Com o intuito de analisar o efeito do tempo de aeração nas misturas de solo com a adição de altos teores de emulsão asfáltica, foram realizados ensaios de compressão triaxial, sem que fossem realizadas as etapas de adensamento e saturação dos corpos de prova, para o tempo de cura de sete dias. Neste caso, duas condições foram avaliadas, na primeira o material era compactado imediatamente após a mistura do solo com a emulsão (MI), e na segunda os corpos de prova só eram compactados após 24 horas da mistura de ambos os materiais (M24), sendo este período o tempo de aeração.
A Figura 4.9 apresenta as curvas de tensão desvio versus deformação axial nos ensaios realizados nas tensões confinantes de 50 kPa, 100 kPa, 200 e 400 kPa, para as misturas MI e M24. Em que para a confecção destes corpos de prova foram utilizados os teores ótimos de emulsão que conduziam às máximas massas específicas aparentes das duas condições, que correspondiam a 16% e 19%, para as misturas MI e M24, respectivamente. Em que ambas as misturas passavam pelo tempo de cura de sete dias, após a sua compactação.
Com base nos resultados mostrados na Figura 4.9 observa-se que a mistura compactada imediatamente após a combinação dos materiais (MI), possui maiores valores de resistência ao cisalhamento e de rigidezes do que a mistura compactada após 24 horas da mistura (M24).
Figura 4.9 - Curvas tensão-deformação das misturas solo-emulsão compactadas imediatamente e após 24 horas da mistura na condição não saturada.
(a) Comparativo - Solo-emulsão - MI e M24 - 50 kPa (b) Comparativo - Solo-emulsão - MI e M24 – 100 kPa
(c) Comparativo - Solo-emulsão - MI e M24 - 200 kPa
Fonte: Elaborado pela autora. (d) Comparativo - Solo-emulsão - MI e M24 - 400 kPa 0
De posse das tensões máximas de cisalhamento para cada tensão de confinamento imposta é possível que sejam elaboradas as envoltórias de Mohr-Coulomb para as misturas solo-emulsão ensaiadas com e sem tempo de aeração, M24 e MI, que são apresentas na Figura 4.10. Em seguida, a Tabela 4.4 apresenta os parâmetros de resistência ao cisalhamento efetivos (coesão e ângulo de atrito) obtidos para as envoltórias apresentadas na Figura 4.10. As envoltórias efetivas para a mistura M24 com seus respectivos círculos de Mohr, além das trajetórias de tensões efetivas estão presentes no Apêndice C.
Figura 4.10 - Envoltória de cisalhamento – Parâmetros efetivos – Misturas solo-emulsão compactadas imediatamente e após 24 horas das misturas, na condição não saturada
Fonte: Elaborado pela autora.
Tabela 4.4 - Parâmetros de resistência ao cisalhamento do solo e das misturas solo-emulsão MI e M24.
Parâmetros de resistência ao cisalhamento c' (kPa) '(º) Solo-emulsão - MI - 07 dias - Não saturado 90,00 25,90 Solo-emulsão – M24 – 07 dias – Não saturado 86,00 20,70
Fonte: Elaborado pela autora.
0 100 200 300 400 500 600 700
0 200 400 600 800 1000 1200 1400
Tensão de cisalhamento (kPa)
Tensão normal (kPa)
Solo-emulsão - Não sat - 07 dias - M24 Solo-emulsão - Não sat - 07 dias - MI
Por meio da Tabela 4.4, observa-se que ambas as misturas, independentemente de o teor de emulsão asfáltica ser superior na mistura M24, possuem valores de intercepto coesivo praticamente semelhantes. No entanto, a mistura que foi exposta ao tempo de aeração (M24) possui um ângulo de atrito inferior ao da condição que foi compactada de imediato (MI).
A partir da Tabela 4.1, apresentada no início do capítulo, observa-se que os valores de massa específica aparente () para a mistura M24 são inferiores aos da mistura MI, tanto após a compactação dos materiais como também após o período de cura. Além destes resultados, notam-se valores de índice de vazios (emist) e porcentagem de vazios em relação aos grãos minerais (VGM) são superiores para a mistura compactada após as 24 horas da junção dos materias (M24).
Nestes casos, a mistura MI também é compactada com a emulsão asfáltica ainda fluida, contribuindo para que esta atinja uma maior massa específica aparente em razão do esforço de compactação aliado à baixa viscosidade do ligante que envolve os grãos permitir um maior intertravamento dos grãos do corpo de prova, aumentando seu ângulo de atrito.
Diferentemente do que ocorre nas misturas M24, em que a massa específica aparente da mistura é menor, em razão da dificuldade de aproximação dos grãos após a ruptura da emulsão asfáltica, pelo aumento da rigidez do filme betuminoso, como observado por Lima (2016).
Simultaneamente, o teor ótimo de emulsão asfáltica para a mistura M24 é maior que o da MI, e esta quantidade superior de asfalto residual ocasiona uma menor massa específica aparente da mistura e um maior volume de vazios após o tempo de aeração e de cura, como mostrados na Tabela 4.1, o que diminui o embricamento entre os grãos de areia, e que consequentemente gera menores valores de ângulo de atrito, e o que possivelmente ocasionará maiores valores de coeficiente de permeabilidade.
Independentemente do tempo de aeração, ambas as misturas se comportam de forma semelhante as misturas apresentadas por Dantas et al. (2020) para baixos níveis de carregamento. Em que a adição de altos teores de emulsão asfáltica proporciona ao solo arenoso um intercepto coesivo, inexistente anteriormente, e a diminuição do intertravamento entre os grãos, em razão da ação ligante do asfalto residual contido na emulsão asfáltica. No entanto, esta diminuição de ângulo de atrito se mostra mais acentuada no caso das misturas M24, em razão da maior quantidade de asfalto residual recobrindo os grãos do solo, diminuindo ainda mais o embricamento entre os grãos.
5 CONCLUSÕES E SUGESTÕES DE PESQUISA
Neste capítulo, são apresentadas as principais conclusões a respeito da pesquisa realizada e sugestões de trabalhos futuros a respeito do tema abordado.
Este trabalho tem por objetivo avaliar o efeito do tempo de cura e do tempo de aeração na resistência à compressão simples e na resistência ao cisalhamento em solos arenosos estabilizados com elevados teores de emulsão asfáltica.
5.1.1 Objetivos específicos
Como objetivos específicos podem ser citados:
f) Estudar a influência na resistência à compressão simples do solo arenoso devido a adição de altos teores de emulsão asfáltica;
g) Estudar a influência na resistência ao cisalhamento do solo devido a adição de altos teores de emulsão asfáltica;
h) Analisar a influência da cura nos parâmetros de resistência a compressão simples;
i) Analisar a influência da cura nos parâmetros de resistência ao cisalhamento em condições saturadas e não saturadas;
j) Verificar o efeito do tempo de aeração nos parâmetros de resistência ao cisalhamento do solo na condição não saturada.