1

Notas de aulas de Mecânica dos Solos II (parte 7)

Hélio Marcos Fernandes Viana

Tema:

Classificação MCT

Conteúdo da parte 7

1 Introdução ao estudo dos solos tropicais

2 A classificação MCT

3 O ensaio Mini-MCV e o ensaio perda de massa por imersão

4 Obtenção do coeficiente c’ e do índice e’ da classificação MCT

5 Procedimento para avaliar um solo sobre a linha divisória no ábaco da MCT

2

1 Introdução ao estudo dos solos tropicais 1.1 Histórico do desbravamento e povoamento do interior do Brasil 1.1.1 Fases do desbravamento e povoamento do interior do Brasil A primeira grande fase do desbravamento e povoamento do interior do Brasil se deu, principalmente, através dos rios como rota natural para viagens, os quais foram utilizados para as chamadas entradas e bandeiras, ou expedições que ocorreram entre 1504 e 1725. OBS(s). a) As entradas e bandeiras eram expedições interioranas que tinham como objetivo combater os indígenas e/ou escravizar os indígenas, e/ou também de buscar jazidas de minerais preciosos e/ou pedras preciosas (ouro, prata, diamantes, esmeradas, etc.); b) Na maioria das vezes, as entradas eram empreendimentos organizados pelo governo, e as bandeiras eram empreendimentos particulares; e c) Calcula-se que as bandeiras paulistas capturaram cerca de 300.000 índios entre 1614 e 1639; e d) Devido às bandeiras, em 1693 ocorrem as descobertas das primeiras jazidas de ouro em Minas Gerais, que deram origem as cidades como São João Del Rei e Sabará. Além disso, em 1725 ocorreu a descoberta de diamantes onde hoje se localiza a cidade de Diamantina - MG. Assim sendo, de maneira similar, muitas cidades brasileiras no interior nasceram. A segunda grande fase do desbravamento e povoamento do interior do Brasil se deu, principalmente, por meio de ferrovias, entre 1890 e 1945. Alguns fatos relacionados ao transporte ferroviário brasileiro que merecem destaque são: a) A primeira estrada de ferro brasileira foi inaugurada em 1854 e ligava o Porto Estrela - RJ ao pé da serra de Petrópolis (com pouco mais de 16 km de extensão), tal estrada de ferro foi uma iniciativa do empreendedor Irineu Evangelista de Sousa (Visconde de Mauá); b) Em 1877, foi concluída uma das primeiras grandes estradas de ferro brasileiras ligava o Rio de Janeiro a São Paulo, ainda no período do Brasil império; e c) Em 1889, no início do Brasil república, o Brasil já possuía mais de 9.000 km de estradas de ferro construídas e outras tantas estradas de ferro em construção. A terceira e última grande fase do desbravamento e povoamento do interior do Brasil se deu, principalmente, por meio de rodovias, a partir do ano de 1940. Alguns fatos relacionados ao transporte rodoviário que merecem destaque são: a) Criação em 1937, por Getúlio Vargas, do Departamento Nacional de Estradas e Rodagens (DNER), tal departamento iria criar normas para construção e regulamentação das rodovias brasileiras;

3

b) Em 1942, os engenheiros brasileiros tomam conhecimento do método de construção de pistas de estradas e aeroportos através do ensaio norte-americano CBR (California Bearing Ratio); c) A partir de 1946, a construção de rodovias no Brasil ganha um grande impulso com os recursos oriundos da criação do imposto Fundo Rodoviário Nacional (FRN), que recai sobre o consumo de combustíveis líquidos; d) Em 1955, entra em funcionamento a primeira fábrica de asfalto no Brasil na refinaria Presidente Bernardes da Petrobrás; e) Em 1956, no governo de Juscelino Kubitschek foi implantada a indústria a automobilística no Brasil, o que impulsiona de forma significativa o meio de transporte rodoviário; O primeiro carro fabricado em série no Brasil foi romi-isetta, em 1956 na cidade de Santa Bárbara d'Oeste no interior de São Paulo. f) Em 1960, o Brasil já possuía 12.703 km de estradas pavimentadas, e 95.574 km de estradas não pavimentadas; e g) Finalmente, no início da década de 1970 inicia-se a uma intensa pavimentação de rodovias vicinais no interior do Estado de São Paulo; Tal fato é de suma (ou grande) importância para o desenvolvimento da tecnologia em Geotecnia de Pavimentos do Brasil. OBS(s). a) Rodovias vicinais são, em geral, as rodovias municipais pavimentadas ou não, que possuem um padrão técnico modesto e baixo volume de tráfego. São as rodovias que ligam as fazendas e os sítios, e promovem a integração territorial e demográfica da região. b) O romi-isetta era um carro capaz de transportar dois adultos e uma criança e rodar 25 km com 1(um) litro de gasolina; Além disso, a velocidade máxima, em linha reta, alcançada pelo romi-isetta era de 85 km/h. i) Problemas para implantação de rodovias vicinais no interior do estado de São Paulo e o dilema (ou situação difícil) para os engenheiros Como já mencionado no início da década de 1970 inicia-se a uma intensa pavimentação de rodovias vicinais no interior do Estado de São Paulo; Tal fato é de suma (ou grande) importância para o desenvolvimento da tecnologia em Geotecnia de Pavimentos do Brasil. Os principais problemas encontrados pelos engenheiros, que dificultavam a implantação das rodovias vicinais no interior de do Estado de São Paulo foram: a) Malha das rodovias vicinais era muito extensa, ou seja, milhares de quilômetros deveriam ser pavimentados; b) Os métodos existentes para pavimentação das rodovias vicinais, os quais eram oriundos dos Estados Unidos da América, EUA, (país de clima temperado), exigiam alto custo para pavimentação das rodovias vicinais; e c) Os solos tropicais brasileiros, muitas vezes, eram considerados ruins para pavimentação pelos métodos tradicionais (métodos oriundos dos EUA). Dentre os fatores que contribuíram para impedir a aplicação dos métodos tradicionais (oriundos dos EUA) para pavimentação das rodovias vicinais no interior do Estado de São Paulo destacam-se:

4

a) O alto custo da britagem de materiais para construção de camadas de pavimento com material estabilizado granulometricamente; e b) O alto custo de estabilizantes artificiais, como cimento Portland, utilizados para estabilizar solos utilizados nas camadas dos pavimentos. Finalmente, no início da década de 1970, o dilema (ou situação difícil) para os engenheiros do Estado de São Paulo era:... Encontrar uma solução tecnologicamente viável para construir rodovias vicinais de boa qualidade, no interior do Estado de São Paulo, a um baixo custo. ii) A busca pelo pavimento de baixo custo para baixos volumes de tráfego Na busca pela tecnologia a ser adotada para construção das rodovias vicinais no interior do Estado de São Paulo, os engenheiros brasileiros procederam como se segue: 1.o (primeiro): Os engenheiros e pesquisadores brasileiros construíram muitos trechos de pavimentos com materiais que não atendiam as especificações dos métodos tradicionais (oriundos dos EUA, país de clima temperado); e 2.o (segundo): Os engenheiros e pesquisadores brasileiros observaram ao longo dos anos, que muitos pavimentos construídos com bases e subbases de materiais que não atendiam as especificações tradicionais apresentaram-se: a) Com comportamento muito bom ao longo dos anos; e b) Apresentaram-se como materiais resistentes mesmo quando submetidos a tráfego intenso, pois alguns trechos construídos passaram a receber tráfego maior com o passar dos anos. iii) Surgimento da classificação MCT Uma vez que alguns os solos tropicais apresentavam bom comportamento como base e subbase de pavimentos, mesmo não sendo estes solos considerados bons pelos métodos tradicionais (oriundos dos EUA); Então, os solos tropicais tornaram-se alvo de intensas pesquisas realizadas pelo professores da USP Nogami e Villibor. O pioneirismo brasileiro na pesquisa de solos tropicais para finalidades rodoviárias, fez com que em 1981 os professores Nogami e Villibor apresentesse ao mundo uma nova classificação de solos denominada MCT (Miniatura Compactada Tropical). Convém destacar que a classificação MCT é útil não só na área de pavimentação, mas também em outras áreas da Geotecnia. OBS(s). a) EUA = Estados Unidos da América; e b) USP = Universidade de São Paulo.

