MARANGON, MÁRCIO Proposição de Estruturas Típicas de Pavimentos para Região de Minas Gerais Utilização Solos Lateríticos Locais a Partir da

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2 MARANGON, MÁRCIO Proposição de Estruturas Típicas de Pavimentos para Região de Minas Gerais Utilização Solos Lateríticos Locais a Partir da Pedologia, Classificação MCT e Resiliência [Rio de Janeiro] 2004 XXIII, 442p. 29,7cm (COPPE/UFRJ, D.Sc., Engenharia Civil, 2004) Tese Universidade Federal do Rio de Janeiro, COPPE 1. Solo Laterítico 2. Mecânica dos Pavimentos 3. Classificação MCT I. COPPE/UFRJ II. Título (série) ii

3 Ao meu filho querido, Guilherme Hotz Marangon, minha obra maior... iii

4 AGRADECIMENTOS Meus sinceros agradecimentos à Prof a Laura Maria Goretti da Motta, exemplo de profissional, cujo trabalho têm sido de grande importância para toda a comunidade técnica na área de pavimentação. Gostaria de registrar que além da orientação sempre elucidativa e dos ensinamentos técnicos, essa Prof a me mostrou com seu exemplo próprio, algumas coisas que há de melhor no ser humano: desprendimento, dedicação, amizade, companheirismo, compromisso e amor ao trabalho e, principalmente, às pessoas; Ao Prof. Jacques de Medina, mestre de todos nós, agradeço a sua participação e dedicação a essa tese. Manifesto a minha satisfação de ter o seu nome vinculado a esse meu trabalho; À Prof a Helena Polivanov pela acolhida no curso de Pedologia e todo o apoio que vem me oferecendo ao longo destes anos de convívio, me permitindo inclusive a oportunidade de participação conjunta na orientação de um trabalho. Agradeço pelos ensaios de difração de raio-x realizados no Laboratório do IGEO da UFRJ; À Prof a Liegi Légi Bariani Bernucci pelas informações técnicas e esclarecimentos em diversas oportunidades e pela presteza na intermediação dos meus contatos com o Prof. Job Shuji Nogami, a quem estendo os meus agradecimentos, assim como ao Eng 0 Edson Moura do Laboratório da Escola Politécnica da USP; Ao Prof. Delson Braz pela confiança depositada no uso do tomógrafo do Laboratório de Instrumentação Nuclear do PEN-COPPE/UFRJ e pelo apoio na realização e interpretação dos ensaios realizados; Ao Prof. Glauco Túlio Pessa Fabbri pela dedicação ao estudo desta tese e às suas contribuições para o aperfeiçoamento do trabalho; Ao meu amigo verdadeiro, de 25 anos de convívio intenso, Geraldo Luciano de Oliveira Marques, agradeço por estar sempre ao meu lado me fortalecendo para enfrentar os desafios e as dificuldades que são colocadas... Sem o seu apoio esta conquista seria muito difícil de se realizar. Divida comigo os bons frutos deste momento; Ao acadêmico de Geologia da UFRJ Cícero Batista Júnior pela grande colaboração dada à realização deste trabalho. Você reforçou o aprendizado que vale a pena iv

5 acreditar no desprendimento e nas boas intenções das pessoas. A sua conduta neste período de estágio me faz prever uma carreira promissora e de muito sucesso, o que eu te desejo de coração; A minha esposa Vera Lúcia Hotz Marangon, companheira dos dias sim, dias não, os meus mais sinceros agradecimentos por compreender estes tempos difíceis de ausência do lar e das coisas que mais esperava de mim; A minha família resumida na minha mãe Maria Aparecida Peregrino, minha irmã Irene Marangon, meu irmão Marcos Valério Marangon (i. m.), meus sobrinhos Marcus Vinícius Silva Marangon e Juliana Marangon de Ávila, e ao meu cunhado Luiz Gonzaga Brum de Ávila, e a todos os Hotz, Bronzato e Couto, que se somaram a esta; Aos ex-alunos e amigos que fiz, Francisco Duque Neto, Mateus Sevenini Couri, Eduardo Macedo, César Castro, Carlos Ferreira, Daniel Rocha, Cristiano Ribeiro; Aos companheiros de muitos ensaios, nos diversos laboratórios que passei, Marcos Pereira Antunes (bororó) e Rodrigo Souza agradeço pela força nos MCTs, Eng o Álvaro Dellê Vianna, Técnicos Max, e Luiz Carlos (Carlinhos) e a Eng a Maria da Gloria; A toda família do Programa de Engenharia Civil - COPPE, equipe nota 7, o meu agradecimento e orgulho de ter feito parte deste grupo; Aos amigos feitos na COPPE, para a vida, Roberto Ferraz, Marcos Massao Futai, Silvia Susuki, Fátima Sá, Bruno Castro; Aos amigos de tantas idas e vindas, Homero, Luis Evaristo e Marconi; Aqueles que fazem parte desta história, Salomão Pinto, Ana Paula, Gustavo Ferreira, Celso Ramos, Felipe Franco, Vânia, Guimarães, Bem-Hur, Luciana Nogueira, Cinconegui, Rodrigo, Ricardo, Marcos, Benevides, João Darous, Raphael, Leonardo; Aos que me hospedaram no Rio, Prof. Emil Sanches e minha tia Nilza Peregrino, os meus agradecimentos. Desejo-lhes tudo de bom...; À Universidade Federal de Juiz de Fora UFJF, pela oportunidade de participar do seu programa de capacitação de pessoal docente (PICDT), e aos colegas de instituição pelo apoio, Gil Almeida e César Rocha. Estendo agradecimentos aos que me substituíram neste período de ausência: Luciana Tomassi, Alex Germano e Vânia Portes. v

6 Resumo da Tese apresentada à COPPE/UFRJ como parte dos requisitos necessários para a obtenção do grau de Doutor em Ciências (D.Sc.) PROPOSIÇÃO DE ESTRUTURAS TÍPICAS DE PAVIMENTOS PARA REGIÃO DE MINAS GERAIS UTILIZANDO SOLOS LATERÍTICOS LOCAIS A PARTIR DA PEDOLOGIA, CLASSIFICAÇÃO MCT E RESILIÊNCIA Márcio Marangon Outubro/2004 Orientadora: Laura Maria Goretti da Motta Programa: Engenharia Civil O trabalho aborda sobre a construção de pavimentos, para a condição de baixo tráfego com o uso de solo fino laterítico predominantemente argiloso, baseado na experiência desenvolvida inicialmente no Estado de São Paulo, e que vem sendo difundida em outros Estados do Brasil. A aplicação desta técnica considera a utilização do solo local na sua construção. Foram coletadas diversas amostras de solo em uma região do Estado de Minas Gerais em que foi pesquisado o seu comportamento visando a proposição de estruturas típicas de pavimentos, para alguns destes solos. Para o estudo e caracterização dos solos a serem utilizados como base do pavimento, foram identificadas as suas características segundo a pedologia, o sistema de classificação MCT dos solos e as referentes ao comportamento resiliente. O trabalho discutiu também a proposta de alteração da metodologia MCT de classificação dos solos. São propostas diversas estruturas para pavimentos consideradas algumas alternativas de tráfego, revestimento e de energia de compactação dos solos de base. Os resultados obtidos indicam que estes materiais apresentam características técnicas para serem utilizados em pavimentos alternativos, sendo possível dimensionar estruturas esbeltas para as condições de baixo tráfego. A pesquisa de materiais de construção com a reunião dos conhecimentos da pedologia, da metodologia MCT e da resiliência se mostrou extremamente oportuna e conveniente na avaliação da qualidade destes materiais. vi

7 Abstract of Thesis presented to COPPE/UFRJ as partial fulfillment of the requirements for the degree of Doctor of Science (D.Sc.) PROPOSAL FOR TYPICAL PAVEMENT STRUCTURES IN THE MINAS GERAIS REGION MAKING USE OF LOCAL LATERITIC SOIL BASED ON PEDOLOGY, MCT CLASSIFICATION AND RESILIENCY Márcio Marangon October/2004 Advisor: Laura Maria Goretti da Motta Department: Civil Engineering This study approaches the construction of pavements, under low-traffic condition, making use of mainly clayey fine lateritic soil, based on the experiments initially carried out in the state of São Paulo, which have since then been spread to other states. The use of this technique considers the use of local soil in its construction. Several soil samples were gathered from a certain region in the state of Minas Gerais, from which its behavior has been investigated in order to propose the typical pavement structures for some of these soils. For the study and featuring of the soils to be used as the pavement basis, their characteristics have been identified according to pedology, the MCT Soil Classification System and those related to the resilient behavior. This work has also discussed the proposal for the alteration of the MCT Soil Classification methodology. Several pavement structures are proposed considering a few alternatives for traffic, coating and base soil compacting energy. The results found indicate that these materials show technical characteristics to be used in alternative pavements, with the possibility of creating slender structures for the low-traffic conditions. The research for construction materials gathering knowledge from pedology, MCT and resiliency methodology has proven extremely suitable and convenient in the quality assessment of these materials. vii

8 Índice Capítulo 1 Introdução Capítulo 2 Pavimento de Baixo Custo com Uso de Solo Fino Laterítico Considerações Iniciais A Experiência no Brasil Pavimento com Base de Solo Fino Considerações sobre os Solos Arenosos Finos Lateríticos Considerações sobre os Solos Argilosos Lateríticos A Técnica de Construção de Pavimento com Solo Fino Capítulo 3 Estudo dos Solos Tropicais Visando a Pavimentação A Ciência dos Solos Classificação Pedológica dos Solos Identificação da Classe Pedológica Aplicações da Pedologia na Engenharia Sistema de Classificação MCT dos Solos Breve Histórico Metodologia Tradicional de Classificação MCT dos Solos Proposta de Simplificação da Classificação MCT dos Solos Outras Considerações sobre Classificação de Solos Tropicais Comportamento Resiliente dos Solos Tropicais Considerações Iniciais Comportamento Resiliente de Solos Finos Lateríticos em Laboratório Ensaio Triaxial Dinâmico Comportamento de Solos Finos Lateríticos em Serviço Deformação Permanente e Condição Limite quanto à Ruptura viii

9 Capítulo 4 Dimensionamento de Estruturas de Pavimentos Considerações sobre Tráfego Método de Dimensionamento Mecanístico Considerações sobre Dimensionamento de Pavimentos de Solos Tropicais Catálogos de Estruturas de Pavimentos Capítulo 5 Características Geoambientais do Estado de Minas Gerais Considerações Iniciais Características Físicas Informações sobre a Pedologia Capítulo 6 Características Pedológicas, Químicas, Mineralógicas e Geotécnicas dos Solos Programa de Coleta de Materiais Características Geoambientais dos Pontos de Coleta Características Geológicas dos Pontos de Coleta Caracterização Pedológica dos Solos Caracterização Química e Mineralógica dos Solos Caracterização Geotécnica Tradicional dos Solos Considerações Finais Capítulo 7 Contribuição ao Estudo da Metodologia MCT de Classificação dos Solos Introdução Ensaios de Classificação MCT dos Solos Estudados Aspectos Práticos Observados na Execução dos Ensaios Resultados dos Ensaios e Análises Ensaios Simplificados de Classificação MCT dos Solos Aspectos Gerais do Procedimento Resultados dos Ensaios e Análises Análise Comparativa dos Resultados Obtidos entre as Metodologias Proposições de Mudanças de Procedimento e Interpretação ix

10 Análise da Compactação pelos Procedimentos MCT e MCT-S a partir da Tomografia Computadorizada Considerações Iniciais Estudo Realizado Resultados e Análises Considerações Finais Capítulo 8 Análise dos Dados de Comportamento Mecânico dos Solos Estudo do Comportamento Resiliente dos Solos em Laboratório Módulos de Resiliência dos Solos Estudados Avaliação dos Módulos de Resiliência para os Solos Estudados Tentativa de Correlação entre Módulo de Resiliência e Parâmetros da Classificação MCT Dados Módulo de Resiliência x Parâmetros de Classificação MCT Resultados Obtidos e Análise Deformação Permanente e Condição Limite Quanto à Ruptura dos Solos Estudados Estudo da Deformação Permanente Avaliação da Influência da Carga Repetida no Módulo de Resiliência Capacidade de Suporte à Ruptura dos Solos de Subleito Considerações Finais Capítulo 9 Proposição de Estruturas Típicas de Pavimentos para Região de Minas Gerais Utilizando Solos Locais Lateríticos Introdução Considerações e Sistematização sobre a Proposição Dimensionamento Mecanístico das Estruturas Proposição de Estruturas de Pavimentos Avaliação dos Resultados x

11 Capítulo 10 Conclusões e Sugestões Referências Bibliográficas ANEXOS A - Correspondência entre Classes Pedológicas e Glossário de Alguns Termos da Pedologia e Geologia B - Boletins com Informações dos Solos e dos Pontos de Coleta C - Planilhas de Ensaios de Classificação MCT D - Planilhas de Ensaios de Módulo de Resiliência E - Dados Utilizados nas Regressões para Correlação MCT x Mr xi

12 Lista de Figuras Figura Seção típica de um pavimento rodoviário de baixo custo (VILLIBOR e NOGAMI, 2001). 08 Figura Áreas dos grupos de SAFL de acordo com a Metodologia MCT (NOGAMI e VILLIBOR, 1995). 14 Figura Faixa granulométrica recomendada para bases de SAFL (VILLIBOR et al, 2000). 17 Figura Área no gráfico da classificação MCT das Argilas Lateríticas utilizadas em bases de pavimentos. 19 Figura Faixa granulométrica recomendada para bases de Argila Laterítica (VILLIBOR et al, 2000). 19 Figura Mapa das principais áreas de ocorrência dos solos lateríticos no território brasileiro (VILLIBOR et al, 2000). 25 Figura Perfis hipotéticos ilustrando os diferentes horizontes e camadas de um Podzólico Vermelho Amarelo; um Latossolo e um Podzol, respectivamente (OLIVEIRA et al, 1992). 29 Figura Aspecto do mapa pedológico desenvolvido pela EMBRAPA (2001) para o município do Rio de Janeiro.42 Figura Gráfico de classificação MCT (NOGAMI e VILLIBOR, 1995). 53 Figura Gráfico de classificação MCT-M (VERTAMATTI, 1988). 54 Figura Proposição para determinação de c a partir do traçado de uma reta correspondente a uma regressão dos pontos da curva Mini-MCV (NOGAMI e VILLIBOR, 2001). 57 Figura Exemplo da proposição de NOGAMI (2003) para determinação de c, a partir do traçado de uma reta correspondente à diferença de leituras 5 e 1 mm. 57 Figura Modelos de comportamento resiliente de solos observados no Brasil (MEDINA, 1997) 64 Figura Classificação resiliente de solos granulares (DNER, 1996). 66 Figura Classificação resiliente de solos argilosos (DNER, 1996). 67 Figura Esquema ilustrativo do equipamento utilizado para a realização do ensaio triaxial (MEDINA, 1997). 68 Figura Fluxograma do dimensionamento mecanístico (MOTTA, 1991). 80 Figura Exemplo de parâmetros do desempenho estrutural de um pavimento flexível obtido pelo FEPAVE, consideradas as unidades cm e kgf/cm 2 (MEDINA, 1997). 82 Figura Aspecto da tela de um microcomputador com a planilha de dados aberta, gerada pela macro (Excel) para uso do programa FEPAVE (FRANCO, 2003). 83 Figura Gráfico de dimensionamento de pavimento flexível adaptado da AASHTO 1993 para solos lateríticos, entre os níveis de 50 e 75 % de confiança (ALVAREZ NETTO, 1997). 88 Figura Seções de pavimento para vias arteriais urbanas para diferentes classes de subleito e de tráfego, publicadas pelo LCPC e SETRA (1998). 91 Figura Aspecto da malha rodoviária total do Estado de Minas Gerais (IGA/CETEC, 1994). 93 Figura Macroregiões de planejamento do Estado de Minas Gerais com destaque para a área de interesse desta pesquisa mais escura (IGA/CETEC, 1994). 94 Figura Temperatura média anual para o Estado de Minas Gerais (SEA, 1980). 95 Figura Precipitação total anual para o Estado de Minas Gerais (SEA, 1980). 96 xii

13 Figura Índice de Umidade de Thornthwaite para o Estado de Minas Gerais (SEA, 1980). 96 Figura Vegetação Natural para o Estado de Minas Gerais. (SEA, 1980). 97 Figura Aspecto do Mapa Geológico do Estado de Minas Gerais. (COMIG, 2002). 99 Figura Aspecto da Distribuição das Manchas de Solos pelo Estado de Minas Gerais (GeoMinas, 2002). 102 Figura Percentual das principais classes de solos de ocorrência em Minas Gerais (a partir de AMARAL, 1993). 105 Figura Macroregiões de planejamento do Estado de Minas Gerais com destaque para a área de estudo desta pesquisa (IGA/CETEC, 1994). 107 Figura Localização dos pontos de coleta de amostras desta pesquisa em relação às rodovias e municípios próximos, para a região da Zona da Mata. 112 Figura Localização dos pontos de coleta de amostras desta pesquisa em relação às rodovias e municípios próximos, para a região da Zona Metalúrgica e Campo das Vertentes. 113 Figura Localização dos pontos de coleta de amostras desta pesquisa em relação às rodovias e municípios próximos, para a região do Sul de Minas. 114 Figura Distribuição física da localização das amostras coletadas para o presente estudo, em relação as três macroregiões que corresponde à área de estudo. 115 Figura Variações de temperatura média anual (em 0 C), para os pontos de coleta (adaptado da SEA, 1980). 117 Figura Informações relacionadas à vegetação natural para os pontos de coleta (adaptado da SEA, 1980). 117 Figura Variações da precipitação total anual (em mm), para os pontos de coleta (adaptado da SEA, 1980). 118 Figura Variações do índice de umidade de Thornthwaite (em mm), para os pontos de coleta (adaptado da SEA, 1980). 118 Figura Aspecto da distribuição das ocorrências geológicas para a área de estudo (adaptado da COMIG, 2002). 120 Figura Localização dos pontos de coleta sobre o mapa de solos do GeoMinas (2002), para a Zona da Mata. 129 Figura Localização dos pontos de coleta sobre o mapa de solos do GeoMinas (2002), para a Zona Metalúrgica e Campo das Vertentes. 129 Figura Localização dos pontos de coleta sobre o mapa de solos do GeoMinas (2002), para o Sul de Minas. 130 Figura Número de amostras deste estudo por variação pedológica, segundo a classificação obtida. 131 Figura Gráfico com os valores determinados de ph segundo os dois procedimentos adotados, para as amostras deste estudo. 133 Figura Gráficos com os resultados das análises químicas realizadas nas amostras deste estudo. 137 Figura Resultados para os índices de intemperismo Ki (valor numérico em destaque) e Kr das amostras deste estudo. 138 Figura Frações granulométricas das amostras de solo pesquisadas neste trabalho. 142 Figura Curvas granulométricas das amostras ZM de 01 a 08 desta pesquisa.145 Figura Curvas granulométricas das amostras ZM de 09 a 16 desta pesquisa.145 Figura Curvas granulométricas das amostras MV, desta pesquisa. 146 Figura Curvas granulométricas das amostras SL desta pesquisa. 146 xiii

14 Figura Folha de dados de teor de umidade, características do corpo de prova e de imersão resultante da planilha Excel preparada neste estudo. 164 Figura Folha de dados complementares da compactação e gráficos com coeficientes de classificação resultante da planilha Excel preparada neste estudo. 165 Figura Folha com parâmetro e gráfico de classificação e curva de avaliação complementar da classificação. resultante da planilha Excel preparada neste estudo. 166 Figura Gráfico de Classificação MCT dos Solos para as amostras ZM, MV e SL, estudadas nesta tese. 168 Figura Gráfico de Classificação MCT dos Solos para as 48 amostras considerados no estudo da Metodologia MCT. 169 Figura Gráfico de Classificação MCT-M dos Solos para as amostras estudadas nesta tese. 170 Figura Aspecto típico de curvas de deformabilidade e de parâmetros c para solos de comportamento argiloso - LG (Amostra ZM14) e siltoso - NS (Amostra MG08). 172 Figura Aspecto típico de curvas de compactação e de parâmetros d para solos de comportamento Laterítico (Amostra ZM14) e Não Laterítico (Amostra MG08). 172 Figura Destaque de parte da planilha Excel desenvolvida nesta tese e adaptada para análise do ensaio de classificação MCT dos solos pelo procedimento simplificado MCT-S (amostra ZM04). 176 Figura Parte da planilha Excel desenvolvida nesta tese, gráficos para obtenção dos parâmetros de classificação e curva de aferição de umidade, para análise do ensaio de classificação MCT dos solos pelo procedimento simplificado MCT-S (amostra ZM04).177 Figura Traçado prático para obtenção do parâmetro c`, utilizando o intervalo 5 Lf Ln 1, apresentado por MOURA (2003). 180 Figura Exemplo de traçado de segmentos de retas para a obtenção do parâmetro c pelos três procedimentos apresentados. 182 Figura Curvas de 1/MEAS em função do número de golpes de soquete utilizada a metodologia MCT-S (amostra ZM14). 183 Figura Curvas de 1/MEAS em função do número de golpes de soquete utilizada a metodologia MCT-S (amostra MG08). 183 Figura Gráfico de comparação dos diferentes valores determinados para o parâmetro c. 187 Figura Gráfico de comparação de valores para o parâmetro e entre as metodologias de classificação MCT e MCT simplificada para as amostras deste estudo.190 Figura Exemplo do comportamento típico para curvas de deformabilidade para solos predominantemente argilosos, segundo as duas metodologias estudadas (amostra ZM 03). 196 Figura Exemplo de comportamento típico de curvas de deformabilidade para solos predominantemente siltosos, segundo as metodologias estudadas (amostra MG 09). 197 Figura Exemplo de comportamento típico de curvas de deformabilidade para solos predominantemente arenosos, segundo as metodologias estudadas (amostra MG 10). 197 Figura Exemplo de curvas de compactação para a amostra ZM 01, segundo as duas metodologias estudadas (MCT e MCT S). 198 Figura Curvas de perda de massa por imersão para a amostra MV 04, segundo as duas metodologias estudadas. 200 Figura Fatores de desprendimento a serem adotados na determinação do xiv

15 parâmetro de perda de massa Pi em função da proporção de solo coeso como uma estrutura única (placa). 202 Figura Curvas de deformabilidade para solo arenoso de granulometria uniforme de Recife/PE utilizada a metodologia de classificação MCT simplificada. 207 Figura Exemplo de histograma para a análise do arquivo 13P-2 em que se observa a presença inúmeros registros fora da faixa de distribuição central. 215 Figura Imagens obtidas em Tomografia Computadorizada para seções transversais de corpos de prova de solo compactado para a amostra ZM Figura Imagens obtidas em Tomografia Computadorizada para seções transversais de corpos de prova de solo compactado para a amostra ZM Figura Imagens obtidas em Tomografia Computadorizada para seções transversais de corpos de prova de solo compactado para a amostra MV Figura Imagens obtidas em Tomografia Computadorizada para seções transversais de corpos de prova de solo compactado para a amostra SL Figura Imagens obtidas em Tomografia Computadorizada para seções transversais de corpos de prova de solo compactado para a amostra SL Figura Imagens obtidas em Tomografia Computadorizada para seções transversais de corpo de prova de solo compactado para a amostra ZM Figura Exemplo de planilha de regressão para a transformação dos parâmetros dos modelos d e 3 para o modelo composto, desenvolvida por FERREIRA (2002), aplicada à amostra SL Figura Traçado das curvas de módulos de resiliência (M R ) segundo o modelo d, para as amostras ZM01 a ZM Figura Traçado das curvas de módulos de resiliência (M R ) segundo o modelo d, para as amostras ZM09 a ZM Figura Traçado das curvas de módulos de resiliência (M R ) segundo o modelo d, para as amostras MV. 236 Figura Traçado das curvas de módulos de resiliência (M R ) segundo o modelo d, para as amostras SL. 236 Figura Comparação do traçado das curvas de módulos de resiliência (M R ) segundo o modelo d, para as amostras ZM01 a ZM08, para diferentes energias. 242 Figura Comparação do traçado das curvas de módulos de resiliência (M R ) segundo o modelo d, para as amostras ZM12 a ZM16, para diferentes energias. 242 Figura Comparação do traçado das curvas de módulos de resiliência (M R ) segundo o modelo d, para as amostras MV03 a MV05, para diferentes energias. 243 Figura Comparação do traçado das curvas de módulos de resiliência (M R ) segundo o modelo d, para as amostras MV07 a MV09, para diferentes energias. 243 Figura Comparação do traçado das curvas de módulos de resiliência (M R ) segundo o modelo d, para as amostras SL01 a SL06, para diferentes energias. 244 Figura Comparação do traçado das curvas de módulos de resiliência (M R ) segundo o modelo d, para as amostras SL07 e SL08, para diferentes energias. 244 Figura Valores para o módulo de resiliência para as 18 amostras de solo selecionadas para o estudo, segundo diferentes níveis de tensões e de variações da classe dos latossolos (L) e podzólicos (P). 248 Figura Valores de módulo de resiliência, segundo o parâmetro c` de classificação MCT dos solos, para diferentes energias de compactação. 249 Figura Valores de módulo de resiliência, segundo o parâmetro e` de classificação MCT dos solos, para diferentes energias de compactação. 249 Figura Valores para o módulo de resiliência em função do parâmetro c` de classificação MCT dos solos, para diferentes energias de compactação. 252 xv

16 Figura Valores para o módulo de resiliência em função do parâmetro e` de classificação MCT dos solos, para diferentes energias de compactação. 253 Figura Comparação de resultados de módulos de resiliência para alguns solos da região central do Estado de Minas Gerais, estudadas por CASTRO (2002). 254 Figura Correlação entre resultados de módulos de resiliência e índice Ki. 255 Figura Gráficos de igualdade para os parâmetros do modelo composto para solos de Comportamento Laterítico. 268 Figura Gráficos de igualdade para os parâmetros do modelo d para solos de Comportamento Laterítico. 269 Figura Gráficos de igualdade para os parâmetros do modelo 3 para solos de Comportamento Laterítico. 270 Figura Gráficos de igualdade para os parâmetros do modelo composto para solos de Comportamento Não Laterítico. 271 Figura Gráficos de igualdade para os parâmetros do modelo d para solos de Comportamento Não Laterítico. 272 Figura Gráficos de igualdade para os parâmetros do modelo 3 para solos de Comportamento Não Laterítico. 273 Figura Gráficos de deformação plástica específica por número de solicitações das cargas (N), para todas as amostras deste estudo ensaiadas Triaxial Dinâmico. 278 Figura Curvas do modelo d, para o módulo de resiliência, para as amostras ZM04, ZM09 e MV Figura Curvas do modelo d, para o módulo de resiliência, para a amostra ZM Figura Envoltória de resistência ao cisalhamento em termos do diagrama p` x q, para a amostra ZM Figura Envoltória de resistência ao cisalhamento em termos do diagrama p` x q, para a amostra MV Figura Ilustração da planilha da macro que foi utilizada nesta tese, na sua última versão (FRANCO, 2004). 299 Figura Aspecto da geometria da discretização da malha de elementos finitos para o cálculo das tensões e deformações. 300 Figura Exemplos de gráficos gerados pela macro (Excel) para a condição de carregamento axissimétrico em pavimento esbelto, com revestimento e base. 301 Figura Ilustração com as considerações adotadas para o cálculo da superposição dos efeitos das duas rodas (roda dupla). 302 Figura Aspecto das fichas do catálogo de pavimentos de baixo volume de tráfego para solos estudados de Minas Gerais. 303 Figura Espessuras de base para diferentes condições de carga, energia de compactação e revestimento, para as diferentes variações pedológicas. 324 Figura Espessura final total do pavimento para diferentes condições de carga, revestimento e variações pedológicas, para a energia de compactação da base próxima do proctor normal. 325 Figura Espessura final total do pavimento para diferentes condições de carga, revestimento e variações pedológicas, para a energia de compactação da base próxima do proctor intermediário. 325 xvi

17 Lista de Tabelas Tabela Propriedades na energia de compactação referidas a 100% da energia intermediária do mini-proctor (VILLIBOR e NOGAMI, 2001). 16 Tabela Valores recomendados para bases de Argila Laterítica, na energia de compactação normal do mini-proctor (VILLIBOR et al, 2000). 19 Tabela Procedimentos Construtivos da base de SAFL (VILLIBOR et al, 1997). 21 Tabela Procedimentos Construtivos da Base de Argila Laterítica (VILLIBOR et al, 2000). 23 Tabela Alguns sufixos utilizados para compor o símbolo dos horizontes. 28 Tabela Correspondência entre os grupos de solos propostos por SALOMÃO e ANTUNES (1998), as classes pedológicas segundo a nomenclatura tradicional e a proposta pela EMBRAPA (1999). 33 Tabela Correspondência entre nomenclatura tradicional e da EMBRAPA (1999) para Latossolos e Podzólicos. 34 Tabela Variações para a classe dos latossolos, segundo a nomenclatura da EMBRAPA (1999). 36 Tabela Variações para a classe dos podzólicos, segundo a nomenclatura da EMBRAPA (1999). 37 Tabela Algumas características das classes de solos com horizonte diagnóstico B latossólico, a partir de OLIVEIRA et al (1992). 38 Tabela Algumas características das classes de solos com horizonte diagnóstico B textural, a partir de OLIVEIRA et al (1992). 39 Tabela 3. 08: Características de interesse geotécnico dos solos com horizonte B latossólicos (a partir de SALOMÃO e ANTUNES, 1998). 40 Tabela 3. 09: Características de interesse geotécnico dos horizontes dos solos com horizonte B textural (a partir de SALOMÃO e ANTUNES, 1998). 41 Tabela Principais ensaios da Metodologia MCT com a respectiva descrição de suas aplicações. 46 Tabela Valores típicos de c para diferentes granulometrias de solos (NOGAMI e VILLIBOR, 1995). 50 Tabela Valores típicos de d para diferentes granulometrias de solos (Nogami e Villibor, 1995). 50 Tabela Níveis de tensões aplicado na fase de condicionamento, utilizados na COPPE/UFRJ. 68 Tabela Níveis de tensões aplicados durante o ensaio triaxial dinâmico, utilizados na COPPE/UFRJ. 69 Tabela Número N de repetições equivalentes ao eixo padrão para diferentes valores de VDM de veículos e de fatores de veículos (BERNUCCI, 1995). 79 Tabela Modelos tensão versus deformação existentes no FEPAVE. 82 Tabela Tabela de aptidão, faixa de valores para o módulo de resiliência e coeficiente estrutural para solos tropicais, para projeto de pavimentos flexíveis de vias de baixo volume de tráfego (ALVAREZ NETTO, 1997). 87 Tabela Índice de umidade dos solos (Im) e suas classificações climáticas. 96 Tabela Levantamentos de Solos realizados pela EMBRAPA no Estado de Minas Gerais. 100 Tabela Levantamentos Pedológicos publicados para Minas Gerais. 101 Tabela Descrição das Características Principais e a Ocorrência no Estado de Minas Gerais de algumas Classes Pedológicas (a partir de AMARAL, 1993). 103 xvii

18 Tabela Relação das rodovias utilizadas nas coletas, condição do pavimento, e numeração atribuída às amostras de solo para a Zona da Mata. 108 Tabela Relação das rodovias utilizadas nas coletas, condição do pavimento, e numeração atribuída às amostras de solo para a Zona Metalúrgica e Campos das Vertentes. 109 Tabela Valores médios para as altitudes dos pontos de coleta, segundo as regiões do Estado. 116 Tabela Unidades geológicas e litologias predominantes relacionadas aos pontos de coleta da Zona da Mata (baseado na COMIG, 2002). 120 Tabela Unidades geológicas e litologias predominantes relacionadas aos pontos de coleta da Zona Metalúrgica e Campo das Vertentes (baseado na COMIG, 2002). 121 Tabela Dados referentes aos horizontes, profundidade de coleta e a cor do solo, para todas as amostras coletadas para este estudo. 124 Tabela Resultados dos ensaios de complexo sortivo para as amostras da Zona da Mata, deste estudo. 126 Tabela Resultados dos ensaios de complexo sortivo para as amostras da Zona Metalúrgica e Campo das Vertentes, deste estudo. 127 Tabela Classificação pedológica para as amostras ZM, segundo as nomenclaturas consagrada e do sistema de classificação de solos da EMBRAPA (1999) e as indicações obtidas no mapa de solos do GeoMinas (2002). 130 Tabela Classificação pedológica para as amostras MV e SL, segundo às nomenclaturas consagrada e do sistema de classificação de solos da EMBRAPA (1999) e as indicações obtidas no mapa de solos de GeoMinas (2002). 131 Tabela Resultados dos ensaios de química e teor de umidade seco ao ar das amostras deste estudo. 134 Tabela Valores para os índices de intemperismo Ki e Kr das amostras deste estudo. 136 Tabela Resultados das análises mineralógicas das amostras deste estudo, realizadas no laboratório de Geologia de Engenharia do Instituto de Geociências IGEO/UFRJ. 140 Tabela Resultados dos ensaios de caracterização tradicional dos solos granulometria, densidade dos grãos, limites de Atterberg, Índice de grupo e classificações pelos sistemas USCS e TRB, para as amostras ZM desta pesquisa. 143 Tabela Resultados dos ensaios de caracterização tradicional dos solos granulometria, densidade dos grãos, limites de Atterberg, Índice de grupo e classificações pelos sistemas USCS e TRB, para as amostras MV e SL desta pesquisa. 144 Tabela Informações sobre as coletas de amostras MG realizadas para o estudo da Metodologia MCT. 152 Tabela Informações sobre as coletas de amostras RJ realizadas para o estudo da Metodologia MCT. 153 Tabela Resultados dos ensaios de caracterização e classificação das amostras incluídas no estudo da Metodologia MCT. 154 Tabela Parâmetros e classes obtidas pela Metodologia MCT de classificação dos solos para as amostras ZM, MV e SL deste estudo. 167 Tabela Parâmetros e classes obtidas pela Metodologia MCT de classificação dos solos para as amostras MG e RJ. 168 Tabela Parâmetros e classes obtidas pela Metodologia MCT-S de classificação dos solos para as amostras desta tese. 178 xviii

19 Tabela Parâmetros e classes obtidas pela Metodologia MCT-S de classificação dos solos para as amostras adicionais coletadas para este estudo. 179 Tabela Parâmetro c` segundo os três procedimentos de obtenção estudados nesta tese, para o procedimento simplificado. 181 Tabela Parâmetro c` segundo os três procedimentos de obtenção estudados nesta pesquisa, para o procedimento simplificado. 182 Tabela Diferenças obtidas para os valores do parâmetro c, para as amostras ZM e MV. 185 Tabela Diferenças obtidas para os valores do parâmetro c, para as amostras SL, MG e RJ. 186 Tabela Diferenças obtidas para os valores dos parâmetros d, Pi e e, para as amostras ZM e MV. 188 Tabela Diferenças obtidas para os valores dos parâmetros d, Pi e e, para as amostras SL, MG e RJ. 189 Tabela Classe MCT determinada para as amostras estudadas pela Metodologia Tradicional (MCT) e Simplificada (MCT-S), para as amostras ZM e MV. 191 Tabela Classe, MCT determinada para as amostras estudadas e parâmetros da compactação obtidos, pela Metodologia Tradicional (MCT) e Simplificado (MCT-S), para as amostras SL, MG e RJ. 192 Tabela Parâmetros da compactação determinados para as amostras estudadas pela Metodologia Tradicional (MCT) e Simplificada (MCT-S). 193 Tabela Parâmetros da compactação determinados para as amostras estudadas pela Metodologia Tradicional (MCT) e Simplificada (MCT-S). 194 Tabela Resultados da análise qualitativa de comparação do traçado das curvas obtidas pela metodologia MCT tradicional e metodologia MCT simplificada. 195 Tabela Amostras ensaiadas, condições de moldagem dos CPs e valores de perda de massa e parâmetro e de classificação obtidos para cada valor de Pi. 206 Tabela Resumo dos principais parâmetros de caracterização dos solos utilizados no estudo com a tomografia. 212 Tabela Resumo dos principais condições obtidas na compactação dos corpos de prova estudados. 213 Tabela Valores médio e máximo obtidos para o coeficiente de atenuação, respectivamente para topo, meio e base. 216 Tabela Resumo das condições obtidas na compactação dos corpos de prova ensaiados no triaxial dinâmico. 230 Tabela Valores dos parâmetros para os modelos d, 3 e composto, com os respectivos valores de R 2, para as amostras ZM. 233 Tabela Valores dos parâmetros para os modelos d, 3 e composto, com os respectivos valores de R 2, para as amostras MV e SL. 234 Tabela Amostras utilizadas no estudo de efeito da energia e resumo das condições obtidas na compactação dos corpos de prova (CP2) ensaiados. 240 Tabela Valores dos parâmetros para os modelos composto, d e 3, com os respectivos valores de R 2, para as amostras ensaiadas. 241 Tabela Valores para M R para o nível de tensões na base e no subleito, para os corpos de prova moldados na energia próxima ao Proctor Normal. 248 Tabela Valores para M R para o nível de tensões na base, para os corpos de prova moldados na energia próxima ao Proctor Intermediário. 246 Tabela Valores de M R obtidos para os solos deste estudo e os apresentados na tabela de aptidão proposta por ALVAREZ NETO (1997). 251 xix

20 Tabela Referência, número e origem dos dados utilizados na pesquisa. 258 Tabela Características dos bancos de dados formados para as diferentes análises realizadas com o respectivo número de amostras consideradas. 258 Tabela Coeficientes de correlação M R x MCT obtidos para a análise do Conjunto total de dados reunidos. 260 Tabela Coeficientes de correlação M R x MCT obtidos para a análise dos solos de comportamento laterítico (L). 260 Tabela Coeficientes de correlação M R x MCT obtidos para a análise dos solos de comportamento não laterítico (N). 261 Tabela Coeficientes de correlação M R x MCT obtidos para a análise do conjunto de dados desta tese. 261 Tabela Coeficientes de correlação M R x MCT obtidos para a análise dos solos com % passante na peneira 200 < 50%. 262 Tabela Coeficientes de correlação M R x MCT obtidos para a análise dos solos com % passante na peneira 200 >50%. 262 Tabela Coeficientes de correlação M R x MCT obtidos para a análise dos solos de classificação laterítico argiloso - LG`. 263 Tabela Coeficientes de correlação R 2 obtidos entre algumas das variáveis analisadas para diferentes análises. 264 Tabela Coeficientes R 2 ajustado das regressões para os parâmetros do modelo composto de M R, em função dos dados considerados para as amostras. 265 Tabela Valores de R 2 ajustado para diferentes modelos de módulo de resiliência (M R ) e suas variáveis independentes, obtidos pelo método stepwise. 266 Tabela Coeficientes de regressão obtidos para os parâmetros dos modelos de M R (MPa) para solos de Comportamento Laterítico. 266 Tabela Coeficientes de regressão obtidos para os parâmetros dos modelos de M R (MPa) para solos de Comportamento Não Laterítico. 267 Tabela Amostras utilizadas no estudo de deformação permanente e resumo das condições obtidas na compactação dos corpos de prova ensaiados no Triaxial Dinâmico. 275 Tabela Número de solicitações em cada ensaio de deformação permanente e valores finais obtidos para a deformação plástica e deformação plástica específica. 277 Tabela Valores dos parâmetros para os modelos composto, d e 3, com os respectivos valores de R 2, obtidos diretamente (d) e após (a) a realização de ensaios de deformação permanente. 279 Tabela Dados dos corpos de prova moldados para o ensaio triaxial estático para obtenção da resistência ao cisalhamento. 284 Tabela parâmetros de resistência ao cisalhamento valores máximos alcançados pela tensão desvio na ruptura. 286 Tabela Valores típicos de parâmetros de resistência e de capacidade de carga para alguns solos compactados. 288 Tabela Variações pedológicas de latossolos e podzólicos utilizadas na confecção do catálogo deste estudo. 295 Tabela Resumo dos parâmetros dos solos utilizados no dimensionamento das estruturas de pavimentos apresentadas no catálogo. 296 xx

21 Lista de Fotos Foto Base com solo laterítico argiloso, em estrada vicinal em São José do Vale do Rio Preto/RJ. 10 Foto Estrutura de pavimento de base de solo LG com 6 anos de idade em São José do Vale do Rio Preto/RJ. 10 Foto Pavimento urbano em Belfor-Roxo/RJ com base de solo LG. 10 Foto Outro exemplo de pavimento em Belfor-Roxo/RJ. 10 Foto Aspecto de base com trincas após a compactação, implicando na separação de blocos. 22 Foto Aspecto de base com trincas, após liberação ao tráfego, em pavimento de estrada vicinal. 22 Foto Perfil de solo com nítida distinção entre os horizontes A, B (laterítico) e C (saprolítico), sendo os dois primeiros pouco espessos (foto do autor). 28 Fotos Compactador da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. 47 Fotos Compactador da COPPE/Universidade Federal do Rio de Janeiro. 47 Fotos Compactador do Instituto Militar de Engenharia IME. 47 Fotos Compactador da Universidade Federal de Juiz de Fora UFJF. 47 Foto Trecho de rodovia municipal Patrocínio - Barão do Monte Alto. 110 Foto Trecho de rodovia BR120 entre Dona Euzébia Guidoval. 110 Foto Trecho de rodovia BR120 entre Dona Euzébia Guidoval. 110 Foto Trecho de rodovia MG124 entre Ubá Divinésia. 110 Foto Trecho de rodovia MG126 entre Mar de Espanha - Div. MG/RJ. 110 Foto Trecho de rodovia municipal entre MG 353 Torreões. 110 Foto Trecho de rodovia MG275 entre Carandaí - Lagoa Dourada. 110 Foto Trecho de rodovia LMG841 entre Nazareno - São Tiago. 110 Foto Embarque em caminhão baú dos 66 sacos com amostras coletadas. 115 Foto Desembarque das amostras no laboratório de Geotecnia da COPPE/UFRJ. 115 Foto Exemplo de registro do trabalho de campo na identificação dos horizontes pedológicos e da profundidade do ponto de coleta. 123 Foto Coleta de amostra e registro das informações de campo em planilha. 125 Foto Classificação da cor do solo na escala de Munsell, após coleta. 125 Foto Frações de solo separadas para os ensaios de química e mineralogia. 133 Foto Laboratório de Química dos solos laboratório de Geotecnia da COPPE/UFRJ, onde foram realizados os ensaios e análises químicas. 133 Foto Amostras de solo antes da preparação para o conjunto de ensaios. 141 Foto Vista parcial das amostras do Setor de Caracterização dos solos do Laboratório de Geotecnia da COPPE. 141 Foto Operação de homogeneização das porções das amostras de solo. 156 Foto Cinco pontos de umidade após permanência na câmara úmida. 156 Foto Operação de compactação e leitura do extensômetro. 156 Foto Conjunto de cilindros envolvidos em saco plástico (três amostras). 156 Foto Aspecto do macaco hidráulico utilizado na extração. 156 Foto Operação de retirada das cubas no ensaio de perda de massa. 156 Foto 7.07 Exemplo do aspecto desconfigurado das extremidades de corpos de prova da seção circular original durante a extração da saliência de 10mm (amostra ZM13). 158 Foto 7.08 Aspecto do anel de vedação em aço inoxidável utilizado para evitar a fuga de solo entre o soquete e o cilindro de compactação. 159 xxi

22 Foto Exemplo do aspecto das fissuras paralelas à extremidade do cilindro, observada após a extração da saliência apresentadas em alguns CPs. 160 Foto Exemplo do momento em que era interrompido o ensaio de compactação para reposicionamento do cilindro com auxílio de uma barra de ferro. 162 Foto Registro de parte do conjunto de corpos de prova compactados segundo o procedimento Mini-MCV neste estudo. 171 Foto Registro da cuba com apenas os 3 corpos de prova submetidos ao ensaio de perda de massa por imersão (amostra ZM04) no caso do MCT-S. 175 Foto Corpos de prova mantido em estante devidamente identificados para posterior utilização em análises de tomografia computadorizada. Foto Corpos de prova submetidos à tomografia computadorizada. 213 Foto Sistema Tomográfico Auxiliado por Computador (STAC) do LIN COPPE/ UFRJ, durante a realização de tomografia em um dos CPs, ajustada a sua altura para a emissão de fonte nas proximidades do seu topo. 213 Foto Microcomputador auxiliar do STAC com registro na tela das informações no decorrer dos ensaios. Ao lado pode-se observar os corpos de prova que foram submetidos à tomografia. 214 Foto Registro de um CP sendo protegido com membrana de látex. 232 Foto Aspecto do equipamento triaxial durante o ensaios de módulo. 232 Foto CPs sobre a bancada, após sua retirada da estufa, para a determinação do teor de umidade de ensaio. 239 Foto Aspecto geral de parte dos CPs moldados e ensaiados no equipamento triaxial dinâmico. 239 Foto Imagem da tela de registro das informações e gráfico parcial das deformações permanentes, produzidos pelo sistema de monitoramento e de aquisição de dados utilizado nos ensaios. 276 Foto Detalhe do cilindro na prensa quando da moldagem dos CPs. 286 Foto Montagem da amostra na câmara triaxial. 286 Foto Aspecto do equipamento triaxial durante a realização dos ensaios. 286 Foto Registro de um corpo de prova rompido, em que se observa o plano de cisalhamento do material compactado. 286 xxii

23 Lista de Fichas Ficha 01: Ficha do catálogo de pavimentos de baixo volume de tráfego (amostra ZM01). 304 Ficha 02: Ficha do catálogo de pavimentos de baixo volume de tráfego (amostra ZM03). 305 Ficha 03: Ficha do catálogo de pavimentos de baixo volume de tráfego (amostra ZM08). 306 Ficha 04: Ficha do catálogo de pavimentos de baixo volume de tráfego (amostra ZM12). 307 Ficha 05: Ficha do catálogo de pavimentos de baixo volume de tráfego (amostra ZM13). 308 Ficha 06: Ficha do catálogo de pavimentos de baixo volume de tráfego (amostra SL07). 309 Ficha 07: Ficha do catálogo de pavimentos de baixo volume de tráfego (amostra SL08). 310 Ficha 08: Ficha do catálogo de pavimentos de baixo volume de tráfego (amostra ZM06). 311 Ficha 13: Ficha do catálogo de pavimentos de baixo volume de tráfego (amostra SL03). 312 Ficha 10: Ficha do catálogo de pavimentos de baixo volume de tráfego (amostra SL01). 313 Ficha 11: Ficha do catálogo de pavimentos de baixo volume de tráfego (amostra MV03). 314 Ficha 12: Ficha do catálogo de pavimentos de baixo volume de tráfego (amostra MV04). 315 Ficha 13: Ficha do catálogo de pavimentos de baixo volume de tráfego (amostra SL03). 316 Ficha 14: Ficha do catálogo de pavimentos de baixo volume de tráfego (amostra ZM16). 317 Ficha 15: Ficha do catálogo de pavimentos de baixo volume de tráfego (amostra MV05). 318 Ficha 16: Ficha do catálogo de pavimentos de baixo volume de tráfego (amostra MV09). 319 Ficha 17: Ficha do catálogo de pavimentos de baixo volume de tráfego (amostra MV08). 320 Ficha 18: Ficha do catálogo de pavimentos de baixo volume de tráfego (amostra SL06). 321 xxiii

24 Capítulo 1 Introdução A literatura especializada ligada à área de construção rodoviária tem relatado diversas discrepâncias entre as previsões efetuadas com a aplicação dos princípios desenvolvidos pela Mecânica dos Solos, desde a sua introdução no Brasil, no final da década de 30, e o real comportamento dos solos brasileiros nas obras. Tais discrepâncias têm sido atribuídas, em grande parte, às peculiaridades dos solos de clima tropical, havendo necessidade de caracterizá-los apropriadamente. A percepção das peculiaridades dos solos tropicais para sua utilização como material de construção rodoviária foi importante para conduzir alguns dos profissionais da área, a um novo enfoque, diferente daquele apoiado essencialmente na tecnologia estrangeira. MEDINA (1997) diz: Não se pode avaliar as possibilidades de estabilização de nossos solos a partir de experiência estrangeira, fundada na textura e plasticidade. Predominam nos solos tropicais os minerais argílicos caolinita e haloisita e os óxidos de ferro e de alumínio. Observam-se microagregados de partículas argilosas cimentadas por camadas de óxidos de ferro. A principal peculiaridade dos solos tropicais lateríticos, que os diferencia dos solos de clima temperado, é a presença de uma cimentação natural causada pelos óxidos e hidróxidos de ferro e alumínio (GODOY e BERNUCCI, 2000). Segundo estes autores os solos ditos lateríticos na Engenharia são aqueles que quando devidamente compactados, ao perderem umidade, adquirem condição de baixa perda de resistência ou até nenhuma perda, mesmo na presença posterior de água, apresentando em estado natural, menor susceptibilidade à erosão, quanto maior for o grau de laterização. De fato a ação pedogenética confere aos solos brasileiros características diferentes dos solos formados em clima temperado que devem ser levadas em consideração na investigação de características e propriedades de interesse direto do 1

25 projeto de Engenharia particularmente os de pavimentos. O conhecimento advindo da pedologia tem em muito contribuído para o melhor entendimento das características dos solos formados em clima tropical, sendo uma poderosa ferramenta para a caracterização do meio físico, e conseqüentemente, vêem contribuir com muitas informações de interesse do Engenheiro Geotécnico em aplicações diversas, uma vez que a Pedologia fornece o conhecimento de limitações e aptidões de uso das diversas classes de solos. As peculiaridades dos solos de ambientes tropicais, quentes e úmidos, justificam assim o sucesso da pavimentação com o uso de materiais alternativos como no caso do solo fino laterítico, resultando em baixo custo. Esta pavimentação alternativa tem possibilitado a viabilização de inúmeras obras principalmente na malha rodoviária vicinal, de tão grande importância para a economia de muitos municípios e regiões do país. Constitui um marco na Geotecnia nacional, e principalmente na área rodoviária, o desenvolvimento da Metodologia MCT para caracterização e classificação dos solos tropicais, baseado no seu comportamento mecânico e hidráulico, e divulgada por NOGAMI e VILLIBOR (1981, 1995, entre outras). Esta metodologia encontra-se normalizada (DNER, 1994a) e difundida no meio técnico, e vem sendo experimentada por diversos profissionais de Engenharia, da área geotécnica e meio ambiente e particularmente pelos profissionais de pavimentação. A publicação recente de trabalhos (NOGAMI e VILLIBOR, 2000a e b) propondo a simplificação no processo de ensaios e interpretação dos resultados se mostra promissor no sentido de tornar a metodologia mais acessível ao meio técnico, fato que vem de encontro a um dos problemas detectados pelos seus próprios autores, que é o número excessivo de golpes necessários à compactação dos corpos-de-prova e conseqüentemente de grande número de operações na utilização da metodologia atual. Outra contribuição importante na melhor compreensão do comportamento dos solos tropicais lateríticos utilizados em pavimentos, diz respeito ao comportamento dos solos frente às solicitações das cargas repetidas analisado sob o ponto de vista do comportamento tensão x deformação destes materiais, à luz da Mecânica dos Pavimentos. BERNUCCI (1995) relata terem os Portugueses, Franceses e Ingleses orientados várias experiências rodoviárias utilizando solos tropicais em suas antigas colônias: Pesquisadores e técnicos de outros países, como Estados Unidos, Suíça, Canadá, 2

26 África do Sul, Gana, Austrália, Nigéria, Paquistão, Índia, México, entre vários outros, tem-se dedicado ao estudo dos solos tropicais e de seu comportamento em pavimentos rodoviários e aeroportuários, em taludes, em barragens, etc. No Brasil diversas pesquisas vem sendo realizadas visando o aproveitamento dos solos tropicais finos lateríticos em pavimentos flexíveis para rodovias de baixo custo, abundante nas regiões de clima tropical. Alguns trabalhos (ALVAREZ NETO, 1997; SILVEIRA, 2000; RAMOS, 2003; entre outros) têm-se dedicado ao desenvolvimento de métodos de dimensionamento de pavimentos e catálogos de estruturas, de forma a contemplar o uso de materiais locais, condizentes com suas condições climáticas. O autor desta tese compartilha da opinião que o caminho a ser seguido pelos órgãos rodoviários seja o de desenvolver métodos exclusivos para rodovias de baixo custo, associada à condição de baixo volume de tráfego, confeccionando paralelamente catálogos de estruturas padrões. Os catálogos de estruturas típicas de pavimentos de baixo custo podem contemplar a utilização de uma série de materiais alternativos locais a serem usados, de acordo com experiências regionais. Este estudo tem como principal objetivo pesquisar e estudar as características e o comportamento dos solos finos lateríticos, principalmente as argilas lateríticas para região do Estado de Minas Gerais, sob o tripé de conhecimentos da Pedologia x Metodologia MCT x Resiliência, no sentido de avaliar a adequabilidade do uso destes solos em pavimentos de baixo tráfego. Este estudo visa a proposição de estruturas típicas de pavimentos para a região de Minas Gerais utilizando solos locais, apresentadas em forma de uma primeira versão de catálogos de pavimentos, dimensionadas sob o enfoque do método mecanístico de dimensionamento, com base na experiência desenvolvida para o Estado de São Paulo, que vem sendo aplicada, nos últimos anos, em diversos outros estados da federação. São objetivos secundários do trabalho: discutir e avaliar a proposição de alteração da metodologia MCT de classificação dos solos; pesquisar as correlações entre os diversos parâmetros de caracterização e comportamento mecânico destes solos entre si, e com resultados obtidos para outros solos lateríticos finos divulgados na literatura; identificar a disponibilidade e a freqüência de ocorrência de solos lateríticos nesta região do Estado. É de se imaginar que um Estado como o de Minas Gerais, de expressiva extensão territorial e de significativa importância econômica para o país, que dispõe de 3

27 cerca de 88% de extensão da rede rodoviária estadual composta por rodovias de caráter municipal, que atende ao tráfego local e regional, possa resolver muito dos seus problemas de falta de pavimentação destas rodovias a partir da busca de uma solução alternativa que seja significativamente mais econômica e viável de ser utilizada em grande escala do que as soluções tradicionais. Estas considerações motivaram o desenvolvimento da pesquisa sobre as características de comportamento dos solos finos lateríticos deste Estado, no sentido de verificar a viabilidade técnico-econômica da sua utilização, também nesta região, com a proposição de uma primeira versão de catálogo de pavimentos. Entende-se que a consolidação desta linha de pesquisa no meio técnico contribui para o desenvolvimento de políticas mais viáveis para o país, com significativa malha rodoviária de baixo tráfego (rodovias de terra), e considerando a escassez de recursos cada vez maior para investimentos em infra-estrutura, o que contribui para justificar a prática da pavimentação com a utilização de soluções alternativas. O trabalho está estruturado em nove capítulos, além deste de introdução, sendo a revisão da literatura apresentada em quatro capítulos. A segunda parte do trabalho, referente à pesquisa propriamente dita, é apresentada em cinco capítulos. No capítulo 02 escreve-se sobre pavimentos de baixo custo com o uso de solos finos lateríticos, como solução alternativa para os pavimentos de baixo volume de tráfego. No capítulo 03 é apresentado um estudo sobre solos tropicais lateríticos, no que se refere à sua caracterização e classificação visando a previsão de seu comportamento, tanto sob o ponto de vista da ciência dos solos, a pedologia, quanto da metodologia de classificação MCT dos solos tropicais e do seu comportamento mecânico quando solicitados a um carregamento dinâmico, visando o seu uso em pavimentação. No capítulo 04 escreve-se sobre o dimensionamento mecanístico de estruturas de pavimentos flexíveis analisado como um sistema de camadas. É também feita uma abordagem sobre os catálogos de pavimento, como uso de solos locais. No capítulo 05 são descritas algumas características geoambientais do Estado de Minas Gerais, e registradas informações sobre os dados de levantamentos pedológicos para o Estado. No capítulo 06 descreve-se o programa de coleta de materiais e são apresentadas as características geoambientais, geológicas, pedológicas, químicas, mineralógicas e 4

28 geotécnicas dos solos estudados. No capítulo 07 apresenta-se um estudo da metodologia MCT de classificação dos solos e particularmente, faz-se uma avaliação da proposição simplificada de classificação MCT dos solos com a comparação dos resultados obtidos entre as duas metodologias. Para este estudo são também realizadas comparações a partir da tomografia computadorizada. No capítulo 08 são realizadas análises do comportamento mecânico, baseadas no estudo do comportamento resiliente dos solos em laboratório. Apresenta-se uma tentativa de correlação entre módulo de resiliência e parâmetros da classificação MCT. Uma pesquisa sobre deformação permanente e condição limite quanto à ruptura dos solos estudados é apresentada. No capítulo 09 são propostas algumas estruturas típicas de pavimentos, em forma de um catálogo, para a região de pesquisa, onde se utilizam os solos lateríticos construção da base do pavimento. Por fim, apresentam-se no capítulo 10 as principais conclusões obtidas e são registradas algumas sugestões para trabalhos futuros. Nos anexos A, B, C, D e E encontram-se algumas informações apresentadas pelo sistema brasileiro de classificação de solos, boletins de informações dos solos e dos pontos de coleta, as planilhas comparativas dos ensaios de classificação MCT e dos ensaios de módulo de resiliência e os dados utilizados nas regressões para a correlação MCT x Módulo de Resiliência. Os estudos realizados permitiram, melhor entendimento sobre o comportamento típico destes solos, de ocorrência freqüente no Estado de Minas Gerais. 5

29 Capítulo 2 Pavimento de Baixo Custo com Uso de Solo Fino Laterítico Considerações Iniciais Os estudos na área de Geotecnia Rodoviária têm dedicado especial atenção à pavimentação alternativa em que não são atendidas as especificações tradicionais e tão pouco são construídos de forma ortodoxa. Permitem modificações das regras baseadas em experiência de campo da região de construção desenvolvendo técnicas regionalizadas na produção de pavimentos de baixo custo duráveis e resistentes. Exemplo de trabalho que aborda os pavimentos de baixo-custo, construído de materiais eminentemente regionais ou locais utilizando-se de técnicas específicas podem ser vistos em ARANOVICH (1985) e BNDES (1985). Diz SANTANA (1993) que os pavimentos de baixo custo são projetados para um tráfego limitado, onde se maximiza o uso de materiais locais com o emprego de tecnologias que traduzem a experiência regional ou de lugares com condições gerais semelhantes, de modo a conseguir um resultado técnico e economicamente satisfatório. Dentre as diferentes técnicas de baixo custo ressalta-se o pavimento alternativo desenvolvido e difundido principalmente no Estado de São Paulo, a partir da experiência de NOGAMI e VILLIBOR (1995), que utiliza solos lateríticos finos na construção das camadas do pavimento. Estes pavimentos são conhecidos e comumente referidos na literatura simplesmente como pavimentos de baixo volume de tráfego ou de baixo custo, e se mostram viáveis para execução em vias solicitadas por um tráfego pequeno, como definido. O presente trabalho abordará este tipo de pavimento, em cuja estrutura se utiliza solos fino laterítico, referido aqui simplesmente como pavimento de baixo custo, que deve ser entendido como um pavimento associado a um baixo volume de tráfego e tenha o menor custo de construção em relação aos tradicionais. 6

30 Neste sentido, VILLIBOR et al (1997) consideram um pavimento como de baixo custo quando caracterizado por: - Utilizar bases constituídas de solos lateríticos in natura ou em mistura cujos custos de execução são substancialmente menores que os das bases convencionais, constituídas quase sempre de solo-cimento, brita graduada com ou sem cimento ou macadame hidráulico; - Utilizar revestimento betuminoso do tipo tratamento superficial, com espessura de no máximo 3 cm, e freqüentemente da ordem de cerca de 1,5 cm. Quanto ao tráfego, VILLIBOR et al (2000) descrevem que estes pavimentos de baixo custo devem ser dimensionados para atender tráfegos: - Urbano: dos tipos muito leve a leve, de acordo com a classificação das vias (local, secundária e principal); - Rodoviário: com VDM (volume diário médio) inferior a 1500 veículos com no máximo 30% de veículos comerciais, e com N 5 x 10 6 solicitações do eixo simples padrão de 82 kn. Relatam experiências de pavimentos rodoviários com volumes superiores a este máximo especificado, mas somente poderá ser recomendado a partir dos resultados das pistas experimentais já implantadas em alguns sub-trechos de rodovias paulistas. Segundo BERNUCCI (1995) a Prefeitura do Município de São Paulo tem classificado o tráfego como muito leve, para N da ordem de 10 4 (eixo padrão de 82 kn e período de projeto de 10 anos), e leve da ordem de 10 5, ressaltando que o termo tráfego leve traz a desvantagem de dar uma falsa idéia de peso dos veículos que trafegam. Na verdade, sabe-se que há ocorrência considerável de veículos comerciais trafegando com carga acima da legal, principalmente na época de safra, por falta de controle de pesagem nestes tipos de vias, enquanto o que se quer expressar é somente a questão da baixa freqüência diária de veículos comerciais em geral. Nas rodovias de baixo volume de tráfego, nas quais devem ser utilizados pavimentos de baixo custo, as camadas são construídas com materiais locais e recebem revestimentos asfálticos pouco espessos que contribuem para a significativa redução dos seus custos. Uma seção típica de um pavimento rodoviário de baixo custo, proposto por VILLIBOR e NOGAMI (2001) é ilustrada na Figura

31 Figura Seção típica de um pavimento rodoviário de baixo custo (VILLIBOR e NOGAMI, 2001). Estes pavimentos são comumente construídos com revestimento do tipo tratamento superficial (TS). Este tipo de revestimento é muito esbelto sendo os esforços normais e tangenciais transmitidos com grande intensidade para a camada de base, tendo o TS capacidade estrutural baixa, de forma que não absorve grande parte das solicitações impostas pelo tráfego. Nas bases dos pavimentos de baixo volume de tráfego podem ser empregados os solos arenosos finos lateríticos, os solos argilosos lateríticos, as areias lateríticas, a mistura desses com agregados naturais ou areia, entre outras possibilidades alternativas de serem utilizadas para baratear os custos da pavimentação. VILLIBOR e NOGAMI (2001) dizem: Os pavimentos com bases de SAFL revestidos com tratamento superficiais e/ou pré misturados esbeltos levam estas bases a trabalharem com uma umidade de equilíbrio baixa (70 e 80 % da umidade ótima), em relação a umidade do Proctor Intermediário. Este fato, ao longo do tempo, leva a base a aumentar o seu suporte inicial, resistindo, assim, adequadamente ao tráfego, sem apresentar maiores problemas, ao contrário das bases tradicionais Segundo VILLIBOR e FORTES (1997) uma grande parcela de defeitos nos pavimentos de baixo custo se deve a problemas de fragilidade da interface baserevestimento. São inúmeras as possibilidades de inter-relacionamento entre as ocorrências, causas e evoluções dos defeitos surgidos no pavimento devido a problemas desta interface. Segundo estes autores problemas podem surgir devido a uma deficiência do revestimento, podendo-se destacar os relacionados ao desgaste, à exsudação e à superposição dos agregados. Entre outras causas, os desgastes podem ocorrer devido à fragilidade do agregado, à falta de adesividade entre agregado e ligante, à falta ou 8

32 redução da taxa de ligante e ao envelhecimento do ligante. Uma outra situação, é atribuída à deficiência de suporte das camadas do pavimento podendo ser provocada por inúmeros fatores, como falta de compactação na fase de execução, ocorrência de grande quantidade de matéria orgânica, presença de bolsões de materiais de características diferentes, umidecimento excessivo e/ou saturação das camadas por nível d`água elevado ou por infiltração lateral das bordas, entre outros (VILLIBOR e FORTES, 1997). Os pavimentos que utilizam bases de solo fino laterítico têm custos consideravelmente mais baixos e em diversas circunstâncias podem viabilizar economicamente a pavimentação de muitos trechos de rodovias vicinais, rurais e ruas residenciais, pátios industriais, estacionamentos e aeródromos para aviões de pequeno porte, que sem essa solução, teriam que permanecer apenas com revestimento primário, ou mesmo em terra, de custo elevado de conservação, além de desconforto considerável e, mesmo, prejuízos elevados pelo aumento do custo de operação dos veículos (NOGAMI e VILLIBOR, 1995). Ressalta-se que a utilização de uma opção alternativa para a construção de bases e, ainda, de reforço de sub-leito ou sub-base, de pavimentos de baixo volume de tráfego, como no caso da utilização de solos lateríticos de ocorrência abundante em regiões tropicais, reduz substancialmente os custos totais de pavimentação (BERNUCCI, 1995). Um fator relevante a ser considerado para a utilização dos solos lateríticos de granulação fina in natura ou de sua mistura com agregado, como camada de base de um pavimento é que o mesmo ocorra nas proximidades do local da obra a executar. As fotos a apresentam alguns pavimentos com base de solo fino argiloso, construídos no Estado do Rio de Janeiro, região em que a técnica ainda não é muito difundida, mas vem sendo aplicada com resultados satisfatórios (DUQUE NETO, 2004b). A foto mostra o aspecto de uma base de 20 cm executada com solo laterítico argiloso (LG ), após 2 meses de liberação ao tráfego, antes da aplicação do revestimento, em estrada vicinal em São José do Vale do Rio Preto/RJ. A foto mostra outro pavimento de estrada vicinal, no mesmo município, executado com 20 cm de base de solo LG (pela prefeitura local) e revestimento em Tratamento Superficial Duplo (pela Petrobrás) com 6 anos de idade. Como exemplo de pavimento urbano, apresentam-se as fotos foto e foto 2. 04, que referem-se a ruas no Bairro Bom Pastor em Belfo-Roxo/RJ com base de solo 9

33 local tipo LG, executado com 15 a 20 cm de espessura, e revestimento do tipo Tratamento Superficial Duplo com capa selante de pó de pedra. Foto Foto Foto Foto Foto Base com solo laterítico argiloso, em estrada vicinal em São José do Vale do Rio Preto/RJ Foto Estrutura de pavimento de base de solo LG com 6 anos de idade em São José do Vale do Rio Preto/RJ. Foto Pavimento urbano em Belfor-Roxo/RJ com base de solo LG, Foto Outro exemplo de pavimento em Belfor-Roxo/RJ A Experiência no Brasil NOGAMI e VILLIBOR (1995) dizem que: A primeira tentativa experimental de que se tem notícia sobre a utilização de solo lateríticos de granulação fina, não concrecionados, como base de pavimento no Estado de São Paulo, foi executada pelo DER-SP, num dos acessos à cidade de Campinas, no início da década de 50, sob a orientação do Engenheiro Francisco Pacheco e Silva, da então seção de solos do IPT (Instituto de Pesquisas de São Paulo). Neste trecho foi executada uma base de argila laterítica compactada, protegida de todos os lados por pintura betuminosa. Os autores 10

34 citados relatam que o desempenho dessa base foi excepcional, porquanto se manteve cerca de 20 anos em condições de conservação idênticas às contíguas construídas de acordo com os procedimentos vigentes na época, caracterizadas pelo uso de bases constituídas essencialmente de materiais provenientes da britagem de pedra. VILLIBOR e NOGAMI (2001) registram um breve histórico de outras experiências pioneiras realizadas no Brasil, a saber: * Umas das primeiras utilizações experimentais de base com uso de SAFL (Solo Laterítico Fino Laterítico) foi a construção, em maio de 1967, de duas variantes de trânsito para tráfego muito pesado de aproximadamente 300m cada, pelo DER/SP, na via Washington Luís (SP-310), nas proximidades de Araraquara/SP. Estas variantes foram revestidas de tratamento superficial simples e teriam de funcionar três meses e meio até a construção do trecho definitivo. Por motivos diversos estas variantes foram solicitadas por cerca de 8 meses, sendo observado após este período de uso que as mesmas apresentavam-se em perfeitas condições; fato que incentivou a construção de novos trechos experimentais no estado com uso desse tipo de base. * Em 1968, a Companhia Energética de São Paulo (CESP) construiu um trecho experimental, com extensão de m, revestido de tratamento superficial do tipo penetração invertida tripla. Esse trecho achava-se em funcionamento e em bom estado em fins de * Em 1973, foi concebido um trecho para acesso ao aeroporto de Araraquara/SP, com extensão de 2 km, o primeiro trecho experimental construído especialmente para estudo do comportamento desse tipo de base. Relatam os autores estar em uso até a data da redação do artigo. * Em 1976, o governo do Estado do Paraná executou um plano de rodovias vicinais (VDM veículos). Em cerca de 600 km foram projetados e construídos pavimentos com uso de bases de SAFL que acham-se em uso até os dias de hoje, com comportamento altamente satisfatório. * Até o ínicio desta década nos Estados de São Paulo, Paraná, Bahia e Mato Grosso do Sul já foram construídos mais de km de pavimentos com este tipo de base, muitos destes pavimentos foram executados a partir de 1976 e acham-se com mais de 25 anos em serviço. VILLIBOR e NOGAMI (2001) apresentaram dados sobre os trechos mais antigos com bases de SAFL e seus respectivos tráfegos. Podem ser vistos cinco registros de trechos de pavimentos construídos a cerca de 26 anos, submetidos a um 11

35 número total de cerca de 3,0 x 10 6 solicitações do eixo padrão. O grande impulso tecnológico ao uso das bases de solo se deu em 1982 quando foi apresentado pelos seus autores um novo critério para escolha de SAFL para bases de pavimentos com uso da Metodologia MCT (VILLIBOR e NOGAMI, 1982). Quanto à sua normalização seus idealizadores relatam que o DER/SP elaborou em fins de 1979 o Manual Preliminar para Rodovias Econômicas, que fixou critérios de projeto e de controle específicos para bases com uso de SAFL. Com o uso desses critérios, o DER-SP pavimentou numerosos trechos de rodovias vicinais que apresentavam tráfego médio diário inferior a veículos em um sentido, com uma média de 35% de veículos comerciais. A oficialização por este órgão ocorreu em Julho de 1982 no seu manual de normas, que regulamentou o uso de base de SAFL para dimensionamento de pavimentos com tráfego relativo a N 10 6 solicitações do eixo padrão de 82 kn. A metodologia teve sua normalização regulamentada por parte do órgão maior na área rodoviária, o DNER - Departamento Nacional de Estradas e Rodagem, em 1994 (DNER, 1994a). Um fato relevante que pode caracterizar-se como um marco, dentro do histórico do desenvolvimento da metodologia no Brasil, diz respeito à proposição de algumas adequações na metodologia, basicamente relacionadas à simplificação dos procedimentos de interpretação e execução dos ensaios, referido como método simplificado. Foi proposto por NOGAMI e VILLIBOR (2000a e b), e será objeto de estudo neste trabalho Pavimento com Base de Solo Fino No presente trabalho será abordado o uso dos solos arenosos finos lateríticos SAFL, devido o grande conhecimento de sua aplicação, e das argilas lateríticas, objeto direto de interesse de estudo, sendo apresentado nesta tese, entre as diversas alternativas utilizáveis na construção de um pavimento de baixo custo Considerações sobre os Solos Arenosos Finos Lateríticos As condições de ocorrência dos Solos Arenosos Finos Lateríticos - SAFL, utilizados para a maioria dos trechos rodoviários construídos com sucesso no interior de 12

