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AVALIAÇÃO DA APLICABILIDADE DE CANGA DE MINÉRIO DE FERRO NA
ESTABILIZAÇÃO DE DOIS SOLOS PARA CAMADAS DE PAVIMENTO
Priscila Nunes Sanchez
Projeto de Graduação apresentado ao
Curso de Engenharia Civil da Escola
Politécnica, Universidade Federal do Rio de
Janeiro, como parte dos requisitos
necessários à obtenção do título de
Engenheiro.
Orientadora: Laura Maria Goretti da Motta
Rio de Janeiro
Março de 2015
ii
AVALIAÇÃO DA APLICABILIDADE DE CANGA DE MINÉRIO DE FERRO NA
ESTABILIZAÇÃO DE DOIS SOLOS PARA CAMADAS DE PAVIMENTO
Priscila Nunes Sanchez
PROJETO DE GRADUAÇÃO SUBMETIDA AO CORPO DOCENTE DO CURSO DE
ENGENHARIA CIVIL DA ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO
RIO DE JANEIRO COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESSÁRIOS PARA A
OBTENÇÃO DO GRAU DE ENGENHEIRO CIVIL.
Examinada por:
___________________________________
Profª.Laura Maria Goretti da Motta
___________________________________
Prof. Maurício Erhlich
___________________________________
Engª. Mariluce de Oliveira Ubaldo
RIO DE JANEIRO, RJ - BRASIL
MARÇO DE 2015
iii
Sanchez, Priscila Nunes
Avaliação da Aplicabilidade de Canga de Minério de Ferro na
Estabilização de dois Solos para Camadas de
Pavimento./Priscila Nunes Sanchez – Rio de Janeiro: UFRJ/
ESCOLA POLITÉCNICA, 2015,
XVI, 107 p.: il.; 29,7 cm.
Orientadora: Laura Maria Goretti da Motta
Projeto de Graduação – UFRJ/ Escola Politécnica/ Curso
de Engenharia Civil, 2015.
Referências Bibliográficas: p.79-85.
1.Canga de Minério de Ferro. 2.Estabilização de solos.
3.Pavimentação. I. Motta, Laura Maria Goretti da. II.
Universidade Federal do Rio de Janeiro, Escola Politécnica,
Curso de Engenharia Civil. III. Avaliação da Aplicabilidade de
Canga de Minério de Ferro na Estabilização de dois Solos
para Camadas de Pavimento.
iv
Aos meus pais David e Claudia
e meu tio João.
v
“Portanto, quer comais quer bebais, ou façais outra qualquer coisa, fazei tudo para
glória de Deus.”
I Coríntios 10:31
vi
AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiramente a Deus por tudo que tem feito e pelo que ainda irá fazer em
minha vida, me proporcionando a sua paz que excede todo o entendimento.
Aos meus pais, que sempre me apoiaram e consolaram nas dificuldades enfrentadas
ao longo desses seis anos de graduação, apesar da distância.
À Igreja Comunidade Evangélica da Barra da Tijuca, que tenho como família onde
pude encontrar consolo, amor e paz.
Aos familiares e amigos pelo apoio e companheirismo, especialmente minha irmã,
Pâmela Nunes Sanchez, que ajudou diretamente na finalização deste trabalho.
Aos técnicos do Laboratório de Geotecnia da COPPE/UFRJ que sempre estiveram à
disposição na realização dos ensaios, sem os quais não poderia finalizar este trabalho.
À pesquisadora e engenheira Mariluce Ubaldo, por sua disponibilidade e boa vontade
em me ajudar em todos os passos deste trabalho.
À professora Laura Motta, pela orientação para a realização deste trabalho da melhor
forma possível.
vii
Resumo do Projeto de Graduação apresentado à Escola Politécnica/UFRJ como parte
dos requisitos necessários para a obtenção do grau de Engenheiro Civil.
Avaliação da Aplicabilidade de Canga de Minério de Ferro na Estabilização de dois
solos para Camada de Pavimento
Priscila Nunes Sanchez
Março/2015
Orientador: Laura Maria Goretti da Motta
Curso: Engenharia Civil
A consciência da necessidade de preservação ambiental tem sido cada vez maior.A
geração de grandes volumes de rejeitos provenientes da mineração tem sido fonte de
preocupação em todo o Brasil. Muitos processos de engenharia têm sido implantados
para resolver a questão da disposição de rejeitos. Este estudo visa avaliar a
efetividade da aplicação da canga de minério de ferro, rejeito da mineração, em
camadas de pavimento como um destino mais nobre e lucrativo do que o seu descarte
ou sua dispendiosa utilização como matéria-prima do minério de ferro. Para isto foi
testada a mistura da canga a dois solos finos. Realizaram-se ensaios físicos e
mecânicos. Analisaram-se os solos, a canga de minério e as misturas de canga de
minério (50% de canga) e solo. As misturas de solo e canga apresentaram
comportamento mecânico melhorado ou semelhante ao do solo puro, atuando como
melhoria granulométrica. A inserção de canga de minério influi pouco no
dimensionamento, mas pode ser vista como material apto a compor camadas de sub-
base de pavimentos para baixo volume de tráfego.
Palavras-chave: Canga, Estabilização, Pavimentos.
viii
Abstract of Undergraduate Project presented to POLI/UFRJ as a partial fulfillment of
the requirements for the degree of Engineer.
Evaluation of the Applicability of Canga of Iron Ore in two Soil Stabilization on Layers
of Pavements
Priscila Nunes Sanchez
March/2015
Advisor:Laura Maria Goretti da Motta
Course: Civil Engineering
The consciousness of the need for environmental preservation has been increasing.
The generation solid residues coming from the mining companies have been source
concern in Brazil. Many engineering processes have been implemented to solve the
issue of wastes. This research is focused on perform a characterization evaluate the
applicability of canga of iron, residue of mining, on layers of pavements as a nobler and
most lucrative destiny than the disposal or its expensive use as the raw material to
make iron ore. The mixtures of two fine grained soils with the canga of iron were tested
as pavement material foundation to perform it. Physical and mechanical tests were
realized. The fine grained soil, the canga of iron and mixtures of soil and canga of iron
(50% of canga) were analyzed. The mixtures of soil and canga showed mechanical
behavior better or similar to the pure soil, acting as granulometric improvement. The
insertion of canga had little influence on the pavement design, but it can be used as a
material able to compose sub-base layers of pavement for small traffic volume.
Keywords: Canga, Stabilization, Pavements.
ix
SUMÁRIO
1. Introdução ......................................................................................................... 1
2. Revisão Bibliográfica ......................................................................................... 4
2.1 Minério de Ferro ................................................................................................ 4
2.1.1 Exploração comercial do Minério de Ferro................................................... 4
2.1.2 A Canga de Minério de Ferro....................................................................... 6
2.1.3 O Brasil no mercado de Minério de Ferro .................................................... 7
2.2 Estabilização de solos ....................................................................................... 8
2.2.1 Estabilização mecânica ............................................................................. 10
2.2.2 Estabilização granulométrica ..................................................................... 10
2.2.3 Estabilização química ................................................................................ 11
2.2.3.1 Solo-cimento ............................................................................................. 12
2.2.3.2 Solo-cal ..................................................................................................... 12
2.2.4 Materiais não convencionais...................................................................... 13
3. Programa Experimental ................................................................................... 14
3.1 Materiais utilizados ......................................................................................... 14
3.1.1 Solos ......................................................................................................... 14
3.1.2 Canga ........................................................................................................ 15
3.2 Misturas solo-canga ensaiadas ....................................................................... 16
3.3 Métodos e procedimentos de ensaio ............................................................... 17
3.3.1 Caracterização Física ................................................................................ 17
3.3.1.1 Massa específica dos grãos ...................................................................... 18
3.3.1.2 Análise Granulométrica ............................................................................. 20
3.3.1.3 Limites de Atterberg .................................................................................. 23
3.3.2 Caracterização MC T ................................................................................. 26
3.3.2.1 Compactação ............................................................................................ 27
3.3.2.2 Curvas de Deformabilidade (Mini-MCV) .................................................... 30
x
3.3.2.3 Ensaio de Perda de Massa por Imersão em Água ..................................... 33
3.3.2.4 Grupos MCT de Solos ............................................................................... 36
3.3.3 Curva de Compactação Proctor ................................................................. 39
3.3.4 Ensaio Triaxial de Módulo de Resiliência................................................... 40
3.3.4.1 Conceitos .................................................................................................. 41
3.3.4.2 Compactação do corpo de prova ............................................................... 43
3.3.4.3 Condicionamento e Ensaio ........................................................................ 44
3.4 Dimensionamento de pavimento típico ............................................................ 50
4. Apresentação dos resultados .......................................................................... 55
4.1 Caracterização Física ...................................................................................... 55
4.1.1 Massa Específica Real dos Grãos ............................................................. 55
4.1.2 Limites de Atterberg .................................................................................. 56
4.1.3 Análise Granulométrica ............................................................................. 56
4.1.4 Classificação SUCS .................................................................................. 57
4.1.5 Classificação TRB ..................................................................................... 58
4.2 Caracterização MCT ....................................................................................... 59
4.3 Compactação Proctor ...................................................................................... 65
4.4 Ensaio de Módulo de Resiliência (MR) ........................................................... 66
4.5 Dimensionamento de Pavimento Típico .......................................................... 72
5. Considerações Finais ...................................................................................... 76
5.1 Conclusões ..................................................................................................... 76
5.2 Sugestões para pesquisas futuras .................................................................. 78
Referências Bibliográficas........................................................................................... 79
Anexo A ...................................................................................................................... 86
Anexo B ...................................................................................................................... 89
Anexo C .................................................................................................................... 103
xi
Índice de Figuras
Figura 2.01: Imagem de satélite do Quadrilátero ferrífero (CHAVES, 2009) ................ 4
Figura 2.02: Serra dos Carajás (POLONI, 2010) .......................................................... 5
Figura 2.03: Exemplo de canga: a) detrítica; b) canga estruturada (ALMEIDA, 2011) .. 7
Figura 3.01: Amostras dos solos utilizados neste trabalho: a) s-1324 (material fino e
médio) e b) s-1313. .................................................................................................... 15
Figura 3.02: Amostra da Canga de minério (s-1333) utilizada neste trabalho ............. 16
Figura 3.03: Picnômetros amostras secas utilizadas neste trabalho ........................... 19
Figura 3.04: Picnômetros com solo e água destilada aquecidos ................................. 20
Figura 3.05: Picnômetros esfriando após ferver .......................................................... 20
Figura 3.06: Material passante na peneira #10, solo s-1313 e s-1324 (finos) ............. 21
Figura 3.07: Material não passante na peneira #10, solo s-1313 e s-1324(finos) ....... 21
Figura 3.08: Dispersão mecânica do material (s-1324 finos) com defloculante ........... 22
Figura 3.09: Medição com densímetro (solo s-1324) ................................................. 22
Figura 3.10: Peneiras #20, #30, #40, #60, #100 e #200 fixadas em suporte vibratório.
................................................................................................................................... 23
Figura 3.11: Aparelho de Casagrande. ...................................................................... 24
Figura 3.12: Calibração do aparelho de Casagrande utilizado neste trabalho. ........... 24
Figura 3.13: Sequência da realização do ensaio de Casagrande, solo s-1324(finos): a)
homogeneização do material; b) colocação do material na concha; c) ranhura no
material; d)fechamento da ranhura após golpes; e) corte na faixa do fechamento; f)
retirada de amostra para medir a umidade ................................................................. 25
Figura 3.14: Sequência de procedimentos para determinação do LP, solo s-1324(finos)
................................................................................................................................... 26
Figura 3.15: Porções dos solos 1313 e 1324(finos) homogeneizados e ensacados.... 28
xii
Figura 3.16: Compactação do ensaio Mini-MCV, solo s-1324(finos): a) compactador; b)
colocação do solo no cilindro com auxílio de um funil; c) o primeiro golpe do
compactador utilizando o disco espaçador. ................................................................ 29
Figura 3.17: Compactadores dos ensaios MCV, Mini-MCV e Sub-miniatura (NOGAMI e
VILLIBOR, 1995) ....................................................................................................... 29
Figura 3.18: Família de Curvas de Compactação obtidas através do ensaio de Mini-
MCV (BERNUCCI,1992) ............................................................................................ 30
Figura 3.19: Curvas de Deformabilidade, Perda de Massa por Imersão e Mini-MCV, de
um solo ensaiado pela compactação Mini-MCV (NOGAMI e VILLIBOR, 1995) ......... 32
Figura 3.20: Ábaco da Classificação MCT (NOGAMI e VILLIBOR, 1995) .................. 33
Figura 3.21: Macaco hidráulico utilizado neste trabalho para extração do corpo de
prova compactado no procedimento Mini-MCV. ......................................................... 34
Figura 3.22: Ensaio de Perda de Massa por Imersão (NOGAMI e VILLIBOR, 1995) . 34
Figura 3.23: Ensaio de perda de massa por imersão deste trabalho: a) solo s-1313 no
início do ensaio; b) solo s-1324 no final do ensaio ...................................................... 35
Figura 3.24: Resposta típica do corpo de prova em um ensaio triaxial de carga repetida
(MALYSZ, 2009) ........................................................................................................ 42
Figura 3.25: Tela do ensaio triaxial de MR em um ensaio do presente trabalho ......... 43
Figura 3.26: Compactador mecânico do Laboratório de Geotecnia da COPPE/UFRJ 44
Figura 3.27: Corpo de prova da mistura 1 compactado para o ensaio triaxial deste
trabalho....................................................................................................................... 44
Figura 3.28: Corpo de prova da mistura 1deste trabalho: a) desmoldado; b)
posicionado no equipamento triaxial para ensaio de MR ............................................ 45
Figura 3.29: Esquema do equipamento de ensaios triaxiais de carga repetida (MEDINA
e MOTTA, 2005) ........................................................................................................ 45
Figura 3.30: Posicionamento dos medidores (LVDT) sobre o corpo de prova em um
ensaio deste trabalho .................................................................................................. 46
Figura 3.31: Ensaio triaxial da mistura 1 em andamento ............................................. 46
xiii
Figura 3.32: Modelos clássicos de comportamento resiliente de solos (BERNUCCI et
al., 2008) .................................................................................................................... 49
Figura 3.33: Outros comportamentos de solos quanto à resiliência (BERNUCCI et al.,
2008) ......................................................................................................................... 49
Figura 3.34: Fluxograma de Desenvolvimento do SisPav (Fonte: FRANCO, 2007) .. .51
Figura 3.35: Valores de tráfego e estrutura adotados no SisPavBr para este trabalho 52
Figura 3.36: Dados climáticos adotados no SisPavBr neste trabalho. ........................ 53
Figura 3.37: Características do tráfego adotado no SisPavBr neste trabalho ............. .53
Figura 4.01: Curvas granulométricas dos solos S-1313 e S-1324 e da canga deste
trabalho...................................................................................................................... .57
Figura 4.02: Esquema para classificação pelo Sistema Unificado (PINTO, 2006) ...... 58
Figura 4.03: Esquema para classificação de solos pelo sistema rodoviário TRB
(PINTO, 2006). .......................................................................................................... 59
Figura 4.04: Determinação do coeficiente c’ (solo s-1313) deste trabalho .................. 61
Figura 4.05: Determinação do coeficiente d’ (solo s-1313) deste trabalho .................. 61
Figura 4.06: Determinação da perda de massa por imersão (solo s-1313) deste
trabalho....................................................................................................................... 62
Figura 4.07: Classificação MCT (solo s-1313) deste trabalho ..................................... 62
Figura 4.08: Determinação do coeficiente c’ (solo s-1324) deste trabalho .................. 63
Figura 4.09: Determinação do coeficiente d’ (solo s-1324) deste trabalho .................. 63
Figura 4.10: Determinação da perda de massa por imersão (solo s-1324) deste
trabalho....................................................................................................................... 64
Figura 4.11: Classificação MCT (solo s-1324) deste trabalho ..................................... 64
Figura 4.12: Módulo Resiliente x Tensão confinante (s-1313, canga e mistura 1) deste
trabalho....................................................................................................................... 68
Figura 4.13: Módulo Resiliente x Tensão confinante (s-1324, s-1324 finos, canga e
mistura 2) deste trabalho ............................................................................................ 68
xiv
Figura 4.14: Módulo Resiliente x Tensão desvio (s-1313, canga e mistura 1) deste
trabalho....................................................................................................................... 70
Figura 4.15: Módulo Resiliente x Tensão desvio (s-1324, s-1324 finos, canga e mistura
2)deste trabalho .......................................................................................................... 70
Figura 4.16: Esquema dos pavimentos típicos analisados para cada solo neste
trabalho. ..................................................................................................................... 73
Figura 4.17: Valores de tráfego e estrutura adotados no SisPavBr para este trabalho ....
................................................................................................................................... 74
xv
Índice de Tabelas
Tabela 3.01: Misturas solo-canga ensaiadas neste trabalho ....................................... 17
Tabela 3.02: Valores típicos do coeficiente d’ (NOGAMI e VILLIBOR, 1995) ............. 31
Tabela 3.03: Valores típicos do coeficiente c’ para solos argilosos e siltosos (NOGAMI
e VILLIBOR, 1995) ..................................................................................................... 32
Tabela 3.04: Níveis de tensões para fase de condicionamento do ensaio triaxial
(Medina e Motta, 2005) .............................................................................................. 47
Tabela 3.05: Sequência de tensões para determinação do módulo de resiliência (DNIT
134/2010) .................................................................................................................. 48
Tabela 4.01: Quantidade de ensaios realizados neste trabalho .................................. 55
Tabela 4.02: Massa específica real dos grãos dos materiais deste trabalho ............... 55
Tabela 4.03: Limites de Atterberg das duas amostras de solo deste estudo ............... 56
Tabela 4.04: Composição granulométrica dos materiais deste estudo ........................ 57
Tabela 4.05: Classificação SUCS dos solos deste estudo .......................................... 58
Tabela 4.06: Classificação TRB dos solos deste estudo ............................................. 59
Tabela 4.07: Classificação MCT dos dois solos deste estudo ..................................... 60
Tabela 4.08: Umidades e Massa específica máxima seca dos materiais deste estudo
................................................................................................................................... 65
Tabela 4.09: Coeficientes do modelo de MR em função da tensão confinante para os
materiais deste estudo ................................................................................................ 67
Tabela 4.10: Coeficientes do modelo de análise do MR com tensão desvio para os
materiais deste estudo ................................................................................................ 69
Tabela 4.11: Coeficientes do modelo composto para cada ensaio triaxial deste estudo
................................................................................................................................... 71
Tabela 4.12: Coeficientes do modelo composto de MR dos materiais deste trabalho . 72
xvi
Tabela 4.15: Valores obtidos pelas análises com SisPavBr nas condições deste
trabalho. ..................................................................................................................... 75
Tabela 4.16: Valores adotados para espessura da base nas configurações das
estruturas analisadas neste trabalho .......................................................................... 75
1
1. Introdução
O minério de ferro é um componente fundamental para a industrialização
de qualquer país, por ser a matéria-prima básica na composição do aço. O aço está
presente na fabricação de máquinas e equipamentos, na construção civil e na indústria
de bens de consumo, sendo também largamente empregado nos processos
siderúrgicos (LAMOSO, 2001).
Ao longo dos últimos anos, o mercado de minério de ferro tem recebido
forte influência do acelerado crescimento mundial, impulsionado pela China, passando
a ser um produto altamente demandado.
