MARQUES_Verificação da aderência e penetração da imprimação com variação da umidade de compactação do solo

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Verificação da aderência e penetração da imprimação com variação da umidade de

compactação do solo

Verification of adhesion and penetration of the primer with soil compactarion humidity

variation

Caio Vinicius Oliveira Marques1_{, Ana Elza Dalla Roza}2

Resumo: A imprimação betuminosa tem por finalidade impermeabilizar a base e promover aderência entre a camada de base e o revestimento asfáltico. Esta aderência é fornecida pela penetração do ligante na base, aumentando a coesão superficial e criando um filme de material betuminoso que funciona como uma cola entre a base e o revestimento. Estudos de Villibor e Nogami (2009) mostraram que, quando o material betuminoso penetra na base entre 4 e 10 mm, obtém-se os resultados mais satisfatórios de aderência da imprimação. O presente estudo buscou avaliar a influência da variação da umidade de compactação em base de solo laterítico da região de Sinop-MT na penetração e aderência da imprimação. Verificou-se que na umidade ótima (wot) de compactação obteve-se os resultados mais satisfatórios de aderência da imprimação e tanto na wot quanto na wot-2% os valores obtidos de penetração da imprimação seguiram os indicados pela literatura como satisfatórios. Observou-se que acima da wot, a penetração manteve-se reduzida, formando um filme espesso sobre a superfície da base e, abaixo dela, a penetração aumentou de forma acentuada, não formando um filme de material betuminoso sobre a superfície da base, em ambos os casos a aderência da imprimação se manteve reduzida.

Palavras-chave: imprimação; umidade de compactação; solo laterítico; aderência da imprimação; penetração da imprimação.

Abstract: Prime coat has as role waterproof the soil base and promote adhesion between the base layer and asphaltic surface. Such adhesion is provided by the binder penetration in the base layer, increasing surface cohesion and creating a bituminous film that acts as na adhesive between the soil base and the asphaltic surface. Studies from Villibor and Nogami (2009) show that, when the bituminous material penetrates in base between 4 to 10 mm, gets the most satisfactory adherence results. This paper sought to evaluate the influence of compactation variation humidity in lateritic soil base of Sinop-MT’s in the penetration and binder adhesion. It was verified that in the optimal humidity (wot) was obtained the most satisfactory adhesion results and both in wot and in wot-2% the penetrarion values of the primer followed those indicated in the literature as satisfactory. It has been noted that above the wot, penetration remained low, forming a thick film on the base’s surface and, below it, penetrarion increased sharply, not forming a film of bituminous material on the surface of the base, in both cases the adhesion was reduced.

Keywords: binder; compaction humidity; lateritic soil; binder adhesion; binder penetrarion. 1 Introdução

Segundo o DNIT (2013a), aproximadamente 80% de toda a extensão da malha rodoviária brasileira é não pavimentada, sendo a maior parte destas rodovias não pavimentadas as rodovias locais, que compõem cerca de 65% da malha rodoviária brasileira. Esse déficit na infraestrutura de transporte rodoviário traz inúmeros prejuízos às necessidades básicas da população brasileira, como dificuldade de acesso das regiões afastadas à medicamentos e hospitais, alto custo de transporte, entre outros.

No estado de Mato Grosso essa realidade não é diferente do restante do Brasil, sendo 66,2% da malha rodoviária do estado não pavimentada, chegando a 27 mil quilômetros de rodovias não pavimentadas, conforme DNIT (2013a). Dentre essas rodovias não pavimentadas, 95,5% são de jurisdição dos municípios e estados, que possuem carência de recursos para melhorar a infraestrutura de suas regiões.

Os revestimentos asfálticos, que são os mais utilizados no Brasil, constituem-se de associações de ligantes asfálticos, de agregados e, em alguns casos, de produtos complementares. Em algumas regiões do país onde existe a falta de material rochoso para

composição dos agregados, um dos principais materiais alternativos utilizados na construção rodoviária são as concreções lateríticas (BERNUCCI et al., 2006).

Na região de Sinop - MT, devido à escassez de material granular britado, é utilizado o cascalho laterítico como material de base ou sub-base de pavimentos (DALLA ROZA e CRISPIM, 2013).

