O objetivo principal deste trabalho foi avaliar o desempenho de dois solos tropicais, sendo um laterítico e outro não-laterítico, no seu estado natural e após tratamento com baixos teores de cimento ou cal, quando expostos ao tráfego e ao clima, para empregar como revestimento primário de estradas não pavimentadas. Após o desenvolvimento da pesquisa, chegou-se às seguintes conclusões:
O S-1 coletado na Unicamp e o S-2 coletado em estrada de acesso à Rodovia Dom Pedro foram classificados segundo a metodologia MCT como laterítico argiloso LG’ e não-laterítico argiloso NG’, respetivamente. Segundo a classificação USCS, são respetivamente classificados como silte inorgânico de baixa compressibilidade – ML e silte inorgânico de alta compressibilidade - MH. Através destas classificações, foi possível preliminarmente ter-se a percepção de que o S-2 teria um desempenho inferior ao S-1, uma vez que, além de ser saprolítico, tendo na sua constituição minerais já em estado de decomposição, tem compressibilidade e plasticidade alta, bem como uma argila com qualidade inferior a do S-1.
Os S-1 e S-2 na condição natural (sem aditivo) e compactados na energia normal apresentaram, γdmáx = 1,630 g/cm³ - Wo = 25,4% e γdmáx = 1,579 g/cm³ - Wo =
23,3%, respetivamente. Os ensaios de PMI, CBR/E e RCS realizados nesta condição demostraram que: (i) devido à perda de massa por imersão registrada nos dois solos (37,1% e 49,7%, respetivamente), estes tenderam a se desintegrar quando expostos à chuva mesmo após a compactação, sendo o S-2 mais susceptível a este efeito; (ii) os resultados do ensaio de CBR e E aparentemente demostraram que os solos 1 e 2 têm bom desempenho mecânico. Contudo, além de não atenderem às especificações para CBR de revestimento primário, na condição de 4 horas de imersão apresentaram RCS=0.
Ao se avaliar os parâmetros de compactação (γdmáx e Wo), a realização
deste ensaio com a aplicação de diferentes teores de aditivos demostrou que, com o emprego do cimento, o S-1 teve melhor resposta que o S-2. Não obstante, o S-2 tratado com a cal indicou maior variação dos parâmetros de compactação, mesmo tendo reduzido sua γdmáx e aumentado a Wo. Deste modo, a densidade seca máxima
- γdmáx é um parâmetro importante quando se faz o emprego de aditivos químicos em
misturas de solo com cimento ou cal. Contudo, a umidade ótima – Wo foi a variável
mais sensível ou determinante na avaliação dos parâmetros de compactação aquando do emprego dos ligantes. Esta sensibilidade do teor de umidade nas misturas tratadas quimicamente foi verificada também nos ensaios de RCS, CBR e Expansão.
Em relação ao ensaio de resistência à compressão simples, com o aumento do teor de cimentou ou cal, aumentou a RCS das amostras, apresentando valores máximos os CP moldados com o teor de umidade próximo ao ótimo. Neste ensaio, o S-1 também apresentou desempenho maior que o S-2, e, para melhorar o S-2, a estabilização mecânica com o aumento da energia de compactação, mostrou-se como solução viável. O ensaio de RCS foi o parâmetro principal para a determinação das dosagens ótimas para os fins deste estudo.
O emprego das dosagens ótimas na altura da realização dos ensaios de resistência à tração por compressão diametral, cisalhamento direto e compressão triaxial, permitiu concluir que: (i) com o aumento do teor do aditivo aumentou os parâmetros de resistência dos três ensaios; (ii) o ensaio de resistência à tração por compressão diametral apresentou maiores ganhos em termos de resistência ao ser comparado com os outros dois; (iii) nos ensaios de cisalhamento direto e compressão triaxial, o S-1 apresentou melhor comportamento mecânico, ou seja, o S-2 mesmo compactado na energia EI, apresentou ângulos de atrito - φ próximos ao S-1 que foi compactado com energia menor (EN), especialmente na condição natural e quando tratado com cimento; (vi) para os dois solos, o tratamento com 4% de cimento, embora sendo com uma dosagem menor, indicou ganhos maiores de ângulo de atrito em relação ao tratamento com 8% de cal. No entanto, para a coesão ocorreu o contrário, uma vez que o tratamento com de 8% de cal indicou ganhos maiores em comparação com o tratamento com 4% de cimento.
