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FUNDAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE
CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA OCEÂNICA
ESTUDO SOBRE SOLOS ARENOSOS FINOS LATERÍTICOS DA
PLANÍCIE COSTEIRA SUL DO RS PARA EMPREGO EM
PAVIMENTAÇÃO ECONÔMICA
DÉBORA FELTEN
Dissertação apresentada à Comissão de Curso de
Pós-Graduação em Engenharia Oceânica da
Fundação Universidade Federal do Rio Grande,
como requisito parcial à obtenção do título de
Mestre em Engenharia Oceânica.
Orientador: Cezar Augusto Burkert Bastos
Rio Grande, outubro de 2005.
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Milhares de livros grátis para download.
A meus pais, em especial a meu marido Ciro
e a meu filho Bruno que está preste a nascer.
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AGRADECIMENTOS
Ao meu orientador Cezar Bastos pela compreensão e paciência que teve comigo nos
momentos de dificuldades que passei durante a elaboração da minha dissertação, e por ter
acreditado e confiado sempre no meu trabalho quando alguns já não acreditavam mais, por
nunca ter desistido de me incentivar e por ter sempre me apoiado rendo-lhe os meus sinceros
agradecimentos.
Ao coordenador do curso da Pós-Graduação de Engenharia Oceânica, Cláudio Dias
por ter acreditado e confiado em mim.
As minhas amigas Agnese, Cleuza, Nilza e Rosane pelo carinho e disposição em me
ajudar a qualquer hora.
Aos bolsistas de iniciação cientifica Márcio Antônio Sapper de Souza, Vagner Jian
Mota da Silva, Everton Bittencourt das Neves, Silvana Vasconcelos, Michele Freitas e
também ao técnico Celço Mendonça pelo apoio na realização dos ensaios.
Também gostaria de agradecer ao professor Juan Antonio Flores (IG/UFRGS) pelo
auxílio na interpretação dos difratogramas de raios X, os professores Glauco Fabbri
(EESC/USP) e Marcos Musso pelas dicas a respeito do uso do ensaio de adsorção de azul de
metileno, e o professor André Guimarães por disponibilizar o laboratório de química dos
materiais do DMC para realização dos ensaios de azul de metileno.
A CAPES pelo auxilio financeiro.
Por fim agradeço a meu pai Alcindo a minha mãe Edeli e a meu marido Ciro por
nunca me deixarem desistir não importando o tamanho do obstáculo, a minha irmã Patrícia
pelo carinho e a todos os meus familiares.
ABSTRACT
In the Southern Coastal Plain of the RS, the large distances of rock’s transport materials have
been making unfeasible the economic paving of roads characterized by the low volume of
traffic. Aiming the cost’s reduction, alternatives are looked to substitute the noble materials
by local soils in the project and execute of the pavement’s structures. In this dissertation are
presented results about the investigation of physical, mineralogical and technological
properties of fine sandy soils in a geotechnical grouping denominated “ lateritic sands”
(Bastos, 2002). These soils wich constitute the horizon’s subsuperficial profiles of Argissolo
Vermelho-Amarelo developed on the Coastal Barrier BII (Pleistocene), with physical and
morphologic characteristics similar to the lateritic fine sandy soils (SAFL) found in the
southeast of Brazil, they were submitted to the criterion of choice based on MCT
Methodology (Villibor and Nogami, 1982). Any researched soils assists in totally the proposal
criterion. The ARMAR soil, although presents expansion above the limit of the specification,
is the one that presents better acting in support’s capacity, and is the one of the soils that less
stands back of the suitable superior limit as the capillary sorption. This fact, ally to the same
belong to a commercial’s place, motivated their utilization in the measure ments by the
PMSP (PMSP, 1992) method, of the hypothetical pavement structure with base in SAFL
accomplished in this work. The results show that no soil of this nature can be used
indiscriminately like SAFL, without a discerning technological control for MCT
Methodology tests is accomplished and that all the recommended executive procedures, in
matter that they guarantee that the base doesn’t suffer “softening” for saturation effect, be
assisted. In spite of, the employment of lateritic fine sandy soils constitutes an alternative
technically viable for low cost paving in the Southern Coastal Plain of RS.
Keywords: soils coastal, paving economic, plain coastal, soils sandy fine, Methodology MCT.
RESUMO
Na Planície Costeira do Sul do RS, as elevadas distâncias de transporte de materiais pétreos
têm inviabilizado economicamente a pavimentação de vias caracterizadas pelo baixo volume
de tráfego. Visando a redução destes custos, buscam-se alternativas para substituição dos
materiais ditos nobres por solos locais no projeto e execução das estruturas de pavimentos.
Nesta dissertação são apresentados resultados da investigação de propriedades físicas,
mineralógicas e tecnológicas de solos arenosos finos de um agrupamento geotécnico
denominado “areias lateríticas” por Bastos (2002). Estes solos, que constituem o horizonte
subsuperficial de perfis de Argissolo Vermelho-Amarelo desenvolvido sobre a Barreira
Litorânea BII pleistocênica, com características físicas e morfológicas similares aos solos
arenosos finos lateríticos (SAFL) encontrados na região sudeste, foram submetidos ao critério
de escolha de solos para bases pela Metodologia MCT (Villibor e Nogami, 1982). Nenhum
dos solos pesquisados atende na totalidade o critério proposto. O solo ARMAR, embora
apresente expansão acima do limite da especificação, é aquele que apresenta melhor
desempenho quanto a capacidade de suporte, e é um dos solos que menos se afasta do limite
superior indicado quanto a infiltrabilidade. Este fato, aliado ao mesmo pertencer a uma jazida
comercial, motivou a utilização do mesmo no dimensionamento pelo Método da PMSP
(PMSP, 1992) de uma hipotética estrutura de pavimento com base em SAFL realizado neste
trabalho. Os resultados mostram que nenhum solo desta natureza pode ser
indiscriminadamente utilizado como SAFL, sem que um criterioso controle tecnológico pelos
ensaios da Metodologia MCT seja realizado e que todos os procedimentos executivos
recomendados, em particular que garantam que a base não sofra “amolecimento” por efeito de
saturação, sejam atendidos. Não obstante, o emprego de solos arenosos finos de
comportamento laterítico constitui uma alternativa tecnicamente viável para pavimentação de
baixo custo na Planície Costeira Sul.
Palavras-Chave: solos costeiros, pavimentação econômica, planície costeira, solos arenosos
finos, Metodologia MCT.
SUMÁRIO
LISTA DE SÍMBOLOS.......................................................................................................
16
LISTA DE ABREVIATURAS.............................................................................................
19
LISTA DE TABELAS..........................................................................................................
21
LISTA DE FIGURAS...........................................................................................................
23
1. INTRODUÇÃO................................................................................................................
27
2. SOLOS ARENOSOS FINOS LATERÍTICOS E SUA APLICAÇÃO EM
PAVIMENTAÇÃO DE BAIXO CUSTO............................................................................
30
2.1. SOLOS ARENOSOS FINOS LATERÍTICOS.............................................................
30
2.2. OCORRÊNCIA E HISTÓRICO DE USO DE SAFL EM PAVIMENTAÇÃO...........
30
2.3. METODOLOGIA MCT NO ESTUDO DOS SOLOS TROPICAIS E
SUBTROPICAIS..................................................................................................................
31
2.4 CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS COM O USO DA METODOLOGIA MCT............ 34
2.5. ESPECIFICAÇÕES PARA USO DE SAFL EM PAVIMENTOS ECONÔMICOS
COM BASE NA METODOLOGIA MCT...........................................................................
37
2.6. CARACTERÍSTICAS MECÂNICAS E HIDRÁULICAS DAS BASES DE SAFL...
38
2.7. PECULIARIDADES SOBRE O COMPORTAMENTO DE PAVIMENTOS COM
BASES SAFL.......................................................................................................................
39
2.8. TÉCNICA CONSTRUTIVA E DE CONTROLE DE BASES DE SAFL....................
40
2.9. PRINCIPAIS DEFEITOS ASSOCIADOS A FALHAS OU INADEQUAÇÃO DO
PROJETO E/OU TÉCNICA CONSTRUTIVA................................................................... 49
2.10. DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS DE BAIXO CUSTO COM SAFL......
55
3. CARACTERIZAÇÃO GEOLÓGICA E PEDOLÓGICA DOS SOLOS ESTUDADOS
56
3.1. DEFINIÇÃO DA OCORRÊNCIA DOS SOLOS ESTUDADOS.................................
56
3.2. ASPECTOS GEOLÓGICOS E GEOMORFOLÓGICOS.............................................
58
3.3 ASPECTOS PEDOLÓGICOS........................................................................................
60
4. IDENTIFICAÇÃO E DESCRIÇÃO DAS JAZIDAS DE SOLOS ESTUDADOS.........
67
4.1. IDENTIFICAÇÃO DAS JAZIDAS .............................................................................
67
4.2. DESCRIÇÃO DAS JAZIDAS......................................................................................
69
5. MÉTODOS DE ENSAIO EMPREGADOS NA CARACTERIZAÇÃO E
AVALIAÇÃO DAS PROPRIEDADES TECNOLÓGICAS DOS SOLOS ESTUDADOS
76
5.1. CARACTERIZAÇÃO DOS SOLOS ESTUDADOS................................................... 76
5.1.1. Caracterização Geotécnica Convencional.................................................................. 76
5.1.2. Caracterização Mineralógica, Química e da Atividade da Fração Argilosa dos
Solos..................................................................................................................................... 77
5.1.3. Caracterização MCT dos Solos.................................................................................. 82
5.2. AVALIAÇÃO DAS PROPRIEDADES TECNOLÓGICAS DOS SOLOS
ESTUDADOS.......................................................................................................................
84
5.3. ENSAIOS PARA OBTENÇÃO DE PARÂMETROS DE PROJETO PARA O
DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA DE PAVIMENTO SEGUNDO O
MÉTODO DA PREFEITURA MUNICIPAL DE SÃO PAULO (PMSP)..........................
91
6. RESULTADOS OBTIDOS NA AVALIAÇÃO TECNOLÓGICA DOS SOLOS
ESTUDADOS.......................................................................................................................
92
6.1. RESULTADOS DA CARACTERIZAÇÃO DOS SOLOS.......................................... 92
6.1.1. Caracterização Geotécnica..........................................................................................
92
6.1.2. Caracterização Mineralógica, Química e da Atividade Coloidal da Fração Fina.......
95
6.2. AVALIAÇÃO DAS PROPRIEDADES TECNOLÓGICAS DOS SOLOS
ESTUDADOS.......................................................................................................................
104
6.2.1. Resultados dos Ensaios de Compactação Mini-Proctor............................................. 105
6.2.2. Capacidade de Suporte e Expansão............................................................................
106
6.2.3. Contração por Secagem..............................................................................................
113
6.2.4. Infiltrabilidade............................................................................................................ 114
6.2.5. Análise Geral frente ao Critério de Seleção de SAFL................................................
116
7. PROPOSTA E DIMENSIONAMENTO DE UMA ESTRUTURA DE PAVIMENTO..
118
7.1. MÉTODO DE DIMENSIONAMENTO DA PMSP..................................................... 118
7.1.1. Categorias de Tráfego.................................................................................................
118
7.1.2. Capacidade de Suporte do Subleito............................................................................
119
7.1.3. Espessura Total do Pavimento (H
SL
)..........................................................................
120
7.1.4. Espessura da Camada de Rolamento (R)....................................................................
120
7.1.5. Espessura das Demais Camadas.................................................................................
121
7.1.6. Espessura Mínima e Materiais Recomendados para as Diversas Camadas do
Pavimento.............................................................................................................................
123
7.2. DIMENSIONAMENTO COM BASE NO MÉTODO DA PMSP DE UMA
HIPOTÉTICA ESTRUTURA DE PAVIMENTO ECONÔMICO COM EMPREGO DO
SOLO ARMAR....................................................................................................................
123
7.3. Considerações finais sobre a aplicação realizada..........................................................
127
8. CONCLUSÕES................................................................................................................
129
ANEXO A. PROCEDIMENTO REALIZADO PARA SE OBTER A CLASSIFICAÇÃO
DO SOLO ARMAR.............................................................................................................
131
A.1. ENSAIO DE COMPACTAÇÃO MINI-MCV (DNER-ME 258/94)...........................
131
A.2. ENSAIO DA PERDA DE MASSA POR IMERSÃO (DNER-ME 256/94)................
133
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS................................................................................. 141
LISTA DE SÍMBOLOS
A Horizonte superficial de solo
A Área da seção da amostra no ensaio de infiltrabilidade
Acb Índice de Adsorção do Azul de Metileno
An - A4n Diferença entre alturas do corpo de prova para n e 4n golpes no ensaio mini-
MCV
B Espessura da base
B Horizonte subsuperficial de solo
B/A Horizonte de transição entre os horizontes A e B
Bi Número de golpes correspondente ao cruzamento de cada curva de
deformabilidade com o valor de diferença de altura (An-A4n) = 2 mm no
ensaio mini-MCV
BII Barreira Litorânea II
Bt Horizonte B textural
C Horizonte de solo
c’ Coeficiente classificatório da Metodologia MCT (coeficiente de
deformabilidade)
C1 e C2 Valores de carga correspondentes às penetrações de 2 e 2,5 mm no ensaio
mini-CBR
Ca Cálcio
CA Coeficiente de Atividade
CBR
B
Índice de Suporte Califórnia da base
CBR
REF
Índice de Suporte Califórnia do reforço do subleito
CBR
SB
Índice de Suporte Califórnia da sub-base
CBR
SL
Índice de Suporte Califórnia do subleito
CM-30 e
CM-70
Asfaltos diluídos com querosene
d’ Coeficiente classificatório da Metodologia MCT
D1 e D2 Valores de carga para penetrações específicas (0,84 e 1,7 mm) no ensaio mini-
CBR
E Horizonte eluvial de solo
E Expansão
e’ Coeficiente classificatório da Metodologia MCT
h Altura inicial do corpo de prova no ensaio de expansão
H
SL
Espessura total do pavimento em termos equivalentes de material granular
Ia Atividade coloidal de Skempton
IP Índice de plasticidade
K Coeficiente de equivalência estrutural
K Coeficiente de tolerância experimental unilateral
K
B
Coeficiente de equivalência estrutural da base
Ki e Kr Relações moleculares
K
R
Coeficiente de equivalência estrutural do revestimento
K
REF
Coeficiente de equivalência estrutural do reforço do subleito
K
SL
Coeficiente de equivalência estrutural do subleito
LA Areia laterítica (classificação MCT)
LA’ Solo arenoso laterítico (classificação MCT)
LG’ Solo argiloso laterítico (classificação MCT)
Mg Magnésio
mini-CBRci Índice de Suporte Califórnia do ensaio miniatura com imersão
mini-CBRcs Índice de Suporte Califórnia do ensaio miniatura com sobrecarga
mini-CBR
hm
Índice de Suporte Califórnia do ensaio miniatura no teor de umidade de
moldagem
mini-CBRsi Índice de Suporte Califórnia do ensaio miniatura sem imersão
mini-CBRss Índice de Suporte Califórnia do ensaio miniatura sem sobrecarga
N Número de passagens previstas de veículos comerciais (ônibus e caminhões)
por dia
N Número de experimentos
n Número de golpes aplicados (ensaio mini-MCV)
NA Areia Não Laterítica (classificação MCT)
NA’ Solo arenoso não laterítico (classificação MCT)
NAmáx Nível de água máximo
NAmín Nível de água mínimo
NG’ Solo argiloso não laterítico (classificação MCT)
NP Não plástico
NS’ Solo não laterítico siltoso (classificação MCT)
P
F
Porcentagem da dada fração
P
i
Perda por imersão
PI Proctor Intermediário
PN Proctor Normal
R Espessura da camada de rolamento
RIS Índice de perda de suporte com a imersão
RR-2C Emulsão asfáltica
S Área da seção do tubo capilar no ensaio de infiltrabilidade
S Grau de saturação
S Desvio padrão
s Coeficiente de sorção capilar
V Volume da solução padrão de azul de metileno absorvido
Va Valor de Azul (procedimento de Fabbri)
Valor S Bases permutáveis
Valor T Capacidade de troca de cátions
Valor V Saturação de bases
Vb Valor de Azul (procedimento de Pejon)
w Teor de umidade
wl
Limite de liquidez
w
ótimo,
w
ót
Umidade ótima de compactação
X Média experimental
∆h
Acréscimo de altura do corpo de prova no ensaio de expansão
∆L
Distância percorrida pela água no tubo capilar no ensaio de infiltrabilidade
∆t
Intervalo entre valores da raiz quadrada do tempo de ensaio de infiltrabilidade
γ
dmáx
Peso específico aparente seco máximo
γ
s
Peso específico real dos grãos
LISTA DE ABREVIATURAS
AASHTO
American Association of State Highway Transportation Officials
ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas
ARMAR Identificação da jazida Areia do Mar
BFAL Identificação da jazida Barra Falsa
CBR
California Bearing Ratio
CBUQ Concreto betuminoso usinado à quente
CECO-UFRGS Centro de Estudos Costeiros do Instituto de Geociências da UFRGS
CNPS Centro Nacional de Pesquisa de Solos
COTO Identificação da jazida Cotovelo
CP Corpo de prova
CRET Identificação da jazida Casa do Retiro
DER/SP Departamento de Estradas de Rodagem do Estado de São Paulo
DNER Departamento Nacional de Estradas de Rodagem
EESC-USP Escola de Engenharia de São Carlos - Universidade de São Paulo
EMBRAPA Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária
FURG Fundação Universidade Federal do Rio Grande
HRB
Highway Research Board
IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
ISC Índice de Suporte Califórnia
LAC Identificação da jazida Las Acácias
MCT Miniatura, Compactado, Tropical
MCV
Moisture Condition Value
NBR Normas brasileiras registradas
PETRO Identificação da jazida Domingos Petrolini
PMQ Pré-misturado à quente
PMSP Prefeitura Municipal de São Paulo
PREFE Identificação da jazida Prefeitura
RCS
Resistência à compressão simples
SAFL Solo arenoso fino laterítico
SNLCS Serviço Nacional de Levantamento e Conservação dos Solos
SUCS Sistema Unificado de Classificação dos Solos
TS ou TSS Camada anticravameto
TSD Tratamento superficial duplo
TST Tratamento superficial triplo invertido
UFRGS Universidade Federal do Rio Grande do Sul
USACE
U.S. Army Corps of Engineers
USCS
Unified Soil Classification System
LISTA DE TABELAS
Tabela 2.1 - Propriedades tecnológicas recomendadas aos SAFL empregados em bases
de pavimento de baixo custo (referentes a energia do Proctor Intermediário do mini-
Proctor).................................................................................................................................
38
Tabela 2.2 - Procedimento construtivo e controle tecnológico de bases de SAFL
(Villibor et al., 2000)............................................................................................................
42
Tabela 2.3 - Recomendações para determinar a taxa e o tipo da imprimadura
impermeabilizante (Villibor e Nogami, 2001)......................................................................
47
Tabela 2.4 - Relação das propriedades físicas da base e principais defeitos construtivos
(modificado de Nogami e Villibor, 1995)............................................................................ 49
Tabela 3.1 - Características Gerais da Unidade de Mapeamento Tuiá (Embrapa, 1973).....
64
Tabela 4.1 - Jazidas de solos estudados................................................................................
67
Tabela 5.1 - Ensaio de Adsorção de Azul de Metileno – comparação entre os
procedimentos de Pejon e Fabbri..........................................................................................
81
Tabela 6.1 - Caracterização geotécnica dos solos estudados quanto a granulometria,
plasticidade e classificação geotécnica tradicional (SUCS e AASHTO-HRB)....................
92
Tabela 6.2 - Classificação MCT dos solos estudados e respectivos coeficientes
classificatórios...................................................................................................................... 93
Tabela 6.3 - Minerais identificados nos ensaios de difratometria de raios X nas diferentes
análises e tratamentos aplicados – solo ARMAR.................................................................
95
Tabela 6.4 - Resultados das análises químicas (teores de óxidos e relações moleculares)
– solo ARMAR.....................................................................................................................
99
Tabela 6.5 - Parâmetros obtidos a partir de Ensaios de Adsorsão de Azul de Metileno
segundo os procedimentos de Pejon e Fabbri e Índice de Atividade de Skempton dos
solos estudados..................................................................................................................... 100
Tabela 6.6 - Parâmetros de compactação dos solos estudados obtidos em ensaios mini-
Proctor...................................................................................................................................
106
Tabela 6.7 - Resultados de mini-CBR para ensaios com e sem imersão, sem sobrecarga –
CPs na umidade ótima compactados na energia equivalente do Proctor Normal e
Intermediário.........................................................................................................................
107
Tabela 6.8 - Resultados de mini-CBR para ensaios com e sem imersão, com sobrecarga
– CPs na umidade ótima compactados na energia equivalente do Proctor Normal e
Intermediário.........................................................................................................................
108
Tabela 6.9 - Valores de expansão medida nos ensaios de mini-CBR.................................. 108
Tabela 6.10 - Resultados de mini-CBR e expansão frente ao critério de seleção de SAFL.
109
Tabela 6.11 - Contração ao ar por secagem dos solos estudados (CPs compactados na
umidade ótima e energia do Proctor Intermediário).............................................................
114
Tabela 6.12 - Coeficientes de sorção (s) obtidos em ensaios de infiltrabilidade (CPs
compactados na umidade ótima e energia do Proctor Intermediário).................................. 115
Tabela 6.13 - Resumo dos resultados obtidos na avaliação tecnológica dos solos
estudados frente ao critério de seleção de solos para bases de SAFL proposto por
Villibor e Nogami (1982)..................................................................................................... 117
Tabela 7.1 - Espessura mínima de revestimento (PMSP, 1992).......................................... 121
Tabela 7.2 - Coeficientes de equivalência estrutural (Villibor et al., 2000)........................ 122
Tabela 7.3 - Características das camadas de pavimentos de baixo custo (modificado de
Villibor et al.2000)............................................................................................................... 123
LISTA DE FIGURAS
Figura 1.1- Ocorrência dos agrupamentos geotécnicos de solos encontrados na Planície
Costeira Sul e entorno com potencial uso em obras de terra e pavimentação (Bastos
2002).....................................................................................................................................
28
Figura 2.1 - Perfil esquemático exemplifica a ocorrência de solos em ambiente tropical
(em destaque solos de peculiaridades tropicais) (modificado de Villibor et al., 2000)........
32
Figura 2.2 - Ensaios da Metodologia MCT (Villibor et al., 2000).......................................
33
Figura 2.3 - Gráfico da Classificação MCT (Nogami e Villibor, 1995)...............................
34
Figura 2.4 - Exemplo de curvas de deformabilidade do mini-MCV na obtenção do
coeficiente c’.........................................................................................................................
35
Figura 2.5 - Exemplo de curvas de compactação do mini-MCV na obtenção do
coeficiente d’........................................................................................................................ 36
Figura 2.6 - Faixa granulométrica recomendada para SAFL empregado em bases de
pavimento de baixo custo..................................................................................................... 37
Figura 2.7 - Hierarquização dos SAFL com base na classificação MCT
(Nogami e Villibor 1995)..................................................................................................... 39
Figura 2.8 - Detalhes construtivos de bases de SAFL (Villibor e Nogami, 2001)...............
43
Figura 2.9 - Exemplo de seção transversal típica de um pavimento rodoviário com base
de SAFL (Nogami e Villibor, 1995).....................................................................................
44
Figura 2.10 - Penetração do asfalto na base (Villibor e Nogami, 2001).............................. 45
Figura 2.11 - Detalhes do processo executivo da camada de revestimento betuminoso
(Villibor e Nogami, 2001).................................................................................................... 48
Figura 2.12 - Fluxograma de causas, ocorrência, evoluções e serviços de conservação
dos defeitos de pavimentos de baixo custo (modificado de Nogami e Villibor, 1995)........
53
Figura 2.13 - Detalhes dos defeitos de pavimentos com base de SAFL (Villibor e
Nogami, 2001)......................................................................................................................
54
Figura 3.1 - Ocorrência dos solos da unidade PVa7, segundo IBGE (1986), na Planície
Costeira Sul (modificado de IBGE, 1986)............................................................................
57
Figura 3.2 - Unidade de Mapeamento Tuiá, segundo Embrapa (1973), na Planície
Costeira Sul (modificado de Embrapa, 1973).......................................................................
58
Figura 3.3 - Mapa geológico-geomorfológico de Rio Grande (Botelho, 2002)...................
59
Figura 3.4 - Mapa geológico-geomorfológico desenvolvido pelo CECO/UFRGS
(modificado de Tagliani, 2002)............................................................................................ 60
Figura 3.5 - Mapa de solos generalizado para a região (Tagliani, 2002)............................. 62
Figura 3.6 - Esquema de um perfil de solo de potencial SAFL na Planície Costeira Sul.... 62
Figura 3.7 - Foto do perfil de solo da jazida ARMAR ilustrando os horizontes
encontrados...........................................................................................................................
63
Figura 3.8 - Exemplo de paisagem de ocorrência da Unidade de Mapeamento Tuiá.
Destaque a vegetação e relevo típicos e a ocorrência de cobertura eólica recente (dunas
interiores)..............................................................................................................................
65
Figura 4.1 - Áreas de provável ocorrência de SAFL na Planície Costeira Sul, com base
em dados de IBGE (1986), e localização aproximada das jazidas.......................................
68
Figura 4.2 - Foto ilustrando perfil de solo da jazida CRET..................................................
69
Figura 4.3 - Extração comercial e armazenagem do solo estudado......................................
70
Figura 4.4 - Perfil típico da jazida PREFE...........................................................................
71
Figura 4.5 - Perfil da jazida COTO...................................................................................... 72
Figura 4.6 - Talude da jazida PETRO.................................................................................. 73
Figura 4.7 - Perfil da jazida BFAL.......................................................................................
74
Figura 4.8 - Fotos ilustrando (a) o afloramento do solo estudado na jazida LAC e (b)
processos erosivos instalados junto às obras de infraestrutura do loteamento.....................