Os solos lateríticos possuem boa capacidade de suporte e baixos índices de plasticidade, perda de suporte por imersão, expansão e permeabilidade, considerado pelo DNIT (2006) um material adequado para a execução de base de revestimento asfáltico. Villibor et al. (2009), apresentam a importância dos pavimentos de baixo custo, assim chamados os pavimentos que utilizam solo in natura como material de base, muito utilizados na pavimentação de rodovias locais e coletoras que possuem menores solicitações do pavimento, substituindo os materiais granulares britados que tem maior custo de extração e transporte, reduzindo consideravelmente o custo final do pavimento.

Após a execução da camada de base é realizada a imprimação. A falta de boa aderência entre o revestimento e a superfície da base pode reduzir consideravelmente a vida útil do pavimento, principalmente nos pavimentos de baixo custo, pois se houver excesso de penetração da imprimação na base,

1_{Graduando em Engenharia Civil, UNEMAT, Sinop, Brasil,}

caiovinicius301@hotmail.com

2_Professora, _Mestrando, _UNEMAT, _Sinop, _Brasil,

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pode acarretar em baixa de aderência e escorregamento do revestimento, enquanto se houver baixa penetração, pode ocasionar exsudação do ligante na superfície da camada de rolamento (VILLIBOR et al., 2009).

Vários fatores podem influenciar na aderência da imprimação, segundo Villibor, Nogami e Fabbri (1989), entre eles a umidade de compactação da base e, devido à importância da aderência da imprimação no pavimento, o presente estudo tem como objeto avaliar qual o teor de umidade de compactação da base em que serão obtidos os resultados mais satisfatórios de aderência da imprimação, em base de solo laterítico.

2 Fundamentação Teórica 2.1 Pavimentos

Pavimento é uma estrutura de múltiplas camadas, construída sobre a terraplanagem, destinada a resistir aos esforços oriundos do tráfego de veículos e do clima, proporcionando aos usuários condições de rolamento com conforto, economia e segurança (BERNUCCI et al., 2006).

Segundo o DNIT (2006), os pavimentos são classificados rígido, semi-rígido e flexível, sendo este último o mais utilizado em obras de pavimentação no Brasil.

Nos revestimentos flexíveis o aglutinante utilizado é o betume, que tem tido preferência dos projetistas e dos construtores da área de pavimentação, conforme Senço (2007).

É considerado um pavimento de baixo custo, quando se utiliza bases constituídas de solo in natura, ou em misturas, com custo substancialmente inferior às bases convencionais, tais como as de brita graduada, solo-cimento, macadame hidráulico ou macadame betuminoso (VILLIBOR et al., 2009).

2.2 Pavimentos de baixo custo

O pavimento de baixo custo utiliza revestimento betuminoso esbelto do tipo tratamento superficial ou concreto betuminoso usinado a quente, com no máximo 3 cm de espessura, e é dimensionado para atender tráfego urbano, de muito leve a leve, e rodoviário, com VDM inferior à 1500 veículos e com número de repetições do eixo-padrão N ≤ 5 x 106 (VILLIBOR et al., 2009).

Segundo o DER/SP (2005), a estrutura do pavimento deve ser construída de acordo com a disponibilidade de materiais nas proximidades da obra, conforme as características dos esforços solicitantes provenientes do tráfego, das propriedades dos solos do subleito e das condições climáticas do local de implantação da obra. Justificando, assim o emprego de solo laterítico como material de base de pavimento em locais onde os materiais britados são escassos.

Nas regiões tropicais, existem apenas duas estações climáticas: seca e chuvosa. Essa alternância de clima faz com que os solos sofram um processo de lixiviação no período chuvoso e de ressecamento no período seco. No período chuvoso, a abundância de água promove a retirada e o transporte da sílica das partículas que estão mais próximas à superfície do terreno. No período seco, ocorre a fixação do ferro e do alumínio deixados na superfície do solo. Tal ciclo,

conhecido como processo de laterização, define a formação do solo laterítico (CARVALHO et al., 2015). Conforme o DNIT (2006), os solos lateríticos possuem alta capacidade de suporte e baixos índices de plasticidade, perda de suporte por imersão, expansão e permeabilidade, sendo assim um material adequado para a execução de base de revestimento asfáltico. A condição para o uso de solos lateríticos como material para bases é a sua ocorrência em áreas próximas às obras e condições ambientais adequadas. Segundo dados geológicos, pedológicos e climáticos disponíveis, essa situação ocorre em grande parte do território brasileiro, conforme a Figura 1 (VILLIBOR et al., 2009).

