIMPL.
05
01
12
16
1
1
0
0
15
1
1
0
09
0
008
12
01
11
16
1
0
0
1
0
L
A
N
A
L
A'
N
S'
L
G'
N
NG'
08
06
Figura 5.14 – Classificação dos solos segundo as metodologias MCT e MCT
Simplificada com c’ entre ordenadas 2mm e 6mm
5.13 - CLASSIFICAÇÃO MCT - MÉTODO SIMPLIFICADO, COM c’ OBTIDO
POR REGRESSÃO
A terceira forma de determinação do parâmetro c’, analisada neste trabalho, utiliza
regressão. Como já citado, essa seria a forma mais indicada de avaliação do parâmetro c’,
não fosse a possibilidade de influência do operador do ensaio, em seu resultado final.
226
Assim, levando em conta o aspecto de ser a forma mais adequada e, por outro lado,
tentando evitar as citadas interferências, procedeu-se a classificação MCT de todas as
amostras deste estudo, segundo a metodologia simplificada, determinando-se os valores de
c’ por meio de regressão. Chegou-se aos resultados apresentados na Tabela 5.20 sendo as
freqüências de amostras em cada grupo de solos, conforme consta da Tabela 5.21. As
posições das amostras no ábaco de classificação MCT podem ser identificas na Figura
5.15
Tabela 5.20 – Classificação MCT – Método Simplificado com c’ determinado por
regressão
01 (714) 02 (704) 03(706) 04 (703) 05 (712) 06 (715) 07 (707) 08 (710)
NA' LG' NG' LG' LA NG' LG' NA'
09 (708) 10 (716) 11(702) 12 (709) 13 (717) 14 (713) 15 (711) 16 (705)
LG'/NG' LG' NS' LA' LG' LG' LG' LA'CLASSIFICAÇÃO
AMOST Nº (REG)
CLASSIFICAÇÃO
CLASSIFICAÇÃO MCT - MÉTODO SIMPLIFICADO (c' POR REGRESSÃO)
AMOST Nº (REG)
CLASSIFICAÇÃO MCT - MÉTODO SIMPLIFICADO (c' POR REGRESSÃO)
Tabela 5.21 – Freqüência das amostras por grupo da Classificação MCT Simplificada
com c’ determinado por regressão
CLASSIFICAÇÃO L
A
LA' LG' LG'/NG' NA' NS' NG'
1271212FREQ. AMOSTRAS
FREQUÊNCIA DOS GRUPOS DA CLASSIFICAÇÃO MCT- MÉTODO SIPLIFICADO (c' POR REGRESSÃO)
CLASSIFICAÇÃO MCT SIMPLIFICADO
[REGRESSÃO]
1
2
3
4
5
6
7
10
11
13
14
15
16
8
9
12
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
1,00
1,10
1,20
1,30
1,40
1,50
1,60
1,70
1,80
1,90
2,00
2,10
2,20
0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,10 1,20 1,30 1,40 1,50 1,60 1,70 1,80 1,90 2,00 2,10 2,20 2,30
c'
e'
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
LA
NA
LA'
NS'
LG'
NA'
NG'
Figura 5.15 – Classificação das dezesseis amostras de solo pela Metodologia MCT –
Simplificada com c’ determinado por regressão
227
5.14 - CLASSIFICAÇÃO MCT - MÉTODO SIMPLIFICADO, c’ DEFINIDO
ENTRE AS ORDENADAS 1mm E 5mm VERSUS c’ DETERMINADO POR
REGRESSÃO.
A Tabela 5.22 fornece para fins de comparação, os grupos de solos obtidos pelo emprego
da metodologia MCT simplificada, segundo dois procedimentos, que se distinguem pelas
diferentes formas de obtenção dos parâmetros c’ - por regressão e conforme proposta dos
autores (NOGAMI e VILLIBOR, 2000a), osu seja pela inclinação so segmento de reta que
une as ordenadas 1mm e 5mm. Com esse mesmo objetivo, a Figura 5.16 registra as
posições das amostras classificadas segundo ambos os procedimentos citados.
Tabela 5.22 – Comparação entre resultados da Classificação MCT Simplificada com
c’ determinado entre ordenadas 1mm e 5mm e por regressão
01 (714) 02 (704) 03(706) 04 (703) 05 (712) 06 (715) 07 (707) 08 (710)
NA' LA' NA' LA' LA NS' LA' LA
NA' LG' NG' LG' LA NG' LG' NA'
09 (708) 10 (716) 11(702) 12 (709) 13 (717) 14 (713) 15 (711) 16 (705)
LG'/NG' LG' NA' LA LG' LA' LA' LA'
LG'/NG' LG' NS' LA' LG' LG' LG' LA'
MCT SIMP c' (1-5)
MCT SIMP c' (REGRES)
CLASSIFICAÇÃO MCT SIMPLIFICADO : c' (1-5) X c' (POR REGRESSÃO)
AMOSTRA Nº (REG)
MCT SIMP c' (1-5)
MCT SIMP c' (REGRES)
CLASSIFICAÇÃO MCT SIMPLIFICADO : c' (1-5) X c' (POR REGRESSÃO)
AMOSTRA Nº (REG)
MCT SIMP X MCT SIMP (c' P/ REG)
1
3
4
6
7
8
10
11
13
14
15
16
1REG
2REG
3REG
4REG
6REG
7REG
8REG
10REG
11REG
13REG
14REG
15REG
16REG
2
5
9
12
5REG
9REG
12REG
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9
2
2,1
2,2
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2 2,1 2,2 2,3 2,4
c'
e'
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
1REG
2REG
3REG
4REG
5REG
6REG
7REG
8REG
9REG
10REG
11REG
12REG
13REG
14REG
15REG
16REG
LA
NA NS'
LA'
NA'
NG'
LG'
Figura 5.16 – Classificação dos solos segundo a metodologia MCT Simplificada com
c’ entre ordenadas 1mm e 5mm e por regressão
228
Comparando-se os resultados apresentados verifica-se que dez amostras sofreram
alterações de classificação, entretanto somente uma delas teve modificação de categoria,
passando de laterítico para não laterítico (a amostra Nº 08 que passou de LA para NA’).
As demais nove amostras mudaram de grupo mantendo-se como de comportamento
laterítico (as amostras Nºs 02; 04; 07; 14 e 15 passaram de LA’ para LG’ e a amostra Nº 12
passou de LA para LA’) ou não lateritica (a amostra Nº 03 passou de NA’ para NG’; a
amostra Nº 06 de NS’ para NG’; e a amostra Nº 11 de NA’ para NS’).
5.15 - CLASSIFICAÇÃO MCT TRADICIONAL VERSUS CLASSIFICAÇÃO MCT
– MÉTODO SIMPLIFICADO COM c’ OBTIDO POR TRÊS DIFERENTES
FORMAS.
Os resultados de c’ obtidos por regressão, podem ser juntados aos valores determinados
pelas outras duas formas e comparados com os produzidos pela metodologia MCT
tradicional. De forma idêntica à empregada na Tabela 5.16, pode-se utilizar a soma dos
quadrados dos desvios como critério de comparação entre esses procedimentos,
constituindo assim os resultados apresentados na Tabela 5.23.
Tabela 5.23 – Comparação entre os parâmetros c’ obtidos pela aplicação das
metodologias MCT e MCT Simplificada utilizando as três diferentes formas
COMPARAÇÃO RESULTADOS DE C'
SOLO
MCT-
TRADICIONAL
MCT-SIMPLIFICADO QUADRADO DOS DESVIOS
Nº C'
C' (1-
5)
C' (2-
6)
C' P/
REGRES.
[c'trad-c'simp
(1-
5)
]²
[c'trad-c'simp
(2-
6)
]²
[c'trad-
c'simp
(regr)
]²
1 0,43 0,62 0,74 0,86 0,0361 0,0961 0,1849
2 1,36 1,35 1,48 1,61 0,0001 0,0144 0,0625
3 1,51 1,40 1,90 1,87 0,0121 0,1521 0,1296
4 2,09 1,33 1,70 2,20 0,5776 0,1521 0,0121
5 0,18 0,54 0,55 0,57 0,1296 0,1369 0,1521
6 1,28 1,14 1,28 1,54 0,0196 0,0000 0,0676
7 1,83 1,16 1,60 1,90 0,4489 0,0529 0,0049
8 0,42 0,61 0,71 0,76 0,0361 0,0841 0,1156
9 1,83 1,73 1,81 2,20 0,0100 0,0004 0,1369
10 2,16 1,58 2,01 2,20 0,3364 0,0225 0,0016
11 0,45 0,64 0,82 0,90 0,0361 0,1369 0,2025
12 0,65 0,67 0,77 1,15 0,0004 0,0144 0,2500
13 1,76 1,58 1,87 2,10 0,0324 0,0121 0,1156
14 1,68 1,40 1,49 2,18 0,0784 0,0361 0,2500
15 1,51 1,01 1,22 1,78 0,2500 0,0841 0,0729
16 0,73 0,74 0,88 1,21 0,0001 0,0225 0,2304
SOMA 2,0039 1,0176 1,9892
229
Para as amostras deste estudo, as somas dos quadrados dos desvios indicam que c’ obtidos
por regressão e (obtidos) conforme proposta dos autores, NOGAMI e VILLIBOR no
método simplificado, em média, se equivalem quanto à aproximação com os valores
calculados pela metodologia MCT tradicional (2,0039 contra 1,9892).
Já a utilização do segmento de reta entre ordenadas 2 e 6 da curva de deformabilidade,
como proposto por MARANGON (2004), comparados com essas duas formas citadas,
produzem c’, em média, com o dobro de aproximação com referência aos do método
original MCT (1,0176).
5.16 – CLASSIFICAÇÃO MCT VERSUS CLASSIFICAÇÃO MCT - MÉTODO
SIMPLIFICADO COM C’ OBTIDO POR REGRESSÃO.
Os resultados da classificação MCT confrontados com os da classificação simplificada
com c’ determinados por regressão são fornecidos na Tabela 5.24. O gráfico de
comparação entre essas formas de classificação consta da Figura 5.17.
Tabela 5.24 – Comparação entre as classificações MCT e MCT Simplificada com c’
obtido por regressão.
01 (714) 02 (704) 03(706) 04 (703) 05 (712) 06 (715) 07 (707) 08 (710)
LA LA' NA' NG' LA NA' LG' LA
NA' LG' NG' LG' LA NG' LG' NA'
09 (708) 10 (716) 11(702) 12 (709) 13 (717) 14 (713) 15 (711) 16 (705)
LG' LG' NA'/NS' LA LG' LG' LG' LA'
LG'/NG' LG' NS' LA' LG' LG' LG' LA'
MCT TRADICIONAL
MCT SIMP c' (REGRES)
MCT TRADICIONAL
MCT SIMP c' (REGRES)
MCT TRADICIONAL X MCT SIMPLIFICADO c' (POR REGRESSÃO)
AMOST Nº (REG)
MCT TRADICIONAL X MCT SIMPLIFICADO c' (POR REGRESSÃO)
AMOST Nº (REG)
Ocorreram, três mudanças de categoria – as amostras Nºs 01 e 08 passaram de LA para
NA’ e a amostra Nº 04 mudou de NG’ para LG’. Têm-se outras quatro mudanças de grupo
mantendo-se, porém, a categoria da amostra - a amostra Nº 02 passou de LA’ para LG’; as
amostras Nºs 03 e 06 mudaram de NA’ para NG’ e a amostra Nº 11 passou de NA’ para
NS’.
230
MCT X MCT SIMP (c' P/ REG)
2REG
3REG
4REG
6REG
7REG
13REG
15REG
1
2
3
4
5
7
9
14
15
16
1REG
5REG
8REG
9REG
10REG
11REG
12REG
14REG
16REG
6
8
10
11
12
13
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9
2
2,1
2,2
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2 2,1 2,2 2,3 2,4
c'
e'
1REG
2REG
3REG
4REG
5REG
6REG
7REG
8REG
9REG
10REG
11REG
12REG
13REG
14REG
15REG
16REG
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
LA
NA NS'
LA'
NA'
NG'
LG'
Figura 5.17 – Classificação dos solos de acordo com as metodologias MCT e MCT
Simplificada com c’ obtido por regressão
5.17 – CLASSIFICAÇÕES GEOTÉCNICAS TRADICIONAIS TRB E SUCS
VERSUS CLASSIFICAÇÕES MCT – RESULTADOS FINAIS.
Os resultados do emprego das classificações geotécnicas tradicionais TRB e SUCS e da
classificação MCT, nas três versões empregadas neste trabalho, referentes às dezesseis
amostras ensaiadas, são apresentadas na Tabela 5.25. Acerca desses resultados, seguem
algumas considerações:
cinco amostras mantiveram suas classificações inalteradas em todas as versões da
metodologia MCT, todas elas enquadradas como de comportamento laterítico
mas com diferentes classificações TRB e SUCS.
oito amostras variaram entre grupos de diferentes texturas mantendo-se porém a
categoria de comportamento laterítico ou não laterítico, com diferentes
classificações TRB e SUCS.
as outras três amostras tiveram alterações de categoria conforme a versão da
metodologia MCT e diferentes classificações TRB e SUCS.
231
com relação ao comportamento laterítico, dez amostras foram caracterizadas
nesta categoria enquanto três amostras foram enquadradas como de
comportamento não laterítico. As outras três variaram de categoria em função da
versão empregada da metodologia MCT.
Tabela 5.25 – Resultados finais das classificações geotécnicas TRB, SUCS, MCT e
MCT - Método Simplificado, empregadas neste estudo.
RESULTADOS FINAIS CLASSIFICAÇÕES TRADICIONAIS E MCT
CLASSIF.
TRADICIONAL
CLASSIFICAÇÃO MCT
SIMPLIFICADA
AMOSTRA
Nº (REG) TRB SUCS ORIGINAL MODIFICADA
c' (1-5) c' (2-6) c' REGRESSÃO
01 (714)
A-2-4 SM LA LA NA' NA' NA'
02 (704)
A-6 SC LA' LA'G' LA' LA' LG'
03 (706)
A-4 ML NA' TA'G' NA' NG' NG'
04 (703)
A-7-6 CL NG' TG' LA' LG' LG'
05 (712)
A-8-4 SM LA LA LA LA LA
06 (715)
A-4 CL-ML NA' TA'G' NS' NS' NG'
07 (707)
A-6 SC LG' LG' LA' LG' LG'
08 (710)
A-2-6 SC LA LA LA NA' NA'
09 (708)
A-6 CL LG' TG' LG´/NG' LG'/NG' LG'/NG'
10 (716)
A-7-5 MH LG' TG' LG' LG' LG'
11 (702)
A-2-4 SM NA'/NS’ NA/NS' NA' NA'/NS’ NS'
12 (709)
A-2-4 SM LA LA LA LA' LA'
13 (717)
A-4 CL-ML LG' LA'G' LG' LG' LG'
14 (713)
A-6 CL LG' TA'G' LA' LA' LG'
15 (711)
A-4 SC LG' TA'G' LA' LA' LG'
16 (705)
A-2-4 CL-ML LA' LA' LA' LA' LA'
5.18 – ENSAIOS TRIAXIAIS DINÂMICOS
As informações relativas aos ensaios triaxiais dinâmicos realizados nas dezesseis amostras
deste estudo, nas condições de umidade ótima e densidade máxima da energia do Proctor
intermediário, são fornecidas na Tabela 5.26. Nessa tabela também constam os parâmetros
de modelagem correspondentes aos modelos geralmente utilizados para solos coesivos
(modelo σ
d
) e para solos granulares (modelo σ
3
), já referidos no Capítulo 2 (equações
2.10 e 2.13). Esses parâmetros, bem como as curvas de módulos de resiliência, resultantes
da aplicação dos citados modelos, são obtidos de forma automática, como relatório de
saída do sistema de aquisição de dados e monitoramento dos ensaios triaxiais,
desenvolvidos na COPPE/UFRJ.
232
Tabela 5.26 – Parâmetros de modelagem dos resultados de módulo de resiliência das
dezesseis amostras de solo deste estudo – modelos σ
3
e σ
d
MÓDULOS DE RESILIÊNCIA - COEF. DE REGRESSÃO - MODELOS SOLOS COESIVOS E GRANULARES
SOLO UMIDADE UMIDADE
MOD. S. COESIVOS MR =
k
1
σ
d
k2
MÓD. S. GRANULARES MR =
k
1
σ
3
k2
AM.(REG) ÓTIMA ENSAIO K1 K2 R² K1 K2 R²
01 (714) 10,1 9,6 325,7 0,059 0,0535 513,4 0,2058 0,4303
02 (704) 9,6 9,4 265,0 -0,1599 0,4277 322,5 -0,0578 0,0369
03 (706) 13,9 13,8 239,6 -0,2786 0,6402 260,9 -0,1906 0,1976
04 (703) 18,1 18,3 55,6 -0,7121 0,8573 45,6 -0,6413 0,4983
05 (712) 9,1 8,8 360,6 0,0632 0,0729 553,8 0,2000 0,4819
06 (715) 9,9 10,2 178,7 -0,1249 0,1533 250,9 0,0200 0,0026
07 (707) 11,4 11,3 223,9 -0,2861 0,7219 252,7 -0,1841 0,1972
08 (710) 9,6 9,5 301,0 -0,0178 0,0052 472,9 0,1439 0,2248
09 (708) 13,2 13,5 120,3 -0,4467 0,8976 113,5 -0,3738 0,4146
10 (716) 23,1 22,8 131,6 -0,4434 0,8507 122,1 -0,3768 0,4052
11 (702) 13,8 13,5 358,3 0,0482 0,0217 602,4 0,2198 0,2980
12 (709) 8,6 8,5 367,5 0,0897 0,1181 603,3 0,2443 0,5782
13 (717) 18,1 18,1 178,5 -0,3312 0,5949 178,5 -0,2621 0,2457
14 (713) 14,5 14,3 142,9 -0,3346 0,7720 149,7 -0,2484 0,2808
15 (711) 12,7 12,7 111,5 -0,5659 0,9287 98,5 -0,4911 0,4611
16 (705) 11,3 11,4 256,5 -0,0170 0,0038 412,9 0,1531 0,2056
O modelo dos solos granulares (modelo σ
3
) não apresentou boas correlações com os
resultados de módulos de nenhuma das amostras, tendo em vista os baixos valores de R²
obtidos (R² < 0,58). Esses valores podem ser indicativos de que as características de
textura dos solos não são compatíveis com o emprego do citado modelo.
Verificando-se os resultados da aplicação do modelo dos solos coesivos (modelo σ
d
) tem-
se que as amostras classificadas como LG’ – da metodologia MCT – tiveram correlação, a
maioria delas apenas satisfatória, com valores de R² no intervalo de 0,59 a 0,93. Nessa
ordem de grandeza de R² apenas uma outra amostra, classificada como LA’ (amostra Nº
03), as demais tiveram resultados insatisfatórios.
5.19 – CLASSIFICAÇÃO RESILIENTE
As curvas de módulos de resiliência resultantes da aplicação do modelo σ
d
são
apresentadas na Figura 5.18, em comparação com as curvas características dos solos finos
propostas por PREUSSLER e PINTO (1981) e apontadas no Manual de Pavimentação do
DNER (1996). Da mesma forma, em termos de comportamento granular, as curvas do
modelo σ
3
são sobrepostas às faixas A, B e C do DNER (1996), na Figura 5.19.
233
10
100
1000
0,01 0,1 1
TENSÃO DESVIO (MPa)
MÓDULO DE RESILIÊNCIA
(
MPa
)
SOLO 01
SOLO 02
SOLO 03
SOLO 04
SOLO 05
SOLO 06
SOLO 07
SOLO 08
SOLO 09
SOLO 10
SOLO 11
SOLO 12
SOLO 13
SOLO 14
SOLO 15
SOLO 16
Figura 5.18 – Curvas de módulos de resiliência dos solos deste estudo, obtidas por
aplicação do modelo dos solos coesivos – σ
d
– em comparação com os solos tipo I, II e
III do DNER (1996).
10
100
1000
0,01 0,1 1
PRESSÃO CONFINANTE (Mpa)
MÓDULO DE RESILIÊNCIA (Mpa)
SOLO 01
SOLO 02
SOLO 03
SOLO 04
SOLO 05
SOLO 06
SOLO 07
SOLO 08
SOLO 09
SOLO 10
SOLO 11
SOLO 12
SOLO 13
SOLO 14
SOLO 15
SOLO 16
Figura 5.19 – Curvas de módulos de resiliência dos solos deste estudo, obtidas por
aplicação do modelo dos solos granulares – σ
3
– sobrepostas ás faixa A, B e C do
DNER (1996).
234
Apesar das restrições, já citadas no Capítulo 2, quanto ao emprego do módulo de
resiliência como propriedade índice para o estabelecimento de “tipos” de solos, como
proposto pelo DNER (1996), vale registrar que, segundo este critério todas as amostras
deste estudo têm bom comportamento, tendo em vista que apresentaram valores de
módulos de resiliência sempre superiores aos módulos característicos dos solos tipo II do
DNER, chegando a superar os valores esperados para os solos tipo I, para as condições de
tensão desvio mais elevadas, como pode ser observado da Figura 5.18.
Além disso as declividades dessas curvas (denotadas pelos valores de K
2,
do modelo)
,
são
muito menores que as do tipo I, o que expressa não linearidades menores e bom
comportamento quanto à deformabilidade elástica.
Tratando-se de comportamento granular (Figura 5.19) as amostras enquadram-se na classe
B porém de comportamento adequado visto que apresentam parâmetros K
2
menores que
0,5 e até negativos, porquanto representam solos mais argilosos que os materiais que
deram origem à classificação resiliente em questão.
5.20 – EMPREGO DO MODELO COMPOSTO
Tendo em vista os resultados pouco satisfatórios decorrentes da utilização dos modelos
baseados em
σ
d
ou
σ
3
separadamente, decidiu–se pela utilização do modelo composto,
idealizado por MACEDO (1996) que leva em conta tanto a pressão confinante como a
tensão desvio, na forma de: MR=K
1
σ
3
K
2
σ
d
K
3
.