36 São Paulo, foram executados sob as condições climáticas seguintes (NOGAMI e VILLIBOR, 1995): - Quanto ao clima - Entre os tipos climáticos, segundo Koppen, Cwa: quente com inverno seco; Cwb: temperado com inverno seco e Aw: tropical com inverno seco. - Quanto à temperatura - Sob temperatura média anual acima de 20 0 C, sem possibilidade de congelamento das camadas do pavimento e do subleito. - Quanto às condições hídricas - Sob precipitação anual média de 1000 a 1800 mm e índice de umidade efetiva (IM) segundo Thornthwaite variando de 10 a 70, compreendendo os tipos sub-úmido (0 a 20) e úmido (20 a 100). VILLIBOR et al (2001) dizem: Segundo dados geológicos, pedológicos e climáticos disponíveis, estas condições existem em regiões de todos os estados brasileiros, exceto, em alguns do semi-árido nordestino. GODOY et al. (1999) ressaltam particularmente, como já de conhecimento, corresponderem os solos arenosos finos lateríticos - SAFL a um solo de boas a excelentes qualidades em camadas compactadas para finalidade de pavimentação podendo ser utilizado como base de pavimento para baixo volume de tráfego. A alternativa de uso do SAFL leva freqüentemente a soluções de baixo custo, como por exemplo, mostra o levantamento preliminar dos solos do município de Itu/SP que permitiu a elaboração de um catálogo de pavimentos para o sistema viário daquele município. Estudos efetuados por NOGAMI e VILLIBOR (1995) sobre os SAFL, que correspondem a 47% da área total do Estado de São Paulo, permitiram estabelecer correlações entre esses solos e as unidades geológicas e pedológicas às quais se associam, o que permite extrapolar a potencialidade de ocorrência do SAFL em áreas fora de São Paulo, pelo exame de mapas geológicos e pedológicos disponíveis (unidades referidas abaixo). De maneira geral, pode-se afirmar que a maioria dos Estados brasileiros possui tais unidades. Estes solos são de especial interesse para a Engenharia Rodoviária. Descrevem, esses autores, que pedologicamente os solos das unidades a que pertencem os solos arenosos finos lateríticos, utilizados inicialmente com sucesso em bases de pavimentos, de acordo com a carta de solos do Estado de São Paulo (Ministério da Agricultura), são: Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico (ou Álico) Latossolo Vermelho-Amarelo Eutrófico (ou Distrófico) 13

37 Podzólico Vermelho-Amarelo Eutrófico (alguns Distróficos) Areias Quartzosas Podzólicas Areias Quartzosas Latossólicas Distróficas ou Álicas. Pela simples análise de mapas pedológicos pode-se constatar grandes ocorrências de SAFL em áreas diversas do país como São Paulo, Paraná, Mato Grosso do Sul, Mato Grosso, Goiás, Bahia..., tendo sido desenvolvidas inúmeras pesquisas em diversos destes Estados. A partir da experiência com a construção de uma grande quantidade de trechos com bases de SAFL, NOGAMI e VILLIBOR (1995) puderam constatar que alguns solos apresentavam uma série de problemas construtivos, influenciando consideravelmente as operações construtivas da base, sendo identificado 4 (quatro) grupos de solos, localizados nas áreas destacadas na Figura 2. 02, da classificação MCT. Para estes grupos foram estudados detalhes da técnica mais adequada a fim de evitar defeitos construtivos e minimizar o custo de construção. Ordem de preferência para uso em bases: 1 a Solos da área II; 2 a Solos da área I; 3 a Solos da área III; 4 a Solos da área IV. Figura Áreas dos grupos de SAFL de acordo com a Metodologia MCT (NOGAMI e VILLIBOR, 1995). VILLIBOR e NOGAMI (2001) expõem a relação entre a posição da jazida de SAFL no gráfico de classificação e sua técnica construtiva: Solos Tipo II Solos com c entre 1,0 a 1,3. Os melhores solos utilizados em bases de SAFL sem problemas construtivos. Excelente capacidade de receber compactação, alcançando facilmente 100% da densidade relativa à energia do Proctor Intermediário; 14

38 Facilidade no acabamento da base e baixo desgaste superficial sob a ação do tráfego de serviço; Baixa contração por secagem, resultando placas de dimensões aproximadamente de 50 x 50 cm na base, consideradas ideais como padrão de trincamento; Satisfatória receptividade à imprimação, proporcionando uma boa aderência da camada de rolamento à base; Superfície e borda da base pouco suscetíveis ao amolecimento por umidecimento excessivo. Mesmo na época de chuvas, a borda da base do acostamento apresenta resistência satisfatória à erosão. Solos Tipo I Solos com c entre 1,3 a 1,8, similares aos do tipo II, porém apresentando os seguintes problemas construtivos: Excessiva contração por secagem, produzindo na base trincamento que reduz a formação de placas superficiais a dimensões da ordem de 20 x 20 cm, padrão considerado admissível, porém não desejável. Danos na base sob ação do tráfego de serviço pela ruptura das quinas superficiais das placas, resultando no alargamento das trincas em sua parte superficial e provocando o aumento de umidade da base. Solos Tipo III e IV Solos com c menor ou igual a 0,9. Apresentam os seguintes problemas construtivos: Dificuldade de aceitar compactação, atingindo valores correspondentes a cerca de 93% de densidade relativa à energia do Proctor Intermediário; Propensão para formação de lamelas na construção; Dificuldade no acabamento da base e desgaste excessivo sob ação do tráfego de construção; Superfície e borda da base muito suscetíveis ao amolecimento por umedecimento excessivo, apresentando problemas de erodibilidade na borda do acostamento exposta à ação direta da lâmina d água; Pode apresentar, caso a imprimação não seja executada adequadamente, desprendimento da camada de rolamento por falta de coesão na interface da camada de rolamento e base, danificando áreas do pavimento ou mesmo todo o pavimento do trecho. Ocorre principalmente com solos da área IV, com c baixo, próximo de 0,4. Para se reconhecer um SAFL como sendo satisfatório de ser usado em base pode- 15

39 se, preliminarmente analisar sua granulometria e suas propriedades tecnológicas mecânicas e hídricas obtidas pelo critério da Metodologia MCT, a saber (VILLIBOR e NOGAMI, 2001): - O solo deve ter granulometria tal que lhe seja aplicável a Metodologia MCT, com no máximo 10% retido na peneira de 2,00mm; - Deve pertencer à classe dos solos de comportamento laterítico (L); - Deve possuir, quando compactado na energia intermediária (Mini-Proctor), as propriedades referidos na tabela Estas propriedades adotadas foram empiricamente relacionadas, pelos autores citados, com o desempenho da camada como base de pavimento, sendo o critério essencialmente tecnológico. Tabela Propriedades na energia de compactação referidas a 100% da energia intermediária do mini-proctor (VILLIBOR e NOGAMI, 2001). Propriedade Ensaio Intervalos de Valores Recomendáveis Métodos de Ensaios (DER/SP) Capacidade de Índice de Suporte 40% DER M Suporte Mini-CBR e Expansão Perda de Capacidade Índice de Suporte 50 % DER M de Suporte Mini-CBR e Expansão Expansão por Índice de Suporte 0,3 % DER M imersão n água Mini-CBR e Expansão Contração ao ar Contração de Solos 0,1 a 0,5 % DER M Compactados Sorção Infiltrabilidade de Solos Compactados 10-2 a 10-4 cm/min 1/2 DER M A curva granulométrica destes solos é descontínua e a mesma deve apresentar, segundo VILLIBOR et al (2000), uma granulometria que se enquadre na faixa indicada na figura 2. 03, servindo esta faixa como orientação para o emprego destes solos como bases de pavimentos. Ressalta-se que o manual de Normas para pavimentação do DER de São Paulo (DER, 1991) considera que a composição granulométrica deva-se enquadrar em uma das três faixas apresentadas faixas A, B ou C, diferentes da faixa apresentada por VILLIBOR et al (2000). POLIVANOV (2004) observa que a questão da granulometria em solos tropicais é sempre um problema. Estes solos possuem muito ferro que criam uma película em volta das partículas das argilas proporcionando um comportamento arenoso nesses 16

40 materiais. Em alguns destes materiais quando compactados, é quebrada a sua estrutura tornando-a plástica o que pode contribuir para a formação de lamelas. Figura Faixa granulométrica recomendada para bases de SAFL (VILLIBOR et al, 2000) Considerações sobre os Solos Argilosos Lateríticos Nas regiões tropicais úmidas ocorrem espessas camadas de solos lateríticos arenosos e argilosos, sendo os tipos argilosos mais freqüentes, a não ser em certas regiões, como por exemplo, no noroeste do Estado de São Paulo, onde predominam os solos finos mais arenosos. Diante do exposto, verifica-se ser oportuna a utilização de argilas lateríticas em bases de pavimento de baixo custo. O uso de solo plástico para pavimentos, de modo geral, não é recomendado, pois, normalmente estes solos expandem em contato com a água e perdem resistência, levando as estruturas do pavimento à ruptura ou deformações plásticas excessivas. No caso específico dos solos lateríticos, graças a sua mineralogia e micro-estrutura, eles são plásticos, contraem, porém expandem pouco (BERNUCCI et al, 2000). Segundo VILLIBOR et al (2000) a pavimentação urbana com o emprego de bases de argila laterítica se desenvolveu a partir de um diagnóstico errôneo de uma jazida que deveria ser de solo arenoso fino laterítico na cidade de Ilha Bela/SP. Observou-se que a base recém construída contraiu em demasia resultando em um trincamento em blocos de 15 cm x 15 cm com abertura de trincas de 3,0 a 4,0 mm. A primeira providencia técnica tomada para diagnosticar o elevado grau de trincamento da 17

41 base, foi o estudo do solo da jazida pela Metodologia MCT, sendo observado que o solo não se enquadrava na especificação de solo arenoso fino laterítico (SAFL), para emprego como base. O solo utilizado na realidade era uma argila de comportamento laterítico (LG ). No caso deste pavimento foram preenchidas as trincas com areia fina através de varredura da superfície da base, acrescida da execução de um revestimento tipo macadame betuminoso selado, na espessura de 4,0 cm, com a finalidade de minimizar a eventual propagação das trincas. VILLIBOR et al (2000) relatam que a tecnologia foi estendida, em 1986, para a cidade de Jaú, no interior de São Paulo, com o intuito de substituir as bases convencionais de brita graduada simples, macadame hidráulico e betuminoso, por pavimento de baixo custo para trafego leve. Foi adotado inicialmente o procedimento que envolve a secagem da camada argilosa compactada, para o desenvolvimento de trincas e posterior fechamento com areia fina e aplicação de revestimento de macadame betuminoso relativamente espesso (aproximadamente 5,0 cm), sendo substituído posteriormente o macadame betuminoso com capa selante por revestimento do tipo tratamento superficial betuminoso na espessura de 2,5 cm. VILLIBOR et al (2001) dizem: Atualmente o pavimento mais adotado em Jaú, com base laterítica, é constituído por: camada betuminosa aberta, de bloqueio com a espessura aproximada de 0,5 cm e um revestimento de mistura betuminosa usinado a quente, com cerca de 2,5 cm de espessura. Cabe ressaltar que a calafetação das trincas de contração da base com areia fina foi substituída pelo procedimento de enchimento com material remanescente do processo de umidecimento e corte da superfície da base após o período de cura. A Figura apresenta a área do gráfico de classificação MCT, que deve situar as argilas lateríticas para serem empregadas em bases de pavimentos, segundo VILLIBOR et al (2000) que acrescentam como outras especificações: - Pertencer à classe L (comportamento laterítico) e grupo LG da classificação MCT; - Possuir, quando compactado na energia normal (Mini-Proctor), as propriedades mecânicas e hidráulicas referidos na tabela e granulometria com graduação que se enquadre na faixa indicada na figura Estas propriedades adotadas foram empiricamente relacionadas, pelos autores citados, com o desempenho da camada como base de pavimento, sendo o critério essencialmente tecnológico. 18

42 Figura Área no gráfico da classificação MCT das Argilas Lateríticas utilizadas em bases de pavimentos. Tabela Valores recomendados para bases de Argila Laterítica, na energia de compactação normal do mini-proctor (VILLIBOR et al, 2000). Propriedade Condição Necessária Condição Desejável Suporte Mini-CBR 12% 20% RIS* 50% 70% Expansão 0,5% 0,3% Contração 3,4% 3,0% * Relação entre índices de suporte - Condição de embebimento/condições ótimas de laboratório Figura Faixa granulométrica recomendada para bases de Argila Laterítica (VILLIBOR et al, 2000). 19

43 A Técnica de Construção de Pavimento com Solo Fino Como procedimento a ser seguido na construção das bases de solo arenoso fino laterítico - SAFL, VILLIBOR et al (1997) sugerem para os solos das áreas I - II e III - IV (figura 2. 02) observar o que se apresenta na tabela Segundo VILLIBOR e NOGAMI (2001) há certos materiais, principalmente os do tipo II e IV, que não permitem, na pista, obtenção da densidade preconizada pelo laboratório. A insistência na compactação desses materiais, em lugar de melhoria, geralmente, leva a prejuízos, pois a tentativa de obter a densidade específica produzirá uma camada lamelada e estruturalmente fraca. Nesses casos, recomenda-se que sejam feitos segmentos experimentais para determinar a densidade a ser especificada e a compactação deve ser conduzida até atingir uma densidade limite, acima da qual apareceriam as lamelas na superfície da base. Não é raro que a especificação, em lugar de 100% do proctor intermediário original, caia para 95 % ou até 92 %. Outras peculiaridades observadas por VILLIBOR et al (1997) no comportamento dos pavimentos de SAFL são: - Reflexão de trincas nos revestimentos: tem ocorrido nos tratamentos simples e só excepcionalmente nos duplos; - Ausência de ruptura da base: a não ser se o lençol freático se encontrar a menos de 1,00m de profundidade; - Pequenas deflexões: apresentam valores baixos, mesmo em períodos de chuvas, indicando alta qualidade da estrutura do pavimento; - Ondulações na camada de rolamento: defeito localizado por falha construtiva, ligada a formação de lamelas na parte superficial da base; - Susceptibilidade à água: constata-se que as panelas aumentam devido a elevada susceptibilidade da base à ação erosiva direta da água. A erosão da borda dos acostamentos dos pavimentos tem ocorrido em alguns trechos. Os solos de comportamento lateríticos possuem muitas propriedades favoráveis para serem utilizados como material de construção rodoviária, quando comparados com os solos tradicionais. Apresentam, contudo, a propriedade de contração quando da perda natural de umidade que resulta no aparecimento de trincas (foto 2. 05) após a compactação (separação de blocos de cerca de 10 a 50 cm de lado). Em caso de base compactada com umidade excessiva, o trincamento resultante pode associar-se a trincas demasiadamente abertas e, por isto, prejudiciais. 20

44 Tabela Procedimentos Construtivos da base de SAFL (VILLIBOR et al, 1997).. Colocar o solo e pulverizá-lo colocando o colchão na faixa de umidade de projeto;. Iniciar a compactação com rolo pé de carneiro pata longa 6 passadas e, se necessário, complementá-la com pé de carneiro vibro, dando no máximo 3 passadas; Solos. Preferencialmente não patrolar o solo para o ajuste de espessura da base das durante o processo de compactação que deverá terminar quando o grau de Áreas compactação de campo for maior ou igual ao de projeto; I e II. Após irrigá-la, efetuar o acabamento final da base com a moto niveladora, cortando-a numa espessura de 2cm e também cortando as laterais. Executar a rolagem final com o rolo de pneu ou dar no máximo uma passada com o vibro liso;. Deixar a base perder umidade, por secagem, num período de 48 a 60 horas ou até a ocorrência de trincas com largura de 2mm.. Colocar o solo e pulverizá-lo na faixa de umidade de projeto;. Iniciar a compactação com rolo de pneu 8 passadas e complementá-la, se necessário, dando no máximo 1 passada com rolo liso vibro; Solos. Não patrolar o solo para o ajuste de espessura da base durante o processo das de compactação; Áreas. Acabamento final da base: após irrigá-la, efetuar o acabamento com a III e IV moto niveladora, cortando-a numa espessura de 2cm e também cortando as laterais, porem dando a rolagem final com o rolo de pneu;. Deixar a base perder umidade, por secagem, num período de 48 a 60 horas ou até a ocorrência de trincas com largura de 2mm. 1. Espessura mínima da base é de 12,5 cm e a máxima de 15 cm; 2. A uniformização do teor de umidade do colchão de solo para Recomendações compactação deverá ser efetuado no final da tarde e sua Gerais: compactação deverá ser executada no período da manhã; 3. A imprimação da base deve ser precedida de uma leve irrigação. VILLIBOR (2000) ressalta que para o uso de argila como base é necessário o conhecimento da técnica adequada: Não é só compactar como na condição 21

45 tradicional. No sentido de se evitar alguns dos problemas destacados acima sugere que se espere o trincamento após a compactação para proceder à saturação da superfície (com caminhão pipa) com cerca de 1 a 3 cm de água para assim tratar a superfície com a passagem da lâmina de uma motoniveladora. Esta lama formada pela raspagem, entra nas aberturas formadas pelas trincas. Com a execução do revestimento em tratamento superficial simples, observa-se que os agregados entram também nas aberturas fazendo o fechamento em conjunto com a lama, conforme procedimento apresentado a seguir. Observa-se na foto um dos estágios de execução de um pavimento com argila laterítica, sendo executado no Estado do Rio de Janeiro. Para os solos argilosos lateríticos, VILLIBOR et al, (2000) apresentam os procedimentos construtivos reproduzidos na tabela 2. 04, a fim de evitar defeitos de sua construção e minimizar o seu custo e sua conservação. As fotos e (DUQUE NETO, 2004b) apresentam o aspecto de duas bases de solo argiloso após a compactação e retração, respectivamente, para o caso que não houve a liberação ao tráfego e para base executada com solo laterítico, após 2 meses de liberação ao tráfego, antes da raspagem para fechamento das trincas, e posterior aplicação do revestimento. Foto Foto Foto Aspecto de base com trincas após a compactação, implicando na separação de blocos. Foto Aspecto de base com trincas, após liberação ao tráfego, em pavimento de estrada vicinal. 22

46 Tabela Procedimentos Construtivos da Base de Argila Laterítica (VILLIBOR et al, 2000).. O colchão de solo solto é distribuído com a motoniveladora, numa espessura homogênea, na ordem de 22 a 25 cm, a fim de se obter uma camada final compacta de 15 cm. Se a camada superior ficar compactada pela ação dos pneus da motoniveladora, formando um cascão duro, devese escarificar a parte superficial com os dentes da patrol a fim de se destorroar o solo;. A homogeneização da umidade é obtida pela ação combinada de grade de disco e irrigadeira, e a compactação efetuada integralmente com rolo pé de carneiro, pata longa estático ou vibratório;. A espessura da base deverá ser superior a de projeto, para que na fase de acabamento se evitem locais com complementação de pequenas espessuras. Essas complementações formam lamelas superficiais, muito prejudiciais, pelo seu fácil destacamento e descolamento do corpo da base; Solo. O acabamento deve ser executado exclusivamente em corte; da. A camada da base, depois de compactada, deverá ficar exposta ao ar e ao Área sol por um período superior a 48 horas para perder cerca de 30 a 40% do I teor de umidade de compactação. Essa secagem leva a uma intensa contração da base, desenvolvendo trincas com abertura de 3,0 a 6,0 mm e formando conseqüentemente placas quadrangulares de 15 cm x 15 cm;. Após a cura, a base deverá ser umedecida para posterior corte de acabamento, com a finalidade de calafetação das trincas de grande abertura. Sem esse intenso umedecimento é praticamente impossível se executar um corte de pequena espessura, devido à elevada resistência da camada após a compactação e cura por secagem. O corte é executado com motoniveladora com lamina bem afiada. É desejável que a camada de revestimento seja executada em um período não superior a 30 horas após o corte;. Logo após o corte, para aproveitar a umidade ainda existente na superfície da base, deve ser executada apenas uma imprimação com uso de emulsão asfáltica de ruptura rápida, diluída em 40% de água, na taxa de 1,0l/m 2. Sobre uma base imprimada não se permite o tráfego. 23

47 Capítulo 3 Estudo dos Solos Tropicais Visando a Pavimentação Segundo NOGAMI e VILLIBOR (1995) solo tropical é entendido tecnologicamente como aquele que apresenta peculiaridades de propriedades e de comportamento, em relação aos não tropicais em decorrência da atuação de processos geológicos e/ou pedológicos típicos de regiões tropicais úmidas. Estes autores chegam a considerar que não basta que tenha sido formado na faixa astronômica tropical ou em região de clima tropical úmido, mas que possua peculiaridades de interesse geotécnico. Os solos tropicais podem ser divididos (NOGAMI e VILLIBOR, 1995) em duas classes: os solos lateríticos e os solos saprolíticos Ressalta-se a grande importância, particularmente para o meio rodoviário, dos conhecimentos advindos das pesquisas sobre o comportamento dos solos tropicais (p. ex. MOTTA, 1999) e da Metodologia MCT proposta por NOGAMI e VILLIBOR (1995), sendo extremamente promissor o estabelecimento de possíveis correlações entre as características genéticas levantadas pela Pedologia e as de comportamento identificadas por esta metodologia, desenvolvida especialmente para solos formados em clima tropical. De fato, o estudo da pedogênese dos solos tropicais e subtropicais orienta e corrige os erros decorrentes da utilização dos sistemas tradicionais de estudo e classificação, possibilitando ainda a utilização de materiais, até então pouco aceitos, como opção em pavimentos rodoviários, em especial os destinados ao pavimento de baixo volume de tráfego (ABITANTE, 1997). O termo solo laterítico é usado neste trabalho para designar solos de comportamento geotécnico laterítico, classificado segundo a Metodologia MCT, diferente do conceito pedológico que define o solo laterítico como uma variedade de solo superficial pedogenético, típico das partes bem drenadas das regiões tropicais úmidas, em que a consideração da sua gênese é fundamental para a sua identificação. 24

48 Solo laterítico é definido pelo Comitê de Solos Tropicais da Associação Internacional de Mecânica dos Solos e Engenharia de Fundações (ISSMFE) como aquele que pertence aos horizontes A (camada mineral com enriquecimento de matéria orgânica) e B (apresenta máxima expressão de cor, estrutura e/ou que possuem materiais translocados), de perfis bem drenados, desenvolvido sob atuação de clima tropical úmido. Possuem sua fração argila constituída essencialmente de argilominerais do grupo das caulinitas e de óxidos e hidróxidos de ferro e/ou alumínio o que confere à estrutura poros e agregações altamente estáveis (NOGAMI et al, 1985). Estes solos têm tendência a possuírem uma grande parcela da sua granulometria menor que 2 mm de diâmetro e em alguns locais podem apresentar, inseridos em sua constituição, pedregulhos lateríticos denominados de laterita, que são massas consolidadas, maciças ou porosas, de mesma mineralogia dos solos lateríticos. Estas têm sido muito aproveitadas como materiais de construção rodoviária. Para efeito de ilustração apresenta-se, na Figura 3. 01, as principais áreas de ocorrência dos solos lateríticos no território brasileiro, segundo VILLIBOR et al (2000). Figura Mapa das principais áreas de ocorrência dos solos lateríticos no território brasileiro (VILLIBOR et al, 2000). As cartas de solos e os mapas pedológicos, de grande utilização pelos profissionais da área de agronomia, podem contribuir muito para se ter uma idéia da 25

49 natureza dos solos superficiais de uma determinada área de interesse. Estes mapas são acompanhados pelos seus respectivos boletins pormenorizados que descrevem alguns dos perfis levantados, com informações diversas que poderão ser interpretadas pelos Engenheiros Geotécnicos de forma a bem contribuir para os estudos preliminares e de anteprojeto na área de Engenharia Civil A Ciência dos Solos A Pedologia, do grego Pedon = Solo, é a ciência que estuda o solo, tendo sido fundamentada inicialmente na Rússia por Dokuchaiev, em Por muito tempo esta designação tem sido usada como sinônimo de ciência do solo. Atualmente a Pedologia é, no entanto, considerada como sendo a parte da ciência dos solos que trata mais especificamente da caracterização, gênese e classificação taxonômica de solos, enquanto que, a edafologia estuda a relação solo-água-planta (KLAMT, 1989). Com o advento da Pedologia o solo passou a ser entendido como uma camada viva que recobre a superfície da terra, em evolução permanente, por meio da alteração das rochas e de processos pedogenéticos, comandados por agentes físicos, químicos e biológicos (SALOMÃO e ANTUNES, 1998). Considerando-se que o solo é um produto resultante da ação dos agentes da dinâmica externa sobre o material de origem, ao longo do tempo geológico, sendo estes agentes dependentes do clima, do relevo e dos organismos (resultado da interação dos agentes da dinâmica externa e interna), entende-se que a Pedologia é, por conseqüência, uma poderosa ferramenta para a caracterização do meio físico, que contribui com muitas informações de interesse do Engenheiro Geotécnico em aplicações diversas, como pode ser visto em MARANGON et al (2002). A partir das informações obtidas pela Pedologia pode-se ter uma estimativa dos tipos de solos que serão solicitados em uma obra de Engenharia Civil. A pedologia estuda os horizontes superficiais (A e B), entretanto, pode-se ter a partir daí, uma estimativa dos tipos de solos ou material consolidado que ocorre em maiores profundidades. Entende-se por perfil de um solo, em Pedologia, a seção vertical que identifica os horizontes a partir da superfície até onde penetra a ação do intemperismo. Segundo SALOMÃO e ANTUNES (1998), os horizontes que compõem os perfis de solo, quando refletem a ação da pedogênese, são denominados horizontes pedogenéticos; quando não 26

50 refletem esta ação, convém denominá-los de camadas. Estes horizontes possuem características como: cor, estrutura, textura, consistência, entre outras, que muito bem define o tipo de solo. Descrevem-se, em linhas gerais, os principais horizontes, que são em Pedologia distinguidos por letras maiúsculas (POLIVANOV, 2000): O Horizonte superficial, de constituição orgânica, sobreposto a alguns solos minerais. Formado em condições de drenagem sem restrições que possam resultar em estagnação de água. H Horizonte de constituição orgânica, superficial ou não, composto de resíduos acumulados sob condições de prolongada estagnação de água. A Horizonte mineral, superficial ou em seqüência a horizonte ou camada O ou H, de concentração de matéria orgânica mineralizada. A matéria orgânica é incorporada ao solo mais por atividade biológica do que translocação. É o horizonte de maior atividade biológica, apresentando coloração escurecida. E Horizonte mineral, cuja característica principal é a perda de argila, ferro, alumínio ou matéria orgânica com resultante concentração residual de areia e silte, constituídos de quartzo ou outros minerais resistentes. Usualmente tem coloração mais clara do que um horizonte imediatamente abaixo. B Horizonte mineral bastante afetado por transformações pedogenéticas, em que pouco ou nada resta da estrutura original da rocha. O horizonte B pode encontrar-se à superfície em conseqüência da remoção de E, A ou O por erosão. C Horizonte ou camada mineral de material inconsolidado sob o sólum (horizonte A+B), relativamente pouco afetado por processos pedogenéticos, similar ao material a partir do qual o sólum pode ou não ter se formado. R Camada mineral de material consolidado, constituindo substrato rochoso contínuo ou praticamente contínuo. Ressalta-se que os horizontes A e B descritos pela pedologia, que compõem a camada de solo laterítico, segundo o conceito do ISSMFE, sob o ponto de vista da Engenharia Geotécnica não apresentam diferenças significativas entre si, como é definido na pedologia. Com o objetivo de ilustrar, vê-se na foto um perfil de solo em corte, onde se identifica a distinção clara entre os horizontes A, B e C. 27

51 Foto Perfil de solo com nítida distinção entre os horizontes A, B (laterítico) e C (saprolítico), sendo os dois primeiros pouco espessos (foto do autor). Para designar características específicas de horizontes e camadas principais, usam-se, como sufixos, letras minúsculas, dentre elas, tem-se as apresentadas na tabela 3. 01, com o seu respectivo significado: Tabela Alguns sufixos utilizados para compor o símbolo dos horizontes. Sufixo Significado Aplicado f Material plíntico e/ou bauxítico brando (laterita) g Glei h Acumulação iluvial de matéria orgânica i Incipiente desenvolvimento de horizonte B n Acumulação de sódio trocável p Aração ou outras pedoturbações r Rocha branda ou saprolito s Acumulação iluvial de sesquióxidos com matéria orgânica t Acumulação de argila w Intensa alteração com inexpressiva acumulação de argila, com ou sem concentração de sesquióxidos z Acumulação de sais mais solúveis em água fria do que sulfato de cálcio Os perfis de solo são apresentados, segundo a nomenclatura da Pedologia, como ilustrado na figura 3. 02, em exemplo, conforme pode ser visto OLIVEIRA et al, (1992). 28

52 Figura Perfis hipotéticos ilustrando os diferentes horizontes e camadas de um Podzólico Vermelho Amarelo; um Latossolo e um Podzol, respectivamente (OLIVEIRA et al, 1992) Classificação Pedológica dos Solos A classificação pedológica é baseada nas características morfológicas, físicas, químicas e mineralógicas dos solos e utiliza horizontes diagnósticos para identificá-los. As classes de solos são estabelecidas conforme o processo pedológico específico atuante na sua gênese. O principal critério de classificação e mapeamento do solo utilizado é a diferenciação vertical entre os horizontes de um perfil de solo. Segundo SALOMÃO e ANTUNES (1998), esta diferenciação também se verifica lateralmente, ao longo das vertentes, sendo fundamental considerá-la nos estudos das relações genéticas entre o solo e os demais elementos que constituem o meio natural: o substrato geológico, o relevo, a vegetação e o comportamento hídrico. Deve-se também interpretar os processos da dinâmica superficial (erosão, escorregamento, colapso) e os fenômenos e comportamentos do meio físico relacionados com as diferentes formas de interferência da ação humana. As classes ou unidades pedológicas apresentam-se para maior facilidade de interpretação, como proposto por SALOMÃO e ANTUNES (1998), em três grupos: i - Solos Minerais Não Hidromórficos, ii - Solos Minerais Hidromórficos e iii - Outros Solos. A reunião das unidades em grupos visa obter correlações entre as características genéticas dos solos e suas propriedades geotécnicas permitindo uma interpretação mais 29

53 adequada dos trabalhos de levantamentos pedológicos objetivando os interesses da Engenharia Geotécnica. Consideraram os autores citados, os seguintes parâmetros geotécnicos mais facilmente deduzíveis dos trabalhos de levantamentos pedológicos: Textura; Espessura das camadas ou horizontes; Posição do lençol freático; Topografia do terreno; Susceptibilidade à inundação e/ou efeito das marés; Aptidão natural dos solos; Erodibilidade; Qualidade como materiais de empréstimo ou de jazidas; Condições para instalação de fossas sépticas; Capacidade de suporte; Drenabilidade/condutividade hidráulica e Atividade química. São apresentadas as principais características e unidades pedológicas de cada grupo de classificação proposto com as diferentes unidades pedológicas. A nomenclatura das unidades pedológicas utilizadas neste sistema de classificação é a tradicionalmente conhecida e consagrada no meio técnico-científico brasileiro, anterior à 1 a edição do Sistema Brasileiro de Classificação de Solos proposto pela EMBRAPA (1999), a ser abordado a seguir. i - Solos Minerais Não Hidromórficos Este grupo contempla os solos a serem pesquisados nesta tese, onde se situam os denominados solos lateríticos. Compreende solos desenvolvidos na zona de oxidação do terreno, em ótimas condições de drenagem, pouco afetados pelo lençol d água subterrâneo. Podem se desenvolver a partir da pedogênese de rochas de diferentes naturezas (ígneas, metamórficas e sedimentares) ou de coberturas aluvionares e coluvionares. Incluem-se neste grupo: Solos com horizonte B latossólico: Latossolo Vermelho-Escuro, Latossolo Vermelho-Amarelo, Latossolo Amarelo, Latossolo Roxo, Latossolo Ferrífero, Latossolo Bruno, Latossolo Variação Una; Solos com horizonte B textural: Podzólico Vermelho-Escuro, Podzólico Vermelho-Amarelo, Terra Roxa Estruturada, Podzólico Bruno-Acizentado, Brunizem Avermelhado; Solos com horizonte B câmbico ou incipiente: Cambissolo; Solos rasos, sem horizonte B: Litossolo. 30

54 Como principais características, tem-se: Os horizontes B latossólico são subsuperficiais, sem minerais primários de fácil intemperização, com concentração de argila 1:1 (caulinita), sesquióxidos livres, baixa capacidade de troca catiônica (expressa pelo valor T) - argila de baixa atividade (Tb). São solos profundos, friáveis, fofos, muito permeáveis, muito porosos. O limite entre A e B é claro ou gradual (pouca diferenciação textural), sendo o limite com C difuso (POLIVANOV, 2000). Os horizontes B textural são horizontes subsuperficiais que acumulam o material lavado da parte superior, onde houve concentração de argila, evidenciada pela cerosidade (película de material fino cobrindo as unidades de estrutura), ou pela diferença de textura entre o horizonte A (com menos argila) e o B (com mais argila), desde que não seja devido à descontinuidade do material de origem. Pode apresentar minerais primários de fácil intemperização. Variam de profundos a rasos, podendo ter atividade alta (Ta) ou baixa (Tb) (POLIVANOV, 2000). Os solos com horizonte B incipiente, os Cambissolos, são solos caracterizados essencialmente pelo horizonte B incipiente - Bi, cujas características gerais são: presença de muito mineral primário facilmente intemperizável; argila mais ativa; Ki maior que 2,2; teores elevados de silte em relação à argila; ausência de cerosidade (películas de argila envolvendo os agregados); espessura menor que 50 cm; pode apresentar resquícios da rocha mãe ou saprolito. Os solos que possuem esse horizonte ocupam, geralmente, as partes jovens da paisagem. Os Cambissolos, assim como solos com B textural, constituem um grupo bastante heterogêneo em termos de ambiente (RESENDE et al., 1999). Os solos sem horizonte B, os Litossolos, são solos rasos, sobre rocha. Geralmente, em condições de topografia acidentada, há a formação de um solo raso (<50cm), perfil tipo A-R, isto é, um horizonte A sobre a rocha ou o tipo A-C-R, sendo o C pouco espesso. Onde há muitos afloramentos de rocha, muitas vezes estes solos estão presentes (RESENDE et al., 1999). A descrição dos critérios utilizados para classificar cada unidade pedológica em particular, assim como as descrições das características e particularidades destes solos, podem ser vistas, por exemplo, em RESENDE et al (1999). 31

55 ii - Solos Minerais Hidromórficos Estes solos ocupam os terrenos baixos ou pequenos anfiteatros elevados que se constituem em cabeceiras de drenagem, sendo formados a partir de capeamentos ou coberturas detríticas sobre rochas cristalinas, ou de depósitos sedimentares de naturezas texturais e mineralógicas diversas, referidas ao Quartenário. Os solos Hidromórficos são desenvolvidos bem próximos à zona saturada ou na própria zona saturada e, portanto, em condições de excesso de umidade, em que o lençol freático está próximo à superfície do terreno, podendo aflorar nos períodos mais chuvosos. Este ambiente é favorável à transformação do ferro férrico em ferroso (redução). A característica pedológica comum aos Solos Hidromórficos é a presença de horizonte glei, marcado pela coloração própria do ferro na forma reduzida (cinza, esverdeada, azulada), formando mosqueado (manchas) em intensidade variada. O grupo de Solos Hidromórficos abrange várias classes, diferenciadas por características específicas. As classes pedológicas designadas consideram-se a natureza textural do material de origem, local de formação, natureza química da água, superficial e subsuperficial e a posição do lençol freático em relação à superfície do terreno. Incluem-se neste grupo:. Solos desenvolvidos a partir de materiais arenosos, dando origem, em geral, a solos com horizonte B podzol, como o Podzol, Podzol Hidromórfico e Areia Quartzosa Hidromórfica;. Solos desenvolvidos a partir de Materiais areno-argilosos ou argilo-arenosos, provenientes tanto de sedimentos aluvionares, como de alteração, dando origem a solos denominados Glei Cinzento, Planossolo e Planossolo Sódico;. Solos desenvolvidos a partir de materiais argilosos, provenientes de sedimentos de diferentes procedências, dando origem a solos do tipo Glei como Glei Húmico, Glei Pouco Húmico, Glei Salino Tiomórfico. iii - Outros Solos O sistema de classificação reúne ainda outros solos não enquadráveis nos grupos anteriores, a saber:. Areias Quartzosas;. Vertissolos e os. Solos Orgânicos 32

56 As unidades pedológicas referentes aos solos minerais hidromórficos e outros solos, não serão aqui descritas por não serem as classes de solos utilizadas como material de construção nas obras de pavimentação. Uma síntese das principais características pedológicas de cada sub-grupo pode ser visto em SALOMÃO e ANTUNES (1998). Em resumo, são apresentados na tabela 3. 02, os três grupos propostos no sistema de classificação apresentado e as diferentes classes pedológicas de solos, segundo a nomenclatura tradicionalmente utilizada no meio técnico-científico, e a correspondente classe proposta na 1 a Edição do Sistema Brasileiro de Classificação de Solos da EMBRAPA (1999). Tabela Correspondência entre os grupos de solos propostos por SALOMÃO e ANTUNES (1998), as classes pedológicas segundo a nomenclatura tradicional e a proposta pela EMBRAPA (1999). Classe de Solo Horizonte Diagnóstico Nomenclatura Tradicional Classificação EMBRAPA (1999) B Latossólico: Latossolo Latossolos Plintossolos Minerais Não Hidromórficos B Textural: Podzólico Terra Roxa Estruturada Brunizem Argissolos, Alissolos, Nitossolos, Luvissolos, Plintossolos Nitossolos, Argissolos Chernossolos B Câmbico: Cambissolo Cambissolos Sem Horizonte B: Litossolo Neossolos Minerais Hidromórficos Outros Solos Materiais Arenosos Materiais Areno-argiloso ou Argilo-arenoso Materiais Argilosos Podzol Podzol Hidromórfico Areia Quartzosa Hidromórfica Glei Cinzento Planossolo Planossolo sódico Glei Húmico Glei pouco Húmico Glei Salino Tiomórfico Areias Quartzosas Vertissolos Orgânicos Espodossolos Espodossolos Neossolos Gleissolos Planossolos Planossolos Plintossolos Gleissolos Gleissolos Neossolos Vertissolos Organossolos Uma descrição sobre a estrutura do atual sistema brasileiro de classificação dos solos, editado pela EMBRAPA (1999), e a correspondência com as designações empregadas tradicionalmente na classificação pedológicas dos solos, são apresentados no Anexo A. 33

57 Para as classes pedológicas dos Latossolos e Podzólicos, de interesse desta pesquisa, apresenta-se uma correspondência entre as nomenclaturas tradicional e a do Sistema Brasileiro de Classificação de Solos, na tabela Tabela Correspondência entre nomenclatura tradicional e da EMBRAPA (1999) para Latossolos e Podzólicos. Classe de Solo Classificação EMBRAPA (1999) Nomenclatura Tradicional Latossolos Latossolos Latossolos, excetuadas algumas modalidades de Latossolos Plínticos Alissolos Podzólico Bruno Acizentado Distrófico ou Álicos, Podzólico Vermelho-Amarelo Distrófico ou Álico, Ta, e alguns Podzólico Vermelho- Amarelo Distrófico ou Álico Tb Podzólicos Podzólico Vermelho-Amarelo Tb, Podzólico Argissolos Vermelho-Escuro Tb com B textural e o Podzólico Amarelo. Nitossolos Alguns Podzólico Vermelho-Escuro Tb e alguns Podzólico Vermelho-Amarelo Tb. Luvissolos Podzólico Vermelho-Amarelo Eutróficos e similares Observa-se que em relação aos podzólicos o novo sistema de classificação identifica-os em quatro diferentes classes que são assim definidas: Alissolos: Constituído por material mineral, com horizonte B textural ou nítico, com argila de atividade alta e alto conteúdo de Al extraível, alta saturação por Al e baixa saturação por bases. Argissolos: Constituído por material mineral, com horizonte B textural, com argila de atividade baixa. Nitossolos: Constituído por material mineral, com horizonte B nítico, com argila de atividade baixa. Luvissolos: Constituído por material mineral, com horizonte B textural ou nítico, com argila de atividade alta e saturação de bases alta. Segundo o Sistema Brasileiro de Solos (EMBRAPA, 1999) tem-se basicamente em função da cor do horizonte o estabelecimento do 2º nível de classificação. Os Latossolos apresentam variações, Bruno, Amarelo, Vermelho e Vermelho-Amarelo. Os Alissolos as variações Crômicos e Hipocrômicos, os Argissolos as variações Acinzentados, Amarelos, Vermelho-Amarelo, e Vermelho, os Nitossolos apresentam como variações, para o 2º nível hierárquico, Vermelho e Hálpicos e os Luvissolos as 34

58 variações Crômicos e Hipocrômicos. De igual forma, é estabelecido o 3º nível hierárquico para a classificação, cujo condicionante é basicamente estabelecido com a observação da saturação de bases (V) e o teor de Fe 2 O 3. Para as classes dos latossolos e podzólicos, de interesse direto desta pesquisa, tem-se a correspondência entre as nomenclaturas tradicional e do Sistema Brasileiro de Classificação de Solos (EMBRAPA, 1999), apresentadas nas tabela e 3. 05, respectivamente Identificação da Classe Pedológica A partir da descrição das classes de solos apresentada por OLIVEIRA et al (1992), em publicação em forma de guia auxiliar para o reconhecimento dos solos, foram reunidas pelo autor desta tese, nas tabelas e 3. 07, algumas das informações descritas por OLIVEIRA et al (1992), como importantes para a identificação de uma classe pedológica de solo. São reunidas nestas tabelas características químicas, de cor e textura, entre outras considerações, que apresentam as classes dos latossolos e podzólicos, assim como o local de ocorrência predominante no Brasil e formação geológica de origem. Como se vê, a identificação das classes dos solos se baseia em características genéticas e em informações muito mais amplas do que nos índices utilizados nas classificações geotécnicas tradicionais, que são a granulometria e limites de Atterberg. Os conhecimentos assim reunidos contribuem para interpretações e comportamento de caráter geotécnico das diversas unidades pedológicas. SALOMÃO e ANTUNES (1998) apresentam as principais características de interesse da Engenharia Civil, mais especificamente da área de Geotecnia, dos principais grupos de solos encontrados no Brasil. As características geotécnicas relativas aos solos utilizados como material de construção, utilizados nesta tese, são apresentadas. Na tabela são apresentadas as características dos solos com horizonte B latossólico e as relativas aos solos com horizonte B textural são apresentadas na tabela As características das outras classes de solos não são apresentadas, podendo ser vistas no trabalho destes autores. 35

59 Tabela Variações para a classe dos latossolos, segundo a nomenclatura da EMBRAPA (1999). 1 0 Nível 2 0 Nível (Condicionante) (Condicionante) 3 0 Nível Condicionante do 3 0 Nível Brunos Ácricos Caráter ácrico dentro dos 150 cm de (Matriz mais superfície de solo. amarelo que 2,5YR Alumínicos Caráter alumínico na maior parte dos no horizonte BA ou em todo horizonte B) Distróficos primeiros 100 cm de horizonte B. Solos com baixa saturação por bases (V<50%) nos primeiros 100 cm do horizonte B. Amarelos Coesos V<50%, Fe 2 O 3 < 8%, Ki>1,7. Solo caulinítico. (Matiz mais amarelo Acriférricos Fe 2 O 3: 18-36%.Solo com caráter ácrico. que 5YR na maior parte dos primeiros Ácricos Solos com caráter ácrico dentro de 150 cm da superfície de solo. 100 cm do horizonte Distroférricos V<50, Fe 2 O 3 : 18-36%. B (inclusive BA)). Distróficos V<50% nos primeiros 100 cm do horizonte B (inclusive BA). Eutróficos V>50% nos primeiros 100 cm de horizonte B (inclusive BA). Latossolos Vermelhos Perférricos V<50, Fe 2 O 3 : >36%. (Matiz 2,5YR ou Aluminoférrico Fe 2 O 3 : 18-36%. Solo com caráter alumínico. mais vermelho na Ácriférricos Fe 2 O 3: 18-36%. Solo com caráter ácrico. maior parte dos Distroférricos V<50, Fe 2 O 3 : 18-36%. primeiros 100 cm do Eutroférricos V>50, Fe 2 O 3 : 18-36%. horizonte B Ácricos Solos com caráter ácrico dentro de 150 cm da (inclusive BA)). superfície de solo. Distróficos V<50% nos primeiros 150 cm do horizonte B (inclusive BA). Vermelho-Amarelos (Matiz 5YR ou mais vermelho e mais amarelo que 2,5YR na maior parte dos primeiros 100cm do horizonte B (inclusive BA)). Eutróficos Outros solos que não se enquadram nas classes anteriores. Ácriférricos Fe 2 O 3: 18-36%.Solo com caráter ácrico. Ácricos Solos com caráter ácrico dentro de 150 cm da superfície de solo. Distroférricos V<50, Fe 2 O 3 : 18-36%. Distróficos V<50% nos primeiros 150 cm do horizonte B (inclusive BA). Eutróficos Outros solos que não se enquadram nas classes anteriores. 36

60 Tabela Variações para a classe dos podzólicos, segundo a nomenclatura da EMBRAPA (1999). 1 0 Nível 2 0 Nível 3 0 Nível Condicionante do 3 0 Nível (Condicionante) (Condicionante) Alissolos Argissolos Luvissolos Nitossolos Crômicos Caráter crômico na maior parte do horizonte B (inclusive BC). Hipocrômicos Solos que não se enquadram na classe anterior. Acizentados Matiz mais amarelo que 5YR e croma entre 4 e 5. Húmicos Horizonte A húmico ou proeminente. Argilúvicos Horizonte B textural. Órticos Argilúvicos Órticos Distróficos Eutróficos Solos que não se enquadram nas anteriores. Horizonte B textural. Solos que não se enquadram nas anteriores V<50%. V>50%. Amarelos Distróficos V<50%. Matiz mais amarelo que 5YR. Eutróficos V>50%. Vermelho-Amarelos Alumínicos Matiz 5 YR ou mais vermelho e Distróficos V<50%. mais amarelo que 2,5YR. Eutróficos V>50%. Vermelhos Matiz 2,5 YR ou mais vermelho. Crômicos Solos com caráter crômico nos primeiros 100 cm de superfície de solo. Hipocrômicos Outros solos que não se enquadram na classe anterior. Vermelhos Matiz 2,5YR ou mais vermelho nos primeiros 100 cm do horizonte B (exclusive BA). Hálpicos Outros solos que não se enquadram na classe anterior. Distróficos Caráter alumínico. V<50%. Eutroférricos V>50, Fe 2 O 3 : 18-36%. Eutróficos V>50%. Carbonáticos Caráter carbonático ou horizonte cálcico. Pálicos Soma dos horizontes A+B (exceto BC) maior que 80 cm de espessura. Órticos Solos que não se enquadram nas anteriores Carbonáticos Caráter carbonático ou horizonte cálcico. Órticos Solos que não se enquadram nas anteriores. V< 50% Distroférricos Fe 2 O 3 : 15-36%. Distróficos V< 50% Eutróficos V 50% Fe 2 O 3 : 15-36%. Eutróficos V 50% Alumínicos Caráter alumínico. Distróficos Eutróficos V<50%. Solos que não se enquadram nas anteriores. 37

61 Tabela Algumas características das classes de solos com horizonte diagnóstico B latossólico, a partir de OLIVEIRA et al (1992). SOLO Fe2O3 Ki Latossolo Amarelo Latossolo Vermelho- Amarelo Latossolo Vermelho- Escuro Latossolo Roxo Latossolo Bruno Latossolo Variação Una Latossolo Ferrífero < 7% 1,5-2,2 7-11% <1,5 8-18% 1,5-2, % 0,2-2,0 >15 0,2-2, % - >36% - Características de cor e textura Coloração amarela. Textura francoarenosa até muito argilosa (15-93%) Textura muito variada, com teores de argila desde 15% até mais de 80% Muito argilosos a textura média. Verm. escuro, verm. ou bruno-averm.-escuro Textura argilosa a muito argilosa. Cor típica é bruno-averm.- escura Muito argilosos (argila próximo a 80%). B latossólico de coloração brunada Médios a altos teores de ferro e cores amareladas a alaranjadas Argilosos a muito argilosos, vermelho púrpuro, vermelho escuro acinzentado Cor (Munsell) Outras considerações 7,5YR-2,5Y (centrado em 7,5 a 10YR) menos vermelho que 1,5YR-10YR (predominância de valores 5-6 e croma 6-8) 4YR ou mais vermelho (2,5YR 3/5, 3/6, 4/6 e 10R 3/5, 3/6) 2,5YR 3/4, 3/5 ou mais vermelhos até 10R - 5YR ou mais amarelo 7,5R-10R - Estrutura, em geral, muito pequena, granular com aspecto de maciça porosa - Horizonte diagnóstico com aspecto maciço poroso "in situ" (aparência de 'pó de café') Horizonte A rico em matéria orgânica. Comum em altitudes acima de 800 metros Perfis bem porosos e permeáveis. Comum a presença de cascalhos (concreções) Atração magnética muito forte. Óxidos de ferro entre 50-60% Ocorrência Predominante Região Norte. Zonas úmidas costeiras do Nordeste, ES e RJ Todo o Território Brasileiro. RS e Nordeste menos expressivo MT, MS, MG e Estados ao Sul Sudoeste Goiano, Triangulo Mineiro, SP e Região Sul Planaltos dos Estados do Sul. Planalto de MG e borda de SP Sul da BA, Alto Paranaíba e Zona da Mata em MG Zona do Quadrilátero Ferrífero/MG Formação Geológica Derivados de sedimentos arenosos e argilosos do Grupo Barreiras - - Derivados de rochas básicas e tufitos Derivados de rochas efusivas ou alcalinas efusivas ou plutônicas - Derivados de rochas metamórficas bastante ricas em ferro (Itabiritos) 38

62 Tabela Algumas características das classes de solos com horizonte diagnóstico B textural, a partir de OLIVEIRA et al (1992). SOLO Fe2O3 Ki Terra Roxa Estruturada Podzólico Vermelho- Escuro Podzólico Vermelho- Amarelo Podzólico Amarelo Podzólico Bruno Acizentado Características de cor e textura Cor vermelha escura de tonalidade >15% - purpúrea (ou nuances). Muito argilosa Mais vermelho e <15% - <11% - < 7% equidade de teor de argila em função dos óxidos de ferro Distinção de B-A pela cor ou diferença de textura (estrutura em blocos) Coloração amarelada. Argila de atividade baixa Cor de bruno muito escura a bruno amarelada. Argila de atividade alta Cor (Munsell) Outras considerações 2,5YR-5YR mais vermelho que 5YR e com valor inferior a 5 e croma menor que 7-7,5YR-10YR 5/6 a 5/8 (centrado em 10YR, valor 5 e croma de 6 a 8) 9YR 4/2 a 4YR 4/3 (coloração heterogênea) Estrutura em blocos portando cerosidade aliada à cor vermelha (efeito arroxeado) B textural com cor vinculada a teor e natureza de óxidos de ferro Grande variação em características morfológicas. Gradiente textural acentuado B textural. Distribuem em coexistência com os latossolos amarelos Regiões de clima subtropical. Topo singularmente endurecido. B textural Ocorrência Predominante Planaltos basálticos que se estendem de SP ao RS Áreas relativamente pouco extensas por todo o território nacional Todos os quadrantes brasileiros, do RS ao AP e de PE ao AC Tabuleiros da zona úmida costeira do Nordeste ES e RJ Distribuição pouco extensiva, planalto meridional PR, SC e RS Formação Geológica Derivados de rochas básicas ou ultrabásicas (elevado teor Fe2O3) - - Derivados de sedimentos do Grupo Barreiras ou coberturas correlatas - 39

63 Tabela 3. 08: Características de interesse geotécnico dos solos com horizonte B latossólicos (a partir de SALOMÃO e ANTUNES, 1998). Horizonte * Geotecnicamente desprezível pela reduzida espessura, em relação ao B; A * Geotecnicamente conhecido por solo maduro; * Pode constituir fonte natural de materiais para aterro e núcleos argilosos impermeáveis; Horizonte * Apresenta alta porosidade; B * Fração argila constituída por misturas de argilominerais do grupo da caulinita e óxidos/hidróxidos de ferro e de alumínio, podendo haver a predominância de argilominerais ou de componentes de ferro e de alumínio; * Geotecnicamente denominado solo residual jovem ou solo saprolítico, exceto quando originado por colúvios e capeamentos ou coberturas sedimentares diversas; Horizonte * Quando formado pela decomposição de rochas quartzofeldspáticas, forma ocorrência de C saibro; * Apresenta comportamento geotécnico variável em função das características mineralógicas/ estruturais das rochas de origem; Em * Textura dos horizontes B e C varia com a natureza mineralógica das rochas, fontes do Geral material de origem; * Lençol freático profundo, situado abaixo do horizonte B, em geral próximo ao contato do horizonte C com a rocha subjacente; * No conjunto, os latossolos apresentam baixa erodibilidade. Entretanto, quando submetidos à concentração d água proveniente da ocupação antrópica, podem desenvolver ravinas profundas e, quando interceptado o lençol freático, voçorocas. Uma vez compreendidas as características dos solos relacionadas à sua genética (evolução pedogenética, estudada pela Pedologia), particularmente as de caráter geotécnico de interesse direto do profissional de Engenharia Civil, e as suas limitações e aptidões de uso sendo conhecidas; entende-se que os resultados das descrições de campo e análises de laboratório podem ser extrapolados para solos semelhantes. Isto reduz a necessidade de efetuar descrições, testes e análises, redundando em grande economia de trabalho, de tempo e recursos (KLAMT, 1989). LIMA et al. (1996) ressaltam, porém que as informações de interesse geotécnico obtidas nos levantamentos de solos nas fases preliminares de projeto de Engenharia Civil devem ser consideradas como estimativa que necessitarão confirmação, via trabalhos de campo. Por esta razão, elas não devem ser aceitas como conclusivas para o desenvolvimento dos projetos geotécnicos. Afirma ter consciência que, em sua generalidade, oferece boas perspectivas de emprego na fase de anteprojeto das obras geotécnicas. 40

64 Tabela 3. 09: Características de interesse geotécnico dos horizontes dos solos com horizonte B textural (a partir de SALOMÃO e ANTUNES, 1998). Horizonte * Relativamente espesso, em geral essencialmente arenoso. A * Textura, em geral, argilosa; * Geotecnicamente denominado solo maduro; * Moderada a baixa permeabilidade, baixa compressibilidade, expansibilidade nula a Horizonte moderada, fácil a moderada escavabilidade, moderada a alta erodibilidade, moderada B resistência ao desmoronamento, dependendo da quantidade e disposição da fendas abertas por contração; * Apresentam alta suscetibilidade à erosão por ravinas e voçorocas, a partir de pequenas concentrações de águas pluviais e/ou servidas. * Variável em função da composição mineral e textural da rocha subjacente; * Solo residual jovem ou solo saprolítico; Horizonte * Apresenta comportamento geotécnico variável em função da composição mineralógicaestrutural das rochas de origem, apresentando, em geral, fácil escavação, alta C erodibilidade, baixa resistência a desmoronamentos em taludes artificiais, principalmente quando proveniente de rochas ricas em mica; Em * Presença comum de lençol suspenso temporário, situado no limite dos horizontes A e B Geral e lençol inferior abaixo do horizonte B, em geral próximo ao contato do horizonte C com a rocha subjacente; Aplicações da Pedologia na Engenharia MEDINA (1999) relata que desde o início do seu exercício profissional como Engenheiro Civil, a mais de cinqüenta anos, atuando como Geotécnico Rodoviário, sentia necessidade de recorrer ao estudo de textos de geologia e de representações gráficas dos terrenos feitos por geólogos, muito antes da consolidação da Geologia de Engenharia no país. Nas suas fontes de consulta, à época, já se encontravam algumas contribuições quanto à descrição do meio físico em artigos de geógrafos, geólogos, pedólogos, botânicos, etc. O autor descreve neste artigo premiado pela ABGE a importância do interesse pela compreensão do cenário físico na sua interação com as obras de Engenharia, em especial estradas e pavimentação: O Engenheiro Geotécnico Rodoviário lida com extensões lineares de dezenas de quilômetros, de modo que a descrição da geologia e da fisiografia de um corredor sinuoso pode abranger várias províncias geológicas. Faz também interessantes comentários sobre alguns antigos estudos geotécnicos realizados 41

65 envolvendo noções de geologia, geomorfologia, pedologia e utilização de interpretação de fotografias aéreas. Os estudos geotécnicos em rodovias ainda são executados, em sua grande maioria, com metodologias tradicionais importadas, que possuem visão pontual e obtém parâmetros a partir do material destruído de sua estrutura original. Essa prática contrapõe-se à característica de grande dimensão linear da quase totalidade das obras rodoviárias, além, é claro, da utilização de parâmetros de dimensionamento grosseiramente adaptados ao particular comportamento dos solos brasileiros (ABITANTE et al, 1998). No Brasil é cada vez mais crescente o número de profissionais de Engenharia e Geologia que tem defendido a utilização de dados pedológicos no auxílio ao encaminhamento de soluções dos problemas da área de Geotecnia e de Geologia de Engenharia (p. ex. CASTRO, 2000), assim como se tem verificado um aumento na disponibilização de dados, principalmente em forma de mapas, para uso da comunidade técnica em geral. Como exemplo deste novo panorama que se apresenta, mostra-se na figura 3. 03, o aspecto do mapa pedológico desenvolvido recentemente pela EMBRAPA (2001) para o município do Rio de Janeiro, na escala 1:50.000, e disponibilizado em forma digital. Registra-se o fato que estas informações foram usadas no estudo de diretrizes para o desenvolvimento de um catálogo de pavimentos para este município (RAMOS, 2003). N LEGENDA: Consulta Digital s/escala Figura Aspecto do mapa pedológico desenvolvido pela EMBRAPA (2001) para o município do Rio de Janeiro. 42

66 A pedra fundamental das interpretações das informações de solos em qualquer ramo de ciência, segundo KLAMT (1989), devem ser os estudos pedológicos, ou seja, os estudos de caracterização, gênese e classificação de solos. Este autor acredita que o domínio do conhecimento, advindo da Pedologia, e o exercício da prática de se identificar e levantar pedologicamente o perfil de solo pode contribuir para a melhoria do entendimento do material em estudo e das necessárias previsões de comportamento destes solos para utilização em obras de engenharia. A utilização das informações da Pedologia através dos mapas pedológicos se mostra muito útil, por exemplo, no estudo geotécnico preliminar de obras viárias. Podese avaliar preliminarmente a disponibilidade de materiais na região, necessários para construção civil, orientando o reconhecimento de campo, sendo esta avaliação factível em função de que classes pedológicas (Latossolos Roxos e Vermelhos-Escuros apresentando comportamento laterítico e Latossolos Vermelho-Amarelo e Podzólicos podendo ou não apresentar tal comportamento) estão relacionados com os grupos geotécnicos da Metodologia MCT de classificação de solos tropicais - principalmente com as classes de solos lateríticos, LG - argiloso, LA - areia argilosa e LA - areia pouco argilosa (GODOY e BERNUCCI, 2000). No Brasil diversos profissionais de Engenharia tem procurado pesquisar sobre os sistemas de classificação dos solos mais adequados à sua condição de formação em clima tropical, quente e úmido. Neste sentido, é reconhecida a grande contribuição de NOGAMI e VILLIBOR (1995) na concepção da Metodologia MCT, que caracteriza as propriedades e o comportamento mecânico dos solos tropicais, fornecendo dados que podem ser utilizados para a hierarquização e especificações dos materiais assim como para a elaboração de projeto final de engenharia. A identificação apropriada de uma ocorrência de solo através de um sistema de classificação adequado é fator preliminar para a escolha de uma jazida para aproveitamento como material de construção e pavimentação. Segundo BERNUCCI (1995) essa classificação deve ser simples, rápida e baseada em propriedades índices que possibilitem fácil entendimento de sua relação com as propriedades geotécnicas de interesse viário. Ressalta-se que em um primeiro momento parece ser conveniente a utilização de uma classificação expedita, que ajude a uma primeira escolha das jazidas com potencial para exploração. 43

67 Sistema de Classificação MCT Diversas são as peculiaridades dos solos formados em regiões tropicais de clima quente e úmido como no caso dos solos brasileiros. Particularmente para estes solos são identificadas dificuldades e deficiências nos sistemas de classificações tradicionais desenvolvidas para condições climáticas diferentes destas. Para os pavimentos construídos em clima tropical úmido, dois aspectos principais devem ser analisados e considerados no desenvolvimento do projeto: a natureza peculiar do ambiente em que as camadas do pavimento ficam sujeitas e materiais disponíveis para a construção. VILLIBOR e NOGAMI (2001) destacam algumas dificuldades que ocorrem nas regiões tropicais quando a escolha de solos ou de misturas solos-agregados é feita com base em critérios desenvolvidos para regiões de clima temperado e frio, a saber: - Relativa pobreza de materiais granulares naturais, que satisfaçam as especificações tradicionais; - Necessidade de onerosas correções granulométricas e dos índices plásticos, quando, não satisfazem integralmente as características índices, não sendo apropriadas para utilização como base; - Em muitos casos não há correlação nítida entre as características índices (granulometria por peneiramento, limite de liquidez, índice de plasticidade) e as características de suporte expressa em termos de CBR e em termos de módulo de resiliência. A partir da constatação de que muitos solos lateríticos, mesmo apresentando bom comportamento mecânico e hidráulico, não atendem aos critérios tradicionais de aceitação como material de construção de camadas de pavimentos, NOGAMI e VILLIBOR (1981) desenvolveram a Metodologia MCT para solos formados no ambiente tropical, quente e úmido. Registra-se que os critérios tradicionais atualmente adotados pelos organismos rodoviários brasileiros para o estudo de bases estabilizadas mecanicamente ou granulometricamente (solo-agregado) foram fundamentados em materiais e condições de clima temperado a frio. A Metodologia de Classificação MCT, baseada em propriedades mecânicas e hidráulicas obtidas em corpos de prova compactados em dimensões reduzidas foi desenvolvida especialmente para os solos tropicais e teve sua normalização 44

68 regulamentada em 1994 pelo Departamento Nacional de Estradas e Rodagem (DNER, 1994a). A Metodologia MCT utiliza corpos de prova Miniatura, Compactados mediante procedimento especial, e destinados especialmente para solos Tropicais Breve Histórico O primeiro ensaio desenvolvido da Metodologia MCT foi o Mini-CBR, em 1972, baseado no procedimento desenvolvido pela Universidade do Estado de Iowa (Iowa State University), dos Estados Unidos da América. Foi adaptado para correlacionar com os resultados obtidos com o CBR, realizado de acordo com o método adotado no Brasil, sendo o valor inicialmente designado de IBV - Índice de Capacidade de Iowa (Iowa Bearing Value). O procedimento para o Mini-CBR difere do CBR tradicional, pelas dimensões reduzidas (5cm de diâmetro e 5cm de altura) dos corpos de prova (CP) e pelos procedimentos de compactação que é feito com o uso de soquete de seção plena. Os corpos de prova assim moldados são ensaiados para a obtenção do Mini-CBR em outras condições, diferentes daquelas padronizadas (p. ex. com sobrecarga menores, penetração sem imersão prévia) e também para a obtenção de outras propriedades tais como contração, infiltrabilidade e permeabilidade. A adaptação do procedimento de compactação desenvolvido por PARSONS (1976), do Laboratório de Pesquisas em Transportes e Estradas (Transport and Road Research Laboratory, UK), e a introdução do ensaio de perda de massa por imersão em água permitiram o desenvolvimento de uma classificação geotécnica (NOGAMI e VILLIBOR, 1980, 1981) mais tarde denominada classificação MCT. Em 1985, os citados autores desenvolveram um procedimento com dimensões subminiatura com diâmetro de 26mm, e vários procedimentos para determinação da capacidade de suporte Mini-CBR no campo. Em recentes trabalhos nesta linha de pesquisa os autores da Metodologia MCT propuseram (NOGAMI e VILLIBOR, 2000a e b e VILLIBOR e NOGAMI, 2001) algumas importantes adequações na metodologia original, a partir do uso de uma série de golpes mais simples para a compactação dos corpos de prova, em contribuição à simplificação do procedimento de caracterização e classificação dos solos tropicais para uso em obras viárias em geral e de pavimentação em particular. 45

69 Metodologia Tradicional de Classificação MCT dos Solos Os principais ensaios que integram a Metodologia MCT estão agrupados na tabela 3. 10, com a respectiva descrição das aplicações dos resultados obtidos. Tabela Principais ensaios da Metodologia MCT com a respectiva descrição de suas aplicações. Compactação. Preparo de CPs. para ensaios diversos. Obtenção da umidade ótima e MEASmáx. para a energia escolhida. Obtenção de dados para classificação MCT Capacidade de Suporte. Dimensionamento de pavimentos. Escolha de solos (reforço subleito, bases, acostamentos) Contração. Escolha de solos (reforço subleito, bases, acostamentos, aterros, quando sujeitos a secagem) Infiltrabilidade. Idem acima Permeabilidade. Cálculos de escoamento em meios saturados Perda de Massa por. Obtenção de dados para classificação MCT Imersão em Água. Erodibilidade em presença de lâmina d água Penetração da. Escolha de material betuminoso adequado ao solo compactado Imprimação. Escolha de solos de bases Controle da. Desvio de teor de umidade para a energia adotada Compactação. MEASmáx. do solo efetivamente utilizado na compactação Para a obtenção de dados visando especificamente a classificação MCT de um solo utilizam-se dois dos ensaios da metodologia: o ensaio de Compactação e o ensaio de Perda de Massa por Imersão que apresentam as características descritas a seguir: i - Ensaio de Compactação Para a realização do ensaio de compactação, executado em equipamento miniatura, utiliza-se de: - Molde cilíndrico (diâmetro=50mm), limitando o uso de solos que possam integralmente na peneira de 2,0mm, ou com fração retida não significativa. - Soquete de seção plena com peso variável (tipo leve 2270g e pesado com 4500g) com queda livre em 30,5cm. - Base de pistão que permite a movimentação do molde durante a compactação, distribuindo melhor a energia aplicada pelo soquete. - Dispositivo manual que permite extração do corpo de prova. 46

70 As fotos a mostram equipamentos de compactação, utilizados na Metodologia MCT de classificação dos solos, de algumas instituições de ensino e pesquisa, que o autor desta tese visitou, sendo que o último foi montado pelo autor desta tese em sua instituição. Observa-se que o LaGetec Laboratório de Geotecnia da UFJF (foto 3. 05) foi montado a partir de projeto de pesquisa desenvolvido, com o apoio da Fundação de Apoio à Pesquisa no Estado de Minas FAPEMIG Foto USP Foto COPPE/UFRJ Foto IME Foto UFJF Fotos Compactador da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Fotos Compactador da COPPE/Universidade Federal do Rio de Janeiro. Fotos Compactador do Instituto Militar de Engenharia IME. Fotos Compactador da Universidade Federal de Juiz de Fora UFJF. 47

71 Tem-se como métodos distintos de compactação, os procedimentos: * Método Proctor (designado de Mini-Proctor) Procura-se fixar uma determinada energia de compactação e com esta energia (normal, intermediária ou modificada) compacta-se uma série de CPs com diferentes teores de umidade Na compactação o número de golpes do soquete é distribuído igualmente para cada lado do corpo de prova, objetivando distribuir melhor a energia de compactação aplicada. Após o primeiro golpe retira-se o calço que fixa o molde a fim de se obter melhor simetria do CP. Adota-se geralmente o número de golpes e o tipo de soquete: Energia Normal 5 golpes de soquete leve de cada lado Energia Intermediária 6 golpes de soquete pesado de cada lado Energia Modificada 12 golpes de soquete pesado de cada lado Trata-se, na verdade, de uma energia aproximada, uma vez que não se tem o volume fixo na determinação da massa específica seca máxima. * Método MCV (designado de Mini-MCV) Para cada umidade aplicam-se, sucessivamente, energias crescentes, até não se conseguir aumento sensível da densidade. Assim, obtém-se sempre uma família de curvas de compactação, após o término do ensaio. O procedimento do valor da condição de umidade (Moisture Condition Value) foi proposto por Parsons em 1976 (PARSONS, 1976) objetivando sobretudo o controle de compactação na Inglaterra, com cilindros de 100mm e soquete de 7kg. A adaptação para solos tropicais com o uso de CPs de 50mm foi proposta por Nogami e Villibor em 1980 (NOGAMI e VILLIBOR, 1980, 1981). Da amostra seca ao ar e passada na peneira de 2mm separam-se pelo menos 5 porções com diferentes umidades, compreendendo uma faixa um pouco mais ampla que normalmente adotada no ensaio de compactação tradicional. Toma-se uma porção com determinada umidade (H1) e pesam-se 200g, introduzindo-a no molde que deve ser devidamente posicionado no equipamento de compactação, sendo utilizado junto do 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 operações de medida de altura após o primeiro golpe, para n=2, 3, 4, 6, 8, 12, 16,..., n,...4n, sendo finalizada a compactação quando: - a diferença de altura entre leituras sucessivas for menor que 0,1mm 48

72 - 4n golpes atingir 256 golpes - houver nítida expulsão de água no CP Repetem-se as operações para os outros teores de umidade, H2, H3, H4,... Em relação a primeira condição para finalização da compactação, o DNER (1994a) diz que se deve interromper a compactação quando a diferença entre leituras a 4n - a n for menor que 2,0 mm. a) Curvas de Deformabilidade (Mini-MCV) - Coeficiente c Para cada teor de umidade traça-se a curva n x (a 4n - a n ) (número de golpes x diferença de altura) em escala monolog (log 10 ) para n. Estas curvas de deformabilidade são denominadas curvas Mini- MCV porque a partir delas 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=2mm, que foi adotada como referência para os CP da metodologia (proporcional ao volume do CP de diâmetro 10cm que se tem a reta a=5mm de Parsons), determinando assim o valor de golpes Bi correspondente. Define-se Mini MCV para cada teor de umidade pela expressão Mini MCV = 10 X Log 10 (Bi) (3. 01) Para facilitar a determinação do Mini-MCV correspondente a cada teor de umidade as folhas de ensaio poderão já apresentar uma escala com os valores 10 x Log 10 (Bi). O Coeficiente c é o coeficiente angular (sem sinal) da reta assimilável à curva Mini-MCV (com o uso da escala linear no eixo das abscissas). Assim, para cada curva (a 4n - a n ) x golpes, correspondente a uma umidade, tem-se um c. Geralmente tem-se c, para argilas e solos argilosos, pouco variável ao longo de uma larga faixa de teores de umidade. Já para os solos siltosos e arenosos tem-se c variável, obrigando, para fins classificatórios à fixação de uma curva Mini-MCV x (a 4n - a n ). Foi adotada a curva de deformabilidade correspondente a Mini-MCV igual a 10 a ser obtida diretamente ou por interpolação gráfica apropriada visto que raramente se obtém uma com Mini-MCV igual a 10. Segundo NOGAMI e VILLIBOR (1995) o coeficiente c relaciona-se aproximadamente com a granulometria conforme apresentado na tabela

