RESULTADOS E DISCUSSÕES

7.1 - INTRODUÇÃO

No presente capítulo é apresentado:

a) Os resultados dos ensaios executados; b) O resultado das consultas/pesquisas;

c) Custo/benefício gerado quando da adoção do proctor internormal para dimensionamento de pavimentos flexíveis.

A Tabela 7.1 discrimina os trechos onde foram coletadas as amostras e submetidas aos ensaios citados no capítulo 6.

Tabela 7.1 – Localização dos Trechos Estudados

Rodovia Trecho Região

1 Ligação Limeira do Oeste – Rio São Domingos Triangulo Mineiro 2 MG-190 Entrº BR-262 - Almeida Campos – Entrº LMG-798 Alto Paranaíba

3 Municipal Milho Verde - Serro Jequitinhonha

Os solos pertencentes ao trecho 1, como será demonstrado, apresentaram bons resultados em relação ao acréscimo de energia de compactação. No estudo com os materiais do trecho 2, os resultados já não apresentaram grandes variações com o acréscimo de energia.

Para o trecho 3, os ensaios objetivaram identificar uma região de solos de subleito com características siltosas e expansivas e em outro segmento, neste mesmo trecho, solos finos que possam vir a apresentar bons resultados com o acréscimo de energia. Os quadros apresentados no Anexo I contém os ensaios executados nos três trechos.

7.2 – ENSAIOS DE CARACTERIZAÇÃO

7.2.1 – Análise granulométrica

Neste item são apresentadas as curvas granulométricas de todos os solos ensaiados, trechos 1, 2 e 3.

Figura 7.1 – Curva granulométrica dos solos do trecho 1

Pela composição granulométrica da Figura 7.1, verifica-se que o solo contém um grande percentual de areia fina. Através do ensaio de sedimentação, para determinação de partículas com Ø < 0,074mm, o resultado demonstra um material com percentual maior de argila em relação ao silte.

O ensaio granulométrico pós-compactação, apresentado no quadro resumo do Anexo I, objetivou verificar a granulometria do solo, após o acréscimo de energia. Este ensaio laboratorial demonstrou que praticamente não houve alterações na granulometria do

material ensaiado, subsidiando em possíveis questionamentos futuros sobre o excesso de energia aplicada no solo.

Figura 7.2 – Curva granulométrica dos solos do trecho 2.

Verifica-se que os solos ensaiados do trecho 2, constantes da figura 7.2, são solos de características finas, predominantemente argilosos, porém com o percentual de finos maior que 90% (% passada na peneira 200), portanto, porcentagem bem maior que os solos da figura 7.1 (solos arenosos).

As Figuras 7.3 e 7.4 caracterizam dois tipos de solos distintos, representativos do trecho 3.

Na Figura 7.3, observa-se um solo siltoso caracterizado pela existência de uma fração maior de silte (40% do material ensaiado está compreendido entre os diâmetros de 0,074mm e 0,005mm) e uma fração menor de argila (18% do material ensaiado com partículas menores que 0,005mm), identificado nos ensaios de sedimentação.

Figura 7.3 – Curva granulométrica dos solos do trecho 3 (solo siltoso)

Os resultados obtidos para o tipo de solo constante da Figura 7.4 correspondem a um solo argilo arenoso, apresentando um percentual de aproximadamente 30% do material ensaiado, retido no intervalo compreendido entre as peneiras de número #10 e #200 e, aproximadamente, 60% do restante do material ensaiado passados na peneira #200.

Os percentuais apresentados nos ensaios de sedimentação e transcritos para a Figura 7.4 confirmam o grande teor de argila.

7.2.2 – Limites de Atterberg

Trecho 01 (Tabela 7.2): Os resultados dos Limites de Atterberg, obtidos para as amostras de solo deste trecho, indicam que os solos possuem características arenosas, uma vez que os valores de LL e IP apresentaram NL e NP, respectivamente, confirmando os ensaios granulométricos. Tais características permitem a utilização destes solos em camadas do pavimento ou do subleito. De acordo com Nogami (1995), para a finalidade considerada, a maioria das normas tradicionais adotam um máximo de 25% para LL e 6% para IP.

Tabela 7.2 – Resultados de Ensaios de Limites de Atterberg

TRECHO 1

Estacas 298 308 318 328 338 348 358 367 378 388

LL NL NL NL NL NL NL NL NL NL NL

IP NP NP NP NP NP NP NP NP NP NP

Trecho 2 (Tabela 7.3): Os valores de LL e IP são extremamente altos, caracterizando material fora de norma rodoviária para emprego em camadas de pavimento, conforme Manual do DNIT (2006). De acordo com Craig (2007), a plasticidade dos solos se deve à presença de um conteúdo significativo de partículas de argila (ou de material orgânico). Craig (2007) afirma ainda que a água de adsorção, devida às forças de superfície nas partículas de argila, pode contribuir para o comportamento plástico.

