Misturas ótimas solo e aditivo – Dosagem pela ABNT (RCS)

Tendo-se definido os teores de aditivo que atendem às especificações construtivas para revestimento primário, foram realizadas 3 repetições nos ensaios de compactação e RCS, com o objetivo de se aferir a precisão os resultados laboratoriais. A Tabela 20 apresenta os resultados destas repetições, bem como um tratamento estatístico básico realizado, incluindo média, desvio padrão e coeficiente de variação.

Portanto, a Tabela 21, apresenta o resumo das misturas ótimas, obtidas com base no método de dosagem da ABNT e a especificação para o revestimento primário do DER-PR (2005). E pode-se verificar que os teores de 4% de cimento ou 8%, para os S-1 ou S-2, nas energias de compactação normal e intermediária, respectivamente, atenderam ao critério da RCS definido neste estudo.

Tabela 21 - Quadro resumo das misturas ótimas do solo e aditivo

Uma vez que o ensaio de RCS representou a condição mais desfavorável em comparação com o ensaio de CBR e PMI, considerou-se que ao se atender este parâmetro, consecutivamente, os demais também seriam. Isto se justifica ainda pelo fato de que os dois solos tratados apenas com 2,5% de cimento na energia normal já atenderam às especificações para valores de CBR, E e PMI, tal como apresentado no item 4.2.2. Portanto, todos ensaios subsequentes, apenas foram realizados com o emprego dos teores ou dosagens ótimas apresentadas na Tabela 21 e os respectivos parâmetros de compactação.

Ensaio Índice de Suporte Califórnia e Expansão – CBR e E do solo e aditivo

O ensaio de CBR tem como finalidade definir a capacidade de suporte dos materiais granulares, e é bastante usado em dimensionamento de estradas pavimentadas e não pavimentadas. A Tabela 22 apresenta os resultados do ensaio de CBR e E, para o S-1 na condição natural, melhorado com cimentou ou cal.

Tabela 22 - Resultados CBR e E - Solo1 e aditivo

Quando se aplicou 4% de cimento ao S-1 na condição natural, o CBR e E média atingiram valores na ordem de 56% e 0,029% respectivamente, ou seja, registrou-se um aumento de 206% no CBR e redução de 82% na E, em ralação ao S- 1 na condição natural. Com o uso da cal, o comportamento foi praticamente o mesmo, pois com a aplicação de 8% de cal ao S-1, o CBR e E média das misturas registrado foi de 78,8% e 0,00%, respectivamente, e, deste modo, o percentual de aumento no valor de CBR foi de 331,1% e o percentual de redução da E foi de 100%. O resultado de CBR médio do S-1 na condição natural (18,3%) é próximo ao de Teixeira (2014).

Para o S-2, os resultados são apresentados na Tabela 23, e na condição natural com energia de compactação Proctor normal, o CBR médio foi de 13,4% e a expansão 0,49%. Com aumento da energia de compactação (EI), o CBR e a E média aumentaram para 20,1% e 0,71%, respetivamente. Em termos percentuais, esse aumento do valor do CBR e E, pode-se traduzir em 50,6% e 45,5%, respetivamente, em relação ao S-2 na energia normal. Sendo que o aumento da E (45,5%) é atípico.

Tabela 23 - Resultados CBR e E – Solo2 e aditivo

O S-2 tratado com 4% de cimento e com a aplicação da EI, o CBR e a E média foi de 57,6% e 0,029%, respectivamente, pois isto indicou um aumento de 186% no valor do CBR, e uma redução na E de 95,9% em comparação com a condição natural. Com a aplicação de 8% de cal no S-2, a mistura atingiu o CBR e E média de 62,9% e 0,0% respetivamente, que, em termos porcentuais, se pode traduzir em um aumento de 212,2% no valor de CBR e redução de 95,9% para a E (Tabela 23).

Em linhas gerais, o emprego do cimentou ou cal aumentou consideravelmente a resistência dos S-1 e S-2 em termos de valores de CBR, tal como

esperado. Estudos realizados por Joel e Agbede (2010), Behak (2011), El-Aziz e Abo- Hashema (2013) e Marcon et al. (2015), empregaram cimento ou cal para tratamento de solos com fins de pavimentação, e o comportamento mecânico em termos de valores de CBR foi similar ao desenvolvido nesta pesquisa. E quanto a expansão – E, a aplicação de cimento ou cal, reduziu significativamente este índice, e estudos publicados obtiveram os mesmos resultados (PUPPALA et al., 2007 e KAWHASHI et

al., 2010).