75
Figura 5.1 - Ensaio de Adsorção de Azul de Metileno em execução com destaque aos
equipamentos utilizados (Fabbri e Sória, 1994)...................................................................
79
Figura 5.2 - Teste da mancha de azul de metileno (Fabbri e Sória, 1994)...........................
79
Figura 5.3 - Equipamento de compactação miniatura utilizado nos ensaios de
compactação da Metodologia MCT......................................................................................
82
Figura 5.4 - Ensaio de perda por imersão da Metodologia MCT.........................................
83
Figura 5.5 - Detalhe do ensaio de penetração mini-CBR.....................................................
85
Figura 5.6 - Exemplo de curva mini-CBR – correção de início e obtenção de C1, C2, D1
e D2.......................................................................................................................................
87
Figura 5.7 - Ensaio de expansão do mini-CBR.................................................................... 88
Figura 5.8 - Ensaio de contração por secagem ao ar da Metodologia MCT........................ 88
Figura 5.9 - Ensaio de infiltrabilidade da Metodologia MCT..............................................
89
Figura 5.10 - Curva típica L x t
1/2
e elementos para estimativa do coeficiente de sorção
(s) no ensaio de infiltrabilidade da Metodologia MCT........................................................ 90
Figura 5.11 - Retirada da amostra de solo do subleito para ensaio CBR: (a) vista geral do
local e (b) detalhe da amostragem........................................................................................
91
Figura 6.1 - Solos estudados frente aos tipos de SAFL hierarquizados pela classificação
MCT......................................................................................................................................
93
Figura 6.2 - Granulometria dos solos estudados frente a faixa granulométrica
recomendada para bases de SAFL........................................................................................
94
Figura 6.3 – Difratograma do pó (fração passante peneira #200) – solo ARMAR..............
96
Figura 6.4 - Difratograma da fração coloidal (amostra natural) – solo ARMAR.................
97
Figura 6.5 - Difratograma da fração coloidal (amostra glicolada) – solo ARMAR.............
97
Figura 6.6 - Difratograma da fração coloidal (amostra calcinada) – solo ARMAR.............
98
Figura 6.7 - Aplicação dos critérios de Gomes e Rodrigues (1998) e Costa e Gandolfi
(1998) na estimativa do comportamento laterítico ou não laterítico dos solos estudados
com base no parâmetro Acb no Método de Adsorção do Azul de Metileno –
procedimento Pejon..............................................................................................................
101
Figura 6.8 - Solos estudados frente ao diagrama das atividades das argilas pelo Método
do Azul de Metileno (procedimento Pejon)..........................................................................
101
Figura 6.9 - Aplicação do critério de Fabbri e Sória (1994) na estimativa do
comportamento laterítico ou não laterítico dos solos estudados com base no parâmetro
Valor de Azul – procedimento Fabbri..................................................................................
102
Figura 6.10 - Caracterização da atividade coloidal dos solos estudados com base nos
resultados pelo Método do Azul de Metileno (procedimento de Fabbri).............................
103
Figura 6.11 - Análise da identificação do comportamento laterítico a partir do Método do
Azul de Metileno e do índice e’ da classificação MCT........................................................
104
Figura 6.12 - Curvas de compactação dos solos estudados obtidas em ensaios mini-
Proctor na energia do Proctor Normal (PN) e Intermediário (PI). Curva de saturação, S=
90% e S= 70% para γ
s
médio de 26,8 kN/m
3
........................................................................
105
Figura 6.13 - Valores de mini-CBR na energia do Proctor Normal (PN) nas condições
sem sobrecarga (ss), com sobrecarga (cs), sem imersão (si) e com imersão (ci).................
110
Figura 6.14 - Valores de mini-CBR na energia do Proctor Intermediário (PI) nas
condições sem sobrecarga (ss), com sobrecarga (cs), sem imersão (si) e com imersão
(ci).........................................................................................................................................
111
Figura 6.15 - Valores de mini-CBR na energia do Proctor Intermediário na condição sem
sobrecarga (ss) e sem imersão (si) (aplicado o coeficiente de tolerância experimental)......
111
Figura 6.16 - Índice RIS para os solos estudados.................................................................
112
Figura 6.17 - Valores de expansão dos solos estudados.......................................................
112
Figura 6.18 - Valores de expansão dos solos estudados na energia do Proctor
intermediário e sem sobrecarga (aplicado o coeficiente de tolerância experimental)..........
113
Figura 6.19 - Curvas de infiltrabilidade obtidas de CPs compactados na umidade ótima e
na energia do Proctor Intermediário para os solos estudados...............................................
115
Figura 7.1 - Ábaco de dimensionamento para obtenção da espessura total básica do
pavimento em termos de material granular (H
SL
) (PMSP, 1992).........................................
120
Figura 7.2 - Seção transversal do pavimento dimensionado................................................ 127
1. INTRODUÇÃO
Na análise da malha rodoviária do sul do estado do Rio Grande do Sul destaca-se a
pequena extensão em estradas pavimentadas. A razão para tal está diretamente relacionada à
escassez de recursos públicos e aos altos custos dos materiais usualmente empregados na
pavimentação.
Em particular na Planície Costeira Sul, a distância de transporte para materiais
considerados nobres (p.ex. brita graduada) é grande, encarecendo obras de pavimentação de
pequeno a médio porte, que envolvem principalmente aquelas estradas encarregadas do
escoamento das produções agrícolas do interior dos municípios da região, chamadas de
estradas vicinais. A viabilidade econômica de pavimentação destas estradas, passa pela
redução de custos de construção, através da adequação das mesmas às condições regionais,
seja com a melhoria dos traçados atuais (reduzindo os volumes de corte e aterro), mas
principalmente pela utilização de materiais locais na execução das estruturas dos pavimentos.
Por serem destinadas ao tráfego leve, as estradas vicinais são bastante tolerantes quanto às
especificações para materiais constituintes das camadas de seus pavimentos. Estas soluções
alternativas são extensíveis a outras obras viárias também caracterizadas pelo tráfego leve
como pavimentação urbana em bairros, pátios de manobras e estacionamentos.
Cabe a comunidade técnico-científica a responsabilidade por pesquisar soluções
alternativas que atendam a dois critérios básicos: qualidade e baixo custo, justificando
pesquisas no sentido de se conhecer o comportamento compactado dos solos regionais. O
Grupo de Pesquisa Geotecnia – FURG tem se empenhado no sentido de estudar os solos
regionais com potencial de uso em obras de pavimentação
Trabalhos de campo na identificação e amostragem de perfis típicos de solos regionais
com potencial de uso como material de empréstimo foram iniciados no ano de 2001. Segundo
Bastos (2003), em função da origem geológica e pedogênese, estes solos regionais foram
reunidos em cinco agrupamentos geotécnicos: solos graníticos lateríticos, saibros graníticos,
areias lateríticas, plintossolos e planossolos (figura 1.1).
A presença de areias lateríticas despertou o interesse do Grupo de Pesquisa em avaliar
o potencial desses solos em pavimentação de baixo custo. Estes solos constituem SOLOS
ARENOSOS FINOS encontrados em uma das barreiras litorâneas formadoras do litoral sul. A
Capítulo 1 - Introdução Página 28 de 146
destacada coloração avermelhada originada pelos sesquióxidos de ferro indicam um
presumível comportamento laterítico a estes solos. Segundo Bastos (2003), as características
físicas preliminarmente identificadas para estes solos vislumbraram a possibilidade da
aplicação da Metodologia MCT e do critério tecnológico estabelecido na escolha de solos
arenosos finos lateríticos (SAFL) do interior de São Paulo para construção de bases de
chamados pavimentos econômicos.
Figura 1.1- Ocorrência dos agrupamentos geotécnicos de solos encontrados na
Planície Costeira Sul e entorno com potencial uso em obras de terra e pavimentação (Bastos
2002).
Esta dissertação teve por objetivo principal caracterizar e avaliar o potencial de solos
arenosos finos encontrados na Planície Costeira Sul na construção de bases de pavimentos
econômicos destinados a baixo volume de tráfego. Os objetivos específicos foram:
Solos lateríticos + saibros
graníticos
Saibros graníticos
Areias lateríticas
Plintossolos
Planossolos
Capítulo 1 - Introdução Página 29 de 146
• Identificar e caracterizar jazidas de solos arenosos finos com presumível
comportamento laterítico (areias lateríticas);
• Caracterizar os solos destas jazidas pelas propriedades-índices convencionais,
características químicas e mineralógicas e pela Metodologia MCT;
• Aplicar aos solos estudados os critérios estabelecidos com base na Metodologia
MCT para seleção de solos arenosos finos lateríticos (SAFL) empregados na
construção de bases de pavimentos econômicos;
• Em um hipotético estudo de caso, realizar o dimensionamento de uma estrutura de
pavimento para baixo volume de tráfego, utilizando como elemento da estrutura
uma base executada com um dos solos arenosos finos estudados.
Esta dissertação tem início com uma abrangente revisão bibliográfica sobre solos
arenosos finos lateríticos, apresentada no capítulo 2, discorrendo sobre a ocorrência e
histórico de uso destes solos em pavimentação, sobre o emprego da Metodologia MCT na
caracterização e especificação destes materiais, sobre as características mecânicas e
hidráulicas e peculiaridades de comportamento de bases de solos arenosos finos, sobre as
técnicas construtivas e de controle recomendadas e ainda sobre os principais defeitos
associados a estas bases.
Afim de se atingir os objetivos propostos, foram identificadas sete jazidas de areias
lateríticas. Nestas jazidas foram amostrados solos que constituem o horizonte B de perfis de
Podzólicos Vermelho-Amarelo (Argissolo Vermelho-Amarelo, segundo Embrapa, 1999)
desenvolvidos sobre a Barreira Litorânea BII nos municípios de Rio Grande e Pelotas. A
completa caracterização geológica e pedológica dos solos estudados é apresentada no capítulo
3, enquanto a descrição completa das jazidas é realizada no capítulo 4.
Os métodos de ensaios empregados na caracterização e avaliação tecnológicas dos
solos amostrados são apresentados no capítulo 5. Os resultados obtidos são apresentados e
analisados no capítulo 6.
No capítulo 7 é apresentada uma proposta de estrutura de pavimento destinado a baixo
volume de tráfego, utilizando como material para base um dos solos arenoso finos estudados.
O método de dimensionamento proposto pela Prefeitura Municipal de São Paulo é adotado. O
estudo de caso idealizado tem como subleito o solo arenoso de um acesso interno no Campus
Carreiros da FURG.
Por fim, as conclusões deste estudo e as sugestões para futuras pesquisas são
apresentadas no capítulo 8.
2. SOLOS ARENOSOS FINOS LATERÍTICOS E SUA
APLICAÇÃO EM PAVIMENTAÇÃO DE BAIXO CUSTO
2.1. SOLOS ARENOSOS FINOS LATERÍTICOS
No Brasil existem vastas áreas cobertas por espesso manto de solos arenosos finos,
sejam de origem sedimentar ou produto da decomposição de arenitos. No horizonte
subsuperficial, devido à atuação de processos pedogenéticos típicos de clima tropical e
subtropical, ocorre a chamada laterização dos solos, isto é, desenvolvem-se condições para
acúmulo de sesquióxidos de ferro e alumínio, responsável por propriedades geotécnicas
particulares a estes solos. Muitos destes solos constituem jazidas naturais de solos arenosos
finos lateríticos, denominados abreviadamente de SAFL, apropriados para emprego em bases
de pavimentos (Villibor et al., 2000).
Conceitua-se tecnologicamente como SAFL aqueles solos que pertençam à classe de
solos de comportamento laterítico (LA, LA’ e LG’) segundo a classificação geotécnica MCT,
e que contenham menos de 50% passante na peneira de abertura 0,075 mm (#200) e no
mínimo 90% passante na peneira de abertura 2 mm (#10), sendo esta fração arenosa
constituída predominantemente por grãos de quartzo.
2.2. OCORRÊNCIA E HISTÓRICO DE USO DE SAFL EM PAVIMENTAÇÃO
No estado de São Paulo, o uso rotineiro de bases de solo arenoso fino laterítico deu-se
após 1975. Não obstante, existem registros de que desde 1950 estes solos já eram usados “in
natura” como camadas de reforço de subleito ou sub-bases. Este uso era justificado pelo
elevado valor de capacidade de suporte que estes solos apresentavam, apesar de possuírem
outras características consideradas não muito favoráveis pelos procedimentos tradicionais de
classificação dos solos.
Capítulo 2 - Solos Arenosos Finos Lateríticos e sua aplicação em... Página 31 de 146
A ocorrência de solos arenosos finos lateríticos promissores para emprego em bases de
pavimentos perfaz cerca de 57% da área do estado de São Paulo. Outras ocorrências
significativas são registradas nos estados do Paraná, Goiás, Mato Grosso, Bahia e Minas
Gerais. Segundo dados de 2000 (Villibor et al., 2000), já haviam sido executados mais de
8.000 km de estradas com bases de SAFL, sendo 5.500 km no estado de São Paulo. Alguns
destes pavimentos apresentam-se em boas condições após mais de 25 anos de serviço. Em
termos de vias urbanas já foram construídos mais de 10 milhões de metros quadrados de bases
em SAFL em todo o território nacional.
As pesquisas em levantamentos pedológicos e geológicos têm revelado a possibilidade
de novas ocorrências de SAFL, até mesmo no Rio Grande do Sul. Passos et al. (1991)
estudaram a ocorrência de solos arenosos finos no Rio Grande do Sul, com destaque a
Latossolos Vermelho-Escuros, ocorrentes no Planalto Médio e associados à presença do
arenito Tupanciretã.
2.3. METODOLOGIA MCT NO ESTUDO DOS SOLOS TROPICAIS E
SUBTROPICAIS
Os critérios tradicionais para a escolha de solos para bases adotados pelos organismos
rodoviários brasileiros foram fundamentados em materiais e condições ambientais de clima
temperado e frio, típicos do hemisfério norte. O emprego destes critérios a solos tropicais e
subtropicais leva a inconsistências e dificuldades: pobreza de materiais granulares naturais
que satisfaçam às especificações, necessidade de onerosas correções granulométricas e da
plasticidade dos materiais e ausência de correlações entre as propriedades-índices
(granulometria e limites de Atterberg) e características de suporte (Nogami, 1978).
Nogami (1978) já chamava a atenção para o fato de que os critérios tradicionais levam
a conclusões contraditórias dos resultados obtidos em relação ao observado na prática. Os
resultados dos critérios tradicionais demonstram-se pessimistas demais em relação aos solos
lateríticos e otimistas demais em relação aos solos sapróliticos. Assim, muitos solos
lateríticos, dentre os quais o SAFL poderia ser excluído apesar de constatado elevado índice
CBR (California Bearing Ratio), baixa expansão e elevado módulo de resiliência. Já no caso
dos solos sapróliticos que venham a possuir baixa capacidade de suporte, elevada expansão e
muita resiliência, poderiam ser aceitos segundo os critérios tradicionais.
Capítulo 2 - Solos Arenosos Finos Lateríticos e sua aplicação em... Página 32 de 146
Segundo Nogami e Villibor (1995), os solos das regiões tropicais apresentam uma
série de peculiaridades decorrentes das condições climáticas, sendo, portanto necessário
caracterizar estes Solos de Peculiaridades Tropicais, ou seja, os tipos genéticos de solos
encontrados em regiões tropicais e de comportamento diferenciado em relações aos solos
tradicionais de clima temperado. A figura 2.1 ilustra um perfil esquemático que exemplifica a
ocorrência destes tipos de solos.
Diante destas dificuldades, os pesquisadores Job Nogami e Douglas Villibor
propuseram o emprego da Metodologia MCT (Miniatura, Compactado, Tropical), para o
estudo e classificação de solos tropicais compactados (Nogami e Villibor, 1981).
A designação MINIATURA e COMPACTAÇÃO decorre do fato da metodologia ser
baseada na determinação de propriedades de solos compactados em moldes de dimensões
reduzidas, com 50 mm de diâmetro (excepcionalmente 26 mm de diâmetro no método
subminiatura). A designação TROPICAL segundo Nogami é aquele que apresenta
peculiaridades de propriedades e de comportamento, relativamente aos solos não tropicais, em
decorrência da atuação no mesmo de processos geológicos e/ou pedológicos, típicos das
regiôes tropicais úmidas (Committee on Tropical Soils of ISSMFE, 1985 apud Nogami e
Villibor, 1995), foi adotada tendo em vista ao fato de que a metodologia aplica-se,
especificamente, para o estudo de solos tropicais, sobretudo lateríticos e sapróliticos.
A figura 2.2 resume os principais ensaios da Metodologia MCT e as principais
aplicações práticas dos resultados obtidos com os mesmos.
Figura 2.1 - Perfil esquemático exemplificando a ocorrência de solos em ambiente tropical
(em destaque solos de peculiaridades tropicais) (modificado de Villibor et al., 2000).
Capítulo 2 - Solos Arenosos Finos Lateríticos e sua aplicação em... Página 33 de 146
Figura 2.2 - Ensaios da Metodologia MCT (Villibor et al., 2000).
Capítulo 2 - Solos Arenosos Finos Lateríticos e sua aplicação em... Página 34 de 146
2.4 CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS COM O USO DA METODOLOGIA MCT
Como já descrito no item 2.3, a Metodologia MCT foi desenvolvida especialmente
para o estudo de solos tropicais baseada em propriedades mecânicas e hídricas, obtidas de
corpos de prova de dimensões reduzidas compactados. A classificação dos solos pela
Metodologia MCT não utiliza a granulometria, os limites de Atterberg e o índice de
plasticidade, como acontece no caso das classificações geotécnicas tradicionais. Em lugar
disso, efetuam-se ensaios mecânicos e hídricos simplificados, mais diretamente
correlacionáveis com o comportamento dos solos tropicais.
A figura 2.3 ilustra o gráfico utilizado para classificar os solos tropicais em duas
grandes classes, os de comportamento laterítico (classes identificadas pela letra L) e os de
comportamento não laterítico (classes identificadas pela letra N). Entende-se comportamento
laterítico aquele creditado a solos de clima tropical e subtropical com substancial acúmulo de
sesquióxidos de ferro e alumínio: boa compactibilidade, elevada capacidade de suporte, baixa
expansão e elevado módulo de resiliência (Nogami e Villibor, 1995). Este gráfico foi
elaborado a partir da experiência acumulada na obtenção dos coeficientes c’(eixo das
abscissas) e e’(eixo das ordenadas) para um grande universo de solos tropicais.
0,5
1
1,5
2
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3
coeficiente c'
índice e'
NG'
LG'
NS'
LA'
NA'
NA
LA
Figura 2.3 - Gráfico da Classificação MCT (Nogami e Villibor, 1995).
Capítulo 2 - Solos Arenosos Finos Lateríticos e sua aplicação em... Página 35 de 146
O coeficiente c’ (coeficiente de deformabilidade) é obtido através do ensaio de
compactação mini-MCV (Moisture Condition Value). Como descrito na figura 2.2, o
procedimento de compactação do método consiste, basicamente, na aplicação de golpes
sucessivos crescentes medindo-se as respectivas alturas dos corpos de prova. O ensaio é
realizado para amostras com cinco teores de umidade uniformemente crescentes. Desta forma,
obtém-se uma relação entre o número de golpes aplicados (1, 2, 3, 4, 6, 12, ..., n, ..., 4n) e as
alturas do corpo de prova (A1, A2, A3, ..., An, ..., A4n). Calculam-se, então, as diferenças de
alturas e em função disso o peso específico aparente seco.
Com os dados obtidos para as cinco amostras deve ser plotado um gráfico onde na
abcissa é indicado o número de golpes na escala logarítmica e na ordenada a correspondente
diferença de altura (An-A4n) como está demonstrado na figura 2.4. O número de golpes
correspondentes ao cruzamento de cada curva com o valor de diferença de altura
(An-A4n) = 2 mm é definido como Bi, e o valor mini-MCV para cada umidade de
compactação é então definido como mostra a expressão 2.1:
mini-MCV = 10 . log Bi (2.1)
O coeficiente c’ é obtido pela inclinação do trecho intermediário reto da prevista curva
de deformabilidade para Bi = 10.
CURVA DO MINI - MCV
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
1 10 100
GOLPES n
DIFERENÇA DE ALTURA an = A4n
(mm)
w= 11,60%
w= 13,12%
w= 15,14%
w= 17,12%
w= 18,90%
c'
Figura 2.4 - Exemplo de curvas de deformabilidade do mini-MCV na obtenção do
coeficiente c’.
Capítulo 2 - Solos Arenosos Finos Lateríticos e sua aplicação em... Página 36 de 146
O coeficiente e’ é calculado a partir do coeficiente d’, inclinação da parte retilínea do
ramo seco da curva de compactação, correspondente a 12 golpes do ensaio de mini-MCV, e
da perda por imersão P
i
, porcentagem da massa desagregada em relação a 10 mm expostos do
corpo de prova quando submetido à imersão em água após o ensaio de mini-MCV. O
parâmetro e’ é calculado pela expressão (2.2):
3
100'
20
'
+
=
i
P
d
e
(2.2)
A determinação deste índice e’ é de grande importância, pois permite identificar se um
solo tem ou não comportamento geotécnico laterítico. O simples fato de um solo ter um
comportamento laterítico significa que o mesmo, quando adequadamente compactado, possui
várias peculiaridades de interesse à pavimentação.
A figura 2.5 exemplifica a família de curvas de compactação de onde se obtém o
coeficiente d’.
No anexo desta dissertação encontra-se o procedimento de calculo do c’,e’d’e Pi do
solo ARMAR.
CURVAS DE COMPACTAÇÃO
1,4
1,45
1,5
1,55
1,6
1,65
1,7
1,75
1,8
1,85
1,9
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
w (%)
peso específico seco (g/cm3)
4 golpes
6 golpes
8 golpes
12 golpes
16 golpes
d'
Figura 2.5 - Exemplo de curvas de compactação do mini-MCV na obtenção do coeficiente d’.
Capítulo 2 - Solos Arenosos Finos Lateríticos e sua aplicação em... Página 37 de 146
2.5. ESPECIFICAÇÕES PARA USO DE SAFL EM PAVIMENTOS ECONÔMICOS
COM BASE NA METODOLOGIA MCT
Em 1982, os pesquisadores Job Nogami e Douglas Villibor propuseram o emprego da
Metodologia MCT na especificação de SAFL para bases de pavimentos de baixo custo
(Villibor e Nogami, 1982), onde um SAFL é reconhecido através de sua granulometria e
propriedades tecnológicas mecânicas e hídricas, obtidas pelo critério da Metodologia MCT, a
saber:
• O solo deve apresentar granulometria tal que seja aplicável a Metodologia MCT, ou
seja, o material deve ter no máximo 5 a 10% retido na peneira de abertura 2 mm;
• A curva granulométrica deve ser descontínua, devendo se enquadrar na faixa
recomendada apresentada na figura 2.6;
• Deve pertencer a classe dos solos de comportamento laterítico segundo a classificação
MCT (LA, LA’ ou LG’);
• Deve possuir, quando compactado na energia do Proctor Intermediário do ensaio mini-
Proctor, as propriedades tecnológicas indicadas no tabela 2.1.
Faixa granulométrica recomendada para bases de SAFL
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,01 0,1 1 10
diâmetro dos grãos (mm)
porcentagem passante (%)
Figura 2.6 - Faixa granulométrica recomendada para SAFL empregado em bases de
pavimento de baixo custo.
Capítulo 2 - Solos Arenosos Finos Lateríticos e sua aplicação em... Página 38 de 146
Tabela 2.1 - Propriedades tecnológicas recomendadas aos SAFL empregados em bases de
pavimento de baixo custo (referentes a energia do Proctor Intermediário do mini-Proctor).
Propriedade Parâmetro
Valores
recomendados
Capacidade de suporte mini-CBR sem imersão > 40%
Perda da capacidade de
suporte
Índice RIS =
(mini-CBR
imerso
/mini-CBR
s/imersão
).100%
> 50%
Expansão em água Expansão < 0,3%
Contração por secagem ao ar
Contração por secagem 0,1 a 0,5%
Infiltrabilidade
(sorção capilar)
Coeficiente de sorção (s) 10
-2
a 10
-4
cm/min
1/2
2.6. CARACTERÍSTICAS MECÂNICAS E HIDRÁULICAS DAS BASES DE SAFL
Apesar de apresentarem granulometria descontínua e fina e propriedades-índices fora
dos limites estabelecidos pelas especificações tradicionais, as bases de SAFL, acompanhando
o comportamento apresentado pelos solos lateríticos (item 2.4), caracteriza-se pelas seguintes
propriedades: elevada capacidade de suporte, elevado módulo de resiliência, baixa
expansibilidade, coesão elevada e baixo coeficiente de sorção. Além destas características,
cabe destacar a boa aderência do revestimento, resistência aos esforços provenientes do
tráfego e à ação das intempéries. Estas boas propriedades são atribuídas às peculiaridades
mineralógicas e à micro-estrutura inerentes aos solos lateríticos.
Entretanto, o que a experiência acumulada relatada em trabalhos técnicos tem
mostrado é que alguns cuidados básicos devem ser seguidos quando da execução de bases em
SAFL, principalmente para se evitar a saturação destes materiais:
• Escolha de solos adequados respeitando os limites de sorção capilar;
• Compactação adequada, evitando a formação de lamelas;
• Secagem ou cura da base, que propicia um trincamento, aumento irreversível da
capacidade de suporte, movimento descendente da água na estrutura e maior
penetração da imprimadura;
Capítulo 2 - Solos Arenosos Finos Lateríticos e sua aplicação em... Página 39 de 146
• Uso de imprimadura apropriada (taxa e viscosidade adequados);
• Necessário acostamento devidamente compactado, imprimado e revestido, executado
com material de baixo coeficiente de sorção e permeabilidade;
• Emprego de revestimento flexível e impermeável;
• Drenagem adequada para evitar ao máximo a presença de água livre.