5

iii) A pesquisa de Francisco Pacheco e Silva na área rodoviária Seria injusto, não mencionar que a primeira utilização de um solo tropical argiloso, que não se enquadrava na classificação tradicional para base de pavimento, realizada no Brasil, e talvez no mundo, foi realizada pelo engenheiro Francisco Pacheco e Silva. Segundo Fontes (1994), no início da década de 1950, o engenheiro Francisco Pacheco e Silva utilizou um solo tropical tipo argila laterítica na construção de uma base de pavimentos, e após 20 anos de observação do comportamento do pavimento ele mencionou:”... O pavimento construído argila laterítica como camada de base teve comportamento similar ao da brita graduada (material de mais alta qualidade)”. 1.2 Solos residuais (Revisão da Mecânica dos Solos I) Solos residuais são solos que resultam da decomposição da rocha, in situ (no local), e que permanece sobre ela. Na maioria das vezes, nos perfis de solo residual pode ser observada uma transição gradual do solo até a rocha matriz, em formas de horizontes A, B e C, como apresentado na Mecânica dos Solos I. Dentre os solos residuais merecem destaque os seguintes solos: i) Os solos lateríticos; ii) Os solos saprolíticos; iii) Os solos expansivos; e iv) Os solos porosos. i) Solos lateríticos Solos lateríticos são os solos que pertencem aos horizontes A e B dos perfis bem drenados que se desenvolvem em regiões de clima úmido tropical. Os solos lateríticos têm sua fração argila constituída essencialmente de minerais do grupo da caolinita e óxidos hidratados de ferro e alumínio, e esses componentes são agrupados formando estruturas peculiares, que são porosas, agregadas e altamente estáveis. ii) Solos saprolíticos Solos saprolíticos são solos no sentido geotécnico. Os solos saprolíticos exibem claramente os traços estruturais inerentes (ou próprios) que podem conduzir a fácil identificação da rocha matriz. Os solos saprolíticos são solos autenticamente residuais.

6

OBS(s). a) Ser um solo no sentido geotécnico significa ser um material que pode ser escavado sem utilização de técnicas especiais como, por exemplo, escavação com uso de explosivos; e b) Solos residuais são solos que resultam da decomposição da rocha, in situ (no local), e que permanece sobre ela. iii) Solos expansivos Solos expansivos são solos que sofrem expansões significativas na presença da água. Como exemplo clássico de um solo expansivo, tem-se o solo massapê do Estado da Bahia, o qual apresenta as seguintes características: a) É um solo rico em argila; b) É um solo que apresenta fissuração quando seco; c) É um solo que apresenta expansão significativa na presença de água; e d) É um solo que apresenta argila do grupo da montmorilonita. De acordo com a Federal Aviation Administration AC/150/5320-6D - 7/7/95, solos expansivos são solos que geralmente apresentam as seguintes características: a) Limite de liquidez (LL) acima de 40%; b) Índice de plasticidade (IP) acima de 25%; e c) Expansão acima de 3%, medida no ensaio CBR. OBS. No ensaio CBR, os solos que apresentam expansão maior que 2% (com sobrecarga de 4,54 kgf) não são recomendados para subleito de pavimentos de estradas, e solos com expansão maior que 3% não são recomendados para subleito de pavimentos de pistas de aeroportos. iv) Solos porosos ou solos colapsíveis Solos porosos ou solos colapsíveis são solos que sofrem colapso ou recalques elevados em determinadas condições de umidade. Os solos porosos ou os solos colapsíveis apresentam uma porosidade extremamente elevada. Como exemplo de solos colapsíveis, tem-se os solos da região de Brasília - DF. OBS. Maiores detalhes sobre solos expansivos e solos colapsíveis, recomenda-se consultar: a) A 2.o (segunda) edição do livro de Tschebotarioff (1958) intitulado: “Mecânica del suelo”; e b) O 1.o (primeiro) Congresso Internacional de Geomecânica dos Solos Tropicais, Lateríticos e Saprolíticos (Brasília, 1985)

7

1.2.1 Peculiaridades dos solos tropicais lateríticos e saprolíticos Segundo Nogami e Villibor (1995), os solos lateríticos e saprolíticos são as duas grades classes destacadas dentre os solos tropicais. Solos tropicais são solos que apresentam propriedades peculiares em relação aos solos das regiões não tropicais, em decorrência da atuação de processos geológicos ou pedológicos típicos das regiões tropicais úmidas. As propriedades peculiares que os solos tropicais apresentam são relacionadas: ao CBR, a expansão, a perda de suporte (ou CBR) por imersão, e a classificação HRB (atual TRB, Transportation Research Board). A Tabela 1.1 mostra as peculiaridades dos solos tropicais lateríticos e saprolíticos. Tabela 1.1 - Propriedades peculiares dos solos tropicais lateríticos e

saprolíticos (Fonte: Modificada de Nogami, 1985)

Item Solos lateríticos Solos saprolíticos

Geralmente, apresentam CBR mais

elevados (face aos seus índices

classificatórios).

Frequentemente, apresentam

valores piores (face aos seus

índices de classificação).

Contudo, algumas variedades

podem ser muito resistentes.

No peso específico seco máximo da

energia intermediária de Proctor, as

areias finas argilosas podem atingir CBR

de 80% e as argilas CBR de 40%.

Valor de suporte muito

dependente da sobrecarga.

Perda de suporte

(ou de CBR) por

imersão em água

Reduzida Grande

Frequentemente, apresentam

valores piores face aos seus

índices classificatórios.

Valor de expansão muito

dependente da sobrecarga.

De uma maneira geral, possuem

capacidade suporte maior do que a

prevista pela classificação.

Muitas variedades de solos dos

grupos A-1, A-2 e A-4 podem ter

capacidade suporte inferior à

prevista pela classificação.

Os solos dos grupos A-2 e A-4 podem

ser usados como base.

Os solos do grupo A-7 podem ser

usados como reforço ou subbase de

pavimentos, mesmo que tenha índice de

grupo bem acima de zero.

Classificação

HRB ou TRB -

AASHTO Índice de grupo zero, ou baixo,

pode corresponder a tipos de solo

com capacidade de suporte baixo

e expansivo.

Suporte (CBR)

Mais baixaExpansão

8

OBS(s). a) Diante do exposto, fica claro que os solos lateríticos podem ser usados como base e subbase de pavimentos;

b) Solos com CBR 80% podem ser usados como base de pavimentos, e solos com

CBR 20% podem ser usados como subbase de pavimentos; c) Pela HRB ou TRB solos dos grupos A-4, A-7 e alguns solos do grupo A-2 (A-2-6 e A-2-7) têm comportamento regular a mau como subleito de pavimentos; e d) Perda suporte por imersão em água é diminuição do valor do CBR do corpo- de-prova de solo, após ele ser mergulhado por 4 (quatro) dias na água. 1.2.2 Os solos tropicais lateríticos e saprolíticos e os sistemas de classificação tradicionais Merece destacar que as classificações de solos tradicionais HRB (Highway Research Board) e USCS (Unifield Soil Classification System) têm se demonstrado ineficiente para os solos tropicais; Assim, tem-se que: a) De acordo com Nogami e Villibor (1983) os sistemas de classificação tradicionais HRB (atual TRB) e USCS, tem-se demonstrado inadequados para classificação dos solos lateríticos e saprolíticos. b) Para Fabbri (1994), as classificações HRB (atual TRB) e USCS, originárias dos países de climas temperados, foram desenvolvidas para solos lá encontrados, não sendo adaptadas para solos tropicais. c) Para Barroso e Fabbri (1997), os sistemas HRB (atual TRB) e USCS podem classificar os solos lateríticos e saprolíticos como sendo de uma mesma classe; Assim sendo, pode ser conferido aos solos de comportamento laterítico um desempenho inferior ao observado na prática. OBS. TRB significa Transportation Research Board. 1.2.3 Distribuição dos solos lateríticos e saprolíticos Quanto à distribuição geográfica, geralmente os solos lateríticos estão situados na faixa do planeta denominada intertropical (localizada entre os trópicos de câncer e capricórnio); Onde, a região intertropical apresenta as seguintes características: a) É uma região com condições climáticas favorável ao Intemperismo intenso e rápido; b) É uma região úmida com chuvas abundantes e percolação de água no solo; e c) É uma região de altas temperaturas. A Figura 1.1 mostra as principais áreas de ocorrência de solos utilizados para fins de pavimentação no Brasil, não incluindo os depósitos de solos de aluvião ou transportados (dada a sua distribuição generalizada).