Figura 1 - Ocorrência de solos de comportamento laterítico no território brasileiro

Fonte: Adaptado de VILLIBOR et al., 2009.

Villibor et al. (2009), compararam o custo de implantação de um pavimento convencional com base de macadame hidráulico e revestimento TSD, e verificaram que é mais que o dobro do custo de um pavimento com base de solo laterítico e revestimento TSD, chegando à conclusão que a adoção de pavimentos com base de solos lateríticos para vias de tráfego leve é extremamente vantajosa.

2.3 Imprimação

A imprimação consiste na aplicação de uma camada de material asfáltico sobre a superfície da base concluída, antes da execução do revestimento, tendo como objetivo conferir coesão superficial, impermeabilizar a base, evitando a penetração de água e promover condições de aderência entre a base e o revestimento a ser executado (DNIT, 2014).

Segundo Senço (2007) asfaltos diluídos são resultados da diluição de um cimento asfáltico de petróleo por destilados leves de petróleo, em frações que se aproximam da nafta, do querosene e diesel, com o objetivo de reduzir sua viscosidade, facilitando sua aplicação, exigindo temperaturas menores que a do cimento asfáltico para a aplicação.

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Os Asfaltos Diluídos de Petróleo (ADP) são produzidos pela adição de um diluente volátil, obtido do próprio petróleo, e serve para reduzir a viscosidade e permitir o uso à temperatura ambiente. No Brasil são fabricados dois tipos de ADP, chamados de Cura Média (CM), cujo solvente é o querosene, e de Cura Rápida (CR), cujo solvente é a gasolina (BERNUCCI et al, 2006). A numeração na nomenclatura está vinculada ao início da faixa de viscosidade cinemática de cada classe, sendo o CM-30, por exemplo, um asfalto diluído de cura média, cuja faixa de viscosidade a 60ºC, começa em 30 centi Stokes (cSt).

Senço (2001) relata que os materiais asfálticos utilizados para imprimação são asfaltos diluídos de baixa viscosidade, para permitir facilmente a penetração do ligante nos vazios superficiais da base, sendo os indicados CM-30 e CM-70. A escolha do material betuminoso a ser utilizado deve ser feita levando em consideração a textura da superfície a ser imprimada. Quanto mais fina essa textura, mais viscoso o material betuminoso a ser utilizado.

O ligante asfáltico para imprimação recomendado pelo DNIT (2014) é o CM-30, sendo a taxa de aplicação, aquela que pode ser absorvida em 24 horas, sendo sua determinação experimentada na obra. As taxas usuais são da ordem de 0,8 a 1,6 L/m² conforme o tipo de textura da base.

Villibor, Nogami e Fabbri (1989) mostram a importância da imprimação para o desempenho do pavimento, pois quando a penetração da imprimação na base se dá de forma excessiva, ocorre o desprendimento da camada de rolamento devido à falta de aderência entre o revestimento e a base e/ou cravamento do agregado na superfície da base, enquanto, quando a penetração da imprimação na base se dá de forma reduzida excessivamente, forma-se uma película betuminosa espessa na superfície da base, acarretando em exsudação do revestimento.

São vários os fatores que interferem na penetração da imprimação betuminosa na base. Um dos principais estudos que demonstram essa influência, no Brasil, são referentes aos solos lateríticos, sendo estes estudos realizados por VILLIBOR, NOGAMI e FABBRI (1989). Sendo tais fatores que influenciam no desempenho da imprimação os seguintes:

• Tipo e taxa de material betuminoso aplicado: a imprimadura pode ser executada com os asfaltos diluídos dos tipos CM-30 e CM-70, sendo o segundo mais viscoso e de penetração inferior ao CM-30, se aplicados a mesma taxa. Variando a taxa de aplicação, quando se aumenta, consequentemente a penetração é maior.