Tabela 7.3 – Resultado de Ensaios de Limites de Atterberg

TRECHO 2

Estacas 310 322 345 355 405 415

LL 55,0 48,9 52,2 51,7 54,8 53,7

Trecho 3 : Assim, como nos ensaios de granulometria, os ensaios de caracterização também evidenciaram valores variáveis para os dois tipos de solos analisados nesse trecho. Os solos que apresentam resultados de limites de liquidez e que não apresentam plasticidade são solos que possuem baixo percentual de argila, conforme resultados apresentados na tabela 7.4.

Tabela 7.4 – Resultado dos Ensaios de Limites de Atterberg (solos siltosos).

TRECHO 3

Estacas 260 844 861 891 978 983 995 1000 1005 1031

LL NL 49,0 48,0 NL 38,9 38,3 NL 59,0 41,6 43,1

IP NP NP NP NP NP NP NP NP NP NP

A Tabela 7.5 apresenta solos com características semelhantes aos solos do trecho 2 no que se refere aos resultados dos ensaios de Limites de Atterberg, ou seja, altos índices de liquidez e plasticidade, podendo, portanto, serem caracterizados como solos com grande conteúdo de argila.

Tabela 7.5 – Resultado de Ensaios de Limites de Atterberg (solos finos argilo arenosos).

TRECHO 3

Estacas 165 357 485 777 851 861 881 886 1036

LL 50,7 41,3 51,4 32,5 60,2 58,5 56,0 57,2 49,1

IP 21,9 14,4 21,0 15,0 22,4 24,5 25,8 26,3 20,2

Esses materiais normalmente são utilizados em corpo de aterro, camadas finais de terraplenagem. Não são utilizados em camadas de base/sub-base de pavimento.

Esses índices de limites são apenas indícios da indicação ou não de tais solos para a pavimentação. Subsidiam, assim, a tomada de decisão após o estudo da energia de compactação.

Conforme Pinto (2006), os índices físicos encontrados no trecho 02 e 03 (solos finos argilo arenosos) constituem-se de solos com valores típicos de argilas variegadas de São Paulo.

7.3 – ÍNDICE DE GRUPO

Baseado nos limites de liquidez, índice de plasticidade dos solos ensaiados e a porcentagem que passa na peneira nº 200 (0,075mm), foi definido o índice de grupo.

O índice de grupo é um numero inteiro, adimensional, variando de zero a vinte, que fornece uma idéia da capacidade de suporte dos solos e é definido pela fórmula:

Expressão 7.1 IG= 0,2.a + 0,005.a.c + 0,01.b.d sendo:

a = porcentagem de solo que passa na peneira 200 menos 35. Se a porcentagem for < que 35, adota-se 35 e se for > que 75, adota-se 75. Dessa forma, estabelece-se um número inteiro de variação 0 a 40.

b = porcentagem do solo que passa na peneira 200 menos 15. Se a porcentagem for < que 15, adota-se 15 e se for > do que 55, adota-se 55. Dessa forma, estabelece-se um número inteiro de variação de 0 a 40.

c = Valor do limite de liquidez do material menos 40. Se LL for > do que 60, adota-se 60 e se for < que 40, adota-se 40. Assim, cria-se um número inteiro de intervalo 0 a 20. d = Valor do IP do material menos 10. Se o valor do IP for > do que 30, adota-se 30 e se for < que 10, adota-se 10. Assim, cria-se um número inteiro de intervalo 0 a 20.

Solos ditos bons para pavimentação apresentam valores baixo de índice de grupo (graúdos e pouco plásticos). Os solos finos e muito plásticos apresentam valores altos de índice de grupo e são ditos ruins para pavimentação.

Segundo Nogami 1995, a correlação entre o IG e o CBR, considerando solos tropicais, é muito precária. Isso sugere o abandono do índice considerado para avaliação da capacidade de suporte. Para solos de mesmo tipo que possuem constituições similares,

contudo, poderá ser utilizado com certa confiabilidade. A dificuldade prática é saber quando tal similaridade ocorre efetivamente.

No caso do trecho 1, comparado com outros trechos pesquisados no DER, localizados na região do Triângulo Mineiro, onde ocorrem os solos A-2-4, segundo classificação TRB, podemos afirmar essa similaridade, pois os solos apresentam índice de grupo igual a zero e CBR maior que 20 quando aplicada a energia do PIN.