A indústria da mineração do ferro tem grande importância na economia
mineral brasileira. O Brasil se destaca no mercado mundial de minério de ferro com
reservas abundantes e de ótima qualidade. A mineração do ferro representa a mais
importante atividade mineral do país pelos recursos financeiros envolvidos, desde a
prospecção mineral para definir as jazidas minerais até a comercialização dos
produtos de minério de ferro. Participa com destaque dos investimentos prospectivos,
na mão de obra envolvida, na arrecadação de impostos e na arrecadação da
compensação financeira pela exploração de recursos minerais. Também é importante
no comércio exterior gerando importantes divisas, e envolvendo a atividade logística
de transporte rodoviário, ferroviário e marítimo (QUARESMA, 1987).
A atividade de extração mineral está intimamente ligada ao meio ambiente
devido ao grande volume de material que é extraído e, em sequência, transportado,
causando impactos ambientais significativos, caracterizado principalmente pelo grande
volume de resíduos. O Brasil é reconhecido como detentor de uma das maiores
biodiversidades do planeta (LEWINSOHN & PRADO, 2005), e os ecossistemas
encontrados em afloramentos ferruginosos estão entre os menos conhecidos e mais
ameaçados do país (JACOBI & CARMO, 2008). Sendo assim, torna-se de extrema
importância encontrar formas de extração do minério de ferro e descarte dos resíduos
que venham a causar o menor impacto ambiental possível e perda de capital.
2
A canga de minério de ferro é um material limonítico pobre em fragmentos
detríticos, formada nas camadas mais superficiais dos depósitos de ferro, é explorada
comercialmente em alguns locais. Porém, por ser dispendiosa a obtenção de ferro a
partir da canga de minério e geralmente a canga recobrir camadas de material de
melhor aproveitamento comercial, a canga de minério é em muitos casos despejada
como um rejeito.
Outra questão de grande importância na sociedade moderna proveniente
do aumento populacional e do desenvolvimento industrial no mundo é a necessidade
de investimentos cada vez maiores em infraestrutura logística para escoamento de
pessoas e de produção para abastecimento, tanto do mercado interno quanto do
externo.
De acordo com FARIA (2001), o rodoviarismo, consolidado no Brasil na
década de 1950, trouxe a necessidade de se implantar uma malha rodoviária, algo
novo para o país, comparado com os países desenvolvidos. Assim, as regiões com
maior industrialização estariam conectadas, atendendo o aumento na quantidade de
automóveis e veículos comerciais gerado pelo crescimento da indústria
automobilística.
Em razão disso, é importante que as tecnologias sejam desenvolvidas de
forma eficaz para construir pavimentos que visem minimizar os custos de transportes,
mantendo a qualidade de forma adequada. Contudo, para que a técnica de
pavimentação seja aceita pelo público em geral, não bastam os fatores de custo e
qualidade. Recentemente, as tecnologias relacionadas ao meio ambiente vêm
ganhando força em todos os setores, quanto mais combinarem custo, qualidade e
desempenho com a consciência ambiental, melhor será a sua aceitação no mercado e
maior será o lucro obtido pelos desenvolvedores.
Neste contexto, o desenvolvimento de tecnologias mais baratas e de
menor impacto ambiental para pavimentos e a utilização de possíveis rejeitos da
mineração podem ser tratados em conjunto. O presente trabalho visa atuar nas duas
3
frentes, obtendo melhor compreensão de como a canga de minério de ferro pode ser
empregada diretamente como camada de pavimento ou como componente de
misturas com solos, para que as obras de pavimentação possam se tornar um destino
mais usual para a canga de minério, fazendo com que esta deixe de ser um material
de baixo valor na obtenção de ferro residual para se tornar uma alternativa na
pavimentação e na melhoria de solos para a construção de pavimentos mais
econômicos e duráveis. Já existem especificações técnicas, como DNER (2006), que
aceitam a aplicação da canga de minério em pavimentação.
Em suma, este trabalho tem por objetivo avaliar a viabilidade da aplicação
de uma canga de minério pura ou sua introdução em mistura com dois solos finos para
uso nas camadas inferiores do pavimento. Essa avaliação foi feita através da
realização e interpretação de ensaios físicos e mecânicos e da utilização destes
resultados no dimensionamento mecanístico-empírico de estruturas típicas de
pavimento asfáltico com estes materiais.
4
2. Revisão Bibliográfica
2.1 Minério de Ferro
O ferro (Fe) é o quarto elemento mais abundante da crosta terrestre, 4,5%
em massa, superado apenas pelo oxigênio, o silício e o alumínio. Embora esteja
presente na composição de vários minerais, apenas alguns podem ser
economicamente explorados para a obtenção do ferro, seja pela quantidade de ferro
nesses minerais, seja pela concentração ou distribuição desses minerais nas rochas
que constituem os corpos de minério (CARVALHO et. al, 2014).
Por suas propriedades químicas e físicas, o minério de ferro tem 99% do
seu uso nas indústrias siderúrgicas e o restante como carga na indústria de ferro-liga,
cimento e eventualmente na construção de estradas (BALANÇO MINERAL
BRASILEIRO, 2001).
2.1.1 Exploração comercial do Minério de Ferro
No Brasil, as principais regiões produtoras de minério de ferro atualmente
são o Quadrilátero Ferrífero (MG), a Província Mineral de Carajás e a região de
Corumbá. As formas de minério de ferro exploradas para fins comerciais são itabirito,
hematita e canga de minério (CARVALHO et. al, 2014). Nas Figuras 2.01 e 2.02
mostram-se imagens destes locais.
Figura 2.01: Imagem de satélite do Quadrilátero ferrífero (CHAVES, 2009)
5
Figura 2.02: Serra dos Carajás (POLONI, 2010)
Os principais minérios de ferro explorados comercialmente no Brasil são o
minério itabirítico e o minério hematítico, que têm teores elevados de ferro e
quantidades pequenas de elementos indesejados nos processos siderúrgicos, como o
enxofre, o alumínio, o fósforo e os carbonatos.
Esses minérios são classificados de acordo com o conteúdo mineral e a
textura. O minério itabirítico é definido pela alternância entre bandas constituídas de
óxidos de ferro e bandas constituídas de sílica, e com teores de ferro variando entre
20% e 55% de Fe total. O minério itabirítico compacto contém elevados teores de
ferro, laminado e ligeiramente alterado por intemperismo, sendo muito utilizado nas
usinas siderúrgicas a carvão vegetal (CARVALHO et. al, 2014).
Os corpos de minério hematítico são mais homogêneos, constituídos
basicamente de hematita – portanto, ricos em ferro (teores superiores a 64%). Pode
ser encontrado com as seguintes características físicas e texturais: (i) minério
compacto, apresenta-se maciço; (ii) minério pulverulento, apresenta-se foliado, lineado
6
ou granular; e (iii) minério composto por hematita de granulometria fina e sem
estrutura interna (também chamado blue dust). Por seu elevado teor de ferro, o
minério hematítico é o mais apropriado ao uso em aciarias.
2.1.2 A Canga de Minério de Ferro
A canga de minério de ferro, material limonítico pobre em fragmentos
detríticos, é formada nas camadas mais superficiais dos depósitos de ferro e
explorada comercialmente em alguns locais, porém seu valor econômico é reduzido
(ALMEIDA, 2011).
Segundo CARVALHO et. al (2014), a canga é um minério secundário,
constituído de brecha de hematita cimentada por limonita, originado por processo de
lixiviação e intemperismo passado pelos corpos de minério. É encontrada capeando
afloramentos ou cobrindo encostas de morros com espessura de 2 a 3 metros, quase
todas as montanhas de itabiritos estão cobertas por canga. Contém de 50% a 60% de
ferro e é poroso. Apesar de seu teor de ferro mais baixo e teor de fósforo elevado, tem
sido utilizado pelas usinas a carvão vegetal em razão de sua porosidade, que torna
sua redução mais fácil.
Topograficamente, a canga ocorre como capeamento da formação ferrífera
“in situ”, podendo ser classificada em três tipos (ALMEIDA, 2011): laterítica, detrítica e
estruturada.
A canga laterítica é formada por processos de intemperismo químico de
rochas ferruginosas, não sendo observados fragmentos cimentados a parcialmente
cimentados. A canga detrítica é formada por quantidade variável de fragmentos
detríticos, geralmente de formação ferrífera como hematitas cimentados por limonita e
goethita. A canga estruturada é um estágio avançado de alteração pela hidratação dos
minerais de ferro e lixiviação da sílica e as estruturas da rocha sã encontram-se
7
preservadas. Nas Figuras 2.03 e 2.04 pode-se observar um exemplo de canga
detrítica e canga estruturada, respectivamente.
a) b)
Figura 2.03: Exemplo de canga: a) detrítica; b) canga estruturada (ALMEIDA, 2011)
Os tipos lateríticos e detríticos de canga costumam ser encontrados nas
áreas mais baixas, onde predomina a infiltração de água e o acúmulo de material. A
canga estruturada é típica de regiões de topografia inclinada, onde predomina o
escoamento superficial da água e saída de material.
2.1.3 O Brasil no mercado de Minério de Ferro
O Brasil, além de contar com uma das maiores reservas minerais de ferro
do mundo, dispõe de diferentes tipos de minérios, como descrito, que apresentam
teores elevados de ferro e quantidades pequenas de elementos indesejados nos
processos siderúrgicos (como o enxofre, o alumínio, o fósforo e os carbonatos), o que
insere o país entre os maiores e mais competitivos produtores desse bem mineral.
Segundo CARVALHO et. al (2014), nos últimos anos o mercado de minério
de ferro recebeu uma forte influência do acelerado crescimento mundial puxado pela
China, passando a ser um produto altamente demandado e despertando o interesse
de diversos novos produtores, muitos deles em minas de maiores custos operacionais
e de capital.
8
A demanda por minério de ferro deverá continuar aquecida nos próximos
anos (CARVALHO et. al ,2014). Mesmo com a desaceleração econômica chinesa
mais recentemente, entende-se que ainda haverá uma atividade econômica intensa,
nesse país, devido à taxa de urbanização, que poderá chegar à casa de 70% a 80%
da população, sustentando o crescimento da demanda por aço e, consequentemente,
por minério de ferro.
De acordo com CARVALHO et. al (2014), apesar de a competitividade do
Brasil ter diminuído (de 32% em 2007, sua participação no mercado mundial caiu para
28% em 2012), ele continua sendo o país com o menor custo médio de mineração
(41,10 c/dmtu –centavos de dólar por tonelada métrica seca), seguido pela Austrália e
pela África do Sul, o que deverá permitir, nos próximos anos, um aumento na
participação do mercado transoceânico, com o aumento de capacidade previsto.
2.2 Estabilização de solos
Na engenharia, ao se projetar uma estrutura ou obra de terra em solo de
má qualidade, pode-se adotar quatro atitudes distintas em relação ao solo ruim,
(MEDINA e MOTTA, 2004):
a) Evitar, por exemplo, ajustar o traçado de uma estrada para que
esta não passe sobre uma camada de solo expansivo;
b) Remover, substituindo a camada de solo ruim por um solo de
melhor qualidade;
c) Conviver, projetando a estrutura ou obra de terra para situação de
terreno de má fundação; ou
d) Tratar o solo de forma que suas propriedades mecânicas sejam
melhoradas, sendo esta a estabilização de solos.
ARAÚJO e MEDINA (1949) definem o conceito de estabilização da
seguinte forma: no seu significado mais geral, estabilização dos solos é o nome que se
9
dá a qualquer método físico, químico ou de outra natureza, destinado a melhorar os
solos, a fim de que eles possam melhor servir aos fins de engenharia a que se
destinam.
As propriedades do solo que a estabilização tem por objetivo melhorar,
segundo MEDINA e MOTTA (2004) são:
Resistência ao Cisalhamento, de forma a ser compatível com a carga
que o solo será submetido e diminuindo sua sensibilidade quanto a
mudanças de umidade;
Permeabilidade, dependendo de cada caso pode ser favorável
aumentá-la ou diminuí-la;
Compressibilidade, tornando-a menor;
Suscetibilidade ao gelo, diminuindo-a, sendo relevante apenas em
regiões de clima frio.
A estabilização de solos é de suma importância nas obras de engenharia
civil, tendo em vista que a expansão demográfica torna cada vez mais difícil encontrar
solos de boa qualidade em áreas densamente habitadas, e inevitável a construção em
áreas antes contornadas ou desprezadas, como baixadas, mangues, areias (MEDINA
e MOTTA, 2004).
A consciência ecológica e condições econômicas favoráveis também
agregam importância à estabilização de solos, graças ao aperfeiçoamento dos
métodos de dimensionamento, observação de campo e técnicas que permitem a
utilização de rejeitos industriais ou minerários em camadas de pavimentos.
A estabilização pode ser dividida em três principais tipos: a granulométrica,
onde os vazios entre partículas maiores são preenchidos por partículas menores; a
estabilização química, onde um produto químico confere ao solo uma ação de
cimentação das partículas; e a estabilização mecânica, onde a compactação aplicada
diminui os vazios do solo.
10
2.2.1 Estabilização mecânica
Trata-se do método mais utilizado e mais antigo nas construções das
estradas. Por aplicação de uma energia externa de compactação aplicada ao solo
diminuem-se os vazios tornando-os mais resistentes aos esforços externos, alterando-
se a compressibilidade e a permeabilidade do solo. É usada também em conjunto com
os outros dois métodos de estabilização (MEDINA e MOTTA, 2004).
2.2.2 Estabilização granulométrica
Consiste na mistura íntima de dois ou mais solos e sua posterior
compactação. Procura-se obter mistura densamente graduada e de fração fina plástica
limitada. No entanto, existem materiais naturais que podem ser utilizados sem mistura
ou adição, e mesmo assim, as especificações de materiais para base ou sub-base
recebem o nome de “base estabilizada granulometricamente”. (MEDINA e MOTTA,
2004).
As propriedades dos solos são convencionalmente medidas por ensaios
básicos tais como plasticidade e CBR. Mas, para atender o aspecto da melhor
tecnologia, a estabilização granulométrica deve ser avaliada pelos ensaios triaxiais de
carga repetida, tanto para determinação do módulo se resiliência quanto para
avaliação da deformação permanente.
2.2.3 Estabilização química
A estabilização química consiste na adição de um ou mais produtos
químicos (agente estabilizador) que, ao se solidificarem ou reagirem com as partículas
de solo aglomeram-nas, vedam os poros ou tornam o solo repelente à água. As
reações físico-químicas podem resultar na formação de novos materiais (OLIVEIRA,
1994).
11
As formas de estabilização química mais empregadas na pavimentação
são: solo-cal, brita graduada tratada com cimento (BGTC), solo-cimento e solo
melhorado com cimento (BERNUCCI et. al, 2008). Quando se utiliza a cal o efeito
químico é mais importante; quando se utiliza o cimento portland e a emulsão asfáltica
existe tanto efeito químico quanto físico (MEDINA e MOTTA, 2004).
2.2.3.1 Solo-cimento
De acordo com a Norma DNIT 143/2010-ES (DNIT, 2010), define-se solo-
cimento como material proveniente da mistura de solo, cimento e água, em proporções
previamente determinadas por processo próprio de dosagem em laboratório, de forma
a apresentar determinadas características de resistência e durabilidade.
A estabilização de solos com adição de cimento é um dos processos de
estabilização química de solos mais conhecidos no mundo e no Brasil. É dividida em
categorias de acordo com o modo como a mistura é feita (KEZDI, 1979; MEDINA e
MOTTA, 2004):
“a) Solo-cimento: é um material endurecido pela cura de uma mistura
íntima compactada mecanicamente de solo pulverizado, cimento portland e água,
sendo esse endurecimento avaliado por critérios de durabilidade e resistência à
compressão simples de corpos de prova. Normalmente é utilizado como base ou sub-
base;
b) Solo modificado: é um material não endurecido ou semi-endurecido que
é julgado pela alteração dos índices físicos e ou capacidade de suporte do solo.
Utiliza-se um teor baixo de cimento que não deve ser maior que 5%. Pode ser utilizado
como base, sub-base ou subleito;
c) Solo-cimento plástico: difere do solo-cimento por ser utilizada uma
quantidade maior de água durante a mistura de forma a produzir uma consistência de
12
argamassa no momento da colocação. Não é usado na pavimentação, mas sim como
revestimentos de taludes e canais.”
De acordo com MACÊDO (2004), os principais fatores que afetam a
resistência no solo-cimento são: tipo de solo; teor de cimento; densidade seca máxima
e umidade ótima; tempo e temperatura de cura; e demora na compactação.
O tratamento com o cimento faz a plasticidade cair bastante com
quantidades crescentes de cimento. Quanto à densidade máxima e teor ótimo de
umidade não há grandes variações em relação ao solo puro. Para que a estabilização
com cimento seja viável economicamente, o solo deve ser mais arenoso que argiloso.
(YODER e WITCZAK, 1975; MEDINA e MOTTA, 2004)
O professor Francisco Casanova desenvolveu um método de estimativa
deste valor de estabilização com cimento chamado método físico-químico. Consiste
em se verificar qual é o teor de cimento que conduz à maior variação de volume,
dentro de provetas padronizadas, em relação ao solo puro (CASANOVA et al1992).
O método de dosagem convencional é por resistência à compressão
simples (RCS), mas é importante avaliar a deformabilidade por ensaios triaxiais de
cargas repetidas, para seu uso em pavimentos.
2.2.3.2 Solo-cal
A cal é produto da calcinação de calcário britado a uma temperatura
inferior a de início de fusão (850º a 900º C) gerando a chamada cal viva ou virgem
(CaO), a qual, combinada com a água, produz a cal extinta ou hidratada (Ca(OH)2).
Esta é comumente utilizada em argamassa e revestimentos na construção civil
(MICELI, 2006). Segundo NARDI (1975), o óxido de cálcio (CaO) geralmente produz
melhores resistências no solo estabilizado, porém quase não é utilizado devido à sua
causticidade, e portanto periculosidade no manuseio.
13
De acordo com MEDINA e MOTTA (2004), há vários aspectos do efeito da
cal nas propriedades do solo: distribuição granulométrica, plasticidade, resistência e
compactação. No entanto, para referenciar o controle da compactação no campo, a
idade de cura deve ser fixada e geralmente é maior que a do solo-cimento.
Dentre os fatores que influenciam na resistência estão: teor de cal, tipo de
cal, tipo de solo, densidade, tempo de cura e durabilidade.
Em complemento aos métodos de dosagem de cal para estabilização de
solos (citados por LOVATO,2004), deve-se avaliar o comportamento mecânico da
mistura solo-cal, através de ensaio triaxial de cargas repetidas ou outro ensaio
mecânico, que serão os fatores decisivos na escolha do teor de cal.
Os solos mais aplicáveis a estabilização solo-cal são os argilosos.