• Teor de umidade de compactação: acima da umidade ótima de compactação, a penetração apresenta níveis baixos e à medida que se diminui a umidade, a partir da umidade ótima, a penetração na base aumenta de forma acentuada.

• Tipo de solo: os solos mais finos, com maior teor de argila, tendem a ter uma menor penetração da imprimação que solos com menor teor de argila, sendo a textura da base de suma importância para a penetração.

• Irrigação prévia: obtêm-se maior penetração da imprimadura na base quando há irrigação prévia à aplicação do material betuminoso. Isso se deve ao fato

de a irrigação remover as partículas soltas da base, abrindo espaço para a imprimação penetrar.

• Umidade no momento da imprimação: quando a umidade da base se encontra reduzida da umidade de compactação, os valores para a penetração são elevados, enquanto, quando a umidade é acima da umidade ótima de compactação, os resultados de penetração são reduzidos.

• Densidade aparente seca: a penetração da imprimação, para uma mesma energia de compactação, varia inversamente com a densidade no ramo seco da curva de compactação, enquanto no ramo úmido, verifica-se uma camada espessa de asfalto residual na superfície da base.

2.4 Ensaio de aderência da imprimação

Não há uma norma brasileira que regula sobre a aderência da imprimação de uma base, mesmo com inúmeros autores, como Villibor e Nogami (2009), Pereira (2002), Ramalho (2011), mostrando a importância de uma boa aderência da imprimação no desempenho do pavimento.

Pereira (2002) concluiu que seria necessário a criação de um ensaio que permita a avaliação da aderência entre as camadas do revestimento. Para tal, adaptou de um ensaio de arrancamento de concreto, o equipamento Dispositivo Portátil para Ensaio de Aderência (DIPEA), ilustrado na Figura 2, que realiza um ensaio do tipo arrancamento e consiste de um disco de aço que deve ser colado à superfície; a este disco é aplicada uma força de tração axial que o arranca juntamente com o material ao qual está colado. A transferência de torque é eliminada por um rolamento de encosto.

Figura 2 - Equipamento DIPEA

Fonte: Acervo particular, 2017.

A medida de aderência é feita por torquímetro de relógio dotado de um ponteiro que arraste com faixa de

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trabalho adequado ao que se deseja medir (PEREIRA, 2002), conforme a Figura 3.

Figura 3 - Torquímetro de relógio Fonte: Acervo particular, 2017.

O procedimento de ensaio com o equipamento DIPEA é bastante simples, sendo constituído basicamente de três operações: i) colar o disco de aderência à superfície, utilizando uma cola à base de epóxi ou cola tipo “solda fria” espalhada uniformemente, formando um filme fino; ii) instalar o equipamento DIPEA e o torquímetro, aplicar o torque até arrancar totalmente o disco de aderência e; iii) fazer a leitura no torquímetro (PEREIRA, 2002).

O mesmo equipamento DIPEA, foi utilizado por Ramalho (2011) em seu estudo com uso de emulsão com óleo de xisto na imprimação de solos, pois este julgou que o ensaio poderia ser viável para a avaliação de imprimação. Ramalho afirma não ser possível se chegar a “valores admissíveis” no ensaio, porém é possível estimar valores relativos de desempenho dentro das variações da aplicação da imprimação. 3 Materiais e Métodos

3.1 Materiais 3.1.1 Solo

O solo utilizado nesse estudo foi o solo laterítico de Sinop – MT, para uso como material de base em pavimentação, que tem a coloração avermelhada. A localização da jazida de extração do referido solo está indicada na Figura 4 e suas coordenadas geográficas são 11°52'48.6"S; 55°37'53.5"O.

Figura 4 - Localização da jazida Fonte: Adaptado de Google Earth (2017).

3.1.2 Asfalto diluído de petróleo

O ligante asfáltico empregado na imprimação foi o asfalto diluído CM-30, conforme indicação do DNIT (2014) e de acordo com a norma DNER-EM 363 (1997) atendendo os requisitos, conforme a Tabela 1. Este ligante possui menor viscosidade que o CM-70 e foi obtido com uma empresa local que executa obras de pavimentação.