Os ensaios apresentaram os seguintes resultados médios de índice de grupo: Trecho 1 IG=0; Trecho 2 IG=15; Trecho 3 segmento 1 IG=7 e Trecho 3 segmento 2 IG=14.

Com exceção do Trecho 1, os valores dos índice de grupo obtidos caracterizaram materiais silto argilosos, conforme Tabela de Classificação de Solos da TRB.

7.4 – CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS SEGUNDO TRB

A classificação dos solos, utilizada corriqueiramente no meio rodoviário, é a TRB. De acordo com a Tabela de Classificação de Solos da TRB, as amostras ensaiadas apresentaram a seguinte classificação:

Trecho 1* – Solos A-2-4 Trecho 2 – solos A-7-5 e A-7-6

Trecho 3 – solos A-7-6, A-7-5, A-4 e A-5

* Após o ensaio de compactação, verificou-se que a classificação do solo alterou de A- 2-4 para A4 apenas nas amostras 35 e 38.

7.5 – RESULTADOS DOS ENSAIOS DE COMPACTAÇÃO

De acordo com Craig (2007), a massa específica seca de um determinado solo, depois da compactação, depende do teor de umidade (princípio de Proctor) e da energia de compactação.

Pelos ensaios executados, verificou-se que o acréscimo de energia de compactação manual ou mecânica proporciona maior densidade ao solo compactado.

As Figuras 7.5, 7.6, 7.7 e 7.8 ilustram as energias de compactação, PN, PIN e PI, utilizadas nos solos, confirmando a teoria de Proctor de que com o acréscimo de energia, a densidade do solo aumenta e a umidade diminui.

1740 1760 1780 1800 1820 1840 1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000 2020 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10 10,5 11 11,5 12 12,5 Umidade % D en si d ad e S eca ( kg /cm ³)

Golpes 12 Golpes 18 Golpes 26 Golpes 55

Figura 7.5 – Gráfico de umidade x densidade-Trecho 1

Os resultados apresentados pelos ensaios das amostras pertencentes ao Trecho1 (A-2-4), Figura 7.5, demonstram que para a energia do PIN há um acréscimo significativo na densidade do solo em relação a energia do PN.

Para os solos do trecho 2 (A-7-5 e A-7-6), Figura 7.6, solos relativamente mais finos que os solos do trecho 1, a energia aplicada de compactação de PIN, apresenta uma melhoria na densidade do solo com uma pequena variação na diminuição da umidade.

O detalhe característico, apresentado por este solo, é que, com a utilização da energia do PI e um pequeno acréscimo na umidade, o solo poderá vir a sofrer uma diminuição drástica na densidade. Talvez caracterizado por ser um solo mais fino, o ramo úmido do

gráfico diminui já que a proporção crescente do volume do solo vai sendo ocupada pela água. 1240 1260 1280 1300 1320 1340 1360 1380 1400 1420 1440 1460 1480 1500 24 24,5 25 25,5 26 26,5 27 27,5 28 28,5 29 29,5 30 30,5 31 Umidade% D e ns id a d e Se ca ( k g/ c m ³)

Golpes 12 Golpes 18 Golpes 26

Figura 7.6 – Gráfico de umidade x densidade-Trecho 2

No trecho 3, foram obtidas curvas de compactação com a energia do Proctor Internormal. Para as outras energias (PN e PI) foi estudado somente um corpo de prova na umidade ótima. Houve perda de material, não tendo sido suficiente para a execução dos outros ensaios com os demais corpos de prova. Dessa forma, os pontos ilustrados nas figuras 7.7 e 7.8 representam o corpo de prova ensaiado na umidade ótima.

Figura 7.7 – Gráfico de umidade x densidade- Trecho 3 –Solos Siltosos 1540 1560 1580 1600 1620 1640 1660 1680 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 Umidade% D en sid ad e Se ca (k g /cm ³)

Os gráficos das Figuras 7.7 e 7.8 retratam as curvas de compactação dos solos com a energia diferenciada de PIN. A relação da densidade máxima e a umidade ótima também é característica, como nos demais solos, ou seja, a densidade aumenta e a umidade ótima diminui com o acréscimo de energia.

Figura 7.8 – Gráfico de umidade x densidade-Trecho 3 solos argilo arenosos

Os resultados do acréscimo de energia de compactação para as amostras ensaiadas são ilustrados nas Figuras 7.9, 7.10, 7.11 e 7.12.

Figura 7.9 – Energia de Compactação x Densidade máxima – Trecho 1 1580 1600 1620 1640 1660 1680 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Umidade% D en sid ad e Se ca (k g /cm ³)

Golpes 12 Golpes 18 Golpes 26

1840 1890 1940 1990