O emprego do modelo composto deu-se através de planilha eletrônica automatizada,
concebida por FERREIRA (2002), que possibilita a eliminação de dados que
eventualmente apresentem-se divergentes dos demais resultados, por conta de imprecisão
de leituras de deslocamentos ou atrito no pistão para cargas muito baixas.
Estabeleceu-se como critério de tratamento dos dados a possibilidade de eliminação de até
três valores dos dezoito auferidos no ensaio, observando-se o número mínimo de quinze
dados ou a obtenção de R² ≥ 0,99.
235
Para fins de comparação dos resultados obtidos a partir dos três modelos, a Tabela 5.27
apresenta conjuntamente, os parâmetros do modelo composto, determinados com uso da
citada planilha de regressão, e os parâmetros dos modelos σ
d
e
σ
3,
fornecidos
automaticamente pelo sistema da COPPE/UFRJ. A Tabela 5.28 fornece os parâmetros de
modelagem do modelo composto, para as amostras de solo ensaiadas nas condições de
umidade ótima, junto a algumas informações do ensaio triaxial dinâmico (umidade da
amostra, número de resultados de módulo - obtido e após tratamento dos dados - e
deformação da amostra na etapa do condicionamento).
Os valores do coeficiente R² decorrentes da aplicação do modelo composto sobre os
resultados dos solos desta pesquisa – sempre superiores a 0,97 - comprovam a supremacia
deste modelo sobre os demais modelos empregados, como já relatados em diversas
pesquisas (FERREIRA 2002, FERREIRA e MOTTA 2002, MARANGON 2004,
THULER 2005). Alie-se a isso a comodidade do modelo composto de não exigir uma
definição prévia do comportamento resiliente dos solos em função de sua granulometria,
pois que considera conjuntamente em seu modelo, as pressões confinantes e as tensões
desvio. Diante desses fatos, tomou-se como referência os resultados do modelo composto
aplicados aos solos desta pesquisa, para fins de análise de seus comportamentos resilientes.
Tabela 5.27 - Parâmetros dos modelos σ
d
,
σ
3
e modelo composto aplicados às
dezesseis amostras de solo deste estudo.
SOLO UMIDADE UMIDADE
AM.(REG) ÓTIMA ENSAIO K1 K2 R² K1 K2 R² K1 K2 K3 R²
01 (714) 10,1 9,6 325,7 0,059 0,0535 513,4 0,2058 0,4303 448 0,4326 -0,3251 0,9867
02 (704) 9,6 9,4 265,0 -0,16 0,4277 322,5 -0,058 0,0369 369 0,3112 -0,416 0,9945
03 (706) 13,9 13,8 239,6 -0,279 0,6402 260,9 -0,191 0,1976 302 0,2771 -0,5409 0,9933
04 (703) 18,1 18,3 55,6 -0,712 0,8573 45,6 -0,641 0,4983 44 0,1199 -0,9933 0,9878
05 (712) 9,1 8,8 360,6 0,0632 0,0729 553,8 0,2000 0,4819 498 0,4063 -0,2895 0,9899
06 (715) 9,9 10,2 178,7 -0,125 0,1533 250,9 0,0200 0,0026 262 0,3812 -0,4142 0,9710
07 (707) 11,4 11,3 223,9 -0,286 0,7219 252,7 -0,184 0,1972 338 0,3077 -0,4943 0,9935
08 (710) 9,6 9,5 301,0 -0,018 0,0052 472,9 0,1439 0,2248 579 0,4818 -0,3379 0,9906
09 (708) 13,2 13,5 120,3 -0,447 0,8976 113,5 -0,374 0,4146 162 0,2189 -0,5919 0,9937
10 (716) 23,1 22,8 131,6 -0,443 0,8507 122,1 -0,377 0,4052 154 0,2132 -0,6549 0,9936
11 (702) 13,8 13,5 358,3 0,0482 0,0217 602,4 0,2198 0,2980 714 0,4837 -0,2328 0,9719
12 (709) 8,6 8,5 367,5 0,0897 0,1181 603,3 0,2443 0,5782 550 0,4554 -0,2907 0,9891
13 (717) 18,1 18,1 178,5 -0,331 0,5949 178,5 -0,262 0,2457 228 0,1894 -0,4981 0,9928
14 (713) 14,5 14,3 142,9 -0,335 0,7720 149,7 -0,248 0,2808 182 0,2705 -0,5802 0,9968
15 (711) 12,7 12,7 111,5 -0,566 0,9287 98,5 -0,491 0,4611 153 0,231 -0,7198 0,9941
16 (705) 11,3 11,4 256,5 -0,0170 0,0038 412,9 0,1531 0,2056 394 0,5056 -0,4454 0,9899
MOD. S. COESIVOS MR = k
1
σ
d
k
2
MÓD. S. GRANULARES MR = k
1
σ
3
k2
MODELO COMPOSTO
PARÂMETROS DOS MODELOS
σ
d,
σ
3
E MODELO COMPOSTO (Mpa)
236
Tabela 5.28 – Parâmetros de modelagem do modelo composto para as amostras de solo deste estudo nas condições de
umidade ótima
ENSAIOS TRIAXIAIS DINÂMICOS - MODELAGEM (MODELO COMPOSTO (MR=K
1
σ
3
K2
σ
d
K3
))
SOLOS Nº (REG) 01(714) 02(704) 03(706) 04(703) 05(712) 06(715) 07(707) 08(710)
Umidade ótima (%) 10,1 9,6 13,9 18,1 9,1 9,9 11,4 9,6
Umidade moldag (%) 9,6 9,4 13,9 18,3 8,8 10,2 11,3 9,5
k1 448 369 302 44 498 262 338 579
k2 0,4326 0,3112 0,2771 0,1199 0,4063 0,3812 0,3077 0,4818
k3 -0,3251 -0,416 -0,5409 -0,9933 -0,2895 -0,4142 -0,4943 -0,3379
R² 0,9867 0,9945 0,9933 0,9878 0,9899 0,9710 0,9935 0,9906
N 18/15 18/17 17 18/15 18/15 15 18 18
Def. Condicionam. 1,287 0,993 1,187 0,325 1,066 2,643 1,805 0,989
ENSAIOS TRIAXIAIS DINÂMICOS - MODELAGEM (MODELO COMPOSTO (MR=K
1
σ
3
K2
σ
d
K3
))
SOLOS Nº (REG) 09(708) 10(716) 11(702) 12(709) 13(717) 14(713) 15(711) 16(705)
Umidade ótima (%) 13,2 23,1 13,8 8,6 18,1 14,5 12,7 11,3
Umidade moldag (%) 13,5 22,8 13,5 8,5 18,1 14,3 12,7 11,4
k1 162 154 714 550 228 182 153 394
k2 0,2189 0,2132 0,4837 0,4554 0,1894 0,2705 0,231 0,5056
k3 -0,5919 -0,6549 -0,2328 -0,2907 -0,4981 -0,5802 -0,7198 -0,4454
R² 0,9937 0,9936 0,9719 0,9891 0,9928 0,9968 0,9941 0,9899
N 18 17 15 18/15 18 18/17 18 18/15
Def. Condicionam. 1,714 0,928 1,531 0,883 0,86 2,07 3,023 4,226
237
5.21 – COMPARAÇÃO COM RESULTADOS DE OUTRAS PESQUISAS
Com vistas à melhor avaliação dos parâmetros do comportamento de cada um dos solos
estudados e inclusive para fins de comparação de seus resultados com os de outras
pesquisas estabeleceu-se duas premissas básicas:
Tomou-se o módulo de resiliência resultante da aplicação do último par de
tensões do ensaio triaxial dinâmico, que representa o nível de tensões mais severo
do ensaio - σ
d
= 0,412 MPa e
σ
3 =
0,137 MPa. Segundo MARANGON (2004)
esse nível de tensões corresponde aproximadamente às condições que os
materiais estão submetidos no topo da camada logo abaixo de um revestimento
esbelto – topo da base - sob o eixo padrão nos pavimentos de baixo volume de
tráfego. Esse valor foi usado para representar a ordem de grandeza do módulo do
material e para comparação com outros materiais.
De forma similar, para identificação da ordem de grandeza do módulo de
resiliência relativo aos níveis de tensão verticais admissíveis no topo do subleito
foi considerado a aplicação do par de tensões σ
d
= 0,206 MPa e
σ
3 =
0,069 MPa
como representativo, em termos médios, desses níveis de tensões. Esse par de
tensões corresponde à quarta tensão de confinamento da série aplicada no ensaio,
combinada com a maior tensão das três aplicadas junto com ela.
Os valores dos módulos de resiliência, obtidos nos citados termos, estão apresentados na
Tabela 5.29, donde se verifica que apenas a amostra Nº 04 tem baixo valor de módulo (84
MPa) considerando-se o nível de tensões na camada de base, ficando as demais entre
151MPa e 438 MPa, com valor médio de 290 MPa.
A ordem de grandeza desses resultados é compatível com os encontrados em outras
pesquisas como, por exemplo, os valores obtidos por MARANGON (2004) para nove
amostras compactadas na energia do proctor intermediário que situaram-se entre 104 MPa
e 446 MPa, com valor médio de 270 MPa. Os resultados de CASTRO (2002), para energia
do proctor modificado, em dezessete amostras, ficaram entre 83 MPa e 414 MPa com valor
médio de 173 MPa. Já os resultados de THULLER (2005) apresentaram valor mínimo de
113 MPa e máximo de 344 Mpa com resultado médio de 183 MPa, para energia do Proctor
intermediário.
238
Tabela 5.29 – Módulos de Resiliência para os níveis de tensões no topo da base e
subleito para os solos deste estudo
MÓDULOS DE RESILIÊNCIA NO TOPO DA BASE E DO SUBLEITO
MÓDULO DE RESILIÊNCIA MÓDULO DE RESILIÊNCIA
AMOSTRA (MPa) AMOSTRA (MPa)
Nº (REG) NÍVEL DE TENSÕES Nº (REG) NÍVEL DE TENSÕES
NA BASE NO SUBLEITO
NA BASE NO SUBLEITO
01 (714) 365 260 09 (708) 163 210
02 (704) 319 285 10 (716) 151 266
03 (706) 281 317 11 (702) 438 286
04 (703) 84 139 12 (709) 383 277
05 (712) 390 289 13 (717) 297 286
06 (715) 255 187 14 (713) 168 209
07 (707) 295 299 15 (711) 191 231
08 (710) 347 254 16 (705) 304 221
5.22 – MÓDULOS DE RESILIÊNCIA VERSUS CLASSIFICAÇÃO MCT
Os resultados de módulos de resiliência para os citados níveis de tensão no topo da base e
subleito, foram confrontados com os resultados da classificação MCT dos solos, como
apresentado na Tabela 5.30. Nessa mesma tabela encontra-se a orientação/hierarquização
dos grupos de solos da classificação MCT, com vistas à utilização em camadas de base dos
pavimentos, como sugerido por NOGAMI e VILLIBOR (1995).
Tabela 5.30 - Comparação dos Módulos de Resiliência com os resultados da
classificação MCT deste estudo.
CLASSIF.
BASE (Mpa) SUBLEITO (Mpa)
MCT
1365 260LA2º
2 319 285 LA' 1º
3 281 317 NA' 4º
484 139NG'não
5390 289LA2º
6 255 187 NA' 4º
7 295 299 LG' 3º
8347 254LA2º
9 163 210 LG' 3º
10 151 266 LG' 3º
11 438 286 NA'/NS' 4º/não
12 383 277 LA 2º
13 297 286 LG' 3º
14 168 209 LG' 3º
15 191 231 LG' 3º
16 304 221 LA' 1º
MÓDULO DE RESILIÊNCIA
AMOSTRA
(N°)
UTILIZAÇÃO EM
BASE DO
PAVIMENTO
239
Da citada orientação verifica-se que o nível recomendado para utilização das amostras Nºs
03, 06 e 11, - 4º nível ou “não recomendado” - não são compatíveis com os resultados, no
mínimo satisfatório de módulos de resiliência dessas amostras.
Observa-se pequena tendência das amostras classificadas na categoria dos solos arenosos
(LA e LA’) de apresentar resultados de módulos mais elevados. Uma vez que a distinção
entre solos arenosos e argilosos é caracterizado na classificação MCT, especificamente
através do resultado do coeficiente de deformabilidade c’, esses resultados de módulos
foram comparados com os principais parâmetros da metodologia MCT - c’ e e’ - na
tentativa de se verificar existência de correlações satisfatórias entre essas grandezas e os
módulos de resiliência nos níveis de tensão tidos como ocorrentes no topo da base e no
subleito.
Observa-se tendência de decréscimo dos resultados de módulos em função da elevação dos
valores de c’. Não foi observada correlação com o parâmetro e’, porquanto os resultados
apresentam grande dispersão. As Figuras 5.20 e 5.21 apresentam esses resultados.
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
0 0,5 1 1,5 2 2,5
PARAMETRO c' DA CLASSIFICAÇÃO MCT
MÓDULO DE RESILIÊNCIA (MPa)
MR BASE
MR SUBLEITO
Figura 5.20 – Comparação dos módulos de resiliência com os parâmetros c’
da metodologia MCT.
240
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 2,00
PARAMETRO e' DA CLASSIFICAÇÃO MCT
MÓDULO DE RESILIÊNCIA (MPa)
MR BASE
MR SUBLEITO
Figura 5.21 – Comparação dos módulos de resiliência com os parâmetros e’
da metodologia MCT.
De outros trabalhos, tem-se que CHAVES (2000) concluiu que as correlações entre a
Metodologia MCT e a Classificação Resiliente são tão frágeis quanto as correlações com
as classificações tradicionais. CAMPELLO et al (1991) destacaram incongruência quase
total entre as duas classificações com exceção dos solos Tipo I, relacionado aos solos LG’
com c’ superior a 2,2.
5.23 - MÓDULOS DE RESILIENCIA VERSUS TEOR DE UMIDADE DO SOLO
O comportamento resiliente frente a variações dos teores de umidade dos solos foi tratado
neste estudo a partir de ensaios triaxiais dinâmicos, realizados em todas as amostras, em
diferentes condições de umidade e sob energia do Proctor intermediário. Pretendeu-se
analisar as variações dos módulos de resiliência dos materiais devidas a variações das
condições de umidade da amostra numa faixa de 2% acima e abaixo da umidade ótima e
após saturação (a partir dessas condições iniciais de umidade).
Os parâmetros dos modelos dos solos granulares (modelo σ
3
) e dos solos coesivos
(modelo σ
d
) aplicados aos módulos de resiliência obtidos nos citados ensaios já foram
apresentados no Capítulo 4. Aqui são apresentadas as curvas de módulos de resiliência das
amostras ensaiadas, segundo os modelos apontados e nas diferentes condições de umidade
em que foi possível a realização do ensaio, dentro da citada faixa (Figuras 5.22 a 5.29).
241
SOLO 01
SOLO 01 (714) - MODELO "SOLOS COESIVOS"
10
100
1000
0,01 0,1 1
TENSÃO DESVIO
MÓDULO DE RESILIÊNCIA
hót-2,0%
hót
hót+2,0%
SOLO 01 (714) - MODELO "SOLOS GRANULARES"
10
100
1000
0,01 0,1 1
PRESSÃO CONFINANTE
MÓDULO DE RESILIÊNCIA
hót-2,0%
hót
hót+2,0%
SOLO 02
SOLO 02 (704) - MODELO "SOLOS COESIVOS"
10
100
1000
0,01 0,1 1
TENSÃO DESVIO
MÓDULO DE RESILIÊNCIA
hót-2,0%
hót-1,0%
hót
hót+0,5%
hót+1,0%
hót+1,5%
hót+2,0%
(hót)S
(hót+1,0%)S
SOLO 02 (704) - MODELO "SOLOS GRANULARES"
10
100
1000
0,01 0,1 1
PRESSÃO CONFINANTE
MÓDULO DE RESILIÊNCIA
hót-2,0%
hót-1,0%
hót
hót+0,5%
hót+1,0%
hót+1,5%
hót+2,0%
(hót)S
(hót+1,0%)S
Figura 5.22 – Curvas de módulos de resiliência das amostras de solo Nºs 01 e 02, em
diversos teores de umidade
242
SOLO 03
SOLOS 03 (706) - MODELO "SOLOS COESIVOS"
10
100
1000
0,01 0,1 1
TENSÃO DESVIO
MÓDULO DE RESILIÊNCIA
hót-2,0%
hót
hót+2,0%
SOLO 03 (706) - MODELO "SOLOS GRANULARES"
10
100
1000
0,01 0,1 1
PRESSÃO CONFINANTE
MÓDULO DE RESILIÊNCIA
hót-2,0%
hót
hót+2,0%
SOLO 04
SOLO 04 (703) - MODELO "SOLOS COESIVOS"
10
100
1000
0,01 0,1 1
TENSÃO DESVIO
MÓDULO DE RESILIÊNCIA
hót-2,0%
hót-1,0%
hót
hót+0,5%
hót+1,5%
hót+2,0%
(hót-1,0%)S
(hót)S
SOLO 04 (703) - MODELO "SOLOS GRANULARES"
10
100
1000
0,01 0,1 1
PRESSÃO CONFINANTE
MÓDULO DE RESILIÊNCIA
hót-2,0%
hót-1,0%
hót
hót+0,5%
hót+1,5%
hót+2,0%
(hót-1,0%)S
(hót)S
Figura 5.23 – Curvas de módulos de resiliência das amostras de solo Nºs 03 e 04, em
diversos teores de umidade
243
SOLO 05
SOLO 05 (712) - MODELO"SOLOS COESIVOS"
10
100
1000
0,01 0,1 1
TENSÃO DESVIO
MÓDULO DE RESILIÊNCIA
hót-2,0%
hót-1,0%
hót
hót+0,5%
hót+1,5%
(hót-2,0%)S
(hót)S
(hót+1,5)S
SOLO 05 (712) - MODELO "SOLOS GRANULARES"
10
100
1000
0,01 0,1 1
PRESSÃO CONFINANTE
MÓDULO DE RESILIÊNCIA
hót-2,0%
hót-1,0%
hót
hót+0,5%
hót+1,5%
(hót-2,0%)S
(hót)S
(hót+1,5)S
SOLO 06
SOLO 06 (715) - MODELO "SOLOS COESIVOS"
10
100
1000
0,01 0,1 1
TENSÃO DESVIO
MÓDULO DE RESILIÊNCIA
hót-2,0%
hót
hót+2,0%
SOLO 06 (715) MODELO "SOLOS GRANULARES"
10
100
1000
0,01 0,1 1
PRESSÃO CONFINANTE
MÓDULO DE RESILIÊNCIA
hót-2,0%
hót
hót+2,0%
Figura 5.24 – Curvas de módulos de resiliência das amostras de solo Nºs 05 e 06, em
diversos teores de umidade.