Tabela 1 – Especificação brasileira de CAP.

Características Unidade CAP 30-45

Penetração (100g, 5s, 25°C) 0,1mm 30-45 Ponto de amolecimento ºC 52 Viscosidade Saybolt-Furol: a 135ºC, mín. 192 a 150ºC. mín. s 90 a 177ºC 40 a 150 Viscosidade Brookfield: a 135ºC, mín. 374 a 150ºC. mín. cP 203 a 177ºC 76 a 285 Índice de Suscetibilidade Térmica (-1,5) a (+0,7) Ponto de fulgor, mín. ºC 235 Solubilidade em tricloroetileno, mín. % massa 99,5 Dutilidade a 25oC, mín. cm 60

Efeito do calor e do ar a 163ºC por 85 minutos

Variação em massa, máx. % massa 0,5

Dutilidade a 25oC, mín. cm 10

Aumento do ponto de

amolecimento, máx. ºC 8

Penetração retida, mín. % 60

Fonte: Adaptado de Bernucci et al.(2006).

Para o presente estudo foi adotada a taxa de ligante asfáltico de 1,0 L/m², conforme as taxas utilizadas por RAMALHO (2011) e RABÊLO (2006) em seus estudos de imprimação em solos lateríticos que apresentaram resultados satisfatórios de penetração e aderência da imprimação.

3.2 Métodos

3.2.1 Caracterização geotécnica do solo

A amostra de solo foi seca ao ar livre e devidamente preparada para os ensaios de compactação e caracterização (ABNT, 1986b). Não houve reutilização do material, pois observou-se quebra das partículas granulares durante compactação.

Foi feita a caracterização geotécnica do solo, através dos ensaios de determinação do limite de liquidez (ABNT, 1984a), determinação do limite de plasticidade (ABNT, 1984b), análise granulométrica (ABNT, 1984c), determinação da massa específica dos grãos (ABNT, 1984d) e Índice de Suporte Califórnia (ABNT, 1987). 3.2.2 Preparação dos corpos-de-prova

O solo foi seco ao ar livre, peneirado na peneira de 19mm, sendo o material retido nesta peneira, substituído por igual quantidade em peso do material passando na peneira de 19mm e retido na de 4,8mm, conforme DNIT (2013b). Foram retiradas amostras para verificação da umidade higroscópica, sendo posteriormente ensacadas e lacradas.

O solo foi umedecido para atingir as umidades propostas nesse estudo e logo após compactados nas umidades: wot-4%, wot-2%, wot e wot+2%. A realização do ensaio com a umidade wot+4% foi descartada pois a compactação não era efetiva e a amostra perdia muita água na compactação.

Foram confeccionados corpos-de-prova de solo laterítico compactados na modalidade de compactação estática em prensa hidráulica, aplicando 7 toneladas força, em bandejas nas dimensões 20 cm x 20 cm x 10 cm, afim de uniformizar os resultados, podendo serem

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obtidos até 3 valores de aderência por arrancamento em cada bandeja.

A umidade ótima foi obtida através do Ensaio de Compactação (ABNT, 1986a) utilizando energia intermediária e cilindro grande (cilindro de ISC). Depois de compactados, os corpos-de-prova foram envoltos nas laterais e inferiormente por papel filme, conforme apresenta a Figura 5, para que não perdessem umidade, após essa etapa ficaram em repouso por 24 horas, sendo levemente umedecidos à taxa de 0,5 L/m² com água e então imprimados a taxa de 1 L/m² com o ligante CM-30.

Figura 5 - Corpos-de-prova (ramo seco). Fonte: Acervo particular, 2017.

A aplicação do ligante asfáltico foi realizada com o auxílio de uma pistola de pressão, de modo a obter aplicação uniforme do ligante asfáltico sobre os corpos de prova. A quantidade de material betuminoso aplicada foi calculada em função da taxa de ligante asfáltico a ser aplicada, da área das bandejas dos corpos- de-prova e do peso específico do material a ser aplicado.