9

OBS. Aluvião é o solo formado junto às margens ou na foz dos rios. Pode-se observar na Figura 1.1 que grande parte do Brasil é coberto por solos lateríticos, tais como: a) Areias finas lateríticas; e b) Siltes e argilas lateríticas. OBS. Também são encontrados solos saprolíticos no mapa.

Figura 1.1 - Principais áreas de ocorrência de solos utilizados para fins de

pavimentação no Brasil, não incluindo os depósitos de solos de aluvião ou transportados (Medina, 1997)

A Figura 1.2 mostra a distribuição de solos lateríticos em temos mundiais. Observa-se que os solos lateríticos estão presentes na Oceânia, na Ásia, e em grande parte da África e América Latina.

10

Figura 1.2 - Distribuição de solos lateríticos em temos mundiais

(Bernucci,1995) OBS. De acordo com Bernucci (1995) os solos lateríticos podem ser residuais ou não, contudo este fator genético (ou de origem) não é preponderante do ponto de vista geotécnico. 1.2.4 Distinção mineralógica dos solos lateríticos e saprolíticos Minerais são compostos químicos inorgânicos encontrados naturalmente na crosta (ou parte solidificada do planeta terra). Dentre as principais diferenças mineralógicas entre os solos lateríticos e saprolíticos podem-se destacar: Para os solos lateríticos a) A fração argila dos solos lateríticos apresenta elevada porcentagem: De óxidos e hidróxidos de ferro (como os minerais: goetita, limonita, ferridrita, hematita e magnetita); e De hidróxidos de alumínio (como os minerais: diásporo, gibbsita, bauxita, etc.). b) Na fração argila dos solos lateríticos, geralmente está presente o argilomineral caolinita; Além do mais, óxidos e hidróxidos de ferro e alumínio costumam envolver a caolinita.

11

c) Além do quartzo, na fração areia e silte dos solos lateríticos são encontrados principalmente laterita e minerais pesados (Por exemplo: magnetita, ilmenita, rutilo, etc.). Para os solos saprolíticos a) Além do quartzo, na fração areia dos solos saprolíticos podem ser encontrados vários minerais, inclusive feldspatos e micas; b) Na fração argila dos solos saprolíticos pode ocorrer a caolinita, e também podem ocorrer agilominerais mais ativos que a caolinita, tais como a montmorilonita e a ilita; c) Na fração argila dos solos saprolíticos pode ocorrer óxidos e hidróxidos de ferro e alumínio, contudo estes óxidos e hidróxidos não recobrem os argilominerais; e d) Finalmente, não há registro na literatura da presença de laterita em solo saprolítico. OBS. Segundo Schellmann (1981), a laterita é o produto do intenso intemperismo das rochas e, consiste principalmente de ajuntamentos dos minerais: goetita, hematita, hidróxidos de alumínio, minerais da caolinita e quartzo. 2 A classificação MCT 2.1 Introdução A partir dos resultados dos ensaios Mini-MCV e perda de massa por imersão, Nogami e Villibor (1981) propuseram um sistema de classificação de solos denominado de MCT, que é a abreviatura de Miniatura, Compactado e Tropical. A Classificação MCT veio suprir a incapacidade das classificações tradicionais como HRB (atual TRB) e USCS, as quais não diferenciam os solos de comportamento laterítico dos solos de comportamento não laterítico. OBS(s). a) HRB significa Highway Research Board; b) TRB significa Transportation Research Board; e c) USCS significa Unifield Soil Classification System. 2.2 As classes e grupos de solos da classificação MCT Quanto ao comportamento dos solos a MCT divide os solos em duas grandes classes, as quais são: a) Solos de comportamento laterítico = L; e b) Solos de comportamento não laterítico = N. Quanto aos grupos dos solos, a classificação MCT possui 7 (sete) grupos de solos, os quais são apresentados na Tabela 2.1.

12

Tabela 2.1 - Os 7 (sete) grupos de solos da classificação MCT

2.3 Elementos classificatórios da MCT Classificação de um solo pela MCT se dá com a utilização, dos seguintes elementos: a) Com a utilização do índice e’; b) Com a utilização do coeficiente c’; e c) Com a utilização do ábaco de classificação da MCT. A Figura 2.1 mostra o ábaco utilizado na classificação MCT. OBS(s). a) O coeficiente c’ é obtido a partir do ensaio Mini-MCV. b) O índice e’ da classificação MCT é obtido com base nos ensaios Mini-MCV e perada de massa por imersão, que serão descritos em tópicos futuros; e c) O coeficiente c’ se relaciona a argilosidade do solo (ou teor de argila no solo), e o índice e’ se relaciona ao caráter laterítico do solo.

LA Areias lateríticas

LA' Solos arenosos lateríticos

LG' Solos argilosos lateríticos

NA Areias não lateríticas

NA' Solos arenosos não lateríticos

NS' Solos siltosos não lateríticos

NG' Solos argilosos não lateríticos

Símbolo do

grupo de soloGrupo do solo na classificação MCT

13

Figura 2.1 - Ábaco utilizado na classificação MCT 2.4 Previsão do desempenho dos solos da classificação MCT, quanto às finalidades rodoviárias A Tabela 2.2 mostra a previsão do desempenho dos solos da MCT, quanto às finalidades rodoviárias, em termos da qualidade do solo. OBS. O revestimento primário, citado na Tabela 2.2, é uma camada de solo sobreposta ao leito natural da estrada, para permitir uma melhor superfície de rolamento. Observa-se na Tabela 2.2 que, para os casos de utilização em questão, a qualidade dos solos variam de 1.º (primeira) qualidade, até a 7.º (sétima) qualidade; Além disso, existem casos que o material não é recomendado (n).

14

Tabela 2.2 - Previsão do desempenho dos solos da MCT, quanto às finalidades rodoviárias, em termos da qualidade do solo

2.5 Previsão do comportamento de algumas propriedades dos solos da MCT A Tabela 2.3 mostra a previsão do comportamento de algumas propriedades dos solos da classificação MCT. Tabela 2.3 - Previsão do comportamento de algumas propriedades dos solos

da MCT

A Tabela 2.4 apresenta os graus das propriedades físicas do solo, e também a faixa de variação das propriedades físicas do solo.