Os ensaios de limites de Atterberg indicaram que o S-1 e o S-2 na condição natural são classificados como mediana e altamente plásticos, mas após a realização dos tratamentos químicos usando as dosagens ótimas, verificou-se uma redução considerável do índice de plasticidade, sobretudo com o emprego de 8% de cal.
Relativamente à avaliação da resistência, a erosão dos solos, com a aplicação das dosagens ótimas dos aditivos (4% de cimento e 8% de cal) em ambos solos, as amostras apresentaram perda de massa por imersão igual a zero (PMI=0%),
ou seja, após mais de 24 horas de imersão na água, as amostras mantiveram-se totalmente íntegras, atendendo, deste modo, ao critério de resistência ou susceptibilidade à erosão. Entretanto, o emprego de 2,5% de cimento, já foi suficiente para os dois solos atenderem a este critério (PMI=0%). Nas análises realizadas nas lajes e nos CP cilíndricos expostos ao clima, verificou-se, no geral, que todas as amostras se mantiveram inteiras, mas, em função das suas dimensões e magnitudes, não representaram de forma precisa o desempenho das misturas em campo.
O solo laterítico LG’ (S-1) apresentou desempenho maior que o solo não- laterítico NG’ (S-2) em todos os ensaios, tal como esperado. E o solo NG’ (S-2), além de apresentar baixo desempenho mecânico, não é recomendado para ser usado como revestimento primário, mas as técnicas de estabilização química e mecânica desenvolvidas no presente trabalho viabilizaram o emprego do mesmo, podendo ser aplicada também em países com solo tropical, tal como Angola.
Este estudo provou que, com a aplicação de 4% de cimento, que é considerado baixo teor, é possível melhorar solos lateríticos e não-lateríticos (LG’/S1 e NG’/S2) para fins de revestimento primário de estradas não pavimentadas. Contudo, para a cal, é requerida uma dosagem maior, isto é, 8%, que pode ser justificado pela qualidade ou desempenho do aditivo em si e a resposta dos solos após este tratamento. Logo, o método de dosagem da ABNT, aplicado com base no parâmetro principal da RCS e especificações de revestimento primário de estradas não pavimentadas, mostrou-se viável não somente para o cimento, mas também para cal. Finalmente, o emprego de 4% de cimento ou 8% de cal aos solos laterítico LG’ e não-laterítico NG’, compactados nas energias normal e intermediária, respetivamente, permitiu que as misturas atendessem às especificações brasileiras, para serem empregados como revestimento primário de estradas não pavimentadas.
Sugestões para pesquisas futuras
Aplicar a mesma metodologia e estudar diferentes solos tropicais, de modos a avaliar o seu desempenho e viabilidade técnica para emprego em revestimentos primário de estradas não pavimentadas.
Realizar a análise de tensão-deformação em camadas de solo com os tratamentos definidos nesta pesquisa, usando os resultados dos ensaios de Cisalhamento Direto e Compressão Triaxial, simulando (ELSYM) eixos de cargas e avaliar o desempenho das misturas.
Face à limitação verificada na análise da erodibilidade das misturas e o fato de o presente estudo ter sido apenas desenvolvido em laboratório, é necessário executar um trecho de teste em campo com o emprego destes solos e respetivos tratamentos químicos, possibilitando uma avaliação mais prática, específica e real do seu desempenho.
Uma vez que neste estudo laboratorial foi comprovada a viabilidade técnica das dosagens ótimas, seria bom desenvolver-se um trabalho com o objetivo de avaliar a viabilidade econômica e ambiental, do emprego do cimento e ou cal, em revestimento primário de estradas não pavimentadas.
Ainda para estradas não pavimentadas, e à luz das especificações brasileiras para revestimento primário, desenvolver estudos avaliando a viabilidade técnica, econômica e ambiental do emprego de outros aditivos químicos, resíduos de construção e demolição – RCD, ou outros resíduos sólidos da engenharia.
Conclusões pessoais
Este trabalho foi uma grande oportunidade para inserção no mundo da pesquisa. O mesmo proporcionou grande aprendizado, especialmente sobre metodologia de pesquisa, identificação de problemas e estruturação de soluções através da pesquisa. Permitiu aprender, ainda, não apenas a elaborar artigos, mas graças ao incentivo do orientador da pesquisa, estruturar e realizar os ensaios em laboratório com os técnicos, processar e gerar os resultados, e isso fez um grande diferencial.
Por ser um trabalho com grande aplicação prática e dada a magnitude do problema apresentado (estradas não pavimentadas), possibilitou-nos, através de visitas técnicas e das disciplinas cursadas ao longo do curso, conciliar a teoria à prática desta temática.