73 Tabela Valores típicos de c para diferentes granulometrias de solos (NOGAMI e VILLIBOR, 1995). Tipo de Solo Coeficiente c Argilas e solos argilosos Acima de 1,5 - Elevado Solos de vários tipos granulométricos como areia argilosa, argila 1,5 c 1,0 siltosa, etc. Areias e siltes não plásticos ou pouco coesivos Abaixo de 1,0 - Baixo b) Curvas de Compactação - Coeficiente d Calculadas as massas específicas aparente secas (MEAS) traça-se a família de curvas de compactação. O coeficiente d é definido como a inclinação da parte retilínea do ramo seco da curva de compactação, correspondente a 12 golpes no ensaio Mini-MCV e o teor de umidade de compactação correspondente expresso em %. Valores típicos de d estão apresentados na tabela Segundo NOGAMI e VILLIBOR (1995) desconhece-se para solos tropicais uma correlação simples entre d e as propriedades índices tradicionais. Para solos não tropicais contudo há indícios que existe uma razoável correlação entre d, MEASmáx. e h otm. Tabela Valores típicos de d para diferentes granulometrias de solos (Nogami e Villibor, 1995). Tipo de Solo Coeficiente d Argilas lateríticas geralmente d >20 Argilas não lateríticas não atingem o valor anterior, frequentemente possuem valores d <10 Areias puras d baixo Areias finas argilosas d muito levado (pode ultrapassar a 100) Siltosos, Micáceos e/ou Caoliníticos d muito pequeno freqüentemente d <5 Esses dados sugerem a importância do coeficiente d para a classificação dos solos tropicais. Observam-se formas típicas para as curvas de compactação. Para as areias argilosas bem graduadas as curvas de compactação têm picos bem acentuados e ramo seco retilíneo, sendo mais acentuada a inclinação quando a argila é laterítica. Para as argilas não lateríticas são similares, porém com inclinação menos acentuada. Já os siltes saprolíticos micáceos e/ou caoliníticos e areias pouco ou não coesivos os picos são pouco acentuados, com algum encurvamento que dificulta a definição de d. Registra-se o trabalho de IGNATIUS (1991) que comparou curvas de compactação de solos não tropicais e tropicais de comportamento laterítico e não 50

74 laterítico no sentido de propor um índice de laterização para também diferenciar solos de comportamento não laterítico de laterítico. Tal proposição se baseou na análise das diferenças entre as inclinações dos ramos secos das curvas de compactação em um espaço normalizado s / máx versus h/h ót, obtendo para os solos estudados 90% de concordância com o sistema de classificação MCT, segundo o autor com esforço operacional muito menor. ii - Ensaio de Perda de Massa por Imersão em Água O ensaio de perda de massa por imersão foi desenvolvido com o objetivo específico de distinguir o comportamento laterítico do não laterítico quando os mesmos possuem características similares no que se relaciona a:. inclinação do ramo seco da curva de compactação Mini-MCV, correspondente a 12 golpes, soquete leve (coeficiente d ). inclinação da curva Mini-MCV (ou de deformabilidade), correspondente a condições padronizadas Para a determinação do valor da perda de massa por imersão são utilizados os corpos de prova compactados segundo o procedimento Mini-MCV, permitindo prever uma série de comportamentos, se o ensaio for considerado simultaneamente com outros dados fornecidos pela Metodologia MCT. Os CPs são parcialmente extraídos dos moldes de compactação, de maneira que fiquem com saliência de 10mm, e imersos em uma cuba preenchida com água, anotando o comportamento nas primeiras horas. Após cerca de 20 horas esgota-se a água e secam-se as cápsulas que contêm a parte desagregada para pesagem. Obtém-se o Pi expresso pela massa seca em percentagem da massa seca da parte do corpo de prova inicialmente saliente, para cada teor de umidade. No caso de desprendimento do solo em bloco coeso, o Pi a ser adotado é o valor multiplicado por 0,5 (fator de redução). O valor de Pi a ser usado para fins classificatórios é obtido por interpolação gráfica, traçando-se a curva de variação das percentagens acima obtidas, Pi x Mini MCV, procurando-se o valor correspondente a Mini-MCV 10 ou 15, conforme se trate de solo de baixa ou elevada massa específica aparente, conceito fixado de acordo com o seguinte: Considera-se baixa MEAS quando a altura final do corpo de prova para Mini- MCV igual a 10 for igual ou maior que 48mm e elevada MEAS quando não se 51

75 obtiver a condição anterior. No caso em que os valores obtidos diretamente dos ensaios de compactação não possibilitam determinar se o solo é de baixa ou elevada massa específica aparente, há a necessidade de se obter a altura por interpolação apropriada. iii - Classificação Geotécnica MCT A classificação geotécnica MCT baseia-se na determinação de algumas propriedades mêcanicas e hidráulicas em CPs de 50 mm de diâmetro. Nessas condições, é apropriada apenas para solos de granulação fina, que passam integralmente na peneira de 2,0mm ou que têm uma percentagem desprezível retida nesta peneira, ou que a sua influência nas propriedades do solo, possa ser avaliada para que os resultados obtidos sejam devidamente corrigidos (NOGAMI e VILLIBOR, 1995). Os ensaios e dados a serem obtidos, em resumo, são: a) Ensaio de Compactação - Procedimento Mini-MCV. coeficiente c. curva Mini-MCV x Teor de Umidade (h). coeficiente d b) Ensaio de Perda de massa por imersão. Perda de massa Pi, correspondente a Mini-MCV 10 (MEAS baixa) ou Mini- MCV 15 (MEAS alta). Curva Pi x Mini MCV, que pode ser necessária como critério auxiliar de decisão c) Cálculo do índice e pelo emprego da expressão 3. 02: e' Pi d' 3 (3. 02) A determinação do grupo classificatório se dá a partir de gráfico em que se tem no eixo das abscissas, o coeficiente c e no eixo das ordenadas, o coeficiente e. O grupo é obtido diretamente no gráfico da figura 3. 13, exceto quando:. Ponto cai sobre uma das proximidades dos limites L/N (comportamento laterítico não laterítico), prevalecendo o seguinte critério: - Será considerado L quando o Pi decrescer tendendo a zero, no intervalo Mini- MCV de 10 a 20 e a curva Mini-MCV = f(h) apresentam concavidade 52

76 para cima no intervalo Mini-MCV de 1 a Será N quando o Pi variar de maneira diferente e a referida curva apresentarse sensivelmente retilínea ou com concavidade para baixo. - Será considerado transicional, representado por símbolos dos grupos adjacentes quando as condições não corresponderem às acima especificadas.. Ponto cai longe dos limites porém não satisfaz as condições descritas para a identificação do comportamento L ou N. A interpretação dos grupos da classificação pode ficar prejudicada. Figura Gráfico de classificação MCT (NOGAMI e VILLIBOR, 1995). BARROSO e FABBRI (1996a) avaliaram a eficiência dos índices classificatórios e da qualidade da previsão de propriedades do método MCT, a partir da composição de quinze solos artificiais, obtidos da mistura de uma mesma fração grossa com três tipos de frações finas, originárias de solos com formação pedogenética diferente. Em relação aos índices c e e da classificação MCT, concluíram que, para as condições particulares das amostras compostas artificialmente, não se mostraram eficientes em expressarem as características de argilosidade e grau de laterização. Quanto à qualidade dos resultados obtidos para as propriedades, observaram algumas discordâncias entre o comportamento previsto e aquele obtido em laboratório. BARROSO e FABBRI (1996a) dizem que essas discordâncias ocorridas podem ser consideradas como normais, uma vez que os resultados de ensaios laboratoriais, consistem em leitura e cálculo de parâmetros, elementos cuja qualidade pode ser sempre afetada por imprecisões que caracterizam todo trabalho experimental. Registra-se o estudo do comportamento geotécnico dos solos superficiais da 53

77 Amazônia realizado por VERTAMATTI (1988) que utilizando-se das bases classificatórias MCT e resiliente propôs a estruturação de novos grupos classificatórios, constituindo na classificação MCT-M (versão modificada). A estruturação de novos grupos classificatórios contemplou notadamente os solos transicionais, como um novo padrão preponderante de comportamento tecnológico, e à inferência de natureza quartzítica predominantes (VERTAMATTI, 1988). O gráfico de classificação MCT passou por uma adequação que constituiu na introdução do grupo genético dos Solos Transicionais e dos grupos intermediários LA G (entre solos arenosos e argilosos) e NS G (entre siltosos e argilosos). O grupo NA, por sua pequena área de cobertura, foi incorporado ao grupo TA, constituindo no total 11 grupos MCT-M (figura 3. 14), lembrando-se que a Metodologia MCT original tem 7 (figura 3. 13). REZENDE e VERTAMATTI (2004) apresentaram proposição de um novo equipamento para extensão da Metodologia MCT a solos lateríticos concrecionados, visando à compactação de amostras de solo até o diâmetro de 1 polegada. O equipamento idealizado e operacionalizado foi denominado de MCV-ITA, no qual foi desenvolvido um programa de ensaios inicial, utilizando-se solos típicos da região tropical (4 amostras), com o objetivo de desenvolver os procedimentos de ensaio e estabelecer as correlações entre o equipamento Mini-MCV e o novo equipamento. Neste trabalho relatam que o equipamento mostrou-se versátil e fácil de operar, e que a metodologia foi satisfatória como primeira aproximação, para permitir a classificação dos solos concrecionados com base na Metodologia MCT-M. Figura Gráfico de classificação MCT-M (VERTAMATTI, 1988). 54

78 Proposta de Simplificação da Classificação MCT dos Solos Observa-se um certo consenso no meio técnico rodoviário de que a Metodologia MCT não se apresenta muito acessível à compreensão dos laboratoristas. NOGAMI e VILLIBOR (2000a) ressaltam que apesar dos esforços feitos por eles na divulgação desta metodologia, esta é ignorada em muitas de nossas Escolas de Engenharia. Uma das principais dificuldades para compreensão e aceitação da metodologia de classificação geotécnica MCT reside no significado do coeficiente c adotado nessa classificação e na grande quantidade de dados necessários para a determinação de um grupo da mesma. Por isto os próprios propositores da classificação, Nogami e Villibor verificaram que o uso de uma outra série, para a compactação dos corpos de prova, diferente da proposta por PARSONS (1976), e usada até o momento na classificação MCT, a saber, 1, 2, 3, 4, 6, 8, 12,..., n,..., 4n, permitiria também obter o coeficiente c (coeficiente angular da curva de deformabilidade) e os demais coeficientes d (inclinação do ramo seco de curvas de compactação) e Pi (perda de massa por imersão) necessários para classificar geotecnicamente os solos tropicais, de forma simplificada. Assim propuseram algumas adequações na metodologia, basicamente relacionadas a uma nova conceituação do coeficiente c a partir de uma série mais simples de golpes chamada de Método Simplificado MCT-S e a uma nova maneira de calcular as deformações dos corpos de prova (NOGAMI e VILLIBOR, 2000a e b). Esta simplificação será apresentada em 3 itens (i, ii e iii) a seguir. i - Ensaio de Compactação Observa-se que com a sucessão de golpes na compactação atinge-se uma massa específica aparente máxima correspondente a um patamar para um determinado solo, dependente sobretudo do seu teor de umidade. A obtenção da constância deste patamar, contudo, é relativa, sendo considerado, para efeito prático no procedimento em vigor, a diferença de leituras entre golpes de 0,1mm. NOGAMI e VILLIBOR (2000b) apresentaram proposta de se utilizar na compactação uma série de golpes, com soquete tipo leve, do tipo crescente (como por exemplo, n= 3, 6, 10, 30, 40, 60, 80, 100, ) ou, para os CPs para os quais não são necessários traçar as curvas de deformabilidade e posteriormente submete-los ao ensaio de perda de massa, do tipo constante (n= 10 e 20 golpes), estes compactados somente 55

79 com o objetivo de definir os pontos da curva de compactação. O referido patamar é caracterizado pela altura do corpo de prova no estado de máxima densidade (altura praticamente constante) a partir do cálculo dos deslocamentos An dos corpos de provas, usando a expressão 3. 03: An = Lf - Ln (3. 03) Sendo: Ln leitura correspondente a n golpes da série crescente. Lf leitura da posição da haste do soquete quando o CP atingiu o patamar de máxima massa específica aparente (altura constante). NOGAMI e VILLIBOR (2000b) recomendam traçar a curva de deformabilidade somente quando se obtém o patamar e que todos ou somente parte dos corpos de prova, obtidos segundo esta seqüência de compactação, sejam aproveitados para a determinação do Pi, segundo um critério proposto e descrito adiante. Obtido o novo patamar de constância de deslocamento obtém-se as curvas de deformabilidade e o Mini-MCV de forma similar ao procedimento em vigor e conseqüentemente o c` igual ou pouco diferente daquele. Observa-se que a curva de deformabilidade para a situação proposta apresenta apenas duas partes, uma correspondente a plataforma final de deformabilidade e uma inclinada, bem retilínea que caracteriza o coeficiente c`. Ressalta-se que a curva de deformabilidade é referida ao patamar considerado com deformação zero ou tolerância de 0,05mm/golpe, conforme indicado pelas pesquisas em andamento (NOGAMI e VILLIBOR, 2000b), valor maior que os 0,01mm/golpe anteriormente proposto e de difícil obtenção particularmente para as areias e em alguns siltes. De forma igual ao procedimento tradicional, para se obter o parâmetro c faz-se necessário a determinação de pelo menos um corpo de prova com teor de umidade imediatamente abaixo e um acima daquele que resulta em Mini-MCV igual a 10. No caso em que os valores obtidos nos ensaios de compactação não coincidem com a condição de Mini-MCV fixada, utiliza-se interpolação apropriada, conforme o procedimento tradicional. Quanto ao traçado da reta assimilável à curva Mini-MCV, inicialmente NOGAMI e VILLIBOR (2001) propuzeram o traçado de uma reta que representasse uma regressão dos pontos da curva Mini-MCV mais próxima de 10, conforme a figura

80 Figura Proposição para determinação de c a partir do traçado de uma reta correspondente a uma regressão dos pontos da curva Mini-MCV (NOGAMI e VILLIBOR, 2001). Posteriormente a esta proposição NOGAMI (2003) estudou uma série de ensaios realizados no laboratório da USP, traçando junto às curvas de deformabilidade já traçadas, aquelas que considerou uma nova seqüência de golpes, tal como propõe no procedimento simplificado. A partir deste estudo sugeriu a obtenção do c` a partir do traçado direto de segmento de reta no intervalo 5 Lf Ln 1mm, obtendo-se, assim, o coeficiente angular correspondente a c, conforme ilustrado na figura 3. 16, que apresenta as curvas de deformabilidade para 3 CPs, apenas. Ln - Lf Determinação do Coeficiente de Deformabilidade c' Intervalo de Diferença de Leituras 5-1 mm Curva Mini-MCV Número de Golpes c' 5-1 mm Mini-MCV Figura Exemplo da proposição de NOGAMI (2003) para determinação de c, a partir do traçado de uma reta correspondente a diferença de leituras 5 e 1 mm. 57

81 ii - Ensaio de Perda de Massa por Imersão em Água Quanto à compactação dos CPs visando o ensaio de perda de massa por imersão, NOGAMI e VILLIBOR (2000b) descrevem que quando a altura final do corpo de prova compactado indicar uma densidade baixa (altura final maior que 48mm) não há necessidade de compactá-lo segundo a série contínua completa, além da umidade que resultou em Mini-MCV nas proximidades de 10. Já se tem, neste caso, os CPs necessários à determinação de Pi. Para os outros pontos de umidade deve-se utilizar apenas a série descontínua de 10 e 20 golpes, visando à determinação de d` e eventualmente a máx (Massa Específica Aparente Seca Máxima MEASmáx) e hót. No caso de densidade alta indicam os autores citados a necessidade de se continuar usando a série contínua de golpes, para que possa obter corpos de prova para a determinação de Pi, nas proximidades do Mini-MCV igual a 15 (de preferência igual ou pouco abaixo da mesma). Analogamente ao descrito para a condição de baixa densidade, os outros pontos com menores teores de umidade podem ser compactados com apenas 10 e 20 golpes, não sendo necessário a determinação das Pi. Há de se observar que os menores teores que não serão compactados com a séria completa referem-se aqueles que não interferem na determinação do parâmetro c. Em resumo, para verificar a variação Pi x teor de umidade da amostra faz-se necessário a determinação de pelo menos um corpo de prova com teor de umidade imediatamente abaixo daquela que resulta em Mini-MCV 10 ou 15. Os solos de comportamento laterítico geralmente acusam um decréscimo de Pi com o aumento do teor de umidade enquanto que nos de comportamento não lateríticos ocorre um acréscimo. Nos casos de solos de transição faz-se necessário pelo menos três corpos de prova compactados segundo a série crescente para que se permita caracterizar a concavidade das curvas umidade versus Mini-MCV. Tem-se o comportamento laterítico caracterizado pela curva côncava e o não laterítico por uma linha reta ou convexa (NOGAMI e VILLIBOR, 1995). iii - Classificação Geotécnica MCT-S Para a classificação geotécnica MCT-S obtém-se o índice e pelo emprego da expressão A determinação do grupo classificatório se dá a partir do mesmo gráfico mostrado na figura 3. 13, tendo no eixo das abscissas, o coeficiente c e no eixo das ordenadas, o coeficiente e, Uma primeira discussão referente a nova proposição, diz respeito à nova 58

82 densidade obtida para uma quantidade de golpes menor, que a originalmente utilizada, que é reconhecida como extremamente exagerada para os níveis de energia que se tem na prática da Engenharia. BERNUCCI (2000) ressalta que a compactação dos corpos de prova não precisa ser excessiva, o que vem a prejudicar a análise dos resultados, principalmente em relação à determinação da perda de massa de alguns solos, comentando ser o Prof. Nogami partidário que se deva compactar próximo da energia que realmente se utiliza no campo. Observa-se também que a definição da curva de deformabilidade tem mudança de curvatura bem antes da compactação ser exagerada, correspondente à cerca de 10 golpes. Assim a definição de c` pode ser calculada pela inclinação entre aproximadamente 4 e 10 golpes, sendo o início da curva desconsiderado. A condição de 10 golpes se aproxima da energia normal. Esta energia pode também ser usada para a obtenção de d` não implicando em muita diferença no que se tem obtido com 12 golpes Outras Considerações sobre Classificação de Solos Tropicais A avaliação preliminar das propriedades dos materiais a serem utilizados nas obras de terra em geral, e particularmente nas de pavimentação, é feita através do uso de um método de classificação de solos. Além do sistema de classificação baseada na pedologia, ainda pouco utilizado na área de Engenharia Civil, existem os sistemas de classificação dos solos utilizados na área de geotecnia, TRB (Transportation Research Board) mais conhecida como HRB (Highway Research Board) e USCS (Unified Soil Classification System), referido com sistema unificado de classificação de solos (SUCS), ditos tradicionais, e o sistema MCT de classificação dos solos, desenvolvido no Brasil, em data mais recente, e aplicável a solos finos. Assim como a MCT que é uma sistemática de classificação mais adequada a solos tropicais, diversos outros estudos vem sendo desenvolvido no sentido de buscar testar, melhorar e simplificar os métodos existentes de classificação de solos, otimizando a obtenção dos parâmetros classificatórios. Diversos autores (por exemplo GODOY 1997) vêm estudando outros procedimentos para tornar a tarefa de classificar os solos de formação tropical mais simples, fazendo uso de menos quantidade de amostra, aparelhagem simplificada e mão de obra menos qualificada, objetivando sua utilização para fins gerais e preliminares. Dentre estes métodos alternativos faz-se referência ao método de identificação 59

83 expedita das pastilhas que está apresentado, por exemplo, em NOGAMI e VILLIBOR (1994) e GODOY et al (1997). Este método é baseado em análises de pastilhas de pequenas dimensões, moldadas originalmente em anéis de 20mm de diâmetro e 5mm de altura, utilizando-se a fração de solo que passa na peneira de 0,42mm de abertura. O método foi desenvolvido em 4 aproximações em 1985, 1990, 1991 e 1994, sendo esta última caracterizada, segundo NOGAMI e VILLIBOR (1994), pela simplicidade e baixo custo, tanto no que se refere à aparelhagem, material e mão de obra, quando comparada com aquela necessária para caracterização e classificação geotécnica tradicional. A determinação do grupo MCT obtém-se determinando o coeficiente c a partir de valores de contração da pastilha e e a partir da resistência à penetração de um penetrômetro padrão (mm). Obtem-se os grupos MCT por correlação com diferentes intervalos destas duas características. A contração diametral relaciona-se com as trincas e a compressibilidade dos solos compactados e a penetração está relacionada com a resistência do solo em presença de água, em particular a coesão. Estas características refletem o comportamento de um solo em pavimentação (GODOY et al. 1998). Modificações ao método da pastilha de 1994 foram apresentadas por GODOY, (1997 e 2000), ampliando o espectro de características geotécnicas a serem observadas. CASTRO (2002) e DUQUE NETO (2004a) utilizaram este procedimento expedito para a caracterização e classificação de solos de Minas Gerais e Rio de Janeiro. DUQUE NETO (2004a) estudou solos visando a aplicação de tratamento contra pó, a base de emulsões, em vias de baixo tráfego, tendo concluído que o ensaio de pastilha pela metodologia de GODOY (2000) mostrou-se consistente com o da classificação MCT e também prático e rápido, podendo ser realizado em laboratório móvel e em campanha inicial de ensaios para a escolha de materiais para base de TAP tratamento anti pó. Outro método apresentado na literatura refere-se ao uso de ensaio de absorção de Azul de Metileno como índice classificatório de solos tropicais (p. ex. FABBRI, 1994). Segundo CHAVES (2000), trata-se de uma técnica ainda pouco utilizado no meio rodoviário do Brasil, ma já bastante difundida no exterior principalmente na França, sendo padronizada pelo Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (LCPC, 1979), onde foram desenvolvidos inúmeros trabalhos utilizando esta metodologia. O ensaio de azul de metileno foi divulgado no meio técnico brasileiro de pavimentação pela primeira vez por CASANOVA (1986) indicando que este ensaio relativamente 60

84 simples poderia ser utilizado nas determinações da CTC capacidade de troca catiônica e SE superfície especifica total mesmo para as amostras com elevados teores de sesquióxidos, como é o caso dos solos tropicais. FABBRI e SÓRIA (1991) utilizaram o ensaio de mancha de azul de metileno para avaliar a variação do consumo do corante em função da classe dos solos determinadas pela classificação MCT. Os resultados permitiram relacionar coeficiente de atividade da fração argila e comportamento previsto pelo sistema de classificação MCT, indicando a possibilidade da utilização do ensaio de azul de metileno para previsão das propriedades dos solos. Diversas pesquisas (p. ex. FABBRI, 1994, BARROSO e FABBRI, 2003 e CHAVES, 2000) indicam a viabilidade de se utilizar o ensaio de absorção do corante orgânico azul de metileno pela fração fina (passada na 0,074mm) do solo. O ensaio utilizado como índice classificatório de solos é baseado na superfície específica (SE) dos argilominerais presentes. O corante é adsorvido pelo solo quando em meio aquoso, formando uma camada mono-molecular quase que completa sobre sua superfície. Sabendo-se a quantidade de azul de Metileno adsorvido, é possível avaliar a SE, e a CTC, da porção ativa do solo. FABBRI (1994) definiu um coeficiente de atividade (CA), que corresponde à razão entre a quantidade de azul (Va) consumido por 1g de solo seco e percentagem que o solo contém de fração < 0,005mm. Segundo o CA foram definidos três graus de atividade para os grupos de argilominerais: muito ativo e ativo (tendência de comportamento não laterítico) e pouco ativo (tendência de comportamento laterítico). BARROSO e FABBRI (2003), mostram a possibilidade de utilização do ensaio de adsorção de azul de metileno para prever o potencial de uso dos solos da região metropolitana de fortaleza para aplicação na pavimentação, concluindo que: O ensaio de adsorção de azul de metileno é considerado atualmente uma técnica experimental de execução simples e rápida. Acredita-se que a atividade da fração argila do solo, inferida por este ensaio, exerça uma influência importante nas propriedades mecânicas do solo e, associada às características granulométricas da fração grossa, pode resultar em um método completo de classificação de solos. CHAVES (2000) utilizou a metodologia do azul de metileno para solos da Formação Barreiras da Região Metropolitana de Fortaleza e também a MCT concluindo que estes ensaios mostraram-se potencialmente adequados à previsão do trincamento por secagem, por detectarem maior ou menor atividade. Destacam que os solos 61

85 classificados como ativos apresentam, no campo, problemas, de trincamento por contração, enquanto nos pouco ativos não houve registro sobre este tipo de problema. RAMOS (2003) cita que no método do catálogo de pavimentos da França a classificação dos solos é feita utilizando-se do ensaio de azul de metileno associado com a granulometria e o índice de plasticidade para classificação dos solos Comportamento Resiliente dos Solos Tropicais Considerações Iniciais A Mecânica dos Pavimentos oferece aos profissionais de Engenharia o instrumental analítico para o dimensionamento de pavimento que contempla aspectos importantes do desempenho deste pavimento. Os pavimentos podem apresentar dois tipos principais de problemas durante sua vida útil: ruptura estrutural pelo sistema de camadas não suportar o nível de carregamento imposto e perda de serventia, decorrentes da natureza repetitiva da aplicação das cargas e da atuação das intempéries. A perda de serventia em um pavimento poderá ser atenuada quando se considera no dimensionamento o comportamento tensão-deformação dos materiais que compõem a sua estrutura, segundo as condições de carregamento dinâmico ação de cargas repetidas, que geram as deformações recuperáveis, também chamadas deformações resilientes. O comportamento tensão-deformação dos materiais sob carga repetida é apresentado através do Módulo de Resiliência (M R ) e do Coeficiente de Poisson ( ). Segundo MEDINA (1997), deve-se a Francis Hveem o primeiro estudo sistemático para determinar a deformabilidade dos pavimentos, através de uma campanha de medidas em 1951, que estabeleceu as deflexões máximas admissíveis para que os pavimentos tivessem uma vida de fadiga satisfatória. Hveem relacionava o trincamento progressivo que ocorria nos revestimentos asfálticos com as deformações resilientes das camadas subjacentes, principalmente o subleito. Ele preferiu usar o termo resiliente, ao invés de elástico para as deformações reversíveis, argumentando que, estas são nos pavimentos muito maiores que nos sólidos elásticos como o concreto, aço, etc. A deformação resiliente é definida na Mecânica dos Pavimentos como sendo a deformação elástica ou recuperável dos solos e das estruturas dos pavimentos sob a ação de cargas repetidas. Reflexo de tais deformações repetidas podem ser vistas nos revestimentos asfálticos que apresentam trincamento progressivo e às vezes prematuro. 62

86 Comportamento Resiliente de Solos Finos Lateríticos em Laboratório O módulo de resiliência M R é definido (expressão 3. 04) como a relação entre a tensão desvio d (diferença entre a tensão 1 e 3 ), aplicada no ensaio triaxial dinâmico, pela deformação resiliente ou recuperável, axial vertical, r. M R r 1 3 (3. 04) A obtenção deste parâmetro se faz a partir da realização de ensaios triaxiais de carga repetida que procuram reproduzir em laboratório as condições de carregamento das cargas de tráfego na estrutura do pavimento. Tal relação para a maioria dos materiais de pavimentação é do tipo não linear, diferente de outros sólidos elásticos, havendo grande dependência das tensões aplicadas. São utilizados modelos matemáticos (Figura 3.17) para se expressar os valores de M R em função das tensões aplicadas nos materiais, particularmente em relação à tensão desvio ( d ) e a tensão de confinamento ( 3 ). Os resultados dos ensaios triaxiais dinâmicos em geral indicam que o módulo de resiliência dos solos arenoso depende principalmente da tensão de confinamento ( 3 ) e no caso do solo argiloso depende da tensão desvio ( d ). Para os solos argilosos, de interesse deste trabalho, o modelo conhecido como bilinear (modelo argiloso, conforme Figura 3. 17) indica que abaixo de um determinado nível de tensão de desvio (k1) os valores de M R aumentam a uma razão bem superior do que verificado para d acima que k1. Este modelo foi por muito tempo bastante utilizado, fazendo parte da Norma ME 131 (DNER, 1994b). A partir das dificuldades experimentais de se determinar o ponto em que as retas se interceptam e conseqüentemente as constantes do modelo bilinear, SVENSON (1980) propôs utilizar para os solos argilosos o modelo log-log semelhante ao que já se empregava para solos arenosos, simplesmente mudando 3 por d, o que tem sido utilizado até os dias de hoje. O estudo de SVENSON (1980) teve como principais objetivos a avaliação do comportamento resiliente de solos tropicais argilosos compactados e das influências de fatores tais como: métodos de compactação, umidade de compactação e a influência do tempo de cura (ou seja, o tempo entre a moldagem do CP e a realização do ensaio) no modulo de resiliência destes materiais. 63

87 Figura Modelos de comportamento resiliente de solos observados no Brasil (MEDINA, 1997). O modelo proposto por ARANOVICH (1985) é conhecido como combinado ou misto (Figura 3. 17) e foi proposto com base nos resultados dos ensaios triaxiais de um grande número de solos lateríticos provenientes das camadas dos pavimentos de rodovias vicinais, localizadas nos Estados de Goiás, Paraná, São Paulo e Mato Grosso do Sul, quando de uma pesquisa financiada pelo BNDES (BNDES, 1985). Tal modelo considera a influência conjunta das tensões desvio e confinante na obtenção do valor de M R, sendo expressas por duas equações e cinco constantes. Outro modelo, conhecido como k- considera o primeiro invariante de tensões ( ) no cálculo de M R, levando em consideração todas as tensões principais aplicadas no CP. O M R pode também não variar com o estado de tensões (modelo constante conforme Figura 3. 17) resultando em um modelo elástico-linear. Este comportamento é observado em materiais distintos utilizados em pavimentação. Um modelo proposto por MACEDO (1996), denominado de composto (equação 3. 05), é capaz de eliminar a dificuldade de definição prévia do comportamento resiliente dos solos em função de sua granulometria já que leva em consideração a influência ao mesmo tempo das tensões confinantes e de desvio, para todos os tipos de material. M R = k1 3 k2 d k3 (3. 05) 64

88 A consideração conjunta de 3 e d é importante na determinação do M R, e os coeficientes de correlação R 2 obtidos para este modelo atingem valores acima de 0,90, bastante superiores àqueles auferidos para os demais modelos considerados (FERREIRA, 2002). A partir da análise de um banco de dados de mais de 500 ensaios, conclui Ferreira que é incontestável a supremacia do modelo composto sobre os demais. Este modelo, além da óbvia vantagem de poder ser utilizado para qualquer tipo de material não tratado quimicamente, demonstrou ser capaz de determinar o valor do módulo de resiliência com precisão muito superior aos outros, tornando-os totalmente obsoletos. Determinados os valores para os módulos de resiliência e obtidas as modelagens, para sua expressão, surgiram alguns sistemas que procuraram classificar os solos, de forma que se possa prever algumas características típicas do comportamento mecânico de cada classe. Alguns destes sistemas de classificação dos solos quanto à resiliência apresentam inconsistências quando comparados com muitos solos testados. MOTTA (1991) descreve que tentativas de classificação segundo a resiliência foram apresentadas por MEDINA e PREUSSLER (1980), PREUSSLER e PINTO (1982) e MEDINA (1988 e 1989). A classificação resiliente dos solos, segundo o Manual de Pavimentação do DNER (1996), fundamenta-se no conhecimento do módulo de resiliência dos materiais, M R, expresso por modelos de comportamento elástico não linear. Tem-se nesta classificação algumas características implícitas tal como: os solos granulares são aqueles que apresentam menos que 35% em peso de material passando na peneira nº 200 (0,075 mm). Na figura 3. 18, são apresentadas as classes de solos A, B e C, retratas pelo modelo M R = k 1. k2 3. O solo do grupo A apresenta grau de resiliência elevado, não sendo aconselhado seu uso em estrutura de pavimentos. O solo do grupo B apresenta resiliência moderada, podendo ser empregado em qualquer camada do pavimento, dependendo de k 2 se k 2 0,50 terá bom comportamento, caso contrário, ou seja k 2 > 0,50, depende da espessura e da qualidade do subleito. O Solo do grupo C de baixo grau de resiliência pode ser utilizado em qualquer camada do pavimento, resultando em estruturas com baixas deflexões. 65

89 MÓDULO RESILIENTE, M (kgf/cm ) R GRUPO C GRUPO B 500 GRUPO A 200 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2 TENSÃO CONFINANTE, 3 (kgf/cm ) Figura Classificação resiliente de solos granulares (DNER, 1996). Os solos finos são representados por solos que apresentam mais que 35% em peso de material passando na peneira n.º 200 ( 0,075 mm). A figura apresenta o comportamento dos solos finos do tipo I, II e III, e retrata os modelos dos mesmos, definidos pelas equações e 3. 07, para solos argilosos: M R = k 2 + k 3 k 1 ( 1-3 ) k 1 > ( 1-3 ) (3. 06) M R = k 2 + k 4 ( 1-3 ) k 1 k 1 < ( 1-3 ) (3. 07) onde: M R = módulo de resiliência; ( 1-3 ) = tensão-desvio, d, aplicado repetidamente; k 1, k 2, k 3, k 4 = constantes ou parâmetros de resiliência determinados experimentalmente, em ensaios triaxiais de carregamento repetido. O solo do tipo I possui bom comportamento quanto à resiliência, podendo ser utilizado como subleito e reforço, podendo ser utilizado em alguns casos como subbase. O solo do tipo II possui comportamento regular quanto à resiliência, podendo ser utilizado como subleito e reforço. O solo do tipo III possui comportamento ruim quanto à resiliência, sendo vedado seu emprego em camadas do pavimentos. Ressalta-se aqui que um sistema de classificação procura separar os materiais em grupos, e a partir daí, relacionar algumas características e/ou propriedades que podem conduzir a priori, em restrições quanto aos materiais, o que não é adequado quanto se está trabalhando com métodos mecanísticos de dimensionamento, em que os materiais 66

90 são avaliados uns em relação ao comportamento dos outros, num sistema de camadas do pavimento. Há de se ter o devido cuidado na utilização destes sistemas de classificação, dentro dos conceitos da mecânica dos pavimentos M ( kgf/cm ) R Tipo I SOLO K 1 CONSTANTES K 2 K 3 K 4 TIPO I 0, TIPO II 0, TIPO III M = 530 kgf/cm R K K 2 Tipo II 1 K 4 0 Tipo III K 2 1 d ( kgf/cm ) 0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 Figura Classificação resiliente de solos argilosos (DNER, 1996) Ensaio Triaxial Dinâmico Os procedimentos para a realização do ensaio triaxial dinâmico na determinação do módulo de resiliência em amostras de solos são descrito pelo método ME131/94 (DNER, 1994b). O equipamento utilizado para a realização do ensaio triaxial é ilustrado na figura (MEDINA, 1997). No Brasil PREUSSLER (1978) e SVENSON (1980) realizaram os primeiros ensaios triaxiais dinâmicos para amostras de solos arenosos e argilosos respectivamente. Os ensaios triaxiais dinâmicos que buscam reproduzir em laboratório as condições de carregamento impostas aos materiais pelas cargas de tráfego tem basicamente duas fases. A primeira chamada de condicionamento objetiva reduzir a influência das grandes deformações plásticas e do efeito da história de tensões no valor do módulo de resiliência, M R. Na segunda fase obtém-se o M R para cada par de tensões 1 e 3 aplicado. O M R é então expresso por modelos de comportamento resiliente a serem adotados, obtendo-se por regressão linear dos dados experimentais, os valores de k i dos modelos, Para o condicionamento da amostra tem sido utilizado na COPPE/UFRJ três níveis de tensões, conforme tabela 3. 13, sendo que para cada par de tensão aplicam-se 500 repetições de carga. 67

91 Figura Esquema ilustrativo do equipamento utilizado para a realização do ensaio triaxial (MEDINA, 1997). Tabela Níveis de tensões aplicado na fase de condicionamento, utilizados na COPPE/UFRJ. Tensão Confinante 3 Tensão desvio d Razão de tensões 1 / 3 (MPa) (MPa) 0,070 0, ,070 0, ,105 0,315 4 Inicialmente os pares de tensões utilizados no ensaio eram diferentes para solos do tipo arenoso e pedregulhoso ou para solos argiloso e siltoso o que está expresso na norma ME 131- (DNER, 1994b). Posteriormente passou-se adotar os mesmos valores (utilizados para arenosos e pedregulhosos) independente da quantidade de finos da amostra, porque nem sempre esta quantidade determinava o comportamento quanto ao modelo tensãodeformação não linear e porque os níveis de tensão usados para solos finos desconsiderava a importância da tensão de confinamento além de levar em alguns casos, à ruptura do CP por conta de uma relações de tensão elevadas, em que se tem falta de confinamento e um excesso de tensão vertical (MOTTA et al, 1990). 68

92 Ressalta-se que outros valores para os pares de tensões foram utilizados nos ensaios do BNDES (1985) e MOTTA et al (1985) para diversos solos lateríticos. Estes foram modificados. Considerando que as tensões induzidas pelas cargas de rodas dos veículos sobrejacentes aos revestimentos com tratamento superficiais, que pouco contribuem em termos de suporte na estrutura, seriam maiores que em estruturas com CBUQ. Os pares atualmente utilizados nos ensaios realizados na COPPE/UFRJ são apresentados na tabela 3. 14, e são os que estão na norma ME 131, para solos arenosos. Tabela Níveis de tensões aplicados durante o ensaio triaxial dinâmico, utilizados na COPPE/UFRJ. Tensão Confinante 3 (MPa) Tensão desvio d (MPa) Razão de tensões 1 / 3 0,021 0, , , , ,034 0, , , ,051 0, , , ,069 0, , , ,103 0, , , ,137 0, , Comportamento de Solos Finos Laterítico em Serviço em Pavimentos Os fatores que interferem na magnitude do valor do módulo de resiliência que é muito variável, podem ser agrupados em três categorias, (GONÇALVES e PARREIRA, 1999), a saber, (a) condição de carregamento e estado de tensão; (b) natureza do solo: origem, composição e estrutura e (c) índices físicos do solo, definidos pelo teor de umidade e massa específica seca. Os fatores incluídos nas categorias (a) e (b) são 69

93 considerados quando são propostos modelos que permitem representar o módulo de resiliência a partir do estado de tensão e da natureza do solo (p. ex. MOTTA e CERATTI, 1986), desenvolvidos especialmente para cada tipo de solo. Quanto à categoria (c) índices físicos, estes podem ser alterados pela variação das condições ambientais e pelo efeito da compactação causada pelo tráfego. Sabe-se que o módulo de resiliência de um solo argiloso é um parâmetro muito influenciado pela variação do teor de umidade advindo das variações climáticas ambientais. Os níveis de umidade dos solos de subleito mudam em função das variações sazonais e ambientais do clima, que resultem em variação no nível de saturação, que conduzam a alterações na resistência e nas propriedades resilientes do subleito. Observa-se que à medida que o teor de umidade nos solos argilosos aumenta, o MR diminui para qualquer estado de tensões (GONÇALVES e PARREIRA, 1999). Por outro lado, pode ocorrer também perda de umidade nas camadas do pavimento pelo efeito da evapotranspiração intensa do clima tropical, o que faz o módulo de resiliência deste solo aumentar. No caso de solos lateríticos estes podem apresentar altos valores, de módulo de resiliência, comparáveis ou mesmo superiores (considerado igual nível de tensão) aos valores obtidos para materiais granulares normalmente utilizados como base de pavimentos. Desta forma a perda de umidade não é prejudicial para o comportamento dos solos lateríticos desde que não comprometa o desempenho da estrutura do pavimento, uma vez que a abertura de trincas de alguns milímetros pode diminuir o módulo de resiliência equivalente da camada, pois trabalharia como um conjunto de blocos separados por trincas (BERNUCCI, 1997). A perda de umidade das bases de pavimentos logo após sua execução leva ao desenvolvimento de altas tensões de sucção no solo laterítico, responsáveis em parte pela sua alta resistência e bom desempenho (BERNUCCI et al, 2000). A variação da sucção é inerente à variação de perda de umidade no solo. Assim na avaliação da deformabilidade resiliente de solos de subleito as variações de umidade são importantes, principalmente em teores abaixo da umidade ótima, como ocorrem nos pavimentos do Brasil. Os solos utilizados na estrutura do pavimento nas regiões tropicais de clima quente e úmido trabalham freqüentemente com umidades de equilíbrio abaixo das condições ótimas obtidas em laboratório, se a drenagem for adequada do ponto de vista de Engenharia. Têm-se assim os subleitos, em geral, mais secos e mais resistentes do 70

94 que os de paises temperados. BERNUCCI (1997) encontrou altos valores do módulo de resiliência em laboratório para os solos lateríticos compactados, tendo observado que para amostras onde foi permitida a perda parcial de umidade destes solos o módulo resiliente elevouse significativamente. Esta autora concluiu que a combinação das excelentes propriedades dos solos lateríticos coesivos e da atuação climática favorável sobre estes solos compactados fornece um material de pavimentação estável, com boa capacidade de suporte, resistente às solicitações por cargas repetidas. Estes altos módulos propiciam assim o uso de estruturas esbeltas construídas somente com solo compactado e fina camada de revestimento asfáltico. Ressalta-se, porém, que a secagem dos solos lateríticos plásticos leva à sua contração e trincamento provocando a formação de blocos. Tem-se recomendado na maioria dos casos de construção de bases de pavimentos com solos lateríticos a perda de umidade após a compactação desses solos, antes da execução da camada de revestimento, de modo a permitir a contração e o conseqüente aparecimento de fissuras e trincas. Este comportamento que mostra o caráter coesivo do solo passa a ser requisito para a aceitação dos solos lateríticos para serem usados como base de pavimentos. As bases de solos lateríticos coesivos são compostas, portanto, por um conjunto de blocos, constituídos por solos compactados, resistentes, que perderam a umidade, definidos pelas fissuras e trincas, unidos uns aos outros por atrito (BERNUCCI, 1998). Esta autora descreve, de uma forma geral, para os solos plásticos compactados os seguintes comportamentos quanto à contração, expansão e quanto à resistência: - Em clima frio e temperado os solos plásticos, em geral, são expansivos em presença d' água e perdem considerável capacidade de suporte nestas condições. No caso de se ter perda de umidade após a compactação, estes contraem, aumentando sua resistência, aumentando também sua potencialidade de reexpansões. Este efeito de reexpansão faz com que se tenha perda de resistência ao entrar novamente em contato com a água, fazendo com que a perda de umidade após a compactação seja prejudicial para os solos. - Em clima tropical em que se tem condição hidrológica diferente da anterior são abundantes as coberturas de solos lateríticos que apresentam um comportamento geotécnico peculiar, diferenciado pelo fato de ser comum a perda de umidade depois de compactados na umidade ótima e em serviço. 71

95 Apesar do comportamento plástico, ao perderem umidade apresentam contração, sendo pouco expansivos. Assim apesar da elevada contração com a perda de umidade apresentam pequena expansão, associada a baixa perda de resistência após entrarem novamente em contato com a água, permanecendo pouco expansivos. São estes os fatores responsáveis por permitirem o uso de solos plásticos lateríticos como camadas de pavimentos em regiões tropicais. A expansão é um critério para a exclusão de materiais indesejáveis para a pavimentação. Expansões altas representam deslocamentos/inchamentos de pavimentos em proporções inaceitáveis tanto do ponto de vista estrutural como funcional. A expansão deve ser limitada de forma independente da contração. BERNUCCI (1998) cita o Manual de Normas de Pavimentação do DER-SP que especifica para os solos arenosos finos lateríticos compactados na energia intermediária: - Expansão axial no ensaio mini-cbr deve ser inferior a 0,3%. - Contração mínima de 0,1% e máxima de 0,5% (limitação de trincamento excessivo), medida axialmente. BERNUCCI (1998) conclui que a secagem pode ser utilizada como uma energia de compactação complementar ou como uma adição de estabilizantes. A perda de umidade é parcialmente irreversível dada as mudanças físico-químicas que ocorrem nos solos lateríticos. A propósito, a irreversibilidade parcial de reabsorção de água pode ser um recurso de identificação de solos lateríticos e subdivisão em grupos como foi utilizado por NOGAMI e VILLIBOR (1994) no método das pastilhas MCT para identificação expedita de solos lateríticos. Diversos trabalhos mostram a influência da variação do teor de umidade e o desenvolvimento de tensões de sucção no valor do módulo de resiliência no solo de subleito de um pavimento, podendo ser visto por exemplo em RODRIGUES et al (1997), NUÑEZ et al (1997) e GONÇALVES e PARREIRA (1999), SILVA (2003). BERNUCCI et al (2000) ressaltam a importância da movimentação d água em camadas compactadas de solos lateríticos, e da compreensão de seu comportamento, além de eventuais defeitos em pavimentos de baixo custo, dela decorrentes. Concluem que as diferenças das tensões de sucção entre os solos sobre a pista e os acostamentos descobertos podem levar a diferenças importantes na carga hidráulica provocando a tendência de movimentação d água nas camadas do pavimento: A baixa permeabilidade afeta positivamente o fluxo, impedindo avanços rápidos de frentes de 72

96 umidade para o interior da pista. Porém, quando a frente de umidade alcança a região das trilhas externas, ocorre queda nas tensões de sucção e, portanto, na resistência levando à fissuração e deformações permanentes excessivas Outro efeito observado por BERNUCCI et al (2000) são os gradientes térmicos significativos nas camadas compactadas de solo que afetam potencialmente o equilíbrio hídrico, provocando uma tendência de fluxo d água na forma de vapor. Os gradientes térmicos nas regiões tropicais causam um fluxo de cima para baixo, contribuindo para redução de umidade das bases. Apesar desse fluxo ser muito lento, as trincas nas camadas compactadas podem facilitar esta movimentação, contribuindo para a manutenção das baixas umidades de equilíbrio nas bases de solos lateríticos Deformação Permanente e Condição Limite quanto à Ruptura Uma questão particular em obras de pavimentação refere-se à natureza do carregamento cíclico na estrutura e conseqüentemente a necessidade de se verificar a deformação permanente após um determinado número de aplicações de carga no sentido de determinar se tais deformações permanentes podem conduzir à ruptura ou se tende à estabilização. Tendo em vista os valores de capacidade de suporte, em geral, serem altos para os solos compactados brasileiros, a capacidade de carga quanto a ruptura por cisalhamento é sempre atendida com a utilização de uma estrutura mínima de pavimento, quando não se satisfaz somente com o subleito bem compactado e de material laterizado de boa qualidade (MOTTA, 1991). A espessura de um pavimento é definida pelas condições de deformação elástica e plástica. A deformação plástica ou permanente, que se verifica no pavimento resulta em defeito estrutural do pavimento conhecido como afundamentos de trilha de roda e são indesejáveis ao bom desempenho de um pavimento. Um pavimento flexível dimensionado pelo método do DNER, com base no CBR, no que se refere ao afundamento de trilha de roda pode ser considerado suficientemente espesso pois a essência do método é a construção de camadas sobre o subleito de forma a evitar tensões cisalhantes por ação da carga do tráfego que ultrapassem a sua resistência ao cisalhamento sob a carga estática de roda mais pesada. Ressalta-se que neste método as propriedades mecânicas do subleito são avaliadas por sua resistência à penetração (ensaio CBR), que não simula a condição real na qual o 73

97 solo é solicitado no campo, além da incompatibilidade entre imersão dos CPs em água durante quatro dias com as condições climáticas ambientais tropicais. Os defeitos de afundamento de trilha de roda, nos pavimentos dimensionados pelo método do DNER têm sido evitados pelas restrições de plasticidade máxima e de CBR mínimo, impostas pelas especificações brasileiras e pelo fato das camadas do pavimento apresentarem umidades de equilíbrio próxima ou abaixo da umidade ótima. No entanto, quando se pretende melhor aproveitar as qualidades dos materiais disponíveis deve-se procurar um método mais racional adotando um modelo adequado de previsão para as deformações permanentes. A deformação permanente total de um pavimento que resulta no afundamento de trilha de roda pode ser obtida a partir das contribuições de todas as camadas e de parte do subleito. Conhecendo-se as relações tensão-deformação plástica dos materiais, obtidas em laboratório, pode-se calcular a deformação total pelo somatório das deformações plásticas ou permanentes de cada camada ou subcamada, obtida pelo produto da deformação específica plástica média da camada pela sua espessura. A comparação com critérios aceitáveis de projeto quanto ao afundamento de trilha de roda, para o número N de solicitações previstas, permite adotar a espessura arbitrada ou refazer os cálculos para outras espessuras. MOTTA (1991) descreve como critérios de projeto mais empregados, duas maneiras de reduzir as deformações permanentes: - Limitar a tensão vertical máxima atuante no subleito, considerada a camada de menor resistência ao cisalhamento, e as deformações plásticas; o que previne também a ruptura. - Limitar a deformação resultante do somatório das deformações permanentes de cada camada, do que seria o afundamento da trilha de roda admissível. Em relação a procedimentos para controlar a tensão vertical no topo subleito, utiliza-se usualmente no dimensionamento uma expressão para a limitação do seu valor. HEUKELOM e KLOMP (1962) indicam que a tensão normal vertical admissível no topo do subleito de um pavimento flexível pode ser avaliada a partir da proporcionalidade com o módulo de deformação resiliênte do subleito E e o número de ciclos de carga N pela expressão E V(adm) c sendo c = 0,006 a 0,008 (3. 08) 1 0,7log N 74

98 SANTOS (1998) testou a validade desta expressão para um conjunto de dados constituído de alguns solos lateríticos dos estados de Mato Grosso, Rio de Janeiro e Paraná e uma laterita de Roraima. Considerou 3 hipóteses para avaliação, e pode concluir que a expressão, particularmente para solos finos argilosos, superestimou os valores de v admissíveis, para os casos analisados. O autor da presente tese considera ser este condicionante do dimensionamento mecanístico, o que mais pesquisa requer, no sentido de se obter uma expressão que melhor se ajuste às particularidades dos solos brasileiros. MOTTA (1991) apresenta alguns estudos que propõem limitar o afundamento entre 13 e 16 mm ou limitar a tensão normal vertical do subleito em função do CBR ou de determinada percentagem (p. ex. 15%) da tensão desvio de ruptura, obtida em ensaios estáticos do tipo UU no solo de subleito. MEDINA (1997) cita como valor máximo admissível para auto-estradas de alguns países o valor de 10 mm, exigindo reparo imediato se atingir a 20 mm. GUIMARÃES (2001) descreve em sua revisão da literatura a adoção de diferentes modelos de previsão da deformação permanente em solos assim como diversas expressões com a finalidade de se determinar a deformação permanente admissível em um pavimento. GUIMARÃES (2001) investigou particularmente, para que níveis de tensões, variando o estado de tensões, tem-se a ocorrência do chamado Shakedown, ou acomodamento da deformação plástica Os ensaios de deformação permanente permitem traçar as curvas de variação da deformação permanente específica com o número de aplicações de carga, N e da deformação permanente acumulada com N. MOTTA (1991) e MEDINA (1997) mostram a forma de prever a condição limite de suporte quanto à ruptura plástica para uma carga estática é adotar uma expressão de capacidade de suporte de fundações sobre camadas estratificadas e entrar com parâmetros de resistência ao cisalhamento: coesão, c, e ângulo de atrito,, como é o caso da expressão 3. 09, obtida a partir de VESIC (1975) que para a carga de rodas de caminhões e peso específico do solo igual a 2 t/m 3, pode ser escrita: q o = C N c S c + 0,013 N (3. 09) onde: C - Coesão N c e N - Fatores de carga e S c Fator de forma da fundação 75

99 Ressalta MEDINA (1997) que o cálculo com os resultados de ensaios estáticos são conservadores: Verifica-se que os valores calculados da capacidade de suporte q o por essa equação são superiores às tensões verticais que atuam nos subleitos causadas por rodas do semi-eixo de 4 tf, e que raramente ultrapassam 2 kgf/cm 2. Observa-se também ser possível verificar, pela equação de VÉSIC (1975), o acréscimo de suporte trazido pela camada de pavimento a partir dos parâmetros de resistência do concreto asfáltico. Os valores obtidos de q o quando se sobrepõe a espessura de 10 cm de concreto asfáltico são cerca de dez vezes superiores ao q o do subleito e em um cálculo em que se conte com apenas o atrito intergranular das partículas da mistura asfáltica ter-se-ia, mesmo assim, a capacidade de suporte cerca de quatro vezes a do subleito, aproximadamente. 76

100 Capítulo 4 Dimensionamento de Estruturas de Pavimentos Considerações sobre Tráfego A solicitação de tráfego sobre uma rodovia, expressa pelo cálculo do número N de repetições de carga, define o tipo de via, sendo função direta de duas variáveis principais: o volume total de veículos em todo período de projeto e o fator de veículos, conforme mostrado na equação 4. 01: N = Vt. Fv. Fr. (4. 01) onde: Vt - Volume de tráfego do período de projeto Fv - Fator de veículos Fr - Fator climático regional O número N expressa o número de repetições de cargas equivalentes ao eixo simples de rodas duplas de 82kN, tomado como eixo padrão, para o período de projeto correspondente. Esta carga pode ser encontrada em alguns eixos traseiros de veículos comerciais como os das classes de caminhões médios e pesados e de alguns ônibus, situação em que o fator de carga (Fc) seria igual a unidade. Ressalta-se nesta oportunidade, que a terminologia Baixo Volume de Tráfego utilizada genericamente para designar um tipo específico de via, pode estar associada a diferentes valores numéricos para N, sendo uma designação relativa às características de tráfego de cada região do país. Para o cálculo de Vt é necessário o conhecimento do volume diário médio de veículos que passam na via (VDM) em um sentido, o período de projeto e a taxa de crescimento anual. O volume total de veículos é determinado a partir da multiplicação do VDM por 365 dias e pelo período do projeto, feita a projeção do crescimento anual de tráfego. 77

101 Para o cálculo de Fv faz-se a transformação de todas as cargas dos diferentes tipos de veículos em cargas que sejam equivalentes, em poder destrutivo, à carga do eixo padrão de 82 KN. Este é função da composição da frota e da freqüência da distribuição de cargas por tipo de veículo. Na transformação da distribuição de ocorrências de cargas por tipo de eixo no eixo padrão, utiliza-se o fator de equivalência de carga (Fc). Este expressa, segundo o Corpo de Engenheiros dos E. U. A, o poder de destruição quanto ao afundamento da trilha de roda ou, segundo a AASHTO, nas condições de serventia do pavimento, para uma determinada estrutura de pavimento, dada pelo número estrutural em comparação com a destruição ocasionada pelo eixo padrão tido como a unidade. O fator climático regional Fr a ser considerado no estabelecimento do número N foi concebido com o objetivo de levar em consideração as variações climáticas ambientais capazes de modificarem as propriedades dos materiais. Obtém-se assim um acréscimo do volume de veículos quando a atuação de clima for contrária à resistência do material e um decréscimo quando sua influência atua de forma a melhorar as condições de suporte dos materiais. Hoje em dia tem-se considerado a influência das condições do clima diretamente no estudo dos materiais, desconsiderando o uso do valor de Fr aplicado ao tráfego inclusive no método do CBR, visto que este é medido após a embebição de 4 dias. BERNUCCI (1995) estabeleceu faixas prováveis de variação do fator de veículos e da relação VDM (Volume Diário Médio) e o número N, a partir de dados estatísticos levantados para as vias de baixo volume de tráfego do Estado de São Paulo. Considerou o período de projeto como sendo de 10 anos, aplicando os fatores de equivalência de carga do DNER e da AASHTO, neste último sendo adotado número estrutural SN=2 e índice de serventia final pt=2,0 que representam as condições mais próximas dos pavimentos estudados. A tabela ilustra a variação do número N de repetições equivalentes de eixo padrão com alguns dos valores calculados para o VDM no primeiro ano de projeto, para a faixa de variação do fator de veículos comerciais, calculados pelo DNER e para o fator de veículos da AASHTO. Supôs-se a participação dos veículos comerciais variando em relação à frota total de 20% (caso favorável) a 60% (caso desfavorável), que se constataram para a maioria dos casos estudados. Considerou-se a taxa de crescimento anual em progressão aritmética de 5%e metade do volume total de veículos em cada sentido (BERNUCCI, 1995). 78

102 Tabela Número N de repetições equivalentes ao eixo padrão para diferentes valores de VDM de veículos e de fatores de veículos (BERNUCCI, 1995). N Número Equivalente de Solicitações do Eixo Padrão FV=1,75 (DNER para caso favorável) FV=4,06 (DNER para caso desfavorável) FV=1,20 (AASHTO para caso favorável) Percentagem de veículospercentagem de veículos Percentagem de veículos comerciais na frota total comerciais na frota total comerciais na frota total VDM 20 % 60 % 20 % 60 % 20 % 60 % 50 3,9 E+ 4 1,2 E+ 5 9,1 E+ 4 2,7 E+ 5 2,7 E+ 4 8,0 E ,9 E+ 5 1,2 E+ 6 9,1 E+ 5 2,7 E+ 6 2,7 E+ 5 8,0 E ,8 E+ 5 2,3 E+ 6 1,8 E+ 6 5,4 E+ 6 5,4 E+ 5 1,6 E ,2 E+ 6 3,5 E+ 6 2,7 E+ 6 8,2 E+ 6 8,0 E+ 5 2,4 E+ 6 Para os pavimentos referidos como de baixo volume de tráfego, ou pavimentos de baixo custo, onde são usados materiais de uso não convencional, e revestimentos pouco espessos, são fixados padrões máximos de tráfego a que devem atender o dimensionamento. Estes padrões foram abordados na revisão bibliográfica do capítulo 02 da presente tese. A ordem de grandeza para o valor de N, para os pavimentos desta natureza, pode variar de 10 4 para tráfego muito leve (eixo padrão de 82 kn e período de projeto de 10 anos), chegando a no máximo 10 6 (médio), como apresentado. A questão das particularidades regionais na determinação do número N pode ser considerada a partir da coleta de dados sobre tráfego nas estradas estaduais e/ou obtenção de outras fontes de informações, para situar adequadamente o problema Método de Dimensionamento Mecanístico Os métodos mecanísticos ou teóricos-experimentais para dimensionamento de pavimentos estão fundamentados em um modelo de sistema de camadas múltiplas trabalhando como uma estrutura apoiada sobre uma fundação. Analisa-se o pavimento que ao ser solicitado pelas cargas de tráfego ou de fatores ambientais sofre um deslocamento, sendo calculadas as tensões e deformações atuantes nos diversos pontos do pavimento, consideradas as características dos materiais constituintes e do subleito. O dimensionamento consiste em se determinar com que espessuras de camadas se obtém um desempenho adequado para que o conjunto seja solicitado de forma equilibrada, sem que a solicitação leve precocemente à ruptura de uma das suas camadas. Dois critérios de análise são mais comumente empregados no dimensionamento, 79

103 segundo MOTTA (1991): a) limitar a tensão máxima vertical ( v ) atuante no subleito que previne a ruptura total do pavimento e a formação de afundamento da trilha de roda por acúmulo excessivo de deformação permanente ou plástica. No modelo clássico de interpretação de comportamento da estrutura de pavimento define-se o subleito como camada mais fraca; b) limitar a deformação máxima de tração ( ) no revestimento (ou camada cimentada) - o que previne a ruptura por fadiga compatibilizando as deformações elásticas repetidas com a resistência à tração dos materiais. Um fluxograma para a metodologia de dimensionamento mecanístico de pavimentos pode ser representado como na Figura 4. 01, apresentado por MOTTA (1991). Figura Fluxograma do dimensionamento mecanístico (MOTTA, 1991). São basicamente dois os modelos de comportamento dos materiais considerados nos métodos de cálculo de versus que compõe um dimensionamento mecanístico. Um primeiro modelo cujo comportamento tensão versus deformação é elástico linear em que se admite o módulo de resiliência constante em toda a espessura da camada, não variando com o estado de tensões e um segundo em que o comportamento tensão versus deformação é elástico não linear que considera o seu valor dependente do estado de tensões. 80

104 No sentido de tornar automática a operação de cálculo das tensões, deformações e deslocamentos em estruturas de camadas múltiplas, como nos pavimentos, foram desenvolvidos diversos programas computacionais que utilizam métodos numéricos distintos para solução do problema. Os métodos numéricos mais comumente utilizados são o método dos elementos finitos (MEF), o método das diferenças finitas (MDF) e o método das camadas finitas. Como programa computacional, difundido no meio técnico, cita-se o programa ELSYM5 (Elastic Layered Symmetrical) que tem como base o modelo de Burmister, ampliado para cinco camadas, utiliza MDF e considera o comportamento tensão versus deformação dos materiais como elástico linear. Um outro programa bastante difundido é o FEPAVE (Finite Element Analyses of Pavement Structures) que utiliza MEF possibilitando assim a solução da elasticidade não linear dos materiais. O programa FEPAVE foi estudado na COPPE/UFRJ por MOTTA (1991) e SILVA (1995), entre outros, e vem sendo utilizado com freqüência nas pesquisas desenvolvidas nesta instituição. SILVA (1995) relata tratar-se de um programa em linguagem de programação Fortran, desenvolvido na Universidade de Berkeley em 1965, tendo sido doado a COPPE/UFRJ em Trata-se de um programa de análise de estruturas axissimétricas de pavimentos flexíveis e considera os módulos de resiliência dependentes das tensões através de uma análise não-linear. O programa foi implantado para uso em microcomputador por MOTTA (1991). Para cada material típico de pavimentação, o programa utiliza uma relação de modelagem tensão versus deformação escolhida em função do tipo de comportamento definido nos ensaios triaxiais dinâmicos. A tabela apresenta os modelos existentes no FEPAVE. O programa calcula as tensões e deformações nas camadas do pavimento, possibilitando estabelecer espessuras adequadas a partir principalmente de suas limitações. No caso do pavimento esbelto a limitação está associada principalmente às tensões verticais no topo do subleito, responsável pelo afundamento de trilha de roda por acúmulo de deformação permanente ou eventualmente pela ruptura do material de subleito. Quanto aos outros parâmetros como a tensão de tração, a deformação específica de tração, e a diferença de tensões, todos obtidos para o revestimento do pavimento, não devem ser considerados como critério para o dimensionamento neste caso por se tratar de estruturas com revestimentos muito esbeltos, praticamente sem efeito estrutural no sistema de camadas. 81

105 Tabela Modelos tensão versus deformação existentes no FEPAVE. A figura 4. 03, publicada por MEDINA (1997), exemplifica a saída de valores mais importantes de análise quais sejam: a deflexão, a tensão vertical no subleito ( v ), a diferença de tensões no revestimento ( ) e a deformação específica de tração ( ), calculadas com o FEPAVE. Figura Exemplo de parâmetros do desempenho estrutural de um pavimento flexível obtido pelo FEPAVE, consideradas as unidades cm e kgf/cm 2 (MEDINA, 1997). 82

106 Recentemente foi desenvolvido por Felipe Franco (FRANCO, 2003) uma versão em macro, recurso apresentado pelo programa Excel, que procurou apresentar uma nova interface entre o programa FEPAVE e o usuário. Esta macro permite fazer a digitação dos dados de entrada do programa, através de menus estruturados para cada tipo de dado específico ou direto através da planílha eletrônica do Excel, e a leitura dos resultados de saída de uma forma muito mais amigável, tornando mais rápido e fácil sua utilização. A figura ilustra o aspecto da tela de um microcomputador com a planilha de dados aberta. Observe próximo do centro, os ícones (em número de 7), assim como acima, na palheta de ícones do Excel, com as opções de assistentes para criar: um novo projeto; a estrutura do pavimento; definir o tipo de carregamento; definir a malha de elementos finitos; calcular as tensões e deformações via FEPAVE; gerar os gráficos com resultados de análise e um último referente aos créditos de desenvolvimento do ambiente computacional. Figura Aspecto da tela de um microcomputador com a planilha de dados aberta, gerada pela macro (Excel) para uso do programa FEPAVE (FRANCO, 2003). Para a obtenção dos parâmetros a serem utilizados na alimentação do programa, principalmente no que se refere ao comportamento resiliente dos materiais das camadas faz-se necessário a realização de ensaios específicos de laboratório. Tem-se verificado, no entanto, um grande anseio da comunidade técnica de pavimentação em se obter equações 83

107 de previsão destes valores a partir de outros dados geotécnicos, o que pode ser eficiente nos estudos preliminares de viabilidade do empreendimento e em nível de ante-projeto. A questão que se coloca é qual o tipo de parâmetro usar na correlação, e qual a relação física que existe entre estes parâmetros? ALVAREZ NETTO (1997) propôs faixas de valores para os módulos de resiliência de solos lateríticos, baseado na experiência de uso de solo fino no Estado de São Paulo, em função das classes de solos obtidas no sistema de classificação MCT, a serem utilizados como referência para o dimensionamento de estruturas de pavimento, como será detalhado adiante. Outra alternativa, para a avaliação do módulo de resiliência, consiste na utilização de algum recurso computacional para a sua estimativa. A presente tese, por exemplo, apresenta-se uma tentativa de correlação entre módulo de resiliência e os parâmetros da classificação MCT, a partir do uso de correlações e regressões estatísticas, como será visto no capítulo 08. Uma eficiente ferramenta computacional para a resolução de problemas complexos não lineares que vem sendo consolidado mundialmente, com aplicações diversas em praticamente todas as áreas do conhecimento e da Engenharia, são as Redes Neurais Artificiais, referida simplesmente como Redes Neurais - RN. Trata-se basicamente de uma teoria que tem a sua origem na abstração de processos observados nos sistemas nervosos biológicos que possuem a propriedade essencial de serem capazes de aprender uma função. O procedimento consiste em ensinar ou treinar a rede neural artificial até que esta aprenda a função desejada. Um tipo de treinamento mais intuitivo possível consiste no treinamento através de exemplos. Por este método são apresentados exemplos de comportamento à rede. Os exemplos são repassados até que a rede aprenda o comportamento correto, ou seja até que implemente corretamente a função para todos os exemplos (KOVÁCS, 1996). FERREIRA (2002) elaborou uma análise da base de dados de ensaios triaxiais dinâmicos da COPPE/UFRJ visando a determinação dos parâmetros de resiliência para alguns materiais de pavimentação, avaliando o potencial de utilização da técnica de Redes Neurais na determinação das deformações específicas axiais, com base nas tensões confinantes e desvio empregadas no ensaio triaxial dinâmico e nos resultados de ensaios geotécnicos tradicionais, normalizados na área de pavimentação. FERREIRA (2002) relata que os resultado obtidos com as redes treinadas apresentaram ainda um erro muito elevado, entretanto demonstraram o grande potencial 84

108 das RN para o tratamento do problema. Este acredita que a adição de novos parâmetros de caracterização de solos, não convencionais, como os obtidos pela Metodologia MCT de classificação dos Solos possa contribuir de forma significativa para o melhor treinamento da rede desenvolvida, levando à estimativa adequada dos módulos de resiliência. Em se tratando de dimensionamento mecanístico de pavimentos, ressalta-se o fato do pavimento ser uma estrutura com comportamento bastante variável se comparada com outras estruturas construídas a partir de materiais industrializados. No pavimento há uma grande variabilidade nas características dos materiais, das espessuras das camadas, do tráfego previsto e da própria natureza do dimensionamento, de tal forma que se torna importante um tratamento probabilístico do problema, como abordado por MOTTA (1991). Esta autora introduziu no dimensionamento de pavimentos flexíveis um critério de confiabilidade, implementando-o em um programa computacional, permitindo estimar a média e o desvio padrão de cada parâmetro de projeto a partir do conhecimento da variabilidade dos dados de entrada, ou seja, espessuras, módulos, carga, cada um variando individualmente ou em conjunto Considerações sobre Dimensionamento de Pavimentos com Solos Tropicais Na realidade atual brasileira, a maioria dos órgãos da área rodoviária em todos níveis da esfera administrativa exige a observância das normas vigentes para a elaboração dos projetos de pavimentos, nem sempre sendo possível alterações com relação aos materiais e às espessuras. Observa-se, contudo, que a utilização dos métodos convencionais de dimensionamento para subleito que apresente solo laterítico de excelente qualidade para a condição de baixo volume de tráfego, leva a um projeto com elevado coeficiente de segurança. Observações como estas têm contribuído para uma certa flexibilização dos padrões tradicionais, resultando em contratação de entidades e empresas voltadas para a pesquisa e consultoria para a elaboração de estudos alternativos de materiais para a pavimentação como, por exemplo, visto em edital de tomada de preço publicado com este fim pelo município de Porto Alegre (SMOV, 2002), com o título: Contratação de Empresas de Consultoria para a Elaboração de Estudo de Alternativas de Materiais para as Camadas da Estrutura de Pavimentos de Vias de Tráfego Leve do Programa de Pavimentação Comunitária. BERNUCCI (1995) acredita poder se assumir um risco maior, com o uso de 85

109 materiais alternativos, fundamentado em experiências locais e não nas especificações, modificando inclusive a concepção do projeto. Esta autora relata que esta postura vem sendo inclusive assumida pela AASHTO nos Estados Unidos com referência às rodovias de baixo volume de tráfego, podendo levar a viabilização de muitas obras: Baratear os custos de construção, sem detrimento da qualidade, é um objetivo que deve ser procurado, especialmente em países com tantas dificuldades econômicas como o nosso. MEDINA e MOTTA (1997) examinaram os diversos procedimentos de dimensionamento de pavimentos flexíveis aplicados a rodovias de baixo volume de tráfego de acordo com os procedimentos da USCE, AASHTO, DNER, Nogami e Villibor, Prefeitura Municipal de São Paulo e Road Note 31, observando as peculiaridades dos vários procedimentos o que permitiu uma análise crítica dos mesmos. MEDINA e MOTTA (1997) ressaltam as restrições de se transpor a experiência da Engenharia Rodoviária proveniente de regiões de solos e climas diferentes dos predominantes no Brasil. Neste sentido dizem que Nogami e Villibor oferecem o mais consistente e criativo trabalho sobre a pavimentação de baixo custo com uso de solos finos em camadas de base sem uso de estabilizantes. São citados por BERNUCCI (1995), apenas para ilustração, alguns métodos para o dimensionamento de pavimentos exclusivos para rodovias de baixo volume de tráfego principalmente em forma de catálogo de estruturas: o método belga que se baseia no volume de tráfego, no módulo de resiliência do subleito e na fixação do tipo e da qualidade dos materiais do revestimento, da base e sub-base; o método francês das indústrias de cimento para os pavimentos à base desse material; o catálogo suíço para os pavimentos de concreto, o método expedito da AASHTO e o método de dimensionamento proposto pela Prefeitura do Município de São Paulo em 1992 para vias urbanas para até 10 6 repetições do eixo padrão de 82 kn. Em continuidade ao trabalho de BERNUCCI (1995) para pavimentos de baixo volume de tráfego com solos lateríticos, ALVAREZ NETTO (1997) propôs um procedimento de dimensionamento de pavimentos para estas vias que consiste na adaptação do método da AASHTO às condições ambientais, de materiais e tráfego prevalecentes no estado de São Paulo. O método apresentado está fundamentado no cálculo dos módulos de resiliência dos solos lateríticos obtidos por processo de retroanálise de bacias de deflexão levantadas in situ por equipamentos FWD. Os resultados obtidos estão associados aos tipos de solos, classificados segundo a metodologia MCT. ALVAREZ NETTO (1997) trabalhou com 1787 bacias de deflexão, sendo os 86