2.7. PECULIARIDADES SOBRE O COMPORTAMENTO DE PAVIMENTOS COM
BASES SAFL
Quando da construção de bases de SAFL, verificou-se que os solos apresentavam
problemas construtivos variados, de forma que os solos comumente utilizados foram
separados em quatro grupos, localizados em áreas distintas do gráfico de classificação MCT,
como apresentados em Nogami e Villibor (1995) (figura 2.7).
Figura 2.7 - Hierarquização dos SAFL com base na classificação MCT
(Nogami e Villibor 1995).
A hierarquização com base na experiência acumulada com obras no interior de São
Paulo permite identificar as seguintes peculiaridades aos diferentes tipos:
Capítulo 2 - Solos Arenosos Finos Lateríticos e sua aplicação em... Página 40 de 146
1
o
) SAFL dos tipos I e II, com prioridade àqueles próximos a interface entre os
mesmos – apresentam excelente compactabilidade, alcançando grau de compactação de 100%
na energia do Proctor Intermediário, fácil acabamento da superfície, satisfatória receptividade
à imprimadura e superfície e bordas resistentes ao amolecimento por umedecimento,
resultando em boa resistência hídrica. O SAFL do tipo I pode apresentar excessiva contração
por secagem e demasiados danos na superfície da base pelo tráfego de serviço associados ao
trincamento excessivo;
2
o
) SAFL dos tipos III e IV, com prioridade aos primeiros – apresentam pior
compactabilidade, alcançando no campo um máximo grau de compactação de 90% na energia
do Proctor Intermediário, propensão a formação de lamelas, dificuldade de acabamento
superficial da base, desgaste intenso sob ação do tráfego de serviço e superfícies e bordas
muito susceptíveis ao amolecimento por absorção excessiva de umidade. Segundo os autores,
o tipo IV só é indicado para base de pavimentos urbanos, com execução de solo-cimento junto
às bordas.
2.8. TÉCNICA CONSTRUTIVA E DE CONTROLE DE BASES DE SAFL
Como já descrito no item 2.2, no estado de São Paulo o uso rotineiro de bases de solos
arenosos finos lateríticos em pavimentação, deu-se somente após 1975. Até então esses solos
“in natura” só eram usados rotineiramente como camadas de reforço do subleito ou sub-bases.
Por conseqüência, a técnica conhecida, empregada e testada para a construção dessas
camadas, era aquela compatível com as funções de camadas inferiores de pavimento. Como
essas camadas são confinadas pela base e, eventualmente, pela sub-base, não havia
preocupação do meio técnico com outros aspectos tais como trincamento, qualidade do
acabamento da superfície, entre outros. Para aferir a qualidade dos subleitos e sub-bases
limitava-se à obtenção de um grau de compactação que garantiria um suporte, expresso em
termos do índice CBR especificado para a camada (Villibor et al , 1987).
Quando o SAFL passou a ser utilizado como base, outras características se tornaram
decisivas para o sucesso da utilização desse solo em pavimentos econômicos. A camada de
base, embora seja construída com o solo “in natura”, não mais terá o confinamento superior,
pois recebe apenas uma camada delgada de revestimento betuminoso esbelto (com espessura
de no máximo 3 cm), e deve resistir aos esforços da construção desse revestimento e ligar-se
Capítulo 2 - Solos Arenosos Finos Lateríticos e sua aplicação em... Página 41 de 146
bem a ele. A base também estará sujeita a uma maior transferência de esforços verticais e
horizontais decorrentes do tráfego, além de estar mais exposta à ação de intempéries.
Para a construção de camadas que atendam essas propriedades, Villibor e Nogami
(1987) apresentaram recomendações técnicas construtivas para bases de solos arenosos finos
lateríticos.
Segundo os autores, mesmo sendo tipicamente arenosos finos os solos usados em
bases de SAFL, a amplitude da variação nas propriedades mecânicas e hidráulicas desses
materiais é grande. A qualidade da camada pode diferir substancialmente e a técnica
construtiva não deve ser a mesma para todas as variedades. Desse modo, os pesquisadores
desenvolveram procedimentos construtivos e de controle dessas bases considerando a divisão
dos 4 grupos de solos de comportamento lateríticos, conforme já ilustrado na figura 2.7 (item
2.7). Para os solos de cada uma dessas áreas da figura 2.7, foram estudados detalhes da
técnica construtiva mais adequada a fim de se evitarem defeitos e minimizar o custo da
construção. A tabela 2.2 ilustra o procedimento construtivo e de controle de bases de SAFL
proposto pelos autores. Outros detalhes construtivos de bases de SAFL se encontram na figura
2.8.
Segundo os mesmos autores, a experiência lhes mostrou que alguns fatores como a
largura da plataforma e o tratamento adequado das bordas são fundamentais para o sucesso
dos pavimentos com base de SAFL, o que os levou a especificarem uma seção transversal e
largura de plataforma como mostrado na figura 2.9, sendo que a declividade longitudinal
mínima deverá ser de 1 %.
Capítulo 2 - Solos Arenosos Finos Lateríticos e sua aplicação em... Página 42 de 146
Tabela 2.2 - Procedimento construtivo e controle tecnológico de bases de SAFL (Villibor et
al., 2000).
Controle do solo e da base
Procedimento construtivo para solos das áreas I e II.
Controle do solo a cada
100m
-Granulometria: peneiras
0,42, 0,15 e 0,75 mm.
- mini-CBR
hm
- Contração
- Colocar o solo e pulverizá-
lo, deixando a camada solta (colchão)
na faixa de umidade de projeto;
- Iniciar a compactação com rolo pé de carne
iro pata longa, seis
passadas e se necessário, complementá-
la com rolo vibratório
corrugado, dando no máximo três passadas;
-
Preferencialmente não patrolar o solo para o ajuste de espessura
da base durante o processo de compactação, que deverá terminar
quando o grau de compactação de campo for ≥ ao de projeto;
- Após irrigá-la, efetuar o acabamento final da base com a moto-
niveladora, cortando-a numa espessura de ±
2 cm e também
cortando as laterais. Executar a rolagem final com rolo de pneu ou
dar no máximo uma passada com o rolo vibratório liso;
-
Deixar a base perder umidade, por secagem, num período de 48 a
60 horas ou até a ocorrência de trincas com largura de ± 2 mm.
Controle do solo e da base
Procedimento construtivo para solos das áreas III e IV.
Controle do solo a cada
40m
- Verificação do grau de
compactação ≥ 100% da
energia intermediária.
- Verificação do teor de
umidade na fase de
compactação (w
ótimo
± 2%).
- Colocar o solo e pulverizá-lo na faixa de umidade de projeto;
- Iniciar a compactação com rolo de pneu, oito passadas e completá-
la, se necessário, dando no máximo uma passada com rolo liso
vibratório;
-
Não patrolar o solo para o ajuste de espessura da base durante o
processo de compactação;
- Acabamento final da base: após irrigá-
la, efetuar o acabamento
com a moto-niveladora, cortando-a numa espessura de ±
2 cm e
também cortando as laterais, porém dando a rolagem final com o
rolo de pneu;
-
Deixar a base perder umidade, por secagem, num período de 48 a
60 horas ou até a ocorrência de trincas com largura de ± 2mm.
Recomendações gerais:
1. Espessura mínima da base é de 12,5 cm e a máxima de 17,0 cm;
2.
A uniformização do teor de umidade do colchão de solo para compactação deverá ser
efetuado no final da tarde, e sua compactação deverá ser executada no período da manhã;
3. A imprimação da base deve ser precedida de uma leve irrigação.
Capítulo 2 - Solos Arenosos Finos Lateríticos e sua aplicação em... Página 43 de 146
Figura 2.8 - Detalhes construtivos de bases de SAFL (Villibor e Nogami, 2001).
Capítulo 2 - Solos Arenosos Finos Lateríticos e sua aplicação em... Página 44 de 146
Figura 2.9 - Exemplo de seção transversal típica de um pavimento rodoviário com base de
SAFL (Nogami e Villibor, 1995).
Além dos procedimentos mostrados no tabela 2.2, outros detalhes construtivos devem
ser considerados para execução de pavimentos de baixo custo utilizando SAFL, tais como:
• Acostamento:
É imprescindível a execução de acostamento em pavimentos que utilizam bases de
SAFL.
A largura mínima do acostamento deve ser de 1,0 m de cada lado da pista,
devidamente compactado, imprimado e revestido, constituído de solos de baixos coeficientes
de sorção e de permeabilidade.
• Drenos:
Deve possuir drenos apropriados para evitar ao máximo a presença d’água livre à
profundidade, tal que também elimine o efeito da migração d’água pelo gradiente térmico.
Conforme o caso, há necessidade da construção de drenos interceptantes para aqüíferos
permanentes ou periódicos (que aparecem somente na estação chuvosa), e drenos para
rebaixamento de lençol freático.
Capítulo 2 - Solos Arenosos Finos Lateríticos e sua aplicação em... Página 45 de 146
• Imprimadura betuminosa:
A imprimadura betuminosa consiste na aplicação de uma camada contínua de material
betuminoso sobre a superfície da base concluída, que tem por objetivo:
- Aumentar a coesão da superfície da base e impermeabilizá-la superficialmente;
- Preencher tanto quanto possível as trincas que ocorrem na base de SAFL e
promover aderência entre a base e a camada de rolamento.
A imprimação deverá ser efetuada obrigatoriamente com a utilização de asfalto diluído
do tipo CM-30 e CM-70 (asfalto diluído com querosene) por apresentar baixa viscosidade,
infiltrando na base e permitindo que a parte residual (betume) penetre convenientemente na
superfície da base. Com a evaporação do solvente, esta superfície é impregnada de betume
produzindo um “solo betume”, ficando impermeabilizada o quanto possível, além de
proporcionar uma ligação adequada com tratamentos superficiais.
Para que o fenômeno ocorra, é necessário que a imprimação da base seja precedida de
uma secagem prévia e, posteriormente, uma varredura enérgica (vassouras rotativas e ou jatos
de ar comprimido) seja executada com o objetivo de eliminar toda a poeira e material solto
em sua superfície. Após este procedimento, deve-se realizar uma leve irrigação com taxa de
água entre 0,5 e 1,0 l/m
2
. Somente após este serviço, deve-se imprimar a base com taxa e tipo
de imprimadura indicada em projeto. Essa taxa deve ser adequada e ter viscosidade que
permita uma penetração entre intervalos de 3 a 10 mm de espessura. A figura 2.10 ilustra os
aspectos acima referidos.
Figura 2.10 - Penetração do asfalto na base (Villibor e Nogami, 2001).
Capítulo 2 - Solos Arenosos Finos Lateríticos e sua aplicação em... Página 46 de 146
Para dosar em laboratório o tipo e taxa de imprimadura que deve ser adotado sobre
uma base de SAFL, pode-se utilizar o critério proposto por Villibor et al. (1988) que sugere o
seguinte roteiro para a fixação do tipo e da taxa de material asfáltico a ser utilizado na
imprimadura:
a) Ensaiar o solo em questão com CM-30, à taxa de 1,2 l/m
2
;
b) Traçar a curva penetração da imprimadura versus teor de umidade e determinar a
penetração no teor de umidade correspondente ao w
ót
- 2%;
c) Se a penetração obtida no item b) for inferior a 4 mm, utilizar CM-30 para a
imprimação, aplicado na temperatura de 30º C, à taxa de 0,8 a 1,0 l/m
2
. Se a
penetração obtida no item b) estiver de 4 a 10 mm, utilizar CM-30, aplicado na
temperatura de 30º C, à taxa de 1,0 a 1,2 l/m
2
;
d) Nos casos em que a penetração da imprimadura obtido no item b) for superior a
10 mm, reensaiar o solo utilizando CM-70, viscosidade Saybolt-Furol entre 80 e 100 s.
Com os resultados traçar o gráfico penetração da imprimadura versus teor de umidade,
determinar a penetração da imprimadura no teor de umidade correspondente a w
ót
e
proceder à determinação da taxa conforme indica o item c), porém com a utilização de
CM-70, na temperatura de 40º C.
Também é possível dosar o tipo e taxa da imprimadura experimentalmente sobre um
segmento da ordem de 100 m, segundo as seguintes etapas apresentadas em Villibor e
Nogami (2001):
• Após a secagem da base irriga-la levemente com 0,8 l/m
2
;
• Após 15 minutos, efetuar a imprimação com asfalto diluído tipo CM-30 em uma
temperatura entre 30 e 50º C, com uma das taxas indicadas abaixo:
- Bases com solo tipo I e II ............................................ taxa: 0,8 a 1,0 l/m
2
- Bases com solo tipo III e IV .........................................taxa: 1,0 a 1,2 l/m
2
• Esperar a imprimadura curar por 48 horas e medir sua espessura de penetração na
base através de no mínimo 9 furos executados com talhadeira na superfície da mesma;
• Taxa e tipo de material betuminoso: com a espessura de penetração média, obtida
no campo, têm-se as recomendações da tabela 2.3:
Capítulo 2 - Solos Arenosos Finos Lateríticos e sua aplicação em... Página 47 de 146
Tabela 2.3 - Recomendações para determinar a taxa e o tipo da imprimadura
impermeabilizante (Villibor e Nogami, 2001).
Recomendação
Espessura da penetração
c/ CM-30
Asfalto diluído
Temperatura de
aplicação
Taxa
4 – 10 mm CM-30 30 a 50º C 1,0 l/m
2
> 12 mm CM-70 45 a 50º C 0,9 l/m
2
< 4 mm CM-30 45 a 50º C 0,8 l/m
2
A taxa e o tipo de material betuminoso indicados na tabela 2.3 deverão, se necessário,
ser ajustados no campo para atender às recomendações citadas.
• Revestimento:
Uma das características peculiares na execução de pavimentos de baixo custo é a
utilização de camada de rolamento de pequena espessura, de no máximo 3,0 cm. O
revestimento deve ser flexível e impermeável, a fim de evitar ao máximo a penetração da
água pela superfície superior do pavimento, sendo recomendável que, na primeira etapa,
comece por um tratamento superficial duplo (TSD) ou triplo invertido (TST), com o uso de
cimento asfáltico de petróleo ou emulsão asfáltica RR-2C.
Segundo Villibor et al.(2000), tem-se também usado como camada de rolamento em
pavimentos de baixo custo, concreto betuminoso usinado a quente (CBUQ), com espessura de
2,5 cm. Antes da aplicação do CBUQ, é recomendável a execução de uma camada
anticravamento ou de bloqueio (TS ou Pé de Moleque) com o objetivo de melhorar a interface
base/revestimento. A aplicação de CBUQ deverá ser efetuada através de vibroacabadora e a
compactação feita com rolo de pneus e rolo tandem liso e leve. O processo executivo de
revestimento betuminoso dos tipos tratamento superficial e concreto betuminoso usinado a
quente no estado de São Paulo tem seguido as especificações de serviço do Departamento de
Estradas de Rodagem do Estado de São Paulo (DER/SP). A figura 2.11 ilustra detalhes do
processo executivo da camada de revestimento betuminoso.
Capítulo 2 - Solos Arenosos Finos Lateríticos e sua aplicação em... Página 48 de 146
Figura 2.11 - Detalhes do processo executivo da camada de revestimento betuminoso
(Villibor e Nogami, 2001).
Capítulo 2 - Solos Arenosos Finos Lateríticos e sua aplicação em... Página 49 de 146
2.9. PRINCIPAIS DEFEITOS ASSOCIADOS A FALHAS OU INADEQUAÇÃO DO
PROJETO E/OU TÉCNICA CONSTRUTIVA
Segundo Villibor et al. (1987) e Nogami Villibor (1995), o desempenho do pavimento
está diretamente relacionado às propriedades mecânicas e hidráulicas da base de SAFL.
Muitos defeitos podem ser atribuídos a uma ou mais de suas propriedades. A tabela 2.4
demonstra a relação das propriedades da base consideradas com os defeitos do pavimento.
Tabela 2.4 - Relação das propriedades físicas da base e principais defeitos construtivos
(modificado de Nogami e Villibor, 1995).
Propriedades físicas da base
Principais problemas e defeitos
construtivos associados
Capacidade de suporte.
- Deformação excessiva do pavimento;
- Ruptura do pavimento.
Aumento de volume com o teor de umidade.
- Deformação excessiva do pavimento;
- Ruptura do pavimento;
- Trincamento do revestimento.
Movimentação da água em camadas de base não
saturadas. Envolve a consideração do coeficiente de
sorção, a velocidade de deslocamento da frente de
umidade e coeficiente de permeabilidade.
- Amolecimento da parte superior da base, devido às
chuvas na fase construtiva;
- Amolecimento da borda da base, do reforço e do
subleito, causando deformação excessiva e ruptura do
pavimento;
- Camada drenante ocasionando aumento excessivo do
teor de umidade das camadas adjacentes, provocando
deformação excessiva e ruptura do pavimento.
Diminuição do volume por perda de umidade
- Desagregação das bordas;
- Trincas na fase construtiva da base. Trincas de
reflexão no revestimento que podem aumentar o teor de
umidade do pavimento, ocasionando deformação
excessiva e ruptura.
Massa específica aparente e teor de umidade de
compactação para camada de base.
- Teores de umidade e grau de compactação
inadequados podem ocasionar deformação excessiva e
ruptura do pavimento.
Espessura e quantidade de material betuminoso
penetrado na superfície de base.
- Escorregamento do revestimento;
- Exsudação de asfalto no revestimento.
Capítulo 2 - Solos Arenosos Finos Lateríticos e sua aplicação em... Página 50 de 146
Os principais defeitos relacionados a pavimentos econômicos com bases de SAFL são
descritos a seguir:
a) Recalques longitudinais:
Segundo Villibor e Nogami (2001), tanto nas rodeiras como nas bordas dos
pavimentos podem ocorrer afundamento longitudinais, que são causados por:
• Deficiência de compactação da base e/ou camadas subjacentes que, sob a ação
do tráfego, provocam afundamentos permanentes que atingem geralmente
profundidades da ordem de 1 a 2 cm. Estes afundamentos geralmente estabilizam-
se sem ocasionar problemas mais sérios ao pavimento;
• Perda de suporte por umedecimento excessivo provocado pela entrada da água
através das bordas do pavimento. Os afundamentos originados deste modo tendem
a evoluir para a formação de panelas ou para ruptura da base, com o deslocamento
lateral do SAFL;
• Deformação com deslocamento lateral de material da base que se fragmenta
horizontalmente em lamelas, provocado pelo tráfego excessivamente pesado para a
estrutura do pavimento. A evolução depende da intensidade do tráfego.
Esses defeitos são mais comuns nos solos do grupo III e IV, e onde o acostamento é de
largura insuficiente para as características de infiltrabilidade d’água e regime de equilíbrio
hídrico prevalecente no trecho. Além disso, o aumento do teor de umidade, decorrente da
infiltração lateral d’água, pode ser provocado pela presença, junto das bordas, de solo mal
compactado ou leiras de material terroso.
b) Ruptura da base nas bordas do pavimento
Nas bordas do pavimento, as dificuldades de compactação acarretam camadas com
graus de compactação menores. Sendo mais próximas das valetas laterais de drenagem, as
bordas mal compactadas são mais sujeitas à infiltração lateral das águas pluviais.
O grau de compactação insuficiente acarreta uma maior absorção de água, provocando
uma drástica redução na capacidade de suporte e dando origem a deformações acentuadas
que, em alguns casos, chegam a provocar ruptura da base. Este defeito também é mais
frequente nos solos que se enquadram nos tipos III e IV e onde o acostamento pavimentado
possui largura inferior a 1,0 m.
Capítulo 2 - Solos Arenosos Finos Lateríticos e sua aplicação em... Página 51 de 146
c) Ondulações no revestimento
A existência desse defeito está ligada freqüentemente à ocorrência de lamelas na parte
superficial da base de SAFL, os quais, sob a ação do tráfego, produzem ondulações no
revestimento, com fendilhamento e posterior desprendimento ou deslizamento do mesmo.
Dependendo do estágio de evolução desse defeito, a base pode ficar exposta ao tráfego,
ocasionando a formação de panelas. Essas panelas evoluem rapidamente no SAFL que se
encaixa nos tipos III e IV e podem exigir reconstrução da parte afetada pelo defeito. As
ondulações podem ocorrer associadas a recalques.
As lamelas nas bases de SAFL podem ser provocadas por três fatores diferentes, que
podem ocorrer isoladamente ou em conjunto:
• Superposição de camada de pequena espessura (menor que cerca de 5 cm)
sobre outra já compactada. Isso pode ocorrer na fase de acabamento, quando
depois de cortar a base verifica-se que há locais onde falta material. Não podem
ser preenchidos com solo porque fatalmente causarão defeitos. O acabamento da
base deve, obrigatoriamente, ser em corte e durante a compactação deve-se evitar
o acerto de camadas finas com motoniveladora;
• Uso excessivo de rolo vibratório na compactação;
• Supercompactação para o teor de umidade da camada, mesmo sem uso de rolo
vibratório.
d) Panelas
As panelas são defeitos localizados, conseqüentes ao desaparecimento do revestimento
e formação de uma depressão na base, com forma aproximadamente circular. Em geral, elas
decorrem de deficiências da imprimadura, em pontos alinhados ou isolados (defeitos de falhas
de bico na distribuição da imprimadura), quando o material betuminoso não adere
convenientemente à base de SAFL.
As panelas podem também resultar de lamelas que se desprendem, soltando a parte
superior da base junto com o revestimento ou, ainda, ter sua origem nos defeitos apontados
nos itens anteriores. Evoluem aumentando seu diâmetro e causando umedecimento prejudicial
da base nas suas vizinhanças, com conseqüentes deformações localizadas.
e) Trincas de reflexão
Quando a base de SAFL perde umidade logo após a compactação, ocorre um
trincamento, devido à contração, que normalmente não causa problemas, podendo até mesmo
Capítulo 2 - Solos Arenosos Finos Lateríticos e sua aplicação em... Página 52 de 146
identificar o tipo de solo quanto ao seu desempenho como base. Mas se a base é compactada
com umidade acima da ótima, esse trincamento pode ser excessivo, principalmente quanto à
largura das trincas.
As trincas consideradas podem refletir no revestimento betuminoso, esse fenômeno
ocorre, sobretudo no SAFL que se encaixa nos tipos I e II, com maior intensidade quando os
tratamentos betuminosos são esbeltos e sistematicamente nas capas de concreto asfáltico.
Através das trincas há infiltração de água que pode provocar um aumento prejudicial de
umidade da base, além de provocar a quebra de suas bordas com conseqüente desprendimento
de agregado da capa. O processo intensifica-se nos períodos de chuva.
Desde que o padrão do trincamento seja aceitável, o aparecimento das trincas de
reflexão, por si só, não causa preocupação e o pavimento pode conviver com elas.
f) Exsudação de material betuminoso
A exsudação, ou seja, o aparecimento de material betuminoso sem o respectivo
agregado na superfície da camada de rolamento, pode se dar por diversos motivos, dentre os
quais:
• Material betuminoso excessivo na execução da imprimadura ou do
revestimento. As bases de SAFL, principalmente com solos dos tipos I e II, podem
apresentar exsudação porque a penetração da imprimadura tende a ser baixa e faz
sobrar resíduos em excesso na superfície. Neste caso, é essencial que se determine
criteriosamente a taxa de ligante a ser aplicada;
• Execução do tratamento superficial sobre imprimadura mal curada ou logo
após chuvas, sem esperar a secagem completa da imprimadura, e também a
aplicação da imprimadura sobre a base muito úmida;
• Penetração do agregado do tratamento superficial na base, com deslocamento
de material betuminoso para cima, juntamente com o SAFL da base. Esse tipo de
exsudação é provocado diretamente pelo tráfego, em função de sua intensidade. A
possibilidade dessa ocorrência deve levar à colocação de camada anticravamento.
g) Erosões na borda do pavimento
Erosões muito intensas podem ocorrer quando não são protegidas adequadamente as
bordas do pavimento. A drenagem superficial, o plantio de grama imediatamente após a
construção de cada trecho e, em especial nos solos dos tipos III e IV, o corte a 45º da borda da
base e sua imprimação betuminosa, são as garantias contra esses defeitos.
Capítulo 2 - Solos Arenosos Finos Lateríticos e sua aplicação em... Página 53 de 146
A figura 2.12, através de um fluxograma de causas, ocorrência, evoluções e serviços
de conservação dos defeitos de pavimentos de baixo custo, particulariza a inter-relação entre
os defeitos construtivos relacionados à base de SAFL e a interface entre esta e o revestimento.
Detalhes dos principais defeitos do pavimento estão ilustrados na figura 2.13.
Figura 2.12 - Fluxograma de causas, ocorrência, evoluções e serviços de conservação dos
defeitos de pavimentos de baixo custo (modificado de Nogami e Villibor, 1995).
Capítulo 2 - Solos Arenosos Finos Lateríticos e sua aplicação em... Página 54 de 146
Figura 2.13 - Detalhes dos defeitos de pavimentos com base de SAFL
(Villibor e Nogami, 2001).
Capítulo 2 - Solos Arenosos Finos Lateríticos e sua aplicação em... Página 55 de 146
2.10. DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS DE BAIXO CUSTO COM SAFL
A seguir será apresentado um breve comentário sobre o método de dimensionamento
da Prefeitura Municipal de São Paulo (PMSP), empregado no presente estudo. Informações
técnicas mais detalhadas sobre o método são apresentadas no capítulo 7, onde é realizado o
dimensionamento da estrutura de pavimento proposta como estudo de caso.
Este método foi desenvolvido por volta de 1967, sendo baseado nos resultados do
método do DNER (Departamento Nacional de Estradas de Rodagem). Sua principal
característica, segundo Silveira (2000), é a adequação do dimensionamento para vias urbanas.
Em 1979 e posteriormente em 1992 esse método passou por revisões, sendo a última sob a
consultoria técnica dos engenheiros J. S. Nogami e D. F. Villibor e com verificações
mecanísticas realizadas pelo engenheiro L. P. V. Andreatini.