2.2.4 Materiais não convencionais
O avanço das técnicas e da pesquisa, motivados pela necessidade
ambiental e econômica, tem permitido que muitos materiais não convencionais sejam
utilizados na estabilização de solos. Dentre estes materiais podem ser citados:
Rejeitos industriais, como a escória de alto forno, a cinza volante,
escória de aciaria e rejeitos de construção civil (FERNANDES,
2004; LEITE et al. 2006)
Produtos químicos diversos, entre eles o sulfonato de lignina, ácido
fosfóricos ou estabilizantes comerciais (KEZDI, 1979)
Lodo de estação de tratamento de esgoto (KELM, 2014)
Cinza de fundo de resíduo sólido urbano (DOURADO, 2013)
Canga de minério de ferro (SUDECAP, 2011)
14
3. Programa Experimental
Neste trabalho, os ensaios de laboratório para determinação das
características físicas e mecânicas foram realizados nas dependências do Laboratório
de Geotecnia e Pavimentação Profº Jacques de Medina, localizado na UFRJ - Ilha do
Fundão. Foram utilizados três materiais: dois solos e uma canga de minério de ferro. A
análise foi feita através da comparação de resultados entre a canga de minério pura,
os solos puros e as misturas solo-canga, com a finalidade de compor camadas de
base ou sub-base de um pavimento. A canga de minério de ferro foi adicionada com a
intenção de melhorar as propriedades dos solos, para analisar a possibilidade de o
resultado da composição ser um material adequado para fins de pavimentação.
3.1 Materiais utilizados
3.1.1 Solos
Foram utilizadas amostras de solo coletadas pela empresa Betomix às
margens da BR-381, próximo a Caeté (MG), destinados ao projeto de uma rodovia
real. Dois solos foram escolhidos para este trabalho, sendo, de acordo com
classificação do fornecedor, um solo considerado uma argila vermelha e outro
cascalho laterítico argiloso, identificados como s-1313, recebido no laboratório em
14/08/2014, e s-1324, recebido em 09/09/2014, respectivamente.
Em condições naturais, os solos argilosos lateríticos, podem apresentar
baixa massa específica aparente seca, baixa capacidade de suporte e podem ser
colapsíveis1·.
1Solos colapsíveis: Solos não saturados que sofrem uma reorganização de partículas e grande
redução de volume quando submetidos ao umedecimento, com ou sem adição de carregamento, (JENNINGS e BURLAND, 1968)
15
O solo s-1313 é composto apenas por material fino (passante na peneira
de 4,75 mm), jáo solo s-1324 é composto por 45,2% de finos, 24,9% de material médio
(passante na peneira 25,4mm e retido na peneira de 4,75mm) e 29,9% de material
graúdo (retido na peneira 25,4). Para este trabalho, todo o material graúdo do solo s-
1324 foi substituído por material médio do próprio solo, mantendo a porcentagem de
finos, para possibilitar a realização dos ensaios mecânicos em dimensões menores
(10cm x 20cm). Foi também analisado apenas o material fino do solo s-1324, que será
chamado de solo s-1324 (finos) no decorrer deste trabalho.
A Figura 3.01 mostra a textura e a cor dos solos utilizados neste trabalho.
a) b)
Figura 3.01: Amostras dos solos utilizados neste trabalho: a) s-1324 (material fino e médio) e
b) s-1313.
3.1.2 Canga
A canga utilizada neste trabalho foi coletada pela empresa Betomix às
margens da BR-381, próximo a Caeté, à profundidade de 1,5 a 2metros da superfície.
Devido à grande variedade de materiais recebidos pela COPPE/UFRJ, a canga de
minério foi identificada como material S-1333.A canga é composta por 73,3% de finos,
21,3% de material médio (passante na peneira 25,4mm e retido na peneira de
4,75mm) e 5,4% de material graúdo (retido na peneira 25,4mm). Para este trabalho,
assim como foi feito para o solo s-1324, todo o material graúdo da canga foi
substituído por material médio da mesma, mantendo a porcentagem de finos,
16
possibilitando a realização dos ensaios mecânicos em dimensões menores (10cm x
20cm). A Figura 3.02 mostra a textura e a cor da canga de minério utilizada neste
trabalho.
Figura 3.02: Amostra da Canga de minério (s-1333) utilizada neste trabalho
3.2 Misturas solo-canga ensaiadas
Os solos e a canga estiveram armazenados individualmente no laboratório
em sacos plásticos com aproximadamente 20 kg, tendo sido fornecidos 64 kg do solo
s-1313, 69 kg do solo s-1324 e 122 kg de canga. Do material fornecido, ensaios foram
realizados para a empresa Betomix, coordenados pela pesquisadora Mariluce de
Oliveira Ubaldo, sendo utilizado o remanescente para o presente trabalho. Os
materiais foram misturados e homogeneizados com umidade ótima considerada. As
misturas foram, então, armazenadas e seladas em sacos plásticos com a devida
identificação, sendo guardadas por pelo menos 24 horas na câmara úmida do
laboratório, com o objetivo de promover a homogeneização da umidade em todo o
material.
As misturas realizadas foram duas: uma para o solo s-1313 e outra para o
solo s-1324 (finos), ambas na proporção de 50% de solo e 50% de canga (Tabela
3.01).
17
Tabela 3.01: Misturas solo-canga ensaiadas neste trabalho
3.3 Métodos e procedimentos de ensaio
As metodologias, procedimentos e demais informações necessárias para a
realização dos ensaios de caracterização física e mecânica dos materiais utilizados
neste trabalho serão descritas neste item. Os ensaios de caracterização realizados
foram:
I. Caracterização física e classificação:
i. Massa específica real dos grãos
ii. Análise granulométrica
iii. Limites de Atterberg
II. Caracterização MCT:
III. Caracterização mecânica:
i. Ensaio de Compactação
ii. Ensaio triaxial de módulo de resiliência
Através do ensaio triaxial de cargas repetidas determinou-se o Módulo de
Resiliência dos corpos de prova. O Módulo de Resiliência é um parâmetro aceito,
nacional e internacionalmente, para caracterizar materiais para o projeto de
dimensionamento de pavimentos pelo método mecanístico e para a avaliação de seu
desempenho.
3.3.1 Caracterização Física
A caracterização física se dá através de uma série de ensaios com objetivo
de determinar as propriedades do material. As amostras foram submetidas aos
1 1313 50% 50%
2 1324 (finos) 50% 50%
porcentagem
de solo
porcentagem
de cangaMistura Solo
18
ensaios de análise granulométrica, limites de Atterberg e massa específica real dos
grãos. As propriedades físicas do solo estão diretamente relacionadas com o seu
comportamento mecânico
Foram caracterizados os dois solos utilizados neste trabalho, s-1313 e s-
1324 (finos) e a canga de minério.
3.3.1.1 Massa específica dos grãos
A determinação da massa específica dos grãos dos materiais utilizados foi
feita seguindo os procedimentos da norma DNER-ME 093/1994 (DNER, 1994) –
massa específica real dos grãos.
Para a realização do ensaio, o material foi destorroado e passado pela
peneira 0,42 mm (#40). Foi, então, misturado com água destilada cerca de 25g do
material e deixado em repouso por 24 horas. ALMEIDA (2005) descreveu o ensaio na
seguinte ordem:
“1 - Pesar o picnômetro vazio, seco e limpo. Anotar o valor aferido (M1);
2 - Colocar a amostra no picnômetro e pesar (M2) (Figura 3.03);
3 - Colocar água destilada no picnômetro até cobrir, com excesso, a
amostra;
4 - Aquecer o picnômetro, deixando-o ferver pelo menos 15 minutos, para
expulsar todo o ar existente entre as partículas do solo, efetuando sua deaeração, e
agitando-o para evitar superaquecimento. Usar tela entre a chama e o picnômetro, ou
banho-maria. (Figura 3.04);
5 - Deixar o picnômetro esfriar ao ar ambiente (Figura 3.05);
6 - Completar o volume do picnômetro com água destilada e repousá-lo em
banho de água à temperatura ambiente por quinze minutos, colocar a rolha perfurada
de modo que a água aflore à sua parte superior. Anotar a temperatura do banho (T);
19
7 - Retirar o picnômetro do banho, enxugar e secar com pano limpo e
seco. Pesar o picnômetro e conteúdo (M3);
8 - Retirar todo o material de dentro do picnômetro, lavar e encher
completamente com água destilada. Colocá-lo no banho de água à temperatura
ambiente por quinze minutos, colocar a rolha perfurada, deixando a água aflorar à sua
parte superior. Verificar a temperatura do banho (T), retirar o picnômetro do banho,
enxugar com pano limpo e seco e pesar, obtendo (M4).”
A massa específica dos grãos ou densidade real dos grãos é dada por:
𝛿𝑇 =𝑀2 − 𝑀1
𝑀4 − 𝑀1 − 𝑀3 − 𝑀2
Onde:
𝛿𝑇 =densidade real do solo à temperatura T;
𝑀1 =massa do picnômetro vazio e seco, em g;
𝑀2 =massa do picnômetro mais amostra, em g;
𝑀3 =massa do picnômetro mais amostra, mais água, em g;
𝑀4 =massa do picnômetro mais água, em g.
Figura 3.03: Picnômetros amostras secas utilizadas neste trabalho
20
Figura 3.04: Picnômetros com solo e água destilada aquecidos
Figura 3.05: Picnômetros esfriando após ferver
3.3.1.2 Análise Granulométrica
A análise granulométrica dos materiais utilizados foi realizada de acordo
com a NBR 7181/1984 (ABNT,1984). Primeiramente, todo o material foi peneirado
passando pelas peneiras de 3/4”, 3/8”, #4, #8 e #10, anotando as massas retidas
acumuladas em cada peneira. O material passante na peneira #10 foi utilizado para
fazer a sedimentação e o peneiramento fino. A Figura 3.06 mostra o material passante
pela peneira #10 dos solos s-1313 e s-1324, e a Figura 3.07 mostra o material retido
na peneira #10 dos solos s-1313 e s-1324.
21
Figura 3.06: Material passante na peneira #10, solo s-1313 e s-1324 (finos)
Figura 3.07: Material não passante na peneira #10, solo s-1313 e s-1324(finos)
O ensaio de sedimentação foi realizado com 70 g do material passante na
peneira #10 colocado em 125 ml de defloculante (Hexametafosfato de sódio,
𝑁𝑎16𝑃14𝑂43). Após ser deixado em repouso por 24 horas, o material foi submetido à
dispersão mecânica (Figura 3.08) e em seguida colocado em uma proveta de 1000 ml,
completando o volume da proveta com água destilada. A proveta foi, então, deixada
em um tanque em banho-maria para serem realizadas, através de um densímetro, as
devidas leituras nos tempos determinados. A Figura 3.09 mostra uma das medições
no densímetro.
22
Figura 3.08: Dispersão mecânica do material (s-1324 finos) com defloculante
Figura 3.09: Medição com densímetro (solo s-1324)
Após todas as leituras, o material foi colocado na peneira 0,075 (#200) e
lavado com movimentos suaves e circulares. Em seguida, o material foi levado à
estufa para secagem e, após a secagem, submetido ao peneiramento fino, passando
pelas peneiras #20, #30, #40, #60, #100 e #200 (Figura 3.10), anotando as massas
retidas acumuladas em cada peneira.
23
Figura 3.10: Peneiras #20, #30, #40, #60, #100 e #200 fixadas em suporte vibratório.
3.3.1.3 Limites de Atterberg
ALMEIDA (2005) afirma que quando um solo coesivo apresenta umidade
muito elevada, suficiente para o solo apresentar aparência de um fluido denso, se diz
que o solo se encontra em Estado Líquido, estado no qual o solo praticamente não
apresenta resistência ao cisalhamento.
Quando o solo coesivo em estado líquido começa a perder água sua
viscosidade aumenta até que o solo atinge certo teor de umidade 1 = 𝐿𝐿 (Limite de
Liquidez) onde perde sua capacidade de fluir, no entanto sua umidade permite que o
solo seja moldado facilmente e conserve sua forma. Nessas condições, o solo se
encontra no Estado Plástico.
Conforme o solo coesivo no estado plástico perde umidade, sua
capacidade de ser moldado diminui até o ponto em que a amostra se fratura ao se
tentar moldá-la. A umidade deste ponto é chamada de Limite de Plasticidade (2 =
𝐿𝑃). Este é chamado de Estado semi-sólido, onde o solo apresenta aparência sólida,
porém sofre reduções de volume conforme perde umidade.
24
Para a determinação do LL utilizou-se o aparelho de Casagrande (Figura
3.11). A preparação do ensaio se dá passando o material na peneira #10,
homogeneizando com teores de umidade distintos e deixados por 24 horas na câmara
úmida. Após a preparação do material e calibração do equipamento (Figura 3.12), para
cada umidade, o solo é colocado na concha do aparelho de Casagrande e uma
ranhura é feita no material (Figura 3.13). A quantidade de golpes necessária para o
fechamento da ranhura é anotada e retirada amostras para determinação da umidade.
O LL é definido como o teor de umidade do solo com o qual a ranhura requer 25
golpes para fechar, e é obtido por interpolação dos resultados. Esse procedimento é
padronizado pela norma NBR 56 6459/1984 – Solo – Determinação do Limite de
Liquidez (ABNT, 1984).
Figura 3.11: Aparelho de Casagrande.
Figura 3.12: Calibração do aparelho de Casagrande utilizado neste trabalho.
25
a) b) c)
e) e) f)
Figura 3.13: Sequência da realização do ensaio de Casagrande, solo s-1324(finos): a)
homogeneização do material; b) colocação do material na concha; c) ranhura no material;
d)fechamento da ranhura após golpes; e) corte na faixa do fechamento; f) retirada de amostra
para medir a umidade
O procedimento para a determinação do LP é padronizado pela norma
NBR 7180/1984 – Solo – Determinação do Limite de Plasticidade (ABNT, 1984). É
determinado o menor teor de umidade para o qual se consegue moldar um cilindro
com 3 mm de diâmetro, rolando-se o solo com a palma da mão sobre um vidro
biselado (Figura 3.14).
26
Figura 3.14: Sequência de procedimentos para determinação do LP, solo s-1324(finos)
Através dos dados obtidos por meio desses ensaios, foi determinado o Índice
de plasticidade (IP, em %), obtido através da diferença entre o limite de liquidez (LL,
em %) e o limite de plasticidade (LP, em %): IP=LL– LP.
3.3.2 Caracterização MCT
No Brasil, em se tratando de obras de pavimentação, um dos sistemas de
classificação de solos mais utilizado é o MCT (Miniatura, Compactado, Tropical). A
metodologia do ensaio MCT foi proposta inicialmente em 1980 por Nogami e Villibor,
pesquisadores da USP, com fins de determinação das propriedades dos solos visando
sua aplicação em camadas de pavimentos, classificando os solos tropicais
diferenciando solos de comportamento laterítico com não lateríticos.
Nogami efetuou mudanças na técnica geral proposta em 1972 na
determinação do IBV (Iowa Bearing Value), em Iowa/EUA, com o objetivo de obter
correlações entre os resultados do ensaio de CBR e os resultados obtidos pela nova
metodologia então proposta, o Ensaio de Mini-CBR. O desenvolvimento e adoção do
ensaio miniaturizado na determinação do CBR trouxe vantagens práticas,
principalmente por exigir quantidade de material significativamente menor do que o
27
ensaio convencional e, sobretudo, pela redução do tempo total de ensaio, diminuindo
de 96 para 20 horas o tempo de imersão do corpo de prova em água.
Em complementação à metodologia do Mini-CBR e visando uma nova
proposta de classificação de solos específica para solos tropicais, Nogami e colegas
desenvolveram o método de classificação de solos MCT (NOGAMI e VILLIBOR,1980,
1981). Sua normalização foi regulamentada em 1994 e 1996 pelo Departamento
Nacional de Estradas e Rodagem (DNER, 1994b, 1994c e 1996) e utiliza dois ensaios
para obtenção de dados para a classificação de solos finos (passantes na peneira 10):
o ensaio de compactação e o ensaio de perda de massa por imersão.
Na metodologia MCT utiliza-se ainda o ensaio de mini-CBR para
determinar a capacidade de suporte e expansão do solo. A metodologia ainda
contempla ensaios de contração, infiltrabilidade e permeabilidade. Todavia estes
ensaios não foram utilizados nesta pesquisa e não serão detalhados.
3.3.2.1 Compactação
Os procedimentos de compactação do MCT são descritos neste item.
Utiliza-se corpos de prova moldados em cilindros de 50 mm de diâmetro interno e
compactados segundo o ensaio de compactação Mini-MCV, adaptado do original
inglês MCV.
Para iniciar a compactação, da amostra seca ao ar e passada na peneira
de 2 mm,separam-se cinco porções de 500g, homogeneizando cada porção com
umidades diferentes, de forma a obter uma porção com umidade próxima à umidade
ótima, duas porções com umidade superior e duas com umidade inferior. As porções
são ensacadas, seladas, devidamente identificadas e postas na câmara úmida por 24
horas (Figura 3.15).
28
Figura 3.15: Porções dos solos 1313 e 1324(finos) homogeneizados e ensacados
É pesado 200g de uma porção com determinada umidade introduzindo-a
no molde devidamente posicionado no equipamento de compactação (Figura 3.16),
sendo utilizado junto ao cilindro de compactação um espaçador. Dá-se o primeiro
golpe (n=1) e mede-se a altura A1. Retira-se o espaçador e repetem-se as medidas de
altura após o primeiro golpe, para n=2, 3, 4, 6, 8, 12, 16,..., n,... 4n, finalizando a
compactação quando:
A diferença de altura entre leituras sucessivas for menor que 0,1 mm ou
a diferença entre leituras An – A4nfor menor que 2,0 mm;
Atingir 256 golpes;
Houver nítida expulsão de água no corpo de prova.
Repetem-se as operações para os demais teores de umidade.
A Figura 3.17 mostra esquematicamente o compactador utilizado nos
ensaios Mini-MCV.
29
a) b) c)
Figura 3.16: Compactação do ensaio Mini-MCV, solo s-1324(finos): a) compactador; b)
colocação do solo no cilindro com auxílio de um funil; c) o primeiro golpe do compactador
utilizando o disco espaçador.
Figura 3.17: Compactadores dos ensaios MCV, Mini-MCV e Sub-miniatura (NOGAMI e
VILLIBOR, 1995)
30
3.3.2.2 Curvas de Deformabilidade (Mini-MCV)
O procedimento de compactação descrito permite a plotagem da família de
curvas de compactação de um mesmo solo, ou seja, o comportamento de sua massa
específica aparente seca máxima, em função da umidade, para os diversos níveis de
energia representados pela série de golpes aplicados. A inclinação da parte retilínea
do ramo seco da curva de compactação correspondente à energia aplicada por 12
golpes na compactação Mini-MCV, medida nas adjacências da massa específica
aparente seca máxima, é o coeficiente d’, um dos parâmetros utilizados na
classificação MCT de solos. Valores típicos de d’ estão apresentados na Tabela 3.02.
A determinação deste coeficiente é realizada no segmento da curva de compactação
que se apresenta reto, nas proximidades do ponto de máxima massa aparente
específica seca. A Figura 3.18 mostra um exemplo de uma família de curvas de
compactação obtidas durante o ensaio de Mini-MCV.
Figura 3.18: Família de Curvas de Compactação obtidas através do ensaio de Mini-MCV
(BERNUCCI,1992)
31
Tabela 3.02: Valores típicos do coeficiente d’ (NOGAMI e VILLIBOR, 1995)
Para cada teor de umidade traça-se um gráfico de escala semi-logarítmica
onde se representa as diferenças de altura dos corpos de prova (an= An– A4n) em
função do número de golpes aplicados, formando as chamadas curvas de
deformabilidade ou curvas Mini-MCV (Figura 3.19). A partir destas curvas pode-se
determinar o valor da condição de umidade, tomando-se a curva correspondente a um
determinado teor de umidade e procurando-se a sua interseção com a reta de
equação a = 2 mm, que foi adotada como referência para os corpos de prova do
método, determinando assim o valor de golpes Bi correspondente. O valor do Mini-
MCV para a curva que representa o solo em um estado particular de umidade é obtido
pela seguinte expressão:
Mini MCV = 10 × log10(Bi)
Para cada corpo de prova moldado em uma condição de umidade distinta,
obtém-se um valor de Mini-MCV. A inclinação da curva de deformabilidade cujo Mini-
MCV é igual a 10, ou mais próximo de 10, é chamada de coeficiente c’. Para argilas ou
solos argilosos, o coeficiente c’ varia pouco em função da umidade. Nos solos s iltoso
ou arenosos o valor de c’ apresenta significativas variações (Tabela 3.03). Para efeito
classificatório, na obtenção do coeficiente c’ fixa-se a curva cujo Mini-MCV = 10.