244
Solo 07
SOLO 07 (707) - MODELO"SOLOS COESIVOS"
100
1000
0,01 0,1 1
TENSÃO DESVIO
MÓDULO DE RESILIÊNCIA
hót-1,5%
hót-1,0%
hót
hót+0,5%
hót+1,0%
hót+1,5%
(hót)S
SOLO 07 (707) - MODELO "SOLOS GRANULARES"
100
1000
0,01 0,1 1
PRESSÃO CONFINANTE
MÓDULO DE RESILIÊNCIA
hót-1,5%
hót-1,0%
hót
hót+0,5%
hót+1,0%
hót+1,5%
(hót)S
Solo 08
SOLO 08 (710) - MODE LO "SOLOS COESIVOS"
100
1000
0,01 0,1 1
TENSÃO DESVIO
hót-2,5%
hót-2,0%
hót
hót-1,0%
hót+0 ,5%
hót+1,0 %
hót+2 ,0
%
SOLO 08 (710) - MODELO "SOLOS GRANULARES"
100
1000
0,01 0,1 1
PRESSÃO CONFINANTE
MÓDULO DE RESILIÊNCIA
hót-2,5%
hót-2,0%
hót-1,0%
hót
hót+1,0%
hót+2,0%
hót+0,5%
Figura 5.25 – Curvas de módulos de resiliência das amostras de solo Nºs 07 e 08, em diversos
teores de umidade
245
Solo 09
SOLO 09 (708) - MODELO "SOLOS COESIVOS"
10
100
1000
0,01 0,1 1
TENSÃO DESVIO
MÓDULO DE RESILIÊNCIA
hót-1,5%
hót
(hót-1,0%)S
(hót)S
hót+1,5%
hót-1,0%
SOLO 09 (708) - MODELO "SOLOS GRANULARES"
100
1000
0,01 0,1 1
PRESSÃO CONFINANTE
MÓDULO DE RESILIÊNCIA
hót-1,5%
hót
(hót-1,0%)S
(hót)S
hót+1,5%
hót-1,0%
Solo10
SOLO 10 (716) - MODELO "SOLOS COESIVOS"
10
100
1000
0,01 0,1 1
TENSÃO DESVIO
MÓDULO DE RESILIÊNCIA
hót-3,5%
hót-3,0%
hót-1,0%
hót
hót+0,5%
hót+1,0%
hót+4,0%
(hót-3,5%)S
(hót-1,0%)S
SOLO 10 (716) - MODELO "SOLOS GRANULARES"
10
100
1000
0,01 0,1 1
PRESSÃO CONFINANTE
MÓDULO DE RESILIÊNCIA
hót-3,5%
hót-3,0%
hót-1,0%
hót
hót+0,5%
hót+1,0%
hót+4,0%
(hót-3,5%)S
(hót-1,0%)S
Figura 5.26 – Curvas de módulos de resiliência das amostras de solo Nºs 09 e 10, e
diversos teores de umidade
246
Solo 11
SOLO 11 (702) - MODELO "SOLOS COESIVOS"
100
1000
0,01 0,1 1
TENSÃO DESVIO
hót-2,0%
hót-1,0%
hót
hót+2,0%
hót+3,0%
SOLO 11 (702) - MODELO "SOLOS GRANULARES"
10
100
1000
0,01 0,1 1
PRESSÃO CONFINANTE
MÓDULO DE RESILIÊNCIA
hót-2,0%
hót-1,0%
hót
hót+2,0%
hót+3,0%
Solo 12
SOLO 12 (709) - MODELO "SOLOS COESIVOS"
10
100
1000
0,01 0,1 1
TENSÃO DESVIO
MÓDULO DE RESILIÊNCIA
hót-2,0%
hót-1,0%
hót%
hót+1,0%
hót+2,0%
(hót)S
(hót-1,0%)S
SOLO 12 (709) - MODELO "SOLOS GRANULARES"
10
100
1000
0,01 0,1 1
PRESSÃO CONFINANTE
MÓDULO DE RESILIÊNCIA
hót-2,0%
hót-1,0%
hót%
hót+1,0%
hót+2,0%
(hót)S
(hót-1,0%)S
Figura 5.27 – Curvas de módulos de resiliência das amostras de solo Nºs 11 e 12,
diversos teores de umidade
247
Solo 13
SOLO 13 (717) - MODE LO "SOLOS COESIVOS"
10
100
1000
0,01 0,1 1
TENSÃO DESVIO
hót
hót-1,0%
hót-4,0%
hót-1,5%
hót+0 ,5%
hót-2,0%
hót+1,0 %
hót-3,0%
hót+3 ,0 %
(hót)S
(hót-1,5%)S
SOLO 13 (717) - M ODELO "SOLOS GRANULARES"
10
10 0
1000
0,01 0,1 1
PRESSÃO CONFI NANT E
hót
hót-1,0%
hót-4,0%
hót-1,5%
hót +0 ,5%
hót-2,0%
hót +1,0 %
hót-3,0%
hót+3,0%
(hót)S
(hót-1,5%)S
Solo 14
SOLO 14 (713) - MODELO "SOLOS COESIVOS"
10
100
1000
0,01 0,1 1
TENSÃO DESVIO
MÓDULO DE RESILIÊNCIA
hót-2,5%
hót-2,0%
hót-1,0%
hót-0,5%
hót
hót+0,5%
hót+1,5%
(hót-2,5%)S
(hót-1,0%)S
(hót+0,5%)S
SOLO 14 (713) - MODELO "SOLOS GRANULARES"
10
100
1000
0,01 0,1 1
PRESSÃO CONFINANTE
MÓDULO DE RESILIÊNCIA
hót-2,5%
hót-2,0%
hót-1,0%
hót-0,5%
hót
hót+0,5%
hót+1,5%
(hót-2,5%)S
(hót-1,0%)S
(hót+0,5%)S
Figura 5.28 – Curvas de módulos de resiliência das amostras de solo Nºs 13 e 14, e
diversos teores de umidade
248
Solo 15
SOLO 15 (711) - MODELO "SOLOS COESIVOS"
10
100
1000
0,01 0,1 1
TENSÃO DESVIO
MÓDULO DE RESILIÊNCIA
hót-2,0%
hót-1,0%
hót
hót+0,5%
hót+1,0%
hót+1,5%
(hót-2,0%)S
(hót+1,0%)S
SOLO 15 (711) - MODELO "SOLOS GRANULARES"
10
100
1000
0,01 0,1 1
PRESSÃO CONFINANTE
hót-2,0%
hót-1,0%
hót
hót+0 ,5%
hót+1,0 %
hót+1,5%
(hót-2,0%)S
(hót+1,0%)S
Solo 16
SOLO 16 (705) - MODELO "SOLOS COESIVOS"
10
100
1000
0,01 0,1 1
TENSÃO DESVIO
MÓDULO DE RESILIÊNCIA
hót-2,5%
hót-2,0%
hót-1,0%
hót
hót+0,5%
hót+1,0%
hót+1,5%
hót+2,0%
(hót-1,0%)S
(hót+0,5%)S
(hót)S
(hót-2,5%)S
SOLO 16 (705) - MODELO "SOLOS GRANULARES"
10
100
1000
0,01 0,1 1
PRESSÃO CONFINANTE
MÓDULO DE RESILIÊNCIA
hót-2,5%
hót-2,0%
hót-1,0%
hót
hót+0,5%
hót+1,0%
hót+1,5%
hót+2,0%
(hót-1,0%)S
(hót+0,5%)S
(hót)S
(hót-2,5%)S
Figura 5.29 – Curvas de módulos de resiliência das amostras de solo Nºs 15 e 16, em
diversos teores de umidade
249
Foram executados 121 ensaios dos quais 15 não chegaram a fornecer o número considerado mínimo de
10 resultados de módulos. De modo geral as amostras apresentaram módulos de resiliência mais
elevados para as condições de umidades mais baixas, valores intermediários para a umidade ótima,
continuando a decrescer no sentido das umidades mais elevadas.
Os coeficientes de correlação do modelo empregado para solos granulares foram quase todos muito
baixos. Apenas em dois dos ensaios, executados com as amostras Nºs 05 e 08 – classificadas como LA
e A-2-4, nos sistemas MCT e TRB – os resultados de R² foram superiores a 0,70. Entretanto, outras
amostras de idêntica classificação tiveram valores menores e muito variados. Para o modelo dos solos
coesivos esses coeficientes ficaram acima de 0,70 em alguns ensaios das amostras classificadas como
LG’, nos demais, os resultados não foram satisfatórios. Esses níveis de resultados, mesmo para os
solos caracterizados como argilosos ou arenosos, reforçam as opiniões já citadas acerca da fragilidade
dos modelos baseados em σ
3
ou σ
d,
individualmente.
A supremacia do modelo composto em relação aos modelos σ
3
e σ
d
individualmente, foi também
verificada quando se tratou dos ensaios triaxiais realizados em diferentes condições de umidade,
incluindo os executados em corpos-de-prova saturados.
As Tabelas 5.31 a 5.32 apresentam os parâmetros do modelo composto referentes às citadas
condições, de onde se observa coeficientes de correlação (R²) sempre superiores a 0,90, com grande
freqüência de resultados acima de 0,99.
Alguns solos mostraram-se muito sensíveis às elevações de umidades até teores de 2% acima da
umidade ótima, com deformações permanentes excessivas na etapa do condicionamento da amostra,
impossibilitando a execução dos ensaios - caso das amostras Nºs 07, 09, 14 e 15. Essas quatro
amostras, todas classificadas como LG’, na metodologia MCT, tiveram comportamento resiliente
satisfatório até umidades de cerca de 1,0% a 1,5% acima da umidade ótima, apresentando porém,
deformações excessivas para umidades acima desses teores.
Pelo mesmo motivo, os ensaios triaxiais das amostras de Nºs 02, 04 e 16, nas condições de umidade de
2% acima do teor ótimo, foram interrompidos antes da aplicação da série completa dos pares de
tensões previstos.
250
A sensibilidade dos módulos de resiliência, em relação à umidade do solo, foi analisada de forma
idêntica à efetuada anteriormente neste trabalho, em relação aos módulos obtidos nas condições de
umidade ótima. Ou seja, tomou-se os módulos correspondentes aos níveis de tensão no topo da camada
de base e no sub-leito considerando-se os pares de tensões σ
3
= 0,137 MPa; σ
d
= 0,412 MPa e σ
3
=
0,069 MPa; σ
d
= 0,206 MPa, respectivamente. A Tabela 5.33 fornece esses resultados para as três
condições de umidade - ótima e 2% acima e abaixo dela.
Entre os limites de 2% acima e abaixo da umidade ótima, têm-se as amostras Nºs 01 e 05 – ambas LA
e Nº 11 – NA’, como as que apresentaram menores variações de módulos de resiliência, situando-se na
faixa de 3 % a 13 % em relação aos maiores valores de módulo de cada amostra. Das amostras
avaliadas, as de Nºs 07, 09, 10, 13, 14 e 15, todas LG’, tiveram as maiores alterações de módulos, que
variaram no intervalo de 54% a 69%, entre os mesmos limites.
Buscando-se parâmetros de comparação com esses resultados, encontrou-se em THULER (2005) o
relato de que os módulos de resiliência foram muito influenciados pela umidade de ensaio do corpo-
de-prova. Nos ensaios em umidades abaixo da ótima, o citado Autor encontrou elevações de módulos
entre 17,3% e 192,4%, em relação aos da umidade ótima, enquanto para umidades acima da ótima os
módulos diminuíram entre 30,2% e 79,0 %.
Deve-se ressaltar que as amostras Nºs 02, 04 e 16, não foram avaliadas tendo em vista a interrupção
dos ensaios na condição de 2% acima da umidade ótima, como anteriormente mencionado. Portanto,
essas amostras devem ser consideradas como as mais sensíveis às variações de umidade.
No que se refere aos resultados dos módulos de resiliência, à exceção da amostra de solo Nº 04 - por
ter apresentado resultado considerado baixo – os solos estudados apresentam boas possibilidades de
uso em camadas de pavimentos de baixo volume de tráfego, observando-se entretanto, para aqueles de
maior sensibilidade às elevações de umidade, cuidados especiais em relação ao projeto de drenagem.
Nesse sentido são favoráveis os resultados apresentados na Tabela 4.17 do Capítulo 4, referentes às
umidades das camadas de base e sub-base, obtidas nesta pesquisa, a partir de sondagens efetuadas em
algumas rodovias da área de estudo. Tais resultados de umidade, obtidos em período de ocorrência de
chuvas na região (julho/2005) mantiveram-se sempre abaixo da umidade ótima de compactação.
251
Tabela 5.31 - Parâmetros do modelo composto em diferentes condições de umidade – Amostras Nºs 1 a 10 deste estudo
(H - 2,0%) (H) (H +2,0%) (H - 2,0%) (H -1,0%) (H) (H)S (H + 0,5%) (H + 1,0%) (H +1,0)S (H + 1,5%) (H +2,0%) (H - 2,0%) (H) (H +2,0%)
7,8 9,6 11,8 7,2 8,4 9,4 9,9 10,8 11,1 11,5 11,6 13,8 15,5
19,37 20,09 19,58 18,75 19,77 20,64 20,61 20,42 20,21 19,98 17,08 18,88 18,14
438 448 724 428 500 369 196 388 329 39 133 87 585 302 203
0,3016 0,4326 0,5148 0,3507 0,1286 0,3112 0,5576 0,514 0,4357 0,3717 0,4159 0,5255 0,1528 0,2771 0,3617
-0,1775 -0,3251 -0,1671 -0,6053 -0,2774 -0,416 -0,8168 -0,4673 -0,4349 -0,9017 -0,5501 -0,8385 -0,2111 -0,5409 -0,7185
0,99067 0,986717 0,977366 0,992459 0,998078 0,994506 0,995199 0,989721 0,984023 0,965075 0,99041 0,982634 0,994658 0,993269 0,98389
18/15 18/15 18/15 17/16 18 18/17 17 18/15 18/15 8 14 11 17 17 15
0,667 1,287 7,307 0,531 0,357 0,993 0,390 6,940 2,631 3,973 1,092 3,009 0,373 1,187 9,395
(H - 2,0%) (H -1,0%) (H - 1,0%)S (H) (H)S (H + 0,5%) (H + 1,5%) (H + 2,0%) (H - 2,0%) (H - 2,0%)S (H -1,0%) (H) (H)S (H + 0,5%) (H + 1,5%) (H +1,5%)S
16,0 17,2 18,1 18,5 19,5 19,9 6,8 7,8 9 9,5 10,6
17,22 17,6 17,91 17,87 17,68 17,64 19,32 19,81 20,07 20,01 19,83
355 83 8 44 21 36 14 13 519 359 521 498 351 861 843 16
0,3075 0,0904 0,4139 0,1199 0,4577 0,0714 0,4124 0,3291 0,3609 0,6951 0,4244 0,4063 0,4274 0,5064 0,5453 0,1148
-0,5555 -0,8077 -1,4306 -0,9933 -1,142 -0,9942 -1,342 -1,1847 -0,2626 -0,5853 -0,3144 -0,2895 -0,3849 -0,1504 -0,1767 -0,9049
0,993826 0,987514 0,931587 0,987757 0,970696 0,989441 0,965694 0,924665 0,990579 0,97454 0,989331 0,989924 0,99105 0,991165 0,990028 0,744625
18/17 18/15 8 18/15 11 18/15 11 8 18/15 5 18/15 18/15 17/15 18 18/17 7
0,812 1,271 1,945 0,325 1,194 1,205 1,269 1,871 0,822 0,238 0,991 1,066 0,255 0,993 6,397 1,901
(H - 2,0%) (H) (H +2,0%) (H - 1,5%) (H -1,0%) (H) (H)S (H + 0,5%) (H + 1,0%) (H + 1,5%) (H - 2,5%) (H - 2,0%) (H -1,0%) H (H + 0,5%) (H +1,0%) (H + 2,0%)
8,1 10,0 11,8 9,8 10,2 11,3 11,8 12,4 12,9 6,4 7,3 8,4 9,5 9,9 10,2 11,4
19,66 20,62 19,97 18,63 19,1 20,02 19,82 19,5 19,07 19,2 19,83 20,56 20,81 20,72 20,64 20,1
359 262 468 672 420 338 285 147 274 264 601 561 779 579 699 771 455
0,2924 0,3812 0,5214 0,477 0,1806 0,3077 0,4961 0,479 0,3951 0,4084 0,3439 0,3404 0,5268 0,4818 0,5213 0,5198 0,5699
-0,2555 -0,4142 -0,2545 -0,5627 -0,382 -0,4943 -0,6377 -0,7727 -0,5272 -0,5566 -0,2218 -0,2184 -0,2066 -0,3379 -0,2408 -0,1362 -0,4034
0,988442 0,971035 0,974053 0,996284 0,992926 0,993525 0,995966 0,975944 0,991339 0,992765 0,994507 0,990521 0,99184 0,990612 0,987031 0,990602 0,99032
15 15 15 18 18 18 18/17 14 18 18 18 18/16 18/17 18 18/15 18/15 18/15
0,633 2,643 9,587 0,665 0,202 1,805 0,381 0,908 3,591 8,569 0,622 0,881 1,612 0,989 1,118 3,835 3,070
(H -1,5%) (H - 1,0%) (H - 1,0%)S (H) (H )S (H+ 1,5%) (H - 3,5%) (H - 3,5%)S (H - 3,0%) (H -1,0%) (H - 1,0%)S H (H +0,5%) (H + 1,0%) (H + 2,0%) (H +4,0%)
11,7 12,1 13,2 14,8 19,4 19,8 21,9 23,0 23,5 24,1 24,9 27,3
18,64 18,87 19,31 18,62 15,21 15,45 16,17 16,45 16,37 16,26 16,02 15,22
395 336 73 162 235 192 237 153 265 159 34 154 57 48 46 86
0,3092 0,3299 0,5496 0,2189 0,5143 0,526 0,0845 0,6473 0,2573 0,1601 0,4873 0,2132 0,1424 0,1765 0,3049 0,9132
-0,4391 -0,4773 -0,9328 -0,5919 -0,576 -0,7041 -0,3201 -0,6817 -0,4386 -0,5729 -0,9421 -0,6549 -0,7668 -0,7961 -0,9334 -1,1454
0,991878 0,991063 0,970143 0,99374 0,979681 0,990138 0,992843 0,951161 0,991834 0,993091 0,962081 0,993586 0,990055 0,990727 0,98824 0,918557
18/17 17 11 18 14 17/16 18 5 17 18/17 8 17 18 18 15 8
1,11 1,61 2,280 1,714 0,461 0,583 0,426 6,121 0,802 0,514 1,589 0,928 2,137 4,334 2,008 8,236
1,029 1,569 1,531 4,647 8,864 0,959 0,000 1,233 0,883 0,127 3,910 1,807 1,920
R²
N
Def. Condicionamento
Def. Condicionamento
Peso Espec. (g/cm³)
k
1
k
2
k
3
R²
Umidade(%)
SOLO 09 (708) SOLO 10 (716)
N
Def. Condicionamento
k1
k2
k3
Peso Espec. (g/cm³)
k1
k2
k3
SOLO 01 (714) SOLO 02 (704)
Peso Espec. (g/cm³)
Umidade(%)
SOLO 04 (703)
N
Def. Condicionamento
Umidade(%)
R²
SOLO 06 (715) SOLO 07 (707) SOLO 08 (710)
Umidade(%)
Peso Espec. (g/cm³)
k
1
k
2
k
3
R²
N
Def. Condicionamento
SOLO 03 (706)
SOLO 05 (712)
252
Tabela 5.32 - Parâmetros do modelo composto em diferentes condições de umidade – Amostras Nºs 11 a 16 deste estudo
(H - 2,0%) (H -1,0%) (H) (H +2,0%) (H + 3,0%) (H - 2,0%) (H -1,0%) (H - 1,0%)S (H) (H)S (H + 1,0%) (H + 1,0%)
S
(H + 2,0%)
11,4 12,9 13,8 15,9 17 6,4 7,4 8,5 9,5 10,4
17,48 17,75 17,96 17,21 16,82 19,87 20,42 20,86 20,68 20,21
444 517 714 741 855 554 671 67 550 505 485 419 201
0,4299 0,4546 0,4837 0,4779 0,6307 0,4254 0,4447 0,4301 0,4554 0,3894 0,4431 0,6607 0,5535
-0,4229 -0,343 -0,2328 -0,2779 -0,2522 -0,3384 -0,2405 -0,7385 -0,2907 -0,2647 -0,3026 -0,4395 -0,7084
0,988781 0,982225 0,971928 0,970527 0,966924 0,983444 0,9906 0,93917 0,989077 0,99004 0,988065 0,983525 0,987955
15 15 15 15 15 18/15 18 8 18/15 18/15 18/15 14 14
1,029 1,569 1,531 4,647 8,864 0,959 0,000 1,233 0,883 0,127 3,910 1,807 1,920
(H -4,0%) (H - 3,0%) (H - 2,0%) (H - 1,5%) (H- 1,5%)S (H - 1,0%) (H ) (H )S (H + 0;5%) (H + 1,0%) (H + 3,0%)
14 14,9 16 16,6 17,2 18,1 18,5 19,1 21,1
16,23 16,58 16,93 17,12 17,34 17,58 17,52 17,47 17,01
848 402 337 285 106 258 228 419 167 69 37
0,5393 0,1533 0,2649 0,1704 0,9457 0,1509 0,1894 0,6607 0,1382 0,1867 0,2211
-0,5585 -0,3339 -0,5477 -0,4988 -1,1304 -0,443 -0,4981 -0,4395 -0,5579 -0,8474 -0,9046
0,990333 0,997895 0,98898 0,99397 0,988597 0,995577 0,992818 0,983525 0,982444 0,995312 0,990435
18 18 18/15 18 14 18 18 14 18/15 18/17 15
0,61 0,507 0,587 0,523 2,316 0,53 0,86 0,688 0,565 3,357 9,343
(H - 2,5%) (H - 2,5%)S (H - 2,0%) (H - 2,0%)S (H -1,0%) (H - 1,0%)S (H - 0,5%) (H) (H)S (H + 0,5%) (H + 0,5%)
S
(H + 1,5%)
11,9 12,6 13,3 13,9 14,5 14,9 16,2
16,85 17,62 18,11 18,47 18,82 18,74 18,29
707 162 400 43 389 48 438 182 108 128 84 139
0,5455 0,5467 0,1674 0,4389 0,3167 0,4311 0,3402 0,2705 0,3925 0,2305 0,3818 0,2493
-0,6093 -0,6369 -0,3888 -0,07795 -0,5043 -0,8257 -0,4062 -0,5802 -0,5693 -0,7163 -0,6133 -0,6095
0,992173 0,964685 0,990445 0,0966995 0,996121 0,979834 0,992753 0,996799 0,990685 0,995339 0,990224 0,993573
18/17 5 18 8 18/17 8 18 18/17 17/16 18 15 18
0,358 7,858 0,229 1,276 0,922 1,242 1,149 2,307 0,845 7,886 0,874 9,283
(H - 2,0%) (H - 2,0%)S (H -1,0%) (H) (H + 0,5%) (H + 1,0%) (H + 1,0%)
S
(H + 1,5%)
10,4 11,5 12,7 13,2 13,6 14
17,81 18,26 19,53 19,41 19,26 19,08
442 58 392 153 253 232 35 215
0,2184 0,3492 0,203 0,231 0,332 0,3159 0,1343 0,3765
-0,4305 -0,7031 -0,2896 -0,7198 -0,5497 -0,5283 -0,672 -0,5724
0,995073 0,972296 0,994508 0,994105 0,992683 0,995003 0,978665 0,991038
18 8 181818181118
0,484 1,655 0,596 3,023 3,023 3,248 0,924 7,842
(H - 2,5%) (H - 2,5%)S (H - 2,0%) (H -1,0%) (H - 1,0%)S (H) (H)S (H + 0,5%) (H + 0,5%)
S
(H + 1,0%) (H + 1,5%) (H +2,0%)
8,1 9,2 10,2 11,4 11,8 12,1 12,4 12,9
18,44 19,31 19,8 20,07 19,87 19,7 19,51 19,33
618 113 421 507 402 394 411 180 67 526 229 74
0,3694 0,7708 0,2326 0,438 0,5942 0,5056 0,6431 0,6407 0,5793 0,5099 0,7061 0,5583
-0,2942 -0,9858 -0,1781 -0,3226 -0,4406 -0,4454 -0,4076 -0,9071 -1,3568 -0,2486 -0,7255 -0,881
0,995682 0,864801 0,989097 0,992329 0,995848 0,989901 0,987553 0,984651 0,951633 0,969913 0,986927 0,96815
18 8 18/15 18 18 18/15 18/15 14 13 18/15 14 8
0,571 2,561 0,732 0,921 0,381 4,226 0,946 1,335 0,82 7,922 3,017 4,706
R²
N
Def. Condicionamento
Peso Espec. (g/cm³)
k1
k2
k3
N
Def. Condicionamento
SOLO15 (711)
SOLO 16 (705)
k1
k2
k3
R²
Umidade(%)
Peso Espec. (g/cm³)
k3
R²
N
Def. Condicionamento
Umidade(%)
Peso Espec. (g/cm³)
k1
k2
Peso Espec. (g/cm³)
N
Def. Condicionamento
k1
k2
k3
R²
SOLO 14 (713)
Umidade(%)
SOLO 11 (702) SOLO 12 (709)
SOLO 13 (717)
Umidade(%)
Umidade(%)
Peso Espec. (g/cm³)
k1
k2
k3
R²
N
Def. Condicionamento
253
Tabela 5.33 – Sensibilidade dos módulos de resiliência em relação à umidade do solo durante o ensaio triaxial dinâmico para as
amostras deste estudo
AMOSTRA NÍVEL DE AMOSTRA NÍVEL DE
Nº (REG.) TENSÕES H - 2,0% H H + 2,0% (H-2)-(H+2) H - (H+2) Nº (REG.) TENSÕES H - 2,0% H H + 2,0% (H-2)-(H+2) H - (H+2)
SUBLEITO 254 260 232 22 (8,7%) 28 (10,8%) SUBLEITO 351* 210 146 205(58,4%) 64 (30,5%)
BASE 356 365 318 38 (10,7%) 47 (12,9%) BASE 277* 163
SUBLEITO 432 285 SUBLEITO 349* 350 106 243 (69,6%) 244 (69,7%)
BASE 405 319 BASE 170* 151
SUBLEITO 523 317 217 306 (58,5%) 100 (31,5%) SUBLEITO 293 286 302 -9 -16
BASE 523 281 213 310 (59,3%) 68 (24,2%) BASE 459 438 426 33 (7,2%) 12 (2,7%)
SUBLEITO 391 139 SUBLEITO 313 277 157 156 (49,8%) 120 (43,3%)
BASE 299 BASE 436 383
SUBLEITO 299 289 261* 38 (12,7%) 28 (9,7%) SUBLEITO 431 286 138* 293 (68,0%) 148 (51,7%)
BASE 401 390 357* 44 (11,0%) 33 (8,5%) BASE 276 297 111* 165 (59,8%) 186 (62,6%)
SUBLEITO 232 187 166 66 (28,4%) 21 (11,2%) SUBLEITO 464 209 170* 294 (63,3%) 38 (18,7%)
BASE 308 255 226 82 (26,6%) 29 (11,3%) BASE 370 168 139* 231 (62,4%) 29 (17,3%)
SUBLEITO 466* 299 211* 255 (54,7%) 88 (29,4%) SUBLEITO 482 231 173 309 (64,1%) 58 (25,1%)
BASE 430* 295 186* 244 (56,7%) 109 (36,9%) BASE 419 191 179 240 (57,3%) 12 (6,28%)
SUBLEITO 298 254 174 124(41,6%) 80 (31,5%) SUBLEITO 273 221
BASE 391 347 242 149 (38,1%) 105 (30,3%) BASE 342 304
DIF. ENTRE MÓDULOS
01 (714)
SENSIBILIDADE DOS MÓDULOS DE RESILIÊNCIA EM RELAÇÃO AS VARIAÇÕES DE UMIDADE
03 (706)
DIF. ENTRE MÓDULOS
10 (716)
11 (712)
04 (703)
05 (712)
MÓDULOS X UMIDADES
06 (715)
07 (707)
08 (710)
MÓDULOS X UMIDADES
12 (709)
13 (717)
14 (713)
15 (711)
16 (705)
02 (704)
09 (708)
254
Ensaios em corpos de prova após imersão em água também foram realizados, em algumas
amostras, visando avaliar o efeito da saturação do solo, nos resultados de módulos de
resiliência. Para tanto, após o primeiro ensaio triaxial na umidade desejada, cada corpo de
prova selecionado, ainda envolto com a membrana de borracha utilizada no ensaio e com
pedras porosas posicionadas no topo e na base, foi submerso em água por período de 24
horas, e após esse tempo retirado, deixado em repouso por 15 minutos e em seguida
submetido a novo ensaio triaxial.