Segundo a publicação técnica Normas de Pavimentação da PMSP (1992), percebe-se
que o tráfego e a classificação geotécnica são pontos relevantes do método. A publicação
destaca que a importância da correta classificação do tipo de tráfego a que a via será
submetida durante seu período de vida útil está diretamente relacionada com a adoção da
curva de dimensionamento e, consequentemente, com as solicitações locais. Também ressalta
que a adoção de critérios mais reais de projeto pressupõe uma cuidadosa caracterização
geotécnica do subsolo onde será implantado o pavimento, de forma a não comprometer sua
segurança e vida útil.
Como conseqüência da preocupação com a correta caracterização do solo são exigidas
amostragens sistemáticas e elaboração do perfil geotécnico. No que se refere ao conhecimento
sobre solos tropicais a supra citada publicação técnica acrescenta:
“Aproveitando a evolução e desenvolvimento tecnológico para a geotécnica de solos
tropicais, esta instrução possibilita a utilização da metodologia MCT, que fornece resultados
comprovadamente mais apropriados que as tradicionais para aplicação aos solos formados
nas condições ambientais tropicais”.
3. CARACTERIZAÇÃO GEOLÓGICA E PEDOLÓGICA DOS
SOLOS ESTUDADOS
3.1. DEFINIÇÃO DA OCORRÊNCIA DOS SOLOS ESTUDADOS
A ocorrência de solos arenosos finos avermelhados de potencial comportamento
laterítico na Planície Costeira Sul do Rio Grande Sul está associada ao horizonte
subsuperficial B de perfis de Argissolo Vermelho-Amarelo, por Embrapa (1999), (Podzólico
Vermelho-Amarelo, Embrapa 1973), desenvolvidos sobre barreiras litorâneas pleistocênicas.
Estes perfis são representativos da unidade de mapeamento PVa7 (segundo IBGE, 1986) e da
unidade de mapeamento Tuiá (segundo Embrapa, 1973), ilustrados nas figuras 3.1 e 3.2. Estes
solos são encontrados nos municípios de Rio Grande, São José do Norte, Mostardas, Osório e
Pelotas.
A ocorrência mais destacada dos solos da unidade de mapeamento de solos Tuiá dá-se
entre os municípios de Pelotas e Rio Grande, nas localidades de Povo Novo e Domingos
Petrolini (Rio Grande) e Laranjal (Pelotas). Nestas áreas foram concentradas as pesquisas das
jazidas para este estudo.
Capítulo 3 - Caracterização geológica e pedológica dos solos estudados Página 57 de 129
Figura 3.1 - Ocorrência dos solos da unidade PVa7, segundo IBGE (1986), na Planície
Costeira Sul (modificado de IBGE, 1986).
Capítulo 3 - Caracterização geológica e pedológica dos solos estudados Página 58 de 129
Figura 3.2 - Unidade de Mapeamento Tuiá, segundo Embrapa (1973), na Planície Costeira
Sul (modificado de Embrapa, 1973).
3.2. ASPECTOS GEOLÓGICOS E GEOMORFOLÓGICOS
O substrato geológico dos solos estudados é formado por sedimentos arenosos finos
eólicos (paleodunas) e praiais de barreira litorânea (Barreira Litorânea BII), em relevo suave
ondulado com cotas em torno de 15m.
Segundo Botelho (2002), a Barreira Litorânea BII é o resultado do segundo dos
eventos transgressivo-regressivos pleistocênicos responsáveis pela formação da Planície
Costeira do RS. É formada por deposições praiais, marinhas e eólicas. Este sistema de ilhas de
barreiras foi responsável pelo primeiro isolamento da Lagoa Mirim. No mapa geológico-
RIO GRANDE
PELOTAS
Capítulo 3 - Caracterização geológica e pedológica dos solos estudados Página 59 de 129
geomorfológico do município de Rio Grande apresentado na figura 3.3 (Tagliani, 1997 apud
Botelho, 2002, a partir do trabalho de Long, 1989), a Barreira BII é indicada pela cobertura
eólica de mantos de aspersão.
Em Tagliani (2002), a partir mapeamento geológico-geomorfológico realizado pelo
Centro de Estudos Costeiros da UFRGS (CECO/UFRGS), tem-se equivalência à unidade
Qbd2, descrita como remanescentes de depósitos eólicos de dunas litorâneas, associados ao
desenvolvimento da Barreira BII, do Pleistoceno Médio. Segundo o autor, são constituídos
por areias quartzosas finas e médias, bem selecionadas, cores castanho-avermelhados bem
arredondadas, com raras laminações plano-paralelas ou cruzadas de alto ângulo.
Na figura 3.4 é possível visualizar a ocorrência da Qbd2 tanto no município de Rio
Grande quanto no município de Pelotas.
Figura 3.3 - Mapa geológico-geomorfológico de Rio Grande (Botelho, 2002).
Capítulo 3 - Caracterização geológica e pedológica dos solos estudados Página 60 de 129
Figura 3.4 - Mapa geológico-geomorfológico desenvolvido pelo CECO/UFRGS (modificado
de Tagliani, 2002).
3.3 ASPECTOS PEDOLÓGICOS
Os solos estudados pertencem à classe dos Argissolos Vermelho-Amarelo (Podzólicos
Vermelho-Amarelo). Esta classificação refere-se a um tipo de solo mineral não-hidromórfico,
com horizonte A ou E, seguido de horizonte B textural (Bt), com iluviação de argila. O
horizonte A pode ser fraco, proeminente ou moderado e o E, quando presente, tende a ser
álbico.
Estes solos apresentam-se em perfis profundos, arenosos, com boa drenagem,
geralmente, com presença de argila de atividade baixa. Outra característica notável é a
lixiviação de materiais como argila e óxidos no perfil, em virtude da facilidade proporcionada
pelo horizonte A de textura arenosa. Ocorre concentração destes materiais no horizonte
Unidade Qbd2
Capítulo 3 - Caracterização geológica e pedológica dos solos estudados Página 61 de 129
subsuperficial B espesso, areno-argiloso a argilo-arenoso, bruno-avermelhado a bruno-
amarelado (dentro dos matizes 5YR a 10YR, segundo a escala de cores Munsell, Munsell,
1954), com possível ocorrência de mosqueados nas zonas de redução de drenagem e/ou
oscilação do lençol freático. O horizonte B, normalmente mais argiloso e de cores vermelhas
a amarelas, diferencia-se do C subjacente pela textura menos argilosa e cores menos vivas
deste último. Quanto a saturação em alumínio e bases, tanto podem ser álicos (álico é a
classificação referente à porcentagem da saturação com alumínio, quando a porcentagem
saturação com Al ≥ 50% ele é classificado como álico), eutróficos (saturação das bases Ca,
Na, Mg, K ≥ 50% )ou distróficos(saturação das bases Ca, Na, Mg, K < 50%). Verifica-se
mudança textural abrupta B/A. Dependendo das características locais, podem ocorrer solos
cascalhentos, abruptos e/ou plínticos.
Segundo o novo Sistema Brasileiro de Classificação dos Solos (Embrapa, 1999) estes
solos estão correlacionados aos Argissolos Vermelho-Amarelo e menos freqüente aos
Luvissolos Hipocrômicos.
As ocorrências mais destacadas no litoral sul dão-se entre os municípios de Pelotas e
Rio Grande, nas localidades de Povo Novo e Domingos Petrolini (Rio Grande) e Laranjal
(Pelotas). A figura 3.5 apresenta uma carta generalizada de solos publicada por Tagliani
(2002) a partir de levantamentos pedológicos de municípios da região, onde se pode observar
as áreas em estudo deste trabalho. Em Rio Grande, os Podzólicos Vermelho-Amarelos
ocupam as partes mais altas do relevo, são oriundos de sedimentos pleistocênicos e estão
associados a Solos Orgânicos e Gleis Pouco Húmicos nas áreas deprimidas do relevo.
É bastante comum estes perfis encontrarem-se recobertos por sedimentos eólicos
recentes constituídos por dunas interiores ativas ou obliteradas e mantos de aspersão eólica. A
figura 3.6 ilustra um esquema para o perfil destes solos, enquanto que figura 3.7 ilustra o
perfil de um dos solos estudados neste trabalho.
Capítulo 3 - Caracterização geológica e pedológica dos solos estudados Página 62 de 129
Figura 3.5 - Mapa de solos generalizado para a região (Tagliani, 2002).
Figura 3.6 - Esquema de um perfil de solo de potencial SAFL na Planície Costeira Sul.
Podzólico Vermelho-Amarelo
Capítulo 3 - Caracterização geológica e pedológica dos solos estudados Página 63 de 129
Figura 3.7 - Foto do perfil de solo da jazida ARMAR ilustrando os horizontes
encontrados.
A tabela 3.1 mostra as principais características descritas em Embrapa (1973) para a
unidade de mapeamento Tuiá.
HORIZONTE A
HORIZONTE E
HORIZONTE B
Capítulo 3 - Caracterização geológica e pedológica dos solos estudados Página 64 de 129
Tabela 3.1 - Características Gerais da Unidade de Mapeamento Tuiá (Embrapa, 1973).
UNIDADE DE MAPEAMENTO TUIÁ
CLASSIFICAÇÃO PEDOLÓGICA
- Podzólico Vermelho-
Amarelo abrúptico, textura
média, relevo suavemente ondulado, substrato
sedimentos costeiros arenosos.
MATERIAL DE ORIGEM
-
Solos derivados de sedimentos costeiros, os
valores altos de Mg, em relação às outras bases
(Mg/Ca=1,2), indicam a origem marinha destes
solos.
RELEVO
-
São encontrados ocupando coxilhas baixas
(lombadas costeiras). O relevo ge
ral da área é o
suave ondulado quase plano. Na área são
encontrados alguns olhos d’água. Situam-
se numa
altitude em torno de 15 metros.
VEGETAÇÃO
-
A vegetação natural é a de campo de pastagem de
gramíneas e leguminosas, ralo,
infestado pelo falso
mio-mio
e com arbustos esparsos e cactáceas. Entre
as leguminosas encontram-se o gênero Stilosantis
e
nas gramíneas o gênero Aristida.
A figura 3.8 ilustra paisagem de ocorrência dos solos estudados, onde se observa os
tipos de vegetação e relevo encontrados nesta unidade e destaca-se a ocorrência de cobertura
eólica recente (dunas interiores) cobrindo os perfis de solos.
Capítulo 3 - Caracterização geológica e pedológica dos solos estudados Página 65 de 129
Figura 3.8 - Exemplo de paisagem de ocorrência da Unidade de Mapeamento Tuiá. Destaque
a vegetação e relevo típicos e a ocorrência de cobertura eólica recente (dunas interiores).
Além das características gerais descritas na tabela 3.1, pode-se destacar que os solos
constituintes da Unidade de Mapeamento Tuiá são moderadamente ácidos no horizonte A e
ácidos no B, com soma de bases baixa e pobres em matéria orgânica.Os solos deste unidade
apresentam as seguintes características morfológicas principais:
• Horizonte A profundo (cerca de 100cm), subdividido em A
1
e A
2
, bruno
escuro no horizonte superficial e bruno no A
2
, textura areia, sem estrutura -
grãos simples, não plástico e não pegajoso; a transição para o B, é abrupta e
plana;
• Horizonte B profundo, subdividido em Bt
1
, Bt
2
e Bt
3
(horizontes de
acumulação de argila iluvial), vermelho amarelado, sendo bruno avermelhado
no B
2
, franco argilo-arenoso, com estrutura bem desenvolvida em blocos
subangulares; muito friável, ligeiramente plástico e ligeiramente pegajoso;
transição para o C, difusa e plana;
Capítulo 3 - Caracterização geológica e pedológica dos solos estudados Página 66 de 129
• Horizonte C vermelho amarelado, abundantemente mosqueado e de textura
franco arenosa.
As principais características químicas são:
• Capacidade de troca de cátions: O valor T é baixo no horizonte A (de 1,6 a
0,9 mE/100g de solo) e médio a alto no horizonte B;
• Saturação de bases: O valor V é médio a alto no horizonte A (44-67%) e
baixo no horizonte B. Os altos valores no horizonte A, não têm realmente
muita importância devido ao caráter extremamente arenoso destes solos;
• Bases permutáveis: O valor S é muito baixo no horizonte A, não
alcançando 1,0 mE/100g de solo. No horizonte B, embora superiores, podem
ser ainda considerados baixos os teores de bases. Os teores de cálcio são iguais
aos de magnésio na maioria dos horizontes e os valores de potássio são baixos;
• Matéria orgânica: Solos arenosos e extremamente pobres em matéria
orgânica;
• pH: Moderadamente ácidos no horizonte A (5,7 a 6,0) e ácidos no
horizonte B (em torno de 5,0).
As variações destes solos dizem respeito à textura do horizonte A, que pode ser
ligeiramente mais pesada, e à coloração do perfil que pode ser mais acinzentada.
Como inclusões na unidade Tuiá, tem-se Planossolos e outros solos, tais como Gleis e
Solos Orgânicos, ocupando pequenas depressões e partes baixas do relevo.
4. IDENTIFICAÇÃO E DESCRIÇÃO DAS JAZIDAS DE
SOLOS ESTUDADOS
4.1. IDENTIFICAÇÃO DAS JAZIDAS
Nos trabalhos de campo realizados quando da identificação e amostragem de perfis
típicos de solos regionais com potencial uso como material de empréstimo, iniciados no ano
de 2001 por Bastos, foram identificados e amostrados sete perfis representativos de solos
arenosos finos com presumível comportamento laterítico (provável SAFL). Estes solos
representam as jazidas até então estudadas neste trabalho.
A tabela 4.1 identifica as jazidas estudadas, enquanto na figura 4.1 é indicada a
localização aproximada das mesmas. A localização exata destas jazidas, bem como a
descrição das mesmas é apresentada no item 4.2 deste capítulo.
Tabela 4.1 - Jazidas de solos estudados.
Perfil ou jazida Localização Identificação
Casa do Retiro Barro Vermelho – Rio Grande
CRET
Areal Areia do Mar Domingos Petrolini – Rio Grande
ARMAR
Jazida Prefeitura Arraial – Rio Grande
PREFE
Cotovelo Cotovelo – Pelotas
COTO
Petrolini Domingos Petrolini – Rio Grande
PETRO
Barra Falsa Barra Falsa – Rio Grande
BFAL
Las Acácias Las Acácias – Pelotas
LAC
Capítulo 4 - Identificação e Descrição das Jazidas de Solos Estudados Página 68 de 146
Figura 4.1 - Áreas de provável ocorrência de SAFL na Planície Costeira Sul, com base em
dados de IBGE (1986), e localização aproximada das jazidas.
ARMAR
PETRO
CRET
PREFE
BFAL
LAC
COTO
JAZIDAS
Imagem de fundo: segmento do Levantamento Exploratório de
Solos folhas SH22 e parte das folhas SH21 e SI22 (IBGE, 1986)
Solos arenosos finos
lateríticos
Capítulo 4 - Identificação e Descrição das Jazidas de Solos Estudados Página 69 de 146
4.2. DESCRIÇÃO DAS JAZIDAS
• Jazida Casa do Retiro (CRET)
Localização:
Localização: Barro Vermelho/ Rio Grande-RS
Coordenadas Geográficas: S 31º 57’ 55,8”/ W 52º15’15,4”
Coordenadas UTM: S 381483,7 / W 6462642,0
Descrição Geral da Jazida:
Jazida abandonada (desde 1996 não apresenta sinais de exploração) onde observa-se
exposto apenas um talude de meia elevação, que caracteriza atividades exploratórias no
passado. Possivelmente, o material explorado tenha sido do horizonte B, destinado a obras
emergenciais de melhoria das estradas vicinais do entorno.
A figura 4.2 ilustra o perfil da jazida investigada.
Figura 4.2 - Foto ilustrando perfil de solo da jazida CRET.
Capítulo 4 - Identificação e Descrição das Jazidas de Solos Estudados Página 70 de 146
• Jazida Areia do Mar (ARMAR)
Localização:
Localização: Domingos Petrolini/ Rio Grande-RS
Coordenadas Geográficas: S 31º 59’ 41,2” / W52º 17’ 04,6”
Coordenadas UTM: S 378634,2 / W 6459375,0
Descrição Geral da Jazida.:
Jazida comercial de areia argilosa avermelhada (chamada de “argila”) situada junto a
BR-392 (trecho Pelotas-Rio Grande). O material explorado, correspondente ao horizonte B, é
atualmente comercializado para obras de terraplenagem em geral e, principalmente, para
indústria de fertilizantes do município, onde é utilizado no processo de granulação do adubo.
Com vistas a se adequar a demanda da indústria, o material é beneficiado por secagem em
secador a lenha e estocado em estrutura de armazenagem.
A figura 4.3 ilustra a exploração e a estocagem do material
Figura 4.3 - Extração comercial e armazenagem do solo estudado.
Capítulo 4 - Identificação e Descrição das Jazidas de Solos Estudados Página 71 de 146
• Jazida Prefeitura (PREFE)
Localização:
Localização: Arraial / Rio Grande-RS
Coordenadas Geográficas: S 31º 55’ 06,8” / W 52º 14’ 19,2”
Coordenadas UTM: S 382894,3 / W 6467864,0
Descrição Geral da Jazida:
Jazida desativada supostamente por implicações ambientais. Informações colhidas na
época da amostragem davam conta de tentativas pela Prefeitura Municipal do Rio Grande
para sua reativação. O material potencialmente explorável é o horizonte B, bem como a areia
de cobertura eólica recente que recobre o perfil.
A figura 4.4 ilustra o perfil da jazida estudada.
Figura 4.4 - Perfil típico da jazida PREFE.
Capítulo 4 - Identificação e Descrição das Jazidas de Solos Estudados Página 72 de 146
• Jazida Cotovelo (COTO)
Localização:
Localização: Cotovelo / Pelotas-RS
Coordenadas Geográficas: S 31º40’15,6” / W 52º 13’ 22,7”
Coordenadas UTM: S 384069,0 / W 6495369,0
Descrição Geral da Jazida:
Jazida abandonada adjacente a estrada vicinal. Desde 1996 não apresenta sinais de
exploração, estando exposto apenas o pequeno talude que caracteriza atividades exploratórias
no passado.
A figura 4.5 ilustra o perfil da jazida explorada.
Figura 4.5 - Perfil da jazida COTO
Capítulo 4 – Identificação e descrição das jazidas de solos estudados Página 73 de 146
• Jazida Domingos Petrolini (PETRO)
Localização:
Localização: Domingos Petrolini / Rio Grande-RS
Coordenadas Geográficas: S 31º 59’ 15,0” / W 52º 17’ 33,0”
Coordenadas UTM: S 377990,0 / W 6460168,0
Descrição Geral da Jazida:
Talude a beira da BR-392 (trecho Pelotas-Rio Grande). Não constitui possibilidade de
jazida comercial, entretanto, representa o perfil típico dos solos do entorno.
A figura 4.6 ilustra o talude que representa a jazida.
Figura 4.6 - Talude da jazida PETRO.
Capítulo 4 – Identificação e descrição das jazidas de solos estudados Página 74 de 146
• Jazida Barra Falsa (BFAL)
Localização:
Localização: Domingos Petrolini / Rio Grande-RS
Coordenadas Geográficas: S 31º 51’ 12,6” / W 52º 16’ 21,9”
Coordenadas UTM: S 379588,0 / W 6475085,0
Descrição Geral da Jazida:
Talude à beira de estrada vicinal mostrando em destaque o horizonte B laterizado. Não
constitui possibilidade de jazida comercial, entretanto, situa-se próximo à antiga área de
exploração de areia, hoje protegida por razões ambientais (presença de dunas interiores
parcialmente fixadas pela vegetação) e arqueológicas (descoberta de vestígios de atividade
indígena).
A figura 4.7 ilustra o talude que representa a jazida.
Figura 4.7 - Perfil da jazida BFAL.
Capítulo 4 – Identificação e descrição das jazidas de solos estudados Página 75 de 146
• Jazida Las Acácias (LAC)
Localização:
Localização: Loteamento Las Acácias / Pelotas-RS
Coordenadas Geográficas: S 31º 46’ 01,0” / W 52º 15’ 45,2”
Coordenadas UTM: S 380439,0 / W 6484689,0
Descrição Geral da Jazida:
Afloramento de solo arenoso fino laterítico em área de loteamento. O material foi
empregado nas obras de terraplenagem envolvidas na pavimentação interna e na implantação
dos sistemas de esgoto pluvial. Atualmente, fortes processos erosivos vêm degradando as
obras de infra-estrutura realizadas no local.
A figura 4.8 ilustra a jazida e os processos erosivos que vêm degradando a área
urbanizada.
(a) (b)
Figura 4.8 - Fotos ilustrando (a) o afloramento do solo estudado na jazida LAC e (b)
processos erosivos instalados junto às obras de infraestrutura do loteamento.
5. MÉTODOS DE ENSAIO EMPREGADOS NA
CARACTERIZAÇÃO E AVALIAÇÃO DAS PROPRIEDADES
TECNOLÓGICAS DOS SOLOS ESTUDADOS
5.1. CARACTERIZAÇÃO DOS SOLOS ESTUDADOS
Em pavimentação a caracterização dos solos torna-se uma ferramenta importantíssima
e decisiva na escolha dos solos a constituírem os pavimentos projetados.
A utilização de classificação de solos adequada para os solos tropicais e para as
finalidades viárias é fundamental para a escolha correta de jazidas para seu aproveitamento
como material de base de pavimentos de baixo custo, conforme já descrito no item 2.3.
São descritos os métodos ensaios empregados na caracterização geotécnica
convencional, na caracterização mineralógica e da atividade da coloidal da fração argilosa e
na classificação MCT dos solos estudados.
5.1.1. Caracterização Geotécnica Convencional
Depois de coletadas as amostras dos solos, as mesmas foram secas ao ar e logo após
começaram a serem ensaiadas. Primeiramente foi feita a caracterização geotécnica
convencional, com os ensaios de análise granulométrica, de limites de Atterberg e de
determinação do peso específico real dos grãos.
Para a realização dos ensaios clássicos de caracterização geotécnica foram coletadas
amostras deformadas, preparadas para os ensaios de acordo com a norma ABNT NBR
6457/86 (Amostras de solo – Preparação para ensaios de compactação e ensaios de
caracterização).
A análise granulométrica por peneiramento e sedimentação dos solos foi realizada de
acordo com a norma ABNT NBR 7181/84 (Solo – Análise granulométrica). Os resultados são
Capitulo 5 - Método de ensaio empregados na caracterização e avaliação das... Página 77 de 146
expressos em função da escala granulométrica da ABNT dada pela NBR 6502/95 (Rochas e
Solos).
Os ensaios de limites de Atterberg: limite de liquidez e limite de plasticidade foram
realizados de acordo com as especificações das normas ABNT, NBR 6459/84 (Solo –
Determinação do limite de liquidez) e NBR 7180/84 (Solo – Determinação do limite de
plasticidade), respectivamente.
A determinação do peso específico real dos grãos foi realizada pelo método do
picnômetro, conforme a norma ABNT NBR 6508/84 (Grãos de solo que passam pela peneira
de 4,8 mm – Determinação da massa específica).
Com os resultados obtidos para as propriedades-índices, os solos foram classificados
segundo o sistema HRB–AASHTO (Highway Research Board - American Association of
State Highway Transportation Officials) e o Sistema Unificado de Classificação dos Solos
(USCS - Unified Soil Classification System).
5.1.2. Caracterização Mineralógica, Química e da Atividade da Fração Argilosa dos
Solos
Com o objetivo de caracterizar a fração fina dos solos estudados, foram realizados a
determinação mineralógica da fração argilosa por meio de ensaio de difratometria de raios X,
a determinação dos teores de óxidos (sílica e óxidos de ferro e alumínio) com vistas a avaliar
o grau de laterização e a determinação da atividade da argila presente nos solos estudados
com o emprego do ensaio de Adsorção de Azul de Metileno.
• Difratometria de raios X
Com o objetivo de conhecer a constituição mineralógica da fração argilosa dos solos
estudados, foram realizados ensaios de difratometria de raios-X com amostra da jazida
ARMAR. Estes ensaios foram realizados no Laboratório de Difratometria de Raios-X do
Instituto de Geociências da UFRGS. Foram realizados ensaios da fração coloidal segundo os
três tratamentos padrões: amostra natural, amostra glicolada e amostra calcinada e também
realizada a análise do pó (passante peneira #200).
Capitulo 5 - Método de ensaio empregados na caracterização e avaliação das... Página 78 de 146
• Análise química – teor de óxidos
Ensaios de determinação química dos óxidos presentes no solo foram realizados no
Laboratório de Análises de Solo e Água da Faculdade de Agronomia da UFRGS. O objetivo
da determinação dos teores de sílica (SiO
2
), óxidos de ferro (Fe
2
O
3
) e óxidos de alumínio
(Al
2
O
3
) é o cálculo das relações moleculares Ki e Kr, indicativos do grau de laterização dos
solos. Os métodos de ensaios adotados nestas determinações foram:
Determinações de Fe
2
O
3
e Al
2
O
3
- ataque sulfúrico (terra fina) e determinação em
espectrofotômetro de absorção atômica;
Determinação de SiO
2
- ataque bárico (terra fina) e determinação por gravimetria.
Estas determinações foram realizadas de acordo com Manual de Métodos de Análises
de Solos (Embrapa – SNLCS, 1979).
• Ensaios de Adsorção de Azul de Metileno
A necessidade de melhor caracterizar a atividade da fração argila dos solos estudados
levou a busca de um método mais indicado ao estudo de solos tropicais. O emprego da
convencional Atividade Coloidal de Skempton (Ia), calculada em função do índice de
plasticidade (IP), não tem se mostrada adequada a caracterização de solos tropicais (lateríticos
e saprolíticos) (Fabbri e Sória, 1995). A dispersão dos resultados de limites de Atterberg
obtidos para solos tropicais é uma das razões atribuídas. O Ensaio de Adsorção de Azul de
Metileno é um ensaio originalmente utilizado na determinação da Capacidade de Troca de
Cátions e da Área Superficial Específica de argilas utilizadas na indústria cerâmica (Chen et
al., 1974). Pesquisas realizadas no Laboratoires des Ponts et Chaussés foram pioneiras na
utilização do azul de metileno para fins de caracterização e classificação de solos para
finalidades rodoviárias (Lan, 1977 apud Fabbri e Sória, 1995). No Brasil, pesquisas
conduzidas na Escola de Engenharia de São Carlos/USP acumulam a maior experiência no
emprego do ensaio.
