ESTABILIZAÇÃO GRANULOMÉTRICA

A estabilização granulométrica ou mecânica consiste na combinação e manipulação de solos, em proporção adequada, de forma a obter um produto final de estabilidade maior que os solos de origem, e adequado para a aplicação em cada caso particular (VILLIBOR, 1982).

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De acordo com Senço (2001), nessa modalidade de estabilização, em linhas gerais, a distribuição das porções de tamanhos diferentes deve ser tal que os vazios dos grãos maiores sejam preenchidos pelos grãos de tamanhos intermediários, e os vazios desses, sejam preenchidos pelos grãos de pequeno tamanho. O conjunto resultante, de estrutura densa, deve representar um produto de massa específica aparente superior àquela que seria apresentada pelo material original não estabilizado, o que lhe confere maiores resistência e rigidez e menor permeabilidade, além de exigir, em caso do uso de algum aglomerante, como cimento, asfalto, cal e outros, o mínimo consumo desse aglomerante. Ainda segundo Senço (2001), entre as características que um solo estabilizado deve apresentar, ressaltam-se a resistência ao cisalhamento e a resistência à deformação. A condição de resistência ao cisalhamento deve fazer com que o solo, quando sujeito às tensões oriundas da passagem dos veículos, resista, sem se romper, a deformações além de certos limites considerados ainda compatíveis com as necessidades do tráfego.

Quando se iniciou o estudo de estabilização de solos para estradas, considerava-se que o conhecimento dos critérios de granulometria e índices plásticos seriam suficientes devido a uma relação direta entre granulometria e estabilidade, e entre índices plásticos (LL e IP) e a permanência relativa desta estabilidade em função da perda e absorção de água. Portanto, nas especificações correntes, os valores máximos de LL e IP são fixados para uma determinada finalidade (VILLIBOR,1982).

A fixação de valores rígidos para LL e IP parece realmente pouco defensável, pois a influência desses valores sobre o comportamento dos solos depende da quantidade de material que passa na peneira 40 (0,42 mm) e também das condições climáticas que vão prevalecer, não compreendendo que sejam os mesmos valores de LL e IP a adotar tanto em uma região chuvosa como seca (VILLIBOR,1982).

2.6. MÓDULO DE RESILIÊNCIA

A deformação elástica ou recuperável das camadas de pavimentos submetidos a carregamentos repetidos é chamada de deformação resiliente. Segundo Medina (1997), este termo foi proposto por Francis Hveem na década de 50, quando estudou sistematicamente a ocorrência de defeitos nos pavimentos asfálticos construídos no estado da Califórnia (EUA). Hveem concluiu que muitos desses defeitos tinham origem

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no processo de fadiga que sofriam os materiais, causado pela repetição excessiva de pequenas deformações elásticas.

Para a determinação do módulo de resiliência de materiais de pavimentação, têm-se utilizado equipamentos de carga repetida em laboratório. A Figura 2-14 mostra um exemplo de equipamento triaxial de cargas repetidas (BERNUCCI et al, 2008).

Figura 2.6: Exemplo de equipamento de ensaio triaxial de carga repetida (BERNUCCI et al, 2008).

A aplicação de carga é semi-senoidal por se aproximar da forma de carregamento correspondente à passagem de roda. O tempo de duração de aplicação total de carga é de 0,1 segundo e o repouso de 0,9 segundo. São utilizadas diferentes tensões de confinamento σ3, dada por pressão de ar dentro da célula, e tensões solicitantes σ1,

aplicadas por célula de carga. A Figura 2-15(a) mostra de forma esquemática as tensões aplicadas ao corpo-de-prova no carregamento; no repouso, restam apenas as tensões de confinamento, sendo retirada a tensão desvio σd, que é a diferença entre as tensões

principais maior e menor, respectivamente representadas por σ1e σ3.

A Figura 2-15(b) representa os deslocamentos do corpo de prova durante ciclos de repetição de carga. Uma parcela é deslocamento recuperável e a outra é acumulada ou permanente. É desejável que os deslocamentos permanentes sejam de pequena magnitude. Os deslocamentos são medidos por transdutores mecânicos eletromagnéticos (linear variable differential transducers, LVDT), ao longo de uma determinada altura ou espessura (L) do corpo-de-prova.

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Figura 2.7: Tensões aplicadas e deslocamentos no ensaio de carga repetida (BERNUCCI et al, 2008).

Módulo de resiliência (MR) em MPa é o módulo elástico obtido em ensaio triaxial de carga repetida cuja definição é dada pela equação 2-5:

𝑀𝑅 = 𝜎_𝜀𝑑

𝑟

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Onde:

MR: módulo de resiliência; σd: Tensão desvio axial repetida;

εr: Deformação axial resiliente correspondente a um certo número de aplicações de σd.

Pesquisas que contemplam o estudo do comportamento dos solos sob condições de carregamento dinâmico indicam que o módulo de resiliência depende da condição de carregamento, do estado de tensão, da natureza e do estado físico do solo.

Segundo Neto (2004), o MR é usado como entrada de dados para o cálculo de tensões e deformações nos diferentes pontos do pavimento. Ressalta-se que os materiais de pavimentação não são elásticos, sendo o uso da teoria da elasticidade uma aproximação. Apesar de dependente do tempo e da história de tensões, o comportamento de alguns materiais de pavimentação pode ser aproximado como elástico não-linear.

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3. MATERIAIS E MÉTODOS

O desenvolvimento de toda a parte experimental deste trabalho foi realizado no laboratório de Pavimentos do Núcleo de Geotecnia (NUGEO) da Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP) e no laboratório de Geotecnia e Estradas da UFSJ (Campus Alto Paraopeba).

3.1. MATERIAIS

Este programa de pesquisa contemplou o emprego de dois solos provenientes da região de Rio Piracicaba, aqui designados de “solo amarelo” e de “solo vermelho”. Como material alternativo, foi empregado um rejeito seco de mineração, o qual foi fornecido por uma empresa do setor mineral de Minas Gerais. A escolha de solos nessa região visou o emprego dos mesmos com o menor custo de transporte do rejeito. Esses materiais foram misturados em proporções adequadas para proporcionar o melhor comportamento geotécnico possível referente à metodologia do CBR, além de um menor custo, pois foi utilizada a menor quantidade de rejeito possível.

3.2. MÉTODOS

Os solos foram devidamente preparados conforme a norma ABNT NBR 6457/86. A secagem ao ar foi realizada no laboratório de Triagem de solos do NUGEO como mostra a Figura 3.3. O destorroamento foi realizado com o auxílio de um almofariz e uma mão de gral como determinado pela norma anteriormente citada (Figura 3.4).

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Figura 3.2: Destorroamento dos solos.

Após o processo de destorroamento do solo, o mesmo foi repartido para formar as amostras a serem utilizadas nos ensaios de caracterização de acordo com a norma ABNT NBR 6457/86.

3.2.1. ANÁLISE GRANULOMÉTRICA

Para a realização do ensaio de granulometria foi utilizada a norma ABNT NBR 7181/84. O solo preparado de acordo com a norma ABNT NBR 6457/86.

A Figura 3.6 a seguir mostra o procedimento de sedimentação dos solos vermelho e amarelo em execução.

Figura 3.3: Sedimentação dos solos.