De modo geral somente para os corpos de prova com umidade inicial (antes da saturação)
equivalente à condição ótima ou próxima dela, foi possível a execução do ensaio triaxial
após saturação, tendo em vista deformações excessivas ocorridas na etapa do
condicionamento dos demais, afastadas dessa condição.
Algumas amostras com umidades no ramo seco da curva de compactação ainda
possibilitaram ensaios após saturação, porém quase todos de forma parcial, ou seja, foram
interrompidos antes da aplicação da série completa dos pares de tensões, por conta de
excesso de deformações plásticas. Para as condições de umidades no ramo úmido, o
número de corpos de prova em que foi possível o ensaio na condição saturada, mesmo
parcial, foi ainda menor. Verificou-se que dentre os solos desta pesquisa os argilosos
apresentaram maior sensibilidade à saturação.
Nove amostras foram submetidas a ensaios triaxiais em corpos-de-prova saturados a partir
das condições de umidade ótima (amostras Nºs 02, 04, 05, 07, 09, 12, 13, 14 e 16). Os
módulos de resiliência no nível de tensão da base tiveram decréscimos decorrentes da
saturação, da ordem de 15% a 75% enquanto os módulos de nível de tensão do sub-leito
reduziram de 10% a 73% dos seus valores iniciais. Dos solos ensaiados, os menos
sensíveis a saturação corresponderam às amostras Nºs 07, 09 e 12, com decréscimos de
módulo de 10% a 30%. Os mais sensíveis, amostras Nºs 04, 13 e 14, tiveram perdas de
módulos entre 50% e 75%.
Não foram identificadas outras pesquisas que tenham empregado ensaios triaxiais em
corpos-de-prova saturados nas mesmas condições das realizadas neste estudo. Entretanto,
THULLER (2005), executou ensaios triaxiais sem e com saturação de corpos-de-prova,
moldados nas condições de umidade ótima, mas com camada de tratamento superficial
simples executada em seu topo.
255
Analisando seus resultados de módulos de resiliência, nos níveis de tensão equivalentes ao
do topo da base e subleito, pode-se verificar que a saturação dos corpos-de-prova provocou
redução de módulos equivalentes, em ordem de grandeza, aos verificados neste estudo.
5.24 – INFLUÊNCIA DA FRAÇÃO SILTE NOS RESULTADOS DE MÓDULO DE
RESILIÊNCIA DOS SOLOS
Nas situações de impossibilidade de determinação dos módulos de resiliência, o Manual de
Pavimentação do DNER (1996), considera a hipótese de se estimar a classificação dos
solos finos, de forma indireta, a partir da percentagem de silte na fração que passa no
peneira Nº 200 (0,074mm) e do CBR, identificando-se o solo como do tipo I, II ou III,
conforme relatado no Capítulo 2.
Os módulos de resiliência nos níveis de tensão da base e do subleito, de todas as dezesseis
amostras deste estudo foram relacionados às percentagens de silte na fração fina do solo,
não se verificando correlações satisfatórias entre estes parâmetros (Figura 5.30)
0
50
10 0
15 0
200
250
300
350
400
450
500
0 102030405060708090
% DE SILTE NA FRAÇÃO FINA DO SOLO
MR BA SE
MR SUBLEITO
Figura 5.30 – Módulos de Resiliência relacionados à percentagem de silte na fração
Fina dos solos deste estudo.
256
5.25 – ENSAIOS DE DEFORMAÇÃO PERMANENTE
Informações acerca do comportamento dos solos quanto às deformações permanentes são
úteis no dimensionamento racional das estruturas de pavimentos, especialmente quando se
visa o melhor aproveitamento dos materiais locais.
Como já referido neste trabalho, o conhecimento da evolução das deformações
permanentes assume maior importância em projetos de reforço de pavimentos, tendo em
vista que, em geral, não são previstas modificações das camadas de solo da estrutura
existente, as quais são submetidas a solicitações adicionais do tráfego durante um novo
período.
Apesar do longo tempo de utilização do equipamento em cada ensaio e da grande demanda
de ensaios triaxiais na COPPE/UFRJ, foi possível realizar ensaios de deformação
permanente em oito amostras selecionadas como representativas dos solos deste estudo, de
forma a caracterizar o comportamento das deformações plásticas em função das
solicitações de carga do tráfego.
Os ensaios foram executados em corpos de prova compactados mecanicamente em
cilindros tripartidos de dimensões 10cm x 20cm (diâmetro x altura), nas condições de
umidade ótima da energia do Proctor intermediário. Foi adotado o mesmo roteiro dos
ensaios triaxiais exceto quanto à etapa do condicionamento da amostra que é dispensada
nos ensaios de deformação permanente.
Conforme relatado no Capítulo 4, foram utilizadas pressões de confinamento de 0,103 MPa
e tensões desvio de 0,309 MPa em todos os ensaios, considerando que se tratam de tensões
intermediárias entre os pares de tensões admitidas como determinantes dos níveis de tensão
no topo da base e no subleito dos pavimentos de baixo volume de tráfego, com
revestimentos esbeltos.
O número total de ciclos ou de solicitações da tensão desvio, em todos os ensaios, superou
a marca de 235.000, cuja ordem de grandeza foi considerada adequada para estimativas
dos afundamentos de trilha de roda em pavimentos de baixo volume de tráfego,
considerando-se período de projeto de dez anos.
257
Na representação da evolução das deformações plásticas com o acúmulo das solicitações
de carga empregou-se o modelo de MONISMITH et al. (1975), reconhecido como um
modelo simples que representa bem o comportamento da deformação permanente tanto
para solos argilosos como para solos granulares.
Os parâmetros A e B do citado modelo mantiveram-se na mesma ordem de grandeza da
maioria dos valores obtidos por THULER (2005), para solos do Rio de Janeiro e pouco
abaixo dos resultados de GUIMARÃES (2001), obtidos para uma amostra de argila
amarela de Brasília, devendo-se ressaltar que ambos os Autores citados utilizaram menores
níveis de tensão em seus ensaios.
As deformações plásticas apresentaram-se dentro de limites aceitáveis para o tipo de
rodovia objeto deste estudo. A Tabela 5.34 apresenta o total de solicitações aplicadas em
cada ensaio e as correspondentes deformações finais, plástica e plástica específica.
Apesar do número relativamente elevado de solicitações de carga em cada ensaio,
nenhuma amostra ensaiada chegou à estabilização total da deformação permanente (taxa de
acréscimo de deformação nula), ou seja, o “shakedown”. Entretanto todas elas
apresentaram redução da taxa de evolução das deformações plásticas, atingindo valores
que podem ser considerados muito pequenos do ponto de vista prático - situados entre
0,0008mm e 0,006mm, para 10.000 solicitações de carga.
Tabela 5.34 – Número total de solicitações e deformações plásticas correspondentes,
dos ensaios de deformação permanente para oito amostras deste estudo.
AB
02(704) 0,0029 0,1093 0,489 500.013 2,007 0,010137
04 (703) 0,0007 0,0761 0,938 500.000 0,484 0,002428
05 (712) 0,0075 0,0891 0,773 273.350 3,826 0,019502
07 (707) 0,0097 0,0700 0,721 235.021 3,877 0,019765
09 (708) 0,0039 0,0639 0,747 355.000 1,519 0,007655
10 (716) 0,0015 0,0626 0,969 609.000 0,739 0,003711
13 (717) 0,0012 0,0751 0,941 455.000 0,736 0,003696
16 (705) 0,0012 0,1059 0,896 500.000 1,242 0,00625
AMOSTRA
Nº (REG.)
PARÂMETROS DO MODELO
NÚMERO DE
CICLOS
R²
DEF. PLÁSTICA
ESPEC. FINAL (mm)
DEF. PLÁSTICA
FINAL (mm)
258
GUIMARÃES (2001) propôs se admitir que a amostra atingiu o acomodamento das
deformações permanentes, quando para cada 10.000 ciclos de aplicação de cargas o
acréscimo percentual na deformação permanente específica atinja patamar inferior a
0,01%. As amostras Nºs 07 e 09 apresentaram percentuais muito próximos desse limite
(0,07% e 0,05% respectivamente).
Com base nas deformações plásticas específicas finais registradas nos ensaios de
deformação permanente (Tabela 5.34) e, tomando-se profundidades de até um metro –
para alívio das tensões atuantes no pavimento – ter-se-ia deformações permanentes
inferiores a 2,0mm, muito aquém do limite máximo estabelecido para pavimentos de baixo
volume de tráfego (20,0mm).
Quando há acomodamento das deformações plásticas, o modelo exponencial de
MONISMITH et al. (1975) deve ser adaptado pelo uso de um modelo linear, a partir do
número de ciclos correspondente a este acomodamento, como já referido no Capítulo 2. Na
Figura 5.31, pode ser observado o comportamento da curva ajustada com base no citado
modelo – em linha tracejada - em relação a curva de evolução das deformações plásticas
medidas no ensaio – em linha contínua de mesma côr - para cada um dos ensaios
realizados.
0
0,005
0,01
0,015
0,02
0,025
0 100000 200000 300000 400000 500000 600000 700000
Número de Ciclos (N)
Deformação Plástica específica (mm/mm)
2
4
5
7
9
10
13
16
2REG
4REG
5REG
7REG
9REG
10REG
13REG
16REG
Figura 5.31 – Evolução das deformações plásticas, observadas nos ensaios de
deformação permanente e comportamento da curva ajustada segundo o modelo de
MONISMITH et al, para oito amostras deste estudo.
259
Além do acomodamento das deformações plásticas tambem os elevados valores das
deformações iniciais do solo contribuem para o afastamento entre estas curvas (real e
ajustada) dado o caráter exponencial do modelo de MONISMITH et al.
Foram observadas ainda diminuição dos níveis de deformações elásticas com evolução das
solicitações de carga em todas as amostras avaliadas nos ensaios de deformação
permanente.
Visando obter informações acerca das alterações do comportamento resiliente dos solos,
após a aplicação de um número elevado de solicitações, procurou-se executar ensaio
triaxial para determinação dos módulos de resiliência logo após cada ensaio de deformação
permanente, mantendo-se o corpo de prova no equipamento e ajustando-se os LVDTs.
Devido a problemas operacionais, três desses ensaios não chegaram a ser executados.
A Tabela 5. 35 fornece os parâmetros dos modelos σ
3
e
σ
d
, aplicados aos resultados dos
ensaios triaxiais realizados em corpo-de-prova moldado exclusivamente para o ensaio de
MR e aos executados após ensaios de deformação permanente. A Figura 5. 32 apresenta as
curvas dos módulos obtidos nas duas condições – sem e com ensaio prévio de deformação
permanente.
Tabela 5.35 – Parâmetros de modelagem segundo os modelos
σ
d
e
σ
3,
com e sem
ensaio prévio de deformação permanente.
K1 K2 R² K1 K2 R²
02 (704) 265,0 -0,1599 0,4277 351,4 -0,1411 0,2074
04 (703) 55,6 -0,7121 0,8573 826,3 0,0355 0,0342
07 (707) 223,9 -0,2861 0,7219 282,1 -0,2023 0,4606
09 (708) 120,3 -0,4467 0,8976 386,5 -0,2862 0,512
10 (716) 131,6 -0,4434 0,8507 250,6 -0,1968 0,6739
K1 K2 R² K1 K2 R²
02 (704) 322,5 -0,0578 0,0369 457,0 -0,1975 0,033
04 (703) 45,6 -0,6413 0,4983 1213,5 0,1625 0,4727
07 (707) 252,7 -0,1841 0,1972 344,2 -0,0904 0,0607
09 (708) 113,5 -0,3738 0,4146 511,3 -0,1285 0,139
10 (716) 122,1 -0,3768 0,4052 274,7 -0,1236 0,1753
PARÃMETROS DE MODELAGEM SEM E COM ENSAIO PRÉVIO DE DEF. PERMANENTE
SEM ENSAIO PRÉVIO DE D.P. COM ENSAIO PRÉVIO DE D.P.
PARÃMETROS DE MODELAGEM SEM E COM ENSAIO PRÉVIO DE DEF. PERMANENTE
SEM ENSAIO PRÉVIO DE D.P. COM ENSAIO PRÉVIO DE D.P.
MOD. S. COESIVOS MR = k
1
σ
d
k2
MOD. S. COESIVOS MR = k
1
σ
d
MÓD. S. GRANULARES MR = k
1
σ
3
k2
MÓD. S. GRANULARES MR = k
1
σ
3
k2
SOLO
AMOSTRA Nº
(REG)
SOLO
AMOSTRA Nº
(REG)
260
2dp
9dp
2
2dp
4
4dp
7
7dp
9
10
10
10 d p
10 0
10 0 0
0,01 0,1 1
TENSÃO DESVIO (M Pa)
2
2dp
4
4dp
7
7dp
9
9dp
10
10 d p
2dp
2dp
9dp
2
4
7
7
9
9dp
10
10
10dp
10dp
100
1000
0,01 0,1 1
PRESSÃO CONFINANTE (MPa)
MÓDULO DE RESILIÊNCIA (MPa)
2
2dp
4
4dp
7
7dp
9
9dp
10
10dp
Figura 5.32 – Curvas de módulos de resiliência segundo os modelos σ
d
e
σ
3,
com e
sem ensaio prévio de deformação permanente.
261
Das citadas curvas, são observadas elevações dos resultados de módulos de resiliência, em
todas as amostras ensaiadas. Nas amostras Nºs 07 e 10 essa elevação ocorreu a partir de
certo nível de tensão que pode ser considerado baixo.
No que se refere à amostra Nº 04, sua curva de módulos além de fornecer valores mais
elevados dos módulos, inexplicavelmente apresenta mudança radical de comportamento –
onde se tinha decréscimos de módulos com aumento dos níveis de tensão (característica
dos solos argilosos), passou-se a ter acréscimos (como nos solos arenosos). Citadas
observações ocorreram em ambos os modelos apresentados, com as mesmas
características.
Considerando os bons resultados alcançados pela aplicação do modelo composto, aos
resultados de MR dos solos deste trabalho, seus parâmetros de modelagem foram também
determinados para as amostras submetidas a ensaios triaxiais após o ensaio de deformação
permanente.
A Tabela 5. 36 fornece esses parâmetros em conjunto com os obtidos sem o ensaio prévio
de deformação permanente. Os módulos de resiliência nos níveis de tensão do topo da base
e do subleito, com e sem ensaio prévio de deformação permanente, foram calculados com
base no modelo composto e estão apresentados na Tabela 5.37. Os resultados caracterizam
acréscimos de módulos de todas as amostras nos ensaios realizados após o ensaio de
deformação permanente.
Tabela 5.36 – Parâmetros do modelo composto obtidos em corpos-de-prova com e
sem ensaio prévio de deformação permanente.
K
1
K
2
K
3
R²
K
1
K
2
K
3
R²
02(704) 9,4 369 0,3111 -0,416 0,9945 9,3 472 0,2884 -0,3741 0,9834
04 (703) 18,3 44 0,1199 -0,9933 0,9878 17,6 1377 0,3785 -0,2179 0,996
07 (707) 11,3 338 0,3077 -0,4933 0,9935 11,8 303 0,0761 -0,2389 0,9866
09 (708) 13,5 162 0,2189 -0,5919 0,9937 12,8 720 0,4031 -0,5061 0,992
10 (716) 22,8 154 0,2132 -0,5649 0,9936 23,5 338 0,2201 -0,3436 0,994
AMOSTRA
Nº (REG.)
UMIDADE
(%)
PARÂMETROS DO MODO COMPOSTO
ENSAIO TRIAXIAL APÓS ENSAIO DE DEF.PERMANENTE
UMIDADE
(%)
PARÂMETROS DO MODO COMPOSTO
ENSAIO TRIAXIAL NORMAL
262
Tabela 5.37 – Módulos de Resiliência nos níveis de tensão do topo da base e do
subleito, com e sem ensaio prévio de deformação permanente.
NORMAL APÓS D.P. NORMAL APÓS D.P.
02 (704 288 371 304 387
04 (703) 84 787 146 699
07 (707) 284 322 316 357
09 (708) 177 506 223 532
10 (716) 166 296 207 318
AMOSTRA Nº
(REG.)
MR BASE (Mpa) MR SUBLEITO(Mpa)
5.26 – ENSAIOS DE CARACTERIZAÇÃO QUÍMICA E MINERALÓGICA
Os resultados das análises físico-químicas foram apresentados no Capítulo 4, junto a uma
rápida descrição dos procedimentos de ensaios. Na Figura 5.33 são ilustrados os
resultados do ataque sulfúrico - percentagens de SiO
2
,
Al
2
O
3
,
Fe
2
O
3
, K
2
O e Resíduo Final –
juntamente com os resultados de Perda ao Fogo, em gráfico de linhas de valores
acumulativos, para possibilitar uma análise comparativa desses parâmetros, considerando
as dezesseis amostras estudadas. Com esse mesmo objetivo informa-se, na citada tabela, o
grupo da classificação MCT, de cada amostra.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
012345678910111213141516
AMOSTRA (Nº)
ENSAIOS FISICO-QUÍMICOS (%)
∆P
SiO
2
Al
2
O
3
Fe
2
O
3
K
2
O
LA
LA' NA'
NG'
LA NA' LG' LA
LG'
LG' NA'
LA
LG'
LG' LG' LA'
RESÍDUO
Figura 5.33 – Resultados dos ensaios físico-químicos dos solos deste estudo
263
Os valores obtidos de Fe
2
O
3
são considerados baixos; resultados acima de 10% somente
nas amostras Nºs 04 (11,8%); 10 (13,7%) e 13 (10,8%), enquadradas como NG’ e LG’.
Quanto aos teores de Al
2
O
3,
os resultados mais elevados estão nas amostras Nºs 03
(16,3%); 04 (16,8%); 10 (20,7%) e 13 (17,0%). Conjuntamente as amostras Nºs 04; 10 e
14 apresentaram os maiores teores de Fe
2
O
3
e Al
2
O
3
dentre as amostras ensaiadas.
Contudo, esses resultados não lhes conferem baixos valores dos parâmetros Ki e Kr, por
conta do teor de SiO
2
, relativamente elevados nessas amostras.
Os resultados de resíduo final foram elevados, em especial nos solos arenosos,
possivelmente devido a presença significativa de minerais de quartzo. Apenas nas amostras
Nºs 03; 04; 10 e 13, esse parâmetro foi inferior a 50% e delas, somente a amostra Nº 03 foi
classificada entre os solos arenosos da classificação MCT (NA’). De modo geral os solos
argilosos apresentaram os teores mais elevados de SiO
2
,
Al
2
O
3
e
Fe
2
O
3
associados aos mais
baixos valores de resíduos.
