ENSAIOS DA METODOLOGIA MCT

Para a determinação dos grupos da classificação MCT, as amostras foram submetidas aos ensaios de compactação mini-MCV e de perda de massa por imersão, conforme os procedimentos estabelecidos pelas normas DNER-ME 258 – Solo: compactação em equipamento miniatura (Brasil, 1994b) e DNER-ME 256 – Solos: compactação em equipamento miniatura – determinação da perda de massa por imersão (Brasil, 1994a).

Os ensaios foram realizados no Laboratório de Pavimentos do CTGA/NUGEO da Universidade Federal de Ouro Preto. Primeiramente procedeu-se a secagem das amostras ao ar e posterior destorroamento, sendo separadas em cinco porções de 500 g cada e homogeneizadas em diferentes teores de umidades, para realização dos ensaios de compactação Mini – MCV, obtendo-se o coeficiente c’ (Figura 4.6 A). Após a aplicação das séries de golpes, os corpos de provas são deslocados para fora do cilindro, de maneira a deixar 10 mm da amostra exposta, e, em seguida foram imersões em água por 24 horas, para a determinação da perda de massa (Figura 4.6 B). Após a realização do ensaio de perda de massa por imersão, os solos eventualmente despendidos são secos em estufa e pesados, obtendo-se assim os coeficientes d’ e e’.

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Figura 4.6 – Ensaios da metodologia MCT: A) ensaio de compactação mini-MCV; B) ensaio de perda de massa por imersão.

4.6.2 Método expedito das pastilhas

Em complemento aos ensaios da Metodologia MCT convencional foram executados ensaios da classificação expedita pelo método das pastilhas. Neste contexto foram utilizados os equipamentos e os procedimentos desenvolvidos e adaptados por Godoy e Bernucci (2002).

As principais mudanças em relação ao originalmente proposto e de suas versões anteriores se referem a modificação no tamanho da pastilha (35 mm de diâmetro e 10 mm de altura), avaliação do comportamento da pastilha sem o anel de confinamento e avaliação da resistência a penetração por diferentes cones, dentre eles o uso de cone de 60º ao invés de agulha de base cilíndrica na moldagem da amostra.

Primeiramente é separada uma porção de cerca de 100 gramas de solo, procedendo sua secagem em estufa com capacidade de 60º C e com sistema de exaustão por 4 horas a fim de reduzir a umidade natural do solo. Em seguida, o material é destorroado e passado na peneira de nº 40 (abertura igual a 0,425 mm), consistindo na porção a ser utilizada no ensaio. A porção separada é pré-umedecida com água destilada e permanece em repouso por cerca de 12 horas.

Após o período de repouso, o material é colocado sobre uma placa de vidro fosco e espatulado de forma intensa e continuamente por cerca de 8 minutos, no intuito de

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desfazer os agregados existentes e homogeneizar o material. Findado este processo, o solo espatulado é colocado no anel de moldagem (35mm x 10mm) e submetido a penetração de um cone de 60º de abertura e 60 gramas de peso. A umidade de moldagem corresponde a condição na qual ocorrer penetração de 5 mm.

Com a determinação da umidade de moldagem, são montadas duas pastilhas nos anéis citados anteriormente, com auxílio de espátula ou dos dedos (Figura 4.7 A). O solo excedente superior é rasado com o auxílio de um fio de nylon muito fino. As pastilhas na umidade de moldagem são pesadas e colocadas em estufa a uma temperatura de 60º, por um período de 6 horas. Com o material restante são confeccionadas duas esferas de, aproximadamente, 17 mm de diâmetro e acondicionadas em capsulas de alumínio, que também são encaminhadas a estufa de 60º por 6 horas (Figura 4.7 B)

Figura 4.7 – Procedimento do método das pastilhas: A) Moldagem das pastilhas nos anéis; B) confecção das esferas; C) Contração diametral após período em estufa; D) Pastilha (sem o anel) colocada em pedra porosa para reabsorção de água. (obs.: A

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Após a secagem, as pastilhas são pesadas e, em seguida determina-se a contração diametral da pastilha com o auxílio de um paquímetro (Figura 4.7 C), realizando 3 leituras igualmente espaçadas ao redor da pastilha, sendo considerado aceitável um desvio de até 0,2 mm entre as leituras. A pastilha seca (sem o anel) é colocada sobre uma placa porosa saturada de água e recoberta por um papel filtro, permanecendo neste ambiente por 3 horas (Figura 4.7 D).

