Campanha experimental

A fim de se obter os resultados da mistura de emulsão ao solo foram realizados seis ensaios de compactação, 18 ensaios de índice de suporte Califórnia e 18 ensaios de penetração dinâmica de cone. No total, foram realizados 42 ensaios com a mistura solo-emulsão, de modo que inicialmente foram feitos apenas os ensaios de compactação e os demais ensaios foram feitos concomitantemente após obtenção da curva de compactação.

(Equação 3.5)

(Equação 3.6)

Ensaio de Compactação

Os ensaios de compactação da mistura solo-emulsão, nos três teores de emulsão adotados nesta pesquisa (3%, 5%, 7%), foram realizados à luz da norma ABNT NBR 7182:2016 (Solo – Ensaio de compactação), com o objetivo de se obter a curva de compactação e a partir dela extrair o teor de umidade ótimo para realização dos demais ensaios.

Os ensaios foram realizados no cilindro grande de compactação, de modo que os corpos de prova eram divididos em 5 camadas e cada camada era compactada por 12 e 55 golpes com soquete grande, para as energias normal e modificada, respectivamente.

Souza (2019) adotou o uso o do cilindro grande, em função dos ensaios de CBR e DCP, para se obter uma curva de compactação mais precisa. Em relação às energias, Souza (2019) optou por expressar os estados máximos e mínimos de compactação e por isso não realizou os ensaios na energia intermediária. O mesmo se aplicou neste trabalho, uma vez que um dos objetivos deste é comparar os resultados da mistura solo-emulsão com os resultados obtidos por Souza (2019) para o solo puro. Então, para se obter uma comparação mais fidedigna, os procedimentos de ensaio foram replicados.

Para cada corpo de prova moldado, ao término da compactação, eram retiradas três amostras do solo, uma do topo, uma do meio e uma da base, as quais eram secas em estufa e a partir delas, determinado o teor de umidade.

Ensaio de Índice de Suporte Califórnia

Baseado na norma ABNT NBR 9895:2016 (Solo – Índice de suporte Califórnia (ISC) - Método de ensaio), o ensaio de Índice de Suporte Califórnia foi realizado em prensa manual em duas energias de compactação (Normal e Modificada), na umidade ótima de compactação e em três condições: rompimento logo após moldagem sem imersão (ensaio sem cura e sem imersão), rompimento após imersão de 96 horas (ensaio sem cura e com imersão) e rompimento após 7 dias de cura mais imersão de 96 horas (ensaio com cura de 7 dias e com imersão).

Inicialmente, também foi programado realizar ensaios após cura de 28 dias mais imersão de 96 horas, de modo que fosse possível avaliar apenas o efeito do tempo de cura na estabilização do solo. Entretanto, essa opção foi descartada em função da falta de cilindros de

compactação no laboratório, pois durante o processo de cura os cilindros são utilizados constantemente, sem que seja possível o uso deles para qualquer outro fim.

As energias de compactação adotadas foram as mesmas do ensaio de compactação a fim de se comparar os resultados obtidos com os resultados do solo puro obtidos por Souza (2019). Pelo mesmo motivo, escolheu-se realizar ensaios com e sem imersão.

Entretanto, os ensaios foram realizados apenas no teor de umidade ótimo, pois a variação da massa específica seca com o aumento do teor de umidade da mistura solo-emulsão é muito pequena. Além disso, a mistura solo-solo-emulsão apresentou baixas resistências, de modo que a escolha pela realização do ensaio de CBR apenas no teor de umidade ótimo se deu por ser nessa umidade que a mistura apresentou melhor comportamento mecânico.

Para o estudo da correlação entre CBR e DCP, adotou-se a metodologia utilizada por Souza (2019) também, na qual em um mesmo cilindro realizava-se o CBR e em seguida o DCP, na face oposta. Os ensaios foram realizados em trios, isto é, para cada teor de emulsão adotado nessa pesquisa, foi realizado um ensaio sem imersão, um ensaio com imersão e um ensaio com cura mais imersão.

É importante ressaltar que durante todos os ensaios realizados, os procedimentos foram feitos pelos mesmos operadores, de modo que o um operador era responsável por girar a manivela a uma velocidade constante de 1,27 mm/min e realizar as leituras de deslocamento vertical, enquanto o outro operador era responsável pelas leituras de força no anel dinamométrico. Com isso, tinha-se o objetivo de reduzir os erros em função do procedimento do ensaio.

Ensaio de Penetração Dinâmica de Cone

Por não haver norma brasileira para o ensaio de penetração dinâmica de cone, este foi realizado com base na norma norte americana D-6951:2018 (Standard test method for use of

the dynamic cone penetrometer in shallow pavement applications) da ASTM. Realizado logo

após o ensaio de CBR, no mesmo corpo de prova, o ensaio de DCP foi realizado nas mesmas condições do ensaio de CBR: sem cura e sem imersão, sem cura e com imersão e com cura de 7 dias e com imersão.

Com o objetivo de minimizar os erros de operação, todos os ensaios foram realizados pelos mesmos operadores nas mesmas funções, de modo que um sustentava a haste na vertical e o outro erguia o martelo até o topo da haste superior para cada golpe e realizava as leituras de penetração da ponteira.

A partir da metodologia de Souza (2019), adotou-se o uso de um disco de madeira de 5,0 cm de diâmetro e 1,3 cm de altura para preencher o orifício do ensaio de CBR, com o objetivo de proteger a ponta do penetrômetro dinâmico de cone além de evitar o desprendimento do material à medida que fossem realizados os golpes. Depois de se colocar o disco de madeira, virava-se o corpo de prova e este era posicionado em cima do disco espaçador utilizado para compactação para então realizar o ensaio. O preparo do ensaio de acordo com esta metodologia pode ser visto na Figura 3.4.

Figura 3.4. Orifício produzido pelo CBR (a). Preenchimento do orifício com disco de madeira (b). Face oposta do corpo de prova para realizar o DCP após

posicionamento do disco espaçador (c). Realização do ensaio (d).

Fonte: Autor (2020).

De acordo com Alves (2002), a primeira leitura de penetração do DCP é sempre desconsiderada, pois não há um total contato entre a ponteira do equipamento e o solo, de modo que no primeiro golpe a resistência imposta pelo solo não seria representativa. Entretanto, este procedimento não foi adotado nesta pesquisa, haja vista a baixa resistência da mistura solo-emulsão. O peso próprio do equipamento já era suficiente para que este penetrasse alguns centímetros e assim quando aplicado o primeiro golpe, a ponteira já se encontrava completamente em contato com o solo.

Carvalho (2005) aponta que as leituras durante a realização do ensaio podem ser realizadas a cada golpe, no caso de solos com baixa resistência, ou podem ser realizadas após

aplicação de uma série de golpes predeterminada, no caso de solos com resistência mais elevada. A mistura solo-emulsão em análise, como dito anteriormente, não apresenta resistência elevada. Logo foi adotada a leitura a cada golpe e foi desprezada a última leitura, caso o equipamento perfurasse toda a camada de solo-emulsão do corpo de prova e atingisse o disco de madeira.