A característica dos Podzólicos do estado de Sergipe de possuírem baixos teores de Fe
2
O
3
e, em contrapartida, Al
2
O
3
mais elevados, como relatado no Capítulo 3 com base nos
levantamentos da EMBRAPA (1999), foi comprovada pelos resultados dos ensaios físico-
químicos das amostras deste estudo.
Tratando-se ainda dos Podzólicos Amarelos e Vermelho-Amarelos, de características
semelhantes aos desta pesquisa, tem-se os resultados de CHAVES (2000), para solos de
Fortaleza - Ceará, cujos teores de Fe
2
O
3
foram da ordem de 2,03% a 6,79%, e os de Al
2
O
3
situaram-se entre 12,05% e 21,02%, valores que podem ser considerados de mesma ordem
de grandeza dos obtidos neste estudo.
Os valores obtidos de Ki e Kr são apresentados na Figura 5.34, em forma de gráfico de
linhas independentes, também para fins comparativos. Os resultados dos índices de
intemperismo mostram valores de Ki menores que 2,2 – considerado limite superior para
os latossolos de constituição relativamente menos intemperizada - para nove das amostras
ensaiadas – Nºs 01; 06; 08; 10; 11; 12; 13; 14 e 15.
264
1
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9
2
2,1
2,2
2,3
2,4
2,5
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
AMOSTRAS (Nº)
PARÂMETROS Ki e Kr
Ki
Kr
Figura 5.34 – Resultados dos Parâmetros Ki e Kr de todas as amostras de solo
deste estudo
Tomando-se o valor de referência 2,0 para Ki, como equivalente à composição da
caulinita, tem-se que apenas as amostras Nºs 11; 12; 13 e 14 mantiveram-se abaixo deste
patamar. Os resultados de Kr foram inferiores a 2,0, exceto o da amostra Nº 03 que ficou
em 2,11.
Na Figura 5.35 tem-se o resultado da classificação MCT registrado junto a posição do
parâmetro Ki de cada amostra. Não se verificou diferenciação clara dos valores destes
parâmetros relacionados a alterações de comportamento laterítico/não laterítico
identificados pela classificação MCT. A exceção da amostra N º 11 (NA’) as demais
classificadas como não lateríticas apresentaram Ki elevado. Contudo tem-se Ki igualmente
elevados para amostras consideradas de comportamento laterítico.
Na tentativa de se identificar correlações entre os resultados de Ki e dos módulos de
resiliência das amostras deste estudo, foram tomados valores de módulo nos níveis de
tensões do topo da base e do subleito dos pavimentos de baixo volume de tráfego conforme
vem sendo considerado neste estudo. Esses valores relacionados ao parâmetro Ki estão
apresentadas na Figura 5.36. Pode-se observar tendência de queda dos resultados de
módulo em função da elevação dos resultados do parâmetro Ki, em relação a algumas
amostras, não se caracterizando entretanto como comportamento generalizado de todas
elas. As amostras Nºs 02; 03; 05 e 16 mantiveram valores de módulos relativamente
elevados mesmo com resultados de Ki maiores.
265
LA
LA'
NA'
NG'
LA
NA'
LG'
LA
LG'
LG'
NA'
LA
LG'
LG'
LG'
LA'
1,7
1,8
1,9
2
2,1
2,2
2,3
2,4
2,5
0246810121416
AMOSTRA (Nº)
PARÂMETRO Ki
Figura 5.35 – Parâmetros Ki relacionados à classificação geotécnica MCT dos solos
deste estudo
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
1,7 1,8 1,9 2 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5
PARÂMETRO Ki
MÓDULOS DE RESILIÊNCIA (MPa)
MR (BASE)
MR(SUBLEITO)
16
2
3
4
5
9
7
15
6
1
10
8
13
14
12
11
Figura 5.36 – Parâmetros Ki relacionados a módulos de resiliência tomados nos níveis
de tensão ocorrentes no topo da base e subleito
266
Deve-se ressaltar que as semelhanças de características pedológicas e até de textura, dos
solos desta pesquisa tendem a agrupar os resultados dos parâmetros avaliados, o que não
ajuda no estabelecimento de eventuais correlações entre eles. È possível que ensaios
envolvendo solos de outras regiões do estado de Sergipe, e de classes pedológicas mais
variadas, possam levar a melhores resultados dessas análises de correlação.
Os ensaios de difratometria de Raio X identificaram a presença da matriz argilosa
caulinítica, o que confirma as citações encontradas na bibliografia acerca dos solos finos da
Formação Barreiras do estado de Sergipe, como a relatada no Capítulo 3. De igual forma,
tem-se a presença freqüente da goetita, identificada nas amostras ensaiadas, relacionada às
cores amareladas predominantes nos solos da região.
5.27 - ENSAIOS DE DESGASTE
Conforme explicitado no Capítulo 4, a interação solo (base) - ligante asfáltico
(imprimação) – revestimento esbelto, foi analisada neste trabalho empregando-se os
ensaios LWT (Loaded Wheel Test) e WTAT (Wet Track Abrasion Test), utilizados na
tecnologia de microrrevestimentos e lamas asfálticas, com as adaptações sugeridas por
DUQUE NETO (2004).
Foram selecionadas dez amostras de solo com distintas classificações geotécnicas, dentre
as dezesseis deste estudo, para fins de realização dos ensaios de desgaste, em ambas as
modalidades citadas. Os ensaios foram realizados sobre superfície imprimada e sobre
tratamento antipó adotado como revestimento esbelto.
A descrição dos métodos de ensaio e a caracterização dos materiais asfálticos empregados
– asfalto diluído tipo CM- 30 e emulsão asfáltica RM- 1C – foram apresentadas no
Capítulo 4.
A seguir estão registradas algumas considerações acerca da preparação dos corpos de
prova e da realização dos ensaios LWT e WTAT:
A distribuição do solo, no molde, deve ser feita de maneira mais uniforme
possível visando evitar desníveis e diferenças de compactação, entre diferentes
seções do corpo de prova, que podem ser a causa de ondulações (lombadas), no
ensaio LWT;
267
A aplicação do material solto da segunda camada excede as bordas do molde, o
que prejudica a compactação e favorece a obtenção de desnivelamentos da
camada final. Pode ser evitada com a utilização de moldes de maior altura (7,0cm
ou maior);
A compactação no molde do ensaio WTAT, utilizando soquete de compactação
tipo Marshall, além de exigir apoio adequado para o molde, de forma a se evitar
vibrações que prejudicam sobremodo a compactação, dificulta a obtenção de uma
boa superfície final nivelada e sem reentrâncias. Sugere-se a compactação sobre a
superfície plena do molde (chapa metálica) com auxilio de prensa hidráulica;
Cuidados especiais devem ser tomados durante a compactação, no molde do
ensaio LWT, com vistas a evitar torções do êmbolo que resultam em inclinação
da superfície compactada e, por conseguinte redução drástica da área de contato
com a roda de aplicação de carga no ensaio;
Lombadas podem ser produzidas a partir de movimentos dos pesos que compõem
a sobrecarga do equipamento do ensaio LWT. É importante que a sobrecarga
esteja bem fixada ao equipamento, pois que seus eventuais deslocamentos
horizontais podem produzir esforços excessivos nos pontos extremos do percurso
da roda de carga (pelo “vai e vem”), dando inicio a ondulações que podem se
alastrar a partir dos movimentos verticais da roda (solavancos). Ondulações
observadas em alguns ensaios desapareceram completamente quando de sua
repetição com melhor fixação dos pesos que constituíam a sobrecarga;
Embora a proposta de DUQUE NETO (2004) determine uma única medida de
afundamento, no ponto central do corpo de prova, para cada estágio de cargas,
decidiu-se por mais uma medida, tomada a cerca de 10 cm desse ponto, tendo em
vista que foram observados corpos de prova com presença de lombadas mas que,
exatamente no ponto central, não apresentava qualquer abatimento. A altura
considerada correspondeu à média das duas medidas.
Uma terceira medida de afundamento poderia ser proposta (a 10 cm antes do
ponto central), entretanto o equipamento parado sobre o corpo de prova, após
cada estágio de carga, impede sua obtenção, tornando necessária a elevação do
equipamento a cada parada, numa operação inconveniente e arriscada.
268
Quanto à avaliação de desempenho apresentada por DUQUE NETO (2004),
foram encontradas dificuldades iniciais, em alguns casos, para enquadramento
das condições da amostra, observadas no final do ensaio, às condições
especificadas no que se refere à avaliação do “pouco desgaste”, “poucos
defeitos”, “pequena exudação” ou “aparecimento de lombadas”, em comparação
com as condições especificadas na nota subseqüente ou ainda na ocorrência de
apenas um ou dois destes defeitos. Deve-se entretanto, ressaltar que o citado
Autor resolveu adotar apenas os conceitos relativos à aprovação (muito bom e
bom) ou reprovação (ruim e péssimo) sem a presença do conceito regular, uma
vez que as observações visuais dependerão do grau de treinamento e da
severidade com que o laboratorista avaliará o ensaio e como forma de obrigar
uma decisão mais clara do operador quanto à aplicabilidade do solo ensaiado.
As taxas de imprimação, com asfalto diluído CM – 30, empregadas em ambos os tipos de
ensaio de desgaste (LWT e WTAT) variaram entre 0,6 l/m² e 1,2 l/m², em função da
textura do solo, e foram determinadas experimentalmente, por tentativas, o que provocou
perda de corpos de prova, por conta de exudação excessiva ou cura incompleta, como no
caso dos ensaios sobre superfície imprimada das amostras Nºs 04 e 13. Algumas amostras
de solo argiloso apresentaram nítida dificuldade de penetração do ligante asfáltico da
imprimação, formando uma espécie de película superficial impermeável. Infelizmente não
se utilizou previamente dos ensaios de imprimação, como proposto por VILLIBOR (1981)
ou CASTRO (2003), para obtenção das taxas mais adequadas, o que provavelmente
evitariam tais inconvenientes.
Quanto aos resultados obtidos, tem-se que nos ensaios LWT, sobre superfície imprimada,
as amostras de Nºs 12 e 16 tiveram comportamento insatisfatório (“ruim” e “péssimo”). As
demais tiveram conceitos “bom” e “muito bom”. Os resultados sobre tratamento antipó
caracterizaram como de conceito “ruim” as amostras Nºs 04 e 16 e as demais como “bom”
e “Muito bom”.
Praticamente não se observou “arrancamentos” nos ensaios LWT. Os comportamentos de
conceitos “ruim” e “péssimo” resultaram do desenvolvimento de “lombadas” e dos poucos
defeitos delas decorrentes.
269
Desconsiderando-se eventuais deficiências de compactação, essas observações sugerem
que os ensaios LWT sirvam para avaliar o comportamento dos solos como camada de base,
no que se refere às deformações plásticas decorrentes da ação do tráfego. Nessas condições
as amostras de Nºs 04, 12 e 16 seriam descartadas.
Todas as amostras tiveram conceitos “bom” e “muito bom” quando submetidas aos ensaios
WTAT, tanto sobre superfície imprimada como sobre o tratamento antipó, ressaltando-se
apenas duas ocorrências do conceito “bom” - Amostras Nºs 08 e16, nos ensaios sobre
superfície imprimada.
Como já citado algumas amostras de solo argiloso apresentaram baixa penetração do
ligante asfáltico da imprimação (amostras Nºs 04 e 13), entretanto não foram distinguidas
no ensaio WTAT sobre as superfícies imprimadas e obtiveram conceito “muito bom”.
Quanto aos ensaios sobre tratamento antipó, não foram registradas deformações verticais
significativas e as perdas por abrasão situaram-se, todas, abaixo de 30%, caracterizando
boa resistência ao desgaste, sem distinção.
5.28 – ENSAIOS DE MISTURAS ASFÁLTICAS PRODUZIDAS EM SERGIPE
As misturas asfálticas produzidas em Sergipe foram avaliadas mediante ensaios de
Resistência à Tração Indireta (RT) e de Módulos de Resiliência (MR), realizados em
corpos-de-prova do tipo Marshall, moldados nas usinas do DER/SE, EMURB-PMA, e
NOVATEC, nos meses de fevereiro de 2005 e dezembro de 2005.
Esses ensaios tiveram como objetivo a identificação de parâmetros típicos dessas misturas
– do estado de Sergipe – como subsídio para análise de estruturas de pavimento
empregando-se os solos deste estudo. Seus resultados foram apresentados no Capítulo 4.
As amostras do DER/SE do mês de fevereiro de 2005 foram de Areia Asfalto Usinada à
Quente (AAUQ), enquadrada na faixa “C” da especificação DNER (1997, ES 312/97),
hoje substituida pela Norma DNIT (2005, ES 032/2005).
270
Todas as demais amostras compreenderam misturas do tipo Concreto Betuminoso Usinado
à Quente (CBUQ), na faixa “C” da especificação DNER (1997, ES 313/97), hoje
substituída pela Norma DNIT (2004, ES 031/2004).
As amostras de Concreto Asfáltico da NOVATEC apresentaram valores de MR e RT mais
elevados e com maior variação de resultados em relação às demais, especialmente as RT.
As causas dessas ocorrências não foram identificadas a partir de informações obtidas junto
aos técnicos da empresa. O único fato relevante informado referiu-se ao diâmetro máximo
da mistura de agregados utilizada (3/4”), em relação às demais (1/2”).
A Tabela 5.38 fornece as relações entre Módulo de Resiliência e Resistência à Tração
indireta (MR/RT) de todas as amostras submetidas a ambos os ensaios (36 amostras),
enquanto a Tabela 5.39 apresenta as respectivas densidades dos corpos-de-prova,
mostrando que parte da citada dispersão pode advir das variações de massas específicas.
Embora os resultados de MR e RT da NOVATEC separadamente, apresentem-se mais
elevados que os demais (fato já relatado), suas relações MR/RT encontram-se na mesma
ordem de grandeza dos resultados do DER/SE e EMURB-PMA.
Tabela 5.38 – Relações MR/RT das misturas asfálticas de Sergipe
*DER/SE(1) DER/SE(2) EMURB(1) EMURB(2) NOVATEC
1 2723 4707 2792
2 3073 4118 3166
3 2933 4033 3001
4 3280 2596 4108 5359 3269
5 3061 2839 4290 3987 3532
6 4344 2783 4908 3957 3618
7 2499 4321 3352
8 2543 4417 3921
9 3148 3803
10 4227 4088
11 3721
12 3369
*Amostras de Areia-Asfalto Usinado à Quente (AAUQ)
AMOSTRA
Nº
MÓDULO DE RESILIÊNCIA / RESISTÊNCIA A TRAÇÃO (MR/RT)
271
Tabela 5.39 - Densidades aparentes das misturas asfálticas de Sergipe
*DER/SE(1) DER/SE(2) EMURB(1) EMURB(2) NOVATEC
1
2,25 2,33 2,32
2
2,23 2,35 2,31
3
2,28 2,37 2,36
4
2,11 2,28 2,36 2,37 2,33
5
2,12 2,23 2,29 2,38 2,34
6
2,09 2,23 2,36 2,36 2,33
7
2,27 2,36 2,40
8
2,26 2,31 2,41
9
2,37 2,32
10
2,34 2,30
11
2,24
12
2,24
*Amostras de Areia-Asfalto Usinado à Quente (AAUQ)
AMOSTRA
Nº
DENSIDADE APARENTE C.P. MARSHALL
5.29 – DIMENSIONAMENTO MECANÌSTICO DE PAVIMENTOS COM USO
DOS SOLOS ESTUDADOS.
As informações da classificação MCT e as características resilientes relativas aos solos
deste estudo, os credenciam para utilização como camada de base de pavimentos de baixo
volume de tráfego.
Considerando-se, entretanto, que a comprovação da qualidade do material para uso em
pavimento deve afinal, estar vinculada às condições impostas pelo dimensionamento da
estrutura, decidiu-se pela proposição de pavimentos típicos com base em parâmetros e
condições específicas da região deste estudo e posterior dimensionamento dessas estruturas
segundo os princípios mecanístico-empírico, admitindo-se como camada de base alguns
dos solos estudados, a título de ilustração do possível emprego desses solos.
Dessa forma foram selecionados três dos solos estudados (amostras Nºs 02, 07 e 12), de
distintas classificações segundo a metodologia MCT (LA, LA’ e LG’, respectivamente) e
diferentes comportamentos resilientes (diferentes módulos de resiliência determinados em
corpos-de-prova nas condições de umidade ótima).
As estruturas dos pavimentos seriam constituídas de camada de base (solos selecionados)
e revestimento asfáltico esbelto (TAP ou TSD) assentes sobre dois tipos hipotéticos de
subleito, de características distintas. Os procedimentos e as variáveis admitidas no
dimensionamento estão relacionados a seguir:
272
Tráfego equivalente a N = 5 x 10
5
que deve corresponder ao nível mais elevado
de tráfego das rodovias objeto do presente estudo, admitindo revestimentos
esbeltos do tipo tratamento superficial, como propõe o Manual de Pavimentação
do DNER (1996).
Subleito formado por solos de qualidade pouco inferior a dos materiais estudados,
para os quais se admitiu MR = 150 MPa, além de uma segunda opção de subleito,
de qualidade inferior, com MR = 50 MPa.
Revestimento constituído de tratamento superficial duplo com espessura de
2,5cm e MR = 500MPa, aplicáveis aos casos de subleitos de pior qualidade e uma
outra opção de revestimento, em tratamento antipó, cuja contribuição estrutural
foi considerada desprezível, para os subleitos mais resistentes.
Tratando-se de pavimentos constituídos de apenas uma camada, além do
revestimento esbelto, adotou-se espessura mínima de 20cm para esta camada de
base.
Valores máximos admissíveis para as tensões incidentes no topo do subleito
estimadas segundo expressão desenvolvida por HEUKELOM e KLOMP (1962):
σ
v(adm)
= cxE/(1+0,7xlog
10
N), (5.01)
sendo:
c – constante admitida igual a 0,006
E – módulo de deformação do subleito
N – número de repetições de carga do eixo padrão.
Valores limites das deflexões elásticas do pavimento estabelecidas conforme
procedimento DNER – PRO 011/79 (DNER, 1979) – 210 (0,01mm).
Tensões horizontais de tração no revestimento do pavimento não consideradas
como critério para o dimensionamento por tratar-se de revestimentos esbeltos
praticamente sem efeito estrutural.
As tensões e deformações nas camadas do pavimento foram calculadas através do
Programa FEPAVE, versão desenvolvida por FRANCO (2004), sem consideração do
efeito da superposição da roda dupla que pode ser desprezado nos pavimentos de
revestimento esbelto. O citado Programa utiliza o método dos elementos finitos na
determinação das tensões e deformações. Sendo as tensões calculadas nos centros dos
elementos, a obtenção de seu valor no topo do subleito faz-se por interpolação entre os
resultados determinados para os elementos mais próximos.
273
Tratando-se de pavimentos de revestimento esbelto, o principal critério de
dimensionamento é a tensão vertical no topo do subleito no sentido de se evitar a formação
de trilha de roda por deformação plástica excessiva ou até a ruptura do material do
subleito. A Tabela 5.40 apresenta as espessuras de bases obtidas segundo os citados
critérios e procedimentos e as correspondentes tensões verticais no topo do subleito e
deflexões do pavimento.
As deflexões elásticas encontram-se muito abaixo do limite estabelecido pelo
procedimento DNER (1979, PRO 011/79) para revestimento em tratamentos superficiais –
210 (0,01mm) – comprovando que este parâmetro não se constitui no principal critério de
dimensionamento.
Todos os pavimentos dimensionados sobre subleito de MR = 150MPa tiveram resultados
de tensão vertical no topo do subleito bem abaixo do limite de 0,180MPa, dado por
HEUKELOM e KLOMP (1962), considerando-se a espessura mínima adotada de 20cm,
para a camada de base. Segundo esse critério, as espessuras dessas camadas poderiam ser
de até 13cm a 17cm para os revestimentos em tratamento superficial e de 16cm a 18cm,
para os revestimentos em tratamento antipó.
Os pavimentos dimensionados sobre subleitos de MR = 50MPa tiveram espessuras de base
variando de acordo com o solo considerado. Nestes casos a tensão vertical limite no topo
do subleito, dada por HEUKELOM e KLOMP (1962), foi de 0,060MPa.
Tabela 5.40 – Espessuras de bases de pavimentos dimensionados por processo
mecanístico-empírico, empregando solos deste estudo (amostras Nºs 02, 07 e 12)
MR(MPa) 50 150 50 150
σvadm(MPa)
0,060 0,180 0,060 0,180
ESPESSURA(cm)
27 20 25 20
K
1
369
σv(MPa)
0,054 0,122 0,054 0,107
K
2
0,3112
02
DEFLEXÃO(0,01mm)
58 33 59 32
K
3
-0,4160
ESPESSURA(cm)
30 20 27 20
K
1
338
σv(MPa)
0,056 0,145 0,057 0,122
K
2
0,3077
07
DEFLEXÃO(0,01mm)
68 38 70 38
K
3
-0,4943
ESPESSURA(cm)
30 20 27 20
K
1
550
σv(MPa)
0,055 0,143 0,056 0,121
K
2
0,4554
12
DEFLEXÃO(0,01mm)
67 38 69 38
K
3
-0,2907
TSD (h=2,5cm; MR=500MPa)
S
O
L
O
PARÂMETROS
DO MODELO
COMPOSTO
B
A
S
E
S
O
L
O
S
O
L
O
N
REVESTIMENTO
SUBLEITO
5 X 10
5
TAP (h=1,0cm)
274
Havendo crescimento significativo do tráfego, o revestimento poderia ser complementado
com utilização de misturas asfálticas - critério da “pavimentação por etapas” - e os valores
típicos de módulos de resiliência obtidos neste trabalho (das misturas asfálticas produzidas
em Sergipe) serviriam para “recalcular” a necessidade de espessura, em cada caso. O
emprego de revestimento mais rígido modificaria toda a distribuição de tensões.
