De acordo com Pinto (2016) há uma enorme variedade de solos disponíveis na natureza, os quais apresentam comportamentos distintos ao receberem solicitações da engenharia, o que exige que estes sejam agrupados de acordo com suas propriedades em comum. O mesmo autor afirma que o objetivo da classificação dos solos é a possibilidade de estimar como o solo irá se comportar em campo ou definir qual o melhor método de investigação de subsolo para a análise correta do problema.
Os três sistemas de classificação amplamente utilizados para separar e organizar os solos existentes e facilitar seu reconhecimento conforme apresentados em DNIT (2006) são: Sistema Unificado de Classificação de Solos (SUCS) e classificação rodoviária, ambas de abrangência internacional, e a classificação MCT (Miniatura Compactada Tropical) desenvolvida para solos tropicais, predominantes no Brasil.
2.3.1 Sistema Unificado de Classificação de Solos – SUCS
De acordo com o DNIT (2006) o SUCS foi publicado no ano de 1953 pelo Waterways Experiment Station, como resultado do trabalho do Bureau of Reclamation e do Corps of Engineers, sendo assistido pelo professor Arthur Casagrande da Universidade de Harvard. Esse sistema foi um melhoramento do trabalho elaborado pelo pesquisador em 1943, que visava apenas obras de aeroportos. O método visa identificar os solos de acordo com sua textura e plasticidade, possibilitando agrupá-los a partir de seu comportamento ao serem utilizados em aeroportos,
______________________________________________________________________________ estradas, fundações e também aterros (DNIT, 2006). Caracteriza-se por denominar o solo a partir de duas letras, cujo significado indica-se na Tabela 01.
Tabela 1: Terminologia do SUCS
Símbolo Significado G Cascalho (pedregulho) S Areia C Argila W Bem graduado P Mal graduado
F Finos (passando na peneira nº 200) M Mó ou limo (areia fina)
O Matéria orgânica
L LL baixo
H LL alto
Pt Turfa
Fonte: Adaptado de DNIT (2006, p. 62)
Pinto (2016) afirma que primeiramente considera-se o material passante na peneira nº 200, sendo que se a porcentagem for menor que 50% o solo é considerado granular e se for maior que 50% é tido como solo fino. Os solos granulares são classificados em pedregulhos (50% ou mais retido na peneira nº 4) ou areias (50% ou mais passante na peneira nº 4), sendo necessário calcular os coeficientes de não uniformidade (CNU) e de curvatura (CC) a fim de identificar se é um solo bem graduado ou mal graduado. Caso os solos grossos apresentem porcentagem de finos maior que 5% torna-se necessária a definição em relação à carta de plasticidade (PINTO, 2016).
Os solos previamente definidos como finos são classificados conforme o índice de plasticidade (IP) e limite de plasticidade (LP) através da utilização de um diagrama cartesiano denominado Gráfico de Plasticidade, onde são traçadas duas linhas, uma inclinada e a outra na vertical que separam as diferentes classificações possíveis (DNIT, 2006).
A Figura 05 contém o Gráfico de Plasticidade utilizado para caracterizar os solos finos e também solos grossos com mais de 5% de finos em sua constituição. A Figura 06 apresenta um resumo esquemático de como devem ser classificados os diferentes solos através do sistema SUCS.
Figura 5: Gráfico de Plasticidade
Fonte: DNIT (2006, p. 60)
Figura 6: Sistema Unificado de Classificação de Solos
Fonte: DNIT (2006, p. 59)
2.3.2 Sistema Rodoviário de Classificação de Solos – HRB/AASHTO
O Sistema Rodoviário de Classificação de Solos é um sistema amplamente utilizado em obras de pavimentação, que utiliza a granulometria do solo, o índice de liquidez, o limite de liquidez e o índice de grupo para agrupar os solos em diferentes categorias (DNIT, 2006). Esse método foi desenvolvido pelo Highway Research Board (HRB) em conjunto com a American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO).