Durante a reabsorção de água é avaliado o tempo de ascensão, ou seja, tempo para umedecimento da amostra. Decorrido o período de 3 horas, é determinado, com auxílio de paquímetro, o inchamento diametral e são feitas observações acerca do aparecimento de trincas e do inchamento (Figura 4.8 A).

Com as pastilhas umedecidas após a reabsorção de água são realizadas as avaliações com cones de 60º de abertura e com pesos de 10 e 30 gramas. Primeiramente, utiliza-se o cone 10 de gramas e anota-se a profundidade de penetração e, em sequência, utiliza-se o mesmo procedimento para o cone de 30 gramas (Figura 4.8 B). Em conjunto, também é calculada a quantidade de água reabsorvida pela pastilha quando colocada na pedra porosa, por meio da determinação da umidade da pastilha após a reabsorção.

Figura 4.8 – Procedimentos do método das pastilhas: A) Determinação do inchamento diametral, com detalhe das trincas existentes; B) Penetração utilizando cone de abertura

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As esferas moldadas são submetidas a dois testes: resistência ao esmagamento e imersão em água. A resistência ao esmagamento é feita de maneira qualitativa, por meio de um dos três esforções seguintes: ruptura entre os dedos polegar e indicador, ruptura entre o polegar e uma superfície rígida, ou não há ruptura. O segundo ensaio consiste na imersão da outra esfera em um recipiente com cerca de 50 ml de água, onde é avaliado o tempo de interação e o produto final. O tempo máximo de interação é de no máximo 2 horas e 30 minutos, enquanto que no produto final são observados a formação de: a) pastas; b) partículas; c) blocos milimétricos ou d) não ocorre alteração. Após a sequência de todos os ensaios descritos é realizada a classificação expedita, de acordo com o guia classificatório (Tabela 2.2).

4.6.3 Critério de erodibilidade MCT (PiM/s)

O critério desenvolvido por Nogami e Villibor (1979) é fundamentado em dois parâmetros: a) a perda de massa por imersão modificada (PiM) da metodologia

convencional e b) o coeficiente de sorção (s) determinação pelo ensaio de infiltrabilidade.

O ensaio de infiltrabilidade visa identificar a velocidade da ascensão capilar em amostras de solo (Bastos, 1999). Neste ensaio, são coletadas amostras indeformadas em anéis biselados de PVC (50 mm de diâmetro e 25 mm de altura), que posteriormente são colocados sobre uma pedra porosa, conectada a uma bureta graduada. A base da amostra coincide com o nível do tubo capilar, de maneira que a entrada de água do solo ocorre unicamente pelo processo de ascensão capilar (Figura 4.9 A). Por meio de régua graduada e cronômetro, são registradas as distâncias percorridas em intervalos de tempo em ordem quadrática (1, 2, 4, 9, 16, 25, 49, etc.), em minutos. A partir da distância percorrida no tubo capilar (em cm) e da raiz quadrada do tempo (min1/2) é possível definir uma curva (distância percorrida x tempo½) que tem comportamento tipicamente bilinear, com forte trecho retilíneo inicial, seguido por estabilização horizontal. O coeficiente de sorção (s) é calculado pela inclinação do trecho retilíneo inicial.

O ensaio de perda de massa por imersão modificado é determinado a partir de amostras indeformadas, coletadas em anéis biselados de PVC (50 mm de diâmetro e 50 mm de altura) que posteriormente são imersos em água para avaliação do potencial de desagregação (Figura 4.9 B).

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Figura 4.9 – Critério de erodibilidade MCT A) Ensaio de infiltrabilidade; B) Ensaio de perda de massa por imersão modificado.

No presente estudo, foram realizados os ensaios de perda de massa modificado e infiltrabilidade em duas condições distintas: em umidade natural e secar ao ar por 72 horas, dessa forma pode-se avaliar a resposta dos solos frente a erosão baseados em diferentes condições iniciais.