O método consiste na titulação de uma solução de azul de metileno a uma porção de
solo fino em água destilada. Determina-se o máximo de adsorção de corante pelo
argilomineral através da adição sucessiva de pequenas quantidades de azul de metileno em
uma solução aquosa contendo o solo a ensaiar (figura 5.1). O excesso de azul de metileno na
suspensão é indicado pelo aparecimento de uma “aura” azulada em torno do núcleo de uma
gota da suspensão (solo+água+azul) pingada em uma folha de papel filtro (teste da gota ou
“spot test”) (figura 5.2).
Capitulo 5 - Método de ensaio empregados na caracterização e avaliação das... Página 79 de 146
Figura 5.1 – Ensaio de Adsorção de Azul de Metileno em execução com destaque aos
equipamentos utilizados (Fabbri e Sória, 1994).
Figura 5.2 - Teste da mancha de azul de metileno (Fabbri e Sória, 1994).
O azul de metileno é constituído de uma molécula orgânica polar que, quando em
contato com um argilomineral em meio aquoso, forma uma camada monomolecular quase que
completa sobre sua superfície. Quanto maior a superfície específica do argilomineral, maior a
Capitulo 5 - Método de ensaio empregados na caracterização e avaliação das... Página 80 de 146
quantidade de metileno adsorvida. A partir do volume de azul de metileno adsorvido, é
possível caracterizar o solo quanto ao seu comportamento laterítico ou não laterítico, assim
como prever os tipos de argilominerais predominantes. Quanto a esta última possibilidade, o
método leva uma vantagem em relação aos difratogramas de raios X porque, apesar de não
apresentar a identificação mineralógica do argilomineral, traz uma avaliação quantitativa da
presença de minerais ativos na fração argilosa dos solos.
Existem duas técnicas de ensaio usualmente empregadas no Brasil, procedimentos de
Pejon (Pejon, 1992 apud Costa e Gandolfi, 1998) e de Fabbri (Fabbri e Sória, 1994), que
diferem em pequenos detalhes, entretanto, fornecem diferentes parâmetros para análise (Costa
e Gandolfi, 1998). A tabela 5.1 resume a diferença entre os procedimentos.
Segundo o procedimento de Pejon, a quantidade de azul de metileno adsorvida é
representada pelo índice Vb, quantidade de azul de metileno consumida por 100 g do solo
integral (expresso em g/100g de solo), dado pela equação 5.1:
1000
5,1.
100
1.
2
100
.
100
10#
.
+
=
WP
V
Vb
(5.1)
onde: V = volume da solução padrão de azul de metileno adicionado à suspensão de 2 g de
solo até o teste positivo da mancha; P#10 = porcentagem passante na peneira #10; w = teor de
umidade da amostra ensaiada.
A atividade da fração argila (% < 0,002 mm) é analisada pelo Índice Acb, quantidade
de azul de metileno consumida por 100 g de argila (expresso em g/100g de argila), dada pela
equação 5.2:
<
=
mm
Vb
Acb
002,0%
.100
(5.2)
Capitulo 5 - Método de ensaio empregados na caracterização e avaliação das... Página 81 de 146
Tabela 5.1 - Ensaio de Adsorção de Azul de Metileno – comparação entre os procedimentos
de Pejon e Fabbri.
Técnica de ensaio Procedimento de Pejon Procedimento de Fabbri
Amostra
2 g de solo passante na
peneira #10
1 g de solo passante na
peneira #200
Concentração da solução 1,5 g de sal anidro/litro 1 g de sal anidro/litro
Tempo de agitação na
observação do “ponto de virada”
3 min (1
a
verificação) e 6
min (confirmação)
1 min (1
a
verificação) e 4
min (confirmação)
Segundo o procedimento de Fabbri, a quantidade de azul de metileno adsorvida é
representada pelo Valor de Azul (Va), quantidade de azul de metileno consumida por 1 g do
solo integral (expresso em ml/g de solo ou 10
-3
g/g de solo), dado pela equação 5.3:
+
=
100
1.
100
200#
.
wP
VVa
(5.3)
onde: V = Volume da solução padrão de azul de metileno adicionado à suspensão até o teste
positivo da mancha; P#200 = porcentagem passante na peneira #200; w = teor de umidade da
amostra ensaiada.
A atividade da fração argila (considerada % < 0,005mm) é analisada pelo Coeficiente
de Atividade (CA), quantidade de azul de metileno consumida por g de argila (expresso em
10
-3
g/g de argila), dado pela equação 5.4:
<
=
mm
Va
CA
005,0%
.100
(5.4)
onde: CA = coeficiente de atividade de uma dada fração granulométrica e P
F
= porcentagem
da dada fração (geralmente % < 0,005 mm).
Capitulo 5 - Método de ensaio empregados na caracterização e avaliação das... Página 82 de 146
5.1.3. Caracterização MCT dos Solos
Após a caracterização geotécnica convencional, foi feita a classificação MCT dos
solos estudados. Para classificação dos solos estudados foram realizados os seguintes ensaios
da Metodologia MCT: ensaio de compactação mini-MCV e ensaio de perda por imersão.
• Ensaio de compactação mini-MCV.
Idealizado no Moisture Condition Value de Parsons (Parsons, 1976 apud Nogami e
Villibor, 1995), este ensaio de compactação utiliza, como os demais ensaios da Metodologia
MCT, aparelhagem de dimensões reduzidas (figura 5.3), utilizando corpos de prova de 50
mm de diâmetro e aproximadamente 50 mm de altura. O ensaio consiste na aplicação de
energias crescentes, até se conseguir atingir a densidade máxima para corpos de prova com
teores de umidade diferentes. Foram seguidos os procedimentos estabelecidos pela norma
DNER-ME 258/94.
Figura 5.3 - Equipamento de compactação miniatura utilizado nos ensaios de compactação da
Metodologia MCT.
Capitulo 5 - Método de ensaio empregados na caracterização e avaliação das... Página 83 de 146
Com este ensaio, obtém-se uma família de curvas de compactação e as denominadas
de curvas de deformabilidade ou de mini-MCV. A inclinação do ramo seco da curva de
compactação referente a 12 golpes corresponde ao parâmetro classificatório d’. Da curva de
deformabilidade correspondente ao mini-MCV igual a 10, encontra-se o coeficiente c’. A
obtenção dos coeficientes c’ e d’ é detalhada no capítulo 2 (item 2.4).
• Ensaio de perda por imersão.
Foi realizado segundo a norma DNER-ME 256/94. O corpo de prova compactado é
parcialmente extraído de seu molde de maneira que fique saliente 10 mm e, em seguida,
submerso em água na posição horizontal, como mostrado na figura 5.4. Recolhe-se a parte
eventualmente desprendida e determina-se a sua massa seca. A perda de massa por imersão Pi
é expressa em porcentagem relativa à massa seca da parte saliente do corpo de prova, com
este parâmetro, em conjunto com d’, é possível determinar o coeficiente e’, a obtenção destes
coeficientes é descrita no capítulo 2 (item 2.4).
Figura 5.4 - Ensaio de perda por imersão da Metodologia MCT.
Capitulo 5 - Método de ensaio empregados na caracterização e avaliação das... Página 84 de 146
5.2. AVALIAÇÃO DAS PROPRIEDADES TECNOLÓGICAS DOS SOLOS
ESTUDADOS
Com o objetivo de verificar as propriedades dos solos arenosos finos estudados frente
aos critérios tecnológicos apresentados no capítulo 2 (item 2.5), foram executados os
seguintes ensaios pela Metodologia MCT: mini-Proctor, mini-CBR e expansão, contração ao
ar e infiltrabilidade.
O ensaio de compactação é um dos principais ensaios da Metodologia MCT, pois a
partir de seus parâmetros básicos (umidade ótima e peso específico aparente seco máximo)
são moldados corpos de prova para a determinação de outras propriedades geotécnicas pela
Metodologia MCT. O ensaio de compactação utiliza, como já descrito anteriormente,
aparelhagem de dimensões reduzidas.
• Método mini-Proctor.
Os parâmetros de compactação dos solos estudados foram determinados por ensaios
de compactação dinâmica mini-Proctor, executados em equipamento de compactação de
corpos de prova miniatura ilustrado na figura 5.3. O ensaio consiste em fixar uma
determinada energia, na qual são compactados corpos de prova com diferentes teores de
umidade. Através deste procedimento é possível construir a curva de compactação do solo. Da
curva, determina-se o peso específico aparente seco máximo (γ
dmáx
) e o teor de umidade ótimo
correspondente (w
ót
). Foram utilizadas as energias equivalentes do Proctor Normal (12
golpes) e do Proctor Intermediário (24 golpes).
• Capacidade de suporte e expansão.
Para avaliar a capacidade de suporte e expansão, foram executados ensaios mini-CBR
e expansão segundo indicações da norma DNER-ME 254/97. Análogo ao tradicional ensaio
CBR, o ensaio consiste na medida da resistência à penetração de um pistão padrão de
diâmetro 16 mm a uma velocidade constante de 1,25 mm/min em um corpo de prova
miniatura compactado (diâmetro: 50 mm e altura: ± 50 mm), confinado lateralmente pelo seu
molde. Esta medida de capacidade de suporte pode ser realizada com ou sem prévia imersão
por 24 horas do corpo de prova e com ou sem sobrecarga anelar padrão de 490g. Para a
avaliação em questão, foram ensaiados ao puncionamento corpos-de-prova compactados na
Capitulo 5 - Método de ensaio empregados na caracterização e avaliação das... Página 85 de 146
umidade ótima, nas energias do Proctor Normal e do Proctor Intermediário, com e sem
imersão, com e sem sobrecarga, em prensa elétrica com medida de carregamento por meio de
célula de carga e aquisição automática dos dados gerenciada por microcomputador. A figura
5.5 ilustra o ensaio de puncionamento em execução.
Figura 5.5 - Detalhe do ensaio de penetração mini-CBR.
O principal parâmetro obtido do ensaio é o índice de suporte mini-CBR. Ele pode ser
determinado de duas maneiras: segundo a indicação da norma DNER-ME 254/97 e segundo o
uso de carga padrão, de forma análoga ao ensaio CBR convencional, conforme Nogami e
Villibor (1995).
Segundo a norma, o valor do índice mini-CBR é obtido a partir dos valores
correspondentes às penetrações de 2 e 2,5 mm (C1 e C2) na curva carga x penetração após
realizadas as correções necessárias (figura 5.6), através das equações 5.5 e 5.6. Como índice
de suporte mini-CBR é tomado o maior entre os valores 1 e 2.:
log (mini-CBR 1) = -0,254 + 0,896 . log C1 (5.5)
log (mini-CBR 2) = -0,356 + 0,937 . log C2 (5.6)
Capitulo 5 - Método de ensaio empregados na caracterização e avaliação das... Página 86 de 146
Alternativamente, o valor do mini-CBR pode ser obtido como no ensaio CBR
convencional, isto é, comparando os valores de carga para penetrações específicas (D1 e D2)
com o correspondente valor de carga padrão para a brita graduada. Os valores de penetração
para o ensaio mini-CBR são 0,84 e 1,7 mm (figura 5.6). Os valores de referência para a brita
graduada correspondentes a estas penetrações são 72,6 e 108,9 kgf/cm
2
, respectivamente.
Como índice mini-CBR é tomado o maior valor obtido das equações 5.7 e 5.8.
%100.
6,72
1
1min
=−
D
CBRi
(5.7)
%100.
9,108
2
2min
=−
D
CBRi
(5.8)
Outro parâmetro associado ao ensaio mini-CBR, de relevante importância na avaliação
tecnológica dos solos tropicais pela Metodologia MCT, é o índice RIS. Este índice, que
representa a perda de suporte do solo com a imersão, é dado pela equação 5.9:
%100.
min
min
/
−
−
=
imersãos
imerso
CBRi
CBRi
RIS
(5.9)
onde: mini-CBR
imerso
= valor medido no ensaio com imersão prévia por 24h do corpo de
prova e mini-CBR
s/imersão
= valor medido no ensaio realizado sem imersão do corpo de prova.
Capitulo 5 - Método de ensaio empregados na caracterização e avaliação das... Página 87 de 146
Curva do mini-CBR
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
0 1 2 3 4 5 6
Deformação (mm)
Carga (kgf)
C2
C1
correção
D1
D2
0,84 1,7 2,0 2,5
Figura 5.6 - Exemplo de curva mini-CBR – correção de início e obtenção de C1, C2, D1 e D2.
A expansão sob imersão é avaliada previamente ao ensaio de puncionamento na
obtenção do mini-CBR com imersão. Após um período de 24 horas de imersão em água, é
medida a variação de altura do corpo de prova sob o efeito da submersão (figura 5.7). A
expansão (E) é dada pela razão entre o acréscimo de altura (∆h) e a altura inicial do corpo de
prova (h), expresso em porcentagem (equação 5.10).
%100.
∆
=
h
h
E
(5.10)
Capitulo 5 - Método de ensaio empregados na caracterização e avaliação das... Página 88 de 146
Figura 5.7 - Ensaio de expansão do mini-CBR.
• Contração por secagem
A contração por secagem ao ar dos solos estudados foi avaliada pelo ensaio de
contração por secagem, integrante da Metodologia MCT. Este ensaio é descrito em Nogami e
Villibor (1995) e discutido em Nogami et al.(1995). Consiste em deixar um corpo de prova
compactado (diâmetro: 50 mm e altura: ± 50 mm) perdendo lentamente seu teor de umidade
pela exposição ao ar livre e medir a variação de comprimento axial com auxílio de um
extensômetro (ou paquímetro de precisão) até sua constância. O resultado é expresso em
porcentagem da altura inicial do corpo de prova de maneira análoga a expansão do mini-CBR
(equação 5.10). A figura 5.8 ilustra corpos de prova no processo de secagem ao ar.
Figura 5.8 - Ensaio de contração por secagem ao ar da Metodologia MCT.
Capitulo 5 - Método de ensaio empregados na caracterização e avaliação das... Página 89 de 146
• Infiltrabilidade
A última propriedade avaliada na validação dos solos estudados frente ao critério de
seleção dos SAFL pela Metodologia MCT foi a infiltrabilidade. Esta propriedade relaciona-se
à velocidade com que uma frente de umidade pode migrar pela estrutura do pavimento a
partir, por exemplo, de uma valeta lateral não revestida.
O ensaio que quantifica esta propriedade tem mesmo nome e consiste na medida do
coeficiente de sorção (s), que representa a velocidade de ascensão capilar em um corpo de
prova compactado confinado no molde (diâmetro: 50 mm e altura: ± 50 mm), disposto sobre
uma superfície de água livre estabelecida numa placa porosa conectada a um tubo capilar.
Este ensaio é descrito em Nogami e Villibor (1995) e ilustrado na figura 5.9.
Figura 5.9 - Ensaio de infiltrabilidade da Metodologia MCT.
O procedimento de ensaio adotado foi o seguinte: sobre o sistema tubo capilar – placa
porosa saturada - é disposta a amostra compactada na umidade ótima e na energia equivalente
a do Proctor Intermediário, confinada em seu molde. O fluxo ascendente da água na amostra,
por força das tensões capilares relacionadas à sucção do solo, determina o movimento da água
ao longo do tubo capilar. Com auxílio de uma régua graduada e de um cronômetro, são
registradas as distâncias percorridas pelo menisco capilar no tubo, em intervalos de tempo que
Capitulo 5 - Método de ensaio empregados na caracterização e avaliação das... Página 90 de 146
seguem uma relação quadrática (1, 2, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64 min e assim por diante), até o
movimento estabilizar em uma velocidade muito lenta.
Os resultados são expressos em função da distância percorrida no tubo capilar (L em
cm) e da raiz quadrada do tempo (t
1/2
em min
1/2
). As curvas L x t
1/2
definidas têm a
configuração típica da figura 5.10, onde se observa um nítido comportamento bilinear, com
um íngreme trecho retilíneo inicial seguido por outro de tendência quase horizontal,
significando que a frente de umidade atingiu o topo da amostra. A inclinação da curva no seu
trecho inicial, definida pela equação 5.11, determina o coeficiente de sorção (s em cm/min
1/2
):
(
)
( )
At
SL
s
..10
.
∆
∆
=
(5.11)
onde: ∆L = distância percorrida medida na régua graduada (Lb – La), S = área da seção do
tubo capilar, ∆t = intervalo entre valores da raiz quadrada do tempo de ensaio (tb – ta) e A é a
área da seção da amostra.
Figura 5.10 - Curva típica L x t
1/2
e elementos para estimativa do coeficiente de sorção (s) no
ensaio de infiltrabilidade da Metodologia MCT.
L (cm)
t (min
1/2
)
s
Lb
La
tb ta
Capitulo 5 - Método de ensaio empregados na caracterização e avaliação das... Página 91 de 146
5.3. ENSAIOS PARA OBTENÇÃO DE PARÂMETROS DE PROJETO PARA O
DIMENSIONAMENTO DA ESTRUTURA DE PAVIMENTO SEGUNDO O MÉTODO
DA PREFEITURA MUNICIPAL DE SÃO PAULO (PMSP)
Para o dimensionamento de estrutura de pavimento para tráfego leve, segundo o
Método da Prefeitura Municipal de São Paulo, foram necessários dados de Índice de Suporte
Califórnia (ISC) do solo a ser empregado na construção da base e do solo do subleito.
O Método da PMSP recomenda o uso de dados de capacidade de suporte do mini-CBR
ou do CBR convencional, sem especificar a equivalência entre os parâmetros obtidos por um
ou outro ensaio. Experimentos buscando uma relação entre estes parâmetros foram realizados
(Souza, 2005), sendo que não houve êxito na obtenção de uma correlação estatística
satisfatória. Os resultados destes experimentos deixam de ser apresentados por fugir ao
escopo deste trabalho. Fabbri (2004), em comunicação pessoal, relatou insucessos na
determinação de correlações desta natureza em pesquisas realizadas na EESC-USP. A opção
escolhida foi utilizar dados de ensaios CBR convencionais como parâmetro de projeto para o
Método da PMSP. Foram realizados ensaios CBR convencionais com imersão, segundo a
norma NBR 9895/87 (Solo – Índice de Suporte Califórnia).
O material do subleito foi coletado no Campus Carreiros da FURG, junto ao traçado
do futuro acesso às novas dependências do Departamento de Química. A figura 5.11 ilustra o
local e a obtenção da amostra do subleito em campo.
(a) (b)
Figura 5.11 - Retirada da amostra de solo do subleito para ensaio CBR: (a) vista geral do local
e (b) detalhe da amostragem.
6. RESULTADOS OBTIDOS NA AVALIAÇÃO
TECNOLÓGICA DOS SOLOS ESTUDADOS
6.1. RESULTADOS DA CARACTERIZAÇÃO DOS SOLOS
6.1.1. Caracterização Geotécnica
Os solos foram caracterizados e classificados em laboratório pelos métodos
tradicionais, conforme descritos no capítulo 5, item 5.1.1, e pela Metodologia MCT, abordada
no capítulo 2. A tabela 6.1 apresenta aos resultados da granulometria, dos parâmetros de
plasticidade e a correspondente classificação geotécnica tradicional (sistemas SUCS e
AASHTO-HRB). Já a tabela 6.2 traz os coeficientes classificatórios e a decorrente
classificação MCT dos solos.
Tabela 6.1 - Caracterização geotécnica dos solos estudados quanto a granulometria,
plasticidade e classificação geotécnica tradicional (SUCS e AASHTO-HRB).
Granulometria com defloculante Plasticidade
Classif.
geotécnica
Solo
Pedre-
gulho
>2mm
(%)
Areia
grossa
0,6-2mm
(%)
Areia
média
0,2-0,6mm
(%)
Areia
fina
0,06-0,2mm
(%)
Silte
0,002-
0,06mm
(%)
Argila
<0,002mm
(%)
wl
(%)
IP
(%)
SUCS
HRB
COTO
0 1 29 30 13 27 32 12 SC A6
LAC
0 0 41 33 4 22 - NP SM A2-4
BFAL
0 0 34 42 5 19 - NP SM A2-4
PETRO
0 0 44 41 1 14 - NP SM A2-4
CRET
0 0 44 35 4 17 - NP SM A2-4
ARMAR
0 0 33 39 2 26 32 16 SC A2-6
PREFE
0 0 32 39 3 26 27 12 SC A2-6
Capítulo 6 – Resultados obtidos na avaliação tecnológica dos solos estudados Página 93 de 146
Tabela 6.2 - Classificação MCT dos solos estudados e respectivos coeficientes
classificatórios.
Coeficientes
Solo
c’ d’ e’ Pi (%)
Classificação MCT
COTO
1,7 72,4 1,03 82 LG’
LAC
0,6 62,7 1,12 110 LA
BFAL
0,5 30,0 1,22 114 LA
PETRO
0,2 14,8 1,63 300 NA
CRET
0,2 13,3 1,66 305 NA
ARMAR
1,5 29,8 1,13 110 LA’/LG’
PREFE
1,1 46,6 1,10 90 LA’
A figura 6.1 apresenta os solos estudados no gráfico de classificação MCT, onde são
demarcados os tipos de SAFL hierarquizados pela classificação MCT.
Figura 6.1 - Solos estudados frente aos tipos de SAFL hierarquizados pela classificação MCT.
COTO
LAC
BFAL
PETRO
CRET
ARMAR
PREFE
Capítulo 6 – Resultados obtidos na avaliação tecnológica dos solos estudados Página 94 de 146
Observa-se que, dos solos estudados, cinco demostraram comportamento laterítico.
Destes, o solo COTO, com maior teor de argila pertence ao tipo I, o solo ARMAR entre o tipo
I e II, o solo PREFE ao tipo II e os solos BFAL e LAC, mais arenosos, ao tipo IV.
Quanto a granulometria dos solos estudados, a figura 6.2 evidencia que os solos CRET
e PETRO, além de não lateríticos, não se enquadram na faixa granulométrica indicada para
bases de SAFL, apresentando carência de finos.
Faixa granulométrica recomendada para bases de SAFL
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,01 0,1 1 10
diâmetro dos grãos (mm)
porcentagem passante (%)
COTO
LAC
BFAL
PETRO
CRET
ARMAR
PREFE
Figura 6.2 - Granulometria dos solos estudados frente a faixa granulométrica recomendada
para bases de SAFL.
Capítulo 6 – Resultados obtidos na avaliação tecnológica dos solos estudados Página 95 de 146
6.1.2. Caracterização Mineralógica, Química e da Atividade Coloidal da Fração Fina
Os ensaios de difratometria de raios X realizados com o solo da jazida ARMAR
apresentaram os resultados sumarizados na tabela 6.3.
Tabela 6.3 - Minerais identificados nos ensaios de difratometria de raios X nas diferentes
análises e tratamentos aplicados – solo ARMAR.
Análise da fração coloidal
Minerais
identificados
Análise
do pó
Amostra
natural
Amostra
glicolada
Amostra
calcinada
Quartzo X X X X
Feldspato alcalino
X
Caulinita X X X
Ilita X X X
Vermiculita X X X
Esmectita X
O difratograma obtido na análise do pó (figura 6.3) revela a presença subordinada de
argilominerais, com pequeno volume de caulinita no total do solo. Um aspecto não revelado
no difratograma é a presença de hidróxidos de ferro, que poderia ser responsável pela coesão
natural apresentada pelo solo na jazida.
O difratograma da fração coloidal (material sobrenadante) na condição natural (figura
6.4) revela, entre os argilominerais, o pico mais evidente da ilita e também a presença de
caulinita. Entretanto, é possível que a ilita seja, na realidade, fragmentos de mica muscovita,
resistente ao ciclo sedimentar (Flores, 2004). Na condição de amostra glicolada (figura 6.5),
não é confirmada a presença de esmectita, enquanto vermiculita é razoavelmente evidente.
Segundo Flores (2004), é possível imaginar que esta última seja derivada da alteração de
biotitas, entretanto, somente análises petrográficas do sedimento poderiam confirmar estas
hipóteses. Já a amostra calcinada (figura 6.6) confirma a ilita (ou fragmentos de mica
muscovita).
Capítulo 6 – Resultados obtidos na avaliação tecnológica dos solos estudados Página 96 de 146
Ainda segundo a opinião de Flores (2004), a participação e o efeito dos argilominerais
no comportamento do solo é subordinado. O fato de que os hidróxidos de ferro não são
detectados na análise por difração de raios X sugere que os mesmos ocorram como amorfos.
Técnicas minerográficas em luz refletida de seções polidas a partir de concreções ferruginosas
ou petrografia convencional em diferentes níveis do solo poderiam melhor caracterizar os
hidróxidos e seus efeitos na cimentação natural do solo.
22-0675 (D) - Microcline, intermediate - KAlSi3O8 - Y: 8.33 % - d x by: 1.0000 - WL: 1.54090 - Triclinic -
14-0164 (I) - Kaolinite-1A - Al2Si2O5(OH)4 - Y: 4.17 % - d x by: 1.0000 - W L: 1.54090 - Triclinic -
05-0490 (D) - Quartz, low - SiO2 - Y: 56.25 % - d x by: 1.0000 - WL: 1.54090 - Hexagonal - I/Ic PDF 3.6 -
Operations: Import
Cesar Bastos - File: PSAFL.RAW - Type: 2Th/Th locked - Start: 2.000 ° - End: 72.000 ° - Step: 0.020 ° - Step time: 1.0 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 3 s - 2-Theta: 2.000 ° - Theta: 1.000 ° - Phi: 0.00
Lin (Counts)
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
2-Theta - Scale
2 10 20 30 40 50 60 70
d=4.45
d=4.26
d=3.34
d
=
3
.