______________________________________________________________________________ Conforme Pinto (2016) o sistema rodoviário separa os solos em dois grandes grupos a partir da porcentagem passante na peneira nº 200, considerando o limite separador como 35% (em que menos de 35% passante é considerado solo granular e mais de 35% passante é considerado solo fino). Além da granulometria e limites de consistência, esse método exige a identificação do índice de grupo (IG), calculado pela Equação 1 (VARGAS, 1977):
𝐼𝐺 = 0,2 ∗ 𝑎 + 0,005 ∗ 𝑎 ∗ 𝑐 + 0,01 ∗ 𝑏 ∗ 𝑑 (1)
Onde:
IG válido entre 0 e 20;
a = porcentagem passante na peneira nº 200 menos 35% (válido entre 0 e 40) b = porcentagem passante na peneira nº 200 menos 15% (válido entre 0 e 40) c = LL menos 40% (válido entre 0 e 20)
d = IP menos 10% (válido entre 0 e 20)
Com todas as informações necessárias, pode-se determinar o grupo a que pertence o solo a partir do quadro disponível na Figura 07, em que a análise deve ser feita da esquerda para a direita através de eliminação, sendo que o primeiro grupo em que todos os valores estiverem nas faixas permitidas representará a correta classificação do solo (DNIT, 2006).
Figura 7: Classificação HRB/AASHTO
2.3.3 Metodologia MCT
Conforme Martínez (2003) os solos residuais possuem propriedades específicas e características diferentes em relação aos solos sedimentares e transportados devido à intensa ação do intemperismo na formação desses solos. Assim, algumas vezes os princípios tradicionais de Mecânica dos Solos não se aplicam corretamente aos solos residuais, oferecendo parâmetros inadequados. Nogami e Villibor (1995) afirmam que a estrutura das argilas lateríticas depende da aderência dos grãos, a qual sofre alterações conforme a destruição ou conservação da argila, o que faz com que parâmetros como granulometria e Limites de Atterberg variem de acordo com a estrutura do solo.
Os sistemas de classificações usuais como AASHTO/HRB e SUCS foram desenvolvidos em regiões não tropicais e utilizam os parâmetros clássicos para caracterização do solo, fato este que instigou a criação de um novo método para prever o comportamento dos solos tropicais existentes no Brasil, já que estes apresentam um comportamento singular na prática (FREITAS, 2016). Esse sistema de classificação ainda não é reconhecido internacionalmente como os demais métodos, porém apresenta-se eficiente, podendo ser empregado de maneira eficaz no estudo de solos de comportamento laterítico e não laterítico oriundos de países de clima tropical úmido como o Brasil (BALBO, 2007).
A partir disso, Nogami e Villibor (1981) desenvolveram o método denominado MCT (Miniatura Compactada Tropical), baseado no comportamento hidráulico e mecânico do solo, utilizando parâmetros adequados aos solos tropicais. Segundo o DNIT (2006), essa técnica possibilita a avaliação de propriedades importantes dos solos relacionadas à contração, expansão, permeabilidade, coeficiente de penetração d’água, coesão, capacidade de suporte e a partir de famílias de curvas de compactação. De maneira geral, a classificação MCT proporciona a separação dos solos em dois grandes grupos: os que apresentam comportamento laterítico (L) e os de comportamento não laterítico (N) (VILLIBOR; NOGAMI, 2009).
Segundo Villibor e Nogami (2009), a classificação MCT é realizada pelos ensaios M5- compactação mini-MCV (Moisture Condition Value), orientado pela DNER-ME 258/94, M8-perda de massa por imersão, orientado pela DNER-ME 256/94, e M9-classificação geotécnica MCT, que consiste na inserção dos resultados obtidos no gráfico de classificação apresentado na Figura 08.
______________________________________________________________________________ Figura 8: Gráfico para classificação MCT
Fonte: Villibor e Nogami (2009, p. 54)