110 módulos de resiliência lançados em um gráfico de classificação MCT, onde para cada solo representativo de cada grupo de amostras foi atribuída uma faixa de variação do módulo, sendo elaborada a tabela de aptidão, reproduzida na tabela 4. 03, dos solos lateríticos para vias de baixo volume de tráfego. Esta tabela associa, para cada solo classificado pela metodologia MCT, os resultados obtidos para o módulo de resiliência e o coeficiente estrutural com o parâmetro c desta classificação. ALVAREZ NETTO (1997) ressalta que a utilização da tabela em solos de outras regiões que não a da pesquisa original, dependerá sobremaneira da experiência do especialista em pavimentação e deverá considerar o universo amostrado na sua elaboração e o estado das camadas, no momento dos ensaios deflectométricos. Tabela Tabela de aptidão, faixa de valores para o módulo de resiliência e coeficiente estrutural para solos tropicais, para projeto de pavimentos flexíveis de vias de baixo volume de tráfego (ALVAREZ NETTO, 1997). Solo Módulo de Resiliência (MPa) e Coeficiente Estrutural Classificação MCT Base (100% PI) Fundação (100% PN) Grupo Tipo M B K B M F LG , LG I 200 0, LA I ,01 1, LA II ,01 1,16 - LA III 270 1, LA IV 240 1,05 - LA O método apresentado por ALVAREZ NETTO (1997) parte de uma adaptação e simplificação do método da AASHTO de 1993, para aplicação à pavimentos com bases de solos lateríticos protegidas por uma camada de revestimento, sendo considerada sob a base uma camada única e homogênea. Apresenta como principal diferença com relação aos métodos empíricos de dimensionamento de pavimentos flexíveis, baseados no DNER, a substituição dos parâmetros de seleção de materiais, tendo ao invés do CBR, o MR Módulo de Resiliência. Em relação aos parâmetros de caracterização substitui os limites de Atterberg e granulometria pelos ensaios de caracterização da Metodologia MCT. O referido método de dimensionamento apresenta, no entanto, na sua essência, o mesmo principio do método do DNER, onde para um determinado volume de tráfego e característica tecnológica do sub-leito, se tem um número estrutural requerido (espessura efetiva do pavimento). ALVAREZ NETTO et al (1998) escrevem: A espessura deve ser 87

111 distribuída pelas camadas através de coeficientes estruturais que representam a resistência relativa dos materiais de construção e que transformam a espessura efetiva do pavimento em espessuras reais das camadas. Neste método os coeficientes são variáveis em função do módulo de resiliência das camadas utilizadas, variando para um mesmo solo. Obtémse o dimensionamento do pavimento com solos tropicais lateríticos a partir de gráficos como o reproduzido na figura 4. 05, que relaciona o tráfego previsto para a vida de projeto, o módulo de resiliência do subleito e a espessura efetiva do pavimento. Figura Gráfico de dimensionamento de pavimento flexível adaptado da AASHTO 1993 para solos lateríticos, entre os níveis de 50 e 75 % de confiança (ALVAREZ NETTO, 1997) Catálogo de Estruturas de Pavimentos Os métodos de dimensionamento de pavimentos podem ser classificados, segundo MOTTA (1991) em três categorias: métodos empíricos, mecanísticos e consolidados. Os Métodos Empíricos se baseiam em experiências repetidas várias vezes no campo e se limitam a prever espessuras para garantir, por exemplo, o critério da ruptura por deformação permanente. São função de um índice de suporte do subleito, sendo métodos limitados às condições de contorno que deram origem às curvas experimentais de dimensionamento; 88

112 Os Métodos Mecanísticos, procuram compatibilizar as deformações permanentes e elásticas com valores admissíveis. Analisam tensões e deformações na estrutura do pavimento e subleito segundo um modelo matemático e estabelecem espessuras total e das camadas em função das propriedades mecânicas dos materiais dos pavimentos. Os Métodos Consolidados ou Catálogo de Estruturas são definidos como aqueles que se usa a experiência comprovada e apoiada por considerações mecanísticas para se traduzir em recomendações de perfis de pavimentos com determinados materiais de construção MOTTA (1991) escreve: Representam a consolidação de experiência sistematizada com racionalidade, por vezes restrita a regiões de extensão limitada. BERNUCCI (1995) relata que os franceses desenvolveram, em 1984, um catálogo de estruturas de pavimentos para os países tropicais que pode ser utilizado para vários números de repetições do eixo padrão francês (130 kn) para diferentes classes de tráfego e de suporte do subleito (determinado pelo ensaio de CBR). Para as classes consideradas, o catálogo oferece vários tipos de estrutura, com diversos tipos de materiais de revestimento, base e sub-base. Para o caso do trabalho de BERNUCCI (1995), que trata de pavimentos de baixo custo com utilização de solo laterítico, é aplicável à classe de tráfego T1, até 5x10 5 repetições do eixo de 130kN, correspondente a até 3x10 6 repetições do eixo padrão de 82 kn. O catálogo possibilita o uso de areias argilosas, que se enquadrariam na classe das areias argilosas lateríticas, porém somente como camada de sub-base, não sendo admitido seu uso como base, a não ser se forem estabilizadas quimicamente. Como referência de catálogo de pavimentos publicado na França em 1998 apresenta-se o do Laboratório Central de Pontes e Estradas e do Serviço de Estudos Técnicos de Estradas e Autoestradas (LCPC e SETRA, 1998), órgãos do Ministério do Equipamento dos Transportes e Habitação. O catálogo apresenta como tipos de estruturas de pavimentos: pavimentos de grande espessura betuminosa, pavimentos de base tratada com ligantes hidráulicos, pavimentos de estruturas mistas, pavimentos de concreto, pavimentos do tipo flexível e pavimentos invertidos. Para a utilização do catálogo é necessário, basicamente, a determinação prévia dos seguintes parâmetros: - Determinação da classe da rodovia: tipo 1 e 2 (autoestradas ou vias expressas), considerada como rodovia estruturante, com abreviatura VRS e do tipo 3 e 4 (vias arteriais urbanas e outras, notadamente de menor volume de tráfego), 89

113 considerada como não estruturante, VRNS ; - Determinação da classe de tráfego: considerado o tráfego acumulado de carga pesada ( Poids Lourds PL), acima de 35 kn. Para o dimensionamento da estrutura do pavimento considera-se o número de eixos equivalentes (NE), levando em consideração o coeficiente de agresividade estrutural médio da via (CAM); - Determinação do suporte do subleito do pavimento: obtém-se a partir da indicação da classe do subleito, função de alguns parâmetros de classificação do solo e das condições da terraplenagem e no seu entorno. Contempla a natureza hídrica do terreno e dos materiais e as condições do contexto do pavimento em serviço; - Escolha da camada de revestimento; - Verificação da condição de gelo e degelo. Como exemplo de apresentação gráfica de parte do catálogo de estruturas de pavimentos do LCPC e SETRA (1998) vê-se na figura a ficha correspondente a estrutura de pavimento para a classe não estruturante - VRNS. Observam-se as seções de pavimentos propostas para diferentes classes de tráfego (Tci 20 Trafic cumulé, para 20 anos de projeto), representada no eixo vertical, destacados os limites superior e inferior para cada classe (apresentados valores para NE com um CAM de 0,5) e no eixo horizontal as classes de subleito (PFj Plate-Forme ) caracterizando o módulo de resiliência do subleito, sendo os seus limites destacados. O catálogo apresenta alternativas de materiais e de combinação de camadas na composição final da camada de revestimento (CS Couche de surface) a ser utilizada. Apresenta também, alternativas e especificações pertinentes aos materiais para as camadas de sub-base e base, como por exemplo: material granular estabilizado com betume, material granular estabilizado com ligantes hidráulicos (cimento, cal), material granular não tratado, entre outros. O catálogo espanhol, aplicado para construção de novas rodovias, trabalha com os seguintes dados, segundo RAMOS (2003): tráfego, categoria da camada final de terraplenagem (função do ensaio CBR), tipo de materiais empregados nos pavimentos e clima. O catálogo é apresentado em tabelas em função da categoria da plataforma de terraplenagem, do tráfego pesado e os tipos de materiais a serem utilizados. Segundo informações obtidas por RAMOS (2003), este catálogo encontra-se em estudo nova versão utilizando-se dos conceitos mecanísticos para o dimensionamento das estruturas. 90

114 Figura Seções de pavimento para vias arteriais urbanas para diferentes classes de subleito e de tráfego, publicadas pelo LCPC e SETRA (1998). 91

115 Algumas experiências nesta linha de pesquisa vêm sendo desenvolvidas no Brasil, podendo citar os trabalhos na área de pavimentação de SILVEIRA (2000), SILVA (2003), RAMOS (2003) e BEZERRA NETO (2004). O início do emprego de catálogos de pavimentos pode ser atribuído à Prefeitura de São Paulo (PMSP, 1992). A proposição da PMSP (1992) foi desenvolvida considerando a predominância de camadas granulares de elevado emprego na região de São Paulo, induzido provavelmente pela concepção de escolha de materiais associados a metodologia CBR. Em termos de classificação dos solos, além da classificação TBR e do valor de CBR, as instruções de 1992, possibilitam o emprego da metodologia MCT, que é mais apropriada para clima tropical e principalmente pela grande incidência de solo laterítico na região de São Paulo. SILVEIRA (2000) propôs uma alternativa de metodologia para projeto de pavimentos flexíveis em vias urbanas da região metropolitana de Porto Alegre. Foram consideradas as utilizações de materiais alternativos juntamente com os tradicionais, em estruturas dimensionadas pelo método de dimensionamento da Prefeitura de São Paulo (PMSP, 1992). O catálogo final apresenta estruturas dispostas em cinco categorias de tráfego e quatro opções de capacidade de suporte do subleito (Ensaio CBR), tendo sido verificadas para as estruturas-tipo, as suas condições de tensão vertical no subleito e as deformações de extensão nas fibras inferiores das camadas asfálticas. RAMOS (2003) estabeleceu os passos necessários para o desenvolvimento de um catálogo de pavimentos flexíveis para o município do Rio de Janeiro, baseado nas análises da mecânica dos pavimentos e considerando os solos e rochas britadas disponíveis. RAMOS (2003) diz: o catalogo desenvolvido para os materiais existentes, deve ser monitorado, observando-se os pavimentos executados com as estruturas prefixadas, de maneira a validar o catálogo e também, sofrer verificações periódicas em função de novos materiais, técnicas de execução e novos equipamentos na área de pavimentação. Ressalta-se a grande utilidade de uso de um catálogo de estruturas particularmente para o caso de pavimentos de baixo custo com bases de materiais alternativos que aproveita a disponibilidade de materiais regionais. Observa-se, contudo, que a disponibilidade destes catálogos de estruturas podem conviver rotineiramente, na prática profissional dos projetistas, com os demais métodos de dimensionamento que lhes dêem a condição de análise e projetos alternativos aos do catálogo disponibilizado. 92

116 Capítulo 5 Características Geoambientais do Estado de Minas Gerais 5. 1 Considerações Iniciais Um forte fator de motivação para o desenvolvimento desta pesquisa foi contribuir para o conhecimento melhor das potencialidades dos solos do Estado de Minas Gerais para aplicação em pavimentação, particularmente em rodovias de baixo volume de tráfego uma vez que, segundo dados do Departamento de Estradas e Rodagem - DER/MG (DER, 2001) aproximadamente 88% dos ,5 Km da extensão da malha rodoviária estadual (Figura 5. 01) são de natureza municipal e conseqüentemente atendendo ao tráfego local e de baixo volume. N Figura Aspecto da malha rodoviária total do Estado de Minas Gerais (IGA/CETEC, 1994). 93

117 O Estado de Minas Gerais situa-se entre os paralelos 14º14 e 22º55 de latitude sul e os meridianos de 39º51 e 51º03 a oeste de Greenwich. A extensão territorial mineira é a quarta do país (atrás do Amazonas, Pará e Mato Grosso) cerca de 7% da área nacional, com cerca de km 2, semelhante a da França, distribuída em oito macroregiões de planejamento, ocupando áreas territoriais com tamanhos e recursos naturais diversificados. Conta com 853 municípios, segundo IBGE (2002). As oito macroregiões do Estado, conforme ilustrado na Figura 5. 02, são: Noroeste, Jequitinhonha, Rio Doce, Alto São Francisco, Triângulo/Alto Paranaíba, Zona da Mata, Metalúrgica/Campo das Vertentes e Sul de Minas. Nesta figura é destacada a área (mais escura) de interesse desta pesquisa. N S/ escala Figura Macroregiões de planejamento do Estado de Minas Gerais com destaque para a área de interesse desta pesquisa mais escura (IGA/CETEC, 1994) Características Físicas i Clima No Estado de Minas Gerais, devido principalmente às suas dimensões e topografia, existe uma grande variedade de climas. A serra da Mantiqueira, com clima temperado-frio (temperatura média anual de 18 0 C), super úmido (precipitação total anual=2000 mm) e os vales médios dos rios são Francisco e Jequitinhonha, com clima tropical seco (precipitação total anual=800 mm), são exemplos que podem ser tomados para caracterizar condições extremas. Em todo o Estado, as chuvas são do tipo periódico com verões úmidos e invernos secos, que podem ser sem déficit, como na serra da 94

118 Mantiqueira (excedente hídrico anual=300 mm) ou apresentar uma deficiência hídrica intensa e prolongada como na região norte (déficit hídrico anual=900 mm). Outra característica é a ausência de geadas numa grande parte do Estado, com exceção da região sul, em altitudes acima de 850 metros, sendo que nas cotas mais elevadas da Mantiqueira pode-se atingir mais de 23 dias de geada por ano (AMARAL, 1993). De forma resumida o Estado de Minas Gerais se caracteriza por apresentar clima tropical de Montanhas, com verão chuvoso e inverno seco. A região ao norte é marcada pelo calor intenso, na região ao sul, predominam as temperaturas baixas. As temperaturas médias anuais em Minas Gerais variam de 18 a 25 graus, com mínimas de 9 graus (região sul) e máximas de 31 graus (região norte). A figura indica as distribuições das temperaturas médias anuais e a figura as distribuições das precipitações totais anuais para o Estado. O índice de umidade dos solos (Im) que indica o balanço hídrico anual num solo natural relaciona valores anuais de excedentes e deficiências hídricas com a condição de umidade do solo. A Figura ilustra tais condições para o Estado de Minas Gerais. Para a estimativa deste índice hídrico, Thornthwaite propôs a equação (THORNTWAITE e MATHER, apud MEDINA, 1997). Im = (100 Ea 60 Da) (5. 01) EP Onde: Ea é o excedente hídrico anual Da é o déficit hídrico anual EP é a evapotranspiração potencial anual N 1980). Figura Temperatura média anual para o Estado de Minas Gerais (SEA, 95

119 N 1980). Figura Precipitação total anual para o Estado de Minas Gerais (SEA, Tem-se para os valores do índice de umidade dos solos (Im) as classificações climáticas apresentadas na tabela Pela figura pode-se concluir que a maior parte do Estado encontra-se segundo esta classificação climática pelo índice hídrico de Thornthwaite, na faixa úmida. Tabela Índice de umidade dos solos (Im) e suas classificações climáticas. Faixa de índice de umidade dos solos (Im) Classificação climática maior que 100 Superúmido entre 100 e 20 Úmido entre 20 e 0 Subúmido entre 0 e -20 Seco menor que -20 Semi-Árido a Árido N Figura Índice de Umidade de Thornthwaite para o Estado de Minas Gerais (SEA, 1980). 96

120 ii Vegetação A cobertura vegetal do Estado modificou-se bastante a menos de um século. No século XVII iniciou-se um processo de exploração das matas visando a extração do pau Brasil tendo continuado no século XVIII com o desflorestamento objetivando a demanda por madeira para atender os diversos setores da atividade econômica. Posteriormente este processo visou a preparação de terras para a exploração de culturas agrícolas como o café. A Figura apresenta, em resumo, as principais ocorrências de vegetação natural do Estado de Minas Gerais identificadas por ocasião de um trabalho de zoneamento agroclimático realizado para o Estado, na década de 70 (SEA, 1980). N Figura Vegetação Natural para o Estado de Minas Gerais. (SEA, 1980) Na insuficiência de dados do regime hídrico dos solos, que abranjam todas as unidades de mapeamento em grau de detalhamento compatível, as fases de vegetação podem ser analisadas para permitir fazer inferências sobre relevantes variações de condições de umidade dos solos, uma vez que a vegetação primária reflete diferenças climáticas imperantes nas diversas condições das terras. Assim pode-se buscar correlações tentativas entre as fases de vegetação utilizadas comumente nos levantamentos de solos (que buscam inferir o regime hídrico do solo através do percentual de caducidade da vegetação primária) com as descrições de vegetação empregadas em levantamentos de recursos naturais como a do projeto RadamBrasil, por exemplo, que buscam retratar a fitofisionomia e a condição florística brasileira (AMARAL, 1993). 97

121 Assim as distinções das diversas formações de vegetação tem ampla implicação na análise ecológica, e abre a possibilidade para o estabelecimento de relações das diversas classes de solos e suas umidades, além de grande contribuição à interpretação das formações pedogenéticas. iii Geologia Minas Gerais dispõe de um vasto acervo de informações que traduz a grande diversidade de ambientes geológicos e, conseqüentemente, o grande potencial mineral existente no estado. Um mapa geológico do Estado de Minas Gerais, em escala 1: foi lançado em 1994, pela Companhia Mineradora de Minas Gerais COMIG. Este mapa foi pioneiramente editado por processamento digital pelo Centro de Sensoriamento Remoto de Minas Gerais, da Universidade Federal de Minas Gerais, estando este mapa e as notas explicativas disponíveis em versão cd-rom (COMIG, 2002). A figura apresenta o aspecto do mapa, devendo sua legenda ser consultada na fonte, pois devido à grande extensão das informações, não foram aqui transcritas. A geologia do Estado de Minas Gerais pode ser basicamente dividida em cinco grupamentos geopedológicos principais, conforme descrito pela Comissão de Fertilidade do Solo do Estado (EPAMIG, 1978), como comentado a seguir. O primeiro grupamento relaciona-se a um complexo cristalino possuindo como principais representantes de sua litologia gnaisses, granitos, xistos e pequenas intrusões de diabásios. Corresponde à grande faixa na parte leste e sul do Estado. Um segundo grupamento correspondente a série minas, itacolomi e lavras caracterizado pela litologia de filitos, micaxistos, quartzitos, formações ferríferas, conglomerados e inclusões de granito. Posiciona-se na porção ocidental da serra do Espinhaço, apresentando também ocorrência nas regiões do Alto Paranaíba, Sul e Paracatu. A série bambuí e arenitos mesozóicos inserem-se no interior do contorno do grupamento anterior e caracteriza-se pelo predomínio de ardósias, calcários e arenitos. Um quarto grupamento geopedológico corresponde à ocorrências de basaltos e arenitos e tem maior ocorrência na região do triângulo. Um último grupamento característico corresponde à presença de tufitos com concentração na região de Patos, Coromandel e vizinhanças Outros aspectos de natureza geológica, de boa parte do Estado de Minas Gerais, correspondente a área de interesse desta pesquisa, serão abordados no capitulo seguinte 98

122 N Legenda: Consulta Digital S/ escala Figura Aspecto do Mapa Geológico do Estado de Minas Gerais. (COMIG, 2002) Informações sobre a Pedologia LARACH et al (1981) em trabalho sobre Levantamentos Pedológicos no Brasil executados pelo S.N.L.C.S. (Serviço Nacional de Levantamento e Conservação de Solos) da EMBRAPA, relataram em 1981 que se encontravam disponíveis os dados pedológicos da maior parte do território nacional, contidos em Mapas de Solos e textos explicativos para cada mapa, faltando apenas o Estado de Minas Gerais para completar a cobertura de todo país. Este quadro não se alterou muito nos últimos anos uma vez que a EMBRAPA, maior responsável pela realização destes trabalhos sofreu significativa desmobilização deste serviço. As áreas cobertas pelos diferentes tipos de levantamentos dentro do Estado de Minas Gerais, realizados pelo S.N.L.C.S. da EMBRAPA, atual C.N.P.S., Centro Nacional de Pesquisas de Solos, inferido a partir de LARACH et al (1981) estão distribuídas conforme mostrado na tabela Observa-se que os diversos levantamentos totalizando cerca de 52% da área do Estado foram realizados no início e final da década de 70 e que segundo informações do 99

123 pessoal técnico da empresa pouco se realizou de Levantamentos pedológicos de campo após este período, a nível nacional, como destacado. Tabela Levantamentos de Solos realizados pela EMBRAPA no Estado de Minas Gerais. Referência e Nível do Apresentação Área % de Local Levantamento Disponível (km 2 ) MG Observações Exploratório Vale do Rio Doce ,1 EMBRAPA (1970a) BT13 Exploratório - Reconhecimento Reconhecimento Reconhecimento - Detalhado Norte do Estado Furnas Boletim e Mapa , ,4 Médio Jequitinhonha ,3 Três Marias ,6 Triângulo Mineiro Mapa ,0 EMBRAPA (1976) BT46 EMBRAPA (1979) BT60 Hidroelétrica de Furnas Área Piloto EMBRAPA (1970b) BT09 EMBRAPA (1982) BP01 Detalhado Centro Nacional de Pesquisa de Gado de leite Boletim e Mapa ,2 EMBRAPA (1980a) BT76 Expedito Sul do Estado (parte do Alto São Francisco e Campos das Vertentes). Boletim 1627 km * _ EMBRAPA (1980b) BT72 * Trecho Percorrido A primeira referência em nível do Estado de Minas Gerais de levantamentos em sua área como um todo se deve ao CETEC (1980), Fundação Centro Tecnológico de Minas Gerais, entidade do governo estadual, que publicou um volume do texto do Diagnóstico Ambiental do Estado acompanhado de mapas geológicos, geomorfológico, solos, vegetação, hídrico, recursos hidráulicos, uso da terra e degradação. O levantamento Pedológico é apresentado em mapa na escala 1: acompanhado de boletins. O mapa exploratório de solos apresentado pelo projeto RADAMBRASIL - Levantamento de Recursos Naturais na escala 1: , elaborados pela DNPM (1983) em conjunto com o S.N.L.C.S. da Embrapa contempla também parte do Estado, abaixo do paralelo 20º (altura dos municípios de Bambui, à oeste, Belo Horizonte, ao 100

124 centro e Raul Soares, à leste). Consta deste projeto também os mapas geológico, geomorfológico, vegetação, capacidade de uso dos recursos naturais renováveis e de avaliação de relevo para a mesma folha (no caso SF 23/24 Rio de Janeiro / Vitória). O mais recente e importante trabalho conhecido e desenvolvido na década de 90 é resultado de pesquisa da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz/USP, publicado em dissertação de Mestrado de AMARAL (1993). Este trabalho compila vários mapas, com atualização de legendas de todo o Estado na escala 1: Utilizou-se como material básico os levantamentos de recursos naturais do projeto RADAMBRASIL complementados com os trabalhos do CNPS, e teve como objetivo principal conhecer a aptidão agrícola das terras do Estado de Minas Gerais. É apresentado na tabela um resumo das informações de levantamentos pedológicos dos solos do Estado publicados e disponíveis nestas literaturas citadas anteriormente. O trabalho de AMARAL (1993) visou avaliar as condições agrícolas das terras, levando-se em consideração as características do meio ambiente, propriedades físicas e químicas das diferentes classes de solo e a viabilidade de melhoramento dos cinco fatores limitantes básicos das terras, de interesse direto da área de agricultura: fertilidade natural, excesso de água, deficiência de água, susceptibilidade à erosão e impedimentos ao uso de implementos agrícolas. Entidade Executora EMBRAPA Tabela Levantamentos Pedológicos publicados para Minas Gerais. Data Trabalho Tipo de Levantamento 1970/ 1982 CETEC/MG 1980 DNPM 1983 ESALQ/USP 1993 Estudos e Levantamentos diversos (vide tabela 5. 01) Diagnóstico Ambiental do Estado de Minas Gerais Projeto RADAMBRASIL Levantamento de Recursos Naturais. Vol.32. Folha RJ Vitória Aptidão Agrícola das terras do Estado de Minas Gerais: Avaliação e Adaptação, por Diversos (vide tabela 5. 01) Exploratório Exploratório Apresentação Disponível Boletins descritivos e alguns poucos mapas Mapas dos dados publicados na escala 1: e texto Mapas dos dados publicados na escala 1: e texto Mapa na escala 1: e texto em dissertação de Mestrado Outros dados publicados _ GE, GM, VT GE, GM, VT, AR, RN AMARAL (1993) Legenda: GE Geológico; GM Geomorfológico; VT Vegetação; AR Avaliação do Relevo; RN Capacidade de Uso dos Recursos Naturais Renováveis _ 101

125 O mapa de solos obtido por AMARAL (1993) encontra-se digitalizado indicando a nível exploratório a distribuição das manchas de solo pelo Estado estando disponibilizado por um órgão do Governo Mineiro - GeoMinas (2002). A Figura ilustra o aspecto do mapa pedológico referido, sendo indicada a consultada diretamente na fonte, devido a grande dimensão da área e a variedade de unidades pedológicas identificadas. N S/ Escala Legenda Figura Aspecto da Distribuição das Manchas de Solos pelo Estado de Minas Gerais (GeoMinas, 2002). 102

126 Em uma análise geral do mapa, considerando apenas a sua metade inferior (área de maior interesse na presente pesquisa, pode-se considerar para a zona da mata a predominância dos latossolos vermelho-amarelo. Para a zona metalúrgica e campos das vertentes verifica-se a ocorrência de latossolo vermelho-amarelo, de podzólico vermelho-amarelo e a predominância de solos poucos desenvolvidos (cambissolos), solos estes também característicos da região do Alto São Francisco que apresenta como segunda ocorrência considerável os latossolo vermelho escuro, que pode-se considerar o solo predominante de ocorrência no sul de minas. As formações de latossolo vermelho escuro são predominantes nesta região de divisa com o Estado de São Paulo, estendendo-se até o Triangulo Mineiro. AMARAL (1993) descreve as classes de solos existentes no Estado de Minas Gerais, em níveis representativos e abrangidos no material utilizado em seu trabalho, quanto à sua distribuição geográfica, suas limitações ao aproveitamento agrícola entre outras informações como usos principais, não abordados neste texto. A tabela elaborada pelo autor desta tese, a partir de AMARAL (1993), apresenta algumas informações das principais classes pedológicas de solos classificados como Solos Minerais Não Hidromórficos, de interesse da pesquisa. Tabela Descrição das Características Principais e a Ocorrência no Estado de Minas Gerais de algumas Classes Pedológicas (a partir de AMARAL, 1993). Classe de Solo Característica da Classe Ocorrência no Estado % da Área Solos com Horizonte B Latossólico LVA LU LVE Solos profundos e normalmente bem drenados. Esta classe é a que melhor representa as características gerais dos latossolos. Ocorrem em ordem decrescentes solos álicos, distróficos e eutróficos, com horizontes A moderado e fraco, texturas argilosas e médias e relevo do plano ao forte ondulado. Solos profundos, permeáveis, distróficos, predominantemente de textura muito argilosa, horizonte A moderado e relevo plano. Solos profundos e bem a acentuadamente drenados, decrescentemente álicos, distróficos e eutróficos com horizonte A moderado, textura média, argilosa e muito argilosa em relevo plano e suave ondulado. Por todo o Estado ocupando a maior extensão. Basicamente na região do Alto Paranaíba. Em todo o estado, com maior concentração no Triângulo. Continua... 25,11 0,25 18,06 103

127 LR LF PVA PVE TR C Continuação da tabela Solos distróficos podendo a saturação por alumínio ser nula. Em pequena escala ocorrem os eutróficos. O horizonte A moderado apresenta teores de carbono variando normalmente de 1,4 a 2,21%, sendo comum o horizonte A proeminente. A textura do horizonte B é geralmente muito argilosa e o relevo plano e suave ondulado. Solos distróficos, bem a acentuadamente drenados, profundos ou muito profundos, sendo alguns concrecionários. Em geral apresentam o horizonte A húmico ou proeminente, com espessura variável, via de regra superior a 25 cm. Apresentam elevados teores de Fe 2 O 3 (em geral superiores a 36%, os mais altos entre os solos conhecidos). Solos com Horizonte B Textural Solos profundos a pouco profundos, bem a moderadamente drenados, ocorrendo ocasionalmente solos rasos, com transição abrupta e argila de atividade alta (Ta), e também solos com teores de cascalho e estrutura em blocos subangulares a angulares. O horizonte A dominante é o moderado, a textura média/argilosa e o relevo forte ondulado e ondulado. Solos que se apresentam como rasos a profundos e bem a moderadamente drenados. Há predominância dos que apresentam argila de atividade baixa (Tb). Possuem horizonte A moderado, textura média/argilosa ou argilosa, e freqüentemente com mudança textural abrupta. As maiores freqüências apresentam relevo forte ondulado a ondulado, com horizonte A moderado e textura normalmente argilosa; alta fertilidade natural. Solo com Horizonte B Câmbico ou Incipiente Estes solos se apresentam de pouco a acentuadamente drenados, apresentando em muitos casos fase cascalhenta, pedregosa e/ou rochosa. São em ordem decrescente álicos, distróficos e eutróficos sendo ainda largamente dominantes, o horizonte A moderado e a textura argilosa. As fases de relevo majoritárias são ondulado e forte ondulado. Solos sem Horizonte B Litólico Apresentam normalmente rochosidade, pedregosidade, cascalhos e concreções, relacionados, via de regra, com a natureza do material originário. Ocorrem dominantemente em relevo forte ondulado e montanhosos associados principalmente a afloramentos rochosos. Basicamente nas regiões do triângulo e Sul. Principalmente na zona Metalúrgica. Por todo o e Estado principalmente na região Sul. As principais ocorrências estão nas Zonas da Mata e Rio Doce. Principalmente na região do Triângulo. Por todo o estado de Minas Gerais notadamente nas regiões do Alto Paranaíba e alto São Francisco. As maiores ocorrências estão na Zona Metalúrgica e Campo das Vertentes. 2,81 0,08 10,40 9,61 0,41 17,84 7,80 104

128 Resumidamente o trabalho de AMARAL (1993) mostra uma predominância de ocorrência de latossolos (43%) e podzólicos (20%) em um total de 63% da área do Estado, que, completada pela terceira classe de maior ocorrência no Estado, os cambissolos com 18%, totalizam 81%, conforme mostrado na figura Solos de Minas Gerais 19% 25% 18% 18% LVa - Latossolo Vermelho Amarelo LE - Latossolo Vermelho Escuro PV - Podzólico Vermelho Amarelo PE - Podzólico Vermelho Escuro C - Cambissolo Outros Solos 10% 10% Figura Percentual das principais classes de solos de ocorrência em Minas Gerais (a partir de AMARAL, 1993). 105

129 Capítulo 6 Características Pedológicas, Químicas, Mineralógicas e Geotécnicas dos Solos Estudados 6. 1 Programa de Coleta de Materiais Para o desenvolvimento desta pesquisa foi selecionada uma área de cerca de 25% do total do Estado de Minas Gerais (região centro-sul-sudeste), que representa boa parte da área de maior atividade econômica e melhores índices sócio-culturais do Estado. Das oito macrorregiões administrativas de Minas Gerais, são contempladas no programa de investigação a Zona da Mata (ZM), Zona Metalúrgica e Campo das Vertentes (MV) e Sul de Minas (SL). A figura mostra, em destaque, as três macrorregiões referidas. Para a programação dos locais em que seriam feitas coletas de amostras, foram consultados previamente o mapa pedológico a nível exploratório da DNPM (1983) e os dados do levantamento pedológico, expedito que contam do boletim técnico da EMBRAPA (1980b). Outro fato que foi levado em consideração diz respeito à condição da rodovia apresentar ou não pavimentação. Considerou-se prioridade para a coleta, os pontos que se localizavam em rodovias que ainda não eram pavimentadas, conforme documentação do Departamento de Estradas e Rodagem de MG (DER, 2001). Estes três trabalhos serviram como referência inicial para a programação dos locais em que, ocorrendo determinada classe pedológica de solo de interesse da pesquisa, seriam visitados para a confirmação in loco, do que foi identificado na referência bibliográfica. Foram realizadas oito viagens, em onze dias úteis, correspondente a um período de um mês (Novembro-Dezembro/2002), em que ocorreram muitas chuvas o que dificultou o trabalho de coleta, sendo percorrido aproximadamente 3700 km (mais do que o correspondente à distância do Rio de Janeiro a Porto Velho - RO). Alguns trechos foram 106

130 percorridos, sem contudo resultar em coleta de amostra, uma vez que não foram confirmadas as ocorrências pedológicas indicadas nas referências bibliográficas e mapas do DNPM (1983) e EMBRAPA (1980b). N Figura Macroregiões de planejamento do Estado de Minas Gerais com destaque para a área de estudo desta pesquisa (IGA/CETEC, 1994). As informações gerais levantadas no campo, referente ao total de 33 amostras coletadas, são apresentadas em planilhas no Anexo B. Nestas planilhas, são apresentadas algumas ilustrações do ponto de localização da amostra sobre o mapa rodoviário (DER, 2001) e de solos (AMARAL, 1993), além de três fotos padronizadas, uma referente a uma visão geral do local da coleta, uma do perfil de solos e uma outra com o detalhe do solo na profundidade do ponto em que foi coletado. Algumas rodovias que constavam como não pavimentada na referência do DER (2001) não confirmaram tal condição quando da visita de coleta. Dos 33 pontos de coleta, 20 rodovias se encontravam pavimentadas, porém com um número significativo em 107

131 condições insatisfatórias do pavimento. Das outras 13 rodovias, 8 não apresentavam pavimentação (condição de subleito natural), 2 foram encontradas em obras de pavimentação, 1 com obras de duplicação e outras 2 com pavimentação recentemente executada. A relação das rodovias de coletas das amostras desta pesquisa, estaduais, federais, duas municipais rurais e uma referente a uma área urbana, o número atribuído a cada amostra e a denominação simplificada geralmente referida ao município próximo, estão apresentadas na tabela 6. 01, para as 16 amostras da região da Zona da Mata (amostras identificadas com a denominação ZM ). Na tabela são apresentadas as mesmas informações para as 9 amostras coletadas na Zona Metalúrgica e Campo das Vertentes (amostras MV ). e as 8 coletadas no Sul de Minas (amostras SL ). Ressalta-se o fato de terem sido as amostras inicialmente numeradas e agrupadas segundo as regiões de localização, por uma questão meramente relacionada à organização dos dados, permitindo melhor identificação da amostra em relação a sua localização. Tabela Relação das rodovias utilizadas nas coletas, condição do pavimento, e numeração atribuída às amostras de solo para a Zona da Mata. Amostra Denominação Condição do Rodovia Trecho da coleta da Amostra pavimento (12/2002) ZONA DA MATA (ZM) ZM01 Patrocínio Municipal Patrocínio - Barão do Monte Alto Não Pavimentada ZM02 Laranjal BR 116 Muriaé - Laranjal Pavimento Recente ZM03 Limeira BR 356 Muriaé - Rosário da Limeira Pavimentada ZM04 Dona Euzébia BR 120 Dona Euzébia - Guidoval Não Pavimentada ZM05 Piraúba MG 353 Guarani - Piraúba Pavimentada ZM06 Guidoval BR 120 Dona Euzébia - Guidoval Não Pavimentada ZM07 Divinésia MG 124 Ubá - Divinésia Não Pavimentada ZM08 Maripá de Minas BR 267 Argirita - Maripá de Minas Pavimentada ZM09 Goiana MG 353 Goianá - Rio Novo Pavimentada ZM10 Retiro BR 267 Juiz de Fora - Bicas Pavimentada ZM11 Mar de Mar de Espanha - Div. MG 126 Espanha MG/RJ Não Pavimentada ZM12 Torreões Municipal MG Torreões Não Pavimentada ZM13 Marmelos BR 267 Juiz de Fora - Bicas Pavimentada ZM14 Rio Novo MG 126 Rio Novo - S. J. Nepomuceno Em Pavimentação ZM15 Leopoldina BR 116 Leopoldina - Laranjal Pavimentada ZM16 São Lucas Urbana Lot. São Pedro Juiz de Fora Em Pavimentação 108

132 Tabela Relação das rodovias utilizadas nas coletas, condição do pavimento, e numeração atribuída às amostras de solo para a Zona Metalúrgica e Campos das Vertentes. Amostra Denominação da Amostra Rodovia Trecho da coleta ZONA METALÚRGICA E CAMPOS DAS VERTENTES (MV) Condição do pavimento (12/2002) MV01 Barbacena BR 040 Barbacena - Santos Dumont Em duplicação MV02 Conceição da Barra BR 265 Itutinga São João del Rei Pavimentada MV03 Carandaí MG 275 Carandaí - Lagoa Dourada Não Pavimentada MV04 Conselheiro Cristiano Otoni - Conselheiro Pavimentada BR 040 Lafaiete Lafaiete MV05 Congonhas BR 040 Congonhas - Belo Horizonte Pavimentada MV06 Nazareno LMG 841 Nazareno - São Tiago Não Pavimentada MV07 Barroso BR 265 Barroso - BR 494 Pavimentada MV08 Murtinho BR 383 BR São Braz do Suaçui Pavimentada MV09 Madre de Deus MG 338 Madre de Deus - Piedade do Rio Grande Pavimento Recente SUL DE MINAS (SL) SL01 Monte Santo BR 491 Monte Santo de Minas São Pavimentada Sebastião do Paraíso SL02 Guaxupé BR 491 Guaxupé - Guaranésia Pavimentada SL03 Alfenas BR 491 Alfenas Monte Belo Pavimentada SL04 Três Corações MG 167 Cambuquira - Três Corações Pavimentada SL05 Varginha MG 167 Varginha - Três Pontas Pavimentada SL06 Boa Santana da Vargem - Boa Pavimentada BR 265 Esperança Esperança SL07 Pouso Alegre BR 459 Congonhal - Pouso Alegre Pavimentada SL08 Lambari MG 456 BR Lambari Pavimentada A título ilustrativo, apresenta-se nas fotos a algumas características de algumas das rodovias não pavimentadas, em que foram coletadas amostras de solo para esta pesquisa, respectivamente as de números ZM01, ZM04, ZM06, ZM07, ZM11, ZM12, MV03 e MV06. Ressalta-se que os estudos aqui desenvolvidos podem servir como uma indicação inicial de projeto para estas rodovias que até então não tiveram viabilizadas suas pavimentações, sendo apresentada ao final do estudo a alternativa de utilização do solo local na execução das camadas do futuro pavimento. 109

133 Foto Foto Foto Foto Foto Foto Foto Foto Foto Trecho de rodovia municipal Patrocínio - Barão do Monte Alto; Foto Trecho de rodovia BR120 entre Dona Euzébia - Guidoval Foto Trecho de rodovia BR120 entre Dona Euzébia - Guidoval; Foto Trecho de rodovia MG124 entre Ubá - Divinésia; Foto Trecho de rodovia MG126 entre Mar de Espanha - Div. MG/RJ; Foto Trecho de rodovia municipal entre MG Torreões; Foto Trecho de rodovia MG275 entre Carandaí - Lagoa Dourada; Foto Trecho de rodovia LMG841 entre Nazareno - São Tiago. 110

134 Com as coordenadas UTM obtidas no campo, foi possível fazer uma série de sobreposições dos pontos de localização das coletas com outros dados, referente a mapas temáticos de interesse na caracterização geoambiental, da malha rodoviária, da geologia, da pedologia entre outros, disponíveis para a região. Uma abordagem sobre análise do meio físico aplicada à geotecnia, pode ser visto em MARANGON e ROCHA (2002). Visando melhor visualização das áreas em que foram feitas as coletas de amostras e interpretação dos dados de campo, em relação às características do meio físico, foram utilizados os princípios do geoprocessamento, através do programa ArcView. Um estudo inicial sobre a utilização do programa ArcView como uma ferramenta, foi desenvolvido em um trabalho de iniciação científica, orientado pelo autor da presente tese, está descrito em COURI (2003). Na figura é apresentada a edição do mapa de localização dos pontos de coleta na Zona da Mata, segundo suas coordenadas, gerado através do programa de geoprocessamento referido, em relação à base de dados de localização de alguns municípios próximos, disponibilizado pela GeoMinas (GeoMinas, 2002) e da malha rodoviária do Estado de Minas Gerais, disponibilizado pelo DER-MG (DER, 2001). Outras edições obtidas a partir do mesmo procedimento descrito anteriormente são apresentadas na figura 6. 03, para o mapa de localização dos pontos de coleta na Zona Metalúrgica e Campo das Vertentes e na figura 6. 04, para o mapa do Sul de Minas. A distribuição física final das amostras coletadas para o presente estudo, em relação às três macroregiões que correspondem à área de estudo, está apresentada na figura Considerando os recursos disponíveis nos programas de geoprocessamento (p. ex. ROCHA, 2000), obtém-se a partir desta figura, o layer de localização dos pontos de coleta, que poderá ser muito facilmente sobreposto a outros layers temáticos, de interesse da engenharia geotécnica, como será visto adiante, nas análises referentes à caracterização dos materiais. Para cada ponto definido para coleta foi escavado, na profundidade correspondente, uma faixa de 50 cm de solo que foi colocado em dois sacos plásticos totalizando cerca de 50kg. 111

135 N S/ Escala Figura Localização dos pontos de coleta de amostras desta pesquisa em relação às rodovias e municípios próximos, para a região da Zona da Mata. 112

136 N S/ Escala Figura Localização dos pontos de coleta de amostras desta pesquisa em relação às rodovias e municípios próximos, para a região da Zona Metalúrgica e Campo das Vertentes. 113

137 N S/ Escala Figura Localização dos pontos de coleta de amostras desta pesquisa em relação às rodovias e municípios próximos, para a região do Sul de Minas. 114

138 Figura Distribuição física da localização das amostras coletadas para o presente estudo, em relação as três macroregiões que corresponde à área de estudo. À medida em que foram sendo coletadas as amostras, eram encaminhadas para a Faculdade de Engenharia da Universidade Federal de Juiz de Fora, onde permaneceram até o final do processo de coleta. Estas somaram cerca de 1500kg de solo que foram posteriormente encaminhadas, por caminhão, para o laboratório de geotecnia Prof. Jacques de Medina, da UFRJ. As fotos e registram o embarque e a chegada das amostras no laboratório da COPPE. Foto Foto Foto Embarque em caminhão baú dos 66 sacos com amostras coletadas Foto Desembarque das amostras no laboratório de Geotecnia Prof. Jacques de Medina da COPPE/UFRJ 115

139 6. 2 Características Geoambientais dos Pontos de Coleta Realizadas as coletas e estabelecidos os posicionamentos geográficos destes pontos, foi possível com o uso dos recursos do geoprocessamento, realizar algumas análises que melhor caracterizam as condições geoambientais em que se encontram e características que se correlacionam ao processo de formação de cada amostra desta pesquisa. Em relação às altitudes também levantadas para os pontos, observa-se uma certa relação com as macroregiões administrativas estabelecidas, conforme o resumo mostrado na tabela Os valores obtidos mostram que as regiões da Zona Metalúrgica e Campo das Vertentes e do Sul de Minas, apresentam uma certa uniformidade na cota de coleta. Para a região da Zona da Mata são caracterizados basicamente, com exceção da amostra ZM16, três faixas de altitude. Estes dados são destacados neste trabalho por se relacionar com certos parâmetros, como se vê, por exemplo, para os dados de temperatura média anual das regiões, apresentados a seguir. Tabela Valores médios para as altitudes dos pontos de coleta, segundo as regiões do Estado. Região ZM MV SL Faixa 1 Faixa 2 Faixa 3 Altitude média (m) Desvio Padrão (m) Intervalo (m) Com o objetivo de obter parâmetros de caracterização física, no que se refere às condições geoambientais dos locais de coleta, são apresentados a sobreposição dos respectivos pontos com alguns dos mapas temáticos disponíveis. Na figura são apresentadas as variações da temperatura média anual para a área em estudo, e na figura as informações relacionadas à vegetação natural identificada por ocasião do levantamento realizado. Nas figuras e são apresentados os mapas de precipitação total anual e de índice de umidade de Thornthwaite para a área de estudo. 116

140 Figura Variações de temperatura média (em 0 C), anual para os pontos de coleta (adaptado da SEA, 1980). Figura Informações relacionadas à vegetação natural para os pontos de coleta (adaptado da SEA, 1980). 117

141 Figura Variações da precipitação total anual (em mm), para os pontos de coleta (adaptado da SEA, 1980). Figura Variações do índice de umidade de Thornthwaite (em mm), para os pontos de coleta (adaptado da SEA, 1980). 118

142 Em termos de temperatura anual média, todas as amostras da Zona Metalúrgica e Campo das Vertentes apresentam-se praticamente na mesma faixa de valor anual, menor que 19 0 C, e para o Sul de Minas praticamente em 19 a 21 0 C. Em relação à Zona da Mata têm-se três faixas de temperaturas, correspondentes ao intervalo de 19 a 24 0 C, coincidindo aproximadamente com as três faixas de altitude identificadas no campo, o que mostra uma coerência com os dados da planta. Em relação à precipitação total anual, não foi observada muita variação dos resultados, excluindo a rigor, apenas 5 amostras do valor de 1200 a 1500 mm. Quanto ao índice de umidade de Thornthwaite, observa-se uma divisão do conjunto de amostras entre as faixas de mm e mm Características Geológicas dos Pontos de Coleta Considerando a descrição apresentada pelo projeto RADAMBRASIL elaborado pela DNPM (1983), no que diz respeito ao levantamento geológico, pode-se descrever que geologicamente a área de estudo faz parte do Cráton Paramirim onde foram datadas rochas gnáissicas, migmatíticas e granulíticas que forneceram idades de M.A., indicando uma idade Paleo-Mesoarqueno da região. A esse período pode-se relacionar episódios de abertura de riftes (vale ou depressão alongada) numa crosta pouco espessa, por onde intrudiram lavas básicas e ultrabásicas e se depositaram sedimentos associados. Houve uma intensa atividade tectônica de idade M.A. a M.A., afetando a região, onde se deu ampla granitização e migmitização das rochas pré-existentes. Empurrões de oeste para leste são as representações finais da tectônica Transamazônica. Em suma, ao iniciar-se esse ciclo, teve começo, concomitantemente, a sedimentação do Supergrupo Minas e seus cronocorrelatos. Posteriormente ocorreu a granitogênese transamazônica, com geração de granitos e, ao final do ciclo, empurrões de leste para oeste, que além de sobrepor os granulitos do Complexo Juiz de Fora sobrepuseram o Gnaisse Piedade. Assim como os mapas temáticos gerados anteriormente, foram feitas sobreposições dos pontos de coleta com o mapa geológico apresentado pela COMIG (2002), apresentado na figura O mapa digital dispõe de um banco de dados correlacionando às unidades geológicas e as litologias predominantes, que pode ser consultado diretamente no ambiente digital, sendo estes dados apresentados, resumidamente, nas tabelas para as amostras da Zona da Mata e para as amostras da Zona Metalúrgica e Campo das Vertentes. 119

143 Figura Aspecto da distribuição das ocorrências geológicas para a área de estudo (adaptado da COMIG, 2002). Tabela Unidades geológicas e litologias predominantes relacionadas aos pontos de coleta da Zona da Mata (baseado na COMIG, 2002). Amostra Unidade Geológica Litologia Predominante ZM01 Complexo Juiz de Fora Gnaisse Charnockito ZM02 Complexo Juiz de Fora Gnaisse Charnockito ZM03 Complexo Juiz de Fora Gnaisses granulítico ZM04 Complexo Juiz de Fora Gnaisse Charnockito ZM05 Complexo Mantiqueira Granitóides ZM06 Complexo Juiz de Fora Gnaisse Charnockito ZM07 Complexo Mantiqueira Granitóides ZM08 Complexo Paraíba do Sul Gnaisses ZM09 Complexo Juiz de Fora Gnaisse Charnockito ZM10 Complexo Juiz de Fora Gnaisse Charnockito ZM11 Complexo Paraíba do Sul Gnaisses ZM12 Complexo Juiz de Fora Gnaisse Charnockito ZM13 Complexo Juiz de Fora Gnaisse Charnockito ZM14 Complexo Juiz de Fora Gnaisse Charnockito ZM15 Complexo Juiz de Fora Gnaisse Charnockito ZM16 Complexo Juiz de Fora Gnaisse Charnockito Com base no trabalho do DNPM (1983), apresenta-se a seguir resumidamente, algumas informações das principais unidades geológicas que foram relacionadas. 120

144 Tabela Unidades geológicas e litologias predominantes relacionadas aos pontos de coleta da Zona Metalúrgica e Campo das Vertentes (baseado na COMIG, 2002). Amostra Unidade Geológica Litologia Predominante MV01 Complexo Mantiqueira Granitóides MV02 Grupo São João Del Rei Metassedimentares MV03 Grupo São João Del Rei Metassedimentares MV04 Complexo Barbacena Granitos e quartzo-dioritos MV05 Grupo Itabira Itabirito MV06 - Batólito granítico e pegmatitos MV07 Grupo São João Del Rei Metacalcários MV08 Grupo Nova Lima Seqüência vulcano-sedimentar MV09 Complexo Barbacena Gabro SL01 Formação Aquidauana Arenitos e conglomerados SL02 Complexo Varginha Granulitos e gnaisses charnockitícos SL03 Complexo Varginha Granulítos e gnaisses charnockitícos SL04 Grupo Andrelândia Seqüências metassedimentares e mica-xistos SL05 Complexo Varginha Granulitos e gnaisses graníticos á tonalíticos SL06 Complexo Campos Gerais Gnaisses e tonalito-trondjeemito SL07 Complexo Amparo Gnaisses porfiróides SL08 Grupo Andrelândia Seqüências metassedimentares e mica-xistos Complexo Juiz de Fora: O Complexo estende-se na direção nordeste-sudoeste desde Volta Redonda até Vale do Rio Doce, numa extensão de 360 Km. Caracteriza a Série Juiz de Fora pelas rochas de suíte charnockítica de idade MA, a qual foi interpretada como sendo metassedimentos, que foram granitizadas e tectonizadas no Ciclo Transamazônico, em ambientes de alta temperatura. As rochas desse Complexo caracterizam-se por se encontrar em fácies granulito, estruturalmente se apresentando como migmatitos, gnaisses e cataclasitos. Complexo Paraíba do Sul O Complexo Paraíba do Sul compõe o embasamento do Cinturão Móvel Atlântico, expondo-se nos limites dos Estados Minas Gerais e Bahia, até o litoral sul paulista, estendendo-se pelos estados do Espírito Santo e Rio de Janeiro. Esta associado a litologias da Faixa Paraíba como sendo formado por gnaisses diversos, migmatitos e charnockitos de idade Paleo-Meso Arqueano. Todo esse conjunto de rochas sofreu metamorfismo nas fácies anfibolítica e granulítica. Complexo Barbacena O Complexo Barbacena distribui-se em duas extensas áreas da região cratônica da Folha SF 23 RJ, uma a oeste numa área de Km 2 e outra a leste Km 2. A Série Barbacena está associada a um conjunto de rochas xistosas, básicas e meta-básicas, 121

145 extremamente granitizadas que teriam sido formadas em ambiente geosinclinal. O Complexo Barbacena representa o embasamento do Cráton Paramirim. Grupo São João Del Rei O Grupo São João Del Rei situa-se na região centro sul de Minas Gerais, alguns quilômetros a oeste de Barbacena. Esse Grupo foi subdividido em cinco formações: Caranaíba, Barroso, Prados, Tiradentes e Carandaí, sendo as quatro primeiras resultantes de diferenças provenientes de mudanças de fácies sedimentares devido a variações do ambiente de sedimentação, e a última, resultante de variação de maior grau metamórfico. As rochas presentes são metassedimentos de baixo grau metamórfico. Complexo Varginha Localizada nas cidades de Varginha, Alfenas, Serrania, Machado e Guaxupé, no sudoeste mineiro e São José do Rio Pardo e São João da Boa Vista, no nordeste paulista. As rochas que caracterizam o Complexo Varginha tem idade Transamazônica rejuvenescidas no Brasiliano e, exibem estruturas gnáissicas homogêneas ou bandadas e gradativamente passam a domínios migmatitícos. Extensos afloramentos de granulitos são visíveis em áreas desse Complexo. Grupo Andrelândia Localizada principalmente nas Folhas Barbacena, onde foi definido, Varginha e Franca. O Grupo Andrelândia de idade Proterozóico Inferior, é subdividido em três unidades de acordo com o crescente grau de metamorfismo, que aumenta de norte para sul e de noroeste para sudeste. Seqüências metassedimentares e mica-xistos estão reunidas nesse Grupo. Vê-se que a formação geológica básica está associada a ocorrência de rochas metamórficas, principalmente do tipo gnaisse, o que implica em uma geomorfologia movimentada, com formação de solos minerais predominantemente não hidromórficos. Cerca de 75% das amostras, correspondente à região da Zona da Mata, apresenta a base Charnockítica. Para a região do Sul de Minas, observa-se também o gnaisse como litologia predominante, e dois pontos em ambiente de micaxisto. Uma única amostra apresentou como base litológica o arenito e conglomerados. A Zona Metalúrgica e Campo das Vertentes apresentou as maiores variações geológicas, com ocorrência de Granitos, Granitóides, Quartzo-Dioritos, Pegmatitos, sucessões metadetríticas e formações metasedimentares e metacalcáreos, além de seqüência vulcano-sedimentar e Gabro. 122

146 6. 4 Caracterização Pedológica dos Solos No campo foi adotado o seguinte procedimento: identificada visualmente determinada ocorrência pedológica, geralmente aproveitando os horizontes de solos expostos nos cortes existentes nas rodovias, era feita com o auxílio de uma pequena pá de mão, uma limpeza localizada e uma inspeção tátil-visual para o reconhecimento do material. Em seguida, sendo identificada e confirmada a classe pedológica prevista, era feita a limpeza de uma faixa de cerca de 1,00m, desde o topo, até o ponto mais baixo do corte. Era então esticada uma fita graduada de 5 em 5 cm e determinadas as espessuras dos horizontes. A foto ilustra um dos perfis sendo analisado no campo. Foi especialmente elaborada uma planilha para ser preenchida no campo, com os dados e informações gerais de identificação dos pontos de coleta, as características de ordem geral do local e da rodovia, descrição da formação geotécnica do solo, as coordenadas e a altitude do local, entre outras. Atenção especial foi dada às características pedologiacas. Para a caracterização do perfil de solo foram identificados no campo aspectos relacionados à morfologia como textura, estrutura, características dos horizontes, e determinada a cor do solo na escala de MUNSSELL (2000), na profundidade que foi coletado. São apresentados na tabela os dados referentes aos horizontes identificados, a profundidade de coleta e a cor do solo úmido, no momento da coleta, e na condição seca, obtida posteriormente no laboratório. Foto Exemplo de registro do trabalho de campo na identificação dos horizontes pedológicos e da profundidade do ponto de coleta. 123

147 Quando não foi possível identificar a espessura total de um horizonte, registrou-se na profundidade máxima alcançada o sinal de + para indicar que tal profundidade não corresponde à transição entre horizontes. A classe pedológica era então avaliada preliminarmente ali no campo. Para a confirmação da variação pedológica, no entanto, foram considerados os resultados dos ensaios adicionais realizados em laboratório. Tabela Dados referentes aos horizontes, profundidade de coleta e a cor do solo, para todas as amostras coletadas para este estudo. Horizontes (cm) Profundidade Cor (Munsell) Amostra de coleta A B C (cm) úmida seca ZM ,00-2,50 7,5 YR 6/8 7,5YR 5/6 ZM ,30-3,80 5YR 4/6 7,5YR 5/8 ZM ,60-2,10 7,5 YR 6/6 7,5YR 6/6 ZM ,50-2,00 10YR 4/6 10YR 5/8 ZM ,80-2,30 2,5YR 4/8 7,5YR 5/6 ZM ,80-2,30 2,5YR 2,5/4 2,5YR 4/6 ZM ,40-2,90 2,5YR 4/6 5YR 5/6 ZM ,70-2,20 7,5 YR 4/6 10YR 6/6 ZM ,40-1,90 7,5 YR 4/6 7,5YR 5/6 ZM ,80-2,20 7,5 YR 4/6 10YR 6/6 ZM ,30-5, YR 4/5 10YR 6/6 ZM ,60-3,10 7,5 YR 4/6 7,5YR 5/6 ZM ,10-2,60 7,5 YR 4/6 7,5YR 5/6 ZM ,30-3,80 7,5 YR 4/6 5YR 5/6 ZM ,30-2,80 2,5YR 3/6 5YR 5/6 ZM ,70-3,20 7,5 YR 4/6 7,5YR 5/6 MV ,90-3,40 7,5YR 4/6 7,5YR 5/8 MV ,10-2,60 2,5 YR 3/6 2,5YR 5/6 MV ,00-2,50 10R 3/6 2,5YR 4/8 MV ,70-2,20 2,5YR 2,5/4 2,5YR 4/6 MV ,70-2,20 10R 3/3 10R 4/6 MV ,50-2,00 5 YR 4/6 7,5YR 5/6 MV ,00-2,50 2,5 YR 3/6 2,5YR 4/6 MV ,20-1,70 2,5YR 3/6 2,5YR 3/6 MV ,30-1,80 2,5 YR 3/6 2,5YR 4/6 SL ,50-2,00 2,5 YR 2,5/4 10R 3/6 SL ,30-2,80 2,5 YR 3/6 2,5YR 5/6 SL ,50-2,00 2,5 YR 2,5/4 2,5YR 3/6 SL ,80-2,30 2,5YR 4/6 2,5YR 5/8 SL ,60-2,10 2,5 YR 4/8 5YR 5/6 SL ,20-1,70 10R 3/6 2,5YR 5/6 SL ,60-2,10 2,5 YR 3/6 5YR 5/6 SL ,60-2,10 10R 3/6 5YR 5/6 124

148 Para os trabalhos de coleta das amostras de solo, dispunha-se basicamente de um auxiliar de laboratório, um veículo de passeio, um aparelho GPS e um kit de equipamentos para a coleta propriamente dita do material. As fotos e registram exemplos dos trabalhos de campo executados sob a coordenação direta do autor desta tese. Junto ao ponto de coleta eram feitas leituras das coordenadas UTM para o posicionamento global do referido local, com o auxílio de um aparelho GPS de navegação Garmin 12 LX, conforme orientação de ROCHA (2003). Foto Foto Foto Coleta de amostra e registro das informações de campo em planilha. Foto Classificação da cor do solo na escala de Munsell, após coleta. Com o objetivo de caracterização dos perfis, sob o ponto de vista da pedologia, foram realizados alguns ensaios de laboratório. Dentre os ensaios de caracterização química, abordados no item 6. 5, foram realizados ensaios de complexo sortivo, para a determinação de alguns parâmetros de uso comum na caracterização dos solos. Para tanto foram separadas frações de solo passante na peneira n 0 10, com diâmetros dos grãos menores que 2 mm, correspondente ao que se designa como terra fina. Estas amostras foram encaminhadas para o laboratório de Água, Solos e Plantas da EMBRAPA SOLOS, do Rio de Janeiro, onde foram realizados estes ensaios. As tabelas e apresentam os resultados obtidos para as amostras da Zona da Mata e para as amostras da Zona Metalúrgica e Campos das Vertentes, respectivamente. Neste ensaio foram determinadas as bases trocáveis (Ca, Mg, Na e K) e a sua soma valor S, o valor T (CTC capacidade de troca catiônica que representa a atividade da argila), relacionado às partículas de menor dimensão, seu diâmetro e superfície específica, e a processos físicos-químicos como intemperismo, absorção de nutrientes pelas plantas, expansão, contração das argilas etc. 125

149 Tabela Resultados dos ensaios de complexo sortivo para as amostras da Zona da Mata, deste estudo. Amostra Complexo Sortivo (cmolc/kg) Ca ++ Mg ++ K + Na + Valor S Al +++ H + Valor T Valor V Sat. Base 100 Al +++ P assim. S + Al +++ mg / kg ZM01 0, 3 0,01 0,05 0,4 0,1 2,4 2, ZM02 0, 2 0,01 0,01 0,2 0,0 1,5 1, ZM03 0, 2 0,03 0,01 0,2 0,0 0,8 1, ZM04 0, 6 0,01 0,01 0,6 0,3 2,3 3, ZM05 0, 1 0,01 0,01 0,1 0,0 1,5 1, ZM06 0,5 1,0 0,02 0,01 1,5 0,2 2,4 4, ZM07 0, 1 0,02 0,00 0,1 0,0 1,5 1, ZM08 0, 2 0,02 0,02 0,2 0,7 3,3 4, ZM09 0, 1 0,01 0,01 0,1 0,6 3,0 3, ZM10 0, 1 0,01 0,01 0,1 0,6 2,5 3, ZM11 0, 1 0,11 0,01 0,2 0,0 1,8 2, ZM12 0, 3 0,01 0,01 0,3 0,0 2,0 2, ZM13 0, 1 0,01 0,01 0,1 0,3 3,3 3, ZM14 0, 2 0,01 0,01 0,2 0,0 1,6 1, ZM15 0, 3 0,01 0,01 0,3 0,0 2,1 2, ZM16 0, 1 0,01 0,01 0,1 0,0 1,8 1,

150 Tabela Resultados dos ensaios de complexo sortivo para as amostras da Zona Metalúrgica e Campo das Vertentes, deste estudo. Amostra Complexo Sortivo (cmolc/kg) Ca ++ Mg ++ K + Na + Valor S Al +++ H + Valor T Valor V Sat. Base 100 Al +++ P assim. S + Al +++ mg / kg MV01 0, 1 0,01 0,01 0,1 0 1,5 1, MV02 0, 1 0,01 0,01 0,1 0 0,7 0, MV03 0, 1 0,04 0,01 0,2 0 1,6 1, MV04 0, 1 0,01 0,01 0,1 0 1,2 1, MV05 0, 1 0,02 0,02 0,1 0 4,4 4, MV06 0, 1 0,03 0,01 0,1 0 2,0 2, MV07 0, 8 0,02 0,01 0,8 0 0,7 1, MV08 2,6* 0,4* 0,02 0,01 3,0 0 1,8 4, MV09 0, 1 0,01 0,01 0,1 0 1,0 1, SL01 0, 4 0,04 0,01 0,5 0 1,6 2, SL02 0, 1 0,01 0,01 0,1 0 1,8 1, SL03 0, 1 0,02 0,01 0,1 0,2 5,7 6, SL04 0, 1 0,04 0,01 0,1 0 1,2 1, SL05 0, 1 0,08 0,01 0,2 0 1,3 1, SL06 0, 4 0,03 0,01 0,4 0 1,8 2, SL07 0, 1 0,03 0,03 0,2 0 1,3 1, SL08 0, 1 0,01 0,01 0,1 0 1,2 1, * Análise repetida e resultado confirmado. 127

151 Foi determinado também o parâmetro V, que corresponde à saturação de bases, sendo função de S e T. Este parâmetro permite definir a condição de fertilidade dos solos. Outros parâmetros determinados estão relacionados ao alumínio trocável e a assimilação de fósforo pelo solo. Em relação às bases trocáveis - parâmetro S, pode-se observar que do conjunto de amostras, as de número ZM06 e MV08 apresentam os maiores valores, o que pode sugerir serem estes dois materiais os menos alterados, entre os analisados, uma vez que quanto maior este parâmetro, menos alterado é o material. Quanto à capacidade de troca catiônica, a EMBRAPA (1999) indica que as argilas de atividade alta (Ta) apresentam valor para T igual ou superior a 27 cmol c /Kg de argila, e atividade baixa (Tb) quando apresentam valor inferior a esse. Assim, observa-se que as amostras estudadas, apresentam na sua totalidade, atividade baixa. Para os valores de saturação de bases, pode-se concluir que só dois dos materiais, MV07 e MV08 apresentam valores superiores a 50%, conseqüentemente sendo classificados como eutróficos. As coordenadas UTM de localização dos pontos de coleta foram sobrepostas ao mapa de solos de GeoMinas (2002), com o auxílio do geoprocessamento, visando a identificação da variação pedológica indicada neste mapa para posteriormente comparação com as classes obtidas a partir do presente estudo. As figuras 6. 11, e mostram as sobreposições para as regiões da Zona da Mata, Zona Metalúrgica e Campo das Vertentes, e para a região do Sul de Minas, respectivamente. As classes pedológicas para as amostras estudadas neste trabalho foram obtidas levando em consideração todos os elementos levantados no campo e particularmente os seus teores de ferro (Fe 2 O 3 ), a sua cor, o coeficiente de alteração geoquímica do solo Ki, apresentado no item seguinte, e o valor obtido para a saturação de bases, conforme apresentado por OLIVEIRA et al (1992). As tabelas e apresentam a classificação pedológica obtidas para as amostras, segundo a nomenclatura consagrada e a nova nomenclatura apresentada pelo sistema de classificação de solos da EMBRAPA (1999). São incluídas nesta tabela as indicações obtidas na sobreposição do mapa de solos do GeoMinas (2002), segundo a nomenclatura abreviada: LV: Latossolo Vermelho-Amarelo PV: Podzólico Vermelho-Amarelo LE: Latossolo Vermelho-Escuro PE: Podzólico Vermelho-Escuro LR: Latossolo Roxo C: Cambissolo A figura apresenta um resumo do número de amostras por variação pedológica identificada na classificação. 128

152 LV PV LE N C LV S/ escala LV: Latossolo Vermelho-Amarelo PV: Podzólico Vermelho-Amarelo LE: Latossolo Vermelho-Escuro PE: Podzólico Vermelho-Escuro LR: Latossolo Roxo C: Cambissolo Figura Localização dos pontos de coleta sobre o mapa de solos do GeoMinas (2002), para a Zona da Mata. PV LF N LE LV C S/ escala LV: Latossolo Vermelho-Amarelo PV: Podzólico Vermelho-Amarelo LE: Latossolo Vermelho-Escuro PE: Podzólico Vermelho-Escuro LR: Latossolo Roxo C: Cambissolo Figura Localização dos pontos de coleta sobre o mapa de solos do GeoMinas (2002), para a Zona Metalúrgica e Campo das Vertentes. 129

153 LR PV N LE C LV S/ escala LV: Latossolo Vermelho-Amarelo PV: Podzólico Vermelho-Amarelo LE: Latossolo Vermelho-Escuro PE: Podzólico Vermelho-Escuro LR: Latossolo Roxo C: Cambissolo Figura Localização dos pontos de coleta sobre o mapa de solos do GeoMinas (2002), para o Sul de Minas. Tabela Classificação pedológica para as amostras ZM, segundo as nomenclaturas consagrada e do sistema de classificação de solos da EMBRAPA (1999) e as indicações obtidas no mapa de solos do GeoMinas (2002). Amostra Classificação Pedológica Mapa de nomenclatura consagrada EMBRAPA (1999) Solos* ZM01 Latossolo Vermelho-Amarelo Latossolo Amarelo Distrófico LV ZM02 Latossolo Vermelho-Amarelo Latossolo Vermelho- Amarelo Distrófico LV ZM03 Latossolo Vermelho-Amarelo Latossolo Amarelo Distrófico PE ZM04 Podzólico Vermelho-Amarelo Argissolo Amarelo Distrófico LV ZM05 Latossolo Vermelho-Escuro Latossolo Vermelho Distrófico LV ZM06 Latossolo Vermelho-Escuro Latossolo Vermelho Distrófico LV ZM07 Latossolo Vermelho-Amarelo Latossolo Vermelho Distrófico PV ZM08 Latossolo Vermelho-Amarelo Latossolo Amarelo Distrófico LV ZM09 Latossolo Bruno Latossolo Amarelo Distrófico LV ZM10 Latossolo Vermelho-Amarelo Latossolo Amarelo Distrófico LV ZM11 Latossolo Vermelho-Amarelo Latossolo Amarelo Distrófico LV ZM12 Latossolo Vermelho-Amarelo Latossolo Amarelo Distrófico LV ZM13 Latossolo Vermelho-Amarelo Latossolo Amarelo Distrófico LV ZM14 Latossolo Bruno Latossolo Amarelo Distrófico LV ZM15 Latossolo Vermelho-Escuro Latossolo Vermelho Distrófico LV ZM16 Latossolo Bruno Latossolo Amarelo Distrófico LV * Nomenclatura abreviada 130

154 Tabela Classificação pedológica para as amostras MV e SL, segundo às nomenclaturas consagrada e do sistema de classificação de solos da EMBRAPA (1999) e as indicações obtidas no mapa de solos de GeoMinas (2002). Amostra Classificação Pedológica nomenclatura consagrada EMBRAPA (1999) MV01 Latossolo Vermelho-Amarelo Latossolo Amarelo Distrófico C MV02 Latossolo Bruno Latossolo Vermelho Distrófico C MV03 Latossolo Roxo Latossolo Vermelho Distrófico LV MV04 Latossolo Roxo Latossolo Vermelho Distroférricos C MV05 Latossolo Ferrífero Latossolo Vermelho Perférricos C Mapa de Solos* MV06 Latossolo Vermelho-Amarelo Latossolo Vermelho- Amarelo Distrófico C MV07 Latossolo Vermelho-Escuro Latossolo Vermelho Eutrófico LV MV08 Podzólico Vermelho-Escuro Argissolo Vermelho Eutróficos C MV09 Podzólico Vermelho-Amarelo Argissolo Vermelho Distrófico C SL01 Latossolo Vermelho-Escuro Latossolo Vermelho Distrófico LR SL02 Latossolo Bruno Latossolo Vermelho Distrófico PV SL03 Latossolo Roxo Latossolo Vermelho Distrófico LV SL04 Podzólico Vermelho-Escuro Argissolo Vermelho Distrófico LE SL05 Latossolo Vermelho-Amarelo Latossolo Vermelho Distrófico LE SL06 Podzólico Vermelho-Escuro Argissolo Vermelho Distrófico LV SL07 Latossolo Vermelho-Amarelo Latossolo Vermelho Distrófico PV SL08 Latossolo Vermelho-Amarelo Latossolo Vermelho Distrófico LV * Nomenclatura abreviada Classes de Solo da Pesquisa LV - Latossolo Vermelho Amarelo LE - Latossolo Vermelho Escuro LB - Latossolo Bruno LR - Latossolo Roxo LF - Latossolo Ferrífero 5 PV - Podzólico Vermelho Amarelo PE - Podzólico Vermelho Escuro 5 Figura Número de amostras deste estudo por variação pedológica, segundo a classificação obtida (nomenclatura consagrada) 6. 5 Caracterização Química e Mineralógica dos Solos Com o objetivo de caracterizar as amostras de solo no laboratório, além dos ensaios tradicionalmente utilizados na área de geotecnia apresentados no item seguinte, foram realizadas análises químicas e mineralógicas em todas as amostras coletadas. 131