2
8
d=2.99
d=2.46
d=2.28
d=2.24
d=2.13
d=1.98
d=1.82
d=1.67
d=1.54
d=1.38
d=1.37
d=2.56
d=1.49
d=3.57
d=7.18
d=3.15
d=1.45
Q
u
a
r
t
z
o
Caolinita
F
e
l
d
s
p
a
t
o
A
l
c
a
l
i
n
o
Figura 6.3 – Difratograma do pó (fração passante peneira #200) – solo ARMAR.
Capítulo 6 – Resultados obtidos na avaliação tecnológica dos solos estudados Página 97 de 146
07-0032 (D) - Mu scovite 2M1, syn - KAl2Si3A lO10(OH )2 - Y: 7.41 % - d x by: 1.0000 - WL: 1.54090 - Monoclinic -
14-0164 (I) - Kaolinite-1A - Al2Si2 O5(OH)4 - Y: 6.25 % - d x by: 1.0000 - W L: 1.54090 - Triclinic -
05-0490 (D) - Quartz, low - SiO2 - Y: 6.25 % - d x by: 1.0000 - W L: 1.54090 - Hexagonal - I/Ic PDF 3.6 -
Operations: Import
César Bastos - File: NS AFLR.RAW - Typ e: 2Th/Th locked - St art: 14.00 0 ° - End: 28.000 ° - Step: 0.020 ° - Step time: 2.0 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 6 s - 2-Theta: 14.000 ° - Theta: 7.000 ° - Phi:
Operations: Import
C:\André\NS AFL.RA W - F ile: NSAFL.RA W - Type: 2T h/Th lock ed - Start: 2.000 ° - End: 14.380 ° - Step: 0.020 ° - Step time: 2.0 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 2 s - 2-Theta: 2.000 ° - Theta: 1.000 ° -
Lin (Counts)
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
2-Theta - Scale
2 10 20
d=10.05
d=7.20
d=5.01
d=4.47
d=4.26
d=3.57
d=3.34
d=12.22
d=3.85
d=14.83
Esmectita
Vermiculita
I
l
i
t
a
C
a
o
l
i
n
i
t
a
Quartzo
Figura 6.4 - Difratograma da fração coloidal (amostra natural) – solo ARMAR.
07 -0032 (D) - M usco vite 2M 1 , s yn - K Al2S i3 A lO 10( OH )2 - Y: 5.2 1 % - d x b y: 1 .00 00 - W L: 1.54 090 - Mon oclinic -
14 -0164 (I) - K aolinite-1 A - Al2 Si2 O5(OH)4 - Y: 4. 78 % - d x b y: 1 .00 00 - W L : 1.5 4090 - Triclin ic -
05 -0490 (D) - Q uartz, low - S iO2 - Y: 8.50 % - d x b y: 1 .00 00 - W L: 1 .54 090 - He xag ona l - I/Ic PDF 3.6 -
O perations: Imp ort
Cé sar B ast os - File: G SAFL .RA W - Type: 2 Th/T h locke d - S tart: 2 .000 ° - E nd: 28.0 00 ° - S tep : 0.0 20 ° - S tep time : 3.0 s - Temp .: 2 5 °C (R oo m) - Time S tarted : 2 s - 2-Th eta: 2.0 00 ° - Th eta: 1.00 0 ° - Phi: 0 .00
Lin (Counts)
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
2-Theta - Scale
2 10 20
d=10.05
d=7.16
d=4.99
d=3.34
d=4.47
d=3.58
d=14.65
d=4.26
d=4.37
Vermiculita
I
l
i
t
a
C
a
o
l
i
n
i
t
a
Quartzo
Figura 6.5 - Difratograma da fração coloidal (amostra glicolada) – solo ARMAR.
Capítulo 6 – Resultados obtidos na avaliação tecnológica dos solos estudados Página 98 de 146
07-0032 (D) - Muscovite 2M1, syn - KAl2Si3AlO10(OH)2 - Y: 6.25 % - d x by: 1.0000 - WL: 1.54090 - Monoclinic -
05-0490 (D) - Quartz, low - SiO2 - Y: 6.77 % - d x by: 1.0000 - WL: 1.54090 - Hexagonal - I/Ic PDF 3.6 -
Operations: Import
César Bastos - File: CSAFL.RAW - Type: 2Th/Th locked - Start: 2.000 ° - End: 28.000 ° - Step: 0.020 ° - Step time: 2.0 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 2 s - 2-Theta: 2.000 ° - Theta: 1.000 ° - Phi: 0.00
Lin (Counts)
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
2-Theta - Scale
2 10 20
d=10.01
d=5.01
d=4.26
d=3.35
d=4.47
I
l
i
t
a
+
V
e
r
m
i
c
u
l
i
t
a
C
o
l
a
p
s
a
d
a
Quartzo
Figura 6.6 - Difratograma da fração coloidal (amostra calcinada) – solo ARMAR.
As análises químicas conduzidas com o solo ARMAR forneceram os resultados
apresentados na tabela 6.4 para os teores de óxidos. A tabela também apresenta as relações
moleculares Ki, Kr e Al
2
O
3
/Fe
2
O
3
, onde, segundo Embrapa - SNLCS (1997):
32
2
%
70,1.%
OAl
SiO
Ki =
(6.1)
=
60,1
%
02,1
%
60,0
%
3
32
2
FeO
OAl
SiO
Kr
(6.2)
32
32
32
32
%
57,1.%
Re
OFe
OAl
OFe
OAl
lação =
(6.3)
Capítulo 6 – Resultados obtidos na avaliação tecnológica dos solos estudados Página 99 de 146
Tabela 6.4 - Resultados das análises químicas (teores de óxidos e relações moleculares) – solo
ARMAR.
Teor de óxidos Relações moleculares
Solo
SiO
2
(%) Al
2
O
3
(%)
Fe
2
O
3
(%)
Ki Kr
Al
2
O
3
/Fe
2
O
3
ARMAR
11,3 5,7 1,5 3,37 2,89 5,97
Os solos lateríticos, mais intemperizados e pedogeneticamente mais evoluídos, tendem
a valores baixos de Ki e Kr (Embrapa, 1979), sendo caracterizados por Ki < 2,2. Logo, sob o
aspecto geoquímico, o solo investigado não tem o caráter laterítico verificado pelo seu
comportamento geotécnico, avaliado pela Metodologia MCT. Entretanto, os teores
relativamente elevados de sílica são justificados pelo material de origem dos perfis,
essencialmente sedimentos areno-quartzosos.
Os resultados pouco conclusivos dos difratogramas de raios X quanto ao papel da
natureza dos argilominerais no comportamento dos solos estudados e a incerteza associada a
resultados de ensaios de plasticidade conduzidos com solos predominantemente arenosos
(empregados na determinação do clássico Índice de Atividade Coloidal de Skempton),
motivaram a identificação da atividade coloidal da fração fina pelo Método de Adsorção do
Azul de Metileno. Esta técnica, recém introduzida na rotina de ensaios de caracterização do
Laboratório de Geotecnia da FURG, foi descrita em detalhe no Capítulo 5 (item 5.1.2). Os
resultados dos ensaios realizados segundo os procedimentos de Pejon e Fabbri em conjunto
com a Atividade Coloidal de Skempton (para solos com plasticidade) são apresentados na
tabela 6.5.
Capítulo 6 – Resultados obtidos na avaliação tecnológica dos solos estudados Página 100 de 146
Tabela 6.5 - Parâmetros obtidos a partir de Ensaios de Adsorsão de Azul de Metileno segundo
os procedimentos de Pejon e Fabbri e Índice de Atividade de Skempton dos solos estudados.
Método Azul de Metileno
– procedimento Pejon
Método Azul de Metileno
– procedimento Fabbri
Solo
Vb
(g/100g solo)
Acb
(g/100g argila)
Va
(10
-3
g/g solo)
CA
(10
-3
g/g argila)
Índice de
atividade de
Skempton (Ia)
ARMAR
0,155 0,595 2,084 8,015 0,615
BFAL
0,177 0,931 0,998 4,750 NP
COTO
0,285 1,054 2,271 5,676 0,444
CRET
0,127 0,748 1,387 7,707 NP
LAC
0,203 0,925 1,657 7,533 NP
PETRO
0,127 0,907 0,675 4,497 NP
PREFE
0,232 0,893 2,025 7,500 0,462
Obs: 1. Vb – Valor de Azul (Pejon); Acb – Índice de Adsorção do Azul de Metileno; Va – Valor de Azul
(Fabbri); CA – Coeficiente de Atividade.
2. NP – solos não plásticos.
3. Os resultados representam médias de 3 ensaios.
Os parâmetros obtidos a partir do procedimento de Pejon são correlacionados ao
comportamento laterítico dos solos por critérios apresentados por Gomes e Rodrigues (1998)
e Costa e Gandolfi (1998). A figura 6.7 apresenta os solos estudados frente aos referidos
critérios. Os resultados mostram que os solos de todas as jazidas apresentam atividade da
fração coloidal característica de solos de comportamento laterítico.
Ainda Gomes e Rodrigues (1998) propõem um diagrama das atividades das argilas
pelo Método do Azul de Metileno (procedimento Pejon). Os solos estudados junto a este
diagrama são ilustrados na figura 6.8, sendo classificados todos como solos inativos.
Capítulo 6 – Resultados obtidos na avaliação tecnológica dos solos estudados Página 101 de 146
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
% < 0,002 mm
Acb (g/100g de argila)
ARMAR
BFAL
COTO
CRET
LAC
PETRO
PREFE
comportamento laterítico
comportamento não laterítico
Gomes e Rodrigues, 1998
Costa e Gandolfi, 1998
comportamento não laterítico
comportamento laterítico
Figura 6.7 - Aplicação dos critérios de Gomes e Rodrigues (1998) e Costa e Gandolfi (1998)
na estimativa do comportamento laterítico ou não laterítico dos solos estudados com base no
parâmetro Acb no Método de Adsorção do Azul de Metileno – procedimento Pejon.
0
5
10
15
20
25
30
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
% < 0,002 m m
Acb (g/100g de argila)
ARMAR
BFAL
COTO
CRET
LAC
PETRO
PREFE
solos de atividade normal
solos inativos
solos de atividade nociva
solos ativos
Figura 6.8 - Solos estudados frente ao diagrama das atividades das argilas pelo Método do
Azul de Metileno (procedimento Pejon).
Capítulo 6 – Resultados obtidos na avaliação tecnológica dos solos estudados Página 102 de 146
Tomando para análise os parâmetros do ensaios de adsorção de Azul de Metileno
segundo procedimento de Fabbri, em Fabbri e Sória (1994) é proposto um critério para
identificação do comportamento laterítico dos solos (CA < 11). A figura 6.9 ilustra a
aplicação do critério aos solos estudados a partir de um gráfico Va x % < 0,005 mm.
Corroborando com a análise realizada na figura 6.7, para os solos estudados é identificado
comportamento laterítico.
Fabbri e Sória (1994) também propõem a caracterização da atividade coloidal dos
solos e estimam a mineralogia da fração fina a partir do gráfico Va x % < 0,005 mm (figura
6.10). Os solos estudados são caracterizados como pouco ativos (solos laterizados, solos
inertes, etc...).
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
% < 0,005 mm (%)
Va (10
-3
g/g de solo)
ARMAR
BFAL
COTO
CRET
LAC
PETRO
PREFE
CA > 11,0 - solos de
comportamento não laterítico
CA < 11,0 - solos de
comportamento laterítico
Figura 6.9 - Aplicação do critério de Fabbri e Sória (1994) na estimativa do comportamento
laterítico ou não laterítico dos solos estudados com base no parâmetro Valor de Azul –
procedimento Fabbri.
Capítulo 6 – Resultados obtidos na avaliação tecnológica dos solos estudados Página 103 de 146
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 10 20 30 40 50
% < 0,005 mm
Va (10
-3
g/g de solo)
ARMAR
BFAL
COTO
CRETE
LAC
PETRO
PREFE
muito ativos - montmorilonitas,
vermiculitas, etc...
ativos - ilitas, caulinitas, etc...
pouco ativos - inertes,
laterizados, etc...
Figura 6.10 - Caracterização da atividade coloidal dos solos estudados com base nos
resultados pelo Método do Azul de Metileno (procedimento de Fabbri).
Procurando relacionar a estimativa do comportamento laterítico pelo Método do Azul
de Metileno (procedimento Fabbri) com o índice e’ da classificação MCT dos solos tem-se o
diagrama da figura 6.11. Cabe lembrar que o comportamento laterítico é creditado a solos
com CA < 11 e índice e’ < 1,15 (ou < 1,4 para c’ < 0,6). A figura mostra que dos sete solos
estudados, cinco deles (ARMAR, BFAL, COTO, LAC e PREFE) confirmaram a identificação
como solo de comportamento laterítico. Resultados com os outros dois (CRET e PETRO) não
mostraram consistência: comportamento laterítico pelo Método do Azul de Metileno (CA <
11) e não laterítico pela classificação MCT. Coincidem serem estes últimos, os solos com
menores teores de argila dentre os estudados.
Capítulo 6 – Resultados obtidos na avaliação tecnológica dos solos estudados Página 104 de 146
1
10
100
0 0,5 1 1,5 2
e'
CA (ml/g de argila)
ARMAR
BFAL
COTO
CRET
LAC
PETRO
PREFE
SOLOS DE COMPORTAMENTO NÃO
LATERÍTICO
CA > 11 e e' > 1,15 (ou e' > 1,4 p/ c'< 0,6)
SOLOS DE COMPORTAMENTO
LATERÍTICO
CA < 11 e e' < 1,15 (ou e' > 1,4 p/ c' < 0,6)
Figura 6.11 - Análise da identificação do comportamento laterítico a partir do Método do
Azul de Metileno e do índice e’ da classificação MCT.
6.2. AVALIAÇÃO DAS PROPRIEDADES TECNOLÓGICAS DOS SOLOS
ESTUDADOS
Com o objetivo de verificar as propriedades dos solos arenosos finos estudados frente
ao critério apresentado no capítulo 2 (item 2.5), foram executados ensaios pela Metodologia
MCT: mini-Proctor, mini-CBR e expansão, contração ao ar e infiltrabilidade, descritos no
capitulo 5 (item 5.2).
Capítulo 6 – Resultados obtidos na avaliação tecnológica dos solos estudados Página 105 de 146
6.2.1. Resultados dos Ensaios de Compactação Mini-Proctor
Os parâmetros de compactação dos solos estudados foram determinados por ensaios
de compactação dinâmica em equipamento miniatura (ensaios mini-Proctor) na energia do
Proctor Normal e Intermediário (DNER-ME 228/94) conforme já descritos nos capítulos 2 e
5.
As curvas de compactação obtidas são ilustradas em conjunto na figura 6.12 e os
parâmetros
γ
dmáx
e w
ótima
apresentados na tabela 6.6.
As curvas demonstram o “comportamento mais arenoso” dos solos CRET e PETRO
em relação aos demais. O solo compactado na umidade ótima atinge um grau de saturação
entre 70 e 90%, destacando o comportamento não saturado em campo para os solos
compactados nesta condição. Esta condição é importante na interpretação do comportamento
geotécnico deste material sob variação de umidade no campo.
15
15,5
16
16,5
17
17,5
18
18,5
19
19,5
20
0 5 10 15 20 25 30
Teor de umidade de compactação (%)
Peso específico aparente seco (kN/m
3
)
COTO (PN)
LAC (PN)
BFAL (PN)
PETRO (PN)
CRET (PN)
ARMAR (PN)
PREFE (PN)
COTO (PI)
LAC (PI)
BFAL (PI)
PETRO (PI)
CRET (PI)
ARMAR (PI)
PREFE (PI)
curva de saturação
curva S=90%
curva S=70%
Figura 6.12 - Curvas de compactação dos solos estudados obtidas em ensaios mini-Proctor na
energia do Proctor Normal (PN) e Intermediário (PI). Curva de saturação, S= 90% e S= 70%
para
γ
s
médio de 26,8 kN/m
3
.
Capítulo 6 – Resultados obtidos na avaliação tecnológica dos solos estudados Página 106 de 146
Tabela 6.6 - Parâmetros de compactação dos solos estudados obtidos em ensaios mini-
Proctor.
Proctor Normal Proctor Intermediário
Solo
w
ót
(%)
γ
γγ
γ
dmáx
(kN/m
3
)
w
ót
(%)
γ
γγ
γ
dmáx
(kN/m
3
)
COTO
15,3 17,8 14,4 18,5
LAC
12,4 18,9 11,3 19,3
BFAL
12,5 18,9 10,8 19,3
PETRO
14,2 17,7 12,8 18,0
CRET
12,4 17,9 11,3 18,4
ARMAR
13,5 18,4 12,5 19,4
PREFE
14,5 18,5 12,7 19,2
Em função da desqualificação dos solos PETRO e CRET frente ao critério
granulométrico, estes solos foram excluídos da avaliação nos itens que seguem.
6.2.2. Capacidade de Suporte e Expansão
Para avaliar a capacidade de suporte e expansão, foram executados ensaios de mini-
CBR e expansão. A descrição completa desses ensaios é apresentada no capitulo 5 (item
5.1.3).
No ensaio mini-CBR sem imersão foram moldados os corpos de prova miniatura de
cada solo, na respectiva umidade ótima referente a energia do Proctor Normal e Proctor
Intermediário, e logo após levados à prensa a fim de obter sua capacidade de suporte a partir
do ensaio de puncionamento.
Para o ensaio de expansão, também foram moldados os corpos de prova miniatura de
cada solo na respectiva umidade ótima referente ao Proctor Normal e ao Proctor
Intermediário. Foram feitas medidas do tamanho do corpo de prova antes e após imersão por
Capítulo 6 – Resultados obtidos na avaliação tecnológica dos solos estudados Página 107 de 146
24 horas. Após este procedimento, os corpos de prova eram levados à prensa para se obter a
sua capacidade de suporte com imersão.
Para obter resultados representativos da capacidade de suporte dos solos estudados nas
condições de aplicação do critério de seleção de solos para bases de SAFL, foram realizados
ensaios mini-CBR e expansão em quantidade suficiente para se ter uma média de até cinco
resultados e uma análise estatística foi realizada com vistas a eliminar resultados espúrios
(distantes da média em mais de 1,65 vezes o desvio padrão).
Os resultados obtidos com os ensaios mini-CBR e expansão são apresentados na
tabelas 6.7, 6.8 e 6.9.
Tabela 6.7 - Resultados de mini-CBR para ensaios com e sem imersão, sem sobrecarga – CPs
na umidade ótima compactados na energia equivalente do Proctor Normal e Intermediário.
MINI-CBR (%)
Proctor Normal
médias com base em três ensaios
Proctor Intermediário
médias com base em cinco ensaios
Solo
s/imersão c/imersão s/imersão* c/imersão* RIS (%)*
ARMAR
21,1 18,8 51,2 25,6 50,0
BFAL
21,0 16,5 48,0 22,5 46,9
COTO
18,5 14,0 23,4 16,3 69,7
LAC
27,5 12,9 62,5 26,2 41,9
PREFE
13,3 11,4 25,9 15,4 59,5
* Valores utilizados no critério de seleção de SAFL
Capítulo 6 – Resultados obtidos na avaliação tecnológica dos solos estudados Página 108 de 146
Tabela 6.8 - Resultados de mini-CBR para ensaios com e sem imersão, com sobrecarga – CPs
na umidade ótima compactados na energia equivalente do Proctor Normal e Intermediário.
MINI-CBR (%)
Proctor Normal
médias com base em três ensaios
Proctor Intermediário
médias com base em três ensaios
Solo
s/imersão c/imersão s/imersão c/imersão
ARMAR
14,5 19,8 27,2 35,0
BFAL
16,2 17,2 50,0 30,3
COTO
17,1 15,3 17,8 17,5
LAC
19,0 18,0 48,3 45,3
PREFE
17,6 14,7 35,8 28,0
Tabela 6.9 - Valores de expansão medida nos ensaios de mini-CBR.
EXPANSÃO (%)
Proctor Normal
médias com base em três ensaios
Proctor Intermediário
Solo
sem sobrecarga
com
sobrecarga
sem sobrecarga*
médias com base em
cinco ensaios
com
sobrecarga
médias com base
em três ensaios
ARMAR
0,18 0,10 0,50 0,18
BFAL
0,08 0,08 0.09 0,05
COTO
0,40 0,25 0,43 0,21
LAC
0,05 0,07 0,42 0,03
PREFE
0,06 0,05 0,28 0,07
* Valores utilizados no critério de seleção de SAFL.
Capítulo 6 – Resultados obtidos na avaliação tecnológica dos solos estudados Página 109 de 146
Quanto à capacidade de suporte e expansão, a especificação para SAFL empregado em
bases de pavimentos de baixo custo, proposta por Villibor e Nogami (1982), indica:
•
Mini-CBR (Proctor Intermediário, s/ imersão, s/ sobrecarga) > 40%
•
Índice RIS > 50%
•
Expansão < 0,3%
O DER/SP (Departamento de Estradas de Rodagem do Estado de São Paulo) propõe,
em seu Manual de Normas de Pavimentação (DER/SP, 1988), um fator de segurança referente
às propriedades mecânicas e hidráulicas dos solos. Este fator (K), minorador do mini-CBR e
majorador da expansão, é calculado em função do desvio padrão (S) dos resultados
experimentais para um mesmo solo e do número de amostras ensaiadas e é aplicado sobre a
média experimental (X). Assim, a especificação para SAFL passa a ser:
•
Mini-CBR (Proctor Intermediário, s/ imersão, s/ sobrecarga): X – K.S > 40%.
•
Expansão: X + K.S < 0,3%.
A tabela 6.10 traz os resultados de mini-CBR e expansão aplicados os fatores
minoradores da capacidade de suporte e majoradores da expansão. Os resultados grifados na
tabela mostram condições de atendimento ao critério MCT para especificação de SAFL.
Tabela 6.10 - Resultados de mini-CBR e expansão frente ao critério de seleção de SAFL.
Mini-CBR (s/imersão e
s/sobrecarga) (%)
Mini-CBR (c/imersão
e s/sobrecarga) (%)
Expansão (%)
Solo
X S N / K X-K.S X S N / K X-K.S
RIS
(%)
X S N / K X+K.S
ARMAR
51,2 5,9 5/0,89
45,9
25,6 4,9
5/0,89
21,2
50,0
0,50 0,15 5/0,89
0,63
BFAL
48,0 15,6 5/0,89
34,1
22,5 7,9
5/0,89
15,5
46,9
0,09 0,06 4/0,95
0,15
COTO
23,4 4,0 5/0,89
19,8
16,3 1,2
5/0,89
15,2
69,7
0,43 0,11 5/0,89
0,53
LAC
62,5 9,3 5/0,89
54,2
26,2 2,0
4/0,95
24,3
41,9
0,42 0,32 5/0,89
0,70
PREFE
25.9 5,8 4/0,95
20,4
15,4 2,5
5/0,89
13,2
59,5
0,28 0,29 5/0,89
0,54
X – valor médio experimental; S – desvio padrão; N – número de experimentos; K – coeficiente de tolerância
unilateral – f(N)
Obs: Os valores dos índices RIS foram calculados a partir das médias experimentais (valores de X)
Capítulo 6 – Resultados obtidos na avaliação tecnológica dos solos estudados Página 110 de 146
Os resultados obtidos são representados nas figuras 6.13, 6.14, 6.15, 6.16, 6.17 e 6.18.
Observa-se que:
•
os solos ARMAR e LAC atingem o valor mínimo para o mini-CBR sem imersão
(figura 6.15);
•
os solos ARMAR, COTO e PREFE atingem o valor mínimo para o índice RIS
(figura 6.16);
•
apenas o solo BFAL atende o critério quanto à expansão (figura 6.18).
Valores de mini-CBR - Proctor Normal
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
ARMAR BFAL COTO LAC PREFE
SOLO
mini-CBR (%)
PNsssi
PNssci
PNcssi
PNcsci
Figura 6.13 - Valores de mini-CBR na energia do Proctor Normal (PN) nas condições sem
sobrecarga (ss), com sobrecarga (cs), sem imersão (si) e com imersão (ci).
Capítulo 6 – Resultados obtidos na avaliação tecnológica dos solos estudados Página 111 de 146
Valores de mini-CBR - Proctor Intermediário
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
ARMAR BFAL COTO LAC PREFE
SOLO
mini-CBR (%)
PIsssi
PIssci
PIcssi
PIcsci
Figura 6.14 - Valores de mini-CBR na energia do Proctor Intermediário (PI) nas condições
sem sobrecarga (ss), com sobrecarga (cs), sem imersão (si) e com imersão (ci).
Mini-CBRss/si (Proctor Intermediário)
0
10
20
30
40
50
60
ARMAR BFAL COTO LAC PREFE
SOLO
Mini-CBRss/si (%)
CRITÉRIO MCT
Figura 6.15 - Valores de mini-CBR na energia do Proctor Intermediário na condição sem
sobrecarga (ss) e sem imersão (si) (aplicado o coeficiente de tolerância experimental).
Capítulo 6 – Resultados obtidos na avaliação tecnológica dos solos estudados Página 112 de 146
Índice RIS - 100 (mini-CBRci/mini-CBRsi) (Proctor Intermediário)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
ARMAR BFAL COTO LAC PREFE
SOLO
RIS (%)
CRITÉRIO MCT
Figura 6.16 - Índice RIS para os solos estudados.
Valores de expansão
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
ARMAR BFAL COTO LAC PREFE
SOLO
Expansão (%)
PNss
PNcs
PIss
PIcs
Figura 6.17 - Valores de expansão dos solos estudados.
Capítulo 6 – Resultados obtidos na avaliação tecnológica dos solos estudados Página 113 de 146
Expansão - Proctor Intermediário - s/ sobrecarga
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
ARMAR BFAL COTO LAC PREFE
SOLO
Expansão (%)
CRITÉRIO MCT
Figura 6.18 - Valores de expansão dos solos estudados na energia do Proctor intermediário e
sem sobrecarga (aplicado o coeficiente de tolerância experimental).