Embora se tenha incrementado a energia de compactação no S-2, ao analisar a Tabela 24, percebeu-se que não houve grande diferença no desempenho mecânico deste solo, quer seja na condição natural ou aquando da aplicação do cimento ou cal, em comparação ao S-1. E o S-1 tratado com 8% de cal, mesmo na energia normal, apresentou um CBR maior (79%) do que o S-2 compactado na energia intermediária (63%). Portanto, para valores de CBR, os resultados comprovaram que o S-1, que, por sinal, é composto por material laterítico (LG’) apresentou maior resistência à penetração quando comparado com o S-2 (NG’), mesmo quando estabilizado química ou mecanicamente (Figura 39 e 40).

O critério de dosagem para este estudo em termos de valores de CBR e E, foi apresentado na Tabela 8, isto é, CBR ≥ 20% e E ≤ 1%. De acordo com as Figuras 42 e 43, a aplicação de 4% de cimento ou 8% de cal aos solos S-1 ou S-2, propiciou melhorias nos parâmetros de resistência (CBR e E), e as misturas com estas dosagens podem ser usadas como revestimento primário de estradas não pavimentadas, pois atenderam às exigências normativas para esta finalidade.

Figura 39 - Comparativo resultados CBR – Solo1 e Solo2

Figura 40 - Comparativo de resultados E – Solo1 e Solo2

18 56 79 20 58 63 13 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Natural 4% Cimento 8% Cal

C B R ( % ) Tipo de Estabilização Ensaio de CBR Solo1 E.N Solo2 E.I Solo2 E.N CBR≥20% DER-SP (2006a) 0.16 0.03 0.00 0.71 0.03 0.03 0.49 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

Natural 4% Cimento 8% Cal

E -expansão (% ) Tipo de Estabilização Ensaio de Expansão Solo1 E.N Solo2 E.I Solo2 E.N

Ensaio de Perda de Massa por Imersão

Como apresentado no capítulo 2 e 3, o ensaio de perda de massa por imersão – PMI da metodologia MCT, pode ser usado para a avaliação da resistência à erosão de solos ou da sua susceptibilidade à água. Foram realizados ensaios de PMI com os solos 1 e 2, na condição natural, e tratado com os teores de aditivos obtidos pelo método de dosagem (4% de cimento e 8% de cal). Os resultados são apresentados a seguir.

Tabela 25 - Resultados PMI do Solo 1 e aditivo

Através dos resultados apresentados na Tabela 25, o S-1 compactado com a energia normal na condição natural apresentou 37% de PMI, mas quando se adicionou 4% de cimento ou 8% de cal, a PMI registrada foi nula, ou seja, reduziu em 100%. O S-1 na condição natural apresentou Sd e CV altos, pois ao se realizar este ensaio, o processo de perda ou desintegração dos CP não ocorreu de forma uniforme.

Tabela 26 - Resultados PMI do Solo 2 e aditivo

O S-2 sem aditivo, ao ser compactado na energia normal apresentou PMI de 49,33%, mas com o incremento da energia de compactação, isto é, da normal para intermediária, verificou-se uma redução de 97% na PMI, ou seja, nesta condição o S- 2 perdeu apenas 0,74% do seu material.

Na Tabela 26, pode-se verificar que, para a mesma energia de compactação, e adição de 4% de cimento ou 8% de cal ao S-2, ambas misturas apresentaram a PMI nula (PMI=0) e 100% de redução desta variável, pois igualmente ao S-1 tratado com as mesmas dosagens de ligantes, os CP se mantiveram íntegros e não se desintegraram durante e após todo processo de imersão.

Pessoa (2004) e Delgado (2007) desenvolveram seus estudos no Brasil e usaram o ensaio de PMI como base para a avaliação da resistência à erosão, e verificaram que, de facto, o uso de aditivos químicos reduziu consideravelmente a PMI até 0%, tal como foi verificado no presente trabalho.

Tabela 27 - Quadro resumo resultados PMI

Figura 41 – Comparativo de resultados de PMI – Solo1 e Solo2

37.1 0.0 0.0 49.3 0.7 0.0 0.0 0 10 20 30 40 50 60

Solo Natural 4% Cimento 8% Cal

P M I (% ) Tipo de Estabilização

Ensaio de Perda de Massa por Imersão

Solo1 E.N Solo2 E.N Solo2 EI

A Tabela 27 apresenta o resumo deste ensaio para todas as condições, e pode-se verificar que, embora ambos solos sem aditivo tenham apresentado PMI, no S-2, a perda registrada foi maior, pois a coesão e atrito entre partículas é menor.

A perda de massa por imersão – PMI é o último critério técnico de aceitação ou dosagem definido neste estudo. Neste ensaio, as misturas devem apresentar PMI = 0,0%. Portanto, ao se analisar a Tabela 27 e Figura 41, verificou-se que o incremento de 4% de cimento ou 8% de cal, o S-1 ou S-2 atingiram a PMI nula, cumprindo, deste modo, o requisito para que as respectivas misturas sejam aplicadas em revestimento primário de estradas não pavimentadas. A Figura 42 apresenta os percentuais de redução da PMI.

Figura 42 - Variação da PMI – Solo1 e Solo2