155 Foram inicialmente separadas para os ensaios químicos as frações de solo passante na peneira n 0 10 (2 mm) e para a avaliação qualitativa da mineralogia predominante nestes solos, a fração passante na peneira n (0,074 mm). A foto mostra as frações de solo separadas para os referidos ensaios. As análises químicas foram feitas no setor de Química dos solos do laboratório de Geotecnia da COPPE/UFRJ (foto 6. 15), constando de ensaios de determinação de PH, de sílica (SiO2), alumina (Al 2 O 3 ), ferro (Fe 2 O 3 ) e de perda ao fogo, com o objetivo de determinar, entre outros, os índices de intemperismo Ki e Kr. Foram adotados os seguintes procedimentos, na realização dos ensaios:. ph Misturou-se 10g de solo que passa na peneira n 10 (2mm), seco ao ar com 25ml de H 2 O deionizada e mediu-se o ph após uma hora, através do medidor de ph, marca Analion (PM 606 F), com eletrodo de vidro combinado marca Analion modelo V- 620 A. As leituras foram também realizadas substituindo a água deionizada por solução KCl (1N).. %Si, %Fe 2 O 3, %Al 2 O 3 Pesou-se 1 a 2g de solo que passa na peneira n 10 (2mm) seco a 105 C, em balança analítica, calcinando-se a 600 C por 2 horas. Passou-se então para erlenmeyer de 250 ml com auxílio de ácido sulfúrico (H 2 SO 4 1:1) realizando-se ataque a quente com condensador de refluxo durante uma hora. No filtrado (extrato sulfúrico) foram dosados o ferro e o alumínio, e o resíduo foi fervido com NaOH 0,5N por 5 minutos e filtrado. Neste extrato alcalino foi determinada a sílica e o resíduo final foi calcinado a 1.000ºC determinando-se a quantidade de material não atacado (resíduo %). Nesse tipo de tratamento somente os argilominerais são atacados. O óxido de ferro foi determinado por complexometria pelo EDTA (ácido complexante de metais), utilizando o ácido salicílico e titulando com ZnSO 4. Já o óxido de alumínio foi obtido por complexometria pelo EDTA (ácido complexante de metais), após a separação do ferro, e titulando ZnSO 4 utilizando o xilenol orange com indicador. A porcentagem de sílica foi determinada por método colorimétrico com molibdato de amônia, desenvolvendo o composto amarelo, que absorve em = 410nm (10-9 m).. P %(perda ao fogo) foi obtida pela diferença de peso do solo ao ser calcinado a 600ºC em relação ao solo seco a 105ºC. 132

156 Foto Foto Foto Frações de solo separadas para os ensaios de química e mineralogia Foto Laboratório de Química dos solos laboratório de Geotecnia da COPPE/UFRJ, onde foram realizados os ensaios e análises químicas.. Ki e Kr (índices de intemperismo) calculados pelas relações moleculares sílica/alumina (Ki) e sílica/sesquióxidos (Kr), para situar o estagio de alteração geoquímica dos solos. São apresentados na tabela os resultados das análises químicas realizadas para todas as amostras de solo, assim como o valor de teor de umidade das amostras de solos preparados e secos ao ar (umidade higroscópica), que serve como um indicativo da fração fina presente na amostra. Para melhor visualização e interpretação dos resultados é apresentado na figura um gráfico com a linha de igualdade para os valores determinados de ph segundo os dois procedimentos adotados, e na figura os resultados do ensaio de ataque sulfúrico e de perda ao fogo, em forma de gráfico de barra com os percentuais obtidos. Valores de ph 8,0 7,5 7,0 6,5 ph (KCl) 6,0 5,5 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 ph (H2O) Amostras ZM Amostras MV Amostras SL Figura Gráfico com os valores determinados de ph segundo os dois procedimentos adotados, para as amostras deste estudo. 133

157 Tabela Resultados dos ensaios de química e teor de umidade seco ao ar das amostras deste estudo. Amostra P% Ataque Sulfúrico ph W SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 Res. hig H % % % % 2 O KCl (%) ZM01 11,37 22,8 25,00 10,30 29,09 4,67 4,51 5,51 ZM02 11,40 20,6 24,10 10,10 30,28 5,08 5,26 9,33 ZM03 11,93 16,9 26,00 8,70 34,87 5,07 5,85 9,97 ZM04 10,58 22,2 26,20 12,90 29,77 4,75 4,16 6,72 ZM05 10,02 21,2 23,00 13,60 27,80 5,11 4,9 6,92 ZM06 10,45 24,8 22,70 11,50 26,87 4,31 4,53 5,46 ZM07 11,77 20,8 26,20 11,30 26,40 5,33 5,4 5,11 ZM08 11,45 19,1 25,40 9,70 32,34 4,39 3,98 4,97 ZM09 12,13 20,1 25,80 13,20 25,44 4,53 4,06 3,52 ZM10 10,86 19,1 23,30 9,60 34,16 4,31 4,07 9,92 ZM11 10,62 20,3 23,30 9,80 32,05 4,46 4,71 5,49 ZM12 12,66 12,4 23,40 10,70 37,43 4,85 5,51 4,02 ZM13 12,78 17,6 23,00 16,00 25,15 4,05 4,47 11,86 ZM14 14,58 18,8 30,80 15,50 15,94 5,00 5,49 4,60 ZM15 10,28 21,3 21,20 10,30 33,08 5,20 4,98 4,94 ZM16 16,17 15,0 30,10 14,40 19,41 4,42 5,45 4,93 MV01 13,31 11,20 23,70 8,60 40,67 5,78 6,09 8,01 MV02 14,92 19,50 29,80 15,00 17,54 5,67 6,33 6,53 MV03 19,35 15,90 36,50 17,60 6,99 5,37 6,08 7,18 MV04 18,89 9,43 30,60 25,30 11,12 5,22 6,63 8,24 MV05 13,91 0,93 9,30 40,60 29,30 4,70 5,59 9,00 MV06 12,99 17,20 24,70 8,60 33,62 4,57 5,58 11,00 MV07 19,44 5,23 32,80 12,30 27,02 6,35 6,85 6,57 MV08 14,15 22,00 25,40 20,50 14,38 5,86 6,15 4,75 MV09 21,72 8,41 33,50 18,40 11,17 5,67 6,68 3,11 SL01 5,23 8,20 10,50 8,00 65,29 5,09 4,8 1,55 SL02 13,47 21,80 26,80 13,00 22,53 5,38 5,53 4,02 SL03 14,73 17,50 28,20 12,00 23,58 4,88 4,39 6,63 SL04 14,19 15,10 30,50 12,60 22,00 5,63 5,6 6,25 SL05 9,67 18,40 22,30 6,30 40,60 5,32 5,33 5,82 SL06 10,67 13,80 20,80 8,80 42,70 5,23 5,53 4,11 SL07 11,86 14,40 23,40 11,30 35,37 5,54 5,67 8,01 SL08 10,07 14,30 20,30 9,10 42,85 5,31 5,89 6,53 Vê-se que, de forma geral, os solos da região da Zona da Mata apresentam uma certa uniformidade para os resultados obtidos para 14 amostras, apenas as amostras ZM14 (menor quantidade de resíduos) e ZM 16 (menor quantidade de resíduo e maior de alumina) apresentaram resultados um pouco diferentes. As amostras do Sul de Minas não apresentaram resultados muito diferentes das amostras Zona da Mata, ressaltando que as de número SL05 a SL08 apresentaram maior quantidade de resíduos, após o 134

158 ataque com o ácido sulfúrico. Exceção de comportamento apresenta a amostra SL01, tendo sido obtido mais de 65% de resíduos após o ataque. Observa-se que para estas duas regiões foi observado uma formação geológica semelhante, com a predominância de gnaisses como formação básica, diferente da formação geológica da Zona Metalúrgica e Campo das Vertentes. Para as amostras da região da Zona Metalúrgica e Campo das Vertentes, de relevo ondulado a forte ondulado, cujas amostras foram coletadas a uma altitude média de 1043m, os resultados obtidos foram bem diversificados. Das oito amostras duas (MV01 e MV06) poderiam ser comparadas às duas regiões anteriormente analisadas. De modo geral apresentam quantidade de resíduo menor e maior percentagem de ferro, sendo que para três amostras a quantidade de sílica observada foi menor que a de alumina. A amostra de Latossolo Ferrífero MV05, cuja unidade geológica corresponde ao Grupo Itabira, apresenta elevado nível de Fe 2 O 3 (mais de 40%) e praticamente ausência de sílica, apresentando relação direta com a sua formação geológica. Quanto aos valores de ph determinados em água, obteve-se, com exceção de uma amostra, resultados acima de 4,0 e abaixo de 6,0, indicando se tratar de solos moderadamente ácidos (mais evidente para os solos MV) a fortemente ácidos (mais evidente para os solos ZM), conforme EMBRAPA (1999). Na comparação dos dois métodos utilizados na determinação do ph, obteve-se resultados variáveis para um método em relação ao outro, com exceção dos solos da região da Zona Metalúrgica e Campo das Vertentes que apresentaram todas as determinações em KCl maior do que em H 2 O. Os resultados para os índices de intemperismo Ki (relação SiO 2 /Al 2 O 3 ) e Kr (SiO 2 / Al 2 O 3 + Fe 2 O 3 ) são apresentados na tabela e ilustrado na figura 6. 17, para efeito de análise comparativa. Quanto menor o valor de Ki para um solo de um determinado horizonte, tanto mais adiantado o estágio de intemperização dos constituintes minerais, e o valor 2,0 equivale a composição da caulinita e 2,2 o limite superior para os latossolos, de constituição relativamente menos intemperizada. Todos os valores de Ki e Kr resultam menores que 2,0, apresentando as amostras ZM06 (1,86) e ZM15 (1,71) os maiores valores para Ki, indicando teor elevado de caulinita. Os valores de Ki para as amostras ZM e SL, variaram de 0,84 a 1,57, excetuando as duas amostras citadas acima. Para a região da Zona Metalúrgica e 135

159 Campos das Vertentes foram observados os menores valores para Ki. A amostra de latossolo ferrífero (MV05) apresenta valor de apenas 0,17 para o Ki e outras como as MV04, MV07 e MV09 valores igualmente baixos de 0,27 a 0,52. Tabela Valores para os índices de intemperismo Ki e Kr das amostras deste estudo. Amostra Ki Kr Amostra Ki Kr ZM01 1,55 1,23 MV01 0,80 0,65 ZM02 1,45 1,15 MV02 1,11 0,84 ZM03 1,10 0,91 MV03 0,74 0,57 ZM04 1,44 1,09 MV04 0,52 0,34 ZM05 1,57 1,14 MV05 0,17 0,04 ZM06 1,86 1,40 MV06 1,18 0,97 ZM07 1,35 1,06 MV07 0,27 0,22 ZM08 1,28 1,03 MV08 1,47 0,97 ZM09 1,32 1,00 MV09 0,43 0,32 ZM10 1,39 1,10 SL01 1,33 0,89 ZM11 1,48 1,17 SL02 1,38 1,06 ZM12 0,90 0,70 SL03 1,05 0,83 ZM13 1,30 0,90 SL04 0,84 0,67 ZM14 1,04 0,79 SL05 1,40 1,19 ZM15 1,71 1,30 SL06 1,13 0,89 ZM16 0,85 0,65 SL07 1,05 0,80 SL08 1,20 0,93 Observa-se contudo que estes valores podem não indicar muito bem a condição de grau de intemperização, uma vez que a baixa percentagem de sílica obtida para as amostras e diretamente relacionada com estes índices, pode estar associada à natureza da formação geológica da área de ocorrência destes solos. Para a amostra MV05 tem-se como litologia correspondente, o itabirito que é uma rocha metamórfica com elevado teor de ferro (Fe 2 O 3 ) e baixo teor de sílica (SiO 2 ). Outro exemplo, em que o valor baixo de Ki pode não expressar bem o grau de intemperismo, é o da amostra MV09 em que o mapa geológico indicou a presença do Complexo Barbacena (em que se inclui o MV04) com litologia local de gabro, que é uma rocha ígnea que apresenta basicamente os minerais plagioclásio e piroxênio. Para a amostra MV07 tem-se também como litologia local o metacalcáreo que é constituído basicamente do mineral calcita (CaCO 3 ), não contribuindo para a formação de solo de composição de sílica. 136

160 Análise Química MV01 MV02 MV03 MV04 MV05 MV06 MV07 MV08 MV09 SL01 SL02 SL03 SL04 SL05 SL06 SL07 SL Amostra Análise Química Figura Gráficos com os resultados das análises químicas realizadas nas amostras deste estudo. 137 Perda ao Fogo Si2O3 Al2O3 Fe2O3 Residuo (%) ZM01 ZM02 ZM03 ZM04 ZM05 ZM06 ZM07 ZM08 ZM09 ZM10 ZM11 ZM12 ZM13 ZM14 ZM15 ZM16 Amostra Perda ao Fogo Si2O3 Al2O3 Fe2O3 Residuo. (%)

161 valor Ki e Kr 2,0 1,8 1,55 1,6 1,45 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 1,10 1,57 1,44 1,86 1,35 1,28 1,32 1,391,48 0,90 1,30 1,04 1,71 0,85 0,80 1,11 0,74 0,52 0,17 1,18 0,27 1,47 0,43 1,33 1,38 1,05 0,84 1,40 1,13 1,05 1,20 ZM01 ZM02 ZM03 ZM04 ZM05 ZM06 ZM07 ZM08 ZM09 ZM10 ZM11 ZM12 ZM13 ZM14 ZM15 ZM16 MV01 MV02 MV03 MV04 MV05 MV06 MV07 MV08 MV09 SL01 SL02 SL03 SL04 SL05 SL06 SL07 SL08 amostra Ki Kr Figura Resultados para os índices de intemperismo Ki (valor numérico em destaque) e Kr das amostras deste estudo. A constituição da fração argila dos solos tropicais, sobretudo dos lateríticos, desempenha um papel decisivo no comportamento peculiar desses solos, quando comparados com aqueles similares granulometricamente, considerados na bibliografia geotécnica de países situados em climas não tropicais. Daí a necessidade de se conhecer as peculiaridades de constituição dos solos tropicais, mesmo que a sua determinação só possa ser feita excepcionalmente (NOGAMI e VILLIBOR, 1995). Na identificação dos constituintes minerais da fração argila, podem ser utilizados métodos tais como: difratometria de raio-x, microscopia eletrônica de varredura, análise térmica diferencial, análise química quantitativa, etc. Neste nosso trabalho foram realizados ensaios de difração de raio-x para a caracterização dos argilominerais predominantes e óxidos e hidróxidos de ferro e alumínio. Estes ensaios foram realizados no laboratório de Geologia de Engenharia do Instituto de Geociências da UFRJ, com o difratômetro modelo RIGAKU GEIGERFLEX, tendo sido observados os procedimentos e métodos descritos por POLIVANOV (1984) e POLIVANOV (2000). A fração argila foi separada das demais, sendo preparada uma lâmina da fração pelo método da esfregação (orientada). Foram ainda realizados difratometrias em lâminas previamente glicoladas e aquecidas. Os principais constituintes minerais da fração argila, isto é, da parte formada de grãos de diâmetro inferior a 0,002mm são os argilominerais e os óxidos e hidróxidos de ferro e/ou alumínio. Os argilominerais são silicatos de alumínio hidratados, podendo conter pequena 138

162 quantidade de elementos alcalinos (K, Na, Li) e alcalinos terrosos (Ca e Mg, principalmente). Além disso, o alumínio de sua estrutura cristalina pode ser total ou parcialmente substituído por Fe +++, Fe ++ e Mg ++. Os argilominerais são classificados geralmente com base na sua estrutura atômica, podendo apresentar como principais estruturas atômicas a do tipo 1:1 (Grupo das caulinitas e haloisita) ou do tipo 2:1 (Grupo da montmorilonita ou ilita). Os argilominerais caracterizam-se por possuir uma série de propriedades peculiares, das quais se destacam: a grande superfície específica, as cargas elétricas serem predominantemente negativas, tornar-se plásticos quando apropriadamente umedecidos e, nesta condição, se submetidos à secagem, adquirem considerável resistência, e apresentam grandes variações volumétricas, tanto por perda de umidade, como por aumento de umidade e quando em suspensão aquosa, exibem o fenômeno da floculação (agregação dos grãos) e dispersão, em grau dependente da concentração e da natureza das substâncias químicas em solução. Quanto aos óxidos e hidróxidos de ferro e de alumínio mais freqüentes na fração argila dos solos tropicais, pode-se citar a goetitha, a gibbisita, a hematita e magnetita. Estes óxidos e hidróxidos apesar de possuírem elevada superfície específica e diminutas dimensões, não são plásticos ou são muito pouco plásticos, não são expansivos e possuem uma capacidade de troca catiônica desprezível. Segundo NOGAMI e VILLIBOR (1995) os óxidos de ferro e de alumínio hidratados possuem propriedades cimentantes, desempenhando papel importante na formação de agregados (torrões ou grumos) e concreções lateríticas dos solos lateríticos. Acrescenta que é importante a contribuição dos óxidos de ferro na cor dos solos e as eventuais propriedades pozolânicas dos óxidos de alumínio hidratados. Os resultados destas análises mineralógicas são apresentadas na tabela Observou-se a predominância do argilomineral caulinita para todas as amostras. A gibbisita aparece em maior quantidade para as amostras da região da Zona Metalúrgica e Campo das Vertentes (assim como para a ZM12, SL03, SL04 e SL07), que apresentam características geológicas e químicas diferenciadas das outras duas regiões. Observa-se das 33 amostras analisadas apenas as amostras ZM06 e ZM15 não apresentaram gibbsita, correspondendo estas amostras exatamente a que apresentaram os maiores valores para Ki como já destacado. A goetitha se mostra também presente nas amostras em geral, porém, em menores proporções. 139

163 Tabela Resultados das análises mineralógicas das amostras deste estudo, realizadas no laboratório de Geologia de Engenharia do Instituto de Geociências IGEO/UFRJ. Mineralogia Amostra Argilominerais Óxidos e hidróxidos de ferro e alumínio Caulinita Ilita Gibbsita Goetitha ZM ZM ZM ZM ZM traços + ZM ZM ZM ZM ZM ZM traços + ZM ZM ZM ZM traços ZM MV MV MV MV MV MV MV MV MV SL SL SL SL traços SL traços SL SL SL traços +++ predominante traços: quantidades ínfimas ++ presença secundária -: ausente/não detectada + presente em menores proporções Observa-se que sendo a Gibbsita bem reativa à cal hidratada, e ocorrendo em alguns destes solos com fração significativa, tem-se a perspectiva de uso alternativo destes solos estabilizados quimicamente com a cal em projetos com maior volume de tráfego. 140

164 6. 6 Caracterização Geotécnica Tradicional Um dos objetivos principais de se caracterizar um solo está associado ao enquadramento em uma classe de comportamento geotécnico. Esta classe pode servir como parâmetro de comportamento para um numero grande de amostra que se possa representar ou ainda que se possa estimar o seu comportamento no campo e na obra, ou simplesmente facilitar a compreensão em relação aos materiais em geral. Para a classificação geotécnica são adotados alguns sistemas tradicionalmente utilizados no meio técnico da Engenharia Civil, em que se utilizam resultados de ensaios de laboratório para a obtenção de índices a serem considerados na identificação de determinada classe. Uma das operações que concentrou grandes esforços de mobilização de pessoal e tempo, consistiu na preparação das amostras coletadas, e que correspondeu a cerca de 66 sacos de aproximadamente 25Kg. Nesta etapa do trabalho de Laboratório as amostras, como visto parcialmente na foto 6.16 (no chão, antes de serem preparadas), foram preparadas para os ensaios básicos de caracterização executados no laboratório mostrado na foto e todos os outros previstos na tese, como os referentes às pesquisas da classificação MCT e de comportamento resiliente que são apresentados nos próximos capítulos. Foto Foto Foto Amostras de solo antes da preparação para o conjunto de ensaios Foto Vista parcial das amostras do Setor de Caracterização dos solos do Laboratório de Geotecnia da COPPE. Foram realizados os ensaios de granulometria completa (por peneiramento e sedimentação), de peso específico das partículas sólidas ( densidade dos grãos ) e de limites de Atterberg, todos realizados segundo procedimentos tradicionalmente utilizados 141

165 no meio técnico e atendendo as normas brasileiras. Os resultados obtidos nestes ensaios são apresentados na tabela para as amostras ZM e na tabela para as amostras MV e SL. São destacados nesta tabela, os percentuais correspondentes às frações de pedregulho, areia, silte e argila que são ilustradas na figura % Granulometria % da fração 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% Pedregulho Areia Silte Argila 0% ZM01 ZM02 ZM03 ZM04 ZM05 ZM06 ZM07 ZM08 ZM09 ZM10 ZM11 ZM12 ZM13 ZM14 ZM15 ZM16 MV01 MV02 MV03 MV04 MV05 MV06 MV07 MV08 MV09 SL01 SL02 SL03 SL04 SL05 SL06 SL07 SL08 Amostras Figura Frações granulométricas das amostras de solo pesquisadas neste trabalho Vê-se que os solos estudados apresentam predominância da fração argila entre 50 a 78%, seguida da fração areia entre 20 e 35%. Para todas as amostras foi determinada uma relação entre silte e argila baixa, inferior a 0,36, com exceção da amostra MV05 que apresentou igual proporção silte/argila. As amostras que apresentaram os maiores percentuais de silte foram as MV, confirmando mais uma vez seu comportamento pouco diferenciado das demais. São mostradas as curvas granulométricas obtidas, nas figuras e 6. 20, para as amostras ZM, na figura para as amostras MV e para as amostras SL. Pode-se ver que os conjuntos de amostras ZM e SL apresentam uma certa uniformidade nos resultados, granulometria. As oito primeiras amostras ZM há uma aproximação granulométrica muito grande, com as frações de argila variando em um intervalo muito pequeno (57% a 64%). 142

166 Tabela Resultados dos ensaios de caracterização tradicional dos solos granulometria, densidade dos grãos, limites de Atterberg, Índice de grupo e classificações pelos sistemas USCS e TRB, para as amostras ZM desta pesquisa. Amostra Granulometria (% Passante) Ped. Areia Silte Arg. LL LP IP Classificação 3/ g Sil/Arg IG (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) USCS TRB ZM01 100,0 99,8 99,0 93,4 72,9 2,711 0,2 29,0 11,0 61,0 0,18 62,0 29,5 32,5 19 CH A ZM02 100,0 99,6 99,3 95,6 74,4 2,704 0,4 27,1 8,5 64,5 0,13 76,0 33,0 43,0 20 CH A ZM03 100,0 100,0 99,6 90,5 69,4 2,663 0,0 33,5 5,5 62,5 0,09 74,3 31,3 43,0 18 CH A ZM04 100,0 100,0 99,8 97,0 77,4 2,767 0,0 26,0 12,0 64,0 0,19 79,0 30,4 48,6 20 CH A ZM05 100,0 99,7 98,4 87,7 71,3 2,767 0,3 29,7 10,5 60,5 0,17 73,5 36,5 37,0 19 MH/CH A ZM06 100,0 100,0 99,7 95,5 76,7 2,729 0,0 27,0 16,0 59,0 0,27 62,1 33,1 29,0 20 MH A ZM07 100,0 99,7 96,9 82,5 66,5 2,725 0,3 33,7 9,0 57,0 0,16 68,5 32,9 35,6 18 MH A ZM08 100,0 100,0 99,5 87,4 70,3 2,713 0,0 30,5 6,0 64,0 0,09 66,0 28,9 37,1 19 CH A ZM09 99,8 99,5 97,8 87,9 74,0 2,764 0,5 26,5 7,8 66,0 0,12 74,2 31,9 42,3 20 CH A ZM10 99,6 98,4 97,4 93,8 68,6 2,730 1,6 31,9 10,0 58,0 0,17 73,8 27,5 46,3 18 CH A ZM11 99,7 98,7 96,6 85,5 66,4 2,729 1,3 32,7 5,5 61,0 0,09 90,0 32,7 57,3 17 CH A ZM12 99,7 99,4 98,7 86,2 63,2 2,728 0,6 37,4 8,5 54,5 0,16 69,8 25,4 44,4 16 CH A ZM13 99,8 99,3 98,6 96,2 79,6 2,824 0,7 28,3 16,8 59,0 0,28 81,0 32,9 48,1 20 CH A ZM14 99,8 99,0 98,3 95,4 83,3 2,795 1,0 18,0 10,5 72,0 0,15 69,0 33,5 35,5 20 MH A ZM15 100,0 99,7 99,1 92,3 71,4 2,729 0,3 28,7 8,0 64,0 0,13 80,0 46,6 46,4 19 CH A ZM16 99,9 99,7 99,0 93,5 80,7 2,770 0,3 18,9 2,5 78,0 0,03 66,5 28,5 38,0 20 CH A Ped. Pedregulho Arg. Argila Sil/Arg Relação entre silte e argila 143

167 Tabela Resultados dos ensaios de caracterização tradicional dos solos granulometria, densidade dos grãos, limites de Atterberg, Índice de grupo e classificações pelos sistemas USCS e TRB, para as amostras MV e SL desta pesquisa. Amostra Granulometria (% Passante) Ped. Areia Silte Arg. LL LP IP Classificação 3/ g Sil/Arg IG (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) USCS TRB MV01 99,4 99,2 98,5 93,8 61,2 2,691 0,8 41,2 5,5 52,5 0,10 73,8 27,5 46,3 16 CH A MV02 99,8 99,7 99,4 98,3 84,2 2,749 0,3 17,7 17,5 66,5 0,26 64,2 32,9 31,3 20 MH A MV03 100,0 99,2 97,6 95,8 90,9 2,734 0,8 8,2 18,0 74,0 0,24 78,0 33,4 44,6 20 CH A MV04 100,0 99,9 98,4 95,2 85,7 2,893 0,1 17,4 27,0 57,0 0,47 55,1 29,4 27,5 18 CH A MV05 99,9 99,4 94,6 85,0 63,0 3,251 0,6 44,4 30,0 30,0 1,00 34,8 22,3 12,5 7 CL A - 4 MV06 99,7 99,3 98,9 95,0 69,6 2,687 0,7 34,3 17,0 50,0 0,34 57,0 31,1 25,9 16 MH A MV07 99,1 97,7 94,7 80,8 69,4 2,701 2,3 30,2 16,5 52,5 0,31 49,3 28,3 21,0 13 MH A - 6 MV08 100,0 99,9 99,4 97,6 89,7 2,860 0,1 11,4 23,5 66,5 0,35 64,5 33,9 30,6 20 MH A MV09 100,0 99,8 98,7 95,3 82,2 2,768 0,2 21,8 21,5 59,0 0,36 50,5 31,0 19,5 18 MH A SL01 100,0 100,0 99,8 99,1 45,0 2,767 0,0 62,0 6,5 33,5 0,19 32,8 20,0 12,8 3 SC A 2-6 SL02 99,9 98,9 95,6 85,1 73,9 2,740 1,1 25,4 10,0 64,0 0,16 72,0 37,5 34,5 20 MH A SL03 100,0 100,0 100,0 93,0 78,5 2,732 0,0 22,0 8,0 70,0 0,11 50,2 34,0 16,2 13 MH A - 6 SL04 100,0 100,0 99,3 95,5 84,8 2,710 0,0 16,5 13,0 71,0 0,18 65,0 31,2 33,8 20 CH A SL05 100,0 99,8 98,8 90,6 70,2 2,658 0,2 32,8 9,5 59,0 0,16 70,2 33,3 36,9 19 MH A SL06 99,9 99,7 98,5 96,3 77,4 2,689 0,3 26,7 20,0 56,0 0,36 50,8 23,4 27,2 17 CH A SL07 100,0 99,7 98,3 93,5 70,9 2,696 0,3 32,2 14,0 55,5 0,25 58,2 30,9 27,3 17 MH A SL08 100,0 99,4 97,0 89,5 64,2 2,699 0,6 38,9 11,0 51,5 0,21 49,0 28,6 20,4 11 CL A - 5 Ped. Pedregulho Arg. Argila Sil/Arg Relação entre silte e argila 144

168 Figura Curvas granulométricas das amostras ZM de 01 a 08 desta pesquisa. Figura Curvas granulométricas das amostras ZM de 09 a 16 desta pesquisa. 145

169 Figura Curvas granulométricas das amostras MV, desta pesquisa. Figura Curvas granulométricas das amostras SL desta pesquisa. 146

170 Quanto às amostras MV, que já foram diversas vezes ressaltadas as características diferenciadas do conjunto total de amostras estudadas, apresentaram variabilidade maior para o traçado das curvas granulométricas, justificando em parte as variações de comportamento com será visto adiante. As classificações das amostras de solo nos sistemas tradicionais do TRB (Transportation Research Board) também conhecida como HRB (Highway Research Board) e do sistema de classificação USCS (Unified Soil Classification System), referido com sistema unificado de classificação de solos (SUCS), publicada pela ASTM (1990), estão inseridas nas tabelas e 6. 14, que incluem os valores para o índice de grupo (IG). Pode-se observar que pelo sistema TRB as amostras se enquadram nas classes A-7-5 ou A-7-6. Cinco amostras apresentaram classificações diferentes (A-6, para duas amostras, A-5, A-4 e A-2-6), sendo que as duas de textura menos fina foram as MV05 e SL01. Em relação ao sistema de classificação unificado obteve-se um número expressivo de resultados para a classificação, MH silte plástico e CH argila plástica, o que não se mostrou adequado para parte das amostras utilizadas, que não tem o silte como fração predominante. Para a amostra, SL01 obteve-se como classificação SC (areia-argilosa) e estranhamente MV05 foi classificado como CL (argila magra) Considerações Finais Em relação às diversas características determinadas para as amostras de solo coletadas e as correlações entre as análises realizadas, apresentam-se um resumo das principais observações e conclusões obtidas:. Os dados de caracterização do ambiente dos solos coletados na região do Estado de Minas Gerais, apresentam-se sob condições climáticas muito próximas dos solos utilizados para a maioria dos trechos rodoviários construídos no Estado de São Paulo (SP), como publicado na literatura, podendo-se destacar a temperatura com valores pouco menor que 19 0 C a 24 0 C (SP: acima de 20 0 C), precitipação anual de 1200 a 1500 mm (SP: 1000 a 1800 mm) e índice de umidade efetiva IM, variando de 20 a 100 mm (SP: de 10 a 70 mm); 147

171 . Foi observada boa correlação entre os dados de formação geológica e as características determinadas para as amostras de solo. Pode-se destacar os solos cuja unidade geológica se associa ao complexo Juiz de Fora, que tem como litologia predominante o gnaisse charnockito, que apresentaram semelhanças na composição química e mineralógica, além das características pedológicas e geotécnicas. Outro exemplo pode ser referido a amostra coletada da região de predominância do grupo Itabira, que apresentou características altamente relacionadas a esta formação geológica;. Identificou-se a ocorrência de latossolos com distribuição freqüente em todo o percurso percorrido de cerca de km, correspondente a área de estudo da ordem de km 2 ;. Os resultados do complexo sortivo caracterizaram os solos estudados como distróficos (apenas 2 amostras diferentes) e de atividade baixa (Tb);. A identificação das novas nomenclaturas, propostas pela EMBRAPA (1999), para as variações pedológicas associadas aos latossolos e podzólicos, não apresentou maiores dificuldades, uma vez que se dispunha de vários parâmetros para caracterização das amostras de solo;. De forma geral, os solos da Zona da Mata, assim como os coletados no Sul de Minas, estes em menor evidência, apresentaram uma certa uniformidade para os resultados no que se refere a geologia, pedologia, química, mineralogia e características de ordem geotécnica;. As amostras da Zona Metalúrgica e Campo das Vertentes, que apresenta condições geomorfológicas, geológicas e geoambientais diferentes das outras duas regiões estudadas, apresentaram resultados bem diversificados para as características estudadas como: pedologia, química, mineralogia e geotecnia;. Todos os valores de Ki e Kr resultam menores que 2,0, sendo que para as regiões da Zona da Mata e Sul de Minas variaram de 0,84 a 1,57 (com exceção de duas amostras, com valores pouco maiores). Para a região da Zona Metalúrgica e Campos das Vertentes foram observados os menores valores para Ki (0,17 a 0,52) sendo associado à natureza da formação geológica da área de ocorrência destes solos, com litologia correspondente ao Itabirito, Gabro, Metacalcáreo. Isto pode sugerir que estes valores podem não somente expressar o grau de intemperismo destes solos e sim sua gênese;. Quanto à constituição mineralógica determinada para a fração argila, identificouse predominantemente a presença do argilomineral caulinita para todas as amostras. A gibbsita foi identificada em maior quantidade para as amostras coletadas na região da Zona 148

172 Metalúrgica e Campos das Vertentes, assim como em algumas amostras do Sul de Minas;. Os solos estudados apresentam predominância da fração argila, seguida da fração areia, entre 20 a 35 %, enquadram-se predominantemente nas classes A-7-5 e A-7-6, do sistema TRB. No Sistema Unificado de Classificação dos Solos, ficou entre MH silte plástico e CH argila plástica, o que não se mostrou adequado para parte das amostras utilizadas, que não tem o silte como fração predominante. Quanto à granulometria, verificou-se para o conjunto de amostras da Zona da Mata e Sul de Minas uniformidade de resultados, principalmente entre as amostras da Zona da Mata. 149

173 Capítulo 7 Contribuição ao Estudo da Metodologia MCT de Classificação dos Solos 7. 1 Introdução A metodologia MCT de classificação dos solos tem se apresentado como uma proposta adequada para ser utilizada no estudo dos solos tropicais, principalmente quando se objetiva a utilização destes materiais na construção de aterros e pavimentação. Esta metodologia, porém vem tendo uma certa dificuldade de assimilação por parte dos profissionais da área tecnológica conforme reconhecem inclusive seus autores, NOGAMI e VILLIBOR (2000a). As dificuldades estão associadas aos procedimentos de execução dos ensaios (com número excessivo de golpes e realização de muitas leituras e cálculos), e interpretação dos resultados, com a necessidade de plotar várias curvas (inclusive utilizando uma escala de valores não comum como é a do Mini-MCV) para a obtenção dos parâmetros de classificação final. Isto tudo se associa ao fato da cultura atual do meio técnico, além das fronteiras do país, que satisfaz-se com a realização de ensaios com procedimentos bastante simples para a caracterização dos solos a serem utilizados na área da Engenharia Geotécnica em geral. As recentes proposições apresentadas por NOGAMI e VILLIBOR (2000a e b) no sentido de simplificar a série de golpes a ser considerada na obtenção das curvas de deformabilidade utilizadas na metodologia, além da proposição da diminuição do número de corpos de prova a serem submetidos ao ensaio de perda de massa revigoram a discussão sobre a difusão da metodologia. Este trabalho procurou, no momento atual do estado da arte sobre a Metodologia MCT para a classificação dos solos, contribuir com um estudo experimental em que foram comparados os resultados finais e parciais obtidos pela Metodologia Tradicional 150

174 (MCT) normalizada pelo DNER (1994a) e divulgada por NOGAMI e VILLIBOR (1995), que utiliza série de golpes de PARSONS (1976), e os obtidos pelo procedimento reapresentado pelos mesmos autores, referidos aqui como Metodologia Simplificada (MCT-S), que utiliza uma série com menor número de golpes na compactação, entre outras considerações. Tendo em vista o interesse despertado durante a pesquisa em estudar a Metodologia Simplificada e comparar seus resultados com os obtidos pela Metodologia Tradicional, que seriam naturalmente realizados na caracterização destes solos e considerando que os solos estudados nesta tese são de textura predominantemente argilosa procurou-se coletar novas amostras de solos, de comportamento aparentemente Não-Laterítico e que apresentassem uma textura arenosa ou siltosa. A realização destas novas coletas de amostra de solo foi definida para que este trabalho de pesquisa contemplasse diversas características de solos e não cometesse um possível erro ao concluir após comparação de resultados para um universo de solos com textura muito restrita. Assim, para o estudo apresentado neste capítulo, somaram-se mais dez amostras coletadas por este autor, também em rodovias e jazidas na Zona da Mata Mineira, nas proximidades da cidade de Juiz de Fora (Amostras MG ) e outras cinco amostras de solos utilizadas por outras pesquisas que eram realizadas na COPPE/UFRJ, em época simultânea a da realização dos ensaios desta tese. Destas, quatro foram estudadas por DUQUE NETTO (2004a) e uma por DAROUS (2003), sendo estes materiais coletadas no Estado do Rio de Janeiro (Amostras RJ ). As informações gerais referentes às amostras para o estudo apresentado neste capítulo são apresentadas na tabela 7. 01, referentes às amostras coletadas no Estado de Minas Gerais (amostras MG ), e na tabela 7. 02, as referentes aos materiais do Estado do Rio de Janeiro (amostras RJ ). Os resultados dos ensaios de caracterização das novas amostras coletadas para este estudo são apresentados na tabela

175 Tabela Informações sobre as coletas de amostras MG realizadas para o estudo da Metodologia MCT. AMOSTRA DENOMINAÇÃO LOCALIZAÇÃO DA COLETA HORIZONTE COR DESCRIÇÃO DO SOLO MG 01 São Lucas MG 02 MG 03 MG 04 MG 05 Morro do Alemão B Morro do Alemão C Linhares B Linhares C MG 06 Grama MG 07 Coronel Pacheco MG 08 João Ferreira MG 09 Cachoeirinha MG 10 Milho Branco Condomínio Parque São Lucas/São Pedro. Juiz de Fora-MG. Acesso esquerdo do portão principal (40 m) Área da terraplenagem do antigo estádio de futebol de Juiz de Fora- MG. Túnel de acesso do juiz Área da terraplenagem do antigo estádio de futebol de Juiz de Fora- MG. Túnel de acesso do juiz Estrada Juiz de Fora-Chácara. Á 6 Km de Linhares, após acesso Vale dos Peões (servido pela linha 415) Estrada Juiz de Fora-Chácara. Á 6 Km de Linhares, após acesso Vale dos Peões (servido pela linha 415) Rodovia MG 353, após o trevo do Hospital João Penido. Grama-Juiz de Fora-MG. Saibreira São Bento Rodovia MG 353, Km 63, próximo ao município de Coronel Pacheco- MG Rodovia MG 353, Km 66, próximo ao distrito de João Ferreira (ponto de ônibus). Coronel Pacheco-MG Rodovia MG 353, Sítio da Cachoeirinha a 1 Km da divisa Coronel Pacheco-Juiz de Fora Bairro Milho Branco Juiz de Fora- MG. Jazida de saibro desativada. Acesso ao condomínio Fontes Ville C Roxo/Rosado B Amarelo C Rosa claro B Amarelo C Rosa C Rosa C Branco C Heterogênea C Roxo C Roxo Horizontes A com 0,10 e B com 1,50 (linha de concreções). Solo siltoso típico, com fragmentos duros e com certo brilho úmido Solo Podzólico (com concreções-blocos duros). Solo duro para escavar. Solo silto-arenoso, baixa umidade natural Coleta imediatamente no topo do horizonte C. Perfil com contraste B-C.Solo siltoso, com blocos secos. Solo com um certo brilho sem muita resistência à escavação Solo areno-siltoso em perfil sob mata virgem. Fácil escavação com baixo teor de umidade natural. Solo com grãos com angulosidade Solo Silto-arenoso. Brilhoso. Coletado em horizonte C, de perfil de saibreira. Duro a escavação Solo arenoso - Saibro. Grãos com angulosidade. Solo escavado e transportado para fornecimento Solos saprolítico branco com veios pouco escuro. Solo arenoso, com relativa dificuldade de escavação. Umidade natural baixa Solo saprolítico muito heterogêneo com veios ângulosos de cor laranja e veios escuros. Ocorrência de silte com talco e feldspato Solo saprolítico silto-arenoso (areia fina) com brilho e veios de quartzo. Duro ao corte e escavação Solo areno-siltoso saibro. Granulometria fina, solto e fofo com pouca resistência ao corte. Areia com grãos de quartzo. Homogêneo 152

176 Tabela Informações sobre as coletas de amostras RJ realizadas para o estudo da Metodologia MCT. AMOSTRA DENOMINAÇÃO LOCALIZAÇÃO DA COLETA (Referência) HORIZONTE COR DESCRIÇÃO DO SOLO RJ 01 RJ 02 RJ 03 RJ 04 RJ 05 Jacarepaguá Covanca 2 Covanca 3 Cândido Jazida de H. J. Rodrigues Melo Ltda Estrada Campo da Areia, s/n Pau Ferro Jacarepaguá/RJ AM14 Furo 09 (DAROUS, 2003) Jazida da Covanca, na Estrada da Covanca, n o 1395, Jacarepaguá/RJ AM A2 567 (DUQUE NETO, 2004a) Jazida da Covanca, na Estrada da Covanca, n o 1395, Jacarepaguá/RJ AM A3 568 (DUQUE NETO, 2004a) Jazida Cândido Estrada Rio-São Paulo, n o 4350 Km 32 Campo Grande/RJ AM 569 (DUQUE NETO, 2004a) Pó Usina de reciclagem de Resíduos da Construção Civil, Catumbi/RJ AM 01 (DUQUE NETO, 2004a) C Vermelho C Amarelado C Rosado C Marrom Claro Material Artificial Marrom Solo Saprolítico. Material de Jazida coletado de 4,0 a 7,0m. Classificação Expedita no Campo: Solo Silto-Argiloso Solo Saprolítico em Perfil de Solo Podzólico Classificação Expedita no Campo: Solo Silto-Argiloso Solo Saprolítico em Perfil de Solo Podzólico Classificação Expedita no Campo: Solo Silto-Argiloso Solo Saprolítico em Perfil de Solo Podzólico Classificação Expedita no Campo: Solo Silto-Argiloso Material Reciclado em Usina Aspecto Textural de Areia Fina 153

177 Tabela Resultados dos ensaios de caracterização e classificação das amostras incluídas no estudo da Metodologia MCT. Granulometria (% Passante) Ped. Areia Silte Arg. LL LP IP Classificação Amostra 3/ g Sil/Arg IG 200 (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) USCS TRB MG01 100,0 99,7 99,5 93,6 74,4 2,769 0,3 25,7 38,0 36,0 1,06 67,8 33,0 34,8 19,82 MH A-7-5 MG02 99,9 99,7 98,2 87,5 75,4 2,794 0,3 24,2 11,5 64,0 0,18 48,6 29,0 19,6 13,56 ML A-6 MG03 100,0 99,7 98,5 88,6 75,1 2,789 0,3 24,7 24,5 50,5 0,49 54,0 30,0 24,0 16,4 MH A-7-5 MG04 100,0 99,2 91,7 62,2 37,0 2,682 0,8 61,7 6,5 31,0 0,21 37,4 21,5 15,9 1,7 CL A-6 MG05 100,0 99,9 98,2 88,2 73,8 2,761 0,1 26,9 30,0 43,0 0,70 51,5 25,9 25,6 16,23 CH A-7-6 MG06 99,8 98,9 95,0 67,3 23,9 2,753 1,1 81,9 12,0 5,0 3,00 NL NP - 0 SW A-2-4 MG07 100,0 100,0 100,0 90,7 31,9 2,643 0,0 76,0 19,5 4,5 5,22 NL NP - 0 SW A-2-4 MG08 100,0 100,0 99,2 85,3 39,8 2,717 0,0 61,0 31,0 8,0 3,88 NL NP - 0 SW A-4 MG09 99,5 98,2 97,2 87,0 50,5 2,664 1,8 48,5 37,7 12,0 3,14 44,2 23,2 21,0 7,3 CL A-4 MG10 99,9 99,5 96,7 70,0 28,2 2,681 0,5 73,0 21,5 5,0 4,50 31,5 15,1 16,4 0,84 CL A-2-6 RJ01 100,0 98,3 86,0 76,2 49,5 2,624 1,7 48, ,5 33,6 10,9 3,6 ML A-7-5 RJ02 99,5 97,2 84,8 60,4 38,3 2,598 15,0 55,0 21,0 9,0 2,33 NL NP - 0,66 SW A-4 RJ03 99,1 96,4 85,7 60,3 42,9 2,626 14,0 53,0 26,0 7,0 RJ04 99,3 98,7 96,9 81,1 62,0 2,645 3,0 57,0 18,0 22,0 3, ,58 SM A-4 0, ,14 SC A-7-5 RJ05 100,0 99,9 95,4 68,2 22,8 2,641 4,0 79,0 13,0 4,0 3,25 NL NP - 0 SW A-1-b Ped - Pedregulho Arg - Argila Sil/Arg Relação Silte/Argila 154

178 7. 2 Ensaios de Classificação MCT dos Solos Estudados As trinta e três amostras de solo coletadas no Estado de Minas Gerais, que são utilizadas nesta pesquisa, foram submetidas ao ensaio de compactação segundo o procedimento Mini MCV e ao ensaio de perda de massa por imersão (DNER, 1994a) no sentido de obter os parâmetros para a sua classificação. Após a preparação das amostras incluídas neste estudo, somadas as amostras já preparadas, foram separadas inicialmente sete porções de solo seco ao ar, prevendo a possibilidade de ser necessário homogeneizar algum novo ponto de umidade. Esta operação totalizou a separação no laboratório de cerca de 340 porções de solos. Cada porção foi separada com 500 gramas conforme sugerido pelo ME 228/94 (DNER, 1994a) prevendo-se a utilização de cerca da metade da porção na realização da nova compactação pela metodologia simplificada, quando fosse possível o uso deste material já preparado. Preparados os pontos para compactação estes permaneciam, em saco plástico fechado um a um, e todos em um saco plástico maior igualmente fechado, em câmara úmida até a sua utilização Nas paredes internas dos moldes era passada vaselina com auxílio de uma flanela seca. Nas extremidades de solo dos corpos de prova eram colocados um disco, de igual diâmetro, cortados de uma folha de plástico, evitando assim o contato solometal. Toda a execução da compactação (golpes) dos 650 corpos de prova, aproximadamente, foi feita praticamente por um único operador do Setor de Recepção e Preparação de Amostras da COPPE/UFRJ, evitando assim a influência de operação associada ao laboratorista. Um outro operador, aos cuidados desse autor, ficou encarregado do registro de todos os dados em planilha. Para a extração das saliências de 10 mm e dos corpos de prova após os ensaios foi utilizado um macaco hidráulico de pequena dimensão e capacidade. As imersões em água foram feitas utilizando-se cubas plásticas colocadas sobre bancadas, em repouso, com o nível d água 1cm aproximadamente acima da geratriz superior dos corpos de prova. As fotos a registram alguns aspectos referentes à execução dos ensaios realizados. 155

179 Foto Foto Foto Foto Foto Foto Foto Operação de homogeneização das porções das amostras de solo. Foto Cinco pontos de umidade após permanência na câmara úmida. Foto Operação de compactação e leitura do extensômetro. Foto Conjunto de cilindros envolvidos em saco plástico (três amostras). Foto Aspecto do macaco hidráulico utilizado na extração. Foto Operação de retirada das cubas no ensaio de perda de massa. 156

180 Aspectos Práticos Observados na Execução dos Ensaios Como usuário da Metodologia, sem experiência anterior na realização do ensaio, pode-se constatar algumas dificuldades operacionais ao longo da execução dos ensaios, que naturalmente, com a prática que foi sendo adquirida passaram a não mais existirem. Procurou-se registrar neste trabalho algumas questões vivenciadas e que por não constar em da literatura de uma forma explícita, conduziram perda de alguns corpos de prova e conseqüentemente de tempo no cumprimento da programação prevista de ensaios. As principais dificuldades encontradas foram: Desconfiguração da seção transversal circular do CP referente à saliência de 10mm O solo compactado de alguns CPs quando eram levados ao macaco hidráulico para a extração da saliência de 10mm, a ser exposta para o ensaio de perda de massa, aderiam excessivamente à parede do cilindro fazendo com que esta saliência não se mantivesse com formato cilíndrico de solo. As paredes laterais do cilindro se apresentavam totalmente deformadas e com volume diferente daquele considerado no cálculo para o percentual de perda de massa (Pi). Este fato, após a realização de vários ensaios, foi atribuído a excesso de teor de umidade do ponto de compactação. Uma vez identificado tal excesso entende-se que este ponto deve ser abandonado por levar a um erro na determinação de Pi e também não ser importante na definição da curva de compactação e de perda de massa. A foto mostra o aspecto das extremidades do quarto (CP36) e quinto (CP38) corpos de prova, para a amostra ZM13, totalmente desconfigurados da seção circular original, como exemplo do exposto. Fuga de material entre o soquete e o cilindro Talvez esta tenha sido a maior dificuldade na obtenção das curvas de compactação da primeira etapa de ensaios realizados. Na execução da compactação de alguns solos argilosos, em pontos com teor de umidade próximo ou superior à umidade ótima foi observada uma diferença entre a massa de solo do corpo de prova final em relação aos 200 gramas utilizados na moldagem dos CPs. Estas diferenças levaram a erro na 157

181 determinação das massas específicas aparentes secas de alguns pontos comprometendo o traçado da curva (parabólica) de compactação. Para alguns pontos houve dificuldade de retirar o soquete após a compactação ( embuchamento ), momento em que se passou a observar a perda de material entre o soquete e o cilindro. Registra-se o fato de não ter sido adotado o uso do anel de vedação desde o início dos ensaios realizados, levando a perda de corpos de prova por conta da fuga do material entre o soquete e o cilindro. A adoção desse anel, ilustrado na foto 7.08, foi então adotada a partir da visita aos Laboratórios da USP, que facilitou a aquisição das primeiras unidades para uso na UFRJ. Foto Exemplo do aspecto desconfigurado das extremidades de corpos de prova da seção circular original durante a extração da saliência de 10mm (amostra ZM13). Para o cálculo das massas específicas aparentes secas (MEAS), para cada altura do CP, e do peso do solo referente à saliência exposta para o ensaio de perda de massa por imersão, que é utilizada no cálculo do parâmetro Pi, foi levado em consideração o volume de solo correspondente ao volume deste anel sendo subtraído nestes cálculos o valor de 1121 mm 3 para as MEAS e a metade, 560 mm 3 para a determinação do Pi. Excesso de operações na determinação da altura e massa do CP Nos primeiros ensaios realizados nesta pesquisa, a massa do solo seco do CP era determinado subtraindo o peso do cilindro com o solo compactado do peso do 158

182 cilindro, assim como a altura final do CP era determinado por subtração das alturas do cilindro e das profundidades do CP compactado aos extremos do cilindro (topo e fundo), medidos em dois extremos e obtida a média. Todas essas operações que eram realizadas, como rotina no laboratório na execução deste ensaio, exigiam um tempo maior e digitação de um número maior de resultados, aumentando em muito o número, já significativo de dados do ensaio, além de aumentar as possibilidades de erros, como os verificados na determinação de pontos das curvas de compactação em alguns ensaios inicias. Estes procedimentos, até então adotado no laboratório, foram substituídos pela aferição do aparelho de compactação para a determinação das alturas do CP. A massa dos CPs passou a ser fixada como constante e igual a 200 gramas já que, com o uso do anel de vedação pode-se garantir a permanência da massa de solo no cilindro. Foto Aspecto do anel de vedação em aço inoxidável utilizado para evitar a fuga de solo entre o soquete e o cilindro de compactação. Inversão no comportamento das leituras do extensômetro Para a compactação de alguns CPs, a um nível elevado de golpes em que se aproximava do critério de paralisação do ensaio e não era observado quase nenhuma variação na leitura do extensômetro, era obtida, para a leitura seguinte, uma leitura pouco menor que as anteriores. Aplicado novamente um determinado número de golpes da seqüência, esta permanecia constante ou novamente diminuía. Este fato foi observado para solos argilosos principalmente e para os pontos de maior teor de umidade e foi atribuída à condição de 159

183 densidade já elevada do CP e de possível erro associado à falta de precisão do conjunto equipamento-extensômetro em manter as medidas em 0,01mm, no extensômetro. Nestes casos adotou-se a última leitura crescente como constante, sendo repetida nos registros seguintes em que se verificou tal fato, até a paralisação final da compactação. Observou-se que os valores menores obtidos na leitura do extensômetro não foram muito diferentes do valor adotado como constante. Efeito de laminação e desprendimento de placa de solo na imersão Para vários CPs ensaiados, verificou-se na superfície lateral da saliência de 10mm exposta para imersão, o aparecimento de fissuras paralelas ao topo do CP. Imersos em água estes CPs apresentam uma tendência acentuada de desprendimento do solo em placas inteiras correspondendo ao volume do solo exposto, e que permanecem com esta geometria mesmo quando se depositam no fundo das cubas. Este fato foi mais observado em CPs de solos mais argilosos e com menor teor de umidade entre os cinco pontos utilizados. Vê-se, como exemplo, na foto o aspecto das fissuras paralelas à extremidade do cilindro, observada após a extração da saliência Foto Exemplo do aspecto das fissuras paralelas à extremidade do cilindro, observada após a extração da saliência apresentadas em alguns CPs. A essa situação se associou o fato da extremidade do corpo de prova receber diretamente os golpes do soquete em numero excessivo, o que em determinada 160

184 condição de teor de umidade, provoca um efeito de laminação do solo o que conduz ao desprendimento em forma de placa paralela à superfície do topo. É apresentado um resumo dos dados referente ao desprendimento de placa para as 48 amostras ensaiadas. As quantidades de corpos de prova com desprendimento da extremidade (N) em função do ponto de compactação (PC) e número de golpes na compactação, foram: Método Tradicional Método Simplificado 1 0 PC 2 0 PC 3 0 PC 4 0 PC 5 0 PC 1 0 PC 2 0 PC 3 0 PC 4 0 PC 5 0 PC N Golpes (Média) *1 0 PC Ponto mais seco e 5 0 PC Ponto mais úmido Para os CPs compactados segundo a metodologia tradicional o desprendimento ocorre para pontos de ramo seco (principalmente o primeiro) com um número extremamente excessivo de golpes. Para os CPs compactados pela metodologia simplificada verifica-se um comportamento semelhante, porém com maior quantidade de CPs com desprendimento que para a outra metodologia tradicional. Movimentação do cilindro durante a compactação Durante a compactação de alguns CPs, principalmente aqueles em que era utilizado um grande número de golpes, houve uma movimentação acentuada ( correu ) do cilindro em relação ao pistão da compactação de forma que este movimento fez o pistão deixar de permanecer parcialmente dentro do cilindro. Algumas vezes esta situação surpreendeu o operador, sendo perdido os CPs uma vez que não mais se poderia medir as alturas para os golpes aplicados. Foi então adotado como procedimento interromper a compactação em um determinado momento, em que se verificava que estava ocorrendo uma movimentação acentuada, para bater levemente com uma barra de ferro na extremidade superior do cilindro, fazendo-o retornar a uma posição adequada conforme ilustra a foto Após o deslocamento do cilindro para baixo era continuado o procedimento ao ensaio. Para estas situações ocorridas não foi observado qualquer erro nos dados obtidos para o ponto de umidade em comparação aos demais onde isto não ocorreu. 161

185 Foto Exemplo do momento em que era interrompido o ensaio de compactação para reposicionamento do cilindro com auxílio de uma barra de ferro Resultados dos Ensaios e Análises A partir de um determinado momento, superadas estas dificuldades descritas da execução dos ensaios MCT, o procedimento se estabeleceu de forma natural, e o rendimento melhorou muito em termos de produtividade e até de qualidade dos resultados. Simultaneamente à realização dos ensaios eram feitos os cálculos e plotados os gráficos para a classificação final de cada solo. Deste o início da programação previu-se que seria muito grande o número de operações de cálculo e também de traçado de curvas e gráficos, criando dificuldade operacional extremamente grande, com o acúmulo de muitos dados que seriam posteriormente utilizados quando das análises previstas no estudo comparativo das duas metodologias. Foram então pesquisadas algumas planilhas eletrônicas já desenvolvidas por outros autores como BARROSO et al (1999), CASTRO (2002) e outra desenvolvida na USP. Conclui-se, que estas planilhas apresentavam algumas dificuldades de operação e de apresentação resumida dos dados e resultados, de forma que a interpretação final e conjunta dos dados fosse facilitada. A partir deste quadro, optou-se por criar uma planilha eletrônica em Excel, de forma que resumisse todas as informações dos ensaios e que apresentasse todos os gráficos, de uma forma automática e compacta, inclusive identificando a classificação 162

186 final obtida. Esta planilha foi desenvolvida nesta tese procurando, inclusive, dar uma apresentação didática, para servir de referência a outros usuários do laboratório, encontrando-se disponível para cópia no Setor de Recepção e Preparação de Amostra de Laboratório de Geotecnia da COPPE/UFRJ. O gráfico em que são plotados as diferenças de leitura pelo número de golpes da compactação, conhecidas como curvas Mini-MCV, associadas cada uma a um determinado teor de umidade, são referidas nesta planilha, assim como neste trabalho, como curvas de deformabilidade conforme referido por NOGAMI e VILLIBOR (1995) e mais recentemente em NOGAMI (1999) e NOGAMI e VILLIBOR (2000 a e b). O uso da planilha consiste basicamente em preencher os dados de teor de umidade e da compactação dos corpos de prova para 5 pontos de umidade crescentes. São preenchidos também os dados do ensaio de perda de massa por imersão. Todas as curvas são traçadas automaticamente, devendo o operador interpretar visualmente, ou com o auxílio do mouse os valores do número de golpes correspondentes a n = 2,0 mm, os das coordenadas das retas (coeficientes angulares) para determinação dos coeficientes c e d e proceder à leitura em escala dos valores de P i correspondentes à situação de densidade que encontre o CP na condição de Mini-MCV igual a 10. A identificação final do comportamento da amostra é então apresentada automaticamente no gráfico de classificação. A planilha eletrônica é apresentada em três páginas, conforme ilustrado nas figuras (folha de dados), figura (dados complementares da compactação e gráficos com coeficientes de classificação) e figura (parâmetro e gráfico de classificação e curva de avaliação complementar da classificação). Nesta planilha é feita a consideração do desconto do volume, nos cálculos apropriados, correspondente aos anéis utilizados na compactação. O desenvolvimento por completo desta planilha até a presente versão (v. 2004) demandou deste autor um bom período de tempo, uma vez que os ajustes e melhorias ocorriam à medida que as diferentes situações e resultados se apresentavam. Percebeuse mais tarde que todo o tempo dedicado na sua idealização, foi extremamente útil nas muitas análises feitas posteriormente no desenvolvimento da pesquisa, sem a qual não se teria chegado aos níveis de qualidade na organização do volume total dos dados que se obteve durante esta pesquisa. 163

187 Figura Folha de dados de teor de umidade, características do corpo de prova e de imersão resultante da planilha Excel preparada neste estudo. 164

188 Figura Folha de dados complementares da compactação e gráficos com coeficientes de classificação resultante da planilha Excel preparada neste estudo. 165

189 Figura Folha com parâmetro e gráfico de classificação e curva de avaliação complementar da classificação. resultante da planilha Excel preparada neste estudo. 166

190 São apresentados na tabela os parâmetros finais obtidos na classificação MCT para as 33 amostras desta tese e na os resultados das 15 amostras acrescidas. São apresentados os valores obtidos para teor de umidade ótimo (W ót ) e de Massa Específica Aparente Seca Máxima (MEAS máx ), para 10 golpes do MCT. Estes valores foram obtidos através de uma curva interpolada entre as curvas de 8 e 12 golpes. Os valores de MEAS referem-se, à rigor, a peso específico, já que considera a gravidade, tendo sido mantida tal nomenclatura devido a prática do termo em Engenharia Civil. Tabela Parâmetros e classes obtidas pela Metodologia MCT de classificação dos solos para as amostras ZM, MV e SL deste estudo. Amostra c` d` Pi e` Classe (MCT) Wót* MEASmáx* ZM01 2,16 69,9 0 0,66 LG' 25,1 15,2 ZM02 2,11 24,8 0 0,93 LG' 30,0 14,3 ZM03 2,36 20,7 34 1,09 LG' 27,0 15,0 ZM04 2,23 47,6 0 0,75 LG' 27,8 15,3 ZM05 2,07 32,0 0 0,85 LG' 27,2 14,6 ZM06 1,76 73, ,09 LG' 25,9 15,2 ZM07 2,00 50,8 48 0,96 LG' 27,0 14,6 ZM08 2,23 36,7 91 1,13 NG' 27,0 14,9 ZM09 2,11 36,4 40 0,98 LG' 27,7 14,5 ZM10 2,23 40,0 25 0,91 LG' 26,5 15,2 ZM11 2,29 38,1 0 0,81 LG' 28,0 15,0 ZM12 1,94 86,0 52 0,91 LG' 20,9 16,4 ZM13 2,42 44,0 86 1,10 LG' 28,8 15,2 ZM14 2,29 45,2 26 0,90 LG' 28,6 15,0 ZM15 2,23 33,4 0 0,84 LG' 30,8 14,4 ZM16 2,42 62,9 98 1,09 LG' 27,0 15,5 MV01 1,94 39,0 35 0,95 LG' 25,8 15,5 MV02 1,94 31,1 18 0,94 LG' 31,0 13,6 MV03 2,42 72,9 32 0,84 LG' 32,4 13,8 MV04 2,06 49,1 82 1,07 LG' 29,8 15,0 MV05 1,01 35,4 0 0,83 LA' 19,0 17,5 MV06 2,11 27,0 0 0,90 LG' 28,0 14,6 MV07 2,36 55, ,12 LG' 26,2 15,1 MV08 1,94 44, ,16 NG' 28,6 14,9 MV09 1,99 45, ,14 NG' 30,2 14,1 SL01 1,45 73,3 0 0,65 LA' 14,5 18,3 SL02 1,93 33,3 0 0,84 LG' 29,0 14,3 SL03 2,17 58,6 35 0,88 LG' 27,5 14,5 SL04 2,23 38,4 0 0,80 LG' 29,8 13,9 SL05 2,17 48,7 5 0,77 LG' 28,5 14,6 SL06 2,17 33,7 0 0,84 LG' 24,6 15,1 SL07 1,94 34,5 0 0,83 LG' 27,0 14,6 SL08 2,05 34,1 0 0,84 LG' 24,1 15,5 * Energia correspondente a 10 golpes 167

191 Tabela Parâmetros e classes obtidas pela Metodologia MCT de classificação dos solos para as amostras MG e RJ. Amostra c` d` Pi e` Classe (MCT) Wót* MEASmáx* MG01 1,45 23, ,43 NS' 24,0 14,4 MG02 1,72 60,2 65 0,99 LG' 24,5 15,3 MG03 1,38 21, ,52 NS' 21,8 15,0 MG04 1,56 68,3 94 1,07 LG' 14,6 18,0 MG05 1,53 16, ,50 NG' 21,6 15,8 MG06 0,47 11,3 98 1,40 LA/NA 12,5 19,0 MG07 0,82 7, ,78 NS' 18,5 15,6 MG08 0,89 10, ,84 NS' 17,4 15,0 MG09 1,17 29, ,59 NS' 18,0 16,1 MG10 0,82 26, ,27 NA' 12,3 18,3 RJ01 2,17 89, ,43 NG' 19,2 18,3 RJ02 1,10 24, ,24 NA' 17,0 17,8 RJ03 1,29 26, ,46 NS' 17,8 17,8 RJ04 2,00 51, ,31 NG' 19,9 17,4 RJ05 0,95 24, ,26 NA' 18,0 18,0 * Energia correspondente a 10 golpes Apresenta-se na figura o gráfico de classificação MCT com a identificação dos pontos determinados pelos pares de coordenadas c x e, para as amostras desta tese (amostras ZM, MV e SL, referente à tabela 7. 04) e na figura os pontos referentes as 48 amostras consideradas no estudo apresentado neste capítulo. Classificação MCT 2,1 1,9 NS ' Amostras ZM Amostras MV Amostras SL 1,7 1,5 NA NG ' e' 1,3 NA' 1,1 0,9 LA LA ' LG ' 0,7 0,5 0 0,5 1 1,5 2 2,5 c' Figura Gráfico de Classificação MCT dos Solos para as amostras ZM, MV e SL, estudadas nesta tese. 168

192 Observa-se que os 33 solos pesquisados nesta tese (figura 7. 04) são predominantemente argilosos de comportamento Laterítico. Algumas amostras se aproximam da fronteira estabelecida para os de comportamento Não-Laterítico, podendo-se identificar nesta situação nove amostras, sendo três amostras (ZM08, MV08 e MV09) classificadas como NG` (comportamento argiloso Não Laterítico), considerando o critério auxiliar de decisão. Duas amostras no conjunto inicial, classificadas como LA (MV05 e SL01) apresentaram comportamento diferente do conjunto, como esperado. Estas amostras foram incluídas no programa de coleta pelo fato da primeira pertencer à classe dos Latossolos Ferríferos, o que despertou interesse no estudo desta variação pedológica, e a segunda por, de certa forma, representar um material de formação geológica da bacia do Rio Paraná, coletado junto à divisa do estado de São Paulo, tão estudado e utilizado em obras de pavimentação naquele estado, com resultados muito satisfatórios. Classificação MCT 2,1 1,9 1,7 NA NS ' NG ' Amostras ZM Amostras MV Amostras SL Amostras MG Amostras RJ 1,5 e' 1,3 NA' 1,1 0,9 LA LA ' LG ' 0,7 0,5 0 0,5 1 1,5 2 2,5 Figura Gráfico de Classificação MCT dos Solos para as 48 amostras considerados no estudo da Metodologia MCT. c' O gráfico de classificação MCT modificado (MCT-M), conforme proposto por VERTAMATTI (1998), é apresentado na figura para o conjunto total de amostras estudadas, no sentido de avaliar as diferenças de classes atribuídas aos solos por esta proposta de classificação em relação aos da Metodologia Tradicional. 169

193 2,1 Classificação MCT - Modificado 1,9 1,7 1,5 NA NS ' NS'G' NG ' e' 1,3 TA' 1,1 0,9 LA TA'G' TG' 0,7 0,5 LA ' LA'G' 0 0,5 1 1,5 2 2,5 c' LG ' Figura Gráfico de Classificação MCT-M dos Solos para as amostras estudadas nesta tese. Ressalta-se que as alterações no ábaco MCT original propostas por VERTAMATTI (1988) que procurou incorporar a gênese de solos transicionais teve seu âmbito de estudo realizado para solos de textura fina e plíntiticos da Amazônia. Observa-se, por exemplo, que para a classe LG, proposta originalmente, tem-se, praticamente sua divisão em duas classes nesta proposição TG e LG. De acordo com o gráfico MCT-M da figura obteve-se a maioria dos solos como TG, ou seja de comportamento transicional argiloso e não LG como acredita-se tratarem. Entende-se que as diferenças relacionadas principalmente à gênese dos solos utilizados por VERTAMATTI (1988) em relação à formação dos latossolos e podzólicos típicos da região sudeste do Brasil justificam a classificação diferenciada obtida entre as duas proposições. No presente estudo foram realizados um total de 130 ensaios entre aqueles executados segundo a Método Tradicional e Simplificada. Isto corresponde à execução de cerca de 650 corpos de prova de compactação (parte destes corpos de prova são vistos na foto 7. 11) e de igual número de ensaios de perda de massa por imersão. 170

194 Foto Registro de parte do conjunto de corpos de prova compactados segundo o procedimento Mini-MCV neste estudo. A partir dos resultados obtidos nos vários ensaios realizados na pesquisa pode-se verificar, de forma clara, a diferença de comportamento entre os materiais de textura argilosa e arenosa, e também quanto ao comportamento Laterítico ou Não Laterítico. Como exemplo, para ilustrar, observa-se na figura as diferenças entre as curvas de deformabilidade obtidas para uma amostra classificada como LG (amostra ZM14), ou seja, de textura argilosa (Latossolo) com curvas bem definidas com traçado típico e pouco variável ao longo de uma faixa de teores de umidade. Na amostra classificada como NS (amostra MG08), de textura siltosa (horizonte C solo saprolítico) as curvas se apresentam com traçado variável e não eqüidistante em face a uma certa dificuldade na definição dos teores de umidade dos 5 pontos para compactação. Para este tipo de amostra há com certa freqüência dificuldade de se determinar os valores de P i para o Mini MCV igual a 10, uma vez que ocorre, às vezes, teores de umidade que não permitem a determinação dos valores de Mini-MCV maior e menor que 10, dificultando a determinação do valor de P i no ponto interpolado de Mini MCV igual a 10, no caso da densidade dos CPs ser baixa. A figura relaciona algumas curvas típicas de compactação encontradas para amostras de solos de comportamento Laterítico (elevado valor de d ) amostra ZM14 de textura argilosa, e de comportamento Não-Laterítico (baixo valor de d ) a amostra MG08 de textura siltosa. 171

195 18,00 Determinação do Coeficiente de Deformabilidade c' Curva Mini-MCV 10 A4n - An 16,00 14,00 12,00 10,00 8,00 6,00 4,00 2,00 1 LG' 2 LG' 3 LG' 4 LG' 5 LG' 1 NS' 2 NS' 3 NS' 4 NS' 5 NS' 0, Número de Golpes Figura Aspecto típico de curvas de deformabilidade e de parâmetros c para solos de comportamento argiloso - LG (Amostra ZM14) e siltoso - NS (Amostra MG08). 19,5 Determinação do Coeficiente de Compactação d' Peso específico aparente seco (kn/m 3 ) 19,0 18,5 18,0 17,5 17,0 16,5 16,0 15,5 15,0 14,5 14,0 8 golpes LG' 12 golpes LG' 16 golpes LG' 8 golpes NS' 12 golpes NS' 16 golpes NS' 13,5 13,0 12, Umidade (%) Figura Aspecto típico de curvas de compactação e de parâmetros d para solos de comportamento Laterítico (Amostra ZM14) e Não Laterítico (Amostra MG08). Realizados os ensaios de compactação Mini-MCV e de perda de massa para as 48 amostras pelo método MCT normalizado, partiu-se para a realização destes ensaios segundo os procedimentos da Metodologia Simplificada, para posterior comparação dos resultados. 172