Utilização NA NA' NS' NG' LA LA' LG'

Base de pavimento n 4.o n n 2.

o1.

o3.

o

Subleito compactado 4.o

5.o

7.o

6.o

2.o

1.o

3.o

Aterro compactado 4.o

5.o

6.o

7.o

2.o

1.o

3.o

Proteção à erosão n 3.o n n n 2.

o1.

o

Revestimento primário 5.o

3.o n n 4.

o1.

o2.

o

Grupo do Solo da MCT

OBS. n significa material não recomendado

n 2.o

1.o

3.oReforço do subleito

compactado4.

o5.

o n

Propriedades do solo NA NA' NS' NG' LA LA' LG'

Mine-CBR (sem imersão) M, E E M, E E E E, EE E

Expansão do solo B B E M, E B B B

Contração do solo B B, M M M, E B B, M M, E

B, M B, M B, M

Perda de Mine-CBR devido à

imersão em águaB, M B E

Grupo do Solo da MCT

E B B B

B B

Sibologia para descrição do

desempenho do solo

Coeficiente de permeabilidade M, E B

EE = Muito elevado

E = Elevado

M = Médio

B = Baixo

15

Tabela 2.4 - Os graus das propriedades físicas do solo, e também a faixa de variação das propriedades físicas do solo (Fonte: Nogami e Vilibor, 1995)

OBS(s). a) Na prática, foi verificado que solos com Mini-CBR elevado, ou seja, solos com Mini-CBR entre 12% e 30% podem apresentar CBR na energia intermediária entre 27% e 67%; e b) Destaca-se que o ensaio Mini-CBR têm ligeiras semelhanças com o ensaio CBR, pois no ensaio Mini-CBR um mini-corpo-de-prova (de 50 mm de diâmetro) é compactado em um molde, e posteriormente submetido à penetração de um mini-pistão. Finalmente, no ensaio o valor do Mini-CBR será a maior resistência de penetração que o solo ensaiado apresenta à penetração do mini-pistão (de 16 mm de diâmetro), a qual é definida com base em duas penetrações padrões (de 2,00 mm ou 2,50 mm) do mini-pistão. 3 O ensaio Mini-MCV e o ensaio perda de massa por imersão 3.1 O ensaio Mini-MCV O ensaio Mini-MCV é importante para determinação do coeficiente c’ e do índice e’ da classificação MCT. 3.1.1 Características da amostra de solo para os ensaios Mini-MCV e perda de massa por imersão A amostra de solo que vai ser utilizada nos ensaios Mini-MCV e perda de massa por imersão deve possuir 8 kg de solo, no mínimo, e deve ser totalmente passada na peneira 2 mm.

Propriedades físicas

do solo

Graus das propriedades

físicas do soloFaixa de variação

Muito elevado > 30

Elevado 12 a 30

Médio 4 a 12

Baixo < 4

Elevada > 70

Média 40 a 70

Baixa < 40

Elevada > 3

Média 0,5 a 3

Baixa < 0,5

Elevado > 10-3

cm/s

Médio 10-3

cm/s a 10-6

cm/s

Baixo <10-6

cm/s

Mini-CBR (%)

Perda de suporte por

imersão no Mini-CBR

(%)

Expansão no CBR (%)

Coeficiente de

permeabilidade (K)

16

3.1.2 Preparação da amostra para os ensaios Mini-MCV e perda de massa por imersão Deve-se preparar 5 (cinco) pacotes de sacos plástico de um mesmo tipo de solo contendo 1 kg de solo em cada pacote, e com diferença de 1% de umidade de um pacote de solo para o outro pacote de solo. OBS. Os pacotes com o solo devem ser de plástico, e devem ficar hermeticamente (ou totalmente) fechados por 12 horas, no mínimo, até o instante do ensaio. 3.1.3 Procedimentos do ensaio Mini-MCV Os procedimentos básicos do ensaio Mini-MCV são os que se seguem: i) Inicialmente, deve-se passar vaselina no interior dos 5 (cinco) cilindros que são os moldes dos corpos-de-prova a serem utilizados no ensaio MCV. ii) Na sequência, colocar os espaçadores de metal na base do pistão de compactação do aparelho de compactação do ensaio Mini-MCV. iii) Após colocar os espaçadores de metal; Então, encaixar o cilindro de moldagem do corpo-de-prova sobre o pistão de compactação do aparelho de compactação do ensaio Mini-MCV. OBS. O cilindro de moldagem do corpo-de-prova deve ser colocado sobre o pistão de compactação, de modo que o pistão de compactação fique parcialmente dentro do molde. iv) Em seguida, colocar no interior do cilindro de moldagem do corpo-de-prova e sobre o topo do pistão de compactação um disco de plástico perfurado. v) Na sequência, homogeneizar a porção de 1 kg de solo que está na maior umidade, balançando-a dentro do saco plástico. OBS. O disco de plástico pode ser feito com o tipo de plástico utilizado em transparência de retroprojetor. vi) Após homogeneizar o solo; Então, pesar 200g de solo, o qual é retirado da porção de 1 kg, que está na maior umidade. vii) Após pesar o solo; Então, cuidadosamente, despejar as 200g de solo no interior do molde cilíndrico de compactação do corpo-de-prova. viii) Em seguida, nivelar o solo no interior do molde cilíndrico com o uso de um assentador. ix) Na sequência, colocar sobre o solo nivelado no interior do cilindro um disco de plástico perfurado. x) Finalmente, a compactação do corpo-de-prova no interior do molde cilíndrico é realizada obedecendo a seguinte sequência: a) Inicialmente, coloca-se o soquete dentro do cilindro que contém o solo; b) Em seguida, realiza-se a primeira leitura da altura do corpo-de-prova no extensômetro, que compõe o equipamento do ensaio. O valor correspondente a primeira leitura no extensômetro corresponde ao golpe zero (0);

17

c) Após a primeira leitura no extensômetro; Então, é efetuado o primeiro golpe com o soquete sobre o solo contido no cilindro, e logo em seguida, é realizada a leitura de altura no corpo-de-prova no extensômetro correspondente ao golpe 1 (um) de compactação do corpo-de-prova; d) Na sequência, retiram-se os espaçadores que sustentam a base do cilindro de compactação, pois após o golpe de compactação 1 (um) o cilindro já consegue se manter sozinho sobre o pistão de compactação; e) Após serem retirados os espaçadores; Então inicia-se as sucessivas sequêcias de golpes de compactação sobre o corpo-de-prova, e são realizadas leituras no extensômetro para cada sequência de golpes; f) As sequências de golpes de compactação aplicados no corpo-de-prova são: 2 golpes, 3 golpes, 4 golpes, 6 golpes, 8 golpes, 12 golpes, 16 golpes, 24 golpes, 32 golpes, 48 golpes, 64 golpes, 96 golpes, 128 golpes, 192 golpes e 256 golpes; g) O processo de compactação do ensaio Mini-MCV deve ser encerado quando: A diferença de altura lida no extensômetro entre o valor de N golpes e o valor de 4.N golpes aplicados ao corpo-de-prova for menor que 2 mm; ou Ocorrer exudação (ou minação) de água na superfície do corpo-de-prova; ou For atingido o número de 256 golpes sobre o corpo-de-prova. OBS. Na prática, muitas vezes, o ensaio é parado, pois a diferença de altura do corpo-de-prova lida no extensôemetro menor que 2 mm, ocorre antes da diferença de altura correspondente a N golpes e menos (-) 4.N golpes. Por exemplo: Se for encontrada uma diferença altura lida no extensômetro menor que 2 mm entre os valores das alturas para N golpes e para 2.N golpes o ensaio é parado. xi) Bem, o processo descrito, anteriormente, para compactar um corpo-de-prova com o solo com a maior umidade, que corresponde aos itens anteriores de i (um) a x (dez) deverá ser repetido para moldar os outros 4 (quatro) corpos-de-prova com o solo que está em umidades menores. 3.1.4 Comentários finais sobre o ensaio Mini-MCV i) Todas as leituras verticais realizadas no extensômetro para todas as sequência de golpes efetuadas com o compactador do ensaio Mini-MCV no corpo-de-prova são devidamente anotadas na folha de anotações do ensaio. ii) Com base na folha de anotações do ensaio Mini-MCV são traçadas para cada corpo-de-prova a curva do Mini-MCV ou curva Afundamento do corpo-de-prova versus Número de golpes aplicados ao corpo-de-prova.

iii) O afundamento do corpo-de-prova (ou An) considerado no preenchimento da folha de anotações do ensaio para o traçado da curva do Mini-MCV ou curva Afundamento do corpo-de-prova versus Número de golpes aplicados ao corpo-de-prova, é obtido com base na seguinte equação:

18

(3.1) em que:

An = afundamento do corpo-de-prova para n golpes (mm); An = altura do corpo-de-prova correspondente a aplicação de n golpes (mm); A4n = altura do corpo-de-prova correspondente a aplicação de 4.n golpes (mm); iv) Finalmente, com base nas curvas Mini-MCV (ou curvas Afundamento do corpo-de-prova versus Número de golpes aplicados ao corpo-de-prova) é determinado o coeficiente c’ da classificação MCT; Conforme será descrito em tópico futuro. A Figura 3.1 ilustra os resultados obtidos de um ensaio Mini-MCV realizado com o solo da jazida Linhão do Broa de São Carlos - SP; Além disso, pode-se observar na figura, a curva Mini-MCV para cada corpo-de-prova ensaiado; Ainda, os corpos-de-prova ensaiados da jazida Linhão do Broa, cujas curvas são apresentadas na Figura 3.1 foram os corpos-de-prova CP13, CP47, CP48, CP55 e CP58. A Figura 3.2 ilustra parte dos equipamentos e materiais utilizados no ensaio Mini-MCV; Ou seja: os cilindros de moldagem dos corpos-de-prova, o extrator de corpo-de-prova, as cápsulas de alumínio, a lata de vaselina, as amostras de 1 kg de solo em umidades diferentes e os discos espaçadores de plástico. A Figura 3.3 ilustra o aparelho de compactação do ensaio Mini-MCV, que é composto de: pistão de compactação, extensômetro de leitura vertical, base de concreto, 2 (dois) espaçadores, etc.

n4AAnAn

19

Figura 3.1 - Curvas Afundamento do corpo-de-prova (mm) versus Número de

golpes aplicados ao corpo-de-prova (Solo jazida Linhão do Broa de São Carlos - SP)

20

Figura 3.2 - Parte dos equipamentos e materiais utilizados no ensaio Mini-MCV; Ou seja: os cilindros de moldagem dos corpos-de-prova, o extrator de corpo-de-prova, as cápsulas de alumínio, a lata de vaselina, as amostras de 1 kg de solo em umidads diferentes e os discos espaçadores de plástico (Foto: Viana, 2006)

21

Figura 3.3 - Aparelho de compactação do ensaio Mini-MCV, que é composto

de: pistão de compactação, extensômetro de leitura vertical, base de concreto, 2 (dois) espaçadores, etc. (Foto: Viana, 2006)

22

3.2 O ensaio perda de massa por imersão O ensaio perda de massa por imersão é importante para determinação do índice e’ da classificação MCT. 3.2.1 Procedimentos do ensaio perda de massa por imersão Os procedimentos básicos do ensaio perda de massa por imersão são os que se seguem: i) Inicialmente, cuidadosamente, retira-se do aparelho de compactação Mini-MCV o cilindro, que contém o corpo-de-prova compactado no seu interior. ii) Após retirar o cilindro com o corpo-de-prova do aparelho de compactação Mini-MCV; Então, com a utilização do aparelho extrator, o corpo-de-prova é pressionado para fora do cilindro de compactação, de modo que o corpo-de-prova saia 10 mm do interior do cilindro de compactação. OBS. Os 10 mm do corpo-de-prova que ficam para fora do cilindro de compactação denomina-se massa extrudada (ou comprimida para fora). iii) Na sequência, cuidadosamente, mergula-se o cilindro com o corpo-de-prova, que possui 10 mm de massa extrudada, em uma piscina; E então, deve-se repousar de forma horizontal o cilindro com o corpo-de-prova sobre o apôio do corpo-de-prova, que se encontra dentro da piscina. iv) Após repousar o cilindro com o corpo-de-prova dentro da piscina, coloca-se uma bacia de alumínio embaixo dos 10 mm de solo que fica fora do cilindro. v) Em seguida, deve-se observar cerca de 10 (dez) minutos o comportamento dos 10 mm da massa de solo que fica fora do cilindro; Então, anota-se eventuais particularidades do comportamento do solo, tais como: desagregação (ou soltura de material), inchamento e/ou trincamento. vi) Bem, após, pelo menos, 20 horas de mergulho do cilindro com o corpo-de-prova na piscina; Então, retira-se o cilindro com o corpo-de-prova da piscina, e o cilindro com o corpo-de-prova é colocado sobre uma superfície horizontal. vii) Na sequência, observa-se os 10 mm de massa extrudada do corpo-de-prova, e são feitas anotações se os 10 mm de massa extrudada rompeu ou não; Bem, caso houve alguma ruptura dos 10 mm de massa extrudada, anota-se na folha de ensaio como foi a ruptura, a qual pode ser: a) Uma ruptura por desagregação (ou soltura de material); ou b) Uma ruptura em forma de bolacha (ou sem desagregação). viii) Após as anotações, retira-se a bacia de alumínio de dentro da piscina, a qual estava embaixo dos 10 mm de solo, que estava fora do cilindro de compactação. ix) Após retirar a bacia de alumínio, deve-se observar se há solo dentro da bacia; Bem, caso houver solo dentro da bacia deve-se anotar a forma de como o solo se encontra dentro da bacia, o solo pode se encontrar dentro da bacia nas seguintes formas: a) Em uma forma desagregada (ou de material solto); ou b) Em uma forma de bolacha (ou de material sem desagregação).

23

x) Na sequência, caso houver solo na bacia de alumínio o mesmo deverá ser secado em uma estufa com temperatura entre 105 e 110o C, para que seja determinada a massa seca que foi desprendida do corpo-de-prova. xi) Finalmente, o ensaio é continuado, repetindo-se os procedimentos anteriores, para os outros 4(quatro) corpos-de-prova do ensaio Mini-MCV. A Figura 3.4 ilustra o aparelho extrator de corpo-de-prova e um cilindro de compactação de corpo-de-prova com 10 mm do corpo-de-prova extrudado (ou comprimido para fora).

Figura 3.4 - O aparelho extrator de corpo-de-prova e um cilindro de

compactação de corpo-de-prova com 10 mm do corpo-de-prova extrudado (ou comprimido para fora) (Foto: Viana, 2006)

A Figura 3.5 mostra o cilindro com um corpo-de-prova com 10 mm de massa extrudada (ou comprimido para fora) depositado dentro da piscina, durante o ensaio perda de massa por imersão; E também, a bacia de alumínio abaixo da massa extrudada do corpo-de-prova.

24

Figura 3.5 - O cilindro com um corpo-de-prova com 10 mm de massa extrudada

(ou comprimido para fora) depositado dentro da piscina, durante o ensaio perda de massa por imersão; E também, a bacia de alumínio abaixo da massa extrudada do corpo-de-prova (Foto: Viana, 2006)

3.2.2 Cálculos relacionados ao ensaio de perda de massa por imersão A perda de massa por imersão (Pi) de um corpo-de-prova compactado no ensaio Mini-MCV é obtida pela seguinte equação: (3.2) em que: Pi = perda de massa por imersão (%); F = fator forma, o qual depende da forma da massa de solo desprendida do corpo-de-prova durante o período de imersão; Md = massa de solo desprendida do corpo-de-prova, que ficou depositada na bacia de alumínio e foi secada na estufa (g); e sendo:

100.Me

Md.FPi

25

(3.3) em que: Me = massa do corpo-de-prova extrudada (ou comprimida para fora) do cilindro de compactação (g); A = área da seção transversal do cilindro de compactação do corpo-de-prova (cm2); e

S = massa específica seca do corpo-de-prova (g/cm3). Onde: (3.4) em que:

S = massa específica seca do corpo-de-prova (g/cm3); W = teor de umidade do solo utilizado para moldar o corpo-de-prova (%);

= massa específica úmida do corpo-de-prova (g/cm3); e sendo: (3.5) em que:

= massa específica úmida do corpo-de-prova (g/cm3); Pu = massa de solo para moldar 1 (um) corpo-de-prova no ensaio Mini-MCV = 200 g; A = área da seção transversal do cilindro de compactação do corpo-de-prova (cm2); e hcp = An = altura final do corpo-de-prova compactado no ensaio Mini-MCV (cm). 3.2.3 Observações quanto ao fator forma (F) do ensaio perda de massa por imersão Quanto ao fator forma (F) do ensaio perda de massa por imersão, tem-se que o fator forma (F) está relacionado à forma como o material se desprende do corpo-de-prova compactado, e destaca-se que: a) Se o solo se apresentar desagregado ou em forma de material solto na bacia de alumínio retirada de dentro da piscina do ensaio perda de massa por imersão; Então, o fator forma (F) a ser utilizado na equação da perda de massa por imersão será igual a 1 (um). b) Se o solo se apresentar em forma de uma bolacha (ou disco) na bacia de alumínio retirada de dentro da piscina do ensaio perda de massa por imersão; Então, o fator forma (F) a ser utilizado na equação da perda de massa por imersão será igual a 0,5 (meio). c) Se o solo se não se desprender do corpo-de-prova; Então, fator forma (F) a ser utilizado na equação da perda de massa por imersão será igual a 0 (zero).

s.AMe

)100/W(1S

hcp.A

Pu

26

3.2.4 Traçado da curva de Perda de Massa por Imersão O traçado da curva Perda de Massa por Imersão é realizado como se segue: i) Primeiramente, calcula-se a perda de massa por imersão (Pi) de cada corpo-de-prova ensaiado no ensaio Mini-MCV. ii) Na sequência, do lado direito do gráfico Afundamento do corpo-de-prova versus Número de golpes no ensaio Mini-MCV constrói-se uma escala com base nas perdas de massa por imersão (Pi) calculadas a partir dos corpos-de-prova ensaiados; Como ilustra a Figura 3.6 a seguir. iii) Logo em seguida, nos pontos em que as curvas Afundamento dos corpos-de-prova versus Número de golpes, que são traçadas a partir do ensaio Mini-MCV, cruzar (ou interceptar) a reta horizontal correspondente ao afundamento de 2 mm; Então, são traçadas retas verticais para cada corpo-de-prova ensaiado; Como ilustra a Figura 3.6 a seguir. iv) Após serem traçadas as retas verticais nos pontos de intercessão para cada corpo-de-prova ensaiado; Então, com base na escala da perda de massa por imersão (do lado direito do gráfico) define-se sobre as retas verticais os pontos correspondentes ao valor da perda de massa por imersão de cada corpo-de-prova; Como ilustra a Figura 3.6 a seguir. v) Finalmente, uma vez definidos os pontos de perda de massa por imersão de cada corpo-de-prova sobre as retas verticais; Então, traça-se a curva de Perda de Massa por Imersão do solo ensaiado; Como ilustra a Figura 3.6 a seguir. 3.3 Exemplo de uma tabela utilizada no laboratório para os ensaios Mini-MCV e perda de massa por imersão A Tabela 3.1, a seguir, é um exemplo típico (ou usual) de uma tabela de cálculo utilizada no laboratório da Escola de Engenharia de São Carlos - USP para os ensaios Mini-MCV e perda de massa por imersão. Destaca-se que a Tabela 3.1, a seguir, foi preenchida com os dados dos ensaios Mini-MCV e perda de massa por imersão realizados com o solo da jazida Linhão do Broa de São Carlos - SP. OBS(s). a) Após ser apresentada a Tabela 3.1 é feita uma descrição detalhada de todas as constantes e variáveis, que compõem a Tabela 3.1; e b) Na Tabela 3.1 é importante determinar as massas específicas secas dos corpos-de-prova correspondentes a 8, 12 e 16 golpes para o traçado das curvas de compactação do solo para 8, 12 e 16 golpes.

27

Figura 3.6 - Exemplo de curva de Perda de Massa por Imersão (Solo da jazida

Linhão do Broa de São Carlos - SP)

28

Tabela 3.1 - Exemplo de uma tabela de cálculo utilizada no laboratório da Escola de Engenharia de São Carlos - USP para os ensaios Mini-MCV e perda de massa por imersão (Solo jazida Linhão do Broa de São Carlos - SP)

29

Na Tabela 3.1, tem-se que: i) A massa de solo utilizada para a moldagem dos corpos-de-prova é sempre a mesma, e é igual a 200 g. ii) A área da seção transversal dos cilindros de compactação dos corpos-de-prova é sempre a mesma, e é igual a 19,56 cm2. iii) Exud., na tabela, significa que o corpo-de-prova, que está sendo compactado apresentou exudação (ou minação) de água no seu topo ou na sua base. iv) n, na tabela, é igual ao número de golpes aplicados para compactar o corpo-de-prova. v) An, na tabela, é igual a altura do corpo-de-prova (em mm) dentro do cilindro de compactação, após n golpes de compactação aplicados no corpo-de-prova.

vi) An, na tabela, é a variação de altura do corpo-de-prova (em mm), que corresponde a diferença entre a altura do corpo-de-prova para n golpes menos (-) a altura do corpo-de-prova para 4.n golpes. OBS. Na prática, muitas vezes, o ensaio é parado, pois a diferença de altura do corpo-de-prova lida no extensôemetro menor que 2 mm, ocorre antes da diferença de altura correspondente a N golpes e menos (-) 4.N golpes. Por exemplo: Se for encontrada uma diferença altura lida no extensômetro menor que 2 mm entre os valores das alturas para N golpes e para 2.N golpes o ensaio é parado.

vii) S, na tabela, é igual a massa específica seca do corpo-de-prova, e é obtida pela seguinte equação: (3.6) em que:

S = massa específica seca do corpo-de-prova (g/cm3); W = teor de umidade do solo utilizado para moldar o corpo-de-prova (%);

= massa específica úmida do corpo-de-prova (g/cm3); e sendo: (3.7) em que:

= massa específica úmida do corpo-de-prova (g/cm3); Pu = massa de solo para moldar 1 (um) corpo-de-prova no ensaio Mini-MCV = 200 g; A = área da seção transversal do cilindro de compactação do corpo-de-prova (cm2); e hcp = An = altura final do corpo-de-prova compactado no ensaio Mini-MCV (cm). viii) Me, na tabela, é igual a massa extrudada (ou comprimida para fora) do cilindro de compactação, e é obtida pela seguinte equação:

)100/W(1S

hcp.A

Pu

30

(3.8) em que: Me = massa do corpo-de-prova extrudada (ou comprimida para fora) do cilindro de compactação (g); A = área da seção transversal do cilindro de compactação do corpo-de-prova (cm2); e

S = massa específica seca do corpo-de-prova (g/cm3). ix) F, na tabela, é o fator forma de desagregação da massa extrudada, e pode ser igual a 1 (um), 0,5 (meio) ou 0 (zero), conforme o que foi descrito em tópico anterior. x) Pi, na tabela, é a perda de massa por imersão de um corpo-de-prova compactado no ensaio Mini-MCV, e é obtida pela seguinte equação: (3.9) em que: Pi = perda de massa por imersão (%); F = fator forma, o qual depende da forma da massa de solo desprendida do corpo-de-prova durante o período de imersão; Md = massa de solo desprendida do corpo-de-prova, que ficou depositada na bacia de alumínio e foi secada na estufa (g); e Me = massa do corpo-de-prova extrudada (ou comprimida para fora) do cilindro de compactação (g). A Figura 3.7, a seguir, ilustra os resultados do ensaio Mini-MCV e perda de massa por imersão realizados com o solo da jazida Linhão do Broa de São Carlos - SP, os quais representam graficamente os valores obtidos a partir da Tabela 3.1 mostrada anteriormente.