Os corpos-de-prova foram imprimados sobre uma balança eletrônica com precisão de 10 gramas para o controle da taxa de aplicação. Após a imprimação, os corpos-de-prova ficaram em repouso durante 24 horas para que o asfalto diluído CM-30 penetre na base, conforme indicação do DNIT (2014). A Figura 6 mostra os corpos-de-prova após a aplicação da imprimação.

Figura 6 - Corpos-de-prova após a imprimação. Fonte: Acerto particular, 2017.

Foram confeccionados 4 corpos-de-prova para cada variação da umidade de compactação do solo, sendo realizados 10 ensaios de aderência para cada variação da umidade de compactação. A umidade média do solo nos corpos-de-prova foi obtida no momento da compactação e após o ensaio de aderência por arrancamento.

3.2.3 Ensaio de aderência

Para realização do ensaio de aderência foi utilizado o equipamento DIPEA adaptado por Pereira (2002), seguindo o procedimento determinado pelo mesmo: i) os discos de aderência foram colados à superfície imprimada (Figura 7), utilizando-se cola liquida a base de epóxi, espalhada uniformemente na superfície do disco, formando um filme fino;

Figura 7 - Discos colados sobre a superfície imprimada. Fonte: Acervo particular, 2017.

ii) instalar o equipamento DIPEA, ajustando a altura da peça de reação girando o parafuso no sentido anti-horário até que este encontre o disco de aderência e só então atarraxá-los, conforme a Figura 8;

Figura 8 - Instalação do DIPEA no disco de aderência. Fonte: Acerto particular, 2017.

iii) instalar o torquímetro dotado de ponteiro de arraste, aplicando torque no sentido horário até arrancar totalmente o disco de aderência, conforme ilustra a Figura 9;

Figura 9 - Instalação do torquímetro e aplicação do torque. Fonte: Acerto particular, 2017.

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iv) fazer a leitura no torquímetro em N.m após o arrancamento do disco.

3.2.4 Ensaio de penetração

Passadas 24 horas após a realização da imprimação, todos os corpos-de-prova foram cortados ao meio, para a determinação da espessura média de penetração da imprimação na base, sendo utilizado paquímetro para aferição a penetração da imprimação.

4 Apresentação e Análise dos Resultados 4.1 Caracterização geotécnica

A Tabela 2 apresenta o resumo da granulometria e da caracterização geotécnica do solo. Observa-se que o solo utilizado no presente estudo possui grande parcela de pedregulhos e areia e caracteriza-se como um solo não plástico.

Tabela 2 – Resumo caracterização geotécnica

PE AG AM AF S+A LL IP TRB CBR

% % % % % % % - %

44,8 9,3 14,9 20,6 10,4 23 NP A-1-b 55,5

NOTA: Classificação conforme ABNT (1995). PE – Pedregulho. AG – Areia Grossa. AM – Areia Média. AF – Areia Fina. S+A – Silte + Argila. LL – Limite de Liquidez. IP –

Índice de Plasticidade. NP – Não Plástico. Fonte: Acervo particular, 2017.

A Figura 10 mostra a curva de compactação do solo utilizado neste estudo. Observa-se que a umidade ótima de compactação é de 9,75% e o peso específico seco máximo é de 20,45 kN/m³. Através do Ensaio de Massa Específica dos Grãos obteve-se que o peso específico dos sólidos é de 26,3 kN/m³.

Figura 10 - Curva de compactação do solo Fonte: Acervo particular, 2017.

A amostra apresentou expansão de 0,67%, sendo esta superior ao limite de 0,5% recomendado pelo DNIT (2006) para materiais utilizados como base em pavimentação. O valor de CBR de 55,5% obtido também está fora dos padrões recomendados pelo DNIT, que é de no mínimo 60% para N ≤ 5 x 106_. 4.2 Umidade de compactação e umidade após o ensaio de arrancamento

Através do ensaio de compactação obteve-se a umidade ótima de compactação wot (9,75%), sendo assim as demais umidades de compactação utilizadas nesse estudo foram: wot-4% (5,75%); wot-2% (7,75%); wot+2% (11,75%).

Observa-se na Figura 11 que o corpo-de-prova estava perdendo água durante o ensaio, quando compactado acima da umidade ótima, pois o solo apresenta baixa plasticidade, alta porcentagem de pedregulhos e areia, o que implica em alta permeabilidade. Segundo o DNIT (2010), a variação do teor de umidade admitida para

compactação é de 1% acima da umidade ótima de compactação.