196 7. 3 Ensaios Simplificados de Classificação MCT dos Solos Para a realização dos ensaios de classificação MCT dos solos segundo o procedimento simplificado, referido aqui como MCT-S, seguiu-se os mesmos procedimentos adotados nos ensaios da metodologia tradicional exceto no que se referia à seqüência de golpes em que eram feitas as leituras no extensômetro e ao critério de paralisação da compactação. Na prática teve-se a compactação de algumas amostras pela metodologia simplificada antes mesmo de concluídas todas as compactações dos CPs pela metodologia tradicional, uma vez que se procurou utilizar, quando possível, as mesmas porções de solos preparados para os ensaios da metodologia tradicional, obtendo-se teores de umidade próximos para cada um dos pontos, submetidos a cada uma das metodologias Aspectos Gerais do Procedimento A série crescente adotada neste trabalho para as leituras foi n=1, 2, 4, 6, 10, 20, 30, 40, 60, 80, 100, 120 e 140, não tendo praticamente sido realizadas leituras acima de 100 golpes para os pontos mais secos da compactação, adotado como critério da compactação a diferença Lf Ln 0,05 mm/golpe (NOGAMI e VILLIBOR, 2000a) Quanto aos corpos de prova submetidos ao ensaio de compactação segundo a série crescente e posteriormente ao ensaio de perda de massa por imersão, seguiu-se o seguinte procedimento, para as primeiras amostras ensaiadas:. Inicialmente era compactado o 3 o ponto de umidade (central) referido como 1 o ponto de compactação - 1 o PC ;. Imediatamente era plotada a curva de deformabilidade para este teor de umidade, sendo determinado o valor do Mini-MCV correspondente e a sua altura final, para verificar se tratar de baixa ou alta densidade;. O 2 o ponto de compactação (2 o PC) era em seguida definido visando a posterior interpolação para obtenção de c, considerando o valor Mini-MCV anterior. - Seria escolhido o 2 o ponto de umidade (do conjunto de 5 pontos) se Mini- MCV do 1 o PC < Seria escolhido o 4 o ponto de umidade se Mini-MCV do 1 o PC >

197 Obtidos os dois valores para Mini-MCV maior e menor do que 10 poder-se-ia determinar o valor de c. Caso contrário um novo ponto de umidade seqüencial teria que ser compactado.. O 3 PC era por fim determinado a partir dos dois PCs anteriores.. No caso da altura dos três CPs, correspondente ao Mini-MCV 10, indicar tratar-se de densidade alta, para o 3 CP era escolhido um teor de umidade visando à obtenção de Mini-MCV > 15 e conseqüentemente poder determinar o valor de Pi.. No caso da altura dos CPs indicar tratar-se de densidade baixa, para o 3 o PC era escolhido um teor de umidade visando apenas o traçado da curva de aferição do teor de umidade, a ser utilizada como critério de avaliação complementar para os pontos de classificação que ficarem próximos da fronteira de classes. A propósito, para pontos próximos da fronteira é sugerido por NOGAMI e VILLIBOR (1995) considerar os seguintes tipos de comportamento: - Laterítico Se a perda de massa (Pi) decrescer sensivelmente até zero ou for muito pequeno entre Mini-MCV 10 e 20 e apresentar-se com a curva de aferição com concavidade para baixo entre Mini-MCV 1 e Não Laterítico Se a perda de massa (Pi) variar de maneira diferente e apresentar a curva de aferição sensivelmente retilínea ou com concavidade para baixo. Após a seleção dos 3 CPs para a compactação com a série crescente os outros 2 pontos de umidade restantes eram compactados com a série constante, ou seja, apenas era lido o extensômetro (calculada a altura e densidade) para 10 e 20 golpes, conforme proposto por NOGAMI e VILLIBOR (2000b), para o melhor traçado das curvas de compactação, ou seja, com 5 pontos. Para serem submetidos ao ensaio de perda de massa eram usados os CPs anteriormente compactados, segundo a série completa de golpes, nos teores de umidade correspondentes ao intervalo em que o Mini-MCV 10 ou 15 estava contido. Eram assim selecionados apenas 3 corpos de prova a serem imersos em água, conforme proposto por NOGAMI e VILLIBOR (2000b). A planilha eletrônica desenvolvida nesta tese foi então adaptada para a nova série de golpes adotada, levando-se em conta o novo critério de paralisação e de escolha da seqüência de teores de umidade para a compactação dos corpos de prova. 174

198 As figuras e apresentam partes da planilha MCT-S, apenas para visualização e exemplificação de resultados obtidos, para a amostra ZM04. A foto mostra uma cuba com apenas os 3 corpos de prova submetidos ao ensaio de perda de massa por imersão, para a amostra ZM04. Foto Registro da cuba com apenas os 3 corpos de prova submetidos ao ensaio de perda de massa por imersão (amostra ZM04) no caso do MCT-S. Este procedimento de executar os ensaios de compactação segundo a série crescente para apenas 3 CPs e constante com 10 e 20 golpes para os outros 2 CPs, e determinar a perda de massa para 3 CPs, do conjunto de 5 pontos de umidade, se mostrou bastante interessante do ponto de vista operacional, apesar de uma dificuldade inicial de compreensão da simplificação do procedimento, uma vez que ficou reduzida a compactação de 2 CPs, assim como a realização do ensaio de perda de massa para estes CPs. Nesta pesquisa, no entanto, considerando a pouca experiência à época e o interesse maior de disponibilização de dados para análise futura, após a realização de 7 ensaios passou-se a submeter os 5 pontos de umidade à compactação com a série crescente completa e posteriormente todos estes CPs ao ensaio de perda de massa por imersão. Inicialmente, para a definição do parâmetro c`, foi adotada a proposição de NOGAMI e VILLIBOR (2000b), que consiste em uma regressão para o trecho das curvas, conforme já abordado na revisão bibliográfica. 175

199 Figura Destaque de parte da planilha Excel desenvolvida nesta tese e adaptada para análise do ensaio de classificação MCT dos solos pelo procedimento simplificado MCT-S (amostra ZM04). 176

200 Coeficientes gráficos de classificação Determinação do Coeficiente de Deformabilidade c' Curva Mini-MCV 10 3, ,4613 C' Reta 20,0 assimilável à reta 19,5 Mini-MCV 19,0 Xi = 18,5 2 Xf = 18,0 14 Yi = 17,5 18 Yf = 17,0 1 16,5 c' = 16,0 2,01 15,5 15,0 d' Reta 14,5 tangente ao ramo 14,0 seco 13,5 Xi = 13,0 22,08 Xf = 12,5 25,42 Yi = 12,0 13,6 Yf = 11,5 14,63 d' = 30,8 Determinação do Coeficiente de Compactação d' Curva de compactação 10 golpes 10 golpes 20 golpes Massa específica aparente seca (kn/m 3 ) Umidade (%) Parâmetro de Classificação Curva de Avaliação Complementar Curva de Aferição de Umidade Controle da Compactação no Campo e Apoio à Classificação MCT Umidade (%) Lf - Ln 1 10 Número de Golpes Mini-MCV Determinação da Perda de Massa por Imersão Condição de Mini-MCV 10 (baixa) ou 15 (alta) Perda de massa por imersão (%) Mini-MCV Mini-MCV Figura Parte da planilha Excel desenvolvida nesta tese, gráficos para obtenção dos parâmetros de classificação e curva de aferição de umidade, para análise do ensaio de classificação MCT dos solos pelo procedimento simplificado MCT-S (amostra ZM04). 177

201 Resultados dos Ensaios e Análises São apresentados na tabela os parâmetros obtidos para a classificação MCT- S referente às amostras desta tese, segundo o procedimento simplificado, e os valores de teor de umidade ótima (Wót) e massa específica aparente seca máxima (MEASmáx) para a condição de 10 golpes, obtido diretamente na curva de 10. Tabela Parâmetros e classes obtidas pela Metodologia MCT-S de classificação dos solos para as amostras desta tese. Amostra c` Classe d` Pi e` (regressão) (MCT-S) Wót* MEASmáx* ZM01 2,16 48,5 19 0,84 LG' 25,8 15,3 ZM02 2,24 32,1 0 0,85 LG' 28,8 14,5 ZM03 2,06 20,7 0 0,99 LG' 26,5 15,0 ZM04 2,01 30,8 32 0,99 LG' 28,0 15,0 ZM05 2,24 43,3 0 0,77 LG' 27,5 15,2 ZM06 2,28 69, ,13 LG'/NG' 25,0 15,8 ZM07 2,17 45,6 47 0,97 LG' 25,7 15,2 ZM08 2,26 39,2 73 1,07 LG' 26,0 15,3 ZM09 2,08 35,8 17 0,90 LG' 27,4 14,8 ZM10 2,34 54,9 42 0,92 LG' 26,5 15,3 ZM11 2,29 41,7 26 0,90 LG' 27,0 15,2 ZM12 1,99 57,5 57 0,97 LG' 21,0 16,4 ZM13 2,28 43,8 0 0,77 LG' 28,1 15,1 ZM14 2,37 48, ,22 NG' 28,0 15,0 ZM15 2,33 31,1 40 1,01 LG' 30,8 14,2 ZM16 2,40 65, ,10 LG' 26,7 15,2 MV01 2,08 40,4 93 1,13 LG'/NG' 26,2 15,4 MV02 2,06 22,0 0 0,97 LG' 32,0 14,0 MV03 2,39 56,6 60 0,98 LG' 32,0 13,9 MV04 2,31 50,7 49 0,96 LG' 29,4 14,9 MV05 1,44 19,8 0 1,00 LA' 21,0 17,2 MV06 2,34 17,5 0 1,05 LG' 27,4 14,9 MV07 2,13 53,4 83 1,06 LG' 26,0 15,0 MV08 2,08 24, ,28 NG' 28,8 15,2 MV09 2,19 41, ,16 NG'/LG' 30,0 14,6 SL01 1,51 52,5 0 0,72 LG'/LA' 14,0 18,5 SL02 2,24 30,2 0 0,87 LG' 29,0 14,4 SL03 2,22 62,7 86 1,06 LG' 27,5 15,3 SL04 2,13 36,0 0 0,82 LG' 29,5 14,5 SL05 2,19 31,9 0 0,86 LG' 27,8 14,8 SL06 2,16 38,4 14 0,87 LG' 25,4 15,4 SL07 2,15 33,0 32 0,97 LG' 26,5 14,8 SL08 2,05 46,5 53 0,99 LG' 24,5 15,6 * Energia correspondente a 10 golpes 178

202 Na tabela são apresentados os mesmos parâmetros da tabela anterior, para as 15 amostras incluídas no estudo apresentado neste capítulo. Tabela Parâmetros e classes obtidas pela Metodologia MCT-S de classificação dos solos para as amostras adicionais coletadas para este estudo. Amostra c` Classe d` Pi e` (regressão) (MCT-S) Wót* MEASmáx* MG01 1,62 13, ,51 NS' 24,2 14,3 MG02 1,99 58,3 28 0,85 LG' 24,8 15,6 MG03 1,73 15, ,53 NS' 22,3 15,5 MG04 1,62 77,4 95 1,07 LG' 15,0 17,9 MG05 1,81 10, ,60 NS' 22,2 16,3 MG06 0,73 13, ,35 NA' 13,1 19,1 MG07 0,78 5, ,93 NS' (NA) 17,4 15,9 MG08 1,04 6, ,84 NS' 16,0 15,0 MG09 1,67 10, ,71 NS' 18,3 16,1 MG10 1,17 14, ,62 NS'/NA' 12,2 18,4 RJ01 1,62 10, ,63 NG' 18,0 17,4 RJ02 1,27 14, ,60 NS' 16,0 16,7 RJ03 1,42 18, ,54 NG' 17,3 17,3 RJ04 1,95 54, ,17 NG'/LG' 19,5 17,2 RJ05 1,03 12, ,46 NA'/NS' 18,4 17,3 * Energia correspondente a 10 golpes Como já discutido, na proposição da metodologia simplificada a utilização da regressão linear para se obter o coeficiente c implica na interpretação mais adequada por parte de quem analisa os seus resultados. Sua obtenção é, porém, muito relativa e influenciada pelo usuário. A questão referente à forma mais adequada de obter o parâmetro c` nas curvas obtidas pela metodologia simplificada foi abordada pelo Prof. J. S. NOGAMI quando da visita deste autor aos laboratórios da Escola Politécnica da USP. NOGAMI (2003) estudou uma série de ensaios realizados naquele laboratório, traçando junto às curvas de deformabilidade já traçadas, aquelas que considerou uma nova seqüência de golpes, tal como propõe no procedimento simplificado. A partir de estudo realizado pelo Prof. Nogami, este sugeriu a obtenção do c` a partir do traçado direto de segmento de reta no intervalo 5 Lf Ln 1mm. A figura 7. 11, fornecida por MOURA (2003), ilustra o procedimento que vem sendo utilizado na USP. 179

203 Determinação do Coeficiente de Deformabilidade c' Curva Mini-MCV 10 Ln - Lf C' direto na escala = 1, Número de Golpes Figura Traçado prático para obtenção do parâmetro c`, utilizando o intervalo 5 Lf Ln 1, apresentado por MOURA (2003). Nesta tese foram comparados os valores do parâmetro c` obtidos considerando a regressão linear (c`- regressão) e o obtido com o traçado da reta no intervalo 5 Lf Ln 1mm (referido neste trabalho como intervalo 5-1). Como pesquisa complementar foi também investigado o valor de c` para o intervalo 6 Lf Ln 2mm (referido como intervalo 6-2), uma vez que algumas curvas que foram comparadas durante a realização dos ensaios, apresentaram neste intervalo valores mais próximos que os obtidos na metodologia tradicional. Os valores encontrados para os parâmetros de classificação c`, para as três situações estudadas na metodologia simplificada estão apresentados na tabela 7. 08, para os solos estudados nesta tese e na tabela para os solos incluídos no estudo abordado neste capítulo. 180

204 Tabela Parâmetro c` segundo os três procedimentos de obtenção estudados nesta tese, para o procedimento simplificado. Amostra c` (regressão) c` (intervalo 5-1) c` (intervalo 6-2) ZM01 2,16 1,71 1,92 ZM02 2,24 1,92 2,04 ZM03 2,06 1,27 1,96 ZM04 2,01 1,01 1,56 ZM05 2,24 1,41 2,04 ZM06 2,28 1,96 2,07 ZM07 2,17 1,45 2,16 ZM08 2,26 1,39 1,71 ZM09 2,08 1,38 2,04 ZM10 2,34 1,76 1,99 ZM11 2,29 1,33 1,60 ZM12 1,99 1,33 1,71 ZM13 2,28 1,55 2,16 ZM14 2,37 2,04 2,07 ZM15 2,33 2,00 2,14 ZM16 2,40 1,94 2,27 MV01 2,08 1,39 1,95 MV02 2,06 1,44 2,05 MV03 2,39 1,66 1,96 MV04 2,31 1,94 2,01 MV05 1,44 1,02 1,39 MV06 2,34 1,48 2,30 MV07 2,13 1,55 2,11 MV08 2,08 1,28 1,96 MV09 2,19 1,44 2,02 SL01 1,51 1,07 1,29 SL02 2,24 1,49 2,16 SL03 2,22 2,00 2,12 SL04 2,13 1,37 2,12 SL05 2,19 1,92 2,02 SL06 2,16 1,33 1,71 SL07 2,15 1,42 1,75 SL08 2,05 1,41 1,66 Como ilustração dos procedimentos apresentados vê-se na figura o traçado para a obtenção do parâmetro c`, segundo os três procedimentos apresentados neste estudo. Neste trabalho, pode-se comparar os valores de c` obtidos a partir de ensaios realizados segundo a proposição simplificada com os resultados de ensaios executados pela metodologia tradicional, consagrada no meio técnico, possibilitando assim avaliar a 181

205 utilização do gráfico final de classificação face às adequações propostas nesta nova metodologia. Observa-se que nesta tese não foram feitas interpretações do parâmetro c` a partir de curvas obtidas segundo as duas séries de compactação a partir de um mesmo ensaio executado no laboratório. Tabela Parâmetro c` segundo os três procedimentos de obtenção estudados nesta pesquisa, para o procedimento simplificado. Amostra c` (regressão) c` (intervalo 5-1) c` (intervalo 6-2) MG01 1,62 1,33 1,45 MG02 1,99 1,64 1,63 MG03 1,73 1,33 1,37 MG04 1,62 1,45 1,51 MG05 1,81 1,41 1,53 MG06 0,73 0,68 0,79 MG07 0,78 0,41 0,74 MG08 1,04 0,94 1,16 MG09 1,67 1,05 1,15 MG10 1,17 0,81 1,03 RJ01 1,62 1,02 1,41 RJ02 1,27 0,95 1,13 RJ03 1,42 0,92 1,25 RJ04 1,95 1,32 1,55 RJ05 1,03 0,93 1,00 Lf - Ln Determinação do Coeficiente de Deformabilidade c' Curva Mini-MCV c' Regressão c' Intervalo 5-1mm c' Intervalo 6-2mm Número de Golpes Figura Exemplo de traçado de segmentos de retas para a obtenção do parâmetro c pelos três procedimentos apresentados. 182

206 A título de ilustração são apresentadas na figura as curvas do inverso da massa específica aparente seca (1/MEAS), para uma amostra de solo classificada como LG (amostra ZM14), em função do número de golpes de soquete utilizando-se da metodologia MCT-S. Este tipo de curva, conforme NOGAMI e VILLIBOR (2000b), dão melhor idéia dos resultados obtidos com o uso do procedimento Mini-MCV em relação ao comportamento dos solos pela passagem de compactadores no campo, possibilitando sua aplicação na escolha de rolos compactadores e de seu desempenho. As curvas do inverso da massa específica aparente seca (1/MEAS), para uma amostra de solo classificada como NS (amostra MG08), são apresentadas na figura ,10 Curvas 1 / MEAS w=22,6 LG' 0,09 w=24,6 LG' w=26,5 LG' 1 / MEAS (kn / m3) 0,08 0,07 w=28,9 LG' w=30,9 LG' 0,06 0, Número de Golpes (n) Figura Curvas de 1/MEAS em função do número de golpes de soquete utilizada a metodologia MCT-S (amostra ZM14). 0,10 Curvas 1 / MEAS w=13,3 NS' 0,09 w=15,5 NS' w=17,5 NS' 1 / MEAS (kn / m3) 0,08 0,07 w=19,1 NS' w=23,9 NS' 0,06 0, Número de Golpes (n) Figura Curvas de 1/MEAS em função do número de golpes de soquete utilizada a metodologia MCT-S (amostra MG08). 183

207 Os traçados das curvas de 1/MEAS mostradas nas figuras e indicam que a massa específica aparente seca varia exponencialmente e de forma muito mais evidente para o material argiloso (plotado em escala logarítimica seu traçado é uma reta) ao longo da compactação dos CPs, independentemente do seu teor de umidade. Para o material siltoso este fato não é observado além de não diferenciar muito os valores obtidos em função do seu teor de umidade. Observa-se que os traçados das curvas se mostraram coerentes às curvas obtidas por NOGAMI e VILLIBOR (2000b), para uma argila laterítica e um solo siltoso não laterítico e conseqüentemente às curvas apresentadas para uma areia e uma argila submetida à compactação no campo por um equipamento compactador. Um outro aspecto a ser ressaltado diz respeito ao que é observado a um determinado nível de compactação (número de golpes), em que há uma constância no valor do inverso da massa, indicando-se ter obtido o patamar de deformação. Dizem NOGAMI e VILLIBOR (2000b): Raramente se obtém um patamar ideal, sendo este relativo, além de com freqüência para muitos solos apresentarem um pequeno pico antes que o patamar seja atingido 7. 4 Análise Comparativa dos Resultados Obtidos entre as Metodologias Realizada esta série de ensaios pelas duas metodologias, e pelos vários passos intermediários, que gerou um grande volume de dados, procurou-se comparar os resultados não só da classificação final dos solos mas cada parâmetro individualmente, visando melhor interpretação dos resultados finais obtidos. O traçado das curvas obtidas para os ensaios são apresentados no Anexo C, sobrepostas umas as outras. Para as tabelas apresentadas a seguir distinguem-se os resultados obtidos pela metodologia tradicional referindo-se a MCT e pela metodologia simplificada por MCT-S. Parâmetro c São apresentados nas tabelas e os diferentes valores de c determinados neste estudo e as respectivas diferenças numéricas encontradas para o parâmetro c obtido pela metodologia tradicional (Série de Parsons). 184

208 Os valores de diferença de c superiores a 0,5, adotados como referência, foram destacados na tabela. Tabela Diferenças obtidas para os valores do parâmetro c, para as amostras ZM e MV. MCT-S Diferença de valores Amostra MCT Reg. 5-1mm 6-2mm Reg.-MCT 51-MCT 62-MCT ZM01 2,16 2,16 1,71 1,92 0,00-0,45-0,24 ZM02 2,11 2,24 1,92 2,04 0,13-0,19-0,07 ZM03 2,36 2,06 1,27 1,96-0,30-1,09-0,40 ZM04 2,23 2,01 1,01 1,56-0,22-1,22-0,67 ZM05 2,07 2,24 1,41 2,04 0,17-0,66-0,03 ZM06 1,76 2,28 1,96 2,07 0,52 0,20 0,31 ZM07 2,00 2,17 1,45 2,16 0,17-0,55 0,16 ZM08 2,23 2,26 1,39 1,71 0,03-0,84-0,52 ZM09 2,11 2,08 1,38 2,04-0,03-0,73-0,07 ZM10 2,23 2,34 1,76 1,99 0,11-0,47-0,24 ZM11 2,29 2,29 1,33 1,60 0,00-0,96-0,69 ZM12 1,94 1,99 1,33 1,71 0,05-0,61-0,23 ZM13 2,42 2,28 1,55 2,16-0,14-0,87-0,26 ZM14 2,29 2,37 2,04 2,07 0,08-0,25-0,22 ZM15 2,23 2,33 2,00 2,14 0,10-0,23-0,09 ZM16 2,42 2,40 1,94 2,27-0,02-0,48-0,15 MV01 1,94 2,08 1,39 1,95 0,14-0,55 0,01 MV02 1,94 2,06 1,44 2,05 0,12-0,50 0,11 MV03 2,42 2,39 1,66 1,96-0,03-0,76-0,46 MV04 2,06 2,31 1,94 2,01 0,25-0,12-0,05 MV05 1,01 1,44 1,02 1,39 0,43 0,01 0,38 MV06 2,11 2,34 1,48 2,30 0,23-0,63 0,19 MV07 2,36 2,13 1,55 2,11-0,23-0,81-0,25 MV08 1,94 2,08 1,28 1,96 0,14-0,66 0,02 MV09 1,99 2,19 1,44 2,02 0,20-0,55 0,03 Reg. Obtido por Regressão Linear 5-1mm Obtido no Intervalo de diferenças entre 5 e 1 mm 6-2mm Obtido no Intervalo de diferenças entre 6 e 2 mm Em termos médios, as diferenças determinadas para estas 48 amostras foram de 0,112 para os valores obtidos pela regressão linear, -0,424 para os valores obtidos pelo segmento de reta no intervalo 5-1mm e 0,094 para a condição do segmento 6-2mm. Observa-se que as determinações deste parâmetro no intervalo de diferenças de leitura entre 6-2 mm apresentaram melhores resultados se comparados com os valores obtidos no intervalo de diferenças de leitura entre 5-1 mm, ambos tomando-se como referência os valores determinados pela metodologia tradicional. 185

209 Tabela Diferenças obtidas para os valores do parâmetro c, para as amostras SL, MG e RJ. MCT-S Diferença de valores Amostra MCT Reg. 5-1mm 6-2mm Reg.-MCT 51-MCT 62-MCT SL01 1,45 1,51 1,07 1,29 0,06-0,38-0,16 SL02 1,93 2,24 1,49 2,16 0,31-0,44 0,23 SL03 2,17 2,22 2,00 2,12 0,05-0,17-0,05 SL04 2,23 2,13 1,37 2,12-0,10-0,86-0,11 SL05 2,17 2,19 1,92 2,02 0,02-0,25-0,15 SL06 2,17 2,16 1,33 1,71-0,01-0,84-0,46 SL07 1,94 2,15 1,42 1,75 0,21-0,52-0,19 SL08 2,05 2,05 1,41 1,66 0,00-0,64-0,39 MG01 1,45 1,62 1,33 1,45 0,17-0,12 0,00 MG02 1,72 1,99 1,64 1,63 0,27-0,08-0,09 MG03 1,38 1,73 1,33 1,37 0,35-0,05-0,01 MG04 1,56 1,62 1,45 1,51 0,06-0,11-0,05 MG05 1,53 1,81 1,41 1,53 0,28-0,12 0,00 MG06 0,47 0,73 0,68 0,79 0,26 0,21 0,32 MG07 0,82 0,78 0,41 0,74-0,04-0,41-0,08 MG08 0,89 1,04 0,94 1,16 0,15 0,05 0,27 MG09 1,17 1,67 1,05 1,15 0,50-0,12-0,02 MG10 0,82 1,17 0,81 1,03 0,35-0,01 0,21 RJ01 1,34 1,62 1,02 1,41 0,28-0,32-0,07 RJ02 1,10 1,27 0,95 1,13 0,17-0,15 0,03 RJ03 1,29 1,42 0,92 1,25 0,13-0,37-0,04 RJ04 2,00 1,95 1,32 1,55-0,05-0,68-0,45 RJ05 0,95 1,03 0,93 1,00 0,08-0,02 0,05 Reg. Obtido por Regressão Linear 5-1mm Obtido no Intervalo de diferenças entre 5 e 1 mm 6-2mm Obtido no Intervalo de diferenças entre 6 e 2 mm Os valores obtidos a partir da regressão linear, como apresentado por NOGAMI e VILLIBOR (2000a) também apresentaram bons resultados como se vê, porém sendo sua determinação menos objetiva, dependendo muito mais da interpretação do operador na visualização do melhor posicionamento gráfico do segmento de reta que mais se aproxima da regressão. Ressalta-se que a determinação deste parâmetro c` por traçado direto sobre as curvas Mini-MCV (ou em interpolação a estas) do segmento de reta que une os pontos de diferença de leituras é muito mais simples de ser definido, com menor possibilidade de variação do resultado final entre diferentes operadores. Os resultados obtidos indicam o uso de intervalo 6-2mm como a opção que mais se aproxima dos valores obtidos pelo procedimento tradicional. A figura ilustra a comparação entre os valores determinados para o parâmetro c`. 186

210 Análise Comparativa do Parâmetro c' 2,50 c' Série Simplificada 2,25 2,00 1,75 1,50 1,25 1,00 0,75 1,0 1,0 1,9 1,9 2,2 2,2 2,5 2,5 regressão linear intervalo 5-1mm intervalo 6-2mm 0,50 0,25 0,25 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 1,75 2,00 2,25 2,50 c' Série Parsons Figura Gráfico de comparação dos diferentes valores determinados para o parâmetro c. Observados valores diferentes para o parâmetro c`, determinados a partir de uma mesma amostra, mas em um novo ensaio, levanta-se a questão referente a repetibilidade deste parâmetro utilizado na classificação. PEIXOTO et al (1996) avaliaram a repetibilidade dos parâmetros que compõem a classificação MCT, para níveis de confiança 90 e 95% utilizando os resultados de FABBRI (1994), para três amostras de solos, cujos ensaios foram repetidos dez vezes. Para as amostras que utilizaram, concluíram que, de uma maneira geral, os parâmetros que compõem a classificação MCT são não repetíveis, independente do modelo e do nível de confiança adotados. Observa-se que, de certa forma, mesmo trabalhando com procedimentos de compactação diferentes, os valores não foram muito diferentes. As conclusões obtidas por PEIXOTO et al (1996) podem justificar as eventuais diferenças entre os valores de c`, implicando em não considerar tais diferenças inerentes ao uso de uma ou outra série na compactação. 187

211 Parâmetros d, Pi e e São apresentados nas tabelas e as diferenças obtidas para os parâmetros d, Pi e e obtidos para as duas metodologias. Ressalta-se que os valores obtidos para o parâmetro d (coeficiente angular do ramo seco da curva de compactação) são obtidos na curva de compactação para 12 golpes para a metodologia tradicional e na metodologia simplificada na curva de compactação de 10 golpes. Tabela Diferenças obtidas para os valores dos parâmetros d, Pi e e, para as amostras ZM e MV. d Pi e Amostra MCT* MCT-S** Dif. MCT MCT-S Dif. MCT MCT-S Dif. ZM01 69,9 48,5 21, ,66 0,84-0,18 ZM02 24,8 32,1-7, ,93 0,85 0,08 ZM03 20,7 20,7 0, ,09 0,99 0,10 ZM04 47,6 30,8 16, ,75 0,99-0,24 ZM05 32,0 43,3-11, ,85 0,77 0,08 ZM06 73,5 69,5 4, ,09 1,13-0,04 ZM07 50,8 45,6 5, ,96 0,97-0,01 ZM08 36,7 39,2-2, ,13 1,07 0,06 ZM09 36,4 35,8 0, ,98 0,90 0,08 ZM10 40,0 54,9-14, ,91 0,92-0,01 ZM11 38,1 41,7-3, ,81 0,90-0,09 ZM12 86,0 57,5 28, ,91 0,97-0,06 ZM13 44,0 43,8 0, ,10 0,77 0,33 ZM14 45,2 48,1-2, ,90 1,22-0,32 ZM15 33,4 31,1 2, ,84 1,01-0,17 ZM16 62,9 65,8-2, ,09 1,10-0,01 MV01 39,0 40,4-1, ,95 1,13-0,18 MV02 31,1 22,0 9, ,94 0,97-0,03 MV03 72,9 56,6 16, ,84 0,98-0,14 MV04 49,1 50,7-1, ,07 0,96 0,11 MV05 35,4 19,8 15, ,83 1,00-0,17 MV06 27,0 17,5 9, ,90 1,05-0,15 MV07 55,6 53,4 2, ,12 1,06 0,06 MV08 44,7 24,2 20, ,16 1,28-0,12 MV09 45,1 41,2 3, ,14 1,16-0,02 * Curva de 12 golpes; ** Curva de 10 golpes 188

212 Tabela Diferenças obtidas para os valores dos parâmetros d, Pi e e, para as amostras SL, MG e RJ. d Pi e Amostra MCT* MCT-S** Dif. MCT MCT-S Dif. MCT MCT-S Dif. SL01 73,3 52,5 20, ,65 0,72-0,07 SL02 33,3 30,2 3, ,84 0,87-0,03 SL03 58,6 62,7-4, ,88 1,06-0,18 SL04 38,4 36,0 2, ,80 0,82-0,02 SL05 48,7 31,9 16, ,77 0,86-0,09 SL06 33,7 38,4-4, ,84 0,87-0,03 SL07 34,5 33,0 1, ,83 0,97-0,14 SL08 34,1 46,5-12, ,84 0,99-0,15 MG01 23,5 13,9 9, ,43 1,51-0,08 MG02 60,2 58,3 1, ,99 0,85 0,14 MG03 21,7 15,7 6, ,52 1,53-0,01 MG04 68,3 77,4-9, ,07 1,07 0,00 MG05 16,6 10,1 6, ,50 1,60-0,10 MG06 11,3 13,7-2, ,40 1,35 0,05 MG07 7,9 5,1 2, ,78 1,93-0,15 MG08 10,0 6,6 3, ,84 1,84 0,00 MG09 29,9 10,2 19, ,59 1,71-0,12 MG10 26,0 14,9 11, ,27 1,62-0,35 RJ01 19,1 10,6 8, ,56 1,63-0,07 RJ02 24,8 14,6 10, ,24 1,60-0,36 RJ03 26,1 18,1 8, ,46 1,54-0,08 RJ04 51,8 54,5-2, ,31 1,17 0,14 RJ05 24,3 12,2 12, ,26 1,46-0,20 * Curva de 12 golpes; ** Curva de 10 golpes; *** Valor adotado Para o parâmetro final de classificação e (ordenada do gráfico) é apresentado na figura o gráfico com a comparação entre os valores determinados por cada uma das metodologias. Observa-se que para as amostras de comportamento Laterítico (e menor que 1,15) há uma igualdade aproximada entre os valores de e, com pequena tendência destes parâmetros serem maiores quando obtidos pela metodologia simplificada. Para as amostras de comportamento Não Laterítico esta tendência, no entanto, é menos evidente. 189

213 Análise Comparativa do Parâmetro e' 2,00 1,75 1,50 e' Série Simplificada 1,25 1,00 0,75 0,50 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 1,75 2,00 e' Série Parsons Figura Gráfico de comparação de valores para o parâmetro e entre as metodologias de classificação MCT e MCT simplificada para as amostras deste estudo. Classe MCT e parâmetros de compactação A classificação final para cada amostra, considerando o parâmetro c obtido pela regressão linear, são apresentados nas tabelas e Para as amostras que receberam classificações diferentes são registrados os valores obtidos para os parâmetros c x e, respectivamente pela metodologia MCT e MCT-S, para melhor avaliação da ordem de grandeza que levou a tal distinção. Nas tabelas e são apresentados os valores de teor de umidade ótima (W ot ) e massa específica aparente seca máxima.(meas máx ) determinados a partir das curvas de compactação com 10 golpes na metodologia simplificada e por interpolação gráfica entre as curvas de 8 e 12 golpes traçadas na metodologia tradicional. 190

214 Tabela Classe MCT determinada para as amostras estudadas pela Metodologia Tradicional (MCT) e Simplificada (MCT-S), para as amostras ZM e MV. Classe Comparação dos resultados Amostra MCT MCT - S c` (MCT MCT-S) e` (MCT MCT-S) ZM01 LG' LG' ZM02 LG' LG' ZM03 LG' LG' ZM04 LG' LG' ZM05 LG' LG' ZM06 LG' LG'/NG' 1,76-2,28 1,09-1,13 ZM07 LG' LG' ZM08 NG' LG' 2,23-2,26 1,13-1,07 ZM09 LG' LG' ZM10 LG' LG' ZM11 LG' LG' ZM12 LG' LG' ZM13 LG' LG' ZM14 LG' NG' 2,29-2,37 0,90-1,22 ZM15 LG' LG' ZM16 LG' LG' MV01 LG' LG'/NG' 1,94-2,08 0,95-1,13 MV02 LG' LG' MV03 LG' LG' MV04 LG' LG' MV05 LA' LA' MV06 LG' LG' MV07 LG' LG' MV08 NG' NG' MV09 NG' NG'/LG' 1,99-2,19 1,14-1,16 As diferenças entre os resultados finais das classes obtidas para os dois procedimentos, determinadas para solos de textura argilosa, estão associadas à ordenada de classificação e. Pode-se observar que estes solos se apresentam na fronteira de classes, podendo ser classificados como solos de transição entre o comportamento Laterítico e Não Laterítico. Para os solos de textura siltosa ou arenosa que apresentaram diferenças de classes entre as duas metodologias estão muito mais relacionadas com a abscissa c (obtido a partir da regressão linear na classificação pela metodologia simplificada) do que com a ordenada e de caracterização do comportamento laterítico das amostras. Estas diferenças podem ser atribuídas ao valor do parâmetro c' determinado pela regressão. No caso de sua determinação ser obtida de outra forma, como por exemplo pelo segmento de reta no intervalo 6-2 mm, estas diferenças seriam menores. 191

215 Tabela Classe, MCT determinada para as amostras estudadas e parâmetros da compactação obtidos, pela Metodologia Tradicional (MCT) e Simplificado (MCT-S), para as amostras SL, MG e RJ. Classe Comparação dos resultados Amostra MCT MCT - S c` (MCT MCT-S) e` (MCT MCT-S) SL01 LA' LG'/LA' 1,45-1,51 0,65-0,72 SL02 LG' LG' SL03 LG' LG' SL04 LG' LG' SL05 LG' LG' SL06 LG' LG' SL07 LG' LG' SL08 LG' LG' MG01 NS' NS' MG02 LG' LG' MG03 NS' NS' MG04 LG' LG' MG05 NG' NS' 1,53-1,81 1,50-1,60 MG06 LA/NA NA' 0,47-0,73 1,40-1,35 MG07 NS' NS'/NA 0,82-0,78 1,78-1,93 MG08 NS' NS' MG09 NS' NS' MG10 NA' NS'/NA' 0,82-1,17 1,27-1,62 RJ01 NG' NG' RJ02 NA' NS' 1,10-1,27 1,24-1,60 RJ03 NS' NG' 1,29-1,42 1,46-1,54 RJ04 NG' NG'/LG' 2,00-1,95 1,31-1,17 RJ05 NA' NA'/NS' 0,95-1,03 1,26-1,46 Ressalta-se que mesmo as diferenças identificadas se comparadas às classificações atribuídas às amostras não são significativas uma vez que a maior parte delas se posicionam na fronteira entre classes o que gera uma dúvida natural na atribuição de uma determinada classe ao solo ensaiado (tabelas e 7. 15). Pode-se observar nas tabelas e que os teores de umidade ótima obtidos pelas duas metodologias apresentam valores relativamente próximos. Em termos médios a diferença entre os obtidos na MCT para os obtidos na MCT-S foi de 0,55% de umidade. Quanto aos valores determinados para as massas específicas aparentes secas máximas obteve-se resultados ainda mais próximos, apresentando em termos médios uma diferença de 0,29 kn/m

216 Tabela Parâmetros da compactação determinados para as amostras estudadas pela Metodologia Tradicional (MCT) e Simplificada (MCT-S). Amostra Teor de Umidade ótima (W ót ) Massa Especifica Aparente Seca Máxima (MEAS max ) MCT MCT-S MCT MCT-S MCT MCT-S MCT MCT-S ZM01 25,1 25,8-0,7 15,2 15,3-0,1 ZM02 30,0 28,8 1,2 14,3 14,5-0,2 ZM03 27,0 26,5 0,5 15,0 15,0 0,0 ZM04 27,8 28,0-0,2 15,3 15,0 0,3 ZM05 27,2 27,5-0,3 14,6 15,2-0,6 ZM06 25,9 25,0 0,9 15,2 15,8-0,6 ZM07 27,0 25,7 1,3 14,6 15,2-0,6 ZM08 27,0 26,0 1,0 14,9 15,3-0,4 ZM09 27,7 27,4 0,3 14,5 14,8-0,3 ZM10 26,5 26,5 0,0 15,2 15,3-0,1 ZM11 28,0 27,0 1,0 15,0 15,2-0,2 ZM12 20,9 21,0-0,1 16,4 16,4 0,0 ZM13 28,8 28,1 0,7 15,2 15,1 0,1 ZM14 28,6 28,0 0,6 15,0 15,0 0,0 ZM15 30,8 30,8 0,0 14,4 14,2 0,2 ZM16 27,0 26,7 0,3 15,5 15,2 0,3 MV01 25,8 26,2-0,4 15,5 15,4 0,1 MV02 31,0 32,0-1,0 13,6 14,0-0,4 MV03 32,4 32,0 0,4 13,8 13,9-0,1 MV04 29,8 29,4 0,4 15,0 14,9 0,1 MV05 19,0 21,0-2,0 17,5 17,2 0,3 MV06 28,0 27,4 0,6 14,6 14,9-0,3 MV07 26,2 26,0 0,2 15,1 15,0 0,1 MV08 28,6 28,8-0,2 14,9 15,2-0,3 MV09 30,2 30,0 0,2 14,1 14,6-0,5 * Curva interpolada entre 8 e 12 golpes; ** Curva de 10 golpes A sobreposição das curvas de deformabilidade, compactação e de perda de massa por imersão para cada uma das amostras, segundo as duas metodologias utilizadas foram plotadas em cada gráfico para comparação dos traçados obtidos. Estes gráficos são apresentados no Anexo C. 193

217 Tabela Parâmetros da compactação determinados para as amostras estudadas pela Metodologia Tradicional (MCT) e Simplificada (MCT-S). Amostra Teor de Umidade ótima (W ót ) Massa Espesífica Aparente Seca Máxima (MEAS max ) MCT MCT-S MCT MCT-S MCT MCT-S MCT- MCT-S SL01 14,5 14,0 0,5 18,3 18,5-0,2 SL02 29,0 29,0 0,0 14,3 14,4-0,1 SL03 27,5 27,5 0,0 14,5 15,3-0,8 SL04 29,8 29,5 0,3 13,9 14,5-0,6 SL05 28,5 27,8 0,7 14,6 14,8-0,2 SL06 24,6 25,4-0,8 15,1 15,4-0,3 SL07 27,0 26,5 0,5 14,6 14,8-0,2 SL08 24,1 24,5-0,4 15,5 15,6-0,1 MG01 24,0 24,2-0,2 14,4 14,3 0,1 MG02 24,5 24,8-0,3 15,3 15,6-0,3 MG03 21,8 22,3-0,5 15,0 15,5-0,5 MG04 14,6 15,0-0,4 18,0 17,9 0,1 MG05 21,6 22,2-0,6 15,8 16,3-0,5 MG06 12,5 13,1-0,6 19,0 19,1-0,1 MG07 18,5 17,4 1,1 15,6 15,9-0,3 MG08 17,4 16,0 1,4 15,0 15,0 0,0 MG09 18,0 18,3-0,3 16,1 16,1 0,0 MG10 12,3 12,2 0,1 18,3 18,4-0,1 RJ01 19,0 18,0 1,0 18,3 17,4 0,9 RJ02 17,0 16,0 1,0 17,8 16,7 1,1 RJ03 17,8 17,3 0,5 17,8 17,3 0,5 RJ04 19,9 19,5 0,4 17,4 17,2 0,2 RJ05 18,0 18,4-0,4 18,0 17,3 0,7 * Curva interpolada entre 8 e 12 golpes; ** Curva de 10 golpes Nestas planilhas resumidas são apresentados alguns dados dos ensaios como teor de umidade obtido nos pontos de compactação, valor do Mini-MCV, altura final do CP, fator de desprendimento adotado para a determinação de Pi, entre outros e a relação (razão) entre os parâmetros obtidos entre os ensaios MCT-S e MCT. São apresentados também o gráfico final de classificação com o posicionamento dos pontos c x e de classificação. Plotados todos os gráficos para a obtenção de c, d e Pi e de classificação final, sobrepostos um a um conforme apresentado no Anexo C, procedeu-se a uma avaliação comparativa de ordem qualitativa do traçado gráfico das curvas. Foram identificadas curvas de traçado idêntico, quando se verificou uma coincidência no traçado das mesmas, de traçado comum quando o traçado apesar de não coincidente se aproximava muito uma das outras e curvas com comportamento semelhante quando o traçado não se 194

218 mostrava comum mas o comportamento das curvas indicavam mesma tendência. Foram identificadas também algumas curvas com traçados pouco diferente, não sendo contudo, muito significativo. Os resultados obtidos nesta análise qualitativa é apresentada na tabela Tabela Resultados da análise qualitativa de comparação do traçado das curvas obtidas pela metodologia MCT tradicional e metodologia MCT simplificada. Comparação do traçado das curvas Curva de deformabilidade Curva de compactação Curva de perda de massa c d Pi n % n % n % Traçado idêntico Traçado comum Comportamento semelhante Traçado pouco diferente Total Pode-se verificar que a comparação dos resultados obtidos para as curvas do c, d e Pi indicam concordância muito boa entre as Metodologias. Algumas análises podem ser feitas a partir da comparação dos traçados das curvas utilizadas para a obtenção dos parâmetros de classificação. Curvas de Deformabilidade Mini-MCV Em relação às curvas de deformabilidade observou-se para os solos argilosos, compactados segundo a série de golpes de Parsons, uma curvatura acentuada no início da curva (mais significativo para pontos mais seco) seguindo retilínea até apresentar menor curvatura em sentido inverso nas proximidades do fim do ensaio (mais significativo para pontos mais úmidos). No traçado das curvas para o procedimento simplificado verifica-se o traçado praticamente linear desde as primeiras diferenças de altura calculadas, e uma curvatura no final do ensaio sendo observado que seu início ocorre antes do início verificado para o traçado pela série de Parsons. Este fato influencia diretamente a obtenção do c no intervalo de diferença de leitura 5-1mm, como proposto por NOGAMI (2003), uma vez que a diferença de 1mm se apresenta no 195

219 trecho curvo do traçado. A figura ilustra o comportamento típico verificado para solos argilosos, utilizando-se os resultados da amostra ZM Diferença de Leitura S 2 S 3 S 4 S 5 S Número de Golpes Figura Exemplo do comportamento típico para curvas de deformabilidade para solos predominantemente argilosos, segundo as duas metodologias estudadas (amostra ZM 03). No caso dos solos siltosos compactados segundo a série de Parsons o traçado das curvas tem certa semelhança com as curvas dos solos argilosos apresentando, contudo, uma curvatura menos acentuada no início e mais acentuada próximo ao final do ensaio e com grande raio de curvatura. As curvas de deformabilidade segundo a série simplificada apresentam-se com traçado linear no início até determinado número de golpes quando inicia uma curvatura bem acentuada e com grande raio de curvatura. A figura mostra o traçado típico obtido para curvas de deformabilidade para solos predominantemente siltosos, com os resultados da amostra MG 09. Para os solos de textura arenosa, compactados segundo a série de Parsons, verificou-se um traçado das curvas de deformabilidade praticamente linear até o fim da compactação. A curvatura verificada é pouco significativa. Na compactação segundo a série simplificada observa-se que o traçado das curvas de deformabilidade se apresenta curvo, com concavidade voltada para cima, com grande raio de curvatura. Algumas amostras predominantemente arenosas, apresentaram traçado linear, ou seja com um 196

220 raio de curvatura extremamente grande. A figura ilustra este comportamento típico para a mostra MG Diferença de Leitura S 2 S 3 S 4 S 5 S Número de Golpes Figura Exemplo de comportamento típico de curvas de deformabilidade para solos predominantemente siltosos, segundo as metodologias estudadas (amostra MG 09). 20 Diferença de Leitura S 2 S 3 S 4 S 5 S Número de Golpes Figura Exemplo de comportamento típico de curvas de deformabilidade para solos predominantemente arenosos, segundo as metodologias estudadas (amostra MG 10). 197

221 Curvas de Compactação A comparação das curvas de compactação obtidas com os dois procedimentos (MCT e MCT S) mostrou que, apesar dos ensaios terem sido realizados com teores de umidades diferentes, as curvas se posicionaram umas em relação às outras de modo conveniente atendendo ao comportamento típico de curvas em relação à energia de compactação crescente e com paralelismo bastante satisfatório em relação à curva de igual saturação. A figura mostra como exemplo, as curvas para a amostra ZM01 em que se observa três curvas obtidas (três níveis de energia- 8, 12, 16 golpes) no ensaio com a metodologia tradicional e duas outras (10 e 20 golpes) obtidas em ensaio realizado com a metodologia simplificada. Ressalta-se que o traçado gráfico das curvas de compactação foi obtido com a utilização do programa Excel, portanto, com interpolação aproximada a um eventual traçado da parábola feito a mão. Entende-se que os benefícios de se utilizar uma planilha eletrônica neste tipo de operação, com a quantidade de operações realizadas nesta pesquisa, foi extremamente benéfico, e que este tipo de interpolação, interpretado adequadamente não compromete a qualidade dos resultados obtidos. 17,5 Massa específica aparente seca (kn/m 3 ) 17,0 16,5 16,0 15,5 15,0 14,5 14,0 8 golpes 12 golpes 16 golpes 10 golpes - S 20 golpes - S 13,5 13,0 12, Teor de Umidade (%) Figura Exemplo de curvas de compactação para a amostra ZM 01, segundo as duas metodologias estudadas (MCT e MCT S). 198

222 A comparação do parâmetro d obtido em cada ensaio individualmente, em que se tem duas ou três curvas traçadas, leva a uma interpretação diferenciada até mesmo porque em alguns casos o número de pontos no ramo seco não é o ideal e não se considera a tendência de um conjunto grande de curvas para número de golpes diferentes daquelas em que se determina o d. Isto pode levar a obtenção de um valor diferente do indicado para o caso, como ocorreu no exemplo da amostra ZM01. Como se vê na figura a diferença de d poderia não existir se fosse interpretado a partir do traçado da nova família de curvas plotadas nesta figura, em que seria considerado um d com valor menor para a curva de 12 golpes, e maior para a curva de 10 golpes, aproximando os valores obtidos entre as duas metodologias Para a metodologia simplificada, considerando-se a série de golpes utilizada neste trabalho, sugere-se o traçado de 3 curvas, as de 6, 10 e 20 golpes. A inclusão da curva de 6 golpes faz com que se tenha uma curva abaixo e uma acima da curva em que se obtém o coeficiente angular d, o que ajuda a interpretar a tendência das curvas naquele ensaio. Curvas de Perda de Massa por Imersão Em relação ao parâmetro Pi pode-se observar algumas diferenças significativas em termos quantitativos. Observa-se, no entanto, como verificado na obtenção do parâmetro d, que na maioria dos casos as curvas mostraram mesma tendência para a variação de Pi em relação aos valores de Mini-MCV. Este fato, porém, não é suficiente para a obtenção de valores iguais para a perda de massa nas duas metodologias uma vez que este é determinado para a condição pontual, ou seja, para a condição de Mini-MCV igual a 10 ou 15. Como se vê na figura 7. 21, as curvas obtidas para a amostra MV04, apesar de apresentarem igual tendência na variação dos valores de perda de massa por imersão, fornecem valores de Pi diferentes para os ensaios realizados segundo as duas metodologias. Assim pode-se concluir que apesar de diferenças individualmente identificadas para os parâmetros de classificação, e até mesmo na classificação final, estes não são significativos. Estas diferenças podem ser atribuirdas em parte à variabilidade natural envolvida na reprodução de ensaios de laboratório com amostras de solos. 199

223 Perda de massa por imersão (%) Mini-MCV MCT MCT-S Figura Curvas de perda de massa por imersão para a amostra MV 04, segundo as duas metodologias estudadas. NOGAMI (2003) afirma que apesar das diferenças pouco significativas, os resultados obtidos pela metodologia simplificada lhe parecem mais adequados em relação ao posicionamento no gráfico de classificação que os obtidos pela metodologia tradicional Proposições de Mudanças de Procedimento e Interpretação Com relação aos procedimentos adotados na realização dos ensaios de classificação MCT dos solos, qualquer que seja a metodologia utilizada, algumas questões merecem considerações especiais, tais como: Desprendimento do solo compactado no ensaio de imersão Como abordado, em alguns casos o desprendimento do solo quando imerso em água se dá por desprendimento da parte de solo referente à saliência de 10mm em um único elemento ( placa ). Neste caso é sugerido no método MCT a utilização de um fator de desprendimento de 0,5, ou seja considera-se a metade da massa desprendida no ensaio. Verifica-se, no entanto, que em muitos CPs há uma situação muito próxima a esse tipo de situação, porém ocorre o desprendimento de algum volume de solo coeso, como a um elemento ( placa ), cujo volume é considerável em relação ao volume todo desprendido. 200

224 Para estas duas situações próximas a prática atualmente adotada apresenta considerações bastante diferentes resultando em volumes de solo, para o cálculo do valor de Pi, consideravelmente diferentes já que uma considera o fator de redução 0,5 e a outra considera a massa total sem qualquer redução. Entende-se que este tipo de interpretação não é a mais adequada para considerar a influência que a ação do soquete pode conferir às extremidades de determinados CPs, para determinados solos predominantemente argilosos como abordado. O autor deste trabalho entende que seria mais adequado o uso de um fator de redução diferenciado para o caso de houver o desprendimento em uma única placa ou uma placa e também solo desprendido em sedimento. Ressalta-se que para o caso em que se tem o desprendimento de uma única placa a redução à metade não é coerente com o comportamento hidráulico deste solo nas condições de compactação que se encontra, se comparado com a os outros CPs com teores de umidades diferentes. O desprendimento ocorre não pela condição de perda de massa e sim pelas condições de compactação do CP. Propõe-se a adição de fatores intermediários como mostrados na figura em que se considera a interpretação do operador na visualização das diversas formas possíveis de desprendimento do solo, conforme ilustrado. Observa-se que este julgamento, baseado no aspecto apresentado na figura que procura apresentar a proporcionalidade entre o solo solto (desprendido) e o solo que permanece como uma estrutura única (placa), é relativo e subjetivo, porém, entende-se que obtém-se resultados finais mais adequados que os resultados obtidos para Pi quando desprezados as questões levantadas. Estudo da perda de massa (Pi) em CP especialmente moldado para sua determinação Durante a análise dos ensaios da metodologia MCT para a classificação dos solos foram discutidos aspectos da determinação do parâmetro de perda de massa por imersão Pi. Uma questão relativa a este parâmetro refere-se basicamente à necessidade de escolha dos CPs que são submetidos ao ensaio de perda de massa por imersão e a determinação do parâmetro Pi que será considerado na obtenção do e`, através da interpolação de valores para a condição pontual de Mini-MCV 10 ou 15, de acordo com sua densidade (densidade baixa ou alta). 201

225 F= 1,0 F= 0,75 CP CP Massa de solo totalmente desprendida Massa de solo desprendida em placa corresponde à 1/2 da massa total F= 0,5 F= 0,25 CP CP Massa de solo desprendida em placa corresponde a 3/4 da massa total Massa de solo desprendida em uma única placa Figura Fatores de desprendimento a serem adotados na determinação do parâmetro de perda de massa Pi em função da proporção de solo coeso como uma estrutura única (placa). 202

226 No decorrer desta pesquisa foi levantado o seguinte questionamento: a moldagem de um CP com o teor de umidade correspondente ao Mini-MCV 10 ou 15 e nas condições de energia (número de golpes) compatível, corresponde ao valor de Pi obtido por interpolação na curva Mini-MCV x Pi? A resposta a esta indagação foi pesquisada com a perspectiva de se obter diretamente o valor de Pi através da moldagem de um ou três (para obtenção de valor médio) CPs, no dia seguinte ao ensaio de compactação (devido a necessidade de se ter os teores de umidade calculados) evitando assim a sua determinação por interpolação no traçado do gráfico. A título de pesquisar este ponto específico, foram selecionadas 10 amostras do conjunto das 33 amostras iniciais, com diferentes valores representativos dos valores de Pi obtidos na classificação MCT, ou seja 02 amostras com Pi igual a zero, 04 amostras com Pi entre de 30 e 85% e outras 04 com Pi da ordem de 100%. O teor de umidade usado na moldagem foi obtido na curva de aferição de umidade (Mini-MCV x Umidade) traçada a partir do ensaio MCT realizado. Em relação à energia de moldagem foram aplicados 40 golpes em cada CP por corresponder a 4 vezes o número de golpes igual a 10, condição em que se obtém A 4n A n = 2 mm para Mini-MCV igual a 10 (densidade baixa). A tabela apresenta as condições de moldagem dos CPs, os valores de perda de massa obtidos e os respectivos parâmetros e de classificação determinados com cada valor de Pi obtido. São apresentados nesta tabela os teores de umidade obtidos nas curvas de aferição dos ensaios MCT e MCT-S e os valores obtidos para teor de umidade ótima (10 golpes) no ensaio MCT-S, apenas para efeito de comparação quanto à variação destes teores de umidade. Como diferenças entre valores de umidade são comparados os teores de umidade ótima e de moldagem com os valores obtidos para o Mini-MCV igual a 10 (MCT-S). Observa-se que dos 10 CPs analisados, 05 apresentaram valores de Pi próximos ou igual (caso de Pi = 0), 03 apresentaram Pi pouco diferentes (ZM12, ZM13 e MV03) e 02 apresentaram valores diferentes (ZM06 e ZM16) para o parâmetro Pi entre este procedimento pesquisado e o que foi obtido no procedimento tradicional. Observa-se que as diferenças entre os valores para teores de umidade ótima, em relação aos obtidos pela curva de aferição Mini-MCV x umidade (ensaio MCT- 203

227 S), foram baixas (exceto para a amostra MV03) e menores que as diferenças com os teores de umidade obtidos na moldagem dos CPs em relação aos teores obtidos na mesma curva de aferição (MCT S). Observa-se que, para as amostras que apresentaram maiores diferenças nos valores de Pi (ZM06 e ZM16), houve variação no parâmetro de classificação e de 0,4 e 0,45, o que é significativo. Entende-se que a determinação obtida por um só CP pode levar a conclusões inapropriadas, reconhecendo-se a necessidade da moldagem de no mínimo 3 CPs para melhor interpretação dos resultados, até mesmo em relação ao desvio no teor de umidade de moldagem como se verificou para os CPs ensaiados. Reconhece-se que foram realizados ensaios em poucas amostras e para solos de textura predominantemente argilosos. Considera-se que este procedimento deva ser melhor investigado com perspectiva de vir a ser alternativa na determinação do valor de Pi. Os resultados obtidos nesta experimentação são aqui apresentados como o análise preliminar e de registro dos dados para subsidiar futuros trabalhos. Valores elevados para Mini-MCV para solos arenosos e siltosos A compactação de solos de textura arenosa ou siltosa apresentam as curvas de deformabilidade com menor inclinação (c baixo) e com traçado variável para uma faixa de valores de teor de umidade o que levou a fixar a determinação do parâmetro c a uma condição de Mini-MCV pré-fixada em 10 (NOGAMI e VILLIBOR, 1995). O que se tem verificado é que os valores de Mini-MCV para estas curvas, que estão naturalmente associadas a baixos valores de umidade, são elevados e muitas vezes, principalmente para os solos arenosos, superiores a Mini-MCV igual a 15. Esta situação implica na dificuldade de definir o parâmetro c a partir de uma reta com inclinação assimilável a curva para a condição de Mini-MCV igual a 10 uma vez que não apresentando pelo menos uma curva abaixo de Mini-MCV igual a 10 a interpolação gráfica fica comprometida e também na determinação do parâmetro Pi. Esta questão foi abordada por BARROSO e FABBRI (1996b) que relatam dificuldades em amostras que foram utilizados teores de umidade crescentes, parecendo estarem aparentemente nos pontos ideais de espaçamento de teores de umidade, tendo 204

228 obtido curvas de deformabilidade cruzando no mesmo ponto e não passando pelo ponto necessário à determinação de Pi. A figura ilustra esta dificuldade encontrada na classificação MCT para uma amostra de solo arenoso com granulometria uniforme estudada por MACÊDO (2004) e ensaiado pelo autor deste trabalho. Para este caso, assim como em muitos outros, o autor desta tese sugere a definição do parâmetro de classificação c pelo cálculo do coeficiente angular da reta assimilável à inclinação das retas típicas do comportamento da deformabilidade do solo ou daquelas que mais se aproximam da curva Mini- MCV igual a 10. Para o caso de se utilizar a metodologia simplificada a proposição de determinar o coeficiente angular para o segmento de reta no intervalo de diferenças de leituras entre 6 e 2mm é também válida. Quanto à determinação do parâmetro de classificação Pi, para o caso em que não se obtém valores para Mini-MCV menor e maior que o Mini-MCV 15 (ou 10) conforme o valor de densidade obtido, o autor desta tese sugere a determinação do seu valor a partir do prolongamento do traçado da curva Pi x Mini-MCV até encontrar a condição de Mini-MCV correspondente à densidade verificada. No caso de não se ter variação no valor de Mini-MCV de forma a obter o traçado da curva Mini-MCV x Pi sugere-se adotar para o valor de Pi a média dos valores obtidos para todos os CPs. Para a amostra apresentada na figura o valor do c obtido, como proposto, foi de 0,70. Como os valores de umidade não correspondem a um intervalo de valores de Mini-MCV (valores muito próximos) que fosse possível determinar a curva Mini-MCV x Pi, foi adotado para o valor de Pi o valor médio obtido entre os cinco CPs, equivalendo a 127%. Obteve-se, d` igual a 12,6 e, por conseqüência, o valor de 1,42 para e`, caracterizando o solo como NA (solo arenoso não laterítico). 205

229 Tabela Amostras ensaiadas, condições de moldagem dos CPs e valores de perda de massa e parâmetro e de classificação obtidos para cada valor de Pi. Teor de Umidade (%) Pi e Mini-MCV 10 Diferenças de W Amostra Curva de aferição MCT Curva de aferição MCT-S W W Ótima * moldagem Wót Mini-MCV10 (MCT-S) Wmoldagem Mini-MCV10 (MCT-S) MCT 40 golpes MCT 40 golpes ZM01 24,3 25,4 25,8 23,3 0,4-2, ,66 0,66 ZM06 25,5 24,4 25,0 24,8 0,6 0, ,09 0,65 ZM08 26,7 25,8 26,0 26,1 0,2 0, ,13 1,11 ZM12 20,6 20,8 21,0 19,9 0,2-0, ,91 0,61 ZM13 27,6 27,9 28,1 25,8 0,2-2, ,10 1,01 ZM16 25,6 26,6 26,7 25,3 0,1-1, ,09 0,68 MV03 31,8 29,9 32,0 29,4 2,1-0, ,84 0,65 MV08 28,8 28,1 28,8 28,0 0,7-0, ,16 1,13 SL03 27,4 27,9 27,5 26,1-0,4-1, ,88 0,93 SL06 24,1 25,1 25,4 23,7 0,3-1, ,84 0,84 * Energia 10 golpes Mini-MCV 206

230 Lf - Ln Determinação do Coeficiente de Deformabilidade c' 1 10 Número de Golpes Mini-MCV Figura Curvas de deformabilidade para solo arenoso de granulometria uniforme de Recife/PE utilizada a metodologia de classificação MCT simplificada. O estudo desta amostra pode reforçar a tese de que há efetivamente um número excessivo de golpes na compactação dos corpos de prova segundo a metodologia tradicional. Para esta amostra de solo arenoso de granulometria uniforme, realizado o ensaio de compactação Mini-MCV e repetido para confirmar os resultados anteriormente obtidos, não foi obtida diferença menor que 2mm para até 256 golpes aplicados em praticamente todos os teores de umidade, nos dois ensaios MCT realizados. Para ambos ensaios foi verificado uma inversão nos valores das diferenças de leituras, a um determinado nível de golpes aplicados (diferenças A 4n A n passou a aumentar). Desta forma não foi possível obter sua classificação pela metodologia tradicional. Levantada a discussão, em relação a esta amostra, imaginou-se que a classificação MCT poderia ser obtida com a aplicação da metodologia simplificada, que trabalha com um nível de energia (número de golpes) menor que na metodologia tradicional. Foi então realizada a classificação MCT pela metodologia simplificada, sendo obtidas as curvas de deformabilidade apresentadas na figura 7. 23, aplicados cerca de 60 a 80 golpes em cada corpo de prova e atendido o critério de paralisação proposto por NOGAMI e VILLIBOR (2000b) que é de obter 207

231 diferenças de leituras L f -L n menor que 0,05mm/golpe. Assim pode-se obter as curvas para a determinação de c, ainda que com valores de Mini-MCV superiores a 10 e todos os outros parâmetros como já apresentados. Ressalta-se o fato de ter sido possível obter sua classificação pela metodologia MCT de classificação dos solos com resultados extremamente coerente com as características da amostra de solo, conforme mostram os dados de caracterização analisados por MACÊDO (2004). Após a realização de todos os ensaios para a classificação MCT dos solos, em que foram submetidas todas as amostras, procurou-se verificar as correlações entre os parâmetros c, d, Pi e e e outros parâmetros obtidos nos ensaios realizados como o Ki, Kr, %pass#200, %argila, Wót, Peso esp. partículas sólidas, %Fe 2 O 3, %Al 2 O 3 e %SiO 2, tendo sido produzidos inúmeros gráficos. Os resultados obtidos não indicaram correlações satisfatórias para as amostras pesquisadas, apresentando dados muito dispersos (R 2 baixos). Parte deste estudo pode ser visto em DUQUE NETTO e MARANGON (2004) Análise da Compactação pelos Procedimentos MCT e MCT-S a partir da Tomografia Computadorizada Considerações Iniciais Uma questão levantada no início do estudo que procurou comparar as Metodologias MCT e MCT-S de classificação dos solos, em que os corpos de prova são submetidos a critérios diferentes de paralisação da compactação, foi a questão relacionada às diferenças de densidade encontradas após o processo de compactação, diferenciado. Levantavam-se questionamentos sobre a variação da distribuição de densidade ao longo da altura do corpo de prova, como por exemplo, se o fato da compactação pela Metodologia Tradicional levaria a um excesso na densidade no topo do corpo de prova, influenciando diretamente as condições do CP na determinação da perda de massa por imersão, em relação às condições usadas pela Metodologia Simplificada. Com a finalidade de se analisar as diferenças das condições de densidade no interior dos corpos de prova utilizados na classificação MCT das amostras pelas duas Metodologias utilizou-se a técnica da Tomografia Computadorizada. 208

232 O avanço que a tomografia computadorizada, como técnica de inspeção de camadas de um corpo, vem alcançando tem proporcionado estudos em diversas aplicações, passando a ser objeto de grande interesse da área não médica, sendo empregada especialmente em ensaios não destrutivos, em diferentes ramos da ciência e da indústria, com resultados significativos. Esta técnica vem sendo utilizada com sucesso em análises de materiais diversos, entre eles, concretos, cerâmicas, aço e particularmente em solo compactado e misturas asfálticas como pode ser visto, por exemplo, em SILVA (1990), BRAZ (1993) e BRAZ et al. (2000). BRAZ (1993) diz que a tomografia computadorizada é um processo que, utiliza a radiação para obter a reconstrução, de uma seção transversal de um corpo, quando um certo numero de projeções unidimensionais, em diversos ângulos são processadas; e desta forma, obtém-se uma imagem bidimensional ou tridimensional da seção transversal do corpo. Os fenômenos causados pela interação da radiação com os átomos da matéria dependem da energia dos fótons. Diversos fenômenos podem ser considerados, porém agem independentemente um dos outros e a atenuação verificada quando um feixe de intensidade I 0 atravessa o material de espessura x é composta pela contribuição de cada um dos processos relacionados. Assim um feixe de radiação, monoenergético de intensidade (I 0 ), ao atravessar um objeto homogêneo de espessura (x), sofre uma atenuação, de modo que a intensidade (I) do feixe emergente é representada pela lei de Beer-Lambert: I I0 exp x (7. 01) onde μ é o coeficiente de atenuação linear total do material para a energia do feixe incidente. Ao realizar-se uma tomografia computadorizada do corpo de prova seco, obtémse uma matriz imagem contendo pontualmente os coeficientes de atenuação linear. Desta forma e considerando que a importância da tomografia computadorizada está na capacidade de distinguir quantitativamente pequenas diferenças na atenuação da radiação no corpo examinado, de modo que esta diferença pode ser relacionada às 209

233 diferenças de densidades físicas no corpo, é que justificou a sua utilização no presente estudo. BRAZ (1993) descreve os conceitos básicos relacionados aos mecanismos envolvidos na interação da radiação com a matéria. São aqui transcritos os pontos principais, de forma bem sucinta. Em um sistema tomográfico de primeira geração o sistema fonte detector é mantido fixo e o objeto realiza movimentos de rotação e translação. Um sistema de coordenadas (x,y) pode ser utilizado para descrever a seção transversal do corpo examinado. Cada ponto da seção transversal é denotado pela função f(x,y) que, no caso da tomografia computadorizada por transmissão, é proporcional ao coeficiente de atenuação linear (μ), e este coeficiente passa a ser função da posição dentro do material examinado, μ(x,y). A equação pode ser também expressa em relação ao coeficiente de atenuação de massa, uma vez que o coeficiente de atenuação linear varia com densidade do material ( ), então: I I0 exp x (7. 02) 1 2 cm cm / g 3 g / cm (7. 03) O solo, além de ser um material heterogêneo, é também um material poroso, de modo que estes poros podem ser preenchidos por ar e/ou água. Considerando-se esta geometria de inspeção conclui-se que a radiação percorre vários meios até ser detectada. Para um material que é composto de vários elementos, como por exemplo, o solo, o coeficiente de atenuação linear pode ser representado pela soma proporcional dos coeficientes de atenuação de cada um desses elementos (sólidos, água e ar), ou seja: n i 1 i w i (7. 04) onde w i é a fração em peso do i-ésimo elemento presente no material. Assim, a partir das equações apresentadas, BRAZ (1993) mostra o que a densidade do material pode ser determinada a partir do coeficiente de atenuação de cada um dos elementos constituintes do corpo de prova. 210

234 Estudo Realizado No presente trabalho não foram determinados, diretamente, os valores de densidades dos materiais uma vez que se procurou realizar uma análise qualitativa dos corpos de prova de solo compactado no que se refere às condições das compactações realizadas, sendo analisadas as imagens tomográficas diretamente. As imagens das tomografias podem ser interpretadas como sendo a distribuição dos níveis de densidade obtida em relação à seção do corpo de prova. Após a realização de cada ensaio MCT, os corpos de prova que não se desintegraram no ensaio de perda de massa, eram guardados para uma possível utilização neste estudo com o tomógrafo (Foto 7. 13). Concluídos todos os ensaios, foram identificadas as amostras de solo que apresentavam CPs íntegros, compactados segundo as duas metodologias para possibilitar a comparação. Após esta seleção inicial estabeleceu-se um critério para a escolha dos Corpos de Prova a serem submetidos à Tomografia, que consistiu na escolha de CPs compactados nas duas metodologias que apresentassem diferentes: i. Condições de Teor de Umidade de Moldagem; ii. Valores de Mini-MCV na Moldagem; iii. Valores de Perda de Massa por Imersão; iv. Características quanto a Granulometria; v. Classes Pedológicas; Desta forma, foram selecionadas 5 diferentes amostras de solo, totalizando 11 corpos de prova, 5 compactadas na metodologia MCT tradicional, 5 na Metodologia Simplificada e um CP compactado na metodologia do Mini-Proctor, conforme apresentado por NOGAMI e VILLIBOR (1995), na condição de Proctor Intermediário, com 6 golpes do soquete pesado de cada lado. Os corpos de prova utilizados para os ensaios encontravam-se totalmente secos ao ar (Foto 7. 14). As tabelas e apresentam um resumo da caracterização das amostras utilizadas neste estudo, em que as diferentes variações estabelecidas para a escolha dos CPs, podem-se observadas. Foi utilizado o LIN Laboratório de Instrumentação Nuclear do Programa de Engenharia Nuclear da COPPE/UFRJ para a realização dos ensaios de Tomografia. O equipamento utilizado foi o STAC-1, desenvolvido nesta mesma instituição, como descrito por SILVA (1990) e BRAZ (1993), e ilustrado nas fotos nº e

235 Tabela Resumo dos principais parâmetros de caracterização dos solos utilizados no estudo com a tomografia. Caracterização do Solo Unidade Amostra Pedológica Metodologia Pass 200 (%) Gs Wót (%) MEAS (kn/m 3 ) c d Pi (%) e Classe Tradicional 28,00 15,00 2,29 38,1 0,0 0,77 LG' ZM11 LV 66,4 Simplificada 2,729 27,00 15,20 2,29 41,7 26,0 0,90 LG' Tradicional 28,00 14,60 2,11 27,0 0,0 0,90 LG' MV06 LV 69,6 Simplificada 2,687 27,40 14,90 2,34 17,5 0,0 1,05 LG' Tradicional 14,50 18,30 1,45 73,3 0,0 0,65 LA' SL01 LE 45,0 Simplificada 2,767 14,00 18,50 1,51 52,5 0,0 0,72 LG'/LA' Tradicional 24,60 15,10 2,17 33,7 0,0 0,84 LG' SL06 PE 77,4 Simplificada 2,689 25,40 15,40 2,16 38,4 14,0 0,87 LG' ZM01 Mini-Proctor LV (PI) * Condição de energia correspondente a 10 golpes do ensaio MCT 72,9 2,711 25,10 15,20 2,16 69,9 0,0 0,66 LG' 212