É importante ressaltar a necessidade de se caracterizar também os subleitos através de seus
módulos de resiliência os quais foram, nos casos presentes hipoteticamente estimados,
apenas para fins ilustrativos.
275
CAPÍTULO 6
CONCLUSÕES E SUGESTÕES PARA PESQUISAS FUTURAS
6.1 - CONCLUSÕES
Este trabalho tratou da caracterização geotécnica de alguns dos solos finos da Formação
Barreiras, presente na faixa litorânea e tabuleiros costeiros do estado de Sergipe, com
vistas a sua utilização em obras de pavimentação rodoviária. Constituiu-se como objetivo
paralelo, a difusão das metodologias empregadas no desenvolvimento da pesquisa, no meio
técnico rodoviário desse estado.
A partir de amostragem proporcionalmente distribuída entre as ocorrências de solos finos
na área de estudo, a classificação pedológica indicou predominância do grupo dos
Podzólicos vermelho-amarelo e amarelo e ocorrências localizadas dos Latossolos
amarelos.
A Formação Superficial Barreiras e os Podzólicos se estendem além da faixa litorânea,
para o interior do estado, onde os Latossolos passam a ocorrer com mais freqüência. Na
porção norte da área de estudo os solos finos têm em geral, constituição mais arenosa
passando gradativamente a argilosa, quando se trata da parte sul do estado.
A Metodologia de classificação MCT identificou solos de comportamento laterítico em
75% das amostras estudadas (12 amostras), sendo que 25% delas ficaram posicionadas nas
proximidades dos limites de mudança de comportamento, de laterítico para não laterítico
(3 amostras). Levando-se em conta o caráter generalizado da amostragem, tem-se como
considerável a freqüência dos solos de comportamento laterítico, na região estudada. Além
disso, as informações pedológicas disponíveis preconizam ocorrências freqüentes de solos
dos grupos dos Podzólicos e Latossolos, da Formação Barreiras, em outras regiões do
estado, como relatado no Capítulo 3.
Os resultados da classificação MCT são equivalentes aos obtidos por CHAVES (2000)
para solos da região metropolitana de Fortaleza, de classificação pedológica semelhante a
dos solos deste estudo.
276
Com base nos resultados dos ensaios triaxiais dinâmicos pode-se considerar a possibilidade
de utilização dos solos estudados em camadas dos pavimentos de baixo volume de tráfego,
tendo em vista os valores de módulos de resiliência alcançados, mesmo para as amostras
classificadas como de comportamento não laterítico na metodologia MCT. Cabe ressalva
somente em relação aos resultados da amostra de solo Nº 04, enquadrada como NG’, cujos
valores de módulos não foram coerentes com os níveis de tensão considerados para o topo
da camada de base dos citados pavimentos. Por outro lado essa amostra teve bom
comportamento quando submetida a ensaio de deformação permanente e ensaio triaxial
posterior. A quantidade remanescente da amostra não possibilitou a realização de ensaios
adicionais para fins de reavaliação de seu comportamento.
Os valores de módulos de resiliência alcançados pelos solos estudados, nos níveis
correspondentes ao do topo da camada de base e do subleito, são compatíveis com os
verificados em resultados de outras pesquisas empregando solos finos, tais como CASTRO
(2002), MARANGON (2004) e THULLER (2005).
As divergências verificadas entre as classificações geotécnicas tradicionais dos solos –
TRB e SUCS – e os resultados da metodologia de classificação MCT, ratificam as
afirmações acerca da inaplicabilidade dos sistemas de classificação baseados nas
características de textura e plasticidade (caso dos sistemas TRB e SUCS), aos solos finos
formados em ambientes tropicais, que pode ser estendida às amostras dos solos estudados.
As vantagens do Método Simplificado da Metodologia MCT em relação ao MCT
Tradicional, no que se refere à simplificação das operações de ensaio, ficaram bem
evidenciadas neste trabalho. Quanto aos seus resultados, foram observadas algumas
divergências entre as duas vertentes da metodologia, com maior freqüência entre grupos de
solos de uma mesma categoria – laterítico ou não laterítico – provocadas por diferenças de
avaliação do parâmetro c’, que praticamente só distingue os solos quanto a textura. Mesmo
as divergências entre categorias – apenas duas ocorrências – referiram-se a amostras que se
posicionaram na fronteira entre elas, ficando sempre a dúvida natural com relação às
classificações atribuídas a esses solos de transição.
277
Dessa maneira os resultados obtidos através do método simplificado da metodologia MCT
foram, neste estudo, favoráveis à sua aplicabilidade para fins de caracterização dos solos,
como proposto pela metodologia original, considerando-se especialmente as vantagens
relativas às simplificações dos procedimentos de ensaio.
Com relação às diferentes formas de determinação do parâmetro c’, analisadas nesta
pesquisa, os resultados comprovam a supremacia do procedimento de obtenção deste
parâmetro considerando-se o intervalo entre as ordenadas 2mm e 6mm da curva de
deformabilidade, como proposto por MARANGON (2004). Esse procedimento, além de
não sofrer interferência do operador do ensaio – como ocorre nas determinações de c’ por
regressão – vem reduzir o efeito da deformação (desvio) da curva de deformabilidade, que
em geral se dá nas proximidades da ordenada igual a um – inevitável quando se utiliza o
intervalo entre ordenadas 1mm e 5mm.
Tratando-se dos modelos tensão - deformação dos solos, aplicados aos resultados de
módulos de resiliência desta pesquisa, cabe destacar a supremacia generalizada do modelo
composto sobre os demais modelos, independente das características da amostra de solo
analisada, tendo em vista os bons resultados alcançados de coeficientes de correlação.
Não foram identificadas correlações matemáticas satisfatórias entre os parâmetros c’ e e’
da Classificação MCT e os resultados de Módulos de Resiliência dos solos estudados.
Também os módulos de resiliência apresentaram-se muito dispersos quando relacionados à
percentagem de silte – tanto em relação à amostra total quanto em relação à fração fina do
solo. Entretanto, foi observada tendência de redução de valores de módulos de resiliência,
em função da elevação dos valores de c’. A fragilidade de correlações entre dessa naturaza
foi relatada por CAMPELLO et. al (1991) e CHAVES (2000).
Algumas amostras de solo mostraram-se sensíveis a elevações de umidade, a partir de um
determinado teor. Essas amostras tiveram comportamentos resilientes satisfatórios quando
ensaiadas em umidades de até 1,0 % a 1,5% acima da umidade ótima, apresentando porém,
deformações excessivas em umidades acima destes teores. Tais ocorrências recomendam a
concepção de sistema eficiente de drenagem ou mesmo o uso de acostamentos
impermeabilizados, visando proteger esses materiais - como eventuais componentes das
estruturas de pavimentos - de elevações excessivas de umidade.
278
Nesse sentido, são alentadores os resultados de umidades “in situ” das camadas dos
pavimentos da área de estudo, obtidas por sondagens, realizadas nesta pesquisa. Tais
sondagens, executadas após a ocorrência de longo período de chuvas na região, detectaram
umidades das camadas de base e sub-base dos pavimentos sempre inferiores às respectivas
umidades ótimas.
Por outro lado as amostras de solo compactadas nas condições de umidade ótima e
ensaiadas após saturação tiveram módulos de resiliência menos afetados do que as
amostras saturadas a partir de umidades mais elevadas. Nesses casos o intervalo de +/- 2%
- em termos absolutos - em torno da umidade ótima, normalmente aceito para a
compactação do solo em campo, pode representar variações significativas das propriedades
resilientes, especialmente para solos arenosos cujos valores de umidade são sempre
inferiores aos dos solos argilosos.
Algumas amostras de solos submetidas a ensaios de deformação permanente não chegaram
a apresentar estabilização total das deformações plásticas. Entretanto o nível das
deformações plásticas, observadas em todas elas, pode ser considerado muito pequeno do
ponto de vista prático e plenamente aceitável para os padrões das rodovias objeto do
presente estudo. Além disso, todas as amostras ensaiadas tiveram redução gradativa das
deformações elásticas com a evolução do número de aplicações de carga no ensaio, o que
representa elevação gradual de seus módulos de resiliência como comprovado pelos
ensaios triaxiais efetuados logo após os ensaios de deformação permanente.
Os resultados das análises físico-químicos comprovaram a característica dos solos
podzólicos do estado de Sergipe de possuírem baixos teores de Fe
2
O
3
e em contrapartida
teores de Al
2
O
3
mais elevados, como relatado no Capítulo 3, com base nos levantamentos
da EMBRAPA (1999).
Os ensaios de difratometria de Raio X identificaram a presença da matriz argilosa
caulinítica o que confirma as citações encontradas na bibliografia, acerca dos solos finos da
Formação Barreiras do estado de Sergipe.
279
Os ensaios de desgaste, LWT e WTAT, adaptados por DUQUE NETO (2004), forneceram
resultados que identifica como principal utilidade do ensaio LWT, a avaliação dos solos
como camada de base dos pavimentos, no que se refere às deficiências de compactação e
ao comportamento quanto às deformações plásticas, decorrentes da ação do tráfego.
O nível de abrasão provocado pelos ensaios WTAT, não chegou a caracterizar diferenças
relevantes de comportamentos entre as amostras ensaiadas. Contudo, qualquer sugestão
com respeito a uma possível elevação dos esforços de abrasão produzidos no ensaio, passa
necessariamente pela realização prévia de número bem mais significativo de ensaios do
que os realizados nesta pesquisa.
A avaliação das misturas asfálticas produzidas em Sergipe forneceu resultados típicos de
MR, RT e MR/RT compatíveis com valores divulgados em outros trabalhos e com a
prática corrente de utilização de misturas tipo CBUQ.
O método mecanístico-empírico de dimensionamento de pavimentos mostrou-se uma
ferramenta eficaz na avaliação do aproveitamento dos solos deste estudo como camada de
base de pavimentos de baixo volume de tráfego. Amostras de solos deste estudo, de
diferentes níveis de Módulos de Resiliência, dimensionadas como camada de base do
pavimento, tiveram espessuras de mesma ordem de grandeza das utilizadas nos solos
granulares tradicionais em Sergipe.
6.2 – SUGESTÕES PARA PESQUISAS FUTURAS
Extensão desta pesquisa aos solos de outras regiões do estado, além da área estudada,
tendo em vista que as informações pedológicas disponíveis dão conta da ocorrência de
solos finos, de provável comportamento laterítico, em áreas mais internas do estado de
Sergipe.
Implantação de trechos experimentais, de pavimentos de baixo volume de tráfego, com
utilização de solos finos da Formação Barreiras do estado de Sergipe com vistas ao
monitoramento das cargas de tráfego e do desempenho das camadas, principalmente com
relação a alterações sazonais de umidade e de graus de compactação.
280
Consolidação da sistemática de classificação geotécnica MCT e dos ensaios dinâmicos
com vistas à utilização dos conceitos da mecânica dos pavimentos aos solos finos
lateríticos do estado de Sergipe, como forma de viabilização de projetos de pavimentos de
baixo volume de tráfego.
Ampliação dos estudos de resiliência dos solos desta pesquisa, com maior número de
amostras, para fins de melhor caracterização das alterações de comportamento resiliente
desses solos em relação às elevações dos teores de umidade.
Ampliação do número de ensaios e de amostras de solo incluindo outras regiões do estado
de Sergipe com vistas ao maior embasamento em relação à aplicação da Metodologia MCT
– Método Simplificado, considerando-se a redução das operações de ensaios e as
simplificações proporcionadas por essa nova metodologia.
Desenvolvimento de um catálogo de estruturas típicas de pavimentos de rodovias de baixo
volume de tráfego para o estado de Sergipe, com especificações dos materiais e das
técnicas adequadas de construção, respeitando-se as experiências locais e incluindo
soluções alternativas de baixo custo.
Estudo de correlações de natureza local, entre características resilientes dos solos e
parâmetros das classificações MCT e Tradicional, que incluam variações de compactação,
umidade (sucção), grau de saturação, etc., com o objetivo de se reduzir o número de
ensaios dinâmicos necessários à abordagem mecanística dos pavimentos, por conta das
dificuldades atuais de realização desses ensaios pela indisponibilidade de equipamentos em
Sergipe.
Estudos do comportamento de diferentes revestimentos asfálticos delgados, com vistas à
avaliação de seus desempenhos em pavimentos de baixo volume de tráfego e à
identificação de eventuais afinidades com os solos locais.
281
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VERTAMATTI, E., OLIVEIRA, L.E., 1997, “Análise de Pavimento de Baixo Volume de
Tráfego Executado com Solos Transicionais”, In; Anais do Iº SINBATRA, Rio de
Janeiro/RJ.
VILLIBOR, D. F. e NOGAMI, J. S., 1982, “Novo Critério para Escolha de Solos Arenosos
Finos para Bases de Pavimentos”. In: Anais da 17ª Reunião Anual de Pavimentação,
ABPv, Rio de Janeiro/RJ.
VILLIBOR, F.V., NOGAMI, J.S., SERRA, P.R.M., et al., 1996, “A Importância dos Solos
Tropicais em Pavimentação”. In: Anais da 7ª Reunião de Pavimentação Urbana,
ABPv, São José dos Campos/SP.
VILLIBOR, F.V., NOGAMI, J.S., 1997, “Considerações Sobre Defeitos de Pavimentos de
Baixo Custo e Orientação para sua Conservação”. In: Anais do Iº SINBATRA, Rio
de Janeiro/RJ.
301
ANEXO I
RESULTADOS DOS ENSAIOS DE
CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS
SEGUNDO A METODOLOGIA
MCT
302
AM. Nº
RESULT. xxxxxx
CLASSIF. TRAD.
SIMP.
GAMA máx TRAD.
SIMP.
COMP.
H ÓTIMA TRAD.
SIMP.
COMP.
c' TRAD.
SIMP.(*)
d' TRAD.
SIMP.
e' TRAD.
SIMP.
UMIDADE TRAD. 7,1 9,1 11,1 13,2 15,0 6,5 8,1 9,6 12,2 13,9 10,3 12,3 14,7 16,6 18,7 12,8 15,1 17,4 19,7 21,6 6,5 8,6 10,6 12,6 14,6 6,2 7,7 9,2 10,8 12,4
SIMP. 4,9 6,9 9,0 11,4 13,0 6,4 8,0 9,4 12,1 13,9 10,0 11,8 14,2 16,1 18,1 12,6 15,0 17,0 19,2 21,2 6,6 8,5 10,6 12,5 14,5 6,1 7,8 9,3 10,8 12,4
P ESP. 12g TRAD. 18,28 19,04 19,36 19,11 18,65 18,50 19,44 20,84 19,83 18,90 16,04 16,93 18,41 17,71 17,10 16,21 16,81 17,83 17,44 16,82 18,18 18,72 18,95 19,03 18,92 17,45 18,57 19,64 20,04 19,80
10g SIMP. 17,85 18,39 18,92 19,20 19,38 17,97 19,38 20,74 19,55 19,05 17,01 17,51 18,69 17,90 17,28 15,91 16,46 17,41 17,73 16,91 18,18 18,72 18,87 19,06 18,93 17,31 18,33 19,14 19,96 19,75
MINI-MCV TRAD. 17,8 15,2 11,1 5,9 2,6 18,5 13,4 8,5 5,6 2,6 16,5 15,4 7,6 4,8 2,6 16,1 13,4 10,0 7,2 5,3 17,1 16,0 13,6 10,0 3,4 16,3 16,0 12,6 9,5 6,4
SIMP. 14,2 13,5 13,0 10,0 5,8 15,5 12,9 8,2 4,5 2,3 15,2 13,0 8,0 5,2 3,7 14,8 14,0 10,5 7,4 5,6 15,0 13,0 11,5 8,7 4,0 14,5 14,4 12,5 9,0 6,5
PERDA P/ TRAD. 96 95 115 118 99 60 0 112 148 141 161 63 154 160 160 241 142 129 121 124 120 130 153 138 134 315 129 120 112 130
IMERSÃO SIMP. 265 123 113 102 127 71 0 90 125 107 147 70 125 174 192 263 176 65 146 117 99 123 131 144 144 307 122 107 106 129
P. ESP DO TRAD. 46,59 44,95 46,08 47,61 48,04 44,25 44,29 45,17 46,35 47,89 51,57 47,40 48,81 49,91 50,78 48,92 47,01 48,35 49,38 50,35 48,07 46,02 45,70 46,35 47,57 48,88 44,31 44,40 45,63 42,28
C. PROVA SIMP. 50,80 47,92 45,83 46,12 46,97 46,44 44,05 45,37 47,00 47,46 47,50 47,68 47,85 49,60 50,50 50,32 46,81 48,01 48,77 50,2 48,49 46,96 46,47 46,47 47,30 50,16 45,93 44,65 45,51 46,42
PI. CONSID
.
TRAD.
(P. ESP.) SIMP.
(*) - VALORES DE C' OBTIDOS ENTRE AS ABCISSAS 1 E 5; ENTRE AS ABCISSAS 2 E 6 E POR REGRESSÃO
140 (alto)
99 (alto)
127 (alto)
307 (alto)
57,2
1,16
RESULTADOS DOS ENSAIOS MCT
10,8
9,9
06(715) JAZ. TOURO
xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
1,28
20,04
19,96
20,63
1,14 1,28 1,54
73,0
47,5
38,0
12,5
2,09
18,014,2
1,51
9,4
9,6
LA'/NA'
NS' NS' NG'
LA
LA LA LA
19,03
19,06
10,8
03(706) JAZ. STA. ISABEL I 04(703) JAZ. STA. ISABEL II 05(712) JAZ. CATU
xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
18,69
1,20
9,1
0,18
0,54 0,55 0,57
44,3
1,33 1,70 2,20
17,3
1,35
18,8
18,1
NG'
LA` LG' LG'
17,83
17,80
13,9
32,7
0,43 1,36
1,35 1,48 1,61
10,1
1,14
1,40 1,90 1,87
61,7
97,1
0,73
93,3
49,2
1,17
0,62 0,74 0,86
xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
LA
NA` NA' NA'
19,36
17,91
17,4
20,74
20,70
9,6
18,90
14,711,1
13,0
NA'
NA' NG' NG'
18,41
19,38
20,11 20,10
12,6
02(704) JAZ. PACATUBA
1,48 1,06
xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
LA'
20,84
LA' LA' LG'
01(714) JAZ. PINDOBA
0,91 1,29 1,511,22
129(baixo)
78 (baixo)
95 (alto)
265 (alto) ?
18(alto)
56(alto)
127 (baixo)
140 (baixo)
303
AM. Nº
RE
S
ULT. xxxxxx
CLASSIF. TRAD.
SIMP.
GAMA máx TRAD.
SIMP.
COMP.
H ÓTIMA TRAD.
SIMP.
COMP.
c' TRAD.
SIMP.(*)
d' TRAD.
SIMP.
e' TRAD.
SIMP.
UMIDADE TRAD. 8,7 11,0 13,1 15,1 17,0 4,6 6,3 8,6 10,5 12,4 11,0 13,3 15,2 17,3 19,3 19,4 21,3 23,0 24,7 26,3 9,3 11,9 14,7 17,1 19,1 5,0 7,1 9,1 11,3 13,3
SIMP. 8,3 10,3 12,6 14,7 16,5 4,2 6,1 8,3 10,3 12,0 10,6 12,7 14,9 16,9 19,0 19,0 20,7 22,7 24,1 25,9 9,0 11,4 14,0 16,5 18,9 4,9 6,9 8,8 11,0 13,1
P ESP. 12g TRAD. 17,28 20,24 19,27 18,73 18,18 17,94 18,45 19,28 19,99 19,92 16,77 19,26 18,24 17,59 17,02 14,39 15,40 16,21 15,97 15,42 17,21 17,08 17,38 17,36 16,97 17,22 18,95 19,79 20,05 19,42
10g SIMP. 16,97 19,85 19,34 18,58 18,10 17,30 18,12 19,17 19,73 20,07 16,85 19,18 18,34 17,99 17,19 14,12 15,02 16,11 16,07 15,59 16,95 17,56 17,26 17,01 16,92 17,04 18,84 19,60 20,00 19,37
MINI-MCV TRAD. 18,3 9,6 5,7 3,4 2,0 18,1 17,4 16,0 9,8 5,3 16,8 9,3 5,2 3,0 2,3 19,5 13,4 10,4 8,5 6,6 19 14,5 12,6 11,1 10,0 19,5 18,5 12,3 7,0 2,8
SIMP. 16,0 9,6 5,6 2,8 2,5 15,4 14,0 13,5 10,0 5,5 15,7 9,0 5,5 4,0 2,5 17,0 13,0 9,6 7,7 6,3 14,0 12,8 10,8 10,2 9,5 15,8 14,0 11,9 7,0 2,9
PERDA P/ TRAD. 0 103 155 156 166 250 113 86 123 115 111 56 162 166 159 136 0 0 87 139 95 138 258 140 347 142 73 104 125 156
IMERS
Ã
O SIMP. 0 25 132 151 164 185 106 110 120 113 147 42 156 157 151 62 185 0 101 107 90 101 343 309 325 130 62 110 122 130
P. ESP DO TRAD. 44,29 45,42 47,32 47,81 48,47 48,35 46,04 44,00 45,23 46,04 45,80 47,19 49,03 49,92 50,74 49,59 49,41 50,68 51,71 52,86 47,96 48,90 48,30 48,20 49,10 49,46 43,98 44,80 46,11 46,87
C. PROVA SIMP. 46,77 45,34 47,51 48,38 48,88 51,85 48,73 45,35 45,36 45,79 46,14 47,20 48,90 48,98 50,48 50,98 49,71 50,64 51,73 52,47 50,66 48,40 49,70 49,69 49,36 50,85 46,27 45,02 46,17 47,08
PI. CONSID TRAD.
(P. ESP.) SIMP.