Figura 11 – Compactação do solo na umidade wot+2%.

A Tabela 3 apresenta a umidade dos Corpos-de-Prova (CP) no momento da compactação, após a realização dos ensaios de penetração e aderência da imprimação e o índice de vazios (e) dos respectivos corpos-de-prova.

Tabela 3 – Umidade dos corpos-de-prova na compactação e após a realização dos ensaios.

CP wcomp. (%) wcomp. média (%) wfinal (%) wfinal média (%) e emédio 1 5,67 5,81 5,34 5,32 0,32 0,32 2 6,01 5,68 0,32 3 5,63 5,18 0,31 4 5,93 5,09 0,32 5 7,51 7,40 6,32 6,17 0,31 0,31 6 7,24 5,81 0,30 7 7,26 6,23 0,31 8 7,58 6,32 0,31 9 8,25 9,62 7,98 8,65 0,27 0,29 10 9,76 7,98 0,29 11 9,29 8,88 0,28 12 11,18 9,77 0,31 13 11,29 11,80 9,88 10,18 0,30 0,31 14 11,64 10,38 0,30 15 12,18 10,26 0,32 16 12,10 10,18 0,32

É possível observar que o solo compactado acima da umidade ótima tende a perder mais umidade que o solo compactado abaixo da umidade ótima, enquanto compactado na umidade ótima manteve-se reduzida a perca de umidade.

Observa-se que o índice de vazios do solo se manteve-se reduzido devido à energia de compactação aplicada ao solo, que foi de 7 toneladas. Obteve-se na umidade ótima de compactação a menor média de índice de vazios dos corpos-de-prova, aumentando, gradativamente conforme afasta-se da umidade ótima. 4.3 Resultados da penetração da imprimação

A Tabela 4 apresenta os resultados obtidos da penetração da imprimação betuminosa na base. Os resultados obtidos conferem com a análise de Villibor, Nogami e Fabbri (1989), sendo que acima da umidade ótima de compactação, a penetração apresentou níveis baixos e à medida que se diminui a umidade, a partir da umidade ótima, a penetração da imprimação na base aumentou de forma acentuada.

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Tabela 4 – Resultados da penetração da imprimação. CP Umidade (%) Penetração (mm) Média (mm) Desvio Padrão (mm) 1 wot-4 12 15 10 10,67 2,87 2 13 11 12 3 12 4 10 4 10 12 7 5 wot-2 8 7 5 8,08 2,39 6 7 9 13 7 8 8 5 8 11 6 10 9 wot 5 4 5 5,40 0,87 10 5 6 5 11 5 5 7, 5 12 6 5,3 6 13 wot+2 2 3 4 3,50 1,17 14 3 4 5 15 4 3 3 16 2 3 6

Verificou-se que, na umidade de compactação wot-4% obteve-se resultados de penetração acima do limite de 4 a 10 mm, estabelecido como faixa de referência para um comportamento satisfatório da base imprimada (Villibor et al., 2009; Rabêlo, 2006), enquanto na umidade wot+2% obtiveram-se resultados de penetração inferiores ao limite supracitado.

Esses valores de penetração maiores para teores abaixo da umidade ótima dizem respeito ao efeito de sucção que aparece em solos não saturados. A sucção é definida a pressão negativa que origina das variações ambientais nos países tropicais, onde a pressão de água no solo pode menor que a pressão atmosférica (DELGADO, 2002).

4.4 Resultados da aderência da imprimação

Os resultados de aderência da imprimação obtidos estão dispostos na Tabela 5. Pode observar-se que os resultados mais satisfatórios foram obtidos nas umidades wot-2% e wot, tendo esta última o melhor desempenho.

Tabela 5 – Resultados de aderência da imprimação.