236 Foto Foto Foto Corpos de prova mantido em estante devidamente identificados para posterior utilização em análises de tomografia computadorizada. Foto Corpos de prova submetidos à tomografia computadorizada. Tabela Resumo dos principais condições obtidas na compactação dos corpos de prova estudados. Amostra CP Condição da Compactação (CP) Metodologia Wmold MEASmold Mini-MCV Golpes Altura 34 Tradicional 22,3 16,76 16, ,26 ZM11 38 Tradicional 24,1 16,40 13, ,63 37 Simplificada 24,3 16,17 13, ,25 39 Simplificada 26,2 15,68 10, ,04 MV06 13 Tradicional 25,9 14,32 9, ,60 15 Simplificada 26,3 15,29 10, ,33 SL01 29 Tradicional 12,2 20,33 13, ,80 21 Simplificada 12,4 20,21 13, ,45 SL06 39 Tradicional 24,1 15,69 10, ,50 42 Simplificada 24,6 15,78 10, ,35 ZM01 3 Mini-Proctor (PI) 21,9 15, ,17 Foto Sistema Tomográfico Auxiliado por Computador (STAC) do LIN COPPE/ UFRJ, durante a realização de tomografia em um dos CPs, ajustada a sua altura para a emissão de fonte nas proximidades do seu topo. 213

237 O equipamento dispõe de dois colimadores feitos de chumbo: um da fonte e outro do detector. Cada um possui uma fenda retangular de 1 mm de largura por 10 mm de altura. Entre a fonte e o detector existe uma mesa que é composta de um prato giratório, onde o objeto é colocado para inspeção. A mesa realiza movimentos de rotação e translação, através de dois motores de passo, que são movimentados a partir de pulsos emitidos pelo microcomputador que assiste o ensaio. Foto Microcomputador auxiliar do STAC com registro na tela das informações no decorrer dos ensaios. Ao lado pode-se observar os corpos de prova que foram submetidos à tomografia. Foram estabelecidas alturas para os corpos de prova de modo que a emissão de fonte projetasse o seu feixe nos dois extremos do corpo de prova (topo e base) e no meio do mesmo. Para cada seção tomográfica, considerando o passo de translação de 1 mm e o número de projeções igual a 60 planos de rotação, foram utilizadas 3 horas de ensaio, perfazendo um total de 9 horas de equipamento por CP, sendo todas elas operadas diretamente pelo autor desta tese bem como todas as reconstituições de imagens realizadas, a partir de treinamento dado pelo Prof. Delson Braz do LIN COPPE. As reconstituições de imagens, posteriores à realização de todos os ensaios, consistiram em executar a transformação dos arquivos de dados em linguagem apropriada, possibilitando a visualização da sua imagem em tela que em seguida, com o auxílio de um software de tratamento de imagem possibilitou a captura em tela para inserção neste arquivo de texto. 214

238 Resultados e Análises Realizadas as tomografias, as imagens foram diretamente utilizadas para as análises comparativas entre as diversas seções dos corpos de prova, segundo a Metodologia tradicional (série de compactação de Parsons) e a Metodologia simplificada. Na tabela são registrados os valores médios e máximos obtidos para o coeficiente de atenuação dos CPs ensaiados, a partir de um programa em DOS, desenvolvido no LIN - Laboratório de Instrumentação Nuclear. Os cálculos dos valores médios são obtidos a partir de um histograma em que são registradas as freqüências de ocorrência de um determinado tom de cinza, ou seja o valor do coeficiente de atenuação dentro de uma escala previamente estabelecida e em intervalos desta intensidade referida na prática como sendo de tons de cinza. Alguns valores de coeficiente de atenuação médio, obtidos pelo programa, não correspondem às imagens tomográficas devido à análise estatística realizada considerar todos os registros efetuados no histograma, inclusive os valores atribuídos a ruídos que são registrados com as flutuações que ocorrem na tensão durante a realização destes ensaios, conforme pode ser visto no exemplo ilustrado na figura Para o cálculo correto do valor médio é necessário a eliminação de tais ruídos, do conjunto de dados a serem considerados. Freqüência Tons de Cinza Figura Exemplo de histograma para a análise do arquivo 13P-2 em que se observa a presença inúmeros registros fora da faixa de distribuição central. Desta forma, as análises realizadas neste trabalho foram qualitativas e se basearam nas imagens tomográficas, não sendo utilizados os valores numéricos para a comparação das variações das densidades. 215

239 Tabela Valores médio e máximo obtidos para o coeficiente de atenuação, respectivamente para topo, meio e base. Amostra CP Metodologia Arquivo Coef. Atenuação x10-2 (cm -1 ) Média Máximo 34P-RR 10,664 17, Tradicional 34P-1R 11,462 16,433 34P-2 12,696 16,480 37S-0 12,204 15, Simplificada 37S-1 12,630 15,834 ZM11 37S-2 12,513 15,707 38P-0R 12,524 16, Tradicional 38P-1 10,231 16,268 38P-2 9,174 16,655 39S-0 11,447 15, Simplificada 39S-1R 10,284 16,376 39S-2R 10,074 16,812 13P-0 11,986 15, Tradicional MV6-1 12,063 15,025 MV06 13P-2 9,907 16,022 15S-0 11,032 15, Simplificada 15S-1 12,283 15,878 15S-2R 12,170 15,404 29P-0R 12,102 18, Tradicional 29P-1 14,553 18,070 SL01 29P-2 12,328 18,854 21S-RR 10,397 19, Simplificada 21S-1 11,244 20,944 21S-2 14,464 18,503 39P-0 8,151 16, Tradicional 39P-1 9,417 16,537 SL06 39P-2 12,393 15,747 42S-0 9,573 16, Simplificada 42S-1 12,513 15,808 42S-2 9,998 16,038 3I-0 10,117 15,915 ZM01 3 Mini-Proctor (PI) 3I-1 9,305 16,193 3I-2R 12,093 19,753 As figuras a mostram as imagens das tomografias, a título ilustrativo, obtidas para a amostra ZM11. Observa-se que são apresentadas nestas figuras as imagens para dois corpos de prova (34-38, na tradicional e na simplificada), de um mesmo ensaio de compactação, submetidos às duas metodologias de compactação. Nas figuras a são apresentadas as imagens de tomografia para as outras amostras estudadas, respectivamente de números MV06, SL01 e SL06, sendo em 216

240 cada figura apresentadas diretamente as seções para comparação das condições dos corpos de prova, após a sua compactação. Na figura são apresentadas as imagens para o corpo de prova compactado segundo a Metodologia Mini-Proctor, na condição de energia do Proctor Intermediário, para a amostra ZM01, com características do solo e condições de compactação muito semelhantes a da amostra SL06. Este CP foi preparado para ser comparado com os CPs compactados na condição de receber os golpes apenas em uma de suas extremidades. Para o total de 33 tomografias, procurou-se fazer uma análise comparativa entre as diversas seções e também entre os corpos de prova ensaiados, podendo obter as seguintes observações: i. Metodologia de Compactação Mini-MCV x Mini Proctor Como esperado a compactação dos CPs pela Metodologia Mini-MCV mostra uma certa heterogeneidade na distribuição de densidade seja em relação à altura, seja em relação a sua distribuição na seção transversal (10 CPs, figuras a 7. 33). Já o CP moldado com compactação Mini-proctor mostrado na figura 7. 34, observa-se boa homogeneidade na distribuição da densidade nas 3 seções analisadas, referentes às 3 alturas (Topo, Meio e Base). Isto se justifica pelo fato de ser utilizado os 2 extremos do CP na compactação, segundo um mesmo número de golpes, ou seja 6 golpes. ii. Metodologia Tradicional x Metodologia Simplificada Em termos de valores médios e considerando uma análise qualitativa das imagens pode-se observar que as seções, de modo geral, para os CPs compactados segundo a Metodologia Simplificada apresentaram valores ligeiramente menores do que para os compactados pela Metodologia Tradicional. Uma ou outra seção apresentou valores contrários a esta condição geral observada. Estes resultados, porém, não são significativamente diferentes em termos quantitativos, ainda mais se considerar a ordem de grandeza dos valores dos coeficientes de atenuação obtidos para os CPs, o que pode ser visto na faixa de escala utilizada. Observa-se que a diferença entre um tom de cinza na imagem pode representar uma diferença numérica pequena para os pontos em análise. 217

241 Compactação segundo a Metodologia Tradicional CP: 34P Amostra ZM11 Compactação segundo a Metodologia Simplificada CP: 37S Escala Utilizada x 10-2 (cm -1 ) Topo do Corpo de Prova Topo do Corpo de Prova Meio do Corpo de Prova Meio do Corpo de Prova Base do Corpo de Prova Base do Corpo de Prova Figura Imagens obtidas em Tomografia Computadorizada para seções transversais de corpos de prova de solo compactado para a amostra ZM

242 Compactação segundo a Metodologia Tradicional CP: 38P Amostra ZM11 Compactação segundo a Metodologia Simplificada CP: 39S Escala Utilizada x 10-2 (cm -1 ) Topo do Corpo de Prova Topo do Corpo de Prova Meio do Corpo de Prova Meio do Corpo de Prova Base do Corpo de Prova Base do Corpo de Prova Figura Imagens obtidas em Tomografia Computadorizada para seções transversais de corpos de prova de solo compactado para a amostra ZM

243 Compactação segundo a Metodologia Tradicional CP: 13P Amostra MV06 Compactação segundo a Metodologia Simplificada CP: 15S Escala Utilizada x 10-2 (cm -1 ) Topo do Corpo de Prova Topo do Corpo de Prova Meio do Corpo de Prova Meio do Corpo de Prova Base do Corpo de Prova Base do Corpo de Prova Figura Imagens obtidas em Tomografia Computadorizada para seções transversais de corpos de prova de solo compactado para a amostra MV

244 Compactação segundo a Metodologia Tradicional CP: 29P Amostra SL01 Compactação segundo a Metodologia Simplificada CP: 21S Escala Utilizada x 10-2 (cm -1 ) Topo do Corpo de Prova Topo do Corpo de Prova Meio do Corpo de Prova Meio do Corpo de Prova Base do Corpo de Prova Base do Corpo de Prova Figura Imagens obtidas em Tomografia Computadorizada para seções transversais de corpos de prova de solo compactado para a amostra SL

245 Compactação segundo a Metodologia Tradicional CP: 39P Amostra SL06 Compactação segundo a Metodologia Simplificada CP: 42S Escala Utilizada x 10-2 (cm -1 ) Topo do Corpo de Prova Topo do Corpo de Prova Meio do Corpo de Prova Meio do Corpo de Prova Base do Corpo de Prova Base do Corpo de Prova Figura Imagens obtidas em Tomografia Computadorizada para seções transversais de corpos de prova de solo compactado para a amostra SL

246 Amostra ZM01 Compactação segundo a Metodologia Mini-Proctor (PI) CP: 3I Escala Utilizada x 10-2 (cm -1 ) Topo do Corpo de Prova Meio do Corpo de Prova Base do Corpo de Prova Figura Imagens obtidas em Tomografia Computadorizada para seções transversais de corpo de prova de solo compactado para a amostra ZM

247 a) Altura do Corpo de Prova Na avaliação da distribuição das densidades ao logo da altura dos CPs, as imagens tomográficas sugerem, de modo geral, não haver consideráveis diferenças nos seus valores, para um mesmo CP. Algumas imagens correspondentes às seções no meio do CP apresentaram valores ligeiramente maiores que as de seus extremos, sem contudo ser possível estabelecer tal fato como uma condição geral, até mesmo porque as diferenças observadas são pouco significativas em termos quantitativos. É interessante ressaltar que as seções de topo, cujas porções de solo estavam diretamente submersas em água no ensaio de Perda de Massa por Imersão não apresentaram diferenças relativas com as outras seções pesquisadas. b) Teor de Umidade de Moldagem Pode-se observar na tabela 7. 21, que face ao número de golpes que foi alcançado na compactação dos CPs, a umidade ótima correspondente às energias de compactação a que foram submetidos os CPs é menor que o valor obtido para a condição de 10 golpes (próximo à energia do Proctor Normal). As análises comparativas previstas de serem feitas para a amostra ZM11, para a qual foram escolhidos dois diferentes CPs para cada metodologia (CPs 34/38 na tradicional e CPs 37/39 na simplificada), tentando identificar diferenciação da compactação em função do teor de umidade de compactação, não foram realizadas tendo em vista as diferentes energias de compactação obtidas ao final do processo de compactação (192/96 golpes na tradicional e 40/30 golpes na simplificada, respectivamente). Desta forma tornou-se inviável fazer uma correspondência direta entre a densidade e a condição do teor de umidade ótimo para as amostras, conforme se imaginou inicialmente. Considere também que não foram identificadas diferenças significativas nos resultados, para as duas condições de compactações conforme já descrito. c)valor de Mini-MCV Observou-se para a amostra ZM11, que os CPs com teores de umidade correspondentes a um valor de Mini-MCV muito próximos (CP 38 com Mini-MCV 13,2 e CP 37 com Mini-MCV 13,0), apresentaram, de forma geral, valores para os coeficientes de atenuação semelhantes em relação ao topo dos CPs, diferentes dos valores observados para os outros topos de CPs ensaiados para a mesma amostra. Nesta comparação tem-se o CP 34 com os maiores valores para o coeficiente de atenuação e o CP 39 com os menores. Os CPs 37 (moldado com 40 golpes) e 38 (moldado com

248 golpes) apresentam valores intermediários de coeficiente de atenuação, apesar do número diferentes de golpes na moldagem dos CPs. Ressalta-se que para todas as outras amostras foram ensaiados CPs em uma e outra metodologia de compactação na condição de umidade de moldagem correspondente a um valor de Mini-MCV igualmente próximo, o que pode justificar as semelhanças observadas. d)perda de Massa por Imersão (Pi) Para as duas amostras ensaiadas que apresentaram valores de perda de imersão diferentes (ZM11 e SL06), quando compactados segundo as diferentes metodologias, não foram observadas diferenças significativas nas imagens tomográficas. As diferenças entre os valores de Pi, não são também muito acentuadas, se considerarmos a escala para os valores possíveis de Pi, como verificado na maioria das comparações entre as Metodologias, para cada uma das amostras desta pesquisa. Assim, os resultados sugerem que o número excessivo de golpes não necessariamente vai se traduzir em perda de massa muito diferente da condição de golpes menor utilizada na Metodologia Simplificada. Entende-se que, para dada característica geotécnica de um solo e em uma condição de umidade há um número de golpes de compactação no qual se obtém uma condição de estabilidade satisfatória não só sob o ponto de vista mecânico como hidráulico. iii. Classe Pedológica Não foram observadas diferenças significativas entre amostras de unidades pedológicas diferentes como entre os latossolos e podzólicos. Quanto às variações de classes para uma mesma unidade observou-se apresentarem maiores densidades as amostras de cor mais escura. As densidades para as amostras de variação vermelhoescuro (amostras SL01 e SL06, figuras e 7. 27, respectivamente) se apresentam superiores as da variação vermelho-amarelo (amostra ZM11, figuras 7. 25, e amostra MV06, figura 27). iv. Granulometria Em termos de granulometria pode-se distinguir dois tipos diferentes de granulometria para os CPs ensaiados: os de característica argilosa referentes às amostras ZM11, MV06, SL06 e ZM01, e uma amostra de características arenosa referente à amostra SL01. Como esperado, a amostra de granulometria arenosa apresentou valores 225

249 de coeficiente de atenuação mais elevado, correspondendo a elevados valores de densidade, sendo superiores aos verificados para os solos argilosos Considerações Finais Apresentados os estudos desenvolvidos neste capítulo sobre a metodologia MCT de classificação dos solos, principalmente no que se refere ao procedimento simplificado proposto mais recentemente, relaciona-se neste item as principais observações e conclusões feitas nas análises realizadas. No que se refere à Classificação MCT dos Solos. A elaboração de uma planílha eletrônica para a reunião e interpretação dos dados do ensaio de forma automática e completa possibilitou a organização do volume total de dados, de forma mais eficiente;. Os 33 solos pesquisados nesta tese apresentaram-se predominantemente de comportamento laterítico argiloso, tendo 9 amostras se aproximado da fronteira estabelecida para o comportamento não laterítico, sendo 3 classificadas como NG. Duas amostras apresentaram comportamento laterítico arenoso;. A partir de grande número de ensaios realizados (130) e dos gráficos produzidos, pôde-se verificar os comportamentos típicos para os diferentes materiais ensaiados, incluindo as amostras de solos de textura arenosa e siltosa, referente aos solos do horizonte não laterítico C, totalizando 48 amostras; No que se refere aos ensaios segundo o procedimento simplificado de classificação MCT dos Solos. A execução dos ensaios de compactação segundo a série completa de golpes para apenas 3 CPs, que são submetidos ao ensaio de perda de massa por imersão em água, se mostrou mais prático operacionalmente;. A adoção do procedimento simplificado de classificação MCT dos solos, de execução mais rápida, é recomendado para ser adotado em substituição ao procedimento tradicional;. As determinações do parâmetro c` para o segmento de reta no intervalo de diferença de leituras entre 6-2 mm, apresentaram melhores resultados do que com os valores obtidos pelo segmento 5-1 mm ou obtido pela regressão linear, para os 48 solos 226

250 estudados nesta pesquisa, recomendando-se o uso deste primeiro intervalo na determinação do parâmetro c`;. Os parâmetros d` e Pi obtidos pelo procedimento simplificado apresentaram valores numéricos, ora maiores, ora menores, do que os obtidos pela metodologia tradicional, não sendo observado um comportamento característico;. O parâmetro de classificação e` obtido pelo procedimento simplificado apresentou pequena tendência de ser munericamente maior que os obtidos no procedimento tradicional, principalmente quando os solos não apresentam comportamento laterítico (e > 1,15);. Para as 33 amostras de textura argilosa, referentes aos solos de comportamento laterítico, não foram observadas muitas diferenças nas classificações finais obtidas, se comparadas as duas metodologias, tendo sido atribuída classificação final diferente para apenas 5 amostras, sendo 3 localizadas na linha de transição de comportamento laterítico não laterítico;. Para as 15 amostras de textura arenosa ou siltosa, sendo 13 de comportamento não laterítico, observou-se maiores variações na classificação final em função da variação do parâmetro c` (para 9 delas) obtido pela regressão linear, sendo que para 6 amostras há uma aproximação das linhas definidas para a transição entre texturas dos solos;. O parâmetro de classificação c`, obtido pela regressão linear foi responsável pela maioria das diferenças obtidas entre o procedimento simplificado e o tradicional de classificação, não sendo consideradas significativas tais diferenças, em termos de classificação final, uma vez que a maior parte delas se posicionam próximo às fronteiras entre classes, e considerando a sua determinação no intervalo entre 6-2 mm, obtém-se resultados mais próximos dos obtidos pela metodologia tradicional;. As diferenças entre os teores de umidade ótima e de massa específica aparente seca máxima, obtidas entre as duas metodologias, apresentaram valores relativamente próximos;. Comparados os traçados gráficos das curvas obtidas para as duas metodologias pôde-se concluir que as curvas de deformabilidade apresentaram maiores coincidências entre seus traçados, seguidas das curvas de compactação. Apresentaram traçado com pequena diferença diferente, em cerca de 10% do total, das curvas de perda de massa por imersão; 227

251 No que se refere à análise dos procedimentos, proposições e interpretações dos ensaios de classificação MCT dos Solos. Propõe-se a adoção de fatores de redução intermediários para a determinação da perda de massa por imersão, de acordo com a observação das formas possíveis de desprendimento do solo na água, uma vez que observa-se em muitos casos de solos argilosos, o desprendimento de uma placa de solo intacta junto a uma parte de massa de solo desprendido, por exemplo;. A determinação do valor de Pi através da moldagem de 1 CP na condição de umidade próxima ao Mini-MCV correspondente à densidade baixa ou alta dos CPs, apresentou resultados variados, não tendo sido possível obter conclusão para os ensaios realizados;. Propõe-se para os solos siltosos e principalmente arenosos, quando apresentam valores elevados para o Mini-MCV acima de Mini-MCV 10, a obtenção do parâmetro c` pelo cálculo de coeficiente angular da reta assimilável à inclinação das retas típicas do comportamento da deformabilidade do solo ou daquelas que mais se aproximarem da curva Mini-MCV igual a 10. Para a obtenção do parâmetro Pi para o caso em que não é possível a interpolação, o autor sugere a determinação do seu valor a partir do prolongamento do traçado até encontrar a condição de Mini-MCV correspondente à densidade verificada. 228

252 Capítulo 8 Análise dos Dados de Comportamento Mecânico dos Solos Em se tratando do estudo de materiais para projeto de pavimento faz-se necessário a determinação do comportamento mecânico quanto às solicitações repetidas de carga. Como se comportam os materiais a serem utilizados na composição do sistema de camadas, perante a ação dinâmica dos esforços provenientes da ação das tensões desenvolvidas pelas rodas dos veículos? A resposta a este questionamento pode, de forma relativamente satisfatória, ser obtida com a realização de ensaios triaxiais dinâmicos em laboratório. Visando o posterior dimensionamento mecanístico de estruturas de pavimentos, mostrado no capítulo 9, foram realizados diversos ensaios triaxiais dinâmicos para a obtenção dos módulos de resiliência (M R ) das amostras de solo compactado Estudo do Comportamento Resiliente dos Solos em Laboratório Módulos de Resiliência dos Solos Estudados Um primeiro conjunto de ensaios para a obtenção do M R foi realizado em todas as 33 amostras de solo, em corpos de prova moldados nas condições de teor de umidade e energia correspondente a 10 golpes do ensaio Mini-MCV, que corresponde aproximadamente à energia do Proctor Normal (NOGAMI e VILLIBOR, 1995). Para este ensaio, as amostras foram preparadas e passadas na peneira n 0 4 (4,8mm). Separados 4 Kg de solo para moldagem de cada CP, as amostras foram homogeneizadas no teor de umidade correspondente à umidade ótima e deixados em câmara úmida por cerca de 24 horas. Os CPs foram moldados em cilindros de 10 x 20 cm, em 10 camadas, com número de golpes correspondente à energia pretendida, utilizando-se um compactador mecânico. Os dados referentes à moldagem dos CPs estão apresentados na tabela

253 Tabela Resumo das condições obtidas na compactação dos corpos de prova ensaiados no triaxial dinâmico. CP Ótima Moldagem (ót) * (mol) Teor de Umidade (%) Ensaio (ens) Diferença ót-mol Massa Específica Aparente Seca (kn/m3) Máxima Moldagem (máx) * (mol) Diferença máx-mol CP Ótima Moldagem (ót) * (mol) Teor de Umidade (%) Ensaio (ens) Diferença ót-mol Massa Específica Aparente Seca (kn/m3) Máxima Moldagem (máx) * (mol) Diferença máx-mol ZM01 25,8 24,64 22,03-1,16 15,3 15,14-0,16 ZM16 26,7 25,67 25,59-1,03 15,2 14,76-0,44 ZM01R 25,8 25,50 26,20-0,30 15,3 14,81-0,49 ZM16R 26,7 26,32 25,89-0,38 15,2 14,77-0,43 ZM02 28,8 27,74 27,95-1,06 14,5 13,91-0,59 MV01 26,2 26,18 26,36-0,02 15,4 15,05-0,35 ZM03 26,5 25,64 26,30-0,86 15,0 14,60-0,40 MV02 32,0 30,89 30,82-1,11 14,0 13,60-0,40 ZM04 28,0 28,01 28,47 0,01 15,0 14,95-0,05 MV02R 32,0 31,80 32,16-0,20 14,0 13,90-0,10 ZM05 27,5 27,43 26,82-0,07 15,2 14,46-0,74 MV03 32,0 32,02 31,06 0,02 13,9 13,17-0,73 ZM05R 27,5 27,43 26,82-0,07 15,2 14,46-0,74 MV04 29,4 29,90 29,62 0,50 14,9 14,59-0,31 ZM06 25,0 24,45 24,87-0,55 15,8 15,10-0,70 MV05 21,0 21,10 21,31 0,10 17,2 17,25 0,05 ZM07 25,7 25,02 25,02-0,68 15,2 14,66-0,54 MV06 27,4 26,77 26,73-0,63 14,9 14,53-0,37 ZM08 26,0 25,33 25,01-0,67 15,3 14,98-0,32 MV07 26,0 24,89 25,48-1,11 15,0 15,03 0,03 ZM08R 26,0 25,56 26,05-0,44 15,3 15,08-0,22 MV08 28,8 28,35 28,41-0,45 15,2 14,65-0,55 ZM09 27,4 25,11 26,71-2,29 14,8 14,94 0,14 MV09 30,0 30,29 29,85 0,29 14,6 13,51-1,09 ZM09R 27,4 26,80 27,68-0,60 14,8 14,72-0,08 SL01 14,0 13,61 14,32-0,39 18,5 17,73-0,77 ZM10 26,5 25,22 25,65-1,28 15,3 14,83-0,47 SL02 29,0 28,69 29,35-0,31 14,4 14,43 0,03 ZM11 27,0 25,60 25,64-1,40 15,2 15,11-0,09 SL03 27,5 27,67 27,48 0,17 15,3 14,03-1,27 ZM11R 27,0 26,72 26,78-0,28 15,2 14,80-0,40 SL04 29,5 29,35 29,01-0,15 14,5 13,77-0,73 ZM12 21,0 20,22 17,82-0,78 16,4 16,37-0,03 SL05 27,8 27,24 27,37-0,56 14,8 14,59-0,21 ZM13 28,1 27,89 27,52-0,21 15,1 14,35-0,75 SL06 25,4 25,21 25,56-0,19 15,4 15,01-0,39 ZM14 28,0 27,68 26,76-0,32 15,0 14,51-0,49 SL07 26,5 26,10 26,50-0,40 14,8 14,51-0,29 ZM15 30,8 30,70 30,94-0,10 14,2 14,14-0,06 SL08 24,5 24,48 25,02-0,02 15,6 15,15-0,45 * 10 golpes do ensaio Mini-MCV 230

254 As amostras referidas com R correspondem à moldagem de um segundo CP, por não ter o primeiro atendido às condições de desvio de umidade adotada em no máximo 1% entre o teor ótimo e o teor de moldagem e de ensaio (ocorreram nos primeiros CPs moldados, em número de 4). Foi também repetido o ensaio para a amostra ZM05 (dúvida no ensaio) e amostra ZM08 (confirmação de resultado). Moldados os CPs, estes foram submetidos ao ensaio triaxial no setor de Ensaios Dinâmicos do Laboratório de Geotecnia da COPPE/UFRJ, Prof. Jacques de Medina. O ensaio consistiu basicamente em aplicar, na câmara triaxial, três diferentes pares de tensões de confinamento e tensão desvio, com ação repetida a cada 1 segundo, totalizando 500 golpes por par de tensão, no sentido de eliminar ao máximo as deformações plásticas que ocorrem nos CPs. Posteriormente a esta fase de consolidação da amostra foram aplicados pares crescentes de tensões de confinamento e desvio, adotadas pela COPPE/UFRJ, na realização deste ensaio. Para cada par de tensão eram determinados as deformações elásticas específicas e com a tensão desvio correspondente, obtido o módulo da elasticidade (de resiliência). São realizadas 5 determinações para obtenção de valor médio sendo que no caso de uma das determinações se afastar em mais de 5% do valor médio são obtidos mais 5 valores de deformação específica para a determinação do valor de M R correspondente a este par de tensões. O equipamento utilizado dispõe de um sistema de monitoramento e aquisição de dados, desenvolvido nesta instituição, todo automatizado não havendo necessidade de qualquer intervenção do operador após o acionamento do inicio do ensaio (VIANNA, 2002). Obtidos os vários valores de M R para as diferentes condições de tensões são plotadas envoltórias para a definição de M R segundo os modelos. d e 3. As fotos e registram algumas etapas do ensaio de módulo de resiliência, sendo três planilhas de resultados apresentadas, como exemplo, no Anexo D. São apresentadas nestas planilhas as envoltórias para M R segundo dois modelos: em termos da tensão desvio (modelo d ) e da tensão de confinamento (modelo 3 ). Quanto à modelagem de M R, foram obtidos neste trabalho os parâmetros k para os modelos d, 3 e para o modelo composto, proposto inicialmente por MACÊDO (1996). Para a transformação dos parâmetros fornecidos automaticamente pelo sistema de aquisição (modelo d e modelo 3 ), foram utilizados os dados de ensaios adquiridos nos arquivos de saída e uma planilha de regressão desenvolvida por FERREIRA (2002), ilustrada na figura

255 Foto Foto Foto Registro de um CP sendo protegido com membrana de látex. Foto Aspecto do equipamento triaxial durante o ensaios de módulo. COEFICIENTES DA REGRESSÃO Amostra: SL 01 INTERSEÇÃO -6, b1-0, Ensaio: Energia ~PI wót b2 1, k 1 k 2 k 3 0, , , R 2 = 0, k2 k3 M R = K 1 3 d K 1 = 1/k 1 K 2 = -k 2 K 3 = 1-k 3 DADOS DO ENSAIO TRIAXIAL DINÂMICO 456 0,1434-0,2395 (kgf/cm2) d (kgf/cm2) a M R (kgf/cm2) LN a LN 3 LN d M R Calculado (kgf/cm2) ERRO (kgf/cm2) ERRO (%) Resíduo Padronizado 0,021 0,021 0, , , , ,71-0,06 0,021 0,041 0, , , , ,12 0,08 0,021 0,062 0, , , , ,99-0,13 0,034 0,034 0, , , , ,21 0,64 0,034 0,069 0, , , , ,43 0,03 0,034 0,103 0, , , , ,23-0,32 0,051 0,051 0, , , , ,80 0,40 0,051 0,103 0, , , , ,07-0,20 0,051 0,155 0, , , , ,30 0,08 0,069 0,069 0, , , , ,17 0,42 0,069 0,137 0, , , , ,17-0,55 0,069 0,206 0, , , , ,42-0,02 0,103 0,103 0, , , , ,24-0,75 0,103 0,206 0, , , , ,18 0,01 0,103 0,309 0, , , , ,04 0,30 0,137 0,137 0, , , , ,93-0,27 0,137 0,275 0, , , , ,36 0,21 0,137 0,412 0, , , , ,02 0,30 Desv. Padrão 75, Média 3,8545 Resíduos Padronizados 2,50 1,50 0,50-0,50-1,50-2,50 0,64-0,06 0,08 0,40-0,13 0,03-0,32-0,20 0,08 0,42-0,02 0,01 0,30 0,21 0,30-0,27-0,55-0,75 Figura Exemplo de planilha de regressão para a transformação dos parâmetros dos modelos d e 3 para o modelo composto, desenvolvida por FERREIRA (2002), aplicada à amostra SL

256 Os parâmetros para os modelos fornecidos pelo sistema de aquisição de dados e os obtidos pela planilha da regressão são apresentados, em resumo, nas tabelas e Tabela Valores dos parâmetros para os modelos d, 3 e composto, com os respectivos valores de R 2, para as amostras ZM. Módulo de Resiliência (MPa) CP k2 M R = k 1 d k2 M R = k 1 3 M R = k 1 k2 k3 3 d k 1 k 2 R 2 k 1 k 2 R 2 k 1 k 2 k 3 R 2 ZM01 93,6-0,420 0,943 79,4-0,390 0, ,094-0,484 0,995 ZM01 R 87,9-0,443 0,966 71,7-0,422 0, ,069-0,491 0,997 ZM02 57,4-0,736 0,992 36,9-0,738 0, ,001-0,736 0,998 ZM03 70,3-0,457 0,953 56,7-0,437 0, ,065-0,502 0,995 ZM04 60,9-0,610 0,968 45,8-0,583 0, ,086-0,669 0,996 ZM05 66,8-0,483 0,946 60,0-0,424 0, ,099-0,475 0,978 ZM05 R 68,1-0,497 0,967 53,4-0,478 0, ,060-0,538 0,997 ZM06 139,4-0,368 0, ,5-0,312 0, ,170-0,485 0,998 ZM07 91,0-0,417 0,960 76,5-0,391 0, ,081-0,472 0,997 ZM08 64,4-0,696 0,947 50,1-0,638 0, ,182-0,821 0,992 ZM08 R 74,1-0,606 0,919 63,2-0,535 0, ,217-0,749 0,991 ZM09 58,6-0,721 0,984 37,9-0,723 0, ,002-0,721 0,997 ZM09 R 69,9-0,489 0,974 53,5-0,480 0, ,030-0,512 0,997 ZM10 80,3-0,473 0,970 65,4-0,446 0, ,086-0,531 0,997 ZM11 80,0-0,446 0,951 67,7-0,411 0, ,108-0,518 0,996 ZM11 R 82,4-0,462 0,950 65,6-0,445 0, ,055-0,498 0,995 ZM12 112,4-0,547 0,971 90,2-0,510 0, ,117-0,626 0,997 ZM13 72,3-0,675 0,978 50,9-0,656 0, ,063-0,721 0,996 ZM14 85,4-0,516 0,989 61,4-0,523 0, ,019-0,502 0,999 ZM15 69,9-0,554 0,987 51,8-0,543 0, ,038-0,579 0,998 ZM16 120,7-0,456 0,977 96,4-0,440 0, ,054-0,494 0,998 ZM16 R 118,0-0,426 0,959 97,4-0,570 0, ,069-0,472 0,997 A título de ilustração e para fins de comparação de comportamento, são apresentadas nas figuras a o traçado das envoltórias de M R segundo a tensão desvio ( d ), que apresentam de modo geral, elevados valores de R 2 para as correlações com o módulo, além de fácil visualização gráfica dos resultados. Desta forma foram feitas algumas análises a partir do traçado das envoltórias do módulo de resilência para 233

257 este modelo. Para as amostras cujos ensaios foram repetidos, são considerados os novos valores obtidos. A considerar que as 3 macroregiões do Estado de Minas Gerais apresentam características geológicas, geomorfológicas e conseqüentemente de natureza pedológica diferenciadas e de certa forma com alguma coincidência com a divisão administrativa destas 3 regiões, são feitas algumas considerações a respeito das curvas obtidas para os módulos de resiliência, segundo a tensão desvio d, para estes 3 grupos de amostras. Tabela Valores dos parâmetros para os modelos d, 3 e composto, com os respectivos valores de R 2, para as amostras MV e SL. Módulo de Resiliência (MPa) CP k2 M R = k 1 d k2 M R = k 1 3 M R = k 1 k2 k3 3 d k 1 k 2 R 2 k 1 k 2 R 2 k 1 k 2 k 3 R 2 MV01 86,1-0,521 0,877 76,7-0,452 0, ,021-0,662 0,986 MV02 71,7-0,407 0,942 60,9-0,379 0, ,089-0,467 0,995 MV02 R 72,0-0,472 0,949 60,2-0,436 0, ,110-0,546 0,995 MV03 123,7-0,362 0, ,4-0,316 0, ,138-0,455 0,997 MV04 87,8-0,559 0,819 75,9-0,493 0, ,201-0,699 0,972 MV05 99,6-0,090 0, ,3 0,026 0, ,344-0,319 0,986 MV06 65,2-0,419 0,883 60,7-0,356 0, ,189-0,546 0,099 MV07 236,4-0,175 0, ,0-0,085 0, ,273-0,360 0,994 MV08 33,4-0,639 0,947 23,1-0,634 0, ,021-0,655 0,991 MV09 138,7-0,209 0, ,1-0,124 0, ,255-0,380 0,992 SL01 211,7-0,275 0, ,9-0,201 0, ,223-0,424 0,993 SL02 95,1-0,346 0,916 90,0-0,293 0, ,161-0,454 0,997 SL03 145,6-0,291 0, ,6-0,240 0, ,155-0,396 0,999 SL04 72,0-0,442 0,923 61,1-0,407 0, ,110-0,518 0,993 SL05 79,3-0,390 0,922 73,0-0,338 0, ,160-0,499 0,996 SL06 92,8-0,446 0,947 76,9-0,419 0, ,087-0,506 0,995 SL07 76,2-0,446 0,930 63,4-0,417 0, ,088-0,506 0,993 SL08 71,0-0,636 0,919 67,5-0,510 0, ,164-0,746 0,998 Para as curvas de M R da região da Zona da Mata (ZM), os traçados se mostraram com uma certa constância de comportamento, obtendo-se para k1 valores de 57 a 139 MPa e k2 de -0,37 a -0,74, com R 2 elevados para as regressões. Observa-se que 3 das 16 amostras analisadas apresentaram valores mais elevados para k2 (ZM02, ZM08 e ZM13). 234

258 Amostras ZM x M. R ZM01R y = 88x -0,44 R 2 = 0,966 ZM02 y = 57x -0,74 R 2 = 0,992 ZM03 y = 70x -0,46 R 2 = 0,953 ZM04 y = 61x -0,61 R 2 = 0,968 ZM05R y = 68x -0,50 R 2 = 0,967 ZM01R ZM ZM03 M. R. (MPa) ZM04 ZM05R ZM ZM07 ZM06 y = 139x -0,37 R 2 = 0,924 ZM07 y = 91x -0,42 R 2 = 0,960 ZM08 y = 74x -0,61 R 2 = 0,919 ZM08R 10 0,01 0,1 1 Sigma d (MPa) Figura Traçado das curvas de módulos de resiliência (M R ) segundo o modelo d, para as amostras ZM01 a ZM Amostras ZM x M. R. ZM09R y = 70x -0,49 R 2 = 0,974 ZM10 y = 80x -0,47 R 2 = 0,970 ZM11R y = 82x -0,46 R 2 = 0,950 ZM12 y = 112x -0,55 R 2 = 0,971 ZM13 y = 72x -0,67 R 2 = 0,978 ZM09R 1000 ZM10 M. R. (MPa) ZM11R ZM12 ZM ZM14 ZM14 y = 85x -0,52 R 2 = 0,989 ZM15 y = 70x -0,55 R 2 = 0,987 ZM16R y = 118x -0,43 R 2 = 0,959 ZM15 ZM16R 10 0,01 0,1 1 Sigma d (MPa) Figura Traçado das curvas de módulos de resiliência (M R ) segundo o modelo d, para as amostras ZM09 a ZM

259 Amostras MV x M. R MV01 y = 86x -0,52 R 2 = 0,877 MV02R y = 72x -0,47 R 2 = 0,949 MV03 y = 124x -0,36 R 2 = 0,926 MV04 y = 88x -0,56 R 2 = 0,819 MV05 y = 100x -0,09 R 2 = 0,161 MV MV02 MV03 M. R. (MPa) MV04 MV05 MV MV07 MV08 MV06 y = 65x -0,42 R 2 = 0,883 MV07 y = 236x -0,18 R 2 = 0,561 MV08 y = 33x -0,64 R 2 = 0,947 MV09 y = 139x -0,21 R 2 = 0,640 MV ,01 0,1 1 Sigma d (MPa) Figura Traçado das curvas de módulos de resiliência (M R ) segundo o modelo d, para as amostras MV Amostras SL x M. R. SL01 y = 212x -0,27 R 2 = 0,779 SL02 y = 95x -0,35 R 2 = 0,916 SL03 y = 146x -0,29 R 2 = 0,919 SL04 y = 72x -0,44 R 2 = 0,922 SL05 y = 79x -0,39 R 2 = 0,922 SL01 SL SL03 M. R. (MPa) SL04 SL SL06 SL07 SL06 y = 93x -0,45 R 2 = 0,947 SL07 y = 76x -0,45 R 2 = 0,930 SL08 y = 71x -0,64 R 2 = 0,919 SL ,01 0,1 1 Sigma d (MPa) Figura Traçado das curvas de módulos de resiliência (M R ) segundo o modelo d, para as amostras SL. 236

260 A macroregião da Zona Metalúrgica e Campo das Vertentes (MV) se apresenta com um relevo mais movimentado que as outras duas, com perfis de solo referente ao horizonte B menos profundos. Para as amostras coletadas nesta região foram observados os menores valores de Ki (grau de alteração geoquímica), maiores frações de silte e a presença constante do argilomineral Gibsita na fração argila, conforme já abordado. Na análise dos resultados para as envoltórias obtidas para estes solos, observam-se as maiores variações entre os comportamentos resilientes para as 9 amostras desta região em relação às outras, tendo k1 variando de 33 a 236 MPa e k2 de 0,09 a 0,64. Ressalta-se que as amostras MV05, MV07 e MV09 apresentaram valores muito baixos para R 2 no modelo d e também no modelo 3 (tabela 8. 03). Como pode ser visto nos resultados de caracterização destes materiais, estas amostras apresentaram um dos maiores teores de silte, em relação às demais, o que pode em parte justificar o comportamento verificado. Em relação a amostra MV08 (podzólico) ressalta-se o fato de apresentar o menor valor para k1 e o mais elevado valor para k2, mostrando apresentar um comportamento relativamente atípico em relação a todas as amostras estudadas (no total de 33 amostras). O último conjunto de dados referem-se à macroregião do Sul de Minas (SL). Observa-se uma certa constância para as envoltórias em termos de d, com k1 variando de 71 a 145 MPa e k2 de 0,29 a 0,45, excluídas as amostras SL01 (textura mais granular), com elevado valor para k1, em 212 MPa e a amostra SL08 com elevado valor de k2, em 0,64. Obtidos os módulos de resiliência para a energia aproximada ao Proctor Normal, programou-se uma nova série de ensaios para a determinação de M R, com uma energia maior de compactação, no sentido de avaliar o ganho nos valores de M R para esta nova condição de massa específica aparente. Estes ensaios foram realizados para algumas amostras que fossem representativas do conjunto total de solos estudados. O critério adotado para a escolha dos corpos de prova, nomeados (CP2), submetidos ao novo ensaio triaxial dinâmico para a obtenção do módulo de resiliência correspondente, consistiu na escolha das amostras que contemplassem as diferentes características de: i.classificação MCT Foram destacadas as amostras que apresentaram características de comportamento extremos no gráfico de classificação MCT dos solos, tanto em 237

261 relação ao parâmetro c` (textura), quanto ao parâmetro e` (comportamento laterítico); ii.valores de Módulos de Resiliência; Foram considerados os valores extremos de M R, obtidos nos ensaios realizados na primeira seqüência de ensaios; iii.classificação Pedológica; Procurou-se selecionar amostras com diferentes variações de classes pedológicas, em número proporcional ao total de cada classe. iv.características quanto à Granulometria; Foram incluídas as duas amostras de textura mais granular (MV05 e SL01). Consideradas todas estas características simultaneamente, foram selecionadas 18 amostras de solo, para a realização dos ensaios de módulos de resiliência, que tiveram como objetivo servir de base para o estudo que visou a proposição de estruturas típicas de pavimentos de baixo volume de tráfego, em forma de catálogo de estruturas, para a região do Estado de Minas Gerais estudada, sendo apresentado no capítulo 09. As características das amostras selecionadas são apresentadas detalhadamente no capítulo seguinte que trata destas proposições. Quanto à metodologia adotada na moldagem dos CPs, foram adotados os mesmos procedimentos usados anteriormente, exceto no que se referiu à energia de compactação. A energia de compactação adotada correspondeu à 24 golpes no ensaio Mini- MCV. Esta energia tem sido utilizada pelo grupo da área de pavimentos da USP, como referência à energia do Proctor Intermediário. Os dados referentes às condições de moldagem obtidas na compactação dos corpos de prova (CP2) estão apresentados na tabela Observa-se que para todas as amostras, a diferença de teor de umidade ótimo e de moldagem foi pequena. Para as massas específicas aparentes estas diferenças foram maiores. Das 18 amostras moldadas apenas as amostras ZM08 e MV08 apresentaram massa específica de moldagem superior à máxima obtida no ensaio Mini-MCV. As outras 16 apresentaram massa específica inferior na moldagem em que foram compactadas na energia do Proctor Intermediário. O valor médio da diferença para estes 16 CPs foi de 1,06%, com mediana de 1,15% e desvio padrão de 0,50%. Estes resultados podem sugerir ser o número de 24 golpes do ensaio Mini-MCV é superior ao equivalente à energia do Proctor Intermediário. O uso de 22 golpes, por exemplo, envolveria a interpolação de 238

262 valores entre 20 e 24 golpes disponíveis, se adotada a série de golpes de Parsons. O número de 20 golpes poderá também ser investigado no caso de se pretender ter maior aproximação destes valores (não sendo o caso neste trabalho), ainda mais sendo este número utilizado na série simplificada da classificação MCT dos solos (NOGAMI e VILLIBOR, 2000a e b). A foto mostra alguns dos corpos de prova sobre a bancada, após sua retirada da estufa, para a determinação do teor de umidade de ensaio. Um aspecto geral de parte dos CPs ensaiados no equipamento triaxial dinâmico é visto na foto Foto Foto Foto CPs sobre a bancada, após sua retirada da estufa, para a determinação do teor de umidade de ensaio. Foto Aspecto geral de parte dos CPs moldados e ensaiados no equipamento triaxial dinâmico. Realizados os ensaios de módulos de resiliência para compactação na energia intermediária (Corpos de prova referidos como CP2 ), foram obtidas as planilhas de resultados, semelhantes aos exemplos apresentados no Anexo D. Os parâmetros k das envoltórias para M R em termos de d e 3, obtidos diretamente nas planilhas de resumo de resultados e os determinados pelas transformações feitas para o modelo composto são apresentados na tabela São apresentadas nas figuras a 8. 11, o traçado das curvas do modelo d, para o módulo de resiliência, para as amostras moldadas na energia correspondente a 10 golpes do ensaio Mini-MCV (aproximadamente na energia do Proctor Normal) e na energia correspondente a 24 golpes do ensaio Mini-MCV (aproximadamente na energia do Proctor Intermediário). 239

263 Tabela Amostras utilizadas no estudo de efeito da energia e resumo das condições obtidas na compactação dos corpos de prova (CP2) ensaiados. CP2 Ótima Moldagem (ót) * (mol) Teor de Umidade (%) Ensaio (ens) Diferença ót-mol Massa Específica Aparente Seca (kn/m3) Máxima Moldagem (máx) * (mol) Diferença máx-mol CP2 Ótima Moldagem (ót) * (mol) Teor de Umidade (%) Ensaio (ens) Diferença ót-mol Massa Específica Aparente Seca (kn/m3) Máxima Moldagem (máx) * (mol) Diferença máx-mol ZM01 23,0 22,98 22,87-0,02 15,85 15,10-0,75 MV05 17,2 17,36 17,41 0,16 19,20 17,37-1,83 ZM03 23,0 23,29 23,25 0,29 16,10 14,87-1,23 MV07 23,5 23,64 23,75 0,14 16,00 15,10-0,90 ZM06 23,4 22,55 22,82-0,85 16,10 14,74-1,36 MV08 27,0 26,93 26,83-0,07 15,55 15,64 0,09 ZM08 24,2 23,52 23,73-0,68 15,45 15,80 0,35 MV09 27,2 26,97 27,52-0,23 15,10 13,88-1,22 ZM12 19,0 19,12 18,82 0,12 17,25 16,18-1,07 SL01 12,0 12,1 11,97 0,10 19,60 17,96-1,64 ZM13 25,5 25,71 25,87 0,21 16,20 14,78-1,42 SL03 26,1 25,88 26,2-0,22 15,35 15,21-0,14 ZM16 24,2 23,91 23,59-0,29 16,10 14,33-1,77 SL06 21,8 21,64 21,69-0,16 15,90 15,48-0,42 MV03 30,0 30,02 30,14 0,02 14,75 13,36-1,39 SL07 23,8 23,4 23,99-0,40 15,55 14,83-0,72 MV04 27,0 27,27 27,27 0,27 15,80 15,20-0,60 SL08 21,0 21,02 20,98 0,02 16,30 15,73-0,57 * 24 golpes do ensaio Mini-MCV 240

264 Tabela Valores dos parâmetros para os modelos composto, d e 3, com os respectivos valores de R 2, para as amostras ensaiadas. Módulo de Resiliência (MPa) CP2 M R = k 1 k2 k3 3 d k2 M R = k 1 d k2 M R = k 1 3 k1 k2 k3 R 2 k1 k2 R 2 k1 k2 R 2 ZM ,091-0,580 0, ,8-0,522 0, ,2-0,434 0,484 ZM ,032-0,645 0, ,7-0,626 0, ,4-0,552 0,566 ZM ,076-0,306 0, ,7-0,254 0, ,6-0,199 0,413 ZM ,091-0,470 0, ,1-0,408 0, ,4-0,379 0,527 ZM ,129-0,571 0, ,3-0,485 0,92 236,7-0,385 0,433 ZM ,107-0,264 0, ,2-0,189 0, ,1-0,154 0,376 ZM ,060-0,279 0, ,9-0,239 0, ,8-0,219 0,508 MV ,082-0,246 0, ,2-0,19 0, ,7-0,163 0,415 MV ,149-0,367 0, ,1-0,266 0, ,5-0,217 0,372 MV ,232-0,373 0, ,2-0,218 0, ,5-0,141 0,202 MV ,162-0,283 0, ,1-0,172 0, ,6-0,118 0,243 MV ,067-0,540 0,987 67,3-0,582 0,92 44,4-0,606 0,658 MV ,112-0,363 0, ,8-0,287 0, ,4-0,25 0,455 SL ,143-0,240 0, ,9-0,142 0, ,2-0,095 0,207 SL ,080-0,430 0, ,8-0,374 0, ,5-0,349 0,547 SL ,054-0,062 0, ,2-0,591 0, ,2-0,51 0,516 SL ,086-0,461 0,998 76,2-0,446 0,93 63,4-0,417 1,537 SL ,005-0,341 0, ,9-0,333 0, ,5-0,333 0,635 Comparados os traçados das curvas de M R, consideradas as duas energias de compactação observa-se ser k1 significativamente maior com o aumento da energia de compactação e, de modo geral k2 pouco menor (retas das curvas relativamente paralelas ). As amostras que não apresentaram tal comportamento foram apenas 3, do conjunto de 18 analisadas. As amostras ZM08, ZM13 e MV04, apresentaram curvas cruzando para um nível de tensão desvio da ordem de 0,06 a 0,07 MPa. Para a amostra ZM08 foi realizado outro ensaio triaxial dinâmico, com a energia aproximada à do Proctor Intermediário, sem contudo, apresentar diferenças significativas nos seus resultados. Pode-se observar também que para 3 amostras as comparações entre as curvas (ZM16, SL01 e SL08), mostram valores para M R que se aproximam, para um baixo nível de tensão desvio. 241

265 Amostras ZM x M. R ZM01R y = 88x -0,44 R 2 = 0,966 ZM03 y = 70x -0,46 R 2 = 0,953 ZM06 y = 139x -0,37 R 2 = 0,924 ZM08 y = 74x -0,61 R 2 = 0,919 ZM01R y = 206x -0,52 R 2 = 0,939 y = 141x -0,63 R 2 = 0,975 y = 343x -0,25 R 2 = 0,904 y = 139x -0,41 R 2 = 0,924 ZM ZM06 M. R. (MPa) ZM08R ZM01 CP2 100 ZM03 CP2 ZM06 CP2 ZM08 CP2 10 0,01 0,1 1 Sigma d (MPa) Figura Comparação do traçado das curvas de módulos de resiliência (M R ) segundo o modelo d, para as amostras ZM01 a ZM08, para diferentes energias. Amostras ZM x M. R ZM12 y = 112x -0,55 R 2 = 0,971 ZM13 y = 72x -0,67 R 2 = 0,978 ZM16R y = 118x -0,43 R 2 = 0,959 y = 243x -0,48 R 2 = 0,920 y = 310x -0,19 R 2 = 0,857 y = 296x -0,24 R 2 = 0,918 ZM ZM13 M. R. (MPa) ZM16R ZM12 CP2 100 ZM13 CP2 ZM16 CP2 10 0,01 0,1 1 Sigma d (MPa) Figura Comparação do traçado das curvas de módulos de resiliência (M R ) segundo o modelo d, para as amostras ZM12 a ZM16, para diferentes energias. 242

266 Amostras MV x M. R MV03 y = 124x -0,36 R 2 = 0,926 MV04 y = 88x -0,56 R 2 = 0,819 MV05 y = 100x -0,09 R 2 = 0,161 y = 241x -0,19 R 2 = 0,855 y = 181x -0,27 R 2 = 0,843 y = 129x -0,22 R 2 = 0,733 MV MV04 M. R. (MPa) MV05 MV03 CP2 100 MV04 CP2 MV05 CP2 10 0,01 0,1 1 Sigma d (MPa) Figura Comparação do traçado das curvas de módulos de resiliência (M R ) segundo o modelo d, para as amostras MV03 a MV05, para diferentes energias Amostras MV x M. R. MV07 y = 236x -0,18 R 2 = 0,561 MV08 y = 33x -0,64 R 2 = 0,947 MV09 y = 139x -0,21 R 2 = 0,640 y = 361x -0,17 R 2 = 0,774 y = 67x -0,58 R 2 = 0,920 y = 209x -0,29 R 2 = 0,908 MV MV08 M. R. (MPa) MV09 MV07 CP2 100 MV08 CP2 MV09 CP2 10 0,01 0,1 1 Sigma d (MPa) Figura Comparação do traçado das curvas de módulos de resiliência (M R ) segundo o modelo d, para as amostras MV07 a MV09, para diferentes energias. 243

267 Amostras SL x M. R SL01 y = 212x -0,27 R 2 = 0,779 SL03 y = 146x -0,29 R 2 = 0,919 SL06 y = 93x -0,45 R 2 = 0,947 y = 377x -0,14 R 2 = 0,703 y = 203x -0,37 R 2 = 0,955 y = 174x -0,59 R 2 = 0,927 SL SL03 M. R. (MPa) SL06 SL01 CP2 100 SL03 CP2 SL06 CP2 10 0,01 0,1 1 Sigma d (MPa) Figura Comparação do traçado das curvas de módulos de resiliência (M R ) segundo o modelo d, para as amostras SL01 a SL06, para diferentes energias. Amostras SL x M. R SL07 y = 76x -0,45 R 2 = 0,930 y = 150x -0,40 R 2 = 0,965 SL08 y = 71x -0,64 R 2 = 0,919 y = 220x -0,33 R 2 = 0,966 SL M. R. (MPa) SL08 SL07 CP2 100 SL08 CP2 10 0,01 0,1 1 Sigma d (MPa) Figura Comparação do traçado das curvas de módulos de resiliência (M R ) segundo o modelo d, para as amostras SL07 e SL08, para diferentes energias. 244

268 Avaliação dos Módulos de Resiliência para os Solos Estudados Para fins de comparação dos resultados obtidos nesta pesquisa com resultados de outros autores que apresentam valores para M R constante, foram destacados os módulos de resiliência destes materiais para o último par de tensões ( d = 0,412 e 3 = 0,137 MPa) a que foram submetidos os corpos de prova no ensaio triaxial. Este nível de tensão corresponde a aproximadamente o nível de tensão que estes materiais estrão submetidos abaixo do revestimento esbelto (tratamento superficial ou CBUQ de 3 a 4 cm de espessura) sob o eixo padrão a ser utilizado nos pavimentos de baixo volume de tráfego (nível de tensão no topo da base). Este par de tensões é o mais severo a que o material é submetido no ensaio, resultando nos menores valores para os módulos, já que todas as envoltórias de M R apresentam valores decrescentes com o aumento de d (solos predominantemente argilosos). Estes valores de M R foram, usados como referência para a identificação da ordem de grandeza deste parâmetro, e para comparação com outros materiais. Seguindo o mesmo raciocínio descrito anteriormente, foram destacados os valores para M R para o par de tensões d = 0,206 e 3 = 0,069 MPa, que consta da relação de pares de tensões a que foram submetidos os corpos de prova no ensaio triaxial, correspondendo à quarta tensão de confinamento combinada com a maior desvio do conjunto de três combinações para esta confinante. Este par de tensões foi adotado, para a determinação do valor de módulo de resiliência, considerando-se que os níveis de tensões verticais admissíveis no topo dos subleitos, considerados nos dimensionamentos realizados nesta tese e apresentados no capítulo seguinte, são desta ordem de grandeza, em termos de valores médios. Este nível de tensão foi escolhido como referência com o objetivo específico de proceder a uma avaliação comparativa de valores para o módulo de resiliência. Os valores de M R constante para o nível de tensões na base e no subleito ( base e subleito ), para os CPs moldados na energia próxima do Proctor Normal, estão apresentados na tabela Na tabela são apresentados os valores de M R para o nível de tensões na base ( nível base ), para os CPs moldados na energia próxima do Proctor Intermediário. Para os corpos de prova moldados nas duas energias de compactação, são apresentados na figura os diferentes valores de M R segundo as variações das classes pedológicas. 245

269 Tabela Valores para M R para o nível de tensões na base e no subleito, para os corpos de prova moldados na energia próxima ao Proctor Normal. Amostra M R (MPa) Amostra M R (MPa) base subleito base subleito ZM MV ZM MV ZM MV ZM MV ZM MV ZM MV ZM MV ZM MV ZM MV ZM SL ZM SL ZM SL ZM SL ZM SL ZM SL ZM SL SL Tabela Valores para M R para o nível de tensões na base, para os corpos de prova moldados na energia próxima ao Proctor Intermediário. Amostra (CP2) M R (MPa) Amostra (CP2) M R (MPa) base base ZM MV ZM MV ZM MV ZM MV ZM SL ZM SL ZM SL MV SL MV SL Considerados os valores de módulo de resiliência em relação às variações pedológicas pode-se concluir que para o nível de tensão no subleito, não houve muita variação no seu valor para uma mesma classe pedológica, assim como para a base, considerada a energia aproximada do Proctor Normal: Em relação às variações pedológicas para os Latossolos conclui-se apresentarem os Latossolos Roxo, valores próximos ao da amostra de Latossolo Bruno, sendo estes superiores aos valores para M R dos Latossolos Vermelho-Amarelos. De igual forma verificou-se apresentarem os Latossolos 246

270 Vermelho-Escuros, valores significativamente superior aos Latossolos Roxo/amostra de Latossolo Bruno (exceção, a amostra ZM06 LE apresentou valores próximos aos do Latossolos Roxo), e conseqüentemente superiores aos Latossolos Vermelho-Amarelos. A amostra única de Latossolo Ferrífero apresentou os menores valores para o módulo de resiliência de todas as variações de Latossolo estudadas. A variação dos latossolos vermelhos-amarelos, que mais teve amostras na análise (7), apresentou valores de 125 a 200 MPa (diferença de 75 MPa). Já para a energia aproximada do Proctor Intermediário estas variaram de 139 a 406 MPa (diferença de 267 MPa). Quanto aos Podzólicos, estes apresentaram valores da ordem de grandeza da maioria dos Latossolos, com exceção a mostra MV08, que apresentou os menores valores para M R. Estes resultados, contudo, não permitem maiores conclusões, devido ao número reduzido de amostras desta variação pedológica. Para o módulo de resiliência da base, considerada a energia aproximada ao Proctor Intermediário, os valores se mostram variáveis. Os maiores valores de M R foram obtidos para os Latossolos Vermelho-Escuro. Os valores obtidos para o módulo de resiliência em função dos parâmetros de classificação MCT dos solos (c`e e`) são apresentados nas figuras e Observa-se, inicialmente, serem os valores de M R maiores para as amostras com condição de maior energia (próxima da Intermediária) e para a condição de igual energia e próxima da Normal serem maiores os valores de M R para aquelas que são solicitadas a um nível de tensão menor, como ocorre na camada de subleito, uma vez se tratar de subleito argiloso. Quanto à variação nos valores de M R dispostos em relação ao parâmetro c` de classificação MCT dos solos, tem-se o maior valor para o c` correspondente aos solos ditos do Grupo I, com c` entre 1,3 a 1, 8 (NOGAMI e VILLIBOR, 1995), e, de modo geral, valores decrescentes com o aumento do valor de c`. Exceção a este comportamento é a amostra de latossolo ferrífero MV05 que apresentou comportamento atípico. 247

271 Figura Valores para o módulo de resiliência para as 18 amostras de solo selecionadas para o estudo, segundo diferentes níveis de tensões e de variações da classe dos latossolos (L) e podzólicos (P). 248

272 Módulo de Resiliência (MPa) Energia ~PN Tensão Subleito Energia ~PN Tensão Base Energia ~PI Tensão Base ,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 2,9 3,0 Coeficiente c' da Classificação MCT Figura Valores de módulo de resiliência, segundo o parâmetro c` de classificação MCT dos solos, para diferentes energias de compactação. Pode-se observar que os valores M R dispostos em relação ao parâmetro e` de classificação MCT dos solos se apresentam dispersos para a faixa de e` analisada, ou seja, de solos de comportamento lateríticos e até próximo à fronteira aos de comportamento não laterítico (e`= 1,15). Não permitem assim obter maiores conclusões. quanto ao seu comportamento Módulo de Resiliência (MPa) Energia ~PN Tensão Subleito Energia ~PN Tensão Base Energia ~PI Tensão Base ,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 Coeficiente e' da Classificação MCT Figura Valores de módulo de resiliência, segundo o parâmetro e` de classificação MCT dos solos, para diferentes energias de compactação. 249

273 Procurou-se comparar os valores de módulo de resiliência obtidos para os solos estudados, com outros valores apresentados na literatura, no sentido de avaliar o potencial destes solos, em relação a outros que comprovadamente apresentam bons resultados para uso em pavimentação. Um trabalho que apresenta resultados de classificação MCT e de módulo de resiliência obtidos para solos compactados a partir de levantamentos de bacias de deflexão de diversos pavimentos típicos do Estado de São Paulo é o de ALVAREZ NETO (1997), desenvolvido na USP. Neste trabalho foram estudados pavimentos de baixo volume de tráfego com solos lateríticos na sua estrutura, representativos dos pavimentos e das ocorrências de solos estudados em relação ao universo de solos lateríticos disponível para a pavimentação, no Estado de São Paulo. Foram associadas às classes MCT de solos com os seus módulos de resiliência in situ. ALVAREZ NETO et al (1998) reconhecendo os valores elevados de módulos de resiliência para os solos lateríticos chega a escrever: os valores de módulo de resiliência obtidos para os solos lateríticos compactados são similares aos de material granular, corroborando o que têm sido utilizado como prática consagrada pela engenharia nas áreas de ocorrência de solos lateríticos. Na verdade tal comparação não é simples e direta uma vez que depende, entre outras considerações, do nível de tensão considerado. Os valores de M R não são assim facilmente comparáveis. Nas figuras e são apresentados alguns dos valores para o módulo de resiliência apresentados por ALVAREZ NETO et al (1998), relacionados aos parâmetros de classificação MCT dos solos (c`e e`). Nos gráficos apresentados nestas figuras, são apresentados os valores obtidos em laboratório para o M R, para os solos estudados do Estado de Minas Gerais. A comparação dos resultados em relação à variável c` (textura do solo) mostra que os solos desta tese, argilosos de comportamento laterítico, apresentam-se com igual ordem de grandeza, e até pouco superior, principalmente para os CPs submetidos à energia próxima ao Proctor Intermediário, aos resultados apresentados por ALVAREZ NETO et al (1998). Quanto à condição de comportamento laterítico, identificado pela variável e` (figura 8. 16), tanto as amostras estudadas nesta tese quanto às apresentadas por ALVAREZ NETO et al (1998) apresentaram comportamento semelhante (amostras se distribuem praticamente no mesmo intervalo de e`). Em relação aos módulos de 250

274 resiliência associados tem-se, como resultado da comparação dos valores, a mesma conclusão do parágrafo anterior, uma vez que os valores para M R são os mesmos. A propósito, ALVAREZ NETO (1997) propõe um método de dimensionamento de pavimentos flexíveis para vias de baixo volume de tráfego com a utilização de solos lateríticos, em que é apresentada uma tabela de aptidão, como já abordado, onde associa cada solo classificado pela metodologia MCT com os resultados para a faixa provável do módulo de resiliência, em função das condições de compactação no campo (obtidos a partir de retroanálises). A tabela destaca os valores obtidos para os solos deste estudo (laboratório) e os apresentados na tabela de aptidão proposta por ALVAREZ NETO (1997), considerados apenas as classes e tipos abordados no presente estudo, e com o objetivo apenas de simples comparação da ordem de grandeza dos valores. Pode-se observar que para a classe dos solos argilosos lateríticos (LG ), correspondendo a 91% do total de amostras deste estudo, foram obtidos para o subleito, valores para M R correspondentes ao extremo do intervalo proposto por ALVAREZ NETO (1997), ou seja, na ordem de 160 MPa, com um intervalo de variação dos valores ( MPa) maior que o intervalo de , proposto. Quanto aos módulos para a base, neste trabalho foram obtidos M R para amostras compactadas nas energias aproximadas ao Proctor Normal ou Intermediário. Em comparação ao valor de 100 MPa apresentado na tabela 8. 08, os valores nas duas energias estudadas se mostraram superiores (medianas de 132 a 271 MPa), em um intervalo de 70 a 425 MPa. Tabela Valores de M R obtidos para os solos deste estudo e os apresentados na tabela de aptidão proposta por ALVAREZ NETO (1997). Solo Alvarez Neto M R (MPa) - Retroanálise Presente Estudo M R (MPa) - Laboratório Classificação MCT Base (100% PI) Subleito (100% PN) Base (100% ~PI) Base (100% ~PN) Subleito (100% ~PN) Grupo Tipo M B M F M B M B M F LG` Média: 280 Mediana: 271 Intervalo: Média: 146 Mediana: 132 Intervalo: Média: 165 Mediana: 159 Intervalo: LG` I * 207* 223* LA I * 309* 295* * Resultado de apenas 1 amostra 251

275 ,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 2,9 3,0 Módulo de Resiliência (MPa) Coeficiente c' da Classificação MCT Subleito - Energia ~PN Base - Energia ~PI Infraestrutura (Melhoria do subleito e/ou subleito natural) - Alvarez Neto et al 1998 Base - Alvarez Neto et al 1998 Figura Valores para o módulo de resiliência em função do parâmetro c` de classificação MCT dos solos, para diferentes energias de compactação. 252

276 ,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 Módulo de Resiliência (MPa) Coeficiente e' da Classificação MCT Subleito - Energia ~PN Base - Energia ~PI Infraestrutura (Melhoria do subleito e/ou subleito natural) - Alvarez Neto 1997 Base - Alvarez Neto 1997 Figura Valores para o módulo de resiliência em função do parâmetro e` de classificação MCT dos solos, para diferentes energias de compactação. 253

277 Quanto aos solos argilosos lateríticos (LG ) e laterítico arenosos, do tipo I, foram apresentados os valores obtidos nos ensaios (uma amostra de cada) apenas para registro e comparação deste valor com os M R proposto por ALVAREZ NETO (1997). Outro trabalho de ser analisado é o de CASTRO (2002), que apresenta resultados de módulos de resiliência para alguns solos da região central do Estado de Minas Gerais, com características semelhantes aos deste trabalho sem, contudo, aprofundar na relação destes resultados com os da classificação MCT. Para efeito de comparação da ordem de grandeza dos valores obtidos para o M R, é apresentado na figura os módulos de resiliência para algumas das amostras de solos com características geotécnicas próximas aos solos deste trabalho (apenas as de comportamento laterítico). Foram considerados os valores para M R constante, correspondentes ao último par de tensões ( d = 0,412 e 3 = 0,137 MPa) a que foram submetidos os corpos de prova no ensaio triaxial. De modo geral, pode-se concluir que os valores obtidos por CASTRO (2002) foram inferiores, ainda mais se tratando de uma energia mais alta, no caso do Proctor modificado. Ressalta-se que boa parte das amostras (8 das 10), estudadas por CASTRO (2002), pertencentes ao grupo I (tipo preferencial) apresentaram valores baixos para o módulo de resiliência em relação aos materiais selecionados na presente pesquisa. Módulo de Resiliência (MPa) ,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 2,9 3,0 Coeficiente c' da Classificação MCT Subleito - Energia ~PN Base - Energia ~PI Base - Energia PM Castro 2002 Figura Comparação de resultados de módulos de resiliência para alguns solos da região central do Estado de Minas Gerais, estudadas por CASTRO (2002). A correlação entre os valores obtidos para os módulos de resiliência e os índices de evolução geoquímica Ki foi investigada e está apresentada na figura Observa-se não ter sido verificada qualquer relação entre estes parâmetros. Os pontos, para os 254

278 diferentes valores constantes de módulo pesquisado apresentam-se dispersos. Ressaltase o que foi discutido neste trabalho à respeito dos valores obtidos para o Ki, que não bem estão relacionados com o grau de intemperismo destes solos e conseqüentemente a sua condição de laterização, condição esta que poderia indicar valores quanto elevados para os módulos quanto decrescentes fossem o Ki. 500 Ki x Módulo de Resiliência 450 Módulo de Resiliência (MPa) ,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2 Ki Subleito - Energia ~PN Base - Energia~PN Base- Energia~PI Figura Correlação entre resultados de módulos de resiliência e índice Ki. A classificação resiliente dos solos, segundo o Manual de Pavimentação do DNER (1996), fundamenta-se no conhecimento do módulo de resiliência dos materiais, M R, expresso por modelos de comportamento elástico não linear. O comportamento resiliente das classes de solos A, B e C, advém do que retrata o modelo normalmente utilizado para o comportamento do solo granular e para as classes de solos do tipo I, II e III, do que expressa o comportamento dos solos finos. Estes últimos são estimados através de equações estabelecidos por PREUSSLER e PINTO (1982), sendo atualmente ambas as classificações apresentadas no Manual do DNER (1996). A classificação resiliente das amostras estudadas nesta tese, contudo, não foram obtidas. Os resultados obtidos em ensaios dinâmicos como estes, estão associados ao comportamento tensão-deformação dos materiais, entendendo-se não ser o M R propício de ser usado como índice de qualificação de um agrupamento de solos, especialmente quando expressa comportamento elástico não linear. Não devem, assim, serem indicados os materiais à luz de uma especificação genérica, devendo ser analisados em 255

279 atendimento às exigências de cada projeto específico, como sugere o uso dos método mecanístico de dimensionamento de pavimentos que não parte a priori de restrições quanto aos materiais, o que, de certa forma é o que se quer com qualquer classificação. Na mecânica dos pavimentos trabalha-se modelando o pavimento como um sistema em camadas, portanto todos os materiais devem ser compatibilizados na composição da estrutura que se pretende para o pavimento. Considera-se que o módulo de resiliência não é um valor intrínseco do material, não é uma propriedade índice, pois varia com a forma de obtenção, com as características de moldagem do corpo de prova, com a energia e muitas outras considerações. Desta forma, entende-se que os resultados obtidos nos ensaios realizados não devem ser interpretados e analisados segundo uma classe atribuída em um sistema de classificação, como propõe o Manual de Pavimentação do DNER (1996) Tentativa de Correlação entre Módulo de Resiliência e Parâmetros da Classificação MCT Tendo sido obtidos os módulos de resiliência para todas as amostras estudadas nesta tese, além da realização de uma série de outros ensaios em condições diferentes dos primeiros, considerou-se que o banco de dados gerado pelos resultados de parâmetros de modelos de resiliência e parâmetros da Classificação MCT dos solos, poderiam ser estudados quanto às possíveis correlações existentes entre estes parâmetros. Considerou-se que parâmetros como o c` da classificação MCT, que está relacionado à deformabilidade da amostra ao longo da compactação e os parâmetros d`e Pi que estão diretamente relacionados com o comportamento laterítico, poderiam muito bem se relacionar com os parâmetros que expressam o valor do módulo de resiliência. Durante a realização dos ensaios de módulo, foi feita uma primeira correlação com um conjunto de 75 dados, desta tese e outros disponíveis da COPPE/UFRJ, que apresentaram coeficientes de correlação R 2 superiores a 0,50 e de até 0,74 entre o parâmetro k2, do modelo d, e o parâmetro c`. Estes resultados obtidos inicialmente motivaram o desenvolvimento desta parte da pesquisa que consistiu na tentativa de se obter correlações e regressões para os parâmetros do módulo de resiliência em função dos parâmetros de classificação MCT dos solos. 256