(*) - VALORES DE C' OBTIDOS ENTRE AS ABCISSAS 1 E 5; ENTRE AS ABCISSAS 2 E 6 E POR REGRESSÃO
347 (baixo)
312(baixo)
90 (alto)
100 (alto)
65,6
1,07
RESULTADOS DOS ENSAIOS MCT
11,0
8,6
12(709) JAZ. ABAIS
xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
0,65
20,10
20,00
20,88
0,67 0,77 1,15
62,7
53,8
128,7
11,8
2,16
23,012,7
1,83
12,0
9,6
LA
LA LA' LA'
NA`
NA' NA' NS'
17,40
17,60
10,5
09(708) JAZ. ÁGUA BOA 10(716) JAZ. MOENDA 11(702) JAZ. DOMINGOS
xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
19,18
0,84
13,6
0,45
0,64 0,82 0,90
50,6
1,58 2,01 2,20
25,4
1,75
10,7
23,1
LG'
LG' LG' LG'
16,21
16,20
13,2
144,0
1,83 0,42
0,61 0,71 0,76
11,4
0,82
1,73 1,81 2,20
108,3
38,3
1,14
36,7
111,0
1,05
1,16 1,60 1,90
xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
LG'
LA' LG' LG'
20,24
16,46
23,0
20,07
20,84
10,5
19,31
13,311,0
10,8
LG'
LG'/NG` LG'/NG LG'NG'
19,26
19,90
20,04 18,00
15,5
08(710) JAZ. ANINGAS
0,57 0,83
xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
LA
19,99
LA LA'/NA' LA'/NA'
07(707) JAZ. EDGAR/CERAM.
1,29 1,57 1,091,15
20 (baixo)
20 (baixo)
40 (alto)
5 (alto)
92 (alto)
165 (alto)
98 (alto)
136 (alto)
304
AM. Nº
RESULT. xxxxxx
CLASSIF. TRAD.
SIMP.
GAMA máx TRAD.
SIMP.
COMP.
H ÓTIMA TRAD.
SIMP.
COMP.
c' TRAD.
SIMP.(*)
d' TRAD.
SIMP.
e' TRAD.
SIMP.
UMIDADE TRAD. 15,0 16,9 18,7 20,1 22,0 14,7 16,8 19,1 20,9 22,8 10,5 13,0 14,8 17,1 18,9 7,0 9,0 10,9 12,9 14,8
SIMP. 15,0 16,7 18,5 20,1 21,9 12,5 14,6 16,8 18,7 20,8 10,8 13,1 15,0 17,2 19,1 6,9 9,0 11,0 12,8 14,8
P ESP. 12g TRAD. 15,31 16,04 17,21 17,03 16,46 17,13 18,04 17,11 16,68 16,23 16,42 18,61 18,49 17,71 17,48 17,67 18,80 19,94 19,34 18,62
10g SIMP. 15,12 16,07 17,21 17,13 16,41 15,70 17,68 18,00 17,16 16,87 16,45 18,80 18,44 17,71 17,40 17,39 18,56 19,14 19,31 18,50
MINI-MCV TRAD. 18,8 15,1 10,6 7,7 5,8 12,6 7,7 5,3 3,8 2,3 17,9 11,1 6,8 4,3 1,1 17,6 16,0 10,0 5,1 2,8
SIMP. 16,3 13,3 9,7 7,5 5,6 16,2 11,3 7,4 5,2 3,7 16,0 11,0 6,2 4,0 1,0 15,0 13,5 10,5 5,5 2,9
PERDA P/ TRAD. 143 61 0 97 128 0 111 130 147 161 66 83 155 192 186 124 79 155 175 165
IMERS
Ã
O SIMP. 154 125 59 109 136 64 0 91 126 171 58 109 172 224 166 100 86 130 155 139
P. ESP DO TRAD. 49,95 47,87 48,84 50,37 51,31 47,40 48,91 50,57 51,09 51,68 46,87 46,64 48,57 49,70 49,60 46,99 44,40 45,17 47,21 48,22
C. PROV
A
SIMP. 49,20 47,70 48,85 50,06 51,50 47,47 47,13 49,04 50,58 50,53 46,61 45,77 48,58 49,65 49,74 49,40 46,13 46,15 47,34 48,52
PI. CONSID TRAD.
(P. ESP.) SIMP.
(*) - VALORES DE C' OBTIDOS ENTRE AS ABCISSAS 1 E 5; ENTRE AS ABCISSAS 2 E 6 E POR REGRESSÃO
92 (alto)
100 (alto)
20 (baixo)
65 (baixo)
60 (baixo)
48 (alto)
73 (alto)
68 (alto)
0,88 0,96
14(713) JAZ J. NELSON II
0,99 1,11
xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
LG'
18,04
LA` LA'/LG' LG'
13(717) JAZ. J. NELSON I
18,9
19,0
LA'/LG'
LA' LA' LG'
18,75
17,25
17,58 20,09
10,9
18,10
18,82
16,8
19,53
13,5
xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
LG'
LG' LG' LG'
17,25
0,80
1,01 1,22 1,78
87,6
94,3
1,02
43,3
102,2
0,99
1,58 1,87 2,10
12,7
63,3
1,76 1,68
1,40 1,49 2,18
18,1
LA'
LA' LA' LA'
19,94
19,40
1,08
58,5
0,74 0,88 1,21
11,3
15(711) JAZ. TORRE I 16(705) JAZ. TORRE II
xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
18,85
55,7
65,0
0,73
12,013,5
1,51
16,0
14,5
RESULTADOS DOS ENSAIOS MCT
305
ANEXO II
RESULTADOS DOS ENSAIOS DE
MÓDULO DE RESILIÊNCIA E
PARÂMETROS DOS MODELOS
DOS SOLOS GRANULARES E
DOS SOLOS COESIVOS
306
(H - 2,0%) (H) (H +2,0%) (H - 2,0%) (H -1,0%) (H) (H)S (H + 0,5%) (H + 1,0%) (H + 1,0%)S (H + 1,5%) (H +2,0%) (H - 2,0%) (H) (H +2,0%)
7,8 9,6 11,8 7,2 8,4 9,4 X 9,9 10,8 11,1 11,5 11,6 13,9 15,5
19,37 20,09 19,58 18,75 19,77 20,64 X 20,61 20,42 20,21 19,98 17,08 18,88 18,14
K1
452,1 513,4 483,4 300,4 424,7 322,5 144,6 230,5 203,8 50,1 116,1 80,3 502,1 260,9 100,7
K2
0,1615 0,2058 0,2189 -0,2577 -0,1474 -0,0578 -0,2034 -0,0542 -0,0903 -0,30189 -0,0778 -0,1956 -0,0688 -0,1906 -0,4716
R²
0,4318 0,4303 0,3536 0,1551 0,3398 0,0369 0,1027 0,0194 0,0498 0,0658 0,0249 0,0457 0,1349 0,1976 0,3624
K1
319,2 325,7 285,5 224,8 421,6 265 92,7 173,3 157,9 16,1 68,9 31,5 473,9 239,6 102,1
K2
0,0502 0,059 0,044 -0,4666 -0,1896 -0,1599 -0,4426 -0,1945 -0,2271 -0,7646 -0,3016 -0,5797 -0,1125 -0,2786 -0,5901
R²
0,0632 0,0535 0,0216 0,681 0,852 0,4277 0,6781 0,3786 0,4775 0,8133 0,5688 0,7209 0,5471 0,6402 0,8603
18 18 18 17 18 18 17 18 18 8 14 11 18 18 18
0,667 1,287 7,307 0,531 0,3057 0,993 0,39 6,94 2,631 3,973 1,092 3,009 0,373 1,187 9,395
P. Confin (MPa) T. Normal (MPa)
0,021 0,021
275 289 275 _ 789 *387 503 356 *395 240 197 228 609 479 1164
0,021 0,041
262 258 228 822 715 404 328 *315 *345 177 165 189 656 493 656
0,021 0,062
233 211 188 575 683 370 250 *259 244 135 133 133 629 478 460
0,034 0,034
346 337 367 *1991 859 515 483 *458 *420 264 248 281 833 672 963
0,034 0,069
245 233 191 643 700 405 256 262 248 138 133 147 641 547 434
0,034 0,103
221 200 171 487 629 339 171 190 192 67 117 84 588 444 281
0,051 0,051
310 349 279 1061 844 531 447 337 332 200 179 229 523 709 596
0,051 0,103
247 230 203 572 640 380 220 227 215 97 127 113 615 501 325
0,051 0,155
236 224 196 436 567 299 158 183 178 100 82 534 371 229
0,069 0,069
298 304 287 876 752 538 377 333 321 185 202 685 613 524
0,069 0,137
260 258 237 520 604 339 214 213 213 126 121 568 433 279
0,069 0,206
254 260 232 432 531 285 166 197 198 102 523 317 217
0,103 0,103
317 326 319 710 697 442 344 328 339 196 672 560 461
0,103 0,206
303 316 291 497 564 325 230 237 240 132 558 351 251
0,103 0,309
310 321 291 419 513 303 136 235 229 532 289 235
0,137 0,137
362 376 360 629 669 446 318 355 339 661 531 440
0,137 0,275
357 375 347 486 548 352 201 277 259 563 330 265
0,137 0,412
356 365 318 405 501 319 _ 235 206 523 281 213
ENSAIOS TRIAXIAIS DINÂMICOS: MÓDULOS DE RESILIÊNCIA - PARAMETROS DE MODELAGEM
M
Ó
DULOS DE RESILIÊNCIA (MPa)
Peso Espec. (g/cm³)
SOLO 01 (714) SOLO 02 (704) SOLO 03 (706)
Umidade(%)
Nº de resultados de MR
Def. Condicionamento (mm)
Modelo solos
granulares
K
1
σ
3
K2
Modelo solos
coesivos
K1σ
d
K2
307
(H - 2,0%) (H -1,0%) (H - 1,0%)S (H) (H)S (H + 0,5%) (H + 1,5%) (H + 2,0%) (H - 2,0%) (H - 2,0%)S (H -1,0%) (H) (H)S (H + 0,5%) (H + 1,5%) (H + 1,5%)S
16,0 17,2 X 18,3 X 18,5 19,5 19,9 6,8 X 7,8 8,8 X 9,5 10,6 X
17,22 17,6 X 17,91 X 17,87 17,68 17,64 19,32 X 19,81 20,07 X 20,01 19,83 X
K1
296,1 87,8 11 45,6 18,8 30,4 12,2 17,4 502,3 794,3 575,6 553,8 296 789,9 735,3 40,9
K2
-0,1865 -0,4917 -0,6853 -0,6413 -0,5292 -0,7427 -0,7459 -0,5777 0,1322 0,406 0,1958 0,2 0,0707 0,3579 0,3535 -0,3845
R²
0,188 0,4536 0,111 0,4983 0,155 0,5616 0,2071 0,1103 0,2621 0,1284 0,4317 0,4819 0,0417 0,8664 0,7681 0,0428
K1
264,7 109,5 2,8 55,6 8,7 45,1 6,3 5,8 347,3 41,3 370 360,6 189,4 433,5 386,8 11,2
K2
-0,2853 -0,5237 -1,2769 -0,7121 -0,9187 -0,7654 -1,1421 -1,059 0,004 -0,461 0,0522 0,0632 -0,1029 0,1871 0,1628 -0,8787
R²
0,6667 0,7802 0,829 0,8573 0,8399 0,9041 0,8729 0,7975 0,0004 0,5488 0,0464 0,0729 0,123 0,359 0,247 0,5088
18 18 8 17 11 18 11 8 18 5 18 18 17 18 18 7
0,812 1,271 1,945 0,325 1,194 1,205 1,269 1,871 0,822 0,238 0,991 1,066 0,255 0,993 6,397 1,901
P. Confin (MPa) T. Normal (MPa)
0,021 0,021
*583 *471 243 *498 204 *512 338 227 339 211 328 313 *233 225 217 205
0,021 0,041
534 *500 187 *499 159 *481 240 177 320 179 293 269 228 200 204 203
0,021 0,062
486 445 103 448 109 423 158 120 288 120 253 239 203 185 161 179
0,034 0,034
833 *642 259 *585 236 *634 344 250 *428 263 393 364 296 282 *308 274
0,034 0,069
565 492 97 461 103 416 152 120 299 154 269 258 226 220 197 188
0,034 0,103
476 415 35 347 54 298 58 47 259 237 231 200 212 185 39
0,051 0,051
796 687 206 572 195 454 270 210 429 398 374 328 314 280 170
0,051 0,103
526 459 45 344 59 312 67 52 303 274 259 242 247 229
0,051 0,155
421 337 203 44 189 48 271 257 251 198 243 227
0,069 0,069
778 514 456 150 411 196 391 348 328 335 334 319
0,069 0,137
480 372 241 55 231 63 306 301 285 239 275 271
0,069 0,206
391 250 139 117 299 297 289 182 278 261
0,103 0,103
589 434 327 312 402 386 366 299 352 349
0,103 0,206
415 254 150 126 350 360 346 263 338 326
0,103 0,309
348 157 97 93 354 *362 *355 *149 356 317
0,137 0,137
537 355 267 261 434 436 403 298 403 382
0,137 0,275
379 171 119 101 *406 *421 *401 270 408 383
0,137 0,412
299 128 85 *401 *412 *390 392 357
MÓDULOS DE RESILIÊNCIA (MPa)
Peso Espec. (g/cm³)
SOLO 04 (703)
Modelo solos
coesivos
K1σ
d
K2
Nº de resultados de MR
Def. Condicionamento (mm)
Modelo solos
granulares
K
1
σ
3
K2
ENSAIOS TRIAXIAIS DINÂMICOS: MÓDULOS DE RESILIÊNCIA - COEFICIENTES DE MODELAGEM
SOLO 05 (712)
Umidade(%)
308
(H - 2,0%) (H) (H +2,0%) (H - 1,5%) (H -1,0%) (H) (H)S (H + 0,5%) (H + 1,0%) (H + 1,5%) (H - 2,5%) (H - 2,0%) (H - 1,0%) (H ) (H +0,5%) (H +1,0%) (H + 2,0%)
8,1 10,2 11,8 9,8 10,2 11,3 11,8 12,4 12,9 6,4 7,3 8,4 9,5 9,9 10,2 11,4
19,66 20,62 19,97 18,63 19,1 20,02 19,82 19,5 19,07 19,2 19,83 20,56 20,81 20,72 20,64 20,1
K1
324,7 250,9 276,4 482,1 336,3 252,7 225,4 121,7 199,7 189,3 527,5 480,3 690,9 472,9 479,3 550 363,6
K2
0,0428 0,02 0,1109 -0,0835 -0,1987 -0,1841 -0,0813 -0,215 -0,1327 -0,1479 0,123 0,1062 0,3245 0,1439 0,1819 0,2777 0,1606
R²
0,0248 0,0026 0,0911 0,0397 0,3059 0,1972 0,0334 0,0855 0,099 0,1126 0,3175 0,1632 0,7604 0,2248 0,2883 0,6346 0,156
K1
244,5 178,7 178,1 352,9 330,7 223,9 164 69,2 160,6 152,1 377,5 336 379,2 301 289,2 319,2 203,5
K2
-0,0714 -0,1249 -0,0542 -0,2434 -0,2586 -0,2861 -0,2435 -0,4862 -0,2642 0,2835 0,0076 -0,0237 0,145 -0,0178 0,0066 0,1106 -0,0536
R²
0,1048 0,1533 0,033 0,5118 0,7855 0,7219 0,4539 0,664 0,5944 0,627 0,0019 0,0123 0,2302 0,0052 0,0006 0,1526 0,0263
18 18 18 18 18 18 18 14 18 18 18 18 18 18 18 18 18
0,633 2,643 9,587 0,665 0,202 1,805 0,381 0,908 3,591 8,569 0,622 0,881 1,612 0,989 1,118 3,835 3,077
P. Confin (MPa) T. Normal (MPa)
0,021 0,021
303 343 280 822 707 550 *309 323 413 454 327 349 228 352 *322 *253 232
0,021 0,041
296 265 219 594 670 501 292 287 356 394 318 331 208 278 *256 *215 194
0,021 0,062
254 196 148 537 647 470 250 238 300 277 306 296 184 228 210 167 168
0,034 0,034
397 415 263 1002 857 686 500 436 470 413 413 *457 288 372 *376 *255 *335
0,034 0,069
267 206 159 606 675 474 283 269 320 287 360 326 210 271 235 195 208
0,034 0,103
226 158 139 485 599 371 235 175 219 214 315 270 197 226 190 176 153
0,051 0,051
404 274 238 908 846 615 475 410 382 404 461 *475 315 414 299 243 *351
0,051 0,103
257 180 155 557 614 414 279 204 256 254 355 321 *226 275 236 208 201
0,051 0,155
220 166 147 468 495 310 210 119 204 199 318 280 223 261 213 203 153
0,069 0,069
307 250 219 932 727 605 395 308 369 390 479 399 323 401 341 271 302
0,069 0,137
244 190 163 544 561 375 259 178 243 238 353 310 262 282 265 236 215
0,069 0,206
232 187 166 466 461 299 210 125 200 211 325 298 262 254 244 229 174
0,103 0,103
321 272 250 807 688 499 383 311 370 365 435 413 347 377 374 326 303
0,103 0,206
271 233 210 532 516 351 269 176 246 254 375 352 324 315 321 297 236
0,103 0,309
275 231 210 461 409 296 205 227 229 365 349 322 315 296 294 207
0,137 0,137
355 308 287 763 646 506 352 394 379 452 449 396 406 393 369 320
0,137 0,275
315 274 243 519 471 354 257 275 261 406 406 385 372 355 346 *282
0,137 0,412
308 255 226 430 368 295 173 204 186 382 391 356 347 321 303 242
ENSAIOS TRIAXIAIS DIN
Â
MICOS: M
Ó
DULOS DE RESILI
Ê
NCIA - COEFICIENTES DE MODELAGEM
SOLO 08 (710)
Nº de resultados de MR
Modelo solos
granulares
K
1
σ
3
K2
Modelo solos
coesivos
K1σ
d
K2
Umidade(%)
Peso Espec. (g/cm³)
MÓDULOS DE RESILIÊNCIA (MPa)
Def. Condicionamento (mm)
SOLO 06 (715) SOLO 07 (707)
309
(H -1,5%) (H - 1,0%) (H - 1,0%)S (H) (H )S (H +1,5%) (H - 3,5%) (H - 3,5%)S (H - 3,0%) (H -1,0%) (H - 1,0%)S H (H +0,5%) (H + 1,0%) (H + 2,0%) (H +4,0%)
11,7 12,1 13,5 14,8 19,4 19,8 21,9 22,8 23,5 24,1 24,9 27,3
18,64 18,87 19,31 18,62 15,21 15,45 16,17 16,45 16,37 16,26 16,02 15,22
K1
343 292 67,2 113,5 203,5 147,9 195,5 386,1 207,1 135,2 44,4 122,1 35,8 29,7 115,4
K2
-0,0804 -0,0882 -0,2526 -0,3738 -0,0026 -0,1272 -0,2349 0,3109 -0,1765 -0,3379 -0,2284 -0,3768 -0,6248 -0,6218 0,0288
R²
0,0606 0,0614 0,0582 0,4146 0 0,0575 0,4508 0,0556 0,2157 0,4093 0,0321 0,4052 0,5371 0,5199 0,0003
K1
286,7 241,4 25,4 120,3 104,2 96,8 211,9 19,9 189,3 148,4 10,5 131,6 47 37,9 9,7
K2
-0,1809 -0,1955 -0,6619 -0,4467 -0,2981 -0,339 -0,2615 -0,5741 -0,2628 -0,3858 -0,7609 -0,4434 -0,67 -0,6787 -0,8109
R²
0,4656 0,4575 0,7184 0,8976 0,3895 0,5703 0,8468 0,6283 0,7254 0,8055 0,7652 0,8507 0,9366 0,9389 0,5631
18 18 11 18 14 17 18 5 18 18 8 18 18 18 17 8
1,11 1,61 2,280 1,714 0,461 0,583 0,426 6,121 0,802 0,514 1,589 0,928 2,137 4,334 2,008 8,236
P. Confin (MPa) T. Normal (MPa)
0,021 0,021
*446 380 236 564 239 326 456 152 494 *441 147 519 447 471 337 135
0,021 0,041
429 376 199 476 221 271 460 120 394 449 116 466 396 345 289 126
0,021 0,062
413 355 142 422 181 212 427 86 335 416 81 413 309 262 207 64
0,034 0,034
538 485 277 627 306 387 542 198 609 585 173 652 495 341 314 290
0,034 0,069
450 409 159 411 197 210 467 92 351 427 83 426 319 245 221 78
0,034 0,103
408 366 78 293 161 150 417 298 371 48 348 230 171 136 52
0,051 0,051
616 532 273 459 306 *278 520 509 572 154 605 358 301 277 173
0,051 0,103
470 413 102 326 187 166 388 321 396 57 384 237 187 160 64
0,051 0,155
384 330 76 231 129 137 323 265 310 311 136 101 88
0,069 0,069
567 502 210 441 267 307 482 395 527 504 318 268 236
0,069 0,137
440 380 111 274 173 172 352 293 349 350 170 128 106
0,069 0,206
351 292 210 122 146 302 255 263 266 109 88 82
0,103 0,103
560 495 399 273 295 407 373 405 430 262 210 198
0,103 0,206
388 335 245 222 179 315 285 274 280 123 99 93
0,103 0,309
313 263 208 140 277 267 210 199 98 85 82
0,137 0,137
528 482 367 294 382 365 353 373 215 188 173
0,137 0,275
357 306 242 174 297 292 223 218 110 92 90