CP Umidade (%) Aderência (N.m) Média (N.m) Desvio Padrão (N.m) 1 wot-4% 0,6 0,4 0,5 0,58 0,22 2 0,7 0,4 SA 3 0,8 1,0 SA 4 0,4 0,7 0,3 5 wot-2% 1,0 0,8 1,2 0,64 0,30 6 0,4 0,8 SA 7 0,4 0,6 SA 8 0,4 0,4 0,4 9 wot 0,7 0,8 0,4 0,67 0,13 10 0,8 0,7 SA 11 0,6 0,6 0,8 12 0,6 0,7 SA 13 wot+2% 0,3 0,6 0,5 0,43 0,11 14 0,4 0,4 0,3 15 0,4 0,6 SA 16 0,4 0,4 SA

Nota: SA – Sem arrancamento devido à quebra ou rachadura no CP.

Os resultados de aderência da imprimação obtidos foram inferiores aos resultados obtidos por Ramalho (2011) para o solo laterítico compactado na umidade

ótima e imprimado com emulsão Eco Xisto e CM-30, na faixa de 0,9 à 1,3 N.m e 1,0 à 1,8 N.m, respectivamente. O solo laterítico utilizado por Ramalho possuía menor expansão, de 0,02%, e maior CBR, de 105% e classificação TRB A-1-a, possuindo propriedades físicas superiores ao solo laterítico utilizado no presente estudo, justificando os melhores resultados obtidos por Ramalho.

A Figura 12 apresenta o gráfico da aderência e penetração da imprimação betuminosa em função da umidade de compactação. Observa-se que dentre as variações da umidade de compactação, as que tiveram resultados mais satisfatórios tiveram penetração na faixa entre 4 e 10 mm e umidade de compactação entre wot-2% e wot, sendo estes as que obtiveram os melhores resultados de aderência da imprimação.

Figura 12 - Gráfico Umidade vs Penetração/Aderência. Fonte: Acervo particular, 2017.

É possível notar que acima da umidade ótima houve uma perda acentuada de aderência e penetração da imprimação pois o material betuminoso não penetrou na base, formando um filme espesso sobre a superfície.

5 Conclusões

Os resultados de aderência da imprimação obtidos são inferiores aos obtidos em outros estudos, como o de Ramalho (2011), sendo a provável causa desses resultados relacionados à capacidade e resistência de solo utilizado.

O solo utilizado no presente estudo mostrou resultados de CBR e expansão fora dos padrões recomendados pelo DNIT (2006), sendo assim, o solo não é recomendado para uso como base em pavimentação. Observou-se que a penetração da imprimação na base foi inversamente proporcional à umidade de compactação do solo, ou seja, acima da umidade ótima a penetração foi reduzida, e diminuindo a umidade de compactação, aumentou-se a penetração da imprimação, até a wot-4%, onde obteve-se os valores máximos de penetração.

Os resultados de aderência da imprimação mais satisfatórios obtidos estiveram entre as umidades wot -2% e wot, sendo o melhor na umidade ótima de compactação com média de 0,67 N.m.

Foi possível observar que esses resultados mais satisfatórios encontraram-se com penetração média entre 4 e 10 mm, em concordância com outros autores,

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como Ramalho (2011), Villibor et al. (2009) e Rabêlo (2006).

Agradecimentos

Agradeço à minha família, minha mãe Gilma, meu pai Antônio e meus irmãos pelo amor e suporte. A Flaviana pelo apoio, companhia, paciência e carinho.

Aos meus amigos Bruna, Eduardo, Fernando, Igor e Ricardo, pelos momentos dentro e fora da universidade, além de toda ajuda que sempre despuseram.

Aos colegas de pesquisa e graduação Katiane, Lucas, Henrique e Denise pela ajuda na execução dos ensaios de laboratório.

A professora Ana Elza Dalla Roza pela orientação, conhecimento, paciência e apoio depositados. Á UNEMAT pela oportunidade de realização do curso de Engenharia Civil e de crescimento intelectual e pessoal.

Sugestões para trabalhos futuros

Verificar a aderência da imprimação em pontos mais próximos à umidade ótima de compactação, apesar da dificuldade de controle da umidade da amostra; Verificar a influência da taxa de umedecimento (prévia à imprimação) na penetração e aderência da imprimação, para solo laterítico de Sinop – MT; Realizar estudos referente à imprimação com os demais materiais utilizado como base em pavimentação na região norte do Mato Grosso.

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