s.AMe

100.Me

Md.FPi

31

Figura 3.7 - Resultados do ensaio Mini-MCV e perda de massa por imersão

realizados com o solo da jazida Linhão do Broa de São Carlos - SP

32

4 Obtenção do coeficiente c’ e do índice e’ da classificação MCT 4.1 Obtenção do coeficiente c’ da classificação MCT O procedimento para obtenção do coeficiente c’ da classificação MCT, pode ser dividido em passos, os quais são apresentados como se segue: 1.o (primeiro) passo: Inicialmente, são moldados, pelo menos, 5 (cinco) corpos-de-prova em teores de umidade diferentes, conforme o procedimento descrito anteriormente do ensaio Mini-MCV. 2.o (segundo) passo: Na folha de ensaio, para cada corpo-de-prova ensaiado no ensaio Mini-MCV é traçada uma curva Afundamento do corpo-de-prova (mm) versus Número de golpes aplicados no corpo-de-prova. A Figura 4.1 ilustra as curvas traçadas para os corpos-de-prova CP13, CP47, CP48, CP55 e CP58 do solo da jazida Linhão do Broa de São Carlos-SP. 3.o (terceiro) passo: A partir do ponto correspondente ao número de golpes 10 e afundamento igual a 2 mm, traça-se uma reta interpolada (R) a partir das 5 (cinco) curvas Afundamento (mm) versus Número de golpes aplicados no corpo-de-prova, as quais foram traçadas para os 5 (cinco) corpos-de-prova ensaiados. Como ilustra a Figura 4.1. 4.o (quarto) passo: Finalmente, o coeficiente c’ será o coeficiente angular da reta interpolada (R), que parte do ponto número de golpes igual a 10 e afundamento igual a 2 mm. Como ilustra a Figura 4.1. Destaca-se que para o solo jazida Linhão do Broa de São Carlos - SP, cujo resultado do ensaio é apresentado na Figura 4.1, a seguir, o coeficiente c’ da classificação MCT será: (4.1) em que: c’ = coeficiente da classificação MCT; e

= ângulo de inclinação da reta interpolada (R), que parte do ponto número de golpes igual a 10 e afundamento do corpo-de-prova igual a 2 mm.

30,1010

215

MCVMinidoVariação

oafundamentdoVariaçãotan'c

33

Figura 4.1 - Determinação do coeficiente c’ da classificação MCT para o solo da

jazida Linhão do Broa de São Carlos - SP

34

OBS. A reta de interpolação é obtida considerando-se a tendência de inclinação das curvas Afundamento (mm) versus Número de golpes, de todos os corpos-de-prova ensaiados. 4.2 Obtenção do índice e’ da classificação MCT O processo de obtenção do índice e’ da classificação MCT é bastante simples, e pode ser dividida em 3 (três) partes, as quais são apresentadas como se segue: 1.o (primeira) parte para obtenção do índice e’ da classificação MCT, ou seja, obtenção da perda de massa por imersão (Pi) do solo i) Inicialmente, é necessário preencher completamente a tabela utilizada no laboratório para os ensaios Mini-MCV, e traçar as curvas Afundamento versus Número de golpes (Como ilustrado na Tabela 3.1 e na Figura 3.7, mostradas anteriormente, e que representam os resultados dos ensaios com o solo da jazida Linhão do Broa). ii) Na sequência, traça-se a curva de Perda de Massa por Imersão dos corpos-de-prova ensaiados; conforme explicado, anteriormente, no tópico 3.2.4. iii) Finalmente, determina-se a perda de massa por imersão (Pi) a ser levada em conta no cálculo do índice e’. Contudo, a determinação da perda de massa por imersão (Pi) a ser considerada no cálculo do índice e’ deverá ser feita considerando a OBSEVAÇÃO GERAL apresentada a seguir. iv) A OBSERVAÇÃO GERAL a ser considerada na determinação do índice e’ da classificação MCT é a seguinte: Deve-se verificar a altura de um corpo-de-prova com o solo ensaiado, o qual pode ser um corpo-de-prova real ou teórico (ou não existente), para condição de Mini-MCV = 10; Assim procedendo, tem-se que: a) Se a altura do corpo-de-prova (real ou teórico) for superior (ou maior) que 48 mm, para condição de Mini-MCV = 10; Então, traça-se uma vertical pelo ponto de Mini-MCV = 10, e determina-se na curva de perda de massa por imersão o valor da Perda de Massa por Imersão (Pi) do ensaio. b) Se a altura do corpo-de-prova (real ou teórico) for inferior (ou menor) que 48 mm, para condição de Mini-MCV = 10; Então, traça-se uma vertical pelo ponto de Mini-MCV = 15, e determina-se na curva de perda de massa por imersão o valor da Perda de Massa por Imersão (Pi) do ensaio.

35

VAMOS EXEMPLIFICAR a 1.o (primeira) parte para obtenção do índice e’ da classificação MCT , ou seja, vamos explicar como se obtém Pi com o solo da jazida Linhão do Broa de São Carlos - SP Para avaliar o valor a perda de massa por imersão (Pi) do solo da jazida Linhão do Broa de São Carlos - SP, tem-se que: i) Com base Tabela 3.1, mostrada anteriormente, percebe-se que o corpo-de-prova número 48, após ser compactado com 8 golpes, apresentou uma altura do corpo-de-prova igual a 47,69 mm e um afundamento igual a 2,89 mm. Assim sendo, fazendo a leitura gráfica na Figura 4.2, a seguir, para 8 golpes da curva Afundamento (mm) versus Número de golpes para o corpo-de-prova 48, percebemos que o afundamento 2,89 mm, que na Tabela 3.1 corresponde a uma altura igual a 47,69

mm do corpo-de-prova 48, está associado a um valor de Mini-MCV 9; Consequentemente, para um valor de Mini-MCV = 10 a altura do corpo-de-prova número 48 será ainda menor que 47,69 mm, pois o corpo-de-prova 48 deverá receber um número de golpes de compactação superior a 8 (oito). ii) Com base no item anterior, como o solo da jazida Linhão do Broa apresenta uma altura menor (ou inferior) a 48 mm para condição de Mini-MCV = 10; Então, a perda de massa por imersão (Pi) para o solo da jazida Linhão do Broa foi determinada para o Mini-MCV = 15, e o seu valor foi Pi = 30%. A Figura 4.2 ilustra a obtenção da perda de massa por imersão (Pi) do solo da jazida Linhão do Broa de São Carlos - SP.

36

Figura 4.2 - Determinação da perda de massa por imersão (Pi) para o solo da

jazida Linhão do Broa de São Carlos - SP

37

2.o (segunda) parte para obtenção do índice e’ da classificação MCT, ou seja, obtenção da constante d’ do solo Antes do cálculo do índice e’ é necessário determinar a constante d’ (em kg/m3) do solo ensaiado, que é obtida como se segue: i) Inicialmente, em um gráfico tipo Teor de umidade do solo versus Massa específica seca do corpo-de-prova traça-se as curvas de compactação do ensaio Mini-MCV. As curvas de compactação traçadas no gráfico correspondem às curvas de compactação de 8, 12 e 16 golpes. Como ilustra a Figura 4.3 a seguir. ii) Após traçar no gráfico as curvas de compactação do ensaio Mini-MCV para 8, 12

e 16 golpes, determina-se Tan , onde é o ângulo da reta da parte mais inclinada do ramo seco da curva de compactação de 12 golpes. Como ilustra a Figura 4.3 a seguir.

iii) Finalmente de posse de Tan , calcula-se a constante d’ (em kg/m3) do solo ensaiado, a qual é o coeficiente angular da reta da parte mais inclinada do ramo seco da curva de compactação de 12 golpes. Como ilustra a Figura 4.3 a seguir.

A relação existente entre o coeficiente d’ e o ângulo é obtida pela seguinte equação: (4.2) em que: d’ = coeficiente angular da reta da parte mais inclinada do ramo seco da curva de compactação de 12 golpes (kg/m3); e

Tan = tangente do ângulo da reta da parte mais inclinada do ramo seco da curva de compactação de 12 golpes (g/cm3).