280 Dados Módulo de Resiliência x Parâmetros de Classificação MCT Para a realização da pesquisa de M R x MCT procurou-se somar o maior número de dados disponíveis possível no momento. Quanto aos resultados de módulo de resiliência, o setor de pavimentos da COPPE/UFRJ dispõe de um número expressivo. A limitação maior em sua utilização na pesquisa foi que nem sempre se disponha da classificação MCT, que vem sendo realizada com regularidade a partir das pesquisas de Mesmo assim considera-se ter reunido um número significativo de dados de outros trabalhos da COPPE/UFRJ, que se somaram ao total de dados de módulo de resiliência deste trabalho. Inicialmente foi preciso organizar uma série de dados dispersos em diversos trabalhos, trazendo para um mesmo sistema de unidade e às vezes até completando as informações necessárias, dispondo-os em forma de banco de dados. Para as transformações de unidades entre os parâmetros K dos modelos não lineares para o módulo de resiliência, foram utilizadas as seguintes relações: considerando - 1 kgf/cm 2 = 0,098 MPa 10,2 kgf/cm 2 = 1 MPa Modelos d e 3 M R = k1 k2 então de kgf/cm 2 para MPa de MPa para kgf/cm 2 Modelo composto M R = k1 3 k2 d k3 então de kgf/cm 2 para MPa [k1] = [FL -2 ] 1 k2 [k1] = [FL -2 ] k1 T = (0,098) 1 k2 k1 T = (10,2) 1 k2 1 k2 k3 k1 T 1 k2 k3 = (0,098) de MPa para kgf/cm 2 k1 T 1 k2 k3 = (10,2) A partir da reunião do banco de dados inicial, partiu-se para o aumento do número de dados com resultados produzidos em pesquisas de outras instituições, para se ter uma série mais diversificada de tipos de solo e de locais de procedência. Foram reunidos nesta pesquisa um total de 178 conjuntos de dados (amostras), perfazendo 3382 dados, referentes a 9 teses desenvolvidas em 3 diferentes instituições. A instituição e a referência dos dados utilizados, o número de conjunto de dados (ensaios) com que cada trabalho contribuiu e a origem dos solos, estão apresentadas na tabela

281 Tabela Referência, número e origem dos dados utilizados na pesquisa. Referência Instituição Número de Origem dos solos ensaios Marangon, M. 58 Minas Gerais (presente trabalho) CHAVES, F. (2000) 18 Ceará CASTRO, B. (2002) COPPE/UFRJ 18 Minas Gerais DAROUS, J. (2003) 18 Rio de Janeiro DUQUE NETO, F. (2004a) 09 Rio de Janeiro SILVA, B. A. (2003) IME 15 Mato Grosso CHAGAS, L. C. (2004) 31 Pará SANTOS, A. G. (2003) EE São Carlos 06 Mato Grosso do Sul BEZERRA NETO, R. (2004) USP 05 Mato Grosso do Sul Cada conjunto de dados (amostra) constou da reunião de 19 informações a saber: nome da amostra, parâmetros k dos modelos de módulo de resiliência composto, d, 3, coeficientes de correlação R 2, teor de umidade (h) e densidade (ME) de moldagem do CP submetido ao ensaio triaxial dinâmico, parâmetros da classificação MCT dos solos (c`, d`, Pi e e`) e respectiva classe e percentagem de solo passante na peneira de número 200 (pas). Para a análise dos dados foram preparados 7 diferentes banco de dados (família de dados com característica em comum) no sentido de avaliar se as correlações apresentavam, eventualmente, resultados diferentes em função de algumas de suas características serem comuns. Considerou-se que a reunião dos dados em família poderia melhorar as correlações e regressões pesquisadas. As características dos 7 bancos de dados formados estão listados na tabela e a listagem completa dos dados reunidos para as três primeiras análises estão apresentados no Anexo E. Tabela Características dos bancos de dados formados para as diferentes análises realizadas com o respectivo número de amostras consideradas Número da análise Característica do banco de dados Número de amostras 1 Conjunto total de dados reunidos Solos de comportamento laterítico (L) Solos de comportamento não laterítico (N) 40 4 Conjunto de dados desta tese 58 5 Solos com % passante na peneira < 50% 6 Solos com % passante na peneira > 50% 7 Solos de classificação laterítico argiloso LG`

282 Resultados Obtidos e Análise Em uma primeira etapa foram avaliadas as correlações entre as principais variáveis reunidas, e a partir dos resultados obtidos foram analisadas regressões para os parâmetros k1, k2 e k3 do modelo composto (M R ) em função dos parâmetros da classificação MCT dos solos (c`, d` e Pi) e dos outros parâmetros de moldagem do CP (h e ME) e caracterização (pas). Para esta primeira pesquisa foram utilizados os recursos de análise de dados disponíveis no programa Excel. Os resultados para as correlações obtidas estão apresentados nas tabelas a 8. 17, tendo sido destacados os valores de R 2 superiores a 0,3 para as correlações entre o modelo composto e parâmetros MCT/moldagem/caracterização, e 0,5 para correlações entre MCT/moldagem/caracterização, adotados meramente como referência, apenas para facilidade de comparação dos resultados entre os banco de dados analisados. Ressalta-se que não foi incluído o parâmetro de classificação e`, por ser uma variável dependente de d` e Pi, incluídos nos dados analisados. De modo geral o parâmetro k1 do modelo composto apresentou as melhores correlações tanto com os parâmetros da classificação MCT quanto com outros parâmetros de caracterização. O que apresentou as piores correlações em todas as variáveis consideradas foi o parâmetro k2. Em relação aos parâmetros k para os outros modelos analisados, os resultados não foram muito diferentes dos obtidos para o composto. Observa-se que as melhores correlações foram obtidas para a análise 3 (solos de comportamento não laterítico), apesar do menor número de dados reunidos. A segunda família de dados que apresentou melhores resultados foi a da análise 2 (solos de comportamento laterítico), justamente as duas famílias de dados que levaram em consideração os resultados do sistema de classificação MCT dos solos. O banco de dados que reuniu o maior número de amostras de solo apresentou o terceiro melhor resultado para as correlações entre os parâmetros do módulo de resiliência com os parâmetros da classificação MCT dos solos. Nesta análise apenas a variável c apresentou resultados R 2 maiores que 0,5. Para as correlações em relação aos outros modelos os resultados não foram diferentes, assim como se verificou para todas as famílias de dados, ou seja, a ordem de grandeza para os resultados de R 2 para os parâmetros k do modelo composto são muito semelhantes aos parâmetros k dos outros modelos, independente dos dados utilizados na análise. 259

283 Tabela Coeficientes de correlação MR x MCT obtidos para a análise do Conjunto total de dados reunidos. Modelo Composto MCT Moldagem/Caracterização Sigma d Sigma 3 K1 K2 K3 c` d` Pi h dens. pas. 200 K1 K2 K1 K2 K1 1 K2 0, K3 0, , c` -0, , , d` 0, , , , Pi 0, , , ,5719-0, h -0,6775-0, , , , , dens. 0,6222 0, , , , , , pas , , ,5333 0, , , , , K1 0, , , , , , , , , K2 0, , , , , , , , , , K1 0, , , , , , , , , , , K2 0, , , , , , , , , , , , Tabela Coeficientes de correlação MR x MCT obtidos para a análise dos solos de comportamento laterítico (L). Modelo Composto MCT Moldagem/Caracterização Sigma d Sigma 3 K1 K2 K3 c` d` Pi h dens. pas. 200 K1 K2 K1 K2 K1 1 K2 0, K3 0, , c` -0, , , d` 0, , , , Pi 0, , , , , h -0, , , , , , dens. 0, , , , , , , pas , , , , , , , , K1 0, , , , , , , , , K2 0, , , , , , , , , , K1 0, , , , , , , , , , , K2 0, , , , , , , , , , , ,

284 Tabela Coeficientes de correlação MR x MCT obtidos para a análise dos solos de comportamento não laterítico (N). Modelo Composto MCT Moldagem/Caracterização Sigma d Sigma 3 K1 K2 K3 c` d` Pi h dens. pas. 200 K1 K2 K1 K2 K1 1 K2 0, K3 0, , c` -0, ,4499-0, d` 0, , , , Pi 0, , , , , h -0,7014-0, , , , , dens. 0, , , , , , , pas , , , , , , , , K1 0, , , , , , , , , K2 0, , , ,6912 0, , , , ,6576 0, K1 0, , , , , , , , , , , K2 0, , , , , , ,7487 0, , , ,9118 0, Tabela Coeficientes de correlação MR x MCT obtidos para a análise do conjunto de dados desta tese. Modelo Composto MCT Moldagem/Caracterização Sigma d Sigma 3 K1 K2 K3 c` d` Pi h dens. pas. 200 K1 K2 K1 K2 K1 1 K2 0, K3 0, , c` -0, , , d` 0, , , , Pi 0, , , , , h -0, , , , , , dens. 0, , , ,6495 0, , , pas , , , , ,0528 0, , , K1 0, , , , , , , , , K2 0, , , , , , , , , , K1 0, , , , , ,2848-0, , , , , K2 0, , , , , , , , , , , ,

285 Tabela Coeficientes de correlação MR x MCT obtidos para a análise dos solos com % passante na peneira 200 < 50%. Modelo Composto MCT Moldagem/Caracterização Sigma d Sigma 3 K1 K2 K3 c` d` Pi h dens. pas. 200 K1 K2 K1 K2 K1 1 K2 0, K3 0, , c` -0, , , d` 0, , , , Pi 0, , , , , h -0, , , , , , dens. 0, , , , , ,0234-0, pas , , , , , , , , K1 0, , , , , , ,6748 0, , K2 0, , , , ,1146 0, , , , , K1 0, , , , , , , , , , , K2 0, , , , , , , , , , , , Tabela Coeficientes de correlação MR x MCT obtidos para a análise dos solos com % passante na peneira 200 >50% Modelo Composto MCT Moldagem/Caracterização Sigma d Sigma 3 K1 K2 K3 c` d` Pi h dens. pas. 200 K1 K2 K1 K2 K1 1 K2 0, K3 0, , c` -0, , , d` -0,0885-0, , , Pi -0, , , ,4816-0, h -0, , , , , , dens. -0,0027 0, , , , , , pas , , , , , , , , K1 0, , , , , , , , , K2 0, , , , ,1799-0, , , , , K1 0, , , , , , , , , , , K2 0, , , , , , , ,0493-0, , , ,

286 Tabela Coeficientes de correlação MR x MCT obtidos para a análise dos solos de classificação laterítico argiloso - LG` Modelo Composto MCT Moldagem/Caracterização Sigma d Sigma 3 K1 K2 K3 c` d` Pi h dens. pas. 200 K1 K2 K1 K2 K1 1 K2 0, K3 0, , c` -0, , , d` 0, , , , Pi 0, , , , , h -0, , , , , , dens. 0, , , , , , , pas , , , , , , , , K1 0, , , , , , , , , K2 0, , , , ,0448 0, , , , , K1 0, , , , , , , , , , , K2 0, , , ,2171 0, , , , , ,7478 0, ,

287 Para as famílias de dados de números 4, 6 e 7, os resultados obtidos não foram satisfatórios, apresentando resultados muito baixos para os coeficientes de correlação. Em relação à família de dados de solos de comportamento não laterítico foram obtidas as piores correlações para os três parâmetros k, do modelo composto, com a variável Pi. Para a família de dados de solos de comportamento laterítico, foram obtidas as piores correlações para a variável d, além de também não ter apresentado bons resultados para a variável de classificação Pi. Estes resultados não eram, de certa forma, esperados de ocorrerem por serem os parâmetros d e Pi diretamente responsáveis pela caracterização do comportamento laterítico dos solos, merecendo maiores pesquisas, além das apresentadas neste primeiro estudo de tentativa de correlação entre Módulo de resiliência e classificação MCT. A partir dos coeficientes de correlação obtidos pode-se observar que algumas das outras variáveis, que não as dos modelos para o módulo de resiliência (k), apresentaram valores significativos para R 2. São destacadas na tabela 8. 18, as correlações de variáveis que apresentaram valores superiores a 0,5 nas diferentes análises, tendo sido considerados os dois melhores resultados para este valor de R 2, ressaltando que foram obtidos valores muito próximos para as análises (2) e (3). Tabela Coeficientes de correlação R 2 obtidos entre algumas das variáveis analisadas para diferentes análises. c` d` Pi h ME Pas c` d` - Pi -0,57 (1) -0,59 (3) h 0,80 (3) -0,52 (7) -0,54 (3) 0,78 (5) ME -0,72 (1) 0,55 (7) 0,50 (3) -0,91 (1 e 2) -0,71 (2 e 3) Pas 0,80 (3) 0,85 (5) -0,94 (3) 0,89 (1) 0,90 (2) -0,84 (1) -0,85 (2) (n) Número da análise que foi obtido o valor de R 2 (considerado os dois melhores resultados) Para as regressões não foram também considerados o parâmetro e da classificação MCT, como nas correlações, por ser esta variável dependente diretamente de outras duas dispostos no banco de dados (d e Pi), como já ressaltado. Realizadas as regressões para os parâmetros k1, k2 e k3 do modelo composto (M R ) em função dos parâmetros da classificação MCT dos solos, de moldagem do CP e 264

288 caracterização, foram obtidos os coeficientes R 2 ajustados, apresentados em resumo na tabela Tabela Coeficientes R 2 ajustado das regressões para os parâmetros do modelo composto de M R, em função dos dados considerados para as amostras. M R Análise Banco de Dados Composto k1 0,49 0,52 0,83 0,50 0,53 0,07 0,30 k2 0,33 0,33 0,39 0,20 0,31 0,04 0,06 k3 0,36 0,41 0,63 0,19 0,60 0,10 0,16 Em relação às diferentes análises realizadas, pode-se verificar que os melhores resultados para R 2 foram obtidos, ainda que com valores não elevados, para as análises feitas com a reunião dos dados de solo segundo a distinção feita pelo sistema de classificação MCT, que separam solos que apresentam comportamento laterítico (L) ou não laterítico (N). Em relação, especificamente, aos parâmetros k do modelo composto, observa-se que os maiores resultados de correlação foram obtidos para o parâmetro k1 e os menores para k2. Uma segunda seqüência de novas regressões para k1, k2 e k3 foram feitas considerando os dados de correlações obtidos nas correlações entre as variáveis (tabelas a 8. 17). Foram desconsideradas nestas novas regressões as variáveis que apresentaram baixos valores para R 2 para os parâmetros K. Com os resultados obtidos nesta primeira fase da pesquisa, em que foi utilizado o Excel, partiu-se para o uso do programa SSPS, na sua versão 9.0 for Windows, utilizando-se o método stepwise objetivando a otimização das regressões lineares pesquisadas no sentido de avaliar quais as variáveis que apresentam maior dependência e importância na obtenção dos coeficientes a serem propostos. Foram analisadas regressões para os 7 bancos de dados formados, conforme apresentado no Anexo E, com os parâmetros k dos três modelos para M R (composto, d e 3 ), não tendo sido obtidos, contudo, resultados diferentes, dos obtidos no programa Excel, anteriormente utilizado para avaliação dos parâmetros do modelo composto, que por sua vez apresentaram a mesma ordem de grandeza dos valores de R 2 para os modelos d e 3. A tabela apresenta, para as análises dos solos de comportamento laterítico e de comportamento não laterítico, os valores de R 2 ajustado para os três modelos de 265

289 módulo de resiliência (M R ) pesquisados e destaca as suas variáveis independentes, resultado da aplicação do método stepwise, do programa SSPS. Tabela Valores de R 2 ajustado para diferentes modelos de módulo de resiliência (M R ) e suas variáveis independentes, obtidos pelo método stepwise Análise Modelos para MR Comp d 3 Solos de Comportamento Laterítico (Banco de Dados 2) Solos de Comportamento Não Laterítico (Banco de Dados 3) R 2 Variáveis independentes R 2 Variáveis independentes k1 0,529 c` d` Pi h 0,815 c` d` Pi k2 0,342 c` pas 0,338 d` pas k3 0,391 d` h 0,651 c` d` h k1 0,464 d` Pi h 0,768 c` d` Pi k2 0,472 d` h pas 0,781 c` d` ME k1 0,509 c` d` Pi h 0,823 c` d` Pi k2 0,506 c` d` h pas 0,785 c` d` Pi Observa-se na tabela que as regressões estudadas se mostraram muito mais dependentes dos parâmetros de classificação MCT dos solos que dos outros parâmetros como teor de umidade (h), densidade de moldagem (ME) e percentagem de finos passante na peneira #200 (pas). Os resultados indicam também que o parâmetro d` é importante para as regressões. As expressões para a determinação dos módulos de resiliência para os parâmetros dos modelos composto, d e 3 podem ser obtidas usando-se dos coeficientes das regressões apresentadas na tabela 8. 21, para solos de comportamento laterítico e na tabela 8. 22, para solos de comportamento não laterítico, considerados os valores obtidos para R 2 apresentados. Tabela Coeficientes de regressão obtidos para os parâmetros dos modelos de M R (MPa) para solos de Comportamento Laterítico. Coeficientes da regressão Modelos para MR Comp d 3 R 2 constante Variáveis independentes c` d` Pi h pas k1 0, ,798-86,704-1,836 0,999-24,730 k2 0,342 0,433-0,113-0,001 k3 0,391 0,235-0,003-0,025 k1 0, ,316-1,644 0,628-19,045 k2 0,472 0,529-0,003-0,021-0,004 k1 0, ,593-94,427-2,054 1,140-23,046 k2 0,506 0,643-0,139-0, 002-0,013-0,

290 Tabela Coeficientes de regressão obtidos para os parâmetros dos modelos de M R (MPa) para solos de Comportamento Não Laterítico. Coeficientes da regressão Modelos para MR Comp d 3 R 2 constante Variáveis independentes c` d` Pi h ME pas k1 0, , ,927 5,300-0,953 k2 0,338 0,321 0,001-0,004 k3 0,651-0,216-0,565 0,004 0,022 k1 0, , ,592 3,061-0,603 k2 0,781 1,606-0,633 0,006-0,074 k1 0, , ,023 5,215-0,885 k2 0,785 0,552-0,575 0,005-0,001 Os valores propostos para os parâmetros k dos modelos de M R, com o uso das expressões definidas a partir dos coeficientes da regressão das tabela são comparados com os valores obtidos e plotados no gráfico de igualdade, para melhor visualização das dispersões entre os valores avaliados em laboratório para os previstos pela regressão. Estas comparações são apresentados na figura 8. 19, para o modelo composto, na figura para o d e na figura para o modelo 3. Os valores propostos para os parâmetros k, com o uso das expressões definidas a partir dos coeficientes da regressão das tabela são também comparados com os valores obtidos e plotados no gráfico de igualdade, para melhor visualização das dispersões entre os valores avaliados em laboratório para os previstos pela regressão. Estes são apresentados na figura 8. 22, para o modelo composto, na figura para o d e na figura para o modelo 3. Analisando-se às regressões obtidas observa-se, no modelo composto, que o parâmetro k1 (mais relacionado à grandeza do M R ) apresenta um valor de R 2 mais alto que os outros. Nos outros dois modelos analisados, este parâmetro tem o seu valor numérico próximo ao obtido para o parâmetro k2, que se apresentaram maiores que os parâmetros k2 e k3 do modelo composto. De modo geral pode-se concluir, para os casos analisados, que os modelos d e 3 apresentam melhores correlações, em se analisando todos os parâmetros, que o modelo composto. Como previsto quando das correlações entre as diversas variáveis usadas nesta pesquisa, foram obtidas melhores regressões para a família de dados de solos de comportamento não laterítico, apesar do número de dados menor na análise. 267

291 1200 Análise comparativa de K1 Modelo Composto K1previsto K1 obtido 0,500 Análise comparativa de K2 Modelo Composto 0,400 K2 previsto 0,300 0,200 0,100 0,000-0,100-0,100 0,000 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500 K2 obtido 0,000 Análise comparativa de K3 Modelo Composto -0,200 K3previsto -0,400-0,600-0,800-1,000-1,000-0,800-0,600-0,400-0,200 0,000 K3 obtido Figura Gráficos de igualdade para os parâmetros do modelo composto para solos de Comportamento Laterítico. 268

292 800 Análise comparativa de K1 Modelo Sigma d 600 K1 previsto K1 obtido 0,000 Análise comparativa de K2 Modelo Sigma d -0,200 K2 previsto -0,400-0,600-0,800-1,000-1,000-0,800-0,600-0,400-0,200 0,000 K2 obtido Figura Gráficos de igualdade para os parâmetros do modelo d para solos de Comportamento Laterítico. Analisando-se os gráficos de igualdade plotados nas figuras a 8. 24, podese observar menor dispersão para os parâmetros k1, qualquer que seja o modelo usado. Os gráficos referentes aos parâmetros k1 (modelo composto, d e 3 ), para os solos de comportamento laterítico, sugerem que os valores previstos pela regressão são maiores até um determinado valor para M R e menores a partir deste valor. Para os solos de comportamento não laterítico este fato é observado com mais evidência para o modelo 3. A partir da avaliação dos coeficientes de correlação obtidos para algumas das outras variáveis consideradas, foram obtidas regressões lineares para os parâmetros de 269

293 compactação das amostras (h teor de umidade e MEAS massa específica aparente seca, ambos de moldagem e próximos da condição de umidade ótima) e parâmetros da classificação MCT dos solos (c`, d` e Pi) Análise comparativa de K1 Modelo Sigma K2 previsto K1 obtido 0,200 Análise comparativa de K2 Modelo Sigma 3 0,000 K2 previsto -0,200-0,400-0,600-0,800-0,800-0,600-0,400-0,200 0,000 0,200 K2 obtido Figura Gráficos de igualdade para os parâmetros do modelo 3 para solos de Comportamento Laterítico. As expressões de a mostram as regressões obtidas, para solos de comportamento laterítico (L), com os seus respectivos valores de R 2 ajustado, ainda que algumas tenham baixos valores. h = 38,233 1,639 MEAS + 0,156 pass#200 R 2 = 0,874 (8. 01) MEAS = 22,143 0,211 h 0,022 pass#200 R 2 = 0,819 (8. 02) c` = 2,544 0,09 MEAS + 0,011 pass#200 R 2 = 0,555 (8. 03) 270

294 1100 Análise comparativa de K1 Modelo Composto 900 K1 previsto K1 obtido 0,500 Análise comparativa de K2 Modelo Composto 0,400 0,300 K2 previsto 0,200 0,100 0,000-0,100-0,200-0,200-0,100 0,000 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500 K2 obtido 0,100 Análise comparativa de K3 Modelo Composto -0,100 K3 previsto -0,300-0,500-0,700-0,900-0,900-0,700-0,500-0,300-0,100 0,100 K3 obtido Figura Gráficos de igualdade para os parâmetros do modelo composto para solos de Comportamento Não Laterítico. 271

295 700 Análise comparativa de K1 Modelo Sigma d 500 K1 previsto K1 obtido 0,300 Análise comparativa de K2 Modelo Sigma d 0,100 K2 previsto -0,100-0,300-0,500-0,700-0,900-0,900-0,700-0,500-0,300-0,100 0,100 0,300 K2 obtido Figura Gráficos de igualdade para os parâmetros do modelo d para solos de Comportamento Não Laterítico. d` = 114,059 2,435 h R 2 = 0,236 (8. 04) Pi = 133,086 3,494 h R 2 = 0,215 (8. 05) As expressões de a das regressões, para solos de comportamento não laterítico (N), são apresentadas com os seus respectivos valores de R 2 ajustado, obtidos h = 61,193 2,725 MEAS + 0,074 pass#200 R 2 = 0,896 (8. 06) MEAS = 21,828 0,252 MEAS R 2 = 0,876 (8. 07) c` = 0, ,035 h + 0,010 pass#200 R 2 = 0,677 (8. 08) d` = -108, ,012 MEAS R 2 = 0,135 (8. 09) Pi = 284,084 5,645 h R 2 = 0,269 (8. 10) 272

296 Ressalta-se a dificuldade de se obter regressões para os parâmetros da classificação MCT, particularmente para d`e Pi, que não apresentaram expressões satisfatórias de serem utilizadas na prática. É importante observar que neste item procurou-se apresentar uma primeira tentativa de correlação entre o módulo de resiliência e os parâmetros da classificação MCT dos solos criando a possibilidade de maior discussão. Foram aqui estudas as correlações lineares. Outros tipos de correlações devem ser investigadas. 800 Análise comparativa de K1 Modelo Sigma K2 previsto K1 obtido 0,500 Análise comparativa de K2 Modelo Sigma 3 0,300 K2 previsto 0,100-0,100-0,300-0,500-0,700-0,700-0,500-0,300-0,100 0,100 0,300 0,500 K2 obtido Figura Gráficos de igualdade para os parâmetros do modelo 3 para solos de Comportamento Não Laterítico. 273

297 8. 3 Deformação Permanente e Condição Limite Quanto à Ruptura dos Solos Estudados Para o estudo desenvolvido nesta tese, visando a proposição de estruturas típicas de pavimentos, com a utilização de solos lateríticos locais, procurou-se verificar o comportamento tensão x deformação permanente dos materiais pesquisados. Como sabido, há a necessidade de se verificar o comportamento dos materiais de um pavimento, principalmente no caso de estruturas de pavimentos esbeltos, em que as solicitações do carregamento cíclico incidem diretamente na estrutura de solo do subleito, induzindo ao surgimento de deformações plásticas que podem levar à ruptura da estrutura de fundação ou a sua estabilização, dependendo do dimensionamento e da natureza do material Estudo da Deformação Permanente O conhecimento do comportamento os solos quanto às deformações plásticas ou permanentes podem fornecer informações muito mais adequadas de serem utilizadas no melhor aproveitamento das qualidades dos materiais disponíveis visando o seu dimensionamento de uma forma mais racional, do que os tradicionais índices empregados inda hoje. Procurou-se desenvolver um estudo de deformação permanente em solos finos com o objetivo de se conhecer o comportamento de alguns dos materiais argilosos típicos da região estudada do Estado de Minas Gerais, propostos de serem utilizados na construção de pavimentos de baixo custo com base de solo laterítico argiloso sobre o subleito tratado, obtidos no local da obra. Procurou-se escolher para serem submetidas ao ensaio de deformação permanente aquelas amostras que, submetidas ao ensaio triaxial dinâmico para a obtenção do módulo de resiliência, apresentaram as maiores deformações totais. Assim estaríamos prevendo a deformação permanente acumulada, a um número expressivo de solicitações repetidas, para os piores materiais do conjunto total de 33 diferentes solos estudados. Foram selecionados as 4 amostras que apresentaram maiores valores para a deformação permanentes, tendo sido realizados 5 ensaios no total. 274

298 Os corpos de prova cilíndricos na dimensão 10 x 20 cm foram moldados nas condições de teor de umidade e energia correspondente a 10 golpes do ensaio Mini- MCV, que corresponde aproximadamente ao Proctor Normal. Os ensaios de deformação permanente foram realizados no setor de Ensaios Dinâmicos do Laboratório da COPPE/UFRJ. A tabela apresenta um resumo das informações das amostras utilizadas e as condições obtidas na compactação dos corpos de prova ensaiados. Tabela Amostras utilizadas no estudo de deformação permanente e resumo das condições obtidas na compactação dos corpos de prova ensaiados no Triaxial Dinâmico. Teor de Umidade Massa Específica Amostra Ótima (ót) * Moldagem (mol) (%) Ensaio (ens) Diferença ót-mol Diferença ót-ens Aparente Seca (kn/m3) Moldagem (mol) Máxima (máx) * Diferença máx-mol ZM04 28,0 27,42 27,68-0,58-0,32 15,0 14,69 0,31 ZM09 27,4 26,70 26,49-0,70-0,91 14,8 14,76 0,04 MV08 28,8 28,49 27,18-0,31-1,62 15,2 14,65 0,55 ZM08 26,0 26,99 25,99 0,99-0,01 15,3 14,96 0,34 ZM08a 26,0 27,21 27,65 1,21 1,65 15,3 15,06 0,24 * 10 golpes ensaio Mini-MCV Observa-se que para a amostra ZM08 foram realizados dois ensaios. Estes foram considerados tendo em vista que o primeiro CP ensaiado apresentou um desvio de umidade entre a ótima e a umidade de moldagem acima de 1%, além de possibilitar uma avaliação da influência que este desvio de umidade poderia implicar em termos de valor para a deformação permanente para esta amostra típica e representativa de grande parte dos materiais estudados. Foi utilizada a mesma prensa dos ensaios de módulos de resiliência, monitorado por um sistema de aquisição de dados especialmente desenvolvido na COPPE/UFRJ, para este tipo de ensaio (VIANNA, 2002). A foto mostra a imagem da tela de registro das informações e gráfico parcial das deformações permanentes que poderão ser acompanhadas pelo operador durante o ensaio 275

299 Foto Imagem da tela de registro das informações e gráfico parcial das deformações permanentes, produzidos pelo sistema de monitoramento e de aquisição de dados utilizado nos ensaios. A deformação permanente total de um pavimento esbelto, como concebido para baixo volume de tráfego, resulta muito mais da contribuição do material de subleito. Sendo assim, para a execução dos ensaios foi adotado o par de tensões desvio e de confinamento, igual a 0,70 Kgf/cm 2, disponível na versão atual do equipamento utilizado e considerado inicialmente como coerente com os níveis de tensões, sob o eixo padrão, esperados para os pavimentos a serem estudados. O autor desta tese reconheceu, posteriormente a realização destes estudos em laboratório, que o nível de tensões poderia ter sido superior ao usado nos ensaios, devido aos valores encontrados para as tensões, na etapa de dimensionamento dos pavimentos. Considerou-se, por fim, que este valor não ficou, contudo, distante da ordem de grandeza obtida. Iniciado o ensaio a amostra é solicitada à tensão desvio por 0,1 segundo com repetição a cada 1 segundo. O número total de solicitações da tensão desvio (carga) adotado para os ensaios foi superior a (1,6 x 10 5 ), para todos os ensaios, tendo sido considerado a ordem de grandeza de 10 5 como um número significativo para projetos de pavimentos de baixo volume de tráfego, para um período de 10 anos. Desta forma a execução de cada ensaio durou cerca de 2,3 dias. 276

300 A tabela apresenta o número de solicitações alcançada em cada um dos ensaios e os valores finais obtidos para a deformação plástica e para a deformação plástica específica. Tabela Número de solicitações em cada ensaio de deformação permanente e valores finais obtidos para a deformação plástica e deformação plástica específica. Amostra Número de solicitações Deformação Plástica de carga (N) Total (mm) específica ZM04 1,63 x ,251mm 0, ZM09 2,00 x ,297mm 0, MV08 1,95 x ,422mm 0, ZM08 2,00 x ,561mm 0, ZM08a 2,00 x ,078mm 0, Os gráficos da evolução das deformações plásticas específicas ao longo das solicitações das cargas (N), nos corpos de prova submetidos ao ensaio de deformação permanente, para todas as amostras ensaiadas, estão apresentados na figura Como pode ser observado, os valores obtidos para as deformações plásticas nos CPs ensaiados, na condição abaixo ou muito próximo da umidade ótima, apresentaramse muito baixas (até cerca de 0,002 de deformação plástica específica), para um nível de 2,0 x 10 5 repetições de carga. Este valor é maior para a amostra ZM08, moldada com um teor de umidade superior à ótima (ramo úmido da compactação), chegando a 0,0055 de deformação plástica específica, reconhecidamente ainda um valor baixo para a deformação permanente. Os níveis de deformação se aproximam de materiais de boa qualidade para utilização em obras de pavimentos. Estes valores confirmam a boa qualidade dos solos tropicais lateríticos como material de construção de pavimentos. Inicialmente, imaginou-se que a determinação dos gráficos de deformação permanente para estes materiais poderiam ser utilizados para estabelecer um critério para limitar estas deformações (afundamento de trilha de roda admissível) no dimensionamento dos pavimentos a serem realizados. Os bons resultados obtidos, contudo, indicam um nível de deformação muito baixo, impossibilitando a determinação de um valor admissível a partir destes ensaios. 277

301 Ensaio de Deformação Permanente 0,006 0,005 0,004 0,003 0,002 0,001 Amostra ZM04 Amostra ZM09 Amostra MV08 Amostra ZM08 Amostra ZM08a Deformação Plástica Específica 0 0,00E+00 5,00E+04 1,00E+05 1,50E+05 2,00E+05 2,50E+05 Solicitações de Carga (N) Figura Gráficos de deformação plástica específica por número de solicitações das cargas (N), para todas as amostras deste estudo ensaiadas Triaxial Dinâmico. 278

302 Avaliação da Influência da Carga Repetida no Módulo de Resiliência Após a realização dos ensaios de deformação permanente, os corpos de prova permaneceram no equipamento e foram imediatamente submetidos ao ensaio triaxial dinâmico, visando a obtenção da curva para o módulo de resiliência. Estes módulos foram determinados para posterior comparação com os módulos anteriormente obtidos, na série de corpos de prova moldados inicialmente para a determinação das envoltórias do módulo de resiliência. A idéia era aproveitar a oportunidade para obter algumas informações sobre as variações nos valores de módulos de resiliência após um número grande de solicitações de carga, conforme fez GUIMARÃES (2001). Os parâmetros para o modelo composto e os modelos, em termos de d e em termos de 3, com os seus respectivos valores de R 2 são apresentados na tabela 8. 25, para efeito de comparação, entre os dois CPs ensaiados. Observa-se que os dados referentes à moldagem dos corpos de prova submetidos anteriormente (ant) ao ensaio de módulo de resiliência são apresentados na tabela e para os CPs ensaiados após (pós) o ensaio de deformação permanente, na tabela Tabela Valores dos parâmetros para os modelos composto, d e 3, com os respectivos valores de R 2, obtidos diretamente (d) e após (a) a realização de ensaios de deformação permanente. Modelo Composto Modelo d Modelo 3 Amostra K1 K2 K3 R 2 K1 K2 R 2 K1 K2 R 2 ZM04 ant 68 0,086-0,669 0,996 60,9-0,61 0,97 45,8-0,58 0,58 pós ,0-0,88 0,95 27,2-0,91 0,67 ZM09 ant 72 0,030-0,512 0,997 69,9-0,49 0,97 53,5-0,48 0,62 pós ,9-1,01 0,89 24,3-0,99 0,63 MV08 ant 34 0,021-0,655 0,991 33,4-0,64 0,95 23,1-0,63 0,62 pós ,4-0,68 0,99 35,2-0,68 0,65 ZM08 ant 100 0,217-0,749 0,991 74,1-0,61 0,92 63,2-0,54 0,47 pós ,7-0,68 0,94 36,1-0,64 0,54 ZM08a ant 100 0,217-0,749 0,991 74,1-0,61 0,92 63,2-0,54 0,47 pós ,7-0,81 0,78 35,4-0,64 0,36 Para ilustrar as comparações realizadas, apresenta-se na figura as curvas do modelo d, para o módulo de resiliência, para as amostras ZM04, ZM09 e MV08 e na figura para a amostra ZM08 que apresenta uma variação no teor de umidade. 279

303 Envoltória de M. R. Após Moldagem x Após Ensaio Def. Permanente ZM04 y = 61x -0, R 2 = 0,968 após DPerm y = 50x -0,88 R 2 = 0,951 ZM09 y = 59x -0,72 R 2 = 0,984 após DPerm y = 43x -1,01 R 2 = 0,892 ZM04 ZM04 após D. Perm. ZM09 ZM09 após D. Perm. MV08 M. R. (MPa) 100 MV08 y = 33x -0,64 R 2 = 0,947 MV08 após D. Perm. após DPerm y = 52x -0,68 R 2 = 0, ,01 0,1 1 Sigma d (MPa) Figura Curvas do modelo d, para o módulo de resiliência, para as amostras ZM04, ZM09 e MV

304 M. R. Amostra ZM08 Após Moldagem x Após Ensaio Def. Permanente ZM08 (w=25,56%) 1000 ZM08 após D. Perm. (w=26,99%) Após Moldagem (w = 25,56%) y = 74x -0,61 ZM08 após D. Perm. (w=27,21%) M. R. (MPa) R 2 = 0, Após Def. Perm. (w = 26.99%) y = 48x -0,68 R 2 = 0,943 (w = 27,21%) y = 37x -0,81 10 R 2 = 0,779 0,01 0,1 1 Sigma d (MPa) Figura Curvas do modelo d, para o módulo de resiliência, para a amostra ZM

305 Observa-se para as amostras ZM04 e ZM09, que os valores para M R se distanciam um pouco para um menor nível de tensão desvio, se aproximando com a tensão desvio crescente, até praticamente coincidir no final da envoltória traçada. Os valores de módulos de resiliência se apresentam pouco superiores após as solicitações repetidas de tensão desvio no ensaio de deformação permanente. Para a condição de um nível elevado de tensão desvio a diferença entre os M R obtidos antes e após o ensaio não ocorre, o que sugere dizer que o nível mais elevado de tensão utilizado em um ensaio triaxial dinâmico pode representar no laboratório as condições do M R após um elevado nível de repetição de carga no campo. Para a amostra MV08, os valores para M R são maiores, mas são praticamente independentes do nível de tensão (envoltórias paralelas). Isto pode ser atribuído à característica de elevada capacidade de deformação deste material em particular. Ressalta-se que as três amostras analisadas neste parágrafo (figura 8. 26) apresentaram teor de umidade de moldagem no ensaio de deformação permanente abaixo da ótima, como pode ser visto na tabela Quanto à amostra ZM08, apresentada na figura 8. 27, os valores para M R são inversos, ou seja, menores após o ensaio de deformação permanente, e independente do nível de tensão desvio. Este comportamento é atribuido ao fato de ter sido moldados os dois CPs com um teor de umidade acima da umidade ótima (ramo úmido de compactação). Observa-se que a pequena diferença de teor de umidade em 0,22% não implicou em praticamente qualquer diferença nos resultados obtidos para os dois diferentes CPs ensaiados após o ensaio de deformação permanente. Observa-se que as diferenças entre as curvas são significativas, para um determinado nível de tensão desvio, correspondente às tensões que ocorrem nos subleitos, e de forma positiva, uma vez que há um ganho no valor do módulo, quando não se trabalha no ramo úmido de compactação Capacidade de Suporte à Ruptura dos Solos de Subleito Para completar a avaliação da deformação permanente sob carga repetida para os solos desta tese, fez-se ensaios para determinar o comportamento tensão x deformação sob carga estática, assim como avaliação da capacidade de suporte do solo de fundação, visando estabelecer um critério para limitar a tensão vertical máxima atuante no subleito e assim auxiliar no dimensionamento dos pavimentos a serem realizados. 282

306 Considerando que uma forma de prever a condição limite de suporte quanto à ruptura plástica é adotar uma expressão de capacidade de carga do solo sob o sistema de camadas do pavimento, é que procurou-se determinar também os seus parâmetros de resistência ao cisalhamento, coesão c e ângulo de atrito. Para este estudo foram selecionadas duas amostras de solo, uma de comportamento laterítico correspondente a um latossolo típico do conjunto de amostras estudadas, a amostra ZM10, que apresentou maior deformação plástica entre as amostras submetidas ao ensaio de Módulo de Resiliência e uma outra de comportamento não laterítico correspondente a um podzólico típico, a amostra MV08, que apresentou parâmetros de caracterização mecânica e de comportamento menos satisfatórios. Foram utilizados corpos de prova nas dimensões 5 x 10 cm. As amostras de solo foram preparadas e passadas na peneira de 3/8 (máximo de 1/5 do diâmetro do cilindro) para serem homogeneizadas no teor de umidade ótima, correspondente a 10 golpes do ensaio Mini-MCV, permanecendo 24 horas em câmara úmida. A moldagem dos corpos de prova de solo compactado, na densidade máxima, correspondente à umidade ótima, foi feita por prensagem de uma quantidade de solo úmido previamente calculado para, após a sua moldagem, apresentar altura aproximadamente em 10cm. Foi utilizado um cilindro com dois êmbolos que entram nas extremidades deste molde. A foto mostra o equipamento prensando o conjunto de êmbolos para moldagem dos CPs. Para a determinação de cada uma das envoltórias de resistência ao cisalhamento foram moldados 4 CPs, tendo sido adotadas as seguintes tensões de confinamento 3 : 20kPa, 50kPa, 70kPa e 150kPa, (0,20 kgf/cm 2 a 1,50 kgf/cm 2 ) correspondendo ao intervalo dos níveis de tensões usualmente utilizadas na análise visando o projeto de um pavimento. Os dados correspondentes aos corpos de prova moldados estão apresentados na tabela O ensaio estático de resistência ao cisalhamento utilizado foi o do tipo UU (não consolidado e não drenado) prevendo uma situação mais desfavorável de solicitação do subleito por uma roda de veículo parado sobre o pavimento, imediatamente após a liberação ao tráfego. 283

307 Tabela Dados dos corpos de prova moldados para o ensaio triaxial estático para obtenção da resistência ao cisalhamento. Amostra Teor de Umidade (%) Massa Específica Aparente Seca (kn/m3) Ótima Moldagem Máxima (máx) Moldagem (CP1) Moldagem (CP2) Moldagem (CP3) Moldagem (CP4) ZM10 26,5 24,48 14,83 14,89 14,90 14,86 14,91 MV08 28,8 26,94 14,65 14,64 14,65 14,63 14,66 A foto mostra a montagem de um corpo de prova na câmara de ensaio triaxial. Os ensaios foram executados em uma prensa triaxial do setor de Resistência do Laboratório de Geotecnia da COPPE/UFRJ (foto 8. 08), acoplado a um sistema automático de aquisição de dados, tendo sido seguidos os procedimentos usuais para a realização deste tipo de ensaio. Os dados obtidos foram posteriormente trabalhados em planilhas eletrônicas permitindo a plotagem dos gráficos usuais à interpretação do ensaio. Os círculos de Mohr foram traçados a lápis em papel milimetrado e as envoltórias de resistência obtidas. São apresentados, contudo, neste trabalho, as envoltórias de resistência obtidas a partir das trajetórias de tensão, em termos de p` x q, que permite também o cálculo dos parâmetros de resistência c e, tendo sido verificado uma boa aproximação entre os parâmetros obtidos pelos dois métodos. A figura mostra a envoltória de resistência para a amostra ZM10 e a figura a envoltória para a amostra MV08. Os parâmetros de resistência ao cisalhamento obtidos nas envoltórias de resistência traçadas a partir dos círculos de Mohr e das trajetórias de tensões, assim como os valores máximos alcançados pela tensão desvio na ruptura de cada um dos 4 CPs ensaiados estão apresentados na tabela 8. 27, em resumo aos resultados obtidos nos ensaios. A foto mostra um corpo de prova após a execução do ensaio triaxial. Observa-se claramente o plano de ruptura do solo compactado, como verificado para a maioria das amostras. Pode-se observar que os resultados apresentados são coerentes. A amostra MV08 apresenta maior coesão, e conseqüentemente menor ângulo de atrito, que a amostra ZM10. Estes parâmetros correspondem a níveis de resistência ao cisalhamento, relativamente satisfatórios, em se tratanto de solo compactado. 284

308 Ensaio Triaxial - UU Amostra ZM10 q ( kpa ) p' ( kpa ) Figura Envoltória de resistência ao cisalhamento em termos do diagrama p` x q, para a amostra ZM10. q ( kpa ) Ensaio Triaxial - UU Amostra MV p' ( kpa ) Figura Envoltória de resistência ao cisalhamento em termos do diagrama p` x q, para a amostra MV

309 Foto Foto Foto Foto Foto Detalhe do cilindro na prensa quando da moldagem dos CPs. Foto Montagem da amostra na câmara triaxial. Foto Aspecto do equipamento triaxial durante a realização dos ensaios. Foto Registro de um corpo de prova rompido, em que se observa o plano de cisalhamento do material compactado. Tabela parâmetros de resistência ao cisalhamento valores máximos alcançados pela tensão desvio na ruptura. Parâmetros de Resistência ao Cisalhamento Tensão Desvio Máxima (Ruptura) Amostra c (kpa) (graus) (kpa) Círculos de Mohr Trajetória de tensões 3 = 20 3 = 50 3 = 70 3 = 150 ZM10 c = 45,0 c = 44,8 237,3 512,4 797,4 879,0 = 44,3 = 44,4 MV08 c = 140,0 c = 147,9 518,3 655,6 768,7 817,1 = 34,4 = 33,7 Obtidos estes resultados, procurou-se comparará-los a outros da literatura. Os trabalhos de SVENSON (1980) e CRUZ (1985), estudados também por MOTTA (1991), abordaram esta linha de estudo na COPPE/UFRJ, tendo sido tomados como referência. Os valores apresentados por estes autores são reproduzidos na tabela 8. 28, com a inclusão dos resultados do presente trabalho. Ressalta-se que são comparados 286

310 solos maduros (não saprolíticos) com características semelhantes, de utilização típica na construção geotécnica em geral. Os valores mostram serem elevadas as condições de suporte dos subleitos executados com estes materiais, como já descrito por MOTTA (1991) que descreve que tendo em vista os altos valores de capacidade de suporte apresentados em geral pelos solos compactados brasileiros, pode-se afirmar que a capacidade de carga quanto à ruptura por cisalhamento fica sempre atendida com uma estrutura mínima de pavimento, quando não se satisfaz somente com o subleito, quando este é bem compactado e de material laterizado de boa qualidade. Tabela Valores típicos de parâmetros de resistência e de capacidade de carga para alguns solos compactados. d ruptura c q 0 Ref. Data Material 3 = 0,21 (Kgf/cm 2 ) (Kgf/cm 2 ) (º) (Kgf/cm 2 ) SVENSON 1980 Argila amarela/rj Argila vermelha/rj Argila vermelha/mg Argila vermelha/pr 1,8 5,2 5,6 5,3 4,0 1,8 1,7 1, ,65 48,17 63,23 78,25 CRUZ Presente Trabalho solo laterítico de basalto não saturado - solo laterítico de arenito não saturado - solo laterítico de gnaisse não saturado -solo laterítico quatzo-xisto não saturado - colúvio arenito basalto não saturado - solo argiloso de comportamento laterítico (latossolo) - solo argiloso de comportamento não laterítico (podzólico) ~2,4 ~5,2 0,40 a 0,70 0,10 a 0,50 0,20 a 0,50 0,15 0,30 a 0,60 0,5 1,5 24 a a a a ,69 a 45,80 3,53 a 26,89 6,93 a 22,34 10,09 11,28 a 39,30 114,75 90,10 Como conclusão principal deste estudo tem-se que os subleitos quando de solos tropicais lateríticos de boa qualidade, devidamente compactados, apresentam valores para a capacidade de suporte superiores às tensões verticais que atuam nos subleitos solicitados, por exemplo, pela ação de uma roda equivalente a um eixo simples roda dupla que apresenta, em termos de pressão média, na pior condição, pressão equivalente a 10,35 Kgf/cm 2, conforme dados apresentados por RODRIGUES (1987). 287

311 Os valores obtidos para a capacidade de carga, maiores do que os utilizados da literatura para comparação, assim como foi verificado para os módulos de resiliência nas comparações realizadas, indicam serem estes solos de comportamento lateríticos do Estado de Minas Gerais de muito boa qualidade para uso em pavimentação Considerações Finais Apresentados os estudos desenvolvidos neste capítulo sobre o comportamento mecânico dos solos pesquisados, relaciona-se neste item as principais observações feitas nas análises realizadas. No que se refere ao Comportamento Resiliente. O modelo composto apresentou os melhores resultados para a modelagem do módulo de resiliência seguido do modelo d, por se tratar de solos predominantemente argilosos;. O comportamento resiliente dos solos estudados assemelham-se, fato muito mais evidenciado para as amostras das regiões da Zona da Mata e Sul de Minas;. Exceções de comportamento referem-se a amostras de solo da região da Zona Metalúrgica e Campo das Vertentes que se apresentam com características diferenciadas das duas outras (horizontes B menos profundos, entre outros), fato refletido nos diferentes resultados de ensaios de laboratório realizados (Ki baixos, maiores frações de silte, presença de Gibbsita...). Destacam-se as amostras MV05, MV07 e MV09 com baixos valores para R 2 no modelo d e também no modelo 3, e a amostra MV08 (podzólico) com k1 muito mais baixo e k2 muito mais alto que todas as amostras estudadas, mostrando um comportamento relativamente atípico;. Foi verificado um ganho no valor de M R com o aumento da energia de compactação. O valor de k1 apresentou-se significativamente maior, e de modo geral k2 menor;. As diferenças observadas entre as massas específicas aparentes máximas obtidas para 24 golpes do ensaio Mini-MCV e as de moldagem (valor inferior) quando compactadas na energia do Proctor Intermediário, podem sugerir ser este número de golpes superior ao equivalente à esta energia. O número de 22 ou 20 golpes poderá ser investigado quando se pretende ter maior aproximação destes valores, não sendo o caso neste trabalho; 288

312 . Os valores de M R para os Latossolos, no nível de tensão no subleito (energia do Proctor Normal), se mostraram crescentes na seguinte ordem das variações pedológicas: Vermelho-Amarelos, Roxo e Vermelho-Escuros. Ao nível de tensão na base (Proctor Intermediário) os maiores valores de M R foram obtidos para os Vermelhos-Escuros sendo que para as outras classes apresentaram-se variáveis;. Os valores de M R para os solos Podzólicos se mostraram na mesma ordem de grandeza da maioria dos Latossolos, não permitindo maiores conclusões devido ao número reduzidos de amostras;. Em relação aos parâmetros de classificação MCT (c e e ) pode-se observar o maior valor para M R para solo com c correspondente aos solos do grupo I e, de modo geral, valores decrescentes com o aumento de c. Em relação à variável e, os valores de M R se mostraram-se dispersos para a faixa analisada;. Os solos argilosos lateríticos estudados nas condições apresentadas nesta tese apresentaram-se com M R (laboratório) de igual ordem de grandeza, e até superior aos resultados (retroanálises) apresentados por ALVAREZ NETO (1997);. Para os solos argilosos lateríticos (LG ), foram obtidos para o subleito, valores para M R correspondentes ao extremo do intervalo proposto na tabela de aptidão de ALVAREZ NETO (1997), e com um intervalo de variação de valores maior que o intervalo proposto. Quanto aos valores para a base, os valores obtidos para o M R se mostraram superiores nas duas energias estudadas. No que se refere à tentativa de correlacionar os parâmetros do Módulo de Resiliência e Parâmetros da Classificação MCT. A idéia de se criar diferentes bancos de dados, reunindo-os segundo famílias de dados com características em comum se mostrou positiva na pesquisa das melhores correlações para os dados;. De modo geral o parâmetro k1 do modelo composto apresentou as melhores correlações tanto com os parâmetros da classificação MCT dos solos como com os outros parâmetros de caracterização dos solos, e o parâmetro k2 as piores correlações;. Para os solos de comportamento não laterítico foram obtidas as piores correlações para os parâmetros do modelo composto com a variável Pi, e para os solos de comportamento laterítico, foram obtidas as piores correlações para a variável d. 289

313 Por serem os parâmetros d e Pi diretamente responsáveis pela caracterização do comportamento laterítico dos solos, estes resultados merecem maiores pesquisas, além das apresentadas nesta primeira tentativa de correlação entre Módulo de resiliência e classificação MCT;. Verificou-se que os melhores resultados para R 2 foram obtidos, ainda que com valores não elevados, para as análises feitas com a reunião dos dados de solo com a distinção feita pelo sistema de classificação MCT, que separam solos que apresentam comportamento laterítico (L) ou comportamento não laterítico (N);. As regressões estudadas se mostraram muito mais dependentes dos parâmetros de classificação MCT dos solos que dos outros parâmetros como teor de umidade, densidade de moldagem e percentagem de finos passante na peneira #200;. Para as regressões dos parâmetros do modelo composto, observou-se que R 2 é mais alto para k1, que para k2 e k3. Nos modelos d e 3, o valor de R 2 apresenta valores próximos para os dois parâmetros do modelo, sendo estes maiores que os parâmetros k2 e k3 do modelo composto;. As regressões para os parâmetros k1 (modelo composto, d e 3 ), para os solos de comportamento laterítico, sugerem que os valores previstos para M R são maiores até um determinado valor para M R e menores a partir deste valor. Para os solos de comportamento não laterítico este fato é observado com mais evidência para o modelo 3 ;. Foram obtidas regressões lineares para os parâmetros de compactação das amostras (h e MEAS) e para os parâmetros da classificação MCT dos solos (c`, d` e Pi), ressaltando a dificuldade de se obter regressões para os parâmetros da classificação MCT, particularmente para d`e Pi, que não apresentaram expressões satisfatórias para serem utilizadas na prática. No que se refere às Deformações Permanentes. Os valores obtidos para as deformações plásticas nos CPs ensaiados, na condição abaixo ou muito próximo da umidade ótima, apresentaram-se muito baixo para um nível de 2,0 x 10 5 repetições de carga. Este valor foi maior para a amostra moldada com teor superior à ótima, sendo ainda baixo; 290

314 . Os níveis de deformação se aproximam de materiais de qualidade para utilização em obras de pavimentos. Estes valores confirmam a boa qualidade dos solos tropicais lateríticos como material de construção de pavimentos; No que se refere à Influência da Carga Repetida no Módulo de Resiliência. Os valores de M R obtidos após a realização do ensaio de deformação permanente se apresentam pouco superiores ao obtido no ensaio logo após moldagem;. Para a condição de nível elevado de tensão desvio, a diferença entre os M R obtidos antes e após o ensaio não foi verificada, o que sugere que o nível mais elevado de tensão utilizada no ensaio triaxial dinâmico pode representar no laboratório as condições do M R após um elevado nível de repetição de carga no campo. No que se refere às condições de suporte dos solos de subleito. Foi verificada boa aproximação entre os parâmetros obtidos pelo traçado dos círculos de Mohr e das envoltórias de resistência obtidas a partir das trajetórias de tensão, em termos de p` x q, com parâmetros de resistência dos solos relativamente satisfatórios, para material de subleito;. Os resultados obtidos, comparados a outros da literatura, mostram serem elevadas às condições de suporte dos subleitos executados com estes materiais;. Os resultados obtidos para a capacidade de carga, deformação permanente e módulos de resiliência indicam serem estes solos estudados de comportamento lateríticos do Estado de Minas Gerais de boa qualidade para utilização em obras de pavimentação. 291

315 Capítulo 9 Proposição de Estruturas Típicas de Pavimentos para Região de Minas Gerais Utilizando Solos Locais Lateríticos 9.1 Introdução No desenvolvimento deste trabalho de pesquisa teve-se a oportunidade de estudar um conjunto de amostras de solos com características típicas para uso em obras de terra em geral, particularmente para emprego na área de pavimentação como material de subleito natural ou reforço de subleito. Estas características foram identificadas inicialmente de forma expedita no campo, sendo confirmadas com a realização dos ensaios de laboratório o que os qualificou para utilização prática. Os estudos desenvolvidos sob o ponto de vista do conhecimento da pedologia, que permitiram a identificação das diversas características peculiares às classes, da classificação em um sistema mais adequado aos solos tropicais, como é o sistema MCT, e por fim dos estudos realizados quanto ao seu comportamento frente às solicitações de carga repetida, possibilitaram a reunião de dados e técnicas destes materiais que foram utilizados para avaliação do emprego em estruturas de pavimentos para projetos de pavimentos de baixo volume de tráfego, para a região de Estado de Minas Gerais. Neste trabalho não foram verificadas para as amostras de solo as especificações impostas para as propriedades mecânicas e hídricas (Mini-CBR, RIS, Expansão e Contração), com apresentado por NOGAMI e VILLIBOR (1995) e VILLIBOR et al (2000). Estas se baseiam em correlações empíricas, e como dito por estes autores desenvolvidas para o controle tecnológico. Entende-se que não deveria trabalhar com condições impositivas à priori, no dimensionamento mecanístico. Considerou-se que da qualidade do material para uso em base deveria estar vinculada as condições impostas pelo dimensionamento mecanístico do sistema de camadas. A idéia principal consistiu na elaboração de uma proposição em forma de catálogo de estruturas típicas para algumas amostras selecionadas do conjunto estudado, que 292

316 fossem representativas e que apresentaram variações nos parâmetros de classificação e comportamento. Esta proposição é voltada para estradas vicinais de caráter municipal ou regional. Pode servir como alternativa para a pavimentação de rodovias estaduais de baixo volume de tráfego, para a área rural e outras que se apliquem, a viabilizando uma melhor infraestrutura em situações onde a escassez de recursos financeiros implica na falta de perspectivas mínimas de realização de melhorias por parte do poder público e até mesmo privado. Tal proposição não deve ser vista como um trabalho finalizado, pelo contrário, deve possibilitar o seu permanente aperfeiçoamento de forma dinâmica e contínua, em trabalhos subseqüentes a serem desenvolvidos nesta linha de pesquisa. Entende-se que a aplicação dos dados obtidos para algumas estruturas típicas de pavimentos, como apresentados, permite a definição de ante-projetos com rapidez, diminuindo o desperdício de recursos cada vez mais escassos, o que pode vir a contribuir principalmente com os gestores públicos na gerência de políticas de infraestruturas nos municípios. Ressalta-se, contudo, que não se considera a possibilidade de dispensar estudos específicos e eventualmente a realização de ensaios de laboratório quando da elaboração de um projeto executivo de engenharia em cada situação particular. O desenvolvimento deste estudo levou em consideração algumas experiências já desenvolvidas em outros países e no Brasil, como visto p. ex. em MOTTA (1991), SILVEIRA (2000) e RAMOS (2003), que teve o seu início com o emprego do catálogo de pavimentos da Prefeitura de São Paulo. Segundo RAMOS (2003) o objetivo de se dispor de um catálogo de pavimentos é facilitar o trabalho dos engenheiros que têm que projetar e orçar estruturas de pavimentos, colocando à disposição dos mesmos uma gama de possibilidades de soluções, entre as quais se escolherá a mais adequada com base nas considerações técnicas e econômicas, em cada caso a resolver. A proposição do presente catálogo de pavimentos se aplica a pavimentos novos a serem construídos com a filosofia de se utilizar solos de formação local, com a concepção de uma base de solo argiloso laterítico compactado, sobre o subleito tratado de igual material, para uma condição de baixo volume de tráfego. Para as estruturas de pavimento propostas, são registrados os principais dados de caracterização dos materiais, como dados da natureza pedológica, da classificação MCT e de comportamento resiliente dos solos. 293

317 9. 2 Considerações sobre a Proposição e Sistematização Para a proposição das estruturas típicas de pavimentos, idealizou-se a disposição dos diversos parâmetros considerados no dimensionamento e as principais informações obtidas, em forma de quadros resumos, referidos aqui como fichas, seguindo a idéia do catálogo francês LCPC e SETRA (1998). O seu uso consiste basicamente na identificação de algumas características do solo que se queira utilizar para posteriormente ser correlacionado pelo usuário às opções de solos utilizados na pesquisa e dispostos nas respectivas fichas do catálogo, obtendo a seção desejada para algumas condições de carga, revestimento e condições de compactação dos solos de subleito e base. As amostras utilizadas na elaboração da proposta correspondem aos 18 solos selecionados do total, conforme os critérios apresentados no capítulo 8. O critério adotado para a escolha dos corpos de prova consistiu na escolha das amostras que contemplassem diferentes características de: a - classificação MCT, em que foram destacadas as amostras que apresentaram características de comportamento extremos no gráfico de classificação; b - valores de módulos de resiliência, considerados os valores extremos de M R, obtidos nos ensaios realizados na primeira seqüência de ensaios; c - classificação pedológica, em que se procurou selecionar amostras com diferentes variações de classes e d - granulometria, incluindo as amostras de textura mais granular. Estas amostras foram submetidas ao ensaio triaxial dinâmico para a obtenção do módulo de resiliência não só com a energia próxima do proctor normal (PN) como do proctor intermediário (PI), já visando a elaboração deste estudo. A idéia inicial para o uso do catálogo se baseia na identificação das diversas variações pedológicas para os solos não hidromórficos com o horizonte diagnóstico B latossólico ou B textural, do tipo podzólico. Considerou-se que a identificação de um solo a partir das informações associadas à pedologia, seria muito mais adequado e apropriado para se fazer a correlação com os solos disponíveis no catálogo. Os solos selecionados correspondem a 15 amostras de latossolos e 3 de podzólicos, segundo as sub-variações apresentadas na tabela Como se vê, o numero de variações selecionadas apresenta uma correspondência proporcional ao conjunto total das amostras estudadas nesta tese. 294

318 Tabela Variações pedológicas de latossolos e podzólicos utilizadas na confecção do catálogo deste estudo. Variação Pedológica Amostras Nomenclatura Tradicional Latossolo Vermelho-Amarelo Latossolo Vermelho-Escuro Latossolo Roxo Latossolo Bruno Latossolo Ferrífero Podzólico Vermelho-Amarelo Podzólico Vermelho-Escuro Nomenclatura Nova Latossolo Amarelo destrófico Latossolo Vermelho destrófico Latossolo Vermelho destrófico Latossolo Vermelho eutrófico Latossolo Vermelho destrófico Latossolo Vermelho destroférrico Latossolo Amarelo destrófico Latossolo Vermelho perférrico Argissolo vermelho destrófico Argissolo vermelho eutrófico Argissolo vermelho destrófico 05 (ZM01, ZM03, ZM08, ZM12 e ZM13) 02 (SL07 e SL08) 02 (ZM06 e SL01) 01 (MV07) 02 (MV03 e SL03) 01 (MV04) 01 (ZM16) 01 (MV05) 01 (MV09) 01 (MV08) 01 (SL06) Para cada uma das variações pedológicas utilizadas no dimensionamento das estruturas de pavimentos, correspondente a uma ficha em particular, são apresentados os principais resultados obtidos na caracterização do material, como pode ser visto na tabela 9. 02, a saber: Parâmetros de classificação MCT dos solos: c, e e classe; Parâmetros da pedologia: cor (escala de Munsell) e V (saturação das bases); Parâmetros da química: teor de Fe 2 O 3 e Ki; Módulos de resiliência: equação das curvas para M R dos solos e M R para os revestimentos adotados. Em relação às variáveis envolvidas no dimensionamento, foram consideradas alternativas para a carga rodoviária, o tipo de revestimento e a energia de compactação da base, a serem definidos pelo usuário. São apresentadas 12 diferentes seções para cada variação pedológica, totalizando para os solos estudados, 216 projetos de pavimento, o que na verdade implicou em rodar o programa de cálculo de x cerca de 1000 vezes incluindo os cálculos que foram desconsiderados por não satisfazerem os critérios de dimensionamento. Nesta primeira versão foram consideradas as seguintes variáveis: 295

319 Tabela Resumo dos parâmetros dos solos utilizados no dimensionamento das estruturas de pavimentos apresentadas no catálogo. MCT Pedologia / Química Resiliência MR= k1 3 K2 d K3 amostra c e Energia PN (10g Mini-MCV) Energia PI (24g Mini-MCV) cor V Fe2O3 Ki k1 k2 k3 k1 k2 k3 ZM01 2,16 0,66 7,5 YR 6/ ,30 1, ,069-0, ,091-0,580 ZM03 2,36 1,09 7,5 YR 6/6 20 8,70 1, ,065-0, ,032-0,645 ZM06 1,76 1,09 2,5YR 2,5/ ,50 1, ,170-0, ,076-0,306 ZM08 2,23 1,13 7,5 YR 4/6 5 9,70 1, ,217-0, ,091-0,470 ZM12 1,94 0,91 7,5 YR 4/ ,70 0, ,117-0, ,129-0,571 ZM13 2,42 1,10 7,5 YR 4/6 3 16,00 1, ,063-0, ,107-0,264 ZM16 2,42 1,09 7,5 YR 4/6 5 14,40 0, ,069-0, ,060-0,279 MV03 2,42 0,84 10R 3/ ,60 0, ,138-0, ,082-0,246 MV04 2,06 1,07 2,5YR 2,5/4 8 25,30 0, ,201-0, ,149-0,367 MV05 1,01 0,83 10R 3/3 2 40,60 0, ,344-0, ,232-0,373 MV07 2,36 1,12 2,5 YR 3/ ,30 0, ,273-0, ,162-0,283 MV08 1,94 1,16 2,5YR 3/ ,50 1, ,021-0, ,067-0,540 MV09 1,99 1,14 2,5 YR 3/6 9 18,40 0, ,255-0, ,112-0,363 SL01 1,45 0,65 2,5 YR 2,5/4 24 8,00 1, ,223-0, ,143-0,240 SL03 2,17 0,88 2,5 YR 2,5/4 2 12,00 1, ,155-0, ,080-0,430 SL06 2,17 0,84 10R 3/6 18 8,80 1, ,087-0, ,054-0,062 SL07 1,94 0,83 2,5 YR 3/ ,30 1, ,088-0, ,086-0,461 SL08 2,05 0,84 10R 3/6 8 9,10 1, ,164-0, ,005-0,

320 . Tráfego Por se tratar de pavimentos de baixo volume de tráfego, foram definidas 3 categorias de tráfego como alternativas para os valores de N, para o período de 10 anos, conforme discutido no capítulo 4. Foram dimensionadas seções para um tráfego previsto de no mínimo 10 4 e no máximo 10 6 repetições do eixo padrão de carga equivalente a 82 kn, com uma opção intermediária de Revestimento do Pavimento Foram consideradas as alternativas de tratamento superficial simples (TSS) para N=10 4 e 10 5, tratamento superficial duplo (TSD) para N=10 5 e para N=10 6 as opções de tratamento superficial triplo (TST) ou concreto betuminoso usinado à quente (CBUQ). Para efeito de dimensionamento o TSS foi considerado com 1 cm de espessura, o TSD com 2 cm e o TST com 3 cm, todos com módulo de resiliência adotado de 500MPa. No pavimento com o menor tráfego, em uma das opções não foi considerada a espessura do revestimento no dimensionamento da estrutura. Para os pavimentos com maior tráfego foi ainda considerada a alternativa do uso do CBUQ com 4 cm de espessura e módulo de resiliência de 3000MPa.. Condições de compactação da Base e Subleito As estruturas tipo são apresentadas considerando o uso de solo laterítico local como material de base e como camada final de terraplenagem (plataforma - material natural ou de aterro). Considerou-se o subleito sendo escarificado e compactado nas condições de umidade ótima e de massa específica máxima, referentes à energia de compactação aproximada a do proctor normal (10 golpes no ensaio Mini-MCV). Para a camada de base apresenta-se a alternativa desta camada ser lançada sobre a plataforma, sendo compactada nesta mesma energia (10g) ou com uma energia de compactação maior, ou seja na energia aproximada à do proctor intermediário (24 golpes no ensaio Mini- MCV) Dimensionamento Mecanístico das Estruturas No dimensionamento mecanístico de um pavimento parte-se de uma estrutura de camadas arbitradas inicialmente e dos respectivos parâmetros de resiliência para os materiais a serem utilizados. Para o dimensionamento dos pavimentos neste estudo foi utilizado o programa 297

321 FEPAVE (Finite Element Analysis of Pavement Structures), estudado na COPPE/UFRJ por MOTTA (1991) e SILVA (1995) e que vem sendo utilizado com freqüência nas pesquisas desenvolvidas nesta instituição. O programa calcula as tensões e deformações nas camadas do pavimento, possibilitando estabelecer espessuras adequadas a partir dos critérios limites adotados para o dimensionamento. No caso do pavimento esbelto está associado principalmente às tensões verticais no topo do subleito, responsável pelo afundamento de trilha de roda por acúmulo de deformação permanente ou eventualmente pela ruptura do material de subleito. Como critérios de dimensionamento foram considerados: a os valores admissíveis para a deflexão do pavimento (Da), em 0,01mm, correspondentes à carga padrão de 82kN por eixo, conforme normalização do DNER, PRO11/79 (DNER, 1979); b os valores máximos admissíveis para as tensões incidentes no topo do subleito do pavimento, dado por HENKELOM e KLOMP (1962), apesar de reconhecer que os resultados obtidos para o caso de solos lateríticos podem ser superestimados, como pode ser visto em SANTOS (1998). Considera-se inclusive, ser este condicionante do dimensionamento mecanístico o que requer maior pesquisa no sentido de se obter uma expressão que melhor se ajuste às particularidades dos solos brasileiros. Quanto aos outros parâmetros como a deformação específica, a diferença de tensões e a tensão de tração, todos obtidos para o revestimento do pavimento, não foram considerados como critério para o dimensionamento por se tratar de estruturas com revestimentos muito esbeltos, praticamente sem efeito estrutural no sistema de camadas. Mais recentemente foi desenvolvido por Felipe Franco (FRANCO, 2003) uma versão de macro, do programa Excel, que procurou melhorar a interface entre o programa FEPAVE e o usuário. Esta macro permitiu fazer a digitação dos dados de entrada do programa e a leitura dos resultados de uma forma muito mais amigável, tornando mais rápido e fácil sua utilização. A figura ilustra o aspecto da macro que foi utilizada nesta tese. Ressalta-se que em se tratando do uso do método dos elementos finitos (MEF), na avaliação numérica das tensões e deformações, é estabelecida de forma automática ou não, uma malha, conforme mostrado na figura As tensões são calculadas no centro dos elementos e a tensão vertical para a profundidade do subleito é obtida fazendo-se a média dos valores determinados para os elementos mais próximos da fronteira correspondente à profundidade do topo do subleito. 298

322 Dados Principais PROJETO: F13SL03A COPPE - UFRJ Planilha FEPAVE Por Filipe Franco em 6/Maio/2004 ANÁLISE: TENSÕES GRAVS: UNIDADES: Modo Determinístico Não Considerar kgf, m, MPa SIMULAÇÃO #: TEMPO PROC: Realizada em 11 ago 2004 às 20:06:24h - FEPAVE - Proj0791 6,98 seg Estrutura CAMADA ESPESSURA m DENSIDADE kgf/cm³ POISSON MODELO K1 K2 K3 K4 MÓDULO MPa 1 0,04 0 0, ,11 0 0, ,155-0, ,32 0 0, ,155-0, Carregamento Tipo: Eixo Rodoviário Padrão Pressão de Contato da Carga: 0,56 MPa Raio da Área de Contato: 0,108 m Resumo dos Resultados de Tensões e Deformações Deflexão: -16,81029 centésimo de mm Deformação Específica de Tração: 0, Diferença de Tensões no Revestimento: 1, MPa Tensão Vertical no Subleito: 0, MPa Tensão no Revestimento: -1, MPa Tensão Vertical - 2