Em resumo, apenas o solo ARMAR atende integralmente os quesitos referentes à
capacidade de suporte, embora apresente expansão acima do limite da especificação para
SAFL.
6.2.3. Contração por Secagem
A contração com a secagem ao ar dos solos estudados foi avaliada pelo ensaio de
contração por secagem integrante da Metodologia MCT. Conforme já descrito no capítulo 5,
no ensaio os corpos de prova compactados perdem lentamente seu teor de umidade pela
exposição ao ar livre. A variação de comprimento axial é medida com auxílio de um
extensômetro (ou paquímetro de precisão) até sua constância. O resultado é expresso em
porcentagem da altura inicial do CP. A tabela 6.11 traz os resultados obtidos com os solos
estudados compactados na energia do Proctor Intermediário e na umidade ótima.
Capítulo 6 – Resultados obtidos na avaliação tecnológica dos solos estudados Página 114 de 146
Tabela 6.11 - Contração ao ar por secagem dos solos estudados (CPs compactados na
umidade ótima e energia do Proctor Intermediário).
Solo
Contração ao ar
(%)
ARMAR
0,2
BFAL
0,2
COTO
0,6
LAC
0,2
PREFE
0,3
Segundo o critério apresentado no capítulo 2, onde a contração por secagem deve estar
entre 0,1 a 0,5%, apenas o solo COTO ultrapassa os limites estabelecidos. O resultado é
coerente com o maior teor de finos deste solo.
6.2.4. Infiltrabilidade
A última propriedade avaliada para validação dos solos estudados frente ao critério de
aceitação dos SAFL pela Metodologia MCT foi a infiltrabilidade. A destacada perda de
suporte dos solos estudados com o umedecimento aumenta em importância a avaliação da
infiltrabilidade. O umedecimento das bases pela ascensão de água do lençol freático e por
fluxos horizontais a partir de suas bordas está associado à infiltrabilidade do solo compactado.
O ensaio de infiltrabilidade pela Metodologia MCT consiste na medida do coeficiente
de sorção, que representa a velocidade de ascensão capilar do solo compactado. A completa
descrição deste ensaio encontra-se no capítulo 5.
A tabela 6.12 apresenta os resultados obtidos para CPs ensaiados após compactação na
umidade ótima e energia do Proctor Intermediário, enquanto a figura 6.19 apresenta as curvas
de infiltrabilidade obtidas nos ensaios.
Capítulo 6 – Resultados obtidos na avaliação tecnológica dos solos estudados Página 115 de 146
Tabela 6.12 - Coeficientes de sorção (s) obtidos em ensaios de infiltrabilidade (CPs
compactados na umidade ótima e energia do Proctor Intermediário).
Solo
Coeficiente de sorção
s (cm/min
1/2
)
ARMAR
3,0.10
-2
BFAL
4,6.10
-2
COTO
5,0.10
-2
LAC
3,2.10
-2
PREFE
1,8.10
-2
Curvas de infiltrabilidade
0
50
100
150
200
250
300
0 5 10 15 20 25 30 35 40
raiz tempo (min
-1/2
)
leitura (mm)
ARMAR
BFAL
COTO
LAC
PREFE
Figura 6.19 - Curvas de infiltrabilidade obtidas de CPs compactados na umidade ótima e na
energia do Proctor Intermediário para os solos estudados.
Frente ao critério para especificação de SAFL apresentado no capítulo 2, todos os
solos estudados apresentam maior velocidade de ascensão capilar que o limite estabelecido.
Os solos PREFE e ARMAR foram aqueles que menos se afastaram do limite superior
indicado.
Capítulo 6 – Resultados obtidos na avaliação tecnológica dos solos estudados Página 116 de 146
Estes resultados indicam que a ascensão capilar constitui um importante limitante ao
desempenho destes solos compactados como bases de SAFL. Villibor
et al.
(2000) alertam
sobre o problema de “amolecimento” da base de SAFL por ascensão capilar em subleitos com
nível d’água elevado e por migração lateral a partir do acostamento.
Tornam-se imprescindíveis medidas que garantam que as bases de SAFL não sejam
afetadas pela água do subsolo e das chuvas. O emprego de camadas de sub-base drenantes e a
execução de acostamento revestido constituem soluções que viriam, quanto a este aspecto, a
viabilizar o emprego dos solos estudados.
6.2.5. Análise Geral frente ao Critério de Seleção de SAFL
A tabela 6.13 resume os resultados obtidos frente ao critério de seleção de solos para
bases de SAFL fundamentado na Metodologia MCT. São grifados os resultados que atendem
ao critério.
De uma maneira geral, pode-se dizer que nenhum solo pertencente ao grupo das areias
lateríticas atende a totalidade dos requisitos estabelecidos pelo critério proposto por Villibor e
Nogami (1982). A capacidade de suporte, a expansão e, principalmente, a infiltrabilidade
mostram-se como limitantes importantes ao uso indiscriminado destes solos como material
para construção de bases de pavimentos econômicos.
Dos solos estudados, indica-se o solo ARMAR como aquele que atende a maior parte
dos requisitos, satisfazendo o critério quanto a capacidade de suporte e contração. Quanto a
infiltrabilidade, está entre os solos que menos se distanciam do limite superior do critério.
Este solo foi selecionado ao dimensionamento proposto no capítulo 7, e para que haja um
melhor entendimento da metodologia o Anexo A traz todo o procedimento de cálculo
realizado para o solo ARMAR.
Os resultados apontam no sentido de que nenhum solo de mesma natureza dos
estudados pode ser indicado ao uso como material para base de SAFL, sem que seja realizada
sua criteriosa avaliação tecnológica pela Metodologia MCT .
Capítulo 6 – Resultados obtidos na avaliação tecnológica dos solos estudados Página 117 de 146
Tabela 6.13 - Resumo dos resultados obtidos na avaliação tecnológica dos solos estudados
frente ao critério de seleção de solos para bases de SAFL proposto por Villibor e Nogami
(1982).
Capacidade de suporte
Solo
mini-CBR ss/si*
(%)
índice RIS
(%)
Expansão*
(%)
Contração
ao ar
(%)
Infiltrabilidade
s (cm/min
1/2
)
Critério
SAFL
> 40 > 50 < 0,3 0,1 a 0,5 10
-2
a 10
-4
ARMAR
45,9
50,0
0,63
0,2
3,0.10
-2
BFAL
34,1 46,9
0,15
0,2
4,6.10
-2
COTO
19,8
69,7
0,53 0,6 5,0.10
-2
LAC
54,2
41,9 0,70
0,2
3,2.10
-2
PREFE
20,4
59,5
0,54
0,3
1,8.10
-2
* aplicados os coeficiente de tolerância unilateral (DER/SP, 1988)
7. PROPOSTA E DIMENSIONAMENTO DE UMA
ESTRUTURA DE PAVIMENTO
7.1. MÉTODO DE DIMENSIONAMENTO DA PMSP
O dimensionamento em questão visa exemplificar a utilização de um dos solos
lateríticos finos estudados como material de base de um pavimento destinado a tráfego leve. O
solo do subleito natural é utilizado como parte integrante da estrutura do pavimento. Com
isso, procura-se reduzir consideravelmente as distâncias de transporte em relação aos
materiais convencionalmente utilizados em obras desta natureza em municípios próximos ao
litoral, integrantes da Planície Costeira Sul do RS.
Para o dimensionamento da estrutura do pavimento propõe-se a utilização do Método
de Dimensionamento da Prefeitura de São Paulo (PMSP, 1992). Este método utiliza, como
parâmetros de projeto, as categorias de tráfego e a capacidade de suporte do subleito da via a
ser pavimentada, além do coeficiente de equivalência estrutural dos materiais empregados, os
quais serão apresentados detalhadamente a seguir juntamente com os tipos de tráfego. Neste
item é ampliada a descrição do método iniciada no capítulo 5 (item 5.3).
7.1.1. Categorias de Tráfego
As categorias de tráfego distinguem-se basicamente pelo número de passagens
previstas de veículos comerciais (ônibus e caminhões) por dia. Este número é representado
pelo valor de “N”, indicando o número de solicitações previstas no período operacional do
pavimento, por um eixo traseiro simples de rodagem dupla - com 82 kN, conforme o Método
do Corpo de Engenheiros do Exército Americano (U.S. Army Corps of Engineers - USACE).
Para efeito de dimensionamento de novos pavimentos considera-se a classificação de
vias em: tráfego médio, leve e muito leve. No dimensionamento em questão considerou-se:
Capítulo 7 – Proposta e dimensionamento de uma estrutura de pavimento Página 119 de 146
• Tráfego leve: Ruas de características essencialmente residenciais, para as quais não é
previsto o tráfego de ônibus, podendo existir, ocasionalmente, passagens de
caminhões ou ônibus em número não superior a 50 por dia, por faixa de tráfego,
caracterizando um número “N” típico de 10
5
solicitações do eixo simples padrão (8,2
t) para o período de 10 anos. Onde a função predominante é via secundária com
volume inicial na faixa mais carregada de 100 a 400 veículos leves e de 4 a 20
caminhões e ônibus com N variando de 2,8 . 10
4
a 1,4 . 10
5
.
7.1.2. Capacidade de Suporte do Subleito
O parâmetro físico para representar a capacidade de suporte do subleito no presente
método é o Índice de Suporte Califórnia ou, simplesmente, CBR (Califórnia Bearing Ratio).
A determinação do CBR do subleito foi realizada com amostras coletadas através de cava de
sondagem executada para amostragem do terreno. O ensaio foi realizado conforme
especificações da NBR 9895/87 (vide capítulo 5, item 5.3).
Segundo Villibor et al. (2000), é indicada a substituição do material de subleito
quando este apresentar CBR < 2% por outro de CBR > 5% e expansão < 2%. Já para subleitos
com expansão > 2% e CBR < 2%, o método determina a execução de uma camada de reforço
do subleito de no mínimo 40 cm de espessura sobre a camada final de terraplenagem,
executado com solo de CBR > 5% e expansão < 2%. Ainda no caso de CBR > 2% e
expansão > 2%, indica-se a determinação em laboratório da mínima sobrecarga para que o
solo apresente expansão < 2%, sendo esta levada em conta no projeto do pavimento, de modo
que o seu peso próprio transmita ao subleito uma pressão maior ou igual a esta sobrecarga.
Capítulo 7 – Proposta e dimensionamento de uma estrutura de pavimento Página 120 de 146
7.1.3. Espessura Total do Pavimento (H
SL
)
Depois de definido o tipo de tráfego do pavimento e determinado o suporte
representativo do subleito, a espessura total básica do pavimento, em termos equivalente de
material granular, H
SL
, será fixada de acordo com a figura 7.1.
Figura 7.1 - Ábaco de dimensionamento para obtenção da espessura total básica do pavimento
em termos de material granular (H
SL
) (PMSP, 1992).
7.1.4. Espessura da Camada de Rolamento (R)
O revestimento betuminoso prescrito pelo Método da PMSP é constituído por uma
camada de Pré-Misturado à Quente (PMQ) ou Concreto Betuminoso Usinado à Quente
(CBUQ), com espessura mínima (R) em função do tipo de tráfego, conforme tabela 7.1:
Capítulo 7 – Proposta e dimensionamento de uma estrutura de pavimento Página 121 de 146
Tabela 7.1 – Espessura mínima de revestimento (PMSP, 1992).
Tráfego Tipo de revestimento Espessura (cm)
PMQ 4,0
Leve
CBUQ 3,0
7.1.5. Espessura das Demais Camadas
Uma vez determinada a espessura total do pavimento (H
SL
), em termos de material
granular, e fixada a espessura do revestimento (R), procede-se ao dimensionamento das
espessuras das demais camadas, ou seja, da base, sub-base e reforço do subleito. Se o
pavimento vai ou não conter sub-base ou reforço do subleito, fica a critério do projetista, na
exceção do subleito com expansão > 2% e CBR < 2%, para o qual o método exige reforço.
Para o dimensionamento em questão, de um pavimento de baixo custo, será previsto a
execução da base diretamente sobre o subleito. Nesta condição, a espessura da base é
determinada pela resolução da inequação 7.1.
R . K
R
+ B . K
B
≥ H
SL
(7.1)
onde: K
R
e K
B
representam os coeficientes estruturais do revestimento e da base valores
obtidos na tabela 7.2; H
SL
é a
espessura equivalente em material granular fornecida pelo ábaco
da figura 7.1.
O coeficiente de equivalência estrutural de um material é definido, segundo Villibor et
al. (2000), como a relação entre espessuras de uma base granular e de uma camada do
material considerado, que apresente o mesmo comportamento, ou seja, considera-se que, por
exemplo, uma camada de 10 cm de material com coeficiente de equivalência estrutural igual a
1,5 apresente comportamento igual ao de uma camada de 15 cm de base granular.
Para as camadas de pavimentos projetadas conforme o Método da PMSP, são adotados
os coeficientes de equivalência estrutural apresentados na tabela 7.2.
Os coeficientes estruturais da sub-base granular e do reforço do subleito são obtidos
pelas expressões 7.2 e 7.3:
Capítulo 7 – Proposta e dimensionamento de uma estrutura de pavimento Página 122 de 146
1
3
3
≤=
SL
SB
SB
CBR
CBR
K
(7.2)
1
3
3
≤=
SL
REF
REF
CBR
CBR
K
(7.3)
onde: CBR
SB
, CBR
REF
e CBR
SL
são os Índices de Suporte Califórnia da sub-base, reforço do
subleito e subleito, respectivamente.
Tabela 7.2 – Coeficientes de equivalência estrutural (Villibor et al., 2000).
CAMADA DO PAVIMENTO
COEFICIENTE
ESTRUTURAL
(K)
Base ou revestimento de concreto betuminoso. 2,00
Base ou revestimento de concreto magro/pobre rolado. 2,00
Base ou revestimento pré-misturado à quent
e, de graduação densa/
BINDER.
1,80
Base ou revestimento de pré-misturado a frio, de graduação densa. 1,40
Base ou revestimento betuminoso por penetração. 1,20
Paralelepípedos. 1,00
Camada de isolamento ou bloqueio 1,00
Base de brita graduada, macadam
e hidráulico e estabilizada
granulometricamente.
1,00
Sub-bases granulares ou estabilizadas com aditivos Variável
Reforço do subleito Variável
Base de solo-
cimento, com resistência a compressão simples (RCS)
aos 7 dias, superior a 4,5 MPa.
1,70
Base de solo-cimento, com RCS aos 7 dias, entre 2,8 e 4,5 MPa. 1,40
Base de solo-cimento, com RCS aos 7 dias, entre 2,1 e 2,8 MPa. 1,20
Base de solo-cimento, com RCS aos 7 dias, menor que 2,1 MPa 1,00
Areia 1,00
Capítulo 7 – Proposta e dimensionamento de uma estrutura de pavimento Página 123 de 146
7.1.6. Espessura Mínima e Materiais Recomendados para as Diversas Camadas do
Pavimento
Segundo Villibor et al. (2000), a tabela 7.3 ilustra os diferentes tipos de camadas de
base utilizadas em um pavimento de baixo custo com suas espessuras mínimas e
características de capacidade de suporte e expansão recomendadas.
Tabela 7.3 – Características das camadas de pavimentos de baixo custo (modificado de
Villibor et al.2000).
CARACTERÍSTICAS
TIPO DE BASE
CBR
(%)
EXPANSÃO
(%)
ESPESSURA
(cm)
Estabilizada Granulometricamente
≥ 80 ≤ 0,5 ≥ 10
Argila Laterítica
≥ 12 ≤ 0,5 ≥ 15
Solos Lateríticos “in natura”
≥ 40 ≤ 0,3 ≥ 15
Solo Laterita Agregado (SLAD)
(Trafego Leve)
≥ 50 ≤ 0,5 ≥ 15
Solo Laterita Agregado (SLAD)
(Trafego Médio)
≥ 80 ≤ 0,5 ≥ 15
7.2. DIMENSIONAMENTO COM BASE NO MÉTODO DA PMSP DE UMA
HIPOTÉTICA ESTRUTURA DE PAVIMENTO ECONÔMICO COM EMPREGO DO
SOLO ARMAR
Com o objetivo de demonstrar como foi feito o dimensionamento de uma estrutura de
pavimento com base de SAFL, idealizada neste trabalho, bem como facilitá-lo para quaisquer
outras estruturas diferentes da estrutura proposta, é apresentado neste item uma memória de
cálculo de dimensionamento de uma estrutura de pavimento para tráfego leve pelo Método da
PMSP.
Capítulo 7 – Proposta e dimensionamento de uma estrutura de pavimento Página 124 de 146
1ª ETAPA – Caracterização do tráfego segundo Villibor et al. (2000):
Tráfego: Tipo Leve
Função dominante: Vias Secundárias
Vida útil: 10 anos
Veículos pesados: < 50 / dia
Veículos leves: 100 a 400 (conforme descrito no item 7.1.1)
N característico: 10
5
solicitações do eixo padrão (8,2 t)
Carga máxima legal : 10 t
2ª ETAPA – Características do subleito:
Caracterização, amostragem e execução de ensaios de CBR com o solo representativo
do subleito predominante na via dentro de um universo de solo, conforme descrito no item
7.1.2. Os valores para CBR e expansão devem ser obtidos na umidade ótima e energia do
Proctor Normal.
• Características do subleito junto ao acesso do Departamento de Química –
Campus Carreiros FURG (resultados de ensaio CBR convencional, segundo
capítulo 5, item 5.3)
CBR: 10%
EXPANSÃO: 0%
3ª ETAPA – Definição dos materiais que constituírão a estrutura:
De acordo com a disponibilidade de materiais para cada camada, montam-se diferentes
opções de estruturas. Neste momento, deve-se dispor dos valores de equivalência estrutural
dos materiais, bem como das propriedades tecnológicas do material a ser utilizado na base.
Capítulo 7 – Proposta e dimensionamento de uma estrutura de pavimento Página 125 de 146
• Características do solo arenoso fino selecionado, compactado na wót e na
energia do Proctor Intermediário:
Jazida: ARMAR (resultados de caracterização e avaliação tecnológica pela
Metodologia MCT apresentados no capítulo 6).
CBR: 27% (resultado de ensaio CBR convencional, segundo capítulo 5, item 5.3)
EXPANSÃO: 0,1% (resultado de ensaio CBR convencional, segundo capítulo 5, item
5.3)
Na ausência de um valor tabelado para o coeficiente estrutural para base de SAFL, foi
utilizado a relação estabelecida por PMSP (1992) para estimativa dos coeficientes de sub-base
e reforço descritos no item 7.1.5:
0,1
3
3
≤=
SL
B
B
CBR
CBR
K
0,1
103
27
3
≤=
x
K
B
K
B
= 0,97
onde: K
B
é o coeficiente estrutural do SAFL da base; CBR
B
é o Índice de Suporte Califórnia
do SAFL e CBR
SL
é o Índice de Suporte Califórnia do subleito.
• Características do revestimento:
Para este dimensionamento em questão, idealizamos o emprego do revestimento por
areia-asfalto, material alvo de pesquisas no Laboratório de Geotecnia da FURG. Por se tratar
de um material não convencional, o valor do coeficiente estrutural de equivalência para areia-
asfalto não se encontra tabelado. Neste caso, considerou-se o mesmo coeficiente estrutural do
revestimento de pré-misturado à quente, indicado na tabela 7.2 (K
R
= 1,80), sendo a espessura
mínima do revestimento obtida através da tabela 7.1 (R= 4 cm).
Capítulo 7 – Proposta e dimensionamento de uma estrutura de pavimento Página 126 de 146
4ª ETAPA – Determinação da espessura básica necessária do pavimento (H
SL
):
Encontra-se o valor da espessura básica necessária através do ábaco apresentado na
figura 7.1. Considerando o valor de CBR do subleito e a curva para o tipo de tráfego leve,
tem-se: H
SL
= 25 cm (figura 7.1).
5ª ETAPA – Determinação da espessura da base:
Por fim, faz-se a determinação da espessura da base com a resolução da inequação 7.1.
Após a determinação da espessura da base, compara-se o valor encontrado com o valor
mínimo recomendado na tabela 7.3, item 7.1.6.
R . K
R
+ B . K
B
≥ H
SB
4 . 1,8 + B . 0,97 ≥ 25
B = 18,35 cm
B =19 cm
A espessura mínima da base é obedecida, ≥ 15 cm (tabela 7.3).
Capítulo 7 – Proposta e dimensionamento de uma estrutura de pavimento Página 127 de 146
6ª ETAPA - Estrutura do pavimento dimensionada:
Figura 7.2 - Seção transversal do pavimento dimensionado.
7.3. Considerações finais sobre a aplicação realizada
Através do dimensionamento feito constatou-se que o hipotético pavimento
econômico idealizado para tráfego leve, tendo como subleito o terreno do Campus Carreiros
da FURG (junto ao acesso do Departamento de Química), poderá ter sua base em solo
arenoso fino laterítico da jazida ARMAR com espessura de 19 cm e revestimento em areia
asfalto com espessura de 4 cm. A espessura total do pavimento será, portanto, de 23 cm.
É importante salientar que toda a execução deste pavimento deverá ser feita conforme
as recomendações construtivas discutidas no capítulo 2 deste trabalho, com destaque aos
cuidados com a drenagem, visto o material da base, como todo o SAFL, ser susceptível a
perda de suporte (“amolecimento”) com a saturação, agravado pelo elevado coeficiente de
sorção dos solos estudados. A execução de acostamento com revestimento das bordas e, na
situação de nível freático próximo a superfície, a execução de camada drenante, são
recomendações de extrema importância.
8. CONCLUSÕES
A grande distância de transporte de materiais ditos “nobres” à pavimentação, aliada a
necessidade de viabilizar estas obras a mais baixo custo, justificam a pesquisa de materiais
alternativos para construção das bases de pavimentos na Planície Costeira do Sul do RS.
Os solos arenosos finos avermelhados presentes nesta região, que constituem o
horizonte subsuperficial B de perfis de Argissolos Vermelho-Amarelo desenvolvidos sobre
Barreira Litorânea Pleistocênica, podem constituir uma alternativa técnica viável de material
para construção de bases de pavimento para tráfego leve. As ocorrências mais destacadas
destes solos no litoral sul dá-se entre os municípios de Pelotas e Rio Grande, nas localidades
de Povo Novo e Domingos Petrolini (Rio Grande) e Laranjal (Pelotas). Estes perfis estão
relacionados à Unidade de Mapeamento Tuiá (Embrapa, 1973). Os solos apresentam
características físico-morfológicas semelhantes ao SAFL, utilizado com sucesso na
construção de bases para pavimentos de baixo custo, principalmente na região sudeste do país.
Os solos de sete jazidas foram estudados (COTO, LAC, BFAL, PETRO, CRET,
ARMAR e PREFE). Essencialmente arenosos finos (teor de areia superior a 60% e passantes
na peneira #10), os solos apresentam teor de argila de 14 a 27% e variam de não plásticos a
medianamente plásticos. Quanto a classificação MCT, os solos apresentaram, na maioria,
comportamento laterítico (LA, LA’ ou LG’). Dois dos solos estudados (PETRO e CRET),
classificados como não lateríticos (NA), também não atenderam a especificação
granulométrica para SAFL, apresentando carência de finos. Os demais cinco solos foram
submetidos a ensaios da Metodologia MCT para avaliação de suas propriedades tecnológicas
frente ao critério de seleção de SAFL para construção de pavimentos de baixo custo (Nogami
Villibor, 1982). As principais conclusões obtidas nesta avaliação foram:
• Os solos ARMAR e LAC atingem o valor mínimo para o mini-CBR sem imersão;
• Os solos ARMAR, COTO e PREFE atingem o valor mínimo para o índice RIS;
• Apenas o solo BFAL atende o critério quanto à expansão;
• Quanto à contração, na exceção do solo mais argiloso (COTO), os demais atenderam
ao critério proposto;
• Já os ensaios de infiltrabilidade, indicaram que, frente ao critério proposto, os solos
apresentam excessiva velocidade de ascensão capilar. Esta característica, em conjunto
Capítulo 8 - Conclusões Página 129 de 146
com o potencial de “amolecimento” destes solos compactados com o umedecimento,
pode comprometer o desempenho de bases de SAFL. Os resultados dos ensaios
mostram que os solos ARMAR e PREFE são os que menos se afastaram do limite
superior indicado.
A expansão e a perda de suporte destes solos com a imersão foi identificada como
importantes limitantes ao uso destes solos em pavimentação. Para investigar se a expansão e
perda de suporte estava associada à presença de minerais expansivos e ou a um rearranjo
estrutural com a saturação destes solos arenosos finos compactados e buscar mais elementos
para caracterizar o comportamento laterítico destes solos, foram realizados ensaios de
difratometria de raios X e ensaios químicos de determinação de óxidos para o solo da jazida
ARMAR. A partir dos resultados pôde-se concluir que:
• Os difratogramas sob diferentes tratamentos revelam a presença subordinada de
argilominerais. Um aspecto não revelado no difratograma é a presença de hidróxidos
de ferro, responsáveis pela coesão natural apresentada pelo solo na jazida. Os
resultados indicam que a expansão não está relacionada a participação e efeito de
argilominerais expansivos;
• O solo da jazida ARMAR sob o aspecto geoquímico, não tem o caráter laterítico
evidenciado pelo seu comportamento geotécnico, avaliado pela Metodologia MCT. Os
resultados são explicados pelos teores relativamente elevados de sílica, justificados
pelo material de origem dos perfis, sedimentos essencialmente areno-quartzosos.
Os resultados pouco conclusivos dos difratogramas de raios X, quanto ao papel da
natureza dos argilominerais no comportamento dos solos estudados, e a incerteza associada a
resultados de ensaios de plasticidade conduzidos com solos predominantemente arenosos,
empregados na determinação do clássico Índice de Atividade Coloidal de Skempton,
motivaram a identificação da atividade coloidal da fração fina pelo Método de Adsorção do
Azul de Metileno. Tomando para análise os parâmetros dos ensaios de adsorção de Azul de
Metileno, segundo os procedimentos de Fabbri e Pejon, os resultados mostraram que para os
solos estudados é identificado comportamento típico de solos lateríticos ou inertes.