Como, na prática, os resultados dos ensaios dificilmente permitem o cálculo de c’
Argilas lateríticas geralmente d'>20
Argilas não lateríticas geralmente d'<10
Areias puras d' baixo
Areias finas argilosasd' muito elevado
(pode ultrapassar 100)
Siltosos, Micáceos e/ou
Caoliníticos
d' muito pequeno,
geralmente d'<5
coeficiente d'Tipo de Solo
32
diretamente, torna-se necessária a interpolação gráfica para obter esse valor
(NOGAMI e VILLIBOR, 1995).
Figura 3.19: Curvas de Deformabilidade, Perda de Massa por Imersão e Mini-MCV, de um solo
ensaiado pela compactação Mini-MCV (NOGAMI e VILLIBOR, 1995)
Tabela 3.03: Valores típicos do coeficiente c’ para solos argilosos e siltosos (NOGAMI e
VILLIBOR, 1995)
Para a caracterização de um solo segundo o método MCT é necessário a
determinação dos coeficientes classificatórios c’ e e’, representados respectivamente
Siltosos, Micáceos e/ou
Caoliníticos
baixo
c' < 1,0
Tipo de Solo coeficiente c'
Argilas e solos argilososelevado
c' > 1,5
Solos de vários tipos
granulométricos com areia
argilosa, argila siltosa, etc
1,5 > c' > 1,0
33
nos eixos das abscissas e ordenadas do ábaco classificatório proposto por seus
idealizadores e apresentado na Figura 3.20.
Figura 3.20: Ábaco da Classificação MCT (NOGAMI e VILLIBOR, 1995)
Para a obtenção do coeficiente e’, além do coeficiente d’, é necessária a
determinação da porcentagem de perda por imersão (PI) do corpo de prova submetido
a este ensaio.
3.3.2.3 Ensaio de Perda de Massa por Imersão em Água
O ensaio de perda por imersão tem por objetivo distinguir o
comportamento laterítico do não laterítico quando estes possuem características
similares relacionadas ao coeficiente d’ e à inclinação da curva Mini-MCV (c’).
Os corpos de prova compactados segundo o procedimento Mini-MCV são
parcialmente extraídos dos moldes de compactação com macaco-hidráulico (Figura
3.21), de forma a ficar com 10 mm de saliência. Em seguida são imersos em um
recipiente com água, observando o comportamento nas primeiras horas. Após um
34
tempo mínimo de 12 horas, recolhe-se o material eventualmente desagregado do
corpo de prova em imersão, e, após seco, determina-se sua massa.
A Figura 3.22 apresenta um desenho esquemático da perda de massa por
imersão e na Figura 3.23 estão apresentadas fotos dos ensaios realizados neste
trabalho.
Figura 3.21: Macaco hidráulico utilizado neste trabalho para extração do corpo de prova
compactado no procedimento Mini-MCV.
Figura 3.22: Ensaio de Perda de Massa por Imersão (NOGAMI e VILLIBOR, 1995)
35
a) b)
Figura 3.23: Ensaio de perda de massa por imersão deste trabalho: a) solo s-1313 no início do
ensaio; b) solo s-1324 no final do ensaio
O cálculo do valor da perda de massa por imersão (PI) leva em
consideração o aspecto do material desprendido através do fator de desprendimento
(f) que é dado da seguinte forma:
Desprendimento do solo em bloco coeso: f = 0,5
Não desprendimento de solo: f = zero
Desprendimento esfarelado do solo: f = 1,0
A perda de massa por imersão se dá pela fórmula:
PI = Md
Ms × f × 100
Onde:
Md = massa que se desprende;
Ms = massa seca da parte saliente do corpo de prova ensaiado;
f = fator de desprendimento.
A curva Mini-MCV x PI (mostrada em linha pontilhada na Figura 3.19) é
obtida a partir dos valores calculados de perda de massa por imersão para cada teor
de umidade. Para fins classificatórios, o valor de “PI” a ser adotado é obtido nesta
curva, para valores de Mini-MCV correspondente a 10 ou 15, dependendo se a massa
36
específica aparente for considerada baixa ou alta respectivamente. Considera-se a
massa específica aparente baixa quando o corpo de prova de 200 gramas apresentar
uma altura final superior a 48 mm, e alta caso a altura final do corpo de prova for
inferior a 48 mm.
O valor característico da perda de massa por imersão de um solo,
associado ao valor do coeficiente d’, permite a determinação do segundo coeficiente
classificatório necessário para classificação de um solo no ábaco da Classificação
MCT. Este coeficiente, chamado e’, é expresso pela equação seguinte:
e′ = PI
100+
20
d′
1/3
Onde:
PI = perda de massa por imersão (%)
d′ = coeficiente angular do trecho reto da curva de compactação
correspondente a 12 golpes.
Nogami e Villibor, observando que o comportamento laterítico dos solos
manifesta-se quando d’ > 20 e PI < 100, estabeleceram uma linha horizontal
correspondente a e’= 1,15, que separa os solos de comportamento lateríticos dos não
lateríticos no ábaco da Classificação MCT, representada por uma linha tracejada.
Para definição do grupo granulométrico e de natureza a que pertence o
solo ensaiado, o gráfico classificatório (Figura 3.20) proposto por NOGAMI e
VILLIBOR (1981,1995) pode ser utilizado, através das variáveis c’ e e’.
3.3.2.4 Grupos MCT de Solos
A classificação geotécnica MCT é baseada na determinação de
propriedades mecânicas e hidráulicas em corpos de prova de 50 mm de diâmetro.
Nessas condições, é apropriada apenas para solos de granulação fina, passantes ou
com percentual desprezível retido na peneira 2,0 mm. Neste trabalho, de forma
aproximada, foi usado para a parte fina dos dois solos para inferir seu comportamento.
37
A classificação MCT divide os solos em dois grandes grupos: o grupo dos
solos de comportamento laterítico e o grupo dos solos de comportamento não
laterítico. No ábaco classificatório dos solos segundo a MCT apresentado na Figura
3.20 obtêm-se os diferentes grupos de solos, cujas características principais
apresentadas por NOGAMI e VILLIBOR (1995) são descritas a seguir.
I. Solos de comportamento laterítico (L):
Algumas das propriedades dos solos de comportamento laterítico que são
de interesse da engenharia de pavimentos são sua elevada capacidade de suporte
quando ensaiados no Mini-CBR, pequena perda desta capacidade por imersão em
água e baixa expansão volumétrica.
São solos com coloração predominantemente vermelha e/ou amarela, com
uma agregação muito forte das frações finas, resultando num aspecto poroso.
Os solos de comportamento laterítico podem ser divididos entre:
Areias lateríticas (LA):
Apresentam pouca coesão e baixa contração quando secos,
características pouco desejáveis para aplicação em bases.
Entretanto, quando adequadamente compactados, apresentam-
se relativamente permeáveis, com elevada capacidade de
suporte e módulo de resiliência relativamente elevados.
Solos arenosos lateríticos (LA’):
Possuem baixa massa específica aparente seca em condições
normais, baixa capacidade de suporte e podem ser colapsíveis.
Quando devidamente compactados, adquirem elevada
capacidade de suporte, elevado módulo de resiliência, baixa
permeabilidade, pequena contração por perda de umidade,
razoável coesão e pequena expansão por imersão em água.
Solos argilosos lateríticos (LG’):
38
Quando apresentam porcentagens elevadas de areia, tem um
comportamento parecido com os solos do grupo LA’, entretanto,
apresentam menores capacidades de suporte, módulos de
resiliência e massa específica aparente seca, maior plasticidade,
umidade ótima de compactação e contração por perda de
umidade. Por outro lado são mais resistentes à perda de massa
por imersão em água.
II. Solos de comportamento não laterítico (NL):
Ao contrário da classe dos solos lateríticos, as propriedades dos solos de
comportamento não laterítico de interesse da engenharia de pavimentos são a variada
capacidade de suporte quando ensaiados no Mini-CBR, grande perda desta
capacidade por imersão em água e expansão volumétrica variável, de baixa a muito
elevada.
Os solos de comportamento não laterítico podem ser divididos entre:
Areias não lateríticas (NA):
Quando devidamente compactados, possuem capacidade de
suporte pequena a média e, geralmente, são muito erodíveis.
Solos arenosos não lateríticos (NA’):
Quando a areia é mal graduada ou conter, na fração areia ou
silte, mica e/ou microcristais de caulinita e/ou haloisita, são
inapropriados para bases de pavimentos.
Solos siltosos não lateríticos (NS’):
Apresentam-se, geralmente, com baixa massa específica e
capacidade de suporte, podendo ser colapsíveis. Mesmo
quando compactados em condições apropriadas não
apresentam boas propriedades de interesse geotécnico.
Solos argilosos não lateríticos (NG’):
39
Quando compactados nas condições ótimas, apresentam as
características semelhantes às argilas tradicionais de países de
clima temperado muito plásticas e expansivas.
Existem algumas exceções, como nos seguintes casos:
a) Quando o ponto do gráfico situa-se próximo ao limite das classes L e N,
deverão ser considerados os critérios abaixo:
Laterítico (L) quando o PI decrescer para valores muito pequenos ou
zero no intervalo de Mini-MCV de 10 a 20, e a curva Mini-MCV = f (teor
de compactação) possuir concavidade para cima no intervalo de 1 a 15.
Será classificado como não laterítico (N) caso o PI apresente-se de
forma diferente e a curva citada anteriormente mostrar-se muito retilínea
ou possuir concavidade voltada para baixo;
Transicional quando o PI decresce no intervalo de Mini-MCV variando
de 10 a 20 e a curva de Mini-MCV = f (teor de umidade de
compactação) é retilínea, isto é, as condições não correspondem as
descritas no item acima. Nestes casos serão representados pelos
símbolos dos grupos adjacentes.
b) Quando os pontos que representam as amostras de solos ficam
localizados longe dos limites das classes L e N e não atendem as condições exigidas
no item a citado, deve-se colocar o grupo obtido em função do ponto classificatório
com o sinal de interrogação (?)
3.3.3 Curva de compactação Proctor
Para o presente trabalho foram aproveitados os ensaios de curva de
compactação dos solos s-1313, s-1324 e da canga de minério realizados em pesquisa
da engenheira Mariluce Ubaldo. Para o solo s-1324 (finos) e para as misturas não foi
40
possível a obtenção das curvas de compactação Proctor por falta de material
suficiente para a realização dos ensaios.
No presente trabalho, para obter os corpos de prova para os ensaios
mecânicos foram realizadas compactações do tipo Proctor, porém com dimensões
maiores e energia correspondente, como descrito a seguir.
Os ensaios de compactação foram realizados em corpos de prova 10 cm
de diâmetro e 20 cm de altura em moldes de cilindro tri-partido. A energia de
compactação intermediária foi aplicada em um aparelho compactador mecânico. Ao
fim de testes com vários teores de umidade é possível determinar a massa específica
aparente seca máxima (γs, em g/cm³) e a umidade ótima (𝑤𝑜𝑡𝑚 , em %) de cada
amostra. Os moldes tripartidos cilíndricos de 10 x 20 cm foram utilizados para moldar
os corpos de prova, e também serão utilizados nos ensaios de módulo de resiliência.
O ensaio de compactação foi realizado após a mistura ser deixada por
aproximadamente 24 horas na câmara úmida, adicionando água ao material em
quantidades estimadas de forma a gerar um gráfico de umidade x massa específica
seca (curva de compactação) com pelo menos dois pontos no ramo seco, dois pontos
no ramo úmido e um ponto próximo à umidade ótima, conforme recomendado na
norma NBR 7182/1986 (ABNT, 1986). A partir da curva de compactação pode-se
encontrar, por análise gráfica, a umidade ótima do material.
3.3.4 Ensaio Triaxial de Módulo de Resiliência
Um parâmetro de suma importância para o entendimento do
comportamento tensão-deformação dos materiais de pavimentação é o módulo de
resiliência. Por definição, o módulo de resiliência é o resultado da tensão desvio
aplicada repetidamente dividida pela deformação resiliente resultante. O módulo de
resiliência é um parâmetro fundamental em uma avaliação estrutural e na análise
mecanística de pavimentos.
41
A medição do módulo de resiliência de solos e brita é feita através de
ensaio triaxial confinado, que simula a passagem de veículos comerciais sobre o
pavimento pela aplicação de uma carga vertical cíclica. Os valores encontrados no
ensaio de módulo de resiliência são utilizados para o dimensionamento de pavimentos
através de métodos mecanísticos-empíricos.
3.3.4.1 Conceitos
Os materiais utilizados em compactação estão sob a ação antrópica do
tráfego, onde a solicitação dinâmica está sujeita a cargas de diferentes intensidades,
magnitudes e frequências ao longo do tempo (PERÇA, 2007).
Elasticidade é definida por BALBO (2007) como a propriedade de um dado
material não preservar deformações residuais, ou seja, o material recupera sua forma
inicial depois de terminada a ação das forças que o deformaram. E a plasticidade é
definida como a propriedade inversa, que é a capacidade do material de manter as
deformações residuais depois de cessados os esforços causadores dessa
deformação.
Nos ensaios triaxiais de carga repetida são aplicadas cargas cíclicas com o
objetivo de determinar o comportamento dos materiais em função do estado de
tensões (MALYSZ, 2009). O comportamento dos materiais submetidos a
carregamentos cíclicos é composto por uma parcela elástica e uma plástica (Figura
3.24). A resposta dos materiais ensaiados é composta por uma parcela elástica ou
resiliente (∆𝑟) e uma parcela plástica ou permanente (∆𝑝). A deformação resiliente é
calculada através da seguinte equação:
휀𝑟 =∆𝑟
𝑜
Onde:
휀𝑟 =deformação resiliente;
∆𝑟 =variação da altura do corpo de prova em cada ciclo de carga; e
42
𝑜 =altura inicial do corpo de prova.
E o Módulo de Resiliência por definição é calculado por:
𝑀𝑅 =𝜎𝑑
휀𝑟
Onde:
𝑀𝑅 =módulo de resiliência;
𝜎𝑑 =tensão de desvio; e
휀𝑟 =deformação resiliente.
Figura 3.24: Resposta típica do corpo de prova em um ensaio triaxial de carga repetida
(MALYSZ, 2009)
A aplicação de carga no ensaio triaxial de módulo de resiliência é semi-
senoidal, segundo BERNUCCI et al. (2008), pois é próxima a forma de carregamento
correspondente à passagem da roda. No ensaio, o tempo de duração da aplicação
total da carga é de 0,1 segundo e o repouso de 0,9 segundo. A Figura 3.25 mostra a
saída de um dos ensaios realizados no presente trabalho.
43
Figura 3.25: Tela do ensaio triaxial de MR em um ensaio do presente trabalho
3.3.4.2 Compactação do corpo de prova
Os procedimentos de laboratório para este trabalho seguiram as
descrições da NORMA DNIT 134/2010 – ME – Determinação do módulo de resiliência.
A compactação foi realizada, para os solos s-1313, s-1324, s-1324 (finos), para as
misturas com a canga de minério e para a canga de minério pura em corpos de prova
com 10 cm de diâmetro e 20 cm de altura, moldados em moldes de cilindro tri-partido.
Para os solos s-1313, s-1324 e para a canga de minério pura foram
considerados os valores de umidade ótima encontrados a partir da curva de
compactação de cada material. No caso do solo s-1324 (finos) a umidade ótima
considerada foi estimada por operador experiente e tendo como base os resultados do
ensaio MCT. E para as misturas a homogeneização foi feita próxima à umidade ótima,
considerando apenas a sensibilidade do técnico experiente.
Depois de homogeneizada, as amostras foram devidamente ensacadas,
seladas, identificadas e deixadas por, no mínimo, 24 horas na câmera úmida.
As amostras foram, então, compactadas em um compactador mecânico
(Figura 3.26) em cilindros tri-partido 10 x 20, com energia intermediária, aplicando uma
quantidade de golpes estabelecida a cada camada, totalizando 10 camadas.
44
Figura 3.26: Compactador mecânico do Laboratório de Geotecnia da COPPE/UFRJ
Terminada a compactação, o cilindro tri-partido é retirado do compactador,
o anel de alongamento é desacoplado e a superfície do corpo de prova é rasada,
preparando assim o corpo de prova para o ensaio triaxial (Figura 3.27).
Figura 3.27: Corpo de prova da mistura 1 compactado para o ensaio triaxial deste trabalho
3.3.4.3 Condicionamento e Ensaio
Após a compactação, os corpos de prova 10 x 20 foram cuidadosamente
desmoldados, retirando o cilindro tri-partido sem prejudicar a integridade do corpo de
45
prova, alocados sobre a prensa do equipamento triaxial para ensaios de MR da
COPPE/UFRJ, que possui sistema totalmente automatizado (Figura 3.28).
a) b)
Figura 3.28: Corpo de prova da mistura 1deste trabalho: a) desmoldado; b) posicionado no
equipamento triaxial para ensaio de MR
A Figura 3.29 ilustra esquematicamente o equipamento utilizado no ensaio
triaxial.
Figura 3.29: Esquema do equipamento de ensaios triaxiais de carga repetida (MEDINA e
MOTTA, 2005)
46
Nas Figuras 3.30 e 3.31 pode-se observar o posicionamento dos
medidores de deslocamento (LVDT) sobre o corpo de prova e o equipamento
completo durante a realização do ensaio triaxial de módulo de resiliência.
Figura 3.30: Posicionamento dos medidores (LVDT) sobre o corpo de prova em um ensaio
deste trabalho
Figura 3.31: Ensaio triaxial da mistura 1 em andamento
Conforme procedimento da norma mencionada anteriormente, todos os
solos receberam a mesma sequência de ensaio, primeiramente a fase de
47
condicionamento com 3 sequências de tensões e em seguida a fase de ensaio com 18
sequências de 10 ciclos para determinação de módulos de resiliência.
Na fase de condicionamento são aplicados 3 pares de tensões distintos
(confinante e desviadora), aplicando 500 repetições para cada tensão aplicada (Tabela
3.04). Esta fase tem por objetivo eliminar as grandes deformações permanentes que
ocorrem nas primeiras aplicações de tensão desviadora e reduzir o efeito da história
de tensões no valor do módulo de resiliência.
Tabela 3.04: Níveis de tensões para fase de condicionamento do ensaio triaxial (Medina e
Motta, 2005)
Terminada a fase de condicionamento, se inicia o procedimento para
determinação do módulo de resiliência, aplicando 18 pares de tensão (Tabela 3.05),
registrando as deformações resilientes através da medição de deslocamentos verticais
do corpo de prova por instrumentos conhecidos como LVDT (Linear Variable
Differential Transducers). Finalizada a execução do ensaio é gerado um relatório com
os pares de tensão, deformação resiliente e módulo de resiliência.