0,137 0,412
277 232 163 245 270 170 151 86 80
ENSAIOS TRIAXIAIS DIN
Â
MICOS: M
Ó
DULOS DE RESILI
Ê
NCIA - COEFICIENTES DE MODELAGEM
Def. Condicionamento (mm)
Nº de resultados de MR
Modelo solos
coesivos K1σ
d
K2
SOLO 10 (716)
Umidade(%)
Modelo solos
granulares
K
1
σ
3
K2
Peso Espec. (g/cm³)
M
Ó
DULOS DE RESILI
Ê
NCIA (MPa)
SOLO 09 (708)
310
(H - 2,0%) (H -1,0%) (H) (H +2,0%) (H + 3,0%) (H - 2,0%) (H -1,0%) (H - 1,0%)S (H) (H)S (H + 1,0%) (H + 1,0%)S (H + 2,0%)
11,4 12,9 13,5 15,9 17 6,4 7,4 8,5 9,5 10,4
17,48 17,75 17,96 17,21 16,82 19,87 20,42 20,86 20,68 20,21
K1
529,9 611,8 602,4 459,6 737,1 538,9 582,8 82,5 603,3 412,6 523,8 168,6
K2
0,1351 0,2227 0,2198 0,0707 0,3601 0,1345 0,2054 -0,1357 0,2443 0,106 0,217 -0,1223
R²
0,1743 0,4258 0,298 0,0343 0,5751 0,1724 0,5036 0,0164 0,5782 0,138 0,4991 0,0373
K1
351,9 377,6 358,3 280,2 369,4 351,5 367 24,1 367,5 280,7 327,5 89,3
K2
-0,0096 0,0681 0,0482 -0,1256 0,1497 -0,019 0,0551 -0,5809 0,0897 -0,0362 0,0667 -0,4011
R²
0,0013 0,0604 0,0217 0,1239 0,1508 0,0052 0,055 0,6459 0,1181 0,0245 0,0714 0,6088
18 18 18 18 18 18 18 8 18 18 18 14 14
1,029 1,569 1,531 4,647 8,864 0,959 0,000 1,233 0,883 0,127 3,910 1,807 1,920
P. Confin (MPa) T. Normal (MPa)
0,021 0,021
417 332 493 323 420 309 168 274 322 274 152 381
0,021 0,041
364 306 254 427 205 338 280 140 258 288 242 128 280
0,021 0,062
291 230 220 293 157 279 238 122 222 251 213 118 226
0,034 0,034
462 382 355 610 251 *510 369 221 339 *405 333 215 429
0,034 0,069
307 255 243 335 180 310 275 134 250 271 235 155 238
0,034 0,103
253 234 217 254 168 260 242 66 213 226 198 124 156
0,051 0,051
411 382 349 461 271 479 387 186 354 *395 332 241 382
0,051 0,103
293 258 250 299 196 302 282 88 243 254 233 145 211
0,051 0,155
261 253 246 267 202 275 261 237 237 225 120 141
0,069 0,069
392 327 330 432 295 397 384 328 360 295 209 300
0,069 0,137
296 279 282 309 240 314 298 275 *262 259 173 207
0,069 0,206
293 286 286 302 244 313 289 277 252 256 144 157
0,103 0,103
438 377 377 445 350 426 386 364 368 341 244 305
0,103 0,206
357 349 357 364 316 382 345 339 321 323 201 229
0,103 0,309
385 378 381 377 348 379 349 *345 301 *314
0,137 0,137
487 470 458 501 416 472 434 415 381 382
0,137 0,275
445 445 440 438 397 *452 408 *398 354 *365
0,137 0,412
459 421 438 426 397 *436 394 *383 327 *346
Peso Espec. (g/cm³)
ENSAIOS TRIAXIAIS DIN
Â
MICOS: MODELOS DE RESILI
Ê
NCIA - COEFICIENTES DE MODELAGEM
Def. Condicionamento (mm)
SOLO 12 (709)
M
Ó
DULOS DE RESILI
Ê
NCIA (MPa)
SOLO11 (702)
Umidade(%)
Nº de resultados de MR
Modelo solos
granulares
K
1
σ
3
K2
Modelo solos
coesivos K1σ
d
K2
311
(H -4,0%) (H -3,0%) (H - 2,0%) (H - 1,5%) (H - 1,5 %)S (H - 1,0%) (H) (H )S (H +0,5%) (H + 1,0%) (H + 3,0%) (H - 2,5%) (H - 2,5%)S (H - 2,0%) (H - 2,0%)S (H -1,0%) (H - 1,0%)S (H - 0,5%) (H) (H)S (H + 0,5%) (H + 0,5%)S (H + 1,5%)
14 14,9 16 16,6 17,2 18,1 18,5 19,1 21,1 11,9 12,6 13,3 13,9 14,3 14,9
16,23 16,58 16,93 17,12 17,34 17,58 17,52 17,47 17,01 16,85 17,62 18,11 18,47 18,82 18,74
K1
605,3 328,8 363,8 210,9 79,4 198,4 169,9 376,1 178,5 49,4 34,4 468 386,4 317,8 331,1 60,2 344,5 149,7 82,8 58,2 95,9
K2
-0,0205 -0,1811 -0,1149 -0,3299 -0,0719 -0,2905 -0,3065 0,2668 -0,2621 -0,5923 -0,5342 -0,0865 0,2318 -0,2202 -0,1309 -0,1998 -0,0643 -0,2484 -0,4885 -0,2318 -0,3618
R²
0,0024 0,3444 0,0874 0,4294 0,0055 0,436 0,3982 0,3036 0,2457 0,5093 0,3819 0,0297 0,0373 0,3266 0,1221 0,0334 0,041 0,2808 0,4638 0,1594 0,3872
K1
407,8 326,2 316,4 226 23,7 211,2 177,3 147,4 178,5 61,9 31,3 319,9 29,3 319 283,9 17 277,4 142,9 93,6 46,1 98,8
K2
-0,2005 -0,2326 -0,2068 -0,3865 -0,5668 -0,3396 -0,3686 -0,0446 -0,3312 -0,6488 -0,697 -0,2776 -0,5435 -0,2767 -0,2334 -0,6678 -0,1771 -0,3346 -0,5633 -0,384 -0,444
R²
0,3407 0,8609 0,4297 0,8935 0,5155 0,9032 0,8731 0,0129 0,5949 0,9265 0,9172 0,4629 0,684 0,7819 0,588 0,802 0,4706 0,772 0,935 0,738 0,8839
18 18 18 18 14 18 18 14 18 18 16 18 5 18 18 8 18 18 18 15 18
0,610 0,507 0,587 0,523 2,316 0,530 0,86 0,688 0,565 3,357 9,343 0,358 5,858 0,229 0,922 1,242 1,149 2,307 3,886 0,874 9,283
P. Confin (MPa) T. Normal (MPa)
0,021 0,021
739 718 *479 799 179 733 781 152 *389 *527 363 989 205 689 134 *519 181 446 *378 186 719 183 460
0,021 0,041
606 641 *496 664 119 573 539 128 *410 455 330 639 161 705 102 537 134 428 377 156 545 147 390
0,021 0,062
525 582 479 606 67 502 445 118 402 389 200 491 119 641 80 464 100 389 335 131 442 116 352
0,034 0,034
1045 804 *657 960 214 813 717 235 543 595 331 *1200 249 910 136 806 199 567 480 213 741 196 435
0,034 0,069
613 596 541 643 77 523 446 155 465 389 227 525 125 681 87 517 107 411 364 131 429 118 322
0,034 0,103
495 521 491 543 56 420 355 124 420 277 132 425 589 48 426 64 364 297 105 292 97 243
0,051 0,051
1035 755 784 857 205 677 606 241 610 520 256 942 891 139 721 168 611 485 202 495 181 404
0,051 0,103
561 530 589 561 71 438 381 145 447 288 153 491 609 62 472 79 403 313 116 322 101 270
0,051 0,155
483 473 479 452 54 356 299 120 361 184 89 404 517 383 347 239 85 225 73 187
0,069 0,069
1060 617 724 695 191 530 538 209 *611 397 256 773 821 690 504 403 160 470 146 383
0,069 0,137
573 503 538 499 69 385 322 123 400 224 115 489 547 420 399 278 102 271 87 234
0,069 0,206
495 449 431 400 56 331 286 144 297 138 84 437 464 366 342 209 88 192 77 170
0,103 0,103
828 607 636 618 159 465 404 244 474 321 200 767 653 552 521 371 167 396 156 342
0,103 0,206
567 474 456 415 73 355 308 201 306 159 94 529 490 402 384 240 105 218 93 195
0,103 0,309
509 424 354 338 323 293 211 120 73 468 415 367 327 195 95 187 85 156
0,137 0,137
809 591 569 549 447 394 406 277 140 815 611 537 522 361 *193 368 314
0,137 0,275
579 453 386 366 351 318 236 139 563 457 401 370 229 116 212 189
0,137 0,412
486 392 276 284 313 297 171 111 446 370 346 274 168 155 139
MÓDULOS DE RESILIÊNCIA (MPa)
Def. Condicionamento (mm)
SOLO 13 (717) SOLO 14 (713)
Umidade(%)
Nº de resultados de MR
Modelo solos
granulares
K
1
σ
3
K2
Modelo solos
coesivos K1σ
d
K2
Peso Espec. (g/cm³)
ENSAIOS TRIAXIAIS DIN
Â
MICOS: M
Ó
DULOS DE RESILI
Ê
NCIA - COEFICIENTES DE MODELAGEM
312
(H - 2,0%) (H - 2,0%)S (H -1,0%) (H) (H + 0,5%) (H + 1,0%) (H + 1,0%)S (H + 1,5%) (H - 2,5%) (H - 2,5%)S (H - 2,0%) (H -1,0%) (H - 1,0%)S (H) (H)S (H + 0,5%) (H + 0,5%)S (H + 1,0%) (H + 1,5%) (H +2,0%)
10,4 11,5 12,7 13,2 13,6 14 8,1 9,2 10,2 11,4 11,8 12,1 12,4 12,9
17,81 18,26 19,53 19,41 19,26 19,08 18,44 19,31 19,8 20,07 19,87 19,7 19,51 19,33
K1
343,9 70,9 331 98,5 182,3 169,5 33,4 152,2 520 147,2 377,3 419,6 309,6 412,9 330,4 143,8 85,9 319,4 191,9 94,1
K2
-0,2086 -0,1857 -0,0847 -0,4911 -0,2174 -0,2113 -0,4396 -0,1964 0,0765 0,013 0,041 0,1173 0,1544 0,1531 0,2327 -0,1742 -0,4267 0,1144 0,0558 0,1181
R²
0,2961 0,0375 0,12 0,4613 0,2173 0,2253 0,2586 0,1694 0,1038 0,0001 0,0261 0,1772 0,1837 0,2056 0,2727 0,462 0,1084 0,0938 0,0077 0,0102
K1
331,3 25,2 298,4 111,5 162 151,7 27,4 128,9 375,6 18 288,7 280,6 179,6 256,5 167,1 65,6 26,8 203,9 75,3 19,7
K2
-0,2803 -0,5729 -0,1528 -0,5659 -0,3268 -0,3163 -0,6011 -0,3216 -0,0471 -0,7029 -0,0666 -0,0297 -0,0457 -0,017 -0,0073 0,5233 -1,0136 -0,0539 -0,3019 -0,6738
R²
0,8105 0,7685 0,5926 0,2987 0,7445 0,7652 0,8694 0,6888 0,0597 0,4808 0,1046 0,0172 0,0245 0,0038 0,0004 0,6328 0,7547 0,0316 0,3426 0,7152
18 8 18181818111818 8 181818181814141814 8
0,484 1,655 0,596 3,023 3,023 3,248 0,924 7,842 0,571 2,561 0,732 0,921 0,381 4,226 0,946 1,335 0,820 7,922 3,017 4,706
P. Confin (MPa) T. Normal (MPa)
0,021 0,021
815 185 479 806 447 435 212 360 402 203 322 301 209 290 171 456 *307 221 201
0,021 0,041
743 154 468 603 417 389 183 344 379 157 333 269 175 255 140 315 730 *236 179 163
0,021 0,062
637 119 419 500 367 335 147 288 356 125 307 242 139 200 114 224 281 185 124 113
0,034 0,034
972 205 556 894 558 492 247 473 510 224 *440 353 258 354 *240 456 1448 *334 272 261
0,034 0,069
677 126 429 520 379 341 139 298 388 135 325 273 165 216 132 234 283 185 136 117
0,034 0,103
569 73 379 386 302 264 110 218 350 41 279 235 139 187 111 126 169 149 94 69
0,051 0,051
954 180 570 762 531 489 204 374 528 233 *458 408 270 354 *259 429 621 246 234 199
0,051 0,103
641 95 403 393 334 302 117 250 397 134 309 271 182 222 145 185 210 176 134 104
0,051 0,155
509 345 272 243 225 70 182 351 259 233 153 194 115 131 141 161 100
0,069 0,069
847 536 547 491 394 143 365 557 *434 404 275 307 206 340 399 260 233
0,069 0,137
551 380 322 301 266 84 224 388 289 274 194 232 158 200 215 197 141
0,069 0,206
482 341 231 224 210 173 358 273 247 170 221 125 145 160 191 116
0,103 0,103
659 443 478 410 368 346 507 363 354 261 324 237 321 353 296 239
0,103 0,206
520 371 258 268 263 207 400 314 294 225 279 189 211 216 242 169
0,103 0,309
451 357 223 225 209 183 387 313 290 164 *276 164 235
0,137 0,137
649 448 398 406 374 346 524 391 387 280 365 260 319
0,137 0,275
490 392 239 259 255 220 425 371 336 231 *328 *224 287
0,137 0,412
419 368 191 220 199 179 403 342 317 190 *304 192 256
Modelo solos
granulares
K
1
σ
3
K2
Modelo solos
coesivos
K1σ
d
K2
ENSAIOS TRIAXIAIS DIN
Â
MICOS: M
Ó
DULOS DE RESILI
Ê
NCIA - COEFICIENTES DE MODELAGEM
SOLO 15 (711) SOLO 16 (705)
Umidade(%)
MÓDULOS DE RESILIÊNCIA (MPa)
Peso Espec. (g/cm³)
Def. Condicionamento (mm)
Nº de resultados de MR
313
ANEXO III
RESULTADO DOS ENSAIOS DOS
MATERIAIS CONSTITUINTES,
DOSAGENS E PARÂMETROS
DOS ENSAIOS MARSHALL, DE
MISTURAS ASFÁLTICAS
PRODUZIDAS EM SERGIPE.
314
MISTURA / ORIGEM / PERÍODO: AAUQ / DER – SE / FEV. 2005
MATERIAL PROCEDÊNCIA
COMPOSIÇ
Ã
O
DA MISTURA
(%em peso)
DENSIDADE
REAL
PÓ DE PEDRA PED. ANHANGUERA 51,2 2,67
AREIA M.M MAT. CONSTUÇÃO 41,9 2,63
CAP 50/60 BRASQU
Í
MIC
A
6,9 1,03
PÓ DE PEDRA AREIA FINA
MIN. MAX.
Nº 4 100,0 100,0 100,0 100,0
Nº 10 78,3 100,0 88,1 85,0 100,0
Nº 40 34,2 78,2 54,0 25,0 100,0
Nº 80 18,8 25,5 21,8 0,0 62,0
Nº 200 7,9 4,8 6,5 0,0 12,0
PENEIRA MISTURA
FAIXA "C" - DNE
R
% QUE PASSA
DER - SE (fev. 2005)
0,0
20,0
40,0
60,0
80,0
100,0
120,0
PENEIRAS (mm)
% QUE PASSA
MISTURA
MIN
MAX
0,074 0,18 0,4
2
2,00 4,8
PARÂMETROS DO ENSAIO MARSHALL
Densidade aparente: 2,230
Vazios: 6,9%
Relação Betume/Vazios: 69,0
Estabilidade: 430 kgf
Fluência: 3,4mm
315
MISTURA / ORIGEM / PERÍODO: CBUQ / DER – SE / DEZ. 2005
MATERIAL PROCEDÊNCIA
COMPOSIÇ
Ã
O DA
MISTURA
(% em peso)
DENSIDADE
REAL
BRITA 3/8" PED. DINÂMICA 28,3 2,68
PÓ DE PEDRA PED. ANHANGUERA 33,1 2,67
AREIA AREIAL VELOTEX 33,1 2,63
CAP 50/60 GRECA DISTRIB. 5,5 1,03
BRITA3/8" PÓ DE PEDRA AREIA FINA
MIN. MAX.
3/4" 100,0 100,0 100,0
1/2" 100,0 85,0 100,0
3/8" 100,0 100,0 75,0 100,0
Nº 4 16,8 100,0 75,0 50,0 85,0
Nº 10 2,0 75,7 100,0 62,1 30,0 75,0
Nº 40 1,4 28,2 76,9 37,2 15,0 40,0
Nº 80 1,1 17,7 24,7 15,2 8,0 30,0
Nº 200 0,7 8,0 6,0 5,1 5,0 10,0
FAIXA "C" - DNER
% QUE PASSA
PENEIRA MISTURA
DER - SE (dez. 2005)
0,0
20,0
40,0
60,0
80,0
100,0
120,0
PENEIRAS (mm)
% QUE PASSA
MISTURA
MIN
MAX
0,07
4
0,1
8
0,42 2,00 4,80 9,5 12,719
,
1
PARÂMETROS DO ENSAIO MARSHALL
Densidade aparente: 2,360
Vazios: 3,4%
Relação Betume/Vazios: 78,6
Estabilidade: 952 kgf
Fluência: 3,5mm
316
MISTURA / ORIGEM / PERÍODO: CBUQ / EMURB-PMA / FEV.2005
MATERIAL PROCEDÊNCIA
COMPOSIÇÃO
DA MISTURA
(% em peso)
DENSIDADE
REAL
BRITA 3/8" PED. RIO DAS PEDRAS 31,0 2,66
PÓ DE PEDRA PED. RIO DAS PEDRAS 30,1 2,72
AREIA JAZIDA ALDEIA 32,9 2,63
CAP 50/60 PETROBRAS 6,0 1,05
BRITA3/8" PÓ DE PEDRA AREIA FINA
MIN. MAX.
3/4" 100,0 100,0 100,0 100,0
1/2" 91,8 97,3 85,0 100,0
3/8" 64,9 100,0 88,4 75,0 100,0
Nº 4 16,6 98,0 100,0 71,8 50,0 85,0
Nº 10 4,6 68,1 99,7 58,2 30,0 75,0
Nº 40 2,0 30,9 68,2 34,4 15,0 40,0
Nº 80 0,9 16,3 23,0 13,6 8,0 30,0
Nº 200 0,4 8,4 7,6 5,5 5,0 10,0
PENEIRA MISTURA
% QUE PASSA
FAIXA "C" - DNER
EMURB (fev. 2005)
0,0
20,0
40,0
60,0
80,0
100,0
120,0
PENEIRAS (mm)
% QUE PASSA
MISTURA
MIN
MAX
0,078
0,18 0,42
2,00
4,80
9,5 12,7 19,1
PARÂMETROS DO ENSAIO MARSHALL
Densidade aparente: 2,340
Vazios: 3,99%
Relação Betume/Vazios: 77,1
Estabilidade: 675 kgf
Fluência: 3,4mm
317
MISTURA / ORIGEM / PERÍODO: CBUQ / EMURB-PMA / DEZ.2005
MATERIAL PROCEDÊNCIA
COMPOSIÇÃO
DA MISTURA (%
em peso)
DENSIDADE
REAL
BRITA 3/8" PED. RIO DAS PEDRAS 31,0 2,66
PÓ DE PEDRA PED. RIO DAS PEDRAS 34,8 2,70
AREIA JAZIDA EDNILSON 28,2 2,63
CAP 50/60 PETROBRAS 6,0 1,05
BRITA3/8" PÓ DE PEDRA AREIA FINA
MIN. MAX.
3/4" 100,0 100,0 100,0 100,0
1/2" 96,1 98,7 85,0 100,0
3/8" 77.9 100,0 92,7 75,0 100,0
Nº 4 9,5 98,0 100,0 69,4 50,0 85,0
Nº 10 0,3 65,0 99,8 54,1 30,0 75,0
Nº 40 0,2 26,7 62,9 28,8 15,0 40,0
Nº 80 0,2 14,7 18,8 11,8 8,0 30,0
Nº 200 0,1 7,4 6,3 4,6 5,0 10,0
PENEIRA MISTURA
FAIXA "C" - DNER
% QUE PASSA
EMURB (dez.2005)
0,0
20,0
40,0
60,0
80,0
100,0
120,0
PENEIRAS (mm)
% QUE PASSA
MISTURA
MIN
MAX
0,074 0,18
0,42
2,00 4,8 9,5
12,719,1
PARÂMETROS DO ENSAIO MARSHALL
Densidade aparente: 2,340
Vazios: 4,03%
Relação Betume/Vazios: 76,9
Estabilidade: 886kgf
Fluência: 3,6mm
318
MISTURA / ORIGEM / PERÍODO: CBUQ / NOVATEC / DEZ.2005
MATERIAL PROCEDÊNCIA
COMPOSIÇÃO DA
MISTURA
(% em peso)
DENSIDADE
REAL
BRITA 5/8" PEDREIRA M M LTD
A
35,8 2,63
PÓ DE PEDRA PEDREIRA M M LTDA 37,7 2,65
AREIA AREIAL CAROBA 20,8 2,60
CAP 50/60 PETROBRAS 5,6 1,03
BRITA5/8" PÓ DE PEDRA AREIA FINA
MIN. MAX.
3/4" 100,0 100,0 100,0 100,0
1/2" 92,0 97,0 85,0 100,0
3/8" 62,4 100,0 85,7 75,0 100,0
Nº 4 9,3 95,2 100,0 63,6 50,0 85,0
Nº 10 3,0 70,6 99,0 51,2 30,0 75,0
Nº 40 1,2 37,6 75,0 32 15,0 40,0
Nº 80 0,9 22,3 33,6 16,7 8,0 30,0
Nº 200 0,9 8,4 8,0 5,3 5,0 10,0
PENEIRA MISTURA
FAIXA "C" - DNIT
% QUE PASSA
NOVATEC (dez. 2005)
0,0
20,0
40,0
60,0
80,0
100,0
120,0
PENEIRAS (mm)
% QUE PASSA
MISTURA
MIN
MAX
0,07 0,1 0,4 2,00 4,8 9,5 12,7 19,1
PARÂMETROS DO ENSAIO MARSHALL
Densidade aparente: 2,328
Vazios: 3,90%
Relação Betume/Vazios: 76,7
Estabilidade: 768kgf
Fluência: 3,6mm
Livros Grátis
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