Dentre os solos estudados, conclui-se que nenhum atende na totalidade o critério
estabelecido por Villibor e Nogami (1982). Os resultados mostram que nenhum solo desta
natureza pode ser indiscriminadamente empregado como SAFL, sem que um criterioso
controle tecnológico pelos ensaios da Metodologia MCT seja realizado.
Capítulo 8 - Conclusões Página 130 de 146
O solo ARMAR, embora apresente expansão acima do limite da especificação, é
aquele que apresenta melhor desempenho quanto à capacidade de suporte, e é um dos que
menos se afasta do limite superior indicado quanto à infiltrabilidade. Este fato, aliado ao
mesmo pertencer a uma jazida comercial, foi o que motivou a utilização do mesmo para o
dimensionamento pelo Método da PMSP (PMSP, 1992) de uma hipotética estrutura de
pavimento com base em SAFL realizado neste trabalho.
Na condição de tráfego leve (N = 10
5
solicitações) e do terreno de subleito encontrado
no Campus Carreiros da FURG, a estrutura do hipotético pavimento é formada por: subleito
compactado (energia Proctor Normal) + base do solo ARMAR compactado (energia Proctor
Intermediário) – espessura = 19 cm + imprimadura + revestimento em areia-asfalto –
espessura = 4 cm.
As especificações de serviço prescritas aos SAFL devem ser atendidas na construção
de um pavimento como o idealizado, com destaque aos cuidados com drenagem e isolamento
da base à presença de água. O emprego de camadas inferiores drenantes e o revestimento dos
acostamentos e das valetas laterais são soluções com vistas a isolar a base de SAFL das águas
do nível freático e das chuvas e assegurar um desempenho seguro do pavimento frente às
intempéries.
SUGESTÕES PARA PRÓXIMOS TRABALHOS:
• Ampliar a base de solos estudados, com a inclusão de novas jazidas e com a extensão
do estudo aos solos de perfis classificados como Plintossolos;
• Realizar um estudo de viabilidade econômica, comparando o custo de estruturas com
base em SAFL, com estruturas baseadas em soluções convencionais para a região
(bases de saibro ou brita graduada);
• Estudar as relações sucção x umidade destes solos compactados com o objetivo de
melhor investigar a mudança de comportamento destes solos com a imersão em água;
• Avaliar a melhoria de propriedades destes solos com a estabilização físico-química
com cal ou cimento, vindo a ser esta uma nova alternativa de uso destes solos em
pavimentação.
ANEXO A. PROCEDIMENTO REALIZADO PARA SE OBTER
A CLASSIFICAÇÃO DO SOLO ARMAR
A.1. ENSAIO DE COMPACTAÇÃO MINI-MCV (DNER-ME 258/94)
Quantidade mínima da amostra: 2500g de solo passante na peneira n. 10(#2mm)
Preparação da amostra:
1. Destorroar a amostra, homogeneizar e secar ao ar ou em estufa (temperatura ≤ 60°C).
Passar o solo na peneira n.10 (#2mm), obter a quantidade exigida de 2500g e
determinar a umidade higroscópica;
2. Obter em seguida 5 porções com cerca de 500g e adicionar água a cada uma delas de
modo abranger a faixa de umidade tal que permita o traçado completo da curva de
compactação. Os intervalos de umidade sugeridos: 3 a 4% - solos argilosos lateríticos;
3. Homogeneizar cada porção e acondicionar em sacos plásticos vedados. Deixar em
repouso por no mínimo 24 horas.
Determinação da leitura do extensômetro para a altura de 50mm (“zero” da
leitura): Com o cilindro padrão de aço sobre a base, instalar sobre este o soquete e
tomar a medida com o extensômetro. O valor de leitura (Lo) corresponde a altura de
50 mm para o corpo de prova;
Realização do ensaio: Para este ensaio foram preparados cinco CPs.
1. Lubrificar os moldes com vaselina;
2. Colocar os espaçadores envolvendo o pistão na base do compactador. Colocar os
moldes sobre os mesmos. Colocar o disco de polietileno dentro do molde de modo a
cobrir o topo do pistão;
3. Homogeneizar e pesar para cada porção de solo a quantia de 200 g para o ensaio. Do
restante obter amostras para aferição dos teores de umidade das misturas;
Anexo A – Procedimento realizado para se obter a classificação do solo ... Página 132 de 146
4. Despejar no molde o solo com auxilio de um funil e colocar o outro disco de
polietileno dentro do molde, sobre o solo solto;
5. Efetuar a compactação como segue:
Posicionar o soquete sobre o solo solto e efetuar a primeira leitura como
extensômetro. O valor lido corresponde à leitura para zero golpe;
dar golpes sucessivos e efetuar leituras no extensômetro segundo a seguinte
série: 1,2, 3, 4, 6, 12, 16, 24, 32, 48, 64, 96, 128, 192 e 256 golpes;
interromper o processo quando: a diferença entre a leitura obtida após 4n
golpes e aquela obtida para n golpes for menor que 2mm, houver intensa
exsudação de água no topo e na base do corpo de prova ou o número de
golpes atingir 256.
Cálculos Realizados:
1. Altura do corpo de prova: Para cada leitura do extensômetro (L) é possível determinar
a altura do corpo de prova:
Altura do CP = (L-Lo) + 50 mm (A.1)
2. Peso específico aparente seco: para cada leitura é possível calcular o peso especifico
aparente seco do CP:
V
Ws
d =
γ
(A.2)
( )
w
g
Ws
+
=
1
200
.
(A.3)
onde w = teor de umidade da porção de solos compactada
V= Área do CP x altura do CP
V= 19,63 cm
2
x altura do CP
3. Diferença de altura (An –An4n)
Calcular para cada número de golpes n a diferença de altura do CP para
este número de golpes (An) e aquela para um número de golpes 4 vezes
superior (A4n) (ex.: para n = 12, A
n=12
–A
n=48
).
Anexo A – Procedimento realizado para se obter a classificação do solo ... Página 133 de 146
A.2. ENSAIO DA PERDA DE MASSA POR IMERSÃO (DNER-ME 256/94)
Amostra:
As amostras submetidas ao ensaio são corpos de prova compactados no equipamento
miniatura.São geralmente aquelas resultadas do ensaio de compactação Mini-MCV.
Procedimento de Ensaio:
1. Deslocar o corpo de prova contido no molde com o auxílio do extrator, de
maneira que o seu topo (superfície em contato com o soquete) fique 10 mm
para fora do molde como já mencionado no capitulo 2 item 2.4;
2. Retirar os discos de polietileno das extremidades do CP e transferir o molde
para o recipiente de imersão, dipondo-o horizontalmente sobre o suporte;
3. Colocar os recipientes de coleta do material desagregado sob o molde de forma
que seu centro coincida com a ponta exposta do CP;
4. Introduzir água no recipiente de imersão de maneira contínua e suave até que
a lâmina d’água atinja pelo menos 1 cm acima da superfície externa do molde;
5. Observar, nos primeiros minutos, o comportamento do CP sob imersão,
anotando eventuais peculiaridades, tais como: desagregação, desprendimento
de bolhas, inchamento e trincamento;
6. Após pelo menos 20 horas retirar o molde de recipiente de imersão. Examinar
e anotar a forma da porção de solo que permaneceu no molde;
7. Retirar o recipiente de coleta do material desagregado e com secagem em
estufa determinar a quantidade de solo seco desprendida.
Cálculo Realizado:
1. A perda de massa por imersão para CP (Pi) é dada pela expressão (A.4):
%100x
Mo
Md
Pi
=
(A.4)
Onde: Md = peso de solo seco desprendido do CP
Mo = peso de solo seco contido nos 10 mm expostos do CP.
Anexo A – Procedimento realizado para se obter a classificação do solo ... Página 134 de 146
OBS.: Quando a porção desprendida cair por inteiro, o peso seco desprendido deve ser
dividido por 2.
Para a agilizar os cálculos estas fórmulas foram editadas no Microsoft Excel com isto
foi criada uma planilha de dados onde se obtém os resultados e os gráficos utilizados para a
classificação do solo ARMAR. Os dados e resultados estão demonstrados na tabela e os
gráficos utilizados encontram-se na seqüência deste anexo.
Anexo A – Procedimento realizado para se obter a classificação do solo ... Página 135 de 146
Anexo A – Procedimento realizado para se obter a classificação do solo ... Página 136 de 146
Anexo A – Procedimento realizado para se obter a classificação do solo ... Página 137 de 146
Anexo A – Procedimento realizado para se obter a classificação do solo ... Página 138 de 146
Anexo A – Procedimento realizado para se obter a classificação do solo ... Página 139 de 146
Anexo A – Procedimento realizado para se obter a classificação do solo ... Página 140 de 146
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Amostras de solo –
Preparação para ensaios de compactação e ensaios de caracterização: NBR 6457. Rio de
Janeiro, 1986. 9p. Origem: MB–27.
ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Solo – Determinação do
limite de liquidez: NBR 6459. Rio de Janeiro, 1984. 6p. Origem: MB–30
ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Rochas e solos: NBR
6502. Rio de Janeiro, 1995. 18p. Origem: TB–3..
ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Grãos de solos que
passam na peneira de 4.8 mm – Determinação da massa específica: NBR 6508. Rio de
Janeiro, 1984. 8p. Origem: MB–28.
ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Solo – Determinação do
limite de plasticidade: NBR 7180. Rio de Janeiro, 1984. 3p. Origem: MB–31.
ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Solo – Análise
granulométrica: NBR 7181. Rio de Janeiro, 1984. 13p. Origem: MB–32.
ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Solo – Índice de
Suporte Califórnia: NBR 9895. Rio de Janeiro, 1987. 14p. Origem: MB–2545.
BASTOS, C.A.B. Caracterização geotécnica de solos da Planície Costeira Sul do RS visando
o mapeamento geotécnico. Relatório de pesquisa ARD - FAPERGS. Porto Alegre/RS, 2002.
66p. e anexos. (não publicado).
Referências Bibliográficas Página 142 de 146
BASTOS, C.A.B. Estudos recentes conduzidos na FURG sobre solos alternativos para
pavimentação econômica e obras de terra na Planície Costeira Sul. In: II SEMINÁRIO DE
ENGENHARIA GEOTÉCNICA – GEORS’2003, Rio Grande/RS, 2003. Anais..., Editor:
Bastos, C.A.B. DMC-FURG/ABMS-NRRS: Rio Grande/RS, 2003. p.31-40.
BOTELHO, M.R. Os solos do Rio Grande: caracterização ambiental e estudo
sobre aptidão de uso x uso atual em termos de viabilidade agrícola, ocupação
urbana e exploração dos recursos minerais. Trabalho de graduação em
Geografia. FURG, 2002. 84p.
CHEN, T.J.; SANTOS, P.S.; FERREIRA, H.C.; CALIL, S.F.; ZANDONADI, A.R. e
CAMPOS, L.V. Determinação da Capacidade de Troca de Cátions e da Área Específica de
algumas argilas e caulins cerâmicos brasileiros pelo Azul de Metileno e sua correlação com
algumas propriedades tecnológicas. Cerâmica, XX, n.79, 1974. p.305-326.
COSTA, T.C.D. e GANDOLFI, N. Uso do Ensaio de Azul de Metileno no mapeamento
geotécnico e sua correlação com a classificação MCT para os procedimentos de Pejon e
Fabbri. In: XI CONGRESSO BRASILEIRO DE MECÂNICA DOS SOLOS E
ENGENHARIA GEOTÉCNICA, Brasília/DF, 1998. Anais... ABMS: Brasília/DF, 1998. v.1,
p.157-164.
DER/SP – Departamento de Estradas de Rodagem de São Paulo (DER/SP) Manual de normas
de pavimentação. São Paulo/SP, 1988: DER/SP. 198p.
DNER/MT – Departamento Nacional de Estradas de Rodagem Solos - compactação em
equipamento miniatura (DNER-ME 228/94). Rio de Janeiro/RJ, 1994. 14p.
DNER/MT – Departamento Nacional de Estradas de Rodagem Solos compactados com
equipamento miniatura – Mini-CBR e expansão (DNER-ME 254/97). Rio de Janeiro/RJ,
1997. 14p.
DNER/MT – Departamento Nacional de Estradas de Rodagem Solos compactados com
equipamento miniatura – determinação da perda de massa por imersão (DNER-ME 256/94).
Rio de Janeiro/RJ, 1994. 6p.
Referências Bibliográficas Página 143 de 146
DNER/MT – Departamento Nacional de Estradas de Rodagem Solos compactados com
equipamento miniatura – Mini-MCV (DNER-ME 258/94). Rio de Janeiro/RJ, 1994. 14p.
EMBRAPA - DEPARTAMENTO NACIONAL DE PESQUISA AGROPECUÁRIA -
DIVISÃO DE PESQUISA PEDOLÓGICA. Levantamento de reconhecimento dos solos do
Estado do Rio Grande do Sul. Recife, 1973. 431p. (Boletim técnico, 30). 1973.
EMBRAPA – CENTRO NACIONAL DE PESQUISA DE SOLOS. 2
a
ed. Rio de Janeiro/RJ,
1997. 212p, 1997.
EMBRAPA - CENTRO NACIONAL DE PESQUISA DE SOLOS. Sistema Brasileiro de
Classificação dos Solos. Brasília, 1999. 412p. 1999.
EMBRAPA – SERVIÇO NACIONAL DE LEVANTAMENTO E CONSERVAÇÃO DE
SOLOS. Manual de Métodos de Análise de Solo. 1
a
ed. Rio de Janeiro/RJ, 1979. 271p, 1979.
FABBRI, G.T.P. Comunicação pessoal, 2004.
FABBRI, G.T.P. e SÓRIA, M.H.A. Caracterização da fração fina de solos tropicais através
da adsorção de Azul de Metileno. In: 28
a
REUNIÃO ANUAL DE PAVIMENTAÇÃO, Belo
Horizonte/MG, 1994. Anais... ABPv: Belo Horizonte/MG, 1994. v.1, p.157-183.
FABBRI, G.T.P. e SÓRIA, M.H.A. A atividade dos solos tropicais. In: IX ANPET –
CONGRESSO DE PESQUISA E ENSINO EM TRANSPORTES, São Carlos/SP, 1995.
Anais..., ANPET: São Carlos/SP, 1995. p.162-172.
FLORES, J.A.A. Comunicação pessoal, 2004.
GOMES, R.L. e RODRIGUES, J.E. Estimativa de propriedades geotécnicas de solos em
perfis de alteração pela adsorção de Azul de Metileno – região de Campinas/SP. In: XI
CONGRESSO BRASILEIRO DE MECÂNICA DOS SOLOS E ENGENHARIA
GEOTÉCNICA, Brasília/DF, 1998. Anais..., ABMS: Brasília/DF, 1998. v.1, p.109-116.
Referências Bibliográficas Página 144 de 146
IBGE – INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA. Folha SH. 22
Porto Alegre e parte das folhas SH. 21 Uruguaiana e SI. 22 Lagoa Mirim: geologia,
geomorfologia, pedologia, vegetação, uso potencial da terra. Rio de Janeiro, 1986. 796p. 6
mapas (PROJETO RADAMBRASIL: Levantamento de Recursos Naturais, vol.33). 1986.
LAN, T.N. Un Nouvel Essai d’Identification des Sols – l’Essai au Bleu de Méthylène.
Bulletin de Liaison des Laboratoires des Ponts et Chaussées, n.88, 1977. p.136-137
LONG, T. Le Quaternaire du Rio Grande do Sul. Temoin des Quatre Derniers Episodes
Eustatiques Majeusrs Geologie et Evolution. Tese de doutorado, Universidade de Bordeaux,
Bordeaux/France.
MUNSELL COLOR COMPANY INC. Munsell soil charts. Baltimore/USA, 1954. 22p.
NOGAMI, J.S. A tecnologia rodoviária e as peculiaridades dos nossos solos. In: 2
o
CONGRESSO BRASILEIRO DE GEOLOGIA DE ENGENHARIA, São Paulo/SP, 1978.
Anais..., ABGE: São Paulo/SP, 1978. p.95-103.
NOGAMI, J.S.; BERNUCCI, L.L.B. e VILLIBOR, D.F. Contração de solos arenosos finos
lateríticos: simplificações para escolha desses solos para base de pavimentos de baixo custo.
In: 29
a
REUNIÃO ANUAL DE PAVIMENTAÇÃO, Cuiabá/MT, 1995. Anais..., ABPv:
Cuiabá/MS, 1995. p.345-363.
NOGAMI, J.S. e VILLIBOR D.F. Uma nova classificação de solos para finalidades
rodoviárias. In: SIMPÓSIO DE SOLOS TROPICAIS EM ENGENHARIA, Rio de
Janeiro/RJ, 1981. Anais..., COPPE-UFRJ/ABMS: Rio de Janeiro/RJ, 1981. v.1, p.30-41.
NOGAMI, J.S. e VILLIBOR D.F. Pavimentação de baixo custo com solos lateríticos. Editora
Villibor: São Paulo/SP, 1995. 213p.
PASSOS, M.C.F.; DAVISON DIAS, R. e CERATTI, J.A.P. Aplicação da Metodologia MCT
a solos finos do estado do Rio Grande do Sul. In: 25
a
REUNIÃO ANUAL DE
PAVIMENTAÇÃO, São Paulo/SP, 1991. Anais..., ABPv: São Paulo/SP, 1991. p.221-237.
Referências Bibliográficas Página 145 de 146
PREFEITURA MUNICIPAL DE SÃO PAULO – SECRETARIA DE INFRA-ESTRUTURA
URBANA Instrução para dimensionamento de pavimentos flexíveis para tráfego leve e médio
(IP-04). PMSP: São Paulo/SP, 1992. p.64-86.
PREFEITURA MUNICIPAL DE SÃO PAULO – SECRETARIA DE INFRA-ESTRUTURA
URBANA Estudo de adequação das normas e especificações e métodos de dimensionamento
de pavimento GT-92. PMSP: São Paulo/SP, 1992.
SILVEIRA, J. Metodologia para projeto de pavimentos flexíveis em vias urbanas da Região
Metropolitana de Porto Alegre. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil), PPGEC/UFRGS
- Universidade Federal do Rio Grande do Sul: Porto Alegre, 2000. 134 p.
SOUZA, M.A.S. Avaliação do potencial de solos arenosos finos da Planície Costeira Sul para
uso em pavimentação de baixo custo e obras de terra com base na Metodologia MCT.
Relatório de pesquisa PIBIC-CNPq/FURG 2004/2005. Rio Grande/RS, 2005. 40p. (não
publicado).
TAGLIANI, C.R.A. A mineração na porção média da Planície Costeira do Rio Grande doSul:
estratégia para a gestão sob um enfoque de Gerenciamento Costeiro Integrado. Tese de
doutorado (Programa de Pós - Graduação em Geociências), IG/UFRGS - Universidade
Federal do Rio Grande do Sul: Porto Alegre, 2002. 238p.
VILLIBOR, D.F. e NOGAMI, J.S. Novo critério para escolha de solos arenosos finos para
bases de pavimentos. In: 17
a
REUNIÃO ANUAL DE PAVIMENTAÇÃO, Brasília/DF, 1982.
Anais..., ABPv: Brasília/DF, 1982. p.VII105-VII127.
VILLIBOR, D.F. e NOGAMI, J.S. Aspectos fundamentais para o uso adequado de SAFL em
bases de pavimentos de baixo custo. In: 33
a
REUNIÃO ANUAL DE PAVIMENTAÇÃO,
Florianópolis/SC, 2001. Anais..., ABPv: Florianópolis/SC, 2001. p.854-877.
VILLIBOR, D.F.; NOGAMI, J.S.; BELIGNI, M. e CINCERRE, J.R. Pavimentos com solos
lateríticos e gestão de manutenção de vias urbanas. ABPv/Universidade Federal de
Uberlândia: São Paulo, 2000. 138p.
Referências Bibliográficas Página 146 de 146
VILLIBOR, D.F.; NOGAMI, J.S. e FABBRI, G.T.P. Imprimadura asfáltica em bases de solo
arenoso fino laterítico. In: 23
a
REUNIÃO ANUAL DE PAVIMENTAÇÃO,
Florianópolis/SC, 1988. Anais..., ABPv: Florianópolis, 1988. p.485-506.
VILLIBOR, D.F.; NOGAMI, J.S. e SÓRIA, M.H.A. A técnica construtiva das bases de solo
arenoso fino laterítico. In: 22
a
REUNIÃO ANUAL DE PAVIMENTAÇÃO, Maceió/AL,
1987. Anais..., ABPv: Maceió/AL, 1987. p.798-827.
GRÁFICO DE CLASSIFICAÇÃO MCT
SOLO ARMAR
0,5
1
1,5
2
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5
coeficiente c'
índice e'
NG'
LG'
NS'
LA'
NA'
NA
LA
CLASSIFICAÇÃO NOGAMI - VILLIBOR
Ensaios de Mini- MCV e Perda por Imersão
Amostra:
ARMAR
Data: 08/04/2004 Operador: Vagner
Cálculo de Umidade (%)
Nº cilindro 1 2 3 4 5
Nº cápsula 27 28 f42 f40 i16 i3 a8 f32 f22 f39
TSU 80,6 78 80,6 73,1 82,0 74,8 68,7 68,4 78,2 79,6
TSS 77,0 74,4 75,5 68,6 75,7 69,2 63 63 69,1 71
T 24,1 23,5 23,1 20,9 23,7 24,2 23,7 26,6 18,7 23,3
w (%) 6,81 7,07 9,73 9,43 12,12 12,44 14,50 14,84 18,06 18,03
wm (%) 6,94 9,58 12,28 14,67 18,04
Peso utilizado (g): 200
Área seção CP(cm2): 19,635
MCV 19,29 18,45 12,23 7,91 3,24
W(%) 6,94 9,58 12,28 14,67 18,04
Ensaio de Mini-MCV
Nº de
Cilindro 1
W(%)= 6,94
Cilindro 2
W(%)= 9,58
Cilindro 3
W(%)= 12,28
Cilindro 4
W(%)= 14,67
Cilindro 5
W(%)= 18,04
golpes Altura
∆
h
MEA seca Altura
∆
h
MEA seca Altura
∆
h
MEA seca Altura
∆
h
MEA seca Altura
∆
h
MEA seca
1 79,88 10,37 1,1924 76,47 13,82 1,2155 75,99 17,72 1,1938 68,35 15,19 1,2996 58,56 8,32 1,4735
2 74,96 10,76 1,2707 69,72 13,16 1,3332 65,76 13,59 1,3795 60,44 11,71 1,4697 52,39 2,25 1,6471
3 71,83 10,47 1,3260 65,5 11,73 1,4191 61,5 11,65 1,4751 55,76 7,59 1,5930 50,45 0,34 1,7104
4 69,51 10,09 1,3703 62,65 9,63 1,4837 58,27 9,75 1,5569 53,16 5,01 1,6710 50,24 0,17 1,7176
6 66,41 9,58 1,4343 58,84 8,87 1,5797 54,25 6,34 1,6722 50,25 2,15 1,7677 50,17 1,7200
8 64,2 8,96 1,4836 56,56 7,64 1,6434 52,17 4,84 1,7389 48,73 0,7 1,8229 50,14 1,7210
12 61,36 8,06 1,5523 53,77 6,24 1,7287 49,85 3,38 1,8198 48,17 1,8441 50,11 1,7220
16 59,42 7,43 1,6030 53,02 6,17 1,7531 48,52 2,06 1,8697 48,15 1,8448 50,07 1,7234
24 56,83 5,79 1,6760 49,97 3,93 1,8601 47,91 1,51 1,8935 48,1 1,8467
32 55,24 4,78 1,7243 48,92 3,33 1,9001 47,33 1,9167 48,03 1,8494
48 53,3 3,58 1,7870 47,53 2,47 1,9556 46,47 1,9522
64 51,99 2,75 1,8321 46,85 2,08 1,9840 46,46 1,9526
96 51,04 1,8662 46,04 2,0189 46,4 1,9551
128 50,46 1,8876 45,59 2,0388
192 49,72 1,9157 45,06 2,0628
256 49,24 1,9344 44,77 2,0762
384
512
Perda de Massa por Imersão Cálculo MCV
Parâmetros p/ classificação MCT
Hmáx Md(g) Ms Mo Pi Cilindro Bi M-MCV d' 61,0
49,24 134,8 187,02 37,98183 354,91 Cil.1 85 19,29 c' 1,53
44,77 53,8 182,51 40,76601 131,97 Cil.2 70 18,45 Pi 112
46,4 37,9 178,13 38,38928 98,73 Cil.3 16,724 12,23 e' 1,13
48,03 66,2 174,41 36,31362 182,30 Cil.4 6,1812 7,91
50,07 89,9 169,43 33,83874 265,67 Cil.5 2,109 3,24 CLASSIFICAÇÃO: LA'/LG'
CURVAS DE COMPACTAÇÃO
SOLO ARMAR
1,4
1,45
1,5
1,55
1,6
1,65
1,7
1,75
1,8
1,85
1,9
6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
w (%)
peso específico seco (g/cm3)
4 golpes
6 golpes
8 golpes
12 golpes
16 golpes
d´ = 61,0
CURVA DO MINI - MCV
SOLO ARMAR
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
1 10 100
GOLPES n
DIFERENÇA DE ALTURA an = A4n (mm)
w= 6,94%
w= 9,58%
w= 12,28%
w= 14,67%
w= 18,04%
c´ = 1,53
MINI-MCV x ALTURA FINAL DO CP
SOLO ARMAR
44
45
46
47
48
49
50
51
0 5 10 15 20 25
MINI-MCV
ALTURA FINAL DO CP (mm)
M-MCV x PERDA DE MASSA POR IMERSÃO
SOLO ARMAR
0
50
100
150
200
250
300
350
400
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Mini-MCV
PERDA DE MASSA POR IMERSÃO Pi (%)
15%
Pi = 112%
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