48
Tabela 3.05: Sequência de tensões para determinação do módulo de resiliência (DNIT
134/2010)
Foram realizados para este trabalho ensaios de módulo de resiliência para
duas misturas para mostrar a influência da canga de minério de ferro no
comportamento dos solos escolhidos para este estudo. Para analisar o
comportamento de um material quanto à sua resiliência existem alguns modelos,
apresentados por Bernucci et al. (2008), representados na Figura 3.32 e Figura 3.33.
49
Figura 3.32: Modelos clássicos de comportamento resiliente de solos (BERNUCCI et al., 2008)
Figura 3.33: Outros comportamentos de solos quanto à resiliência (BERNUCCI et al., 2008)
A Figura 3.32 mostra que para solos coesivos a deformação resiliente varia
consideravelmente com a tensão-desvio aplicada. Para baixas tensões-desvio o
módulo de resiliência varia com intensidade superior comparado ao seu
comportamento para altas tensões-desvio. Portanto, o solo coesivo utilizado na
composição do subleito, onde as tensões provenientes das cargas de rodas já foram
reduzidas, pode apresentar o módulo de resiliência significativamente maior que
aquele observado se o solo fosse empregado como base de pavimento. As tensões-
50
desvio diminuem com a profundidade, logo o módulo de resiliência aumentará. No
caso dos solos granulares, o módulo de resiliência varia com a tensão de
confinamento, o módulo de resiliência aumenta conforme a tensão confinante também
aumenta. Para níveis mais altos de tensão-desvio e baixas tensões de confinamento,
a deformação permanente passa a ser excessiva (BERNUCCI et al., 2008).
Alguns solos dependem tanto da tensão de confinamento como da tensão-
desvio (Figura 3.33), podendo ser classificados como de comportamento combinado
ou areno-argilosos. Para materiais estabilizados com porcentagens significativas de
cimento ou cal, o módulo de resiliência independente da tensão-desvio e da tensão de
confinamento, tendendo a ser constante; esse comportamento ocorre devido à
cimentação das partículas (BERNUCCI et al., 2008).
3.4 Dimensionamento de pavimento típico
O dimensionamento adequado de um pavimento asfáltico tem por objetivo
assegurar que a repetição da passagem dos eixos dos veículos não irá causar o
trincamento excessivo da camada de revestimento por fadiga dentro do período de
vida do projeto, bem como garantir que as espessuras das camadas de sua estrutura,
e suas características, sejam capazes de minimizar os efeitos do afundamento da
trilha de roda (acúmulo excessivo de deformação permanente), considerando a
compatibilidade entre as deformabilidades dos materiais (FRANCO, 2007).
Os fatores que afetam as estruturas dos pavimentos são diversos, tais
como: o volume de tráfego, o peso e pressão das rodas do carregamento, a variação
lateral da passagem dos veículos, a qualidade dos materiais, o efeito do clima,
principalmente da temperatura e da umidade, etc. O dimensionamento do pavimento é
elaborado com os parâmetros médios ou característicos, com um erro estatístico
considerado aceitável, por não ser possível obter informações exatas sobre os fatores
anteriormente citados.
51
Neste trabalho, para a análise dos resultados obtidos nos ensaios
realizados com o material estudado, o dimensionamento de pavimento típico foi
realizado com o programa de computador SisPavBr (FRANCO, 2007, 2014). Este
programa é uma atualização recente do SisPav (FRANCO, 2007), que foi
desenvolvido com o objetivo de realizar análises e dimensionamentos de estruturas de
pavimentos segundo os conceitos da mecânica dos pavimentos. O programa possui
duas opções de análise, uma é o dimensionamento da estrutura, em que o programa
analisa os dados de entrada e encontra a espessura da camada que atenda aos
requisitos de projeto. A outra análise só realiza uma verificação dos dados e requisitos
definidos pelo projetista e informa a vida de projeto que a estrutura pode suportar. A
Figura 3.34 apresenta o fluxograma básico de dimensionamento no qual Franco
(2007) se baseou para desenvolver o SisPav.
Figura 3.34: Fluxograma de Desenvolvimento do SisPav (Fonte: FRANCO, 2007).
52
Adotou-se uma estrutura de pavimento típico, no qual a espessura e as
propriedades mecânicas da camada de revestimento ficassem constantes, com as
propriedades da camada de base também fixadas, de maneira que só se possa mudar
as propriedades do subleito, dimensionando a camada de base para cada subleito e
para a adição de uma camada de sub-base composta apenas pela canga de minério.
A Figura 3.35 ilustra a estrutura do pavimento típico adotada. Os dados do
revestimento, base e subleito adotados são os sugeridos no exemplo do SisPavBr.
Eixo Padrão Rodoviário Pressão de pneus = 0,56 MPa Volume (1º ano)= 25000 Carga= 8,20 N= 2,500e+05
Mistura asfáltica (Concreto Asfáltico) 𝜈 = 0,33
Modelo elástico linear 𝑒 = 5,0 𝑐𝑚
𝑀𝑅 = 4000 𝑀𝑃𝑎
Base (BGS) 𝜈 = 0,35
Modelo elástico linear 𝑒 = 𝑣𝑎𝑟𝑖á𝑣𝑒𝑙 (𝑑𝑖𝑚𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜)
𝑀𝑅 = 500 𝑀𝑃𝑎
Sub-Base (canga de minério de ferro) 𝜈 = 0,35
Modelo composto 𝑒 = 20,0 𝑐𝑚 (𝑎𝑝𝑒𝑛𝑎𝑠 𝑛𝑎 𝑐𝑜𝑛𝑓𝑖𝑔𝑢𝑟𝑎çã𝑜 𝑏)
𝑀𝑅 = 𝐾1 ∙ 𝜎3𝐾2 ∙ 𝜎𝑑
𝐾3 (𝐾1, 𝐾2 𝑒 𝐾3variável)
Subleito 𝜈 = 0,40
Modelo composto 𝑒 = 𝑖𝑛𝑓𝑖𝑛𝑖𝑡𝑎
𝑀𝑅 = 𝐾1 ∙ 𝜎3𝐾2 ∙ 𝜎𝑑
𝐾3 (𝐾1, 𝐾2 𝑒 𝐾3variável)
Onde: 𝜈 = 𝑐𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑃𝑜𝑖𝑠𝑠𝑜𝑛; 𝑒 = 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑠𝑠𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑎 𝑐𝑎𝑚𝑎𝑑𝑎; 𝑀𝑅 = 𝑚ó𝑑𝑢𝑙𝑜 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑙𝑖ê𝑛𝑐𝑖𝑎; 𝜎3 = 𝑡𝑒𝑛𝑠ã𝑜 𝑐𝑜𝑛𝑓𝑖𝑛𝑎𝑛𝑡𝑒;𝜎𝑑 = 𝑡𝑒𝑛𝑠ã𝑜 𝑑𝑒𝑠𝑣𝑖𝑜.
Figura 3.35: Valores de tráfego e estrutura adotados no SisPavBr para este trabalho
Os dados do clima da cidade de Belo Horizonte, MG, presentes na base de
dados do SisPav (Figura 3.36), e os dados de tráfego, correspondentes a uma rodovia
de baixo volume de tráfego representada por um número N=250000 ou 2,5 × 105
53
(repetições do eixo padrão), também foram adotados para o dimensionamento (Figura
3.37).
Figura 3.36: Dados climáticos adotados no SisPavBr neste trabalho.
Figura 3.37: Características do tráfego adotado no SisPavBr neste trabalho.
54
Os parâmetros obtidos através das análises estatísticas dos módulos de
resiliência foram inseridos no SisPavBr, caracterizando os solos estudados neste
trabalho como subleito, dimensionando o pavimento através do critério de ruptura
estrutural por fadiga da mistura asfáltica.
As estruturas dimensionadas para cada material estudado neste trabalho
foram comparadas, tendo como parâmetro de comparação a espessura da camada de
base, e avaliadas a viabilidade técnica e, indiretamente, econômica.
55
4. Apresentação dos resultados
Os resultados obtidos através dos ensaios descritos no capítulo 3 estão
apresentados neste capítulo. Para melhor compreensão dos resultados e do
comportamento do material estudado, serão feitos comentários em cada tipo de
ensaio, tendo em vista que o objetivo da realização dos ensaios é avaliar e comparar o
potencial das misturas e dos solos para a utilização como material para compor uma
das camadas do pavimento.
A Tabela 4.01 apresenta a lista dos ensaios realizados neste trabalho.
Tabela 4.01: Quantidade de ensaios realizados neste trabalho
Ensaio S - 1313 S - 1324 S - 1324 (finos)
Canga Mistura
1 Mistura
2
Massa Específica 1 1 1 1 - -
Análise Granulométrica 1 - 1 1 - -
Limites de Atterberg 1 - 1 - - -
Curva de Compactação 1* 1* - 1*
MCT 1 - 1 - - -
MR 3 3 1 3 2 2
*Os ensaios de curva de compactação realizados com os solos S-1313, s-1324 e a Canga de minério foram aproveitados de pesquisa realizada sobre direção da pesquisadora Mariluce Ubaldo - COPPE/UFRJ
4.1 Caracterização Física
4.1.1 Massa Específica Real dos Grãos
A Tabela 4.02 apresenta os resultados obtidos pelo ensaio de picnômetro
para massa específica real dos grãos das duas amostras de solo e da canga de
minério.
Tabela 4.02: Massa específica real dos grãos dos materiais deste trabalho
Amostra Massa específica real dos grãos (Gs)
S – 1313 S - 1324 (finos)
2,767 2,965
Canga 3,698
56
Os resultados apresentados na Tabela 4.02 mostram que os materiais que
tem maior quantidade de ferro apresentam densidade maior.
4.1.2 Limites de Atterberg
A Tabela 4.03 apresenta os resultados obtidos para os Limites de
Atterberg, Limite de Liquidez (LL) e Limite de Plasticidade (LP), e o Índice de
Plasticidade (IP) dos solos utilizados neste trabalho.
Tabela 4.03: Limites de Atterberg das duas amostras de solo deste estudo
Material LL (%) LP (%) IP (%)
s-1313 31,0 17,5 13,5
s-1324 (finos) 50,5 27,7 22,8
O solo s-1324 (finos) apresentou limite de liquidez maior que o solo s-
1313, portanto é possível que o solo s-1324 seja mais compressível que o s-1313, já
que quanto maior o LL, mais compressível costuma ser o solo. Estes resultados estão
compatíveis com a granulometria mais fina da amostra s-1324 em relação ao solo s-
1313.
Não foram feitos estes ensaios para a canga de minério por ser este um
material com maior porcentagem de graúdos e médios.
4.1.3 Análise Granulométrica
As composições granulométricas dos solos s-1313 e s-1324 (finos) obtidas
através dos métodos descritos no capítulo 3 estão representadas na tabela 4.04,
indicando o percentual de argila, silte, areia (fina, média e grossa) e pedregulho
encontrados em cada amostra. Também se indica os dados para a canga de minério
para o qual foi feito somente o peneiramento devido seu baixo percentual de finos.
57
Tabela 4.04: Composição granulométrica dos materiais deste estudo
Amostra Argila (%) Silte (%)
Areia Pedregulho
(%) Fina (%)
Média (%)
Grossa (%)
s-1313 34,6 23,0 29,8 7,7 1,8 3,1
s-1324 (finos) 20,3 59,9 12,3 3,9 2,7 0,8
Canga 14,0 31,3 15,7 13,2 25,8
Pode-se observar que o solo s-1313 apresenta alto percentual de argila e
de areia, enquanto o solo s-1324 apresenta maior percentual de silte, a princípio já
indicando material problemático.
As curvas granulométricas dos solos estão representadas na figura 4.01.
Figura 4.01: Curvas granulométricas dos solos S-1313 e S-1324 e da canga deste trabalho.
4.1.4 Classificação SUCS
Através dos limites de Atterberg e da granulometria, pode-se encontrar os
índices de classificação SUCS (Sistema Unificado de Classificação de Solos),
58
elaborado pelo professor CASAGRANDE (1948), que estão apresentados na Tabela
4.05. A Figura 4.02 mostra o esquema utilizado na classificação SUCS.
Tabela 4.05: Classificação SUCS dos solos deste estudo
Material Índice
S - 1313 CL
S – 1324 (finos) CH
Os índices apresentados mostram que os solos pertencem ao grupo das
argilas, sendo o solo s-1313 uma argila de baixa compressibilidade (CL) e o solo s-
1324 argila de alta compressibilidade (CH).
Segundo SOUZA (1980), o solo classificado como CH, corresponde a uma
Argila inorgânica de alta plasticidade, não sendo recomendável para base de
pavimentos.
Figura 4.02: Esquema para classificação pelo Sistema Unificado (PINTO, 2006)
4.1.5 Classificação TRB
A classificação TRB é feita baseada na granulometria e limites de
Atterberg do material. Esta classificação de solos é normalizada pela AASHTO (1973)
e empregada em vários países para aplicações rodoviárias. A tabela 4.06 apresenta a
59
classificação TRB do material utilizado neste trabalho. A Figura 4.03 mostra o
esquema utilizado para obter a classificação TRB.
Tabela 4.06: Classificação TRB dos solos deste estudo
Material Índice
S - 1313 A-6
S – 1324 (finos) A-7-6
De acordo com esta classificação, pode-se observar que o solo s-1313 foi
classificado como A-6, solos argilosos, podendo conter misturas argilo-arenosas,
sujeitos a grandes variações volumétricas (BASTOS, 2008).
Esta classificação vem sendo criticada quanto à real avaliação de solos
lateríticos, no entanto este não é o caso dos materiais estudados neste trabalho.
Figura 4.03: Esquema para classificação de solos pelo sistema rodoviário TRB (PINTO, 2006).
4.2 Caracterização MCT
Os solos s-1313 e s-1324 (finos) podem ser classificados segundo a
classificação MCT a partir dos resultados dos ensaios descritos no capítulo 3. A tabela
60
4.07 apresenta os resultados de classificação MCT da parte fina dos dois solos deste
estudo.
Tabela 4.07: Classificação MCT dos dois solos deste estudo
Material c' d' PI e' Índice MCT
S - 1313 1,54 41,2 160 1,29 NG'
S – 1324 (finos) 1,37 20 130 1,32 NS’
O solo s-1313 classificou-se como solo argiloso não lateríticos (NG’),
estando em acordo com a composição granulométrica que apresentou alto percentual
de argila. Os solos argilosos não lateríticos, quando compactados nas condições
ótimas, geralmente apresentam-se muito plásticos e expansivos, podendo ser
semelhante às argilas tradicionais de países de clima temperado.
O solo s-1324 (finos) pode ser classificado como solo siltoso não laterítico
(NS’), considerando o ábaco de classificação MCT (figura 4.11) e sua análise
granulométrica apresentou alto percentual de silte. A classificação MCT da parte fina
do solo s-1324 apresenta significativa diferença comparada ao solo original (incluso o
material graúdo), se consideradas as informações inicialmente dadas pelo fornecedor
dos materiais que indicava o material como sendo um cascalho laterítico argiloso. Para
este trabalho, essa diferença não será analisada por não se ter conhecimento da
procedência da classificação feita pelo fornecedor.
Pode-se observar que os valores do coeficiente c’ encontrados estão de
acordo com os valores típicos apresentados na Tabela 3.03. No entanto os valores do
coeficiente d’ fogem aos valores previstos apresentados na Tabela 3.02.
Os resultados do ensaio MCT podem ser observados da figura 4.04 à
figura 4.11.
61
Figura 4.04: Determinação do coeficiente c’ (solo s-1313) deste trabalho
Figura 4.05: Determinação do coeficiente d’ (solo s-1313) deste trabalho
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
14,00
16,00
1 10 100 1000
A4n
-A
n
Número de Golpes
Determinação do Coeficiente de Deformabilidade c' Curva Mini-MCV 10
1
2
3
4
5
13,0
14,0
15,0
16,0
17,0
14 16 18 20 22 24 26 28
Peso
esp
ecíf
ico
ap
are
nte
seco
(kN
/m3)
Umidade (%)
Determinação do Coeficiente de Compactação d' Curva de compactação 12 golpes
8 golpes
12 golpes
16 golpes
62
Figura 4.06: Determinação da perda de massa por imersão (solo s-1313) deste trabalho
Figura 4.07: Classificação MCT (solo s-1313) deste trabalho
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
240
260
280
300
320
340
5 10 15 20
Perd
a d
e m
assa p
or
imers
ão
(%
)
Mini-MCV
Determinação da Perda de Massa por Imersão Condição de Mini-MCV 10 (baixa) ou 15 (alta)
0,5
0,7
0,9
1,1
1,3
1,5
1,7
1,9
2,1
0 0,5 1 1,5 2 2,5
e'
c'
Classificação MCT
LG '
NG '
NA'
NS '
LA '
NA
LA
63
Figura 4.08: Determinação do coeficiente c’ (solo s-1324) deste trabalho
Figura 4.09: Determinação do coeficiente d’ (solo s-1324) deste trabalho
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
14,00
1 10 100 1000
A4n
-A
n
Número de Golpes
Determinação do Coeficiente de Deformabilidade c' Curva Mini-MCV 10
1
2
3
4
5
13,0
14,0
15,0
16,0
17,0
22 24 26 28 30 32
Peso
esp
ecíf
ico
ap
are
nte
seco
(kN
/m3)
Umidade (%)
Determinação do Coeficiente de Compactação d' Curva de compactação 12 golpes
8 golpes
12 golpes
16 golpes
64
Figura 4.10: Determinação da perda de massa por imersão (solo s-1324) deste trabalho
Figura 4.11: Classificação MCT (solo s-1324) deste trabalho
020406080
100120140160180200220240260280300320340360380
5 10 15 20
Perd
a d
e m
assa p
or
imers
ão
(%
)
Mini-MCV
Determinação da Perda de Massa por Imersão Condição de Mini-MCV 10 (baixa) ou 15 (alta)
0,5
0,7
0,9
1,1
1,3
1,5
1,7
1,9
2,1
0 0,5 1 1,5 2 2,5
e'
c'
Classificação MCT
LG '
NG '
NA'
NS '
LA '
NA
LA
65
4.3 Compactação Proctor
Para este trabalho, foram considerados os resultados de umidade ótima
obtidos pela curva de compactação dos solos s-1313, s-1324 e canga, ensaios
aproveitados de pesquisa realizada pela engenheira Mariluce Ubaldo. Para a parte fina
do solo s-1324 não foi possível a realização da curva de compactação Proctor por não
haver disponibilidade de material suficiente para a realização do ensaio. Sendo assim,
os corpos de prova para realização dos ensaios triaxial para o solo s-1324 (finos)
foram homogeneizados com umidade próxima a ótima, estimada mediante os
resultados do ensaio de MCT e experiência do operador. Para as misturas, os corpos
de prova foram homogeneizados próximos às umidades ótimas considerando apenas
a experiência do operador.
A tabela 4.08 apresenta os valores de umidade ótima considerados para
cada material e os valores encontrados para cada corpo de prova após a realização do
ensaio triaxial.As folhas de ensaio podem ser observadas no Anexo A.
Tabela 4.08: Umidades e Massa específica máxima seca dos materiais deste estudo
Material/ Mistura
Umidade Ótima (%)
Teor de umidade verificado após ensaio (%)
Massa específica máxima seca (g/cm³)
S – 1313 18,4
17,6
1,722 17,9
17,8
S – 1324 24,6
24,3
1,523 25,1
25,3
S – 1324 (finos) 30,0* 29,5
1,518 -
Canga 8,3
8,2
2,465 8,1
8,6
Mistura 1 - 11,07
2,049 11,48
Mistura 2 - 12,19
1,881 12,74
*Valor médio possível para a umidade ótima do solo s-1324 (finos) estimado pelo ensaio de MCT
66
4.4 Ensaio de Módulo de Resiliência (MR)
Os ensaios de módulo de resiliência foram realizados em duplicata (dois
corpos de prova moldados com as mesmas condições de umidade e energia) para as
misturas e em triplicata (três corpos de prova moldados com as mesmas condições de
umidade e energia) para os solos S-1313 e S-1324 (incluindo a porção de material
graúdo), e para a canga de minério. Para o solo S-1324 (apenas finos) foi prevista a
realização de dois ensaios, porém os corpos de prova não suportaram as tensões
aplicadas durante o ensaio triaxial, sendo possível a realização de apenas um ensaio,
sem a etapa de condicionamento. É possível que a umidade de moldagem tenha sido
inadequada. Os resultados completos de cada ensaio estão apresentados no Anexo B.
Os modelos de análise utilizados foram:
I. Para tensão de desvio: 𝑀𝑅 = 𝐾1 ∙ 𝜎𝑑𝐾2
II. Para tensão confinante: 𝑀𝑅 = 𝐾1 ∙ 𝜎3𝐾2
III. Para tensão desvio e tensão confinante (Modelo composto):
𝑀𝑅 = 𝐾1 ∙ 𝜎3𝐾2 ∙ 𝜎𝑑
𝐾3
A partir das deformações resilientes registradas, determinam-se os valores
de módulo de resiliência em função dos pares de tensãoσd eσ3 aplicados nos corpos
de prova. Ao término do ensaio são gerados gráficos em escala logarítmica que
representam os resultados da relação entre módulo de resiliência e as tensões desvio
(σd ) e confinante (σ3) aplicadas.
Este tipo de ensaio é fundamental para a verificação da aplicabilidade de
cada material na estrutura de um pavimento.
A Tabela 4.09 apresenta os resultados obtidos para o modelo de tensão
confinante para todos os ensaios realizados.
67
Tabela 4.09: Coeficientes do modelo de MR em função da tensão confinante para os materiais
deste estudo
Material/ Mistura Corpo de
Prova K1 K2 R²
S-1313
1 253,700 0,135 0,090
2 196,400 0,008 0,000
3 294,020 0,121 0,125
S-1324
1 71,598 -0,236 0,017
2 66,271 -0,186 0,106
3 147,260 0,119 0,186
S-1324 (finos) 1 28,637 -0,175 0,083
Canga (s-1333)
1 706,960 0,430 0,803
2 335,080 0,141 0,076
3 416,420 0,212 0,185
Mistura 1 (50% canga e 50% s-1313)
1 460,130 0,262 0,559
2 600,850 0,404 0,868
Mistura 2 (50% canga e
50% s-1324 finos)
1 140,730 0,037 0,006
2 119,650 -0,033 0,004
As linhas de tendência geradas pelos gráficos dos modelos de análise para
tensão confinante estão apresentadas nas Figuras 4.12 e 4.13. Pode-se observar que
os valores de módulo de resiliência do solo s-1313 são inferiores aos da canga, e
sofrem variação irrisória com o aumento da tensão confinante, compatível com a
característica granulométrica deste material. A mistura do solo s-1313 com a canga
apresentou valores de módulo de resiliência maiores que o solo puro conforme a
tensão confinante aumenta, e menores do que da canga pura. Houve, portanto, uma
pequena melhoria do solo natural quanto à deformabilidade.
O solo s-1324 (finos) apresentou valores de módulo de resiliência muito
baixos (na média de 50 MPa), e mostrou significativa melhora ao ser misturado com a
canga. Essa mistura obteve valores de módulo de resiliência próximos aos resultados
encontrados para o solo s-1324 com material graúdo, e esses valores se mostraram
invariantes com o aumento da tensão confinante.
68
Figura 4.12: Módulo Resiliente x Tensão confinante (s-1313, canga e mistura 1) deste trabalho
Figura 4.13: Módulo Resiliente x Tensão confinante (s-1324, s-1324 finos, canga e mistura 2)
deste trabalho
0
50
100
150
200
250
300
350
400
0,01 0,10 1,00
Mó
du
lo R
esil
ien
te (
MP
a)
Tensão Confinante (MPa)
1313+canga cp11313+canga cp21313 cp1
1313 cp2
canga cp2
0
50
100
150
200
250
300
350
400
0,01 0,10 1,00
Mó
du
lo R
esil
ien
te (
MP
a)
Tensão Confinante (MPa)
Módulo X Tensão Confinante
1324(finos) +canga cp11324(finos) +canga cp21324 cp1
1324 cp2
1324 cp3
1324 (finos)
69
A Tabela 4.10 apresenta os resultados obtidos para o modelo do MR em
função da tensão desvio para todos os ensaios triaxiais realizados neste estudo.
Tabela 4.10: Coeficientes do modelo de análise do MR com tensão desvio para os materiais
deste estudo
Material/ Mistura Corpo
de Prova K1 K2 R²
S-1313
1 160,760 0,032 0,008
2 142,110 0,133 0,140
3 191,210 -0,037 0,018
S-1324
1 65,342 -0,347 0,497
2 58,570 -0,290 0,391
3 105,110 0,002 0,000
S-1324 (finos) 1 19,806 -0,350 0,531
Canga
1 348,680 0,231 0,351
2 210,580 0,028 0,004
3 251,520 0,042 0,010
Mistura 1 (50% canga e 50% s-1313)
1 270,080 0,096 0,113
2 310,390 0,218 0,384
Mistura 2 (50% canga e
50% s-1324 finos)
1 103,130 -0,090 0,057
2 94,115 -0,148 0,126
As linhas de tendência geradas pelos gráficos concebidos pelos modelos
de análise para tensão desvio estão apresentadas nas Figuras 4.14 e 4.15. Pode-se
observar que os valores de módulo de resiliência do solo s-1313 são inferiores aos da
canga, e sofrem variação irrisória com o aumento da tensão desvio. A mistura do solo
s-1313 com a canga apresentou valores de módulo de resiliência maiores que o solo
puro e mostrou uma mudança de comportamento em relação à tensão desvio,
aumentando os valores de módulo conforme a tensão desvio aumenta.
O solo s-1324 (finos) apresentou valores de módulo de resiliência muito
baixos e mostrou significativa melhora ao ser misturado com a canga. Essa mistura
obteve valores de módulo de resiliência próximos aos resultados encontrados para o
solo s-1324 com material graúdo. O comportamento do módulo de resiliência da
70
mistura considerando a tensão desvio se mostrou semelhante ao solo s-1324 (finos),
diminuindo conforme a tensão desvio aumenta, porém apresentando valores maiores.
Figura 4.14: Módulo Resiliente x Tensão desvio (s-1313, canga e mistura 1) deste trabalho
Figura 4.15: Módulo Resiliente x Tensão desvio (s-1324, s-1324 finos, canga e mistura 2)deste
trabalho
0
50
100
150
200
250
300
350
400
0,01 0,10 1,00
Mó
du
lo R
esil
ien
te (
MP
a)
Tensão Desvio (MPa)
1313+canga cp11313+canga cp21313 cp1
1313 cp2
canga cp2
canga cp3
0
50
100
150
200
250
300
350
400
0,01 0,10 1,00
Mó
du
lo R
esil
ien
te (
MP
a)
Tensão Desvio (MPa)
Módulo X Tensão Desvio
1324(finos)+canga cp11324(finos) +canga cp21324 cp1
1324 cp2
1324 cp3
1324 (finos)
canga cp2
canga cp3
71
A análise do MR utilizando o modelo composto, que leva em conta
simultaneamente a tensão desvio e a tensão confinante, foi realizada através do
programa de computador STATISTICA. Este programa é um software que provê um
conjunto de ferramentas para análise estatística, gestão e visualização de bases de
dados. O Anexo C contém as saídas do programa nas análises realizadas neste
trabalho, e a Tabela 4.11 apresenta os resultados obtidos no modelo composto.
Tabela 4.11: Coeficientes do modelo composto para cada ensaio triaxial deste estudo
Material/ Mistura
Corpo de Prova
K1 K2 K3 R²
S-1313
1 277,530 0,430 -0,340 0,590
2 193,550 0,350 -0,450 0,690
3 339,800 0,430 -0,330 0,780
S-1324
1 46,670 0,170 -0,710 0,830
2 43,890 0,260 -0,720 0,820
3 167,440 0,320 -0,210 0,710
S-1324 (finos) 1 15,910 0,270 -0,760 0,850
Canga
1 833,300 0,540 -0,070 0,930
2 342,130 0,410 -0,340 0,500
3 458,270 0,410 -0,220 0,530
Mistura 1 (50% canga e 50% s-1313)
1 548,900 0,470 -0,190 0,880
2 680,330 0,530 -0,104 0,960
Mistura 2 (50% canga e
50% s-1324 finos)
1 130,970 0,310 -0,390 0,530
2 93,020 0,270 -0,500 0,598
A Tabela 4.12 apresenta os valores dos coeficientes do modelo compostos
obtidos no programa STATISTICA utilizando todos os resultados de módulo de
resiliência obtidos para um mesmo material ou mistura em uma mesma análise. Ou
seja, para os ensaios feitos em triplicata, os valores de módulo de resiliência obtidos
nos três ensaios foram introduzidos na mesma análise do STATISTICA, gerando um
único modelo composto para cada material. Estes resultados foram utilizados no
dimensionamento, embora os ajustes do modelo tenham sido piores.
72
Tabela 4.12: Coeficientes do modelo composto de MR dos materiais deste trabalho
Material/ Mistura
K1 K2 K3 R²
S-1313 265,615 0,407 -0,377 0,630
S-1324 80,399 0,239 -0,485 0,570
S-1324 (finos) 15,910 0,270 -0,760 0,850
Canga 523,442 0,449 -0,198 0,570
Mistura 1 608,144 0,501 -0,150 0,890
Mistura 2 110,466 0,296 -0,453 0,550
4.5 Dimensionamento de Pavimento Típico
Com o intuito de avaliar o comportamento dos solos, da canga de minério
de ferro e as misturas solo-canga estudados neste trabalho como materiais
constituintes das camadas de um pavimento, foi utilizado o programa computacional
SisPavBr (FRANCO, 2007, 2014).
Os solos foram analisados como material constituinte do subleito,
caracterizando a situação em que estes solos se encontram como solo original no
local da execução do pavimento e as misturas com a canga funcionariam como um
reforço de subleito na tentativa de diminuir a contribuição destes solos para as
deflexões e afundamentos. Além disto, serviria para dar destinação a este resíduo da
exploração de minério de ferro, tão comum na região de Belo Horizonte, MG.
A camada de revestimento em concreto asfáltico foi fixada com 5,0 cm de
espessura. Verificou-se, então, o comportamento do dimensionamento da camada de
base, constituída por brita graduada simples (BGS), em três configurações da
estrutura do pavimento:
a) Camada de revestimento, base e subleito (Figura 4.16a);
b) Camada de revestimento, base, sub-base de canga de minério de ferro
(com espessura de 20,0 cm) e subleito (Figura 4.16b);
73
c) Camada de revestimento, base,reforço de subleito constituído pela
mistura da canga de minério ao solo e subleito (Figura 4.16c)
Figura 4.16: Esquema dos pavimentos típicos analisados para cada solo neste trabalho.
Cabe dizer que foi testada a substituição da camada de base de Brita
graduada pela canga pura, mas as espessuras encontradas foram muito elevadas
tendo em vista a não linearidade elevada do módulo de resiliência deste material
(k2=0,449) em relação ao módulo constante adotado neste exemplo para a brita.
Assim, a posição de sub-base é a que será comparada aos casos de mistura canga-
solo.
As análises foram realizadas mediante três considerações diferentes para
os valores de k1, k2 e k3. Para todas as considerações, os valores de tráfego e de
estrutura adotados podem ser observados na Figura 4.16, onde a maior parte destes
parâmetros foram encontrados na base de dados do SisPavBr.
A primeira consideração adotou as médias dos valores de k1, k2 e k3
obtidos para cada ensaio. A segunda consideração adotou as os valores de k1, k2 e
k3 do melhor ajuste dentre os ajustes obtidos para cada ensaio, ou seja, considerou-
se o ajuste cujo valor de R² mais se aproxima de 1. A terceira consideração adotou os
valores de k1, k2 e k3 obtidos pela entrada de todos os valores de módulo de
resiliência, em uma mesma análise do STATISTICA, para cada material ou mistura
(tabela 4.12). Com esses valores foram realizadas duas análises, uma para cada solo
estudado neste trabalho.
a) b) c)
Concreto Asfáltico Concreto Asfáltico Concreto Asfáltico
BGS BGS BGS
Subleito (solo estudado) Canga de Minério Reforço de Subleito (mistura estudada)
Subleito (solo estudado) Subleito (solo estudado)
74
A Figura 4.17, também apresentada no capítulo 3, apresenta os valores de
tráfego e estruturas adotados no SisPavBr neste trabalho.
Eixo Padrão Rodoviário Pressão de pneus = 0,56 MPa Volume (1º ano)=25000 Carga (ton)= 8,20 N= 2,500 e+05
Mistura asfáltica (Concreto Asfáltico) 𝜈 = 0,33
Modelo elástico linear 𝑒 = 5,0 𝑐𝑚
𝑀𝑅 = 4000 𝑀𝑃𝑎
Base (BGS) 𝜈 = 0,35
Modelo elástico linear 𝑒 = 𝑣𝑎𝑟𝑖á𝑣𝑒𝑙 (𝑑𝑖𝑚𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜)
𝑀𝑅 = 500 𝑀𝑃𝑎
Sub-Base (canga de minério de ferro) 𝜈 = 0,35
Modelo composto 𝑒 = 20,0 𝑐𝑚 (𝑎𝑝𝑒𝑛𝑎𝑠 𝑛𝑎 𝑐𝑜𝑛𝑓𝑖𝑔𝑢𝑟𝑎çã𝑜 𝑏)
𝑀𝑅 = 𝐾1 ∙ 𝜎3𝐾2 ∙ 𝜎𝑑
𝐾3 (𝐾1, 𝐾2 𝑒 𝐾3variável)
Subleito 𝜈 = 0,40
Modelo composto 𝑒 = 𝑖𝑛𝑓𝑖𝑛𝑖𝑡𝑎
𝑀𝑅 = 𝐾1 ∙ 𝜎3𝐾2 ∙ 𝜎𝑑
𝐾3 (𝐾1, 𝐾2 𝑒 𝐾3variável)
Onde: 𝜈 = 𝑐𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑃𝑜𝑖𝑠𝑠𝑜𝑛;𝑒 = 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑠𝑠𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑎 𝑐𝑎𝑚𝑎𝑑𝑎;𝑀𝑅 =𝑚ó𝑑𝑢𝑙𝑜 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑙𝑖ê𝑛𝑐𝑖𝑎;𝜎3 = 𝑡𝑒𝑛𝑠ã𝑜 𝑐𝑜𝑛𝑓𝑖𝑛𝑎𝑛𝑡𝑒;𝜎𝑑 = 𝑡𝑒𝑛𝑠ã𝑜 𝑑𝑒𝑠𝑣𝑖𝑜.
Figura 4.17: Valores de tráfego e estrutura adotados no SisPavBr para este trabalho
O dimensionamento não apresentou diferença significativa entre as três
considerações. Sendo assim, escolheu-se apresentar os valores obtidos com cálculo
com o SisPavBr para o dimensionamento da camada de base para a terceira
consideração de coeficientes k1, k2 e k3 em cada configuração de estrutura (a, b, c).
Para cada um dos solos estudados, considerando os valores efetivamente calculados,
a Tabela 4.15 apresenta os resultados.
No entanto, construtivamente não há como considerar esta precisão de
espessura, principalmente para materiais granulares. Assim, na Tabela 4.16
75
apresentam-se os valores de espessura da base adotados considerando os controles
construtivos habituais deste tipo de camada de base granular.
Tabela 4.15: Valores obtidos pelas análises com SisPavBr nas condições deste trabalho.
Configuração Espessura da base (cm)
s-1313 s-1324 (finos)
a 27,2 34,4
b 29,6 33,8
C 30,3 33,4
Tabela 4.16: Valores adotados para espessura da base nas configurações das estruturas
analisadas neste trabalho
Configuração Espessura da base (cm)
s-1313 s-1324 (finos)
a 30 35
b 30 35
c 30 35
Com os ajustes operacionais, vê-se que, para os dois solos as três
situações conduzem à mesma espessura de base, considerando então como mais
adequada a solução de se considerar a sub-base de canga como forma de dar destino
ao material.
76
5. Considerações finais
5.1 Conclusões
Este trabalho buscou avaliar o uso de uma amostra de canga de minério
como material de base e sub-base e como reforço de subleito misturado a dois solos
do local de uma obra de rodovia em Minas Gerais. Como a canga é abundante nesta
região, e é granular, decidiu-se avaliar a possibilidade da contribuição da adição de
canga de minério a dois solos finos de características não adequadas para fins de
pavimentação. Para isso, foram realizados ensaios para caracterizar física e
mecanicamente os solos, e as misturas destes com a canga de minério para avaliação
do módulo de resiliência e assim poder verificar o dimensionamento do pavimento
utilizando estes materiais.
Portanto, os principais intuitos deste trabalho foram o de avaliar o uso da
canga pura e tentar melhorar as condições de dois solos com o uso da canga de
minério, dando à canga um destino mais útil, econômico e ecologicamente correto do
que o seu descarte ou o seu dispendioso aproveitamento na extração de ferro.
Analisando os resultados, foi possível chegar às conclusões apresentadas neste
capítulo.
As principais observações sobre a canga de minério pura e a sua adição
aos dois solos estão listadas abaixo:
Os módulos de resiliência obtidos mostram que:
A canga de minério tem um comportamento melhor que os
solos puros, com maiores valores de módulo de resiliência,
e consequentemente sua adição aos solos aumentou os
valores de módulo de resiliência dos solos.
O aumento dos valores de módulo de resiliência dos solos
com a adição da canga de minério foi significativo para o
77
solo s-1324 (finos), alcançando valores de módulo de
resiliência parecidos com o solo s-1324 com a parte
granular original, o que mostra a eficiência da canga para
estabilizar granulometricamente um solo fino de módulo de
resiliência baixo.
A canga é um material possível de ser utilizado
individualmente, tendo em vista seus valores de módulo de
resiliência e características físicas.
Os dimensionamentos de pavimento típico mostram que:
Para o subleito de solo s-1313, a espessura da camada de
base de brita é a mesma quando adicionada uma camada
de sub-base de canga de minério e também quando a
canga é misturada ao subleito, mostrando que a adição de
canga na proporção estudada a este solo para fins de
pavimentação não foi capaz de reduzir a base.
Quando o subleito é de solo s-1324 (finos), a espessura da
camada de base permaneceu a mesma com a adição da
camada de sub-base de canga e também quando a canga é
misturada ao subleito. Portanto, a adição da canga de
minério ao solo s-1324 (finos) não mostrou melhora no
comportamento deste solo na composição geral do
pavimento ao diminuir a espessura da camada de base.
Apesar de não ter melhorado o comportamento dos solos
para as composições de pavimento estudadas neste
trabalho, a canga de minério não piorou o comportamento
dos solos. Portanto, tem-se como mais adequada a solução
de se considerar a sub-base de canga como forma de dar
destino ao material.