A Figura 4.3 ilustra a determinação do ângulo da reta da parte mais inclinada do ramo seco da curva de compactação de 12 golpes (em g/cm3) do ensaio Mini-MCV, para o solo da jazida Linhão do Broa de São Carlos - SP. Para o solo da Figura 4.3, tem-se que o valor do coeficiente d’ é obtido do seguinte modo: Como: Logo:

Tan.1000'd

Tan.1000'd

3cm/g171,01,79,9

62,110,2Tan

3m/kg171)171,0.(1000'd

38

Figura 4.3 - Determinação do ângulo da reta da parte mais inclinada do ramo seco da curva de compactação de 12 golpes (em g/cm3) do ensaio Mini-MCV, para o solo da jazida Linhão do Broa de São Carlos - SP

3.o (terceira) parte para obtenção do índice e’ da classificação MCT Finalmente, determinados a perda de massa por imersão (Pi) e o coeficiente (d’), então calcula-se o valor do índice e’ pela seguinte equação: (4.3) em que: e’ = índice da classificação MCT; Pi = perda de massa por imersão (%); e d’ = coeficiente angular da reta da parte mais inclinada do ramo seco da curva de compactação de 12 golpes (kg/m3). Bem, para o solo da jazida Linhão do Broa de São Carlos - SP, que é o exemplo que vem sendo apresentado, tem-se o seguinte valor de e’: (4.4)

333,0

3

'd

20

100

Pi

'd

20

100

Pi'e

75,0171

20

100

30

'd

20

100

Pi'e

333,0

3

39

em que: e’ = índice da classificação MCT; Pi = perda de massa por imersão (%); e d’ = coeficiente angular da reta da parte mais inclinada do ramo seco da curva de compactação de 12 golpes (kg/m3). 4.3 Classificação do solo utilizado como exemplo nesta aula Finalmente, como base no que foi apresentado, anteriormente, obteve-se para o solo da jazida Linhão do Broa de São Carlos - SP um coeficiente c’ = 1,30 e um índice e’ = 0,75, os quais com a utilização do ábaco da classificação MCT apresentado na Figura 4.4, a seguir, tem-se que o solo da jazida Linhão do Broa de São Carlos - SP é classificado como um solo LA’ (ou solo laterítico arenoso).

Figura 4.4 - Classificação MCT do solo da jazida Linhão do Broa de São Carlos

- SP

40

5 Procedimento para avaliar um solo sobre a linha divisória no ábaco da MCT Quando um solo cai sobre a linha de divisão do ábaco da MCT entre solos de comportamento lateríticos e de solos comportamento não laterítico, deve-se proceder como se segue: 1.o (primeiro): Com base na curva de perda de massa por imersão traçada a partir do ensaio, realiza-se uma análise dos valores das perdas de massa por imersão (Pi) dos corpos-de-prova ensaiados. 2.o (segundo): O solo será considerado como solo de comportamento laterítico se para valores acima do Mini-MCV = 10, os valores de perda de massa por imersão (Pi) dos corpos-de-prova ensaiados apresentarem um nítido decréscimo (ou queda) de valor. Referências Bibliográficas BARROSO, S. H. A.; FABBRI, G. T. P. Comparação entre as classes dos solos

obtidas pelos sistemas de classificação HRB, USCS e MCT. In: XI CONGRESSO DE ENSINO E PESQUISA EM TRANSPORTE, 11., 1997, Rio de Janeiro, RJ. Anais... Rio de Janeiro, RJ: [s.n], 1997. p. 60-70.

BERNUCCI, L. L. B. Considerações sobre o dimensionamento de pavimentos

utilizando solos lateríticos para rodovias de baixo volume de tráfego. 237f. Tese (Doutorado) - Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo, 1995.

BERNUCCI, L. B.; MOTA, L. M. G.; CERRATTI, J. A. P.; SOARES, J. B.

Pavimentação asfáltica - Formação básica para engenheiros. Rio de Janeiro - RJ: Petrobrás, ou ABEDA (Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos, 2008. 501p.

DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS E RODAGEM. DNER-ME 254/94.

Solos compactados em equipamento miniatura - Mini-CBR e expansão. Rio de Janeiro. 1994.

DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS E RODAGEM. DNER-ME 228/94.

Solos - compactação em equipamento miniatura. Rio de Janeiro. 1994. DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS E RODAGEM. DNER-ME 256/94.

Solos compactados com equipamento miniatura - determinação da perda de massa por imersão. Rio de Janeiro. 1994.

DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS E RODAGEM. DNER-ME 258/94.

Solos compactados em equipamento miniatura - Mini-MCV. Rio de Janeiro. 1994.

41

FABBRI, G. T. P. Caracterização da fração fina de solos tropicais através da absorção de azul de metileno. 101f. Tese (Doutorado) - Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 1994.

FABRI, G. T. P. Notas de aulas da disciplina STT-402 (Estradas). São Carlos -

SP. Escola de Engenharia de São Carlos - Universidade de São Paulo. 1999. FEDERAL AVIATION ADMINISTRATION AC/150/5320-6D - 7/7/95 Airport pavement

design and avaluation. 1995. FERREIRA, O. M. História do Brasil. São Paulo - SP: Ática. 1986. 256p. FONTES F. Q. Pavimentos de baixo custo: considerações sobre seus defeitos

e propostas de conservação e recuperação. Dissertação de Mestrado. 170f. Escola de Engenharia de São Carlos - Universidade de São Paulo. 1994.

MEDINA, J. (1997). Tropical soils and climates in pavement mechanics studies. In:

INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON RECENT DEVELOPMENTS IN SOIL AND PAVEMENT MECHANICS, 1997, Rio de Janeiro, RJ. Proceedings... Rio de Janeiro, RJ: UFRJ (Universidade Federal do Rio de Janeiro), 1997. p.103-115.

NOGAMI, J. S.; VILLIBOR D. F. Uma nova classificação de solos para

finalidades rodoviárias. In: Simpósio Brasileiro de Solos Tropicais em Engenharia, Volume 1, 1981, Rio de Janeiro. Rio de Janeiro - RJ: Associação Brasileira de Mecânica dos Solos - ABMS, 1981. Páginas 30 - 41.

NOGAMI, J. S.; VILLIBOR, D. F. Estudos geotécnicos e de drenagem aplicados à

pavimentação. In: REUNIÃO ANUAL DE PAVIMENTAÇÃO, 18., 1983, Porto Alegre. Anais... Porto Alegre, RS: ABPv (Associação Brasileira de Pavimentação), 1983. v. 2, p. 465-484.

NOGAMI, J. S. Características dos solos tropicais. In REUNIÃO ABERTA DA

INDÚSTRIA DE SOLO CAL: O USO DA CAL NA ENGENHARIA CIVIL, 5., 1985, São Paulo. Anais... São Paulo: EPUSP/Abpc, 1985. p. 47-55.

NOGAMI, J. S.; VILLIBOR D. F. Pavimentação de baixo custo com solos

lateríticos. São Paulo-SP: Vilibor, 1995. 213p. SCHELLMANN, W. Considerations on the definition and classification of

laterites. Trivandrun, Índia: [s.n], 1981. VIANA, H. M. F. Fotos do ensaio Mini-MCV e perda de massa por imersão. Local:

Laboratório de Transportes da Escola de Engenharia de São Carlos - USP. 2006.

VIANA, H. M. F Relatório de ensaios apresentado ao Prof. DSc. Glauco Túlio

Pessa Fabri como objeto de avaliação da disciplina STT5873 (Laboratório de Infraestrutura de Transportes). São Carlos - SP. Escola de Engenharia de São Carlos - Universidade de São Paulo. 2005. (Paginação personalizada)

42

Informações sobre Romi-isetta primeiro carro fabricado no Brasil. https://economia.terra.com.br/carros-motos/1-carro-fabricado-no-brasil-faz-56-anos-e-ganha-exposicao,ffbe6037a18da310VgnCLD200000bbcceb0aRCRD.html