78
A proporção da mistura da canga de minério com os dois solos
estudados neste trabalho (50% canga e 50% solo) não se mostrou
eficiente para a estabilização destes solos, porém outras
proporções de mistura podem apresentar melhor comportamento.
5.2 Sugestões para pesquisas futuras
Analisar o comportamento das misturas de canga de minério com
solos finos com diferentes porcentagens de canga e solo.
Analisar a influência da adição da canga na expansibilidade de
solos muito expansíveis.
Analisar a utilização do material estudado neste trabalho para
outras composições de pavimentos.
Analisar a deformação permanente do material estudado para
caracterizar melhor o comportamento dos solos e da canga de
minério.
Analisar o uso da cal ou cimento nas composições com solos e
para a canga (granular) de cimento.
79
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85
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86
Anexo A
Curva de compactação solo s-1313:
87
Curva de compactação solo s-1324:
88
Curva de compactação Canga de minério(s-1333):
89
Anexo B
Origem No do C.P.: 1
Energia: Estaca/km: 780
Freq: Data (ensaio): 24/09/2014
10 cm (mm/mV)
20 cm (mm)
g
% %
g/cm3
g/cm3
1 264 0,210 0,000078
2 162 0,410 0,000254
3 128 0,620 0,000482
1 295 0,340 0,000116
2 136 0,690 0,000506
3 108 1,030 0,000955
1 182 0,510 0,000281
2 126 1,030 0,000818
3 123 1,540 0,001260
1 159 0,690 0,000431
2 136 1,370 0,001010
3 145 2,060 0,001420
1 193 1,030 0,000533
2 184 2,060 0,001117
3 194 3,090 0,001594
1 248 1,370 0,000554
2 227 2,750 0,001208
3 230 4,120 0,001794
1
1
3,325
196,675
956-2014
S=1313
Altura final CP (mm)
Def. Cond (mm) 2,853 Def. Total (mm)
200
1,370
1,370
1,370
0,690
1,030
0,510
1,030
1,030
0,510
0,510
0,690
0,690
0,210
0,210
0,210
0,340
0,340
0,340
0,103
0,206
0,309
0,137
0,275
0,412
0,051
0,103
0,154
0,069
0,137
0,206
0,021
0,041
0,062
0,034
0,069
0,103
0,103
0,103
0,103
0,137
0,137
0,137
0,051
0,051
0,051
0,069
0,069
0,069
Tensão Desvio
(MPa)
Rodovia:
Operador(es): Roberto
DADOS DO CORPO DE PROVA
COPPE/UFRJ Programa de Engenharia Civil
LABORATÓRIO DE GEOTECNIA - SETOR DE PAVIMENTOS
ENSAIO DE MÓDULO RESILIENTE
Amostra:
Constante dos LVDTs:
intermediária
DADOS ADICIONAIS
Deformaçã
o específica
resiliente
Altura: Distância entre apoios:
Peso úmido: Energia :
Umidade: Umidade ótima (%)
Tensão
Confinante
(kgf/cm2)
Tensão Confinante
(MPa)
0,021
0,021
0,034
0,034
0,034
Diâmetro :
Mas. específica
aparente seca:
Massa específica
aparente seca,
Tensão
Desvio
(kgf/cm2)
=======
Protocolo
Módulo
Resiliente
(MPa)
ciclo
0,021
y = 253,7x0,1345
R² = 0,0899
10
100
1000
0,01 0,1 1
Módulo
Resilie
nte
(M
Pa)
Tensão Confinante (MPa)
y = 160,76x-0,032
R² = 0,0076
10
100
1000
0,010 0,100 1,000
Módulo
Resilie
nte
(M
Pa)
Tensão Desvio (MPa)
90
Origem No do C.P.: 2
Energia: Estaca/km: 780
Freq: Data (ensaio): 30/09/2014
10 cm (mm/mV)
20 cm (mm)
g
% %
g/cm3
g/cm3
1 373 0,210 0,000055
2 205 0,410 0,000201
3 157 0,620 0,000394
1 281 0,340 0,000122
2 161 0,690 0,000427
3 124 1,030 0,000830
1 257 0,510 0,000198
2 142 1,030 0,000725
3 134 1,540 0,001154
1 185 0,690 0,000371
2 151 1,370 0,000908
3 151 2,060 0,001362
1 202 1,030 0,000509
2 183 2,060 0,001123
3 195 3,090 0,001585
1 245 1,370 0,000561
2 223 2,750 0,001229
3 232 4,120 0,001776
1
1
Altura final CP (mm) 197,752
Protocolo
S=1313
Módulo
Resiliente
(MPa)
ciclo
Diâmetro : Constante dos LVDTs:
973-2014
Def. Cond (mm) 1,880 Def. Total (mm) 2,248
0,021
0,034
0,034
0,034
0,034
Mas. específica
aparente seca:
Massa específica
aparente seca,
Tensão
Desvio
(kgf/cm2)
=======
Umidade: Umidade ótima (%)
Peso úmido:
0,021
0,021
COPPE/UFRJ Programa de Engenharia Civil
LABORATÓRIO DE GEOTECNIA - SETOR DE PAVIMENTOS
ENSAIO DE MÓDULO RESILIENTE
Amostra:
Deformaçã
o específica
resiliente
Altura: Distância entre apoios:
intermediária
Tensão Confinante
(MPa)
Tensão Desvio
(MPa)
Rodovia:
Operador(es): Roberto
DADOS DO CORPO DE PROVA DADOS ADICIONAIS
0,137
0,137
0,069
0,069
0,103
0,103
0,137
0,021
0,041
0,062
Energia :
0,069
0,103
0,051
0,103
0,103
0,103 0,309
0,051
0,051
0,051
0,069
0,510
0,690
0,690
0,275
0,137
0,154
0,069
0,137
0,206
0,412
Tensão
Confinante
(kgf/cm2)
0,210
0,210
0,210
0,340
0,340
0,340
0,510
0,206
200
1,370
1,370
1,370
0,690
1,030
1,030
1,030
0,510
y = 196,4x0,0077
R² = 0,0003
10
100
1000
0,01 0,1 1
Módulo
Resilie
nte
(M
Pa)
Tensão Confinante (MPa)
y = 142,11x-0,133
R² = 0,1404
10
100
1000
0,010 0,100 1,000
Módulo
Resilie
nte
(M
Pa)
Tensão Desvio (MPa)
91
Origem No do C.P.: 3
Energia: Estaca/km: 780
Freq: Data (ensaio): 03/10/2014
10 cm (mm/mV)
20 cm (mm)
g
% %
g/cm3
g/cm3
1 256 0,210 0,000080
2 199 0,410 0,000207
3 153 0,620 0,000403
1 291 0,340 0,000118
2 180 0,690 0,000382
3 145 1,030 0,000708
1 272 0,510 0,000187
2 173 1,030 0,000596
3 154 1,540 0,001009
1 217 0,690 0,000316
2 172 1,370 0,000799
3 172 2,060 0,001196
1 245 1,030 0,000420
2 207 2,060 0,000994
3 214 3,090 0,001445
1 279 1,370 0,000492
2 250 2,750 0,001097
3 251 4,120 0,001642
1
1
Protocolo 987-2014
Def. Cond (mm) 2,214 Def. Total (mm) 2,511
Altura final CP (mm) 197,489
0,137 0,275 1,370
0,137 0,412 1,370
0,103 0,309 1,030
0,137 0,137 1,370
0,103 0,103 1,030
0,103 0,206 1,030
0,069 0,137 0,690
0,069 0,206 0,690
0,051 0,154 0,510
0,069 0,069 0,690
0,051 0,051 0,510
0,051 0,103 0,510
0,034 0,069 0,340
0,034 0,103 0,340
0,021 0,062 0,210
0,034 0,034 0,340
Deformaçã
o específica
resiliente
0,021 0,021 0,210
0,021 0,041 0,210
Mas. específica
aparente seca:
Massa específica
aparente seca, =======
cicloTensão Confinante
(MPa)
Tensão Desvio
(MPa)
Módulo
Resiliente
(MPa)
Tensão
Confinante
(kgf/cm2)
Tensão
Desvio
(kgf/cm2)
Peso úmido: Energia :
Umidade: Umidade ótima (%)
DADOS DO CORPO DE PROVA DADOS ADICIONAIS
Diâmetro : Constante dos LVDTs:
Altura: Distância entre apoios: 200
Rodovia: intermediária
Operador(es): Roberto
COPPE/UFRJ Programa de Engenharia Civil
LABORATÓRIO DE GEOTECNIA - SETOR DE PAVIMENTOS
ENSAIO DE MÓDULO RESILIENTE
Amostra: S=1313
y = 294,02x0,1213
R² = 0,1254
10
100
1000
0,01 0,1 1
Módulo
Resilie
nte
(M
Pa)
Tensão Confinante (MPa)
y = 191,21x-0,037
R² = 0,0175
10
100
1000
0,010 0,100 1,000
Módulo
Resilie
nte
(M
Pa)
Tensão Desvio (MPa)
92
Origem No do C.P.: 1
Energia: Estaca/km:
Freq: Data (ensaio): 17/09/2014
10 cm (mm/mV)
20 cm (mm)
g
% %
g/cm3
g/cm3
1
2 262 0,410 0,000157
3 147 0,620 0,000420
1 343 0,340 0,000100
2 140 0,690 0,000491
3 107 1,030 0,000965
1 210 0,510 0,000243
2 108 1,030 0,000951
3 94 1,540 0,001648
1 154 0,690 0,000446
2 101 1,370 0,001365
3 96 2,060 0,002147
1 132 1,030 0,000780
2 110 2,060 0,001875
3 117 3,090 0,002639
1 137 1,370 0,001001
2 128 2,750 0,002147
3 138 4,120 0,002992
1
1
2,155
197,845
945-2014
S=1324
Altura final CP (mm)
Def. Cond (mm) 1,690 Def. Total (mm)
200
1,370
1,370
1,370
0,690
1,030
0,510
1,030
1,030
0,510
0,510
0,690
0,690
0,210
0,210
0,340
0,340
0,340
0,103
0,206
0,309
0,137
0,275
0,412
0,051
0,103
0,154
0,069
0,137
0,206
0,021
0,041
0,062
0,034
0,069
0,103
0,103
0,103
0,103
0,137
0,137
0,137
0,051
0,051
0,051
0,069
0,069
0,069
Tensão Desvio
(MPa)
Rodovia: BR-381
Operador(es): Roberto
DADOS DO CORPO DE PROVA
COPPE/UFRJ Programa de Engenharia Civil
LABORATÓRIO DE GEOTECNIA - SETOR DE PAVIMENTOS
ENSAIO DE MÓDULO RESILIENTE
Amostra:
Constante dos LVDTs:
intermediária
DADOS ADICIONAIS
Deformaçã
o específica
resiliente
Altura: Distância entre apoios:
Peso úmido: Energia :
Umidade: Umidade ótima (%)
Tensão
Confinante
(kgf/cm2)
Tensão Confinante
(MPa)
0,021
0,021
0,034
0,034
0,034
Diâmetro :
Mas. específica
aparente seca:
Massa específica
aparente seca,
Tensão
Desvio
(kgf/cm2)
=======
Protocolo
Módulo
Resiliente
(MPa)
ciclo
0,021
y = 71,598x-0,236
R² = 0,171810
100
1000
0,01 0,1 1
Módulo
Resilie
nte
(M
Pa)
Tensão Confinante (MPa)
y = 65,342x-0,347
R² = 0,497310
100
1000
0,010 0,100 1,000
Módulo
Resilie
nte
(M
Pa)
Tensão Desvio (MPa)
93
Origem No do C.P.: 2
Energia: Estaca/km:
Freq: Data (ensaio): 26/09/2014
10 cm (mm/mV)
20 cm (mm)
g
% %
g/cm3
g/cm3
1 323 0,210 0,000064
2 151 0,410 0,000273
3 100 0,620 0,000617
1 204 0,340 0,000168
2 97 0,690 0,000710
3 77 1,030 0,001343
1 151 0,510 0,000338
2 82 1,030 0,001248
3 74 1,540 0,002082
1 106 0,690 0,000647
2 82 1,370 0,001680
3 81 2,060 0,002538
1 109 1,030 0,000943
2 93 2,060 0,002204
3 102 3,090 0,003015
1 121 1,370 0,001136
2 116 2,750 0,002366
3 125 4,120 0,003307
1
1
Altura final CP (mm) 197,172
Protocolo
S=1324
Módulo
Resiliente
(MPa)
ciclo
Diâmetro : Constante dos LVDTs:
965-2014
Def. Cond (mm) 2,165 Def. Total (mm) 2,828
0,021
0,034
0,034
0,034
0,034
Mas. específica
aparente seca:
Massa específica
aparente seca,
Tensão
Desvio
(kgf/cm2)
=======
Umidade: Umidade ótima (%)
Peso úmido:
0,021
0,021
COPPE/UFRJ Programa de Engenharia Civil
LABORATÓRIO DE GEOTECNIA - SETOR DE PAVIMENTOS
ENSAIO DE MÓDULO RESILIENTE
Amostra:
Deformaçã
o específica
resiliente
Altura: Distância entre apoios:
intermediária
Tensão Confinante
(MPa)
Tensão Desvio
(MPa)
Rodovia: BR-381
Operador(es): Roberto
DADOS DO CORPO DE PROVA DADOS ADICIONAIS
0,137
0,137
0,069
0,069
0,103
0,103
0,137
0,021
0,041
0,062
Energia :
0,069
0,103
0,051
0,103
0,103
0,103 0,309
0,051
0,051
0,051
0,069
0,510
0,690
0,690
0,275
0,137
0,154
0,069
0,137
0,206
0,412
Tensão
Confinante
(kgf/cm2)
0,210
0,210
0,210
0,340
0,340
0,340
0,510
0,206
200
1,370
1,370
1,370
0,690
1,030
1,030
1,030
0,510
y = 66,271x-0,186
R² = 0,1064
10
100
1000
0,01 0,1 1
Módulo
Resilie
nte
(M
Pa)
Tensão Confinante (MPa)
y = 58,57x-0,29
R² = 0,391110
100
1000
0,010 0,100 1,000
Módulo
Resilie
nte
(M
Pa)
Tensão Desvio (MPa)
94
Origem No do C.P.: 3
Energia: Estaca/km: 780
Freq: Data (ensaio): 03/10/2014
10 cm (mm/mV)
20 cm (mm)
g
% %
g/cm3
g/cm3
1 120 0,210 0,000171
2 95 0,410 0,000433
3 86 0,620 0,000720
1 132 0,340 0,000261
2 95 0,690 0,000723
3 83 1,030 0,001237
1 124 0,510 0,000413
2 89 1,030 0,001154
3 80 1,540 0,001929
1 111 0,690 0,000618
2 88 1,370 0,001558
3 87 2,060 0,002358
1 115 1,030 0,000898
2 102 2,060 0,002015
3 112 3,090 0,002760
1 130 1,370 0,001059
2 131 2,750 0,002095
3 135 4,120 0,003060
1
1
Protocolo 983-2014
Def. Cond (mm) Def. Total (mm)
Altura final CP (mm) 196,407
0,137 0,275 1,370
0,137 0,412 1,370
0,103 0,309 1,030
0,137 0,137 1,370
0,103 0,103 1,030
0,103 0,206 1,030
0,069 0,137 0,690
0,069 0,206 0,690
0,051 0,154 0,510
0,069 0,069 0,690
0,051 0,051 0,510
0,051 0,103 0,510
0,034 0,069 0,340
0,034 0,103 0,340
0,021 0,062 0,210
0,034 0,034 0,340
Deformaçã
o específica
resiliente
0,021 0,021 0,210
0,021 0,041 0,210
Mas. específica
aparente seca:
Massa específica
aparente seca, =======
cicloTensão Confinante
(MPa)
Tensão Desvio
(MPa)
Módulo
Resiliente
(MPa)
Tensão
Confinante
(kgf/cm2)
Tensão
Desvio
(kgf/cm2)
Peso úmido: Energia :
Umidade: Umidade ótima (%)
DADOS DO CORPO DE PROVA DADOS ADICIONAIS
Diâmetro : Constante dos LVDTs:
Altura: Distância entre apoios: 200
Rodovia: BR-381 intermediária
Operador(es): Roberto
COPPE/UFRJ Programa de Engenharia Civil
LABORATÓRIO DE GEOTECNIA - SETOR DE PAVIMENTOS
ENSAIO DE MÓDULO RESILIENTE
Amostra: S=1324
y = 147,26x0,1191
R² = 0,1864
10
100
1000
0,01 0,1 1
Módulo
Resilie
nte
(M
Pa)
Tensão Confinante (MPa)
y = 105,11x0,0015
R² = 4E-05
10
100
1000
0,010 0,100 1,000
Módulo
Resilie
nte
(M
Pa)
Tensão Desvio (MPa)
95
Origem No do C.P.: 1
Energia: Estaca/km: 780
Freq: Data (ensaio): 03/10/2014
10 cm (mm/mV)
20 cm (mm)
3089,4 g
29,54 % %
1,518 g/cm3
g/cm3
1 130 0,210 0,000158
2 47 0,410 0,000871
3 39 0,620 0,001586
1 74 0,340 0,000465
2 43 0,690 0,001602
3 37 1,030 0,002768
1 55 0,510 0,000930
2 43 1,030 0,002421
3 37 1,540 0,004238
1 47 0,690 0,001450
2 41 1,370 0,003309
3 40 2,060 0,005155
1 53 1,030 0,001959
2 49 2,060 0,004181
3 3,090
1 1,370
2 2,750
3 4,120
1
1
COPPE/UFRJ Programa de Engenharia Civil
LABORATÓRIO DE GEOTECNIA - SETOR DE PAVIMENTOS
ENSAIO DE MÓDULO RESILIENTE
Amostra: S=1324 (finos)
Rodovia: BR-381 intermediária
Operador(es): Roberto
DADOS DO CORPO DE PROVA DADOS ADICIONAIS
Diâmetro : Constante dos LVDTs:
Altura: Distância entre apoios: 200
Peso úmido: Energia :
Umidade: Umidade ótima (%)
Mas. específica
aparente seca:
Massa específica
aparente seca, =======
cicloTensão Confinante
(MPa)
Tensão Desvio
(MPa)
Módulo
Resiliente
(MPa)
Tensão
Confinante
(kgf/cm2)
Tensão
Desvio
(kgf/cm2)
Deformaçã
o específica
resiliente
0,021 0,021 0,210
0,021 0,041 0,210
0,021 0,062 0,210
0,034 0,034 0,340
0,034 0,069 0,340
0,034 0,103 0,340
0,051 0,051 0,510
0,051 0,103 0,510
0,051 0,154 0,510
0,069 0,069 0,690
0,069 0,137 0,690
0,069 0,206 0,690
0,103 0,103 1,030
0,103 0,206 1,030
0,103 0,309 1,030
0,137 0,137 1,370
0,137 0,275 1,370
0,137 0,412 1,370
Protocolo 983-2014
Def. Cond (mm) 1,631 Def. Total (mm) 4,336
Altura final CP (mm) 195,664
y = 28,637x-0,175
R² = 0,083110
100
1000
0,01 0,1 1
Módulo
Resilie
nte
(M
Pa)
Tensão Confinante (MPa)
y = 19,806x-0,36
R² = 0,53110
100
1000
0,010 0,100 1,000
Módulo
Resilie
nte
(M
Pa)
Tensão Desvio (MPa)
96
Origem No do C.P.: 1
Energia: Estaca/km:
Freq: Data (ensaio): 08/10/2014
10 cm (mm/mV)
20 cm (mm)
g
% %
g/cm3
g/cm3
1 175 0,210 0,000118
2 143 0,410 0,000287
3 124 0,620 0,000497
1 213 0,340 0,000161
2 143 0,690 0,000479
3 139 1,030 0,000740
1 225 0,510 0,000227
2 163 1,030 0,000630
3 170 1,540 0,000913
1 220 0,690 0,000313
2 195 1,370 0,000702
3 204 2,060 0,001009
1 257 1,030 0,000401
2 258 2,060 0,000799
3 281 3,090 0,001098
1 322 1,370 0,000426
2 330 2,750 0,000833
3 339 4,120 0,001214
1
1
2,680
197,320
1002-2014
S=1333
Altura final CP (mm)
Def. Cond (mm) 2,314 Def. Total (mm)
200
1,370
1,370
1,370
0,690
1,030
0,510
1,030
1,030
0,510
0,510
0,690
0,690
0,210
0,210
0,210
0,340
0,340
0,340
0,103
0,206
0,309
0,137
0,275
0,412
0,051
0,103
0,154
0,069
0,137
0,206
0,021
0,041
0,062
0,034
0,069
0,103
0,103
0,103
0,103
0,137
0,137
0,137
0,051
0,051
0,051
0,069
0,069
0,069
Tensão Desvio
(MPa)
Rodovia:
Operador(es): Roberto
DADOS DO CORPO DE PROVA
COPPE/UFRJ Programa de Engenharia Civil
LABORATÓRIO DE GEOTECNIA - SETOR DE PAVIMENTOS
ENSAIO DE MÓDULO RESILIENTE
Amostra:
Constante dos LVDTs:
intermediária
DADOS ADICIONAIS
Deformaçã
o específica
resiliente
Altura: Distância entre apoios:
Peso úmido: Energia :
Umidade: Umidade ótima (%)
Tensão
Confinante
(kgf/cm2)
Tensão Confinante
(MPa)
0,021
0,021
0,034
0,034
0,034
Diâmetro :
Mas. específica
aparente seca:
Massa específica
aparente seca,
Tensão
Desvio
(kgf/cm2)
=======
Protocolo
Módulo
Resiliente
(MPa)
ciclo
0,021
y = 706,96x0,4298
R² = 0,8028
10
100
1000
0,01 0,1 1
Módulo
Resilie
nte
(M
Pa)
Tensão Confinante (MPa)
y = 348,68x0,2308
R² = 0,3507
10
100
1000
0,010 0,100 1,000
Módulo
Resilie
nte
(M
Pa)
Tensão Desvio (MPa)
97
Origem No do C.P.: 2
Energia: Estaca/km:
Freq: Data (ensaio): 10/10/2014
10 cm (mm/mV)
20 cm (mm)
g
% %
g/cm3
g/cm3
1 427 0,210 0,000048
2 220 0,410 0,000187
3 153 0,620 0,000403
1 342 0,340 0,000100
2 162 0,690 0,000423
3 139 1,030 0,000738
1 244 0,510 0,000209
2 155 1,030 0,000663
3 155 1,540 0,000997
1 199 0,690 0,000345
2 175 1,370 0,000785
3 186 2,060 0,001109
1 227 1,030 0,000453
2 241 2,060 0,000853
3 262 3,090 0,001180
1 319 1,370 0,000430
2 324 2,750 0,000848
3 327 4,120 0,001261
1
1
Altura final CP (mm) 197,968
Protocolo
S=1333
Módulo
Resiliente
(MPa)
ciclo
Diâmetro : Constante dos LVDTs:
1015-2014
Def. Cond (mm) 1,606 Def. Total (mm) 2,032
0,021
0,034
0,034
0,034
0,034
Mas. específica
aparente seca:
Massa específica
aparente seca,
Tensão
Desvio
(kgf/cm2)
=======
Umidade: Umidade ótima (%)
Peso úmido:
0,021
0,021
COPPE/UFRJ Programa de Engenharia Civil
LABORATÓRIO DE GEOTECNIA - SETOR DE PAVIMENTOS
ENSAIO DE MÓDULO RESILIENTE
Amostra:
Deformaçã
o específica
resiliente
Altura: Distância entre apoios:
intermediária
Tensão Confinante
(MPa)
Tensão Desvio
(MPa)
Rodovia:
Operador(es): Roberto
DADOS DO CORPO DE PROVA DADOS ADICIONAIS
0,137
0,137
0,069
0,069
0,103
0,103
0,137
0,021
0,041
0,062
Energia :
0,069
0,103
0,051
0,103
0,103
0,103 0,309
0,051
0,051
0,051
0,069
0,510
0,690
0,690
0,275
0,137
0,154
0,069
0,137
0,206
0,412
Tensão
Confinante
(kgf/cm2)
0,210
0,210
0,210
0,340
0,340
0,340
0,510
0,206
200
1,370
1,370
1,370
0,690
1,030
1,030
1,030
0,510
y = 335,08x0,1407
R² = 0,0761
10
100
1000
0,01 0,1 1
Módulo
Resilie
nte
(M
Pa)
Tensão Confinante (MPa)
y = 210,58x-0,028
R² = 0,0044
10
100
1000
0,010 0,100 1,000
Módulo
Resilie
nte
(M
Pa)
Tensão Desvio (MPa)
98
Origem No do C.P.: 3
Energia: Estaca/km:
Freq: Data (ensaio): 13/10/2014
10 cm (mm/mV)
20 cm (mm)
g
% %
g/cm3
g/cm3
1
2 275 0,410 0,000150
3 175 0,620 0,000353
1 402 0,340 0,000085
2 175 0,690 0,000393
3 146 1,030 0,000705
1 245 0,510 0,000208
2 161 1,030 0,000641
3 160 1,540 0,000968
1 206 0,690 0,000334
2 178 1,370 0,000772
3 191 2,060 0,001078
1 249 1,030 0,000413
2 254 2,060 0,000810
3 274 3,090 0,001127
1 333 1,370 0,000413
2 330 2,750 0,000833
3 332 4,120 0,001242
1
1
Protocolo 1020-2014
Def. Cond (mm) 1,534 Def. Total (mm) 1,777
Altura final CP (mm) 198,223
0,137 0,275 1,370
0,137 0,412 1,370
0,103 0,309 1,030
0,137 0,137 1,370
0,103 0,103 1,030
0,103 0,206 1,030
0,069 0,137 0,690
0,069 0,206 0,690
0,051 0,154 0,510
0,069 0,069 0,690
0,051 0,051 0,510
0,051 0,103 0,510
0,034 0,069 0,340
0,034 0,103 0,340
0,021 0,062 0,210
0,034 0,034 0,340
Deformaçã
o específica
resiliente
0,021 0,021
0,021 0,041 0,210
Mas. específica
aparente seca:
Massa específica
aparente seca, =======
cicloTensão Confinante
(MPa)
Tensão Desvio
(MPa)
Módulo
Resiliente
(MPa)
Tensão
Confinante
(kgf/cm2)
Tensão
Desvio
(kgf/cm2)
Peso úmido: Energia :
Umidade: Umidade ótima (%)
DADOS DO CORPO DE PROVA DADOS ADICIONAIS
Diâmetro : Constante dos LVDTs:
Altura: Distância entre apoios: 200
Rodovia: intermediária
Operador(es): Roberto
COPPE/UFRJ Programa de Engenharia Civil
LABORATÓRIO DE GEOTECNIA - SETOR DE PAVIMENTOS
ENSAIO DE MÓDULO RESILIENTE
Amostra: S=1333
y = 416,42x0,2124
R² = 0,1845
10
100
1000
0,01 0,1 1
Módulo
Resilie
nte
(M
Pa)
Tensão Confinante (MPa)
y = 251,52x0,0418
R² = 0,0096
10
100
1000
0,010 0,100 1,000
Módulo
Resilie
nte
(M
Pa)
Tensão Desvio (MPa)
99
Origem No do C.P.: 1
Energia: Estaca/km: 780
Freq: Data (ensaio): 04/12/2014
10 cm (mm/mV)
20 cm (mm)
3536,6 g
11,07 % %
2,027 g/cm3
g/cm3
1 243 0,210 0,000085
2 175 0,410 0,000236
3 153 0,620 0,000405
1 227 0,340 0,000151
2 171 0,690 0,000401
3 158 1,030 0,000654
1 218 0,510 0,000234
2 179 1,030 0,000574
3 168 1,540 0,000923
1 253 0,690 0,000272
2 200 1,370 0,000688
3 197 2,060 0,001044
1 271 1,030 0,000380
2 243 2,060 0,000848
3 250 3,090 0,001233
1 316 1,370 0,000435
2 293 2,750 0,000938
3 298 4,120 0,001381
1
1
Mas. específica
aparente seca:
Massa específica
aparente seca,
Tensão
Desvio
(kgf/cm2)
=======
Protocolo
Módulo
Resiliente
(MPa)
ciclo
0,021
0,021
0,021
0,034
0,034
0,034
Deformaçã
o específica
resiliente
Altura: Distância entre apoios:
Peso úmido: Energia :
Umidade: Umidade ótima (%)
Tensão
Confinante
(kgf/cm2)
COPPE/UFRJ Programa de Engenharia Civil
LABORATÓRIO DE GEOTECNIA - SETOR DE PAVIMENTOS
ENSAIO DE MÓDULO RESILIENTE
Amostra:
Constante dos LVDTs:
intermediária
DADOS ADICIONAIS
Diâmetro :
Tensão Desvio
(MPa)
Rodovia: BR-381
Operador(es): Roberto
DADOS DO CORPO DE PROVA
200
Tensão Confinante
(MPa)
0,051
0,051
0,051
0,069
0,069
0,069
0,103
0,103
0,103
0,137
0,137
0,137
0,021
0,041
0,062
0,034
0,069
0,103
0,051
0,103
0,154
0,069
0,137
0,206
0,103
0,206
0,309
0,137
0,275
0,412
0,690
0,690
0,210
0,210
0,210
0,340
0,340
0,340
1,370
1,370
1,370
0,690
1,030
0,510
1,030
1,030
0,510
0,510
1,857
198,143
1053-2014
S-1313 + Canga
Altura final CP (mm)
Def. Cond (mm) 1,538 Def. Total (mm)
y = 460,13x0,2621
R² = 0,5588
10
100
1000
0,01 0,1 1
Módulo
Resilie
nte
(M
Pa)
Tensão Confinante (MPa)
y = 270,08x0,0957
R² = 0,113
10
100
1000
0,010 0,100 1,000
Módulo
Resilie
nte
(M
Pa)
Tensão Desvio (MPa)
100
Origem No do C.P.: 2
Energia: Estaca/km: 780
Freq: Data (ensaio): 06/02/2015
10 cm (mm/mV)
20 cm (mm)
3588,9 g
11,48 % %
2,049 g/cm3
g/cm3
1 144 0,210 0,000143
2 127 0,410 0,000324
3 120 0,620 0,000516
1 193 0,340 0,000178
2 144 0,690 0,000478
3 140 1,030 0,000733
1 211 0,510 0,000242
2 163 1,030 0,000630
3 157 1,540 0,000984
1 203 0,690 0,000338
2 179 1,370 0,000766
3 183 2,060 0,001123
1 241 1,030 0,000427
2 236 2,060 0,000872
3 244 3,090 0,001264
1 293 1,370 0,000469
2 280 2,750 0,000981
3 285 4,120 0,001446
1
1
200
1,370
1,370
1,370
0,690
1,030
1,030
1,030
0,510
0,412
Tensão
Confinante
(kgf/cm2)
0,210
0,210
0,210
0,340
0,340
0,340
0,510
0,510
0,690
0,690
0,275
0,137
0,154
0,069
0,137
0,206
0,051
0,103
0,103
0,103 0,309
0,051
0,051
0,051
0,069
0,206
0,021
0,041
0,062
Energia :
0,069
0,103
0,137
0,137
0,069
0,069
0,103
0,103
0,137
intermediária
Tensão Confinante
(MPa)
Tensão Desvio
(MPa)
Rodovia: BR-381
Operador(es): Roberto
DADOS DO CORPO DE PROVA DADOS ADICIONAIS
0,021
0,021
COPPE/UFRJ Programa de Engenharia Civil
LABORATÓRIO DE GEOTECNIA - SETOR DE PAVIMENTOS
ENSAIO DE MÓDULO RESILIENTE
Amostra:
Deformaçã
o específica
resiliente
Altura: Distância entre apoios:
Mas. específica
aparente seca:
Massa específica
aparente seca,
Tensão
Desvio
(kgf/cm2)
=======
Umidade: Umidade ótima (%)
Peso úmido:
1073-2015
Def. Cond (mm) 1,961 Def. Total (mm) 2,474
0,021
0,034
0,034
0,034
0,034
Altura final CP (mm) 197,526
Protocolo
S-1313 + Canga
Módulo
Resiliente
(MPa)
ciclo
Diâmetro : Constante dos LVDTs:
y = 600,85x0,4036
R² = 0,8678
10
100
1000
0,01 0,1 1
Módulo
Resilie
nte
(M
Pa)
Tensão Confinante (MPa)
y = 310,39x0,2181
R² = 0,384
10
100
1000
0,010 0,100 1,000
Módulo
Resilie
nte
(M
Pa)
Tensão Desvio (MPa)
101
Origem No do C.P.: 1
Energia: Estaca/km:
Freq: Data (ensaio): 13/01/2015
10 cm (mm/mV)
20 cm (mm)
3291,6 g
12,19 % %
1,868 g/cm3
g/cm3
1 273 0,210 0,000075
2 134 0,410 0,000309
3 103 0,620 0,000602
1 179 0,340 0,000192
2 103 0,690 0,000665
3 84 1,030 0,001220
1 132 0,510 0,000385
2 91 1,030 0,001137
3 88 1,540 0,001755
1 106 0,690 0,000646
2 96 1,370 0,001425
3 101 2,060 0,002039
1 134 1,030 0,000771
2 130 2,060 0,001581
3 138 3,090 0,002231
1 170 1,370 0,000809
2 160 2,750 0,001714
3 167 4,120 0,002472
1
1
200
1,370
1,370
1,370
0,690
1,030
1,030
1,030
0,510
0,412
Tensão
Confinante
(kgf/cm2)
0,210
0,210
0,210
0,340
0,340
0,340
0,510
0,510
0,690
0,690
0,275
0,137
0,154
0,069
0,137
0,206
0,051
0,103
0,103
0,103 0,309
0,051
0,051
0,051
0,069
0,206
0,021
0,041
0,062
Energia :
0,069
0,103
0,137
0,137
0,069
0,069
0,103
0,103
0,137
intermediária
Tensão Confinante
(MPa)
Tensão Desvio
(MPa)
Rodovia: BR-381
Operador(es): Roberto
DADOS DO CORPO DE PROVA DADOS ADICIONAIS
0,021
0,021
COPPE/UFRJ Programa de Engenharia Civil
LABORATÓRIO DE GEOTECNIA - SETOR DE PAVIMENTOS
ENSAIO DE MÓDULO RESILIENTE
Amostra:
Deformaçã
o específica
resiliente
Altura: Distância entre apoios:
Mas. específica
aparente seca:
Massa específica
aparente seca,
Tensão
Desvio
(kgf/cm2)
=======
Umidade: Umidade ótima (%)
Peso úmido:
1064-2015
Def. Cond (mm) 0,000 Def. Total (mm) 0,710
0,021
0,034
0,034
0,034
0,034
Altura final CP (mm) 199,290
Protocolo
S-1324 + Canga
Módulo
Resiliente
(MPa)
ciclo
Diâmetro : Constante dos LVDTs:
y = 140,73x0,0372
R² = 0,0063
10
100
1000
0,01 0,1 1
Módulo
Resilie
nte
(M
Pa)
Tensão Confinante (MPa)
y = 103,13x-0,09
R² = 0,0565
10
100
1000
0,010 0,100 1,000
Módulo
Resilie
nte
(M
Pa)
Tensão Desvio (MPa)
102
Origem No do C.P.: 2
Energia: Estaca/km:
Freq: Data (ensaio): 13/01/2015
10 cm (mm/mV)
20 cm (mm)
3331,2 g
12,74 % %
1,881 g/cm3
g/cm3
1 334 0,000062
2 150 0,410 0,000275
3 114 0,620 0,000541
1 196 0,340 0,000175
2 110 0,690 0,000621
3 88 1,030 0,001165
1 139 0,510 0,000367
2 93 1,030 0,001113
3 88 1,540 0,001761
1 108 0,690 0,000638
2 97 1,370 0,001420
3 100 2,060 0,002055
1 134 1,030 0,000768
2 126 2,060 0,001628
3 138 3,090 0,002243
1 171 1,370 0,000803
2 162 2,750 0,001695
3 170 4,120 0,002429
1
1
Mas. específica
aparente seca:
Massa específica
aparente seca,
Tensão
Desvio
(kgf/cm2)
=======
Protocolo
Módulo
Resiliente
(MPa)
ciclo
0,021
0,021
0,021
0,034
0,034
0,034
Deformaçã
o específica
resiliente
Altura: Distância entre apoios:
Peso úmido: Energia :
Umidade: Umidade ótima (%)
Tensão
Confinante
(kgf/cm2)
COPPE/UFRJ Programa de Engenharia Civil
LABORATÓRIO DE GEOTECNIA - SETOR DE PAVIMENTOS
ENSAIO DE MÓDULO RESILIENTE
Amostra:
Constante dos LVDTs:
intermediária
DADOS ADICIONAIS
Diâmetro :
Tensão Desvio
(MPa)
Rodovia: BR-381
Operador(es): Roberto
DADOS DO CORPO DE PROVA
200
Tensão Confinante
(MPa)
0,051
0,051
0,051
0,069
0,069
0,069
0,103
0,103
0,103
0,137
0,137
0,137
0,021
0,041
0,062
0,034
0,069
0,103
0,051
0,103
0,154
0,069
0,137
0,206
0,103
0,206
0,309
0,137
0,275
0,412
0,690
0,690
0,210
0,210
0,340
0,340
0,340
1,370
1,370
1,370
0,690
1,030
0,510
1,030
1,030
0,510
0,510
2,054
197,946
1065-2015
S-1324 + Canga
Altura final CP (mm)
Def. Cond (mm) 1,400 Def. Total (mm)
y = 119,65x-0,033
R² = 0,004210
100
1000
0,01 0,1 1
Módulo
Resilie
nte
(M
Pa)
Tensão Confinante (MPa)
y = 94,115x-0,148
R² = 0,1261
10
100
1000
0,010 0,100 1,000
Módulo
Resilie
nte
(M
Pa)
Tensão Desvio (MPa)
103
Anexo C
Solo S-1313:
Ajuste dos corpos de prova 1, 2 e 3
Ajuste único para os corpos de prova 1, 2 e 3
104
Solo S-1324:
Ajuste dos corpos de prova 1, 2 e 3
Ajuste único para os corpos de prova 1, 2 e 3
105
Canga (s-1333):
Ajuste dos corpos de prova 1, 2 e 3
Ajuste único para os corpos de prova 1, 2 e 3
106
Solo S-1324 (finos):
Mistura 1 (s-1313 + canga)
Ajuste dos corpos de prova 1 e 2
Ajuste único para os corpos de prova 1 e 2
107
Mistura 2 (s-1324 (finos) + canga)
Ajuste dos corpos de prova 1 e 2
Ajuste único para os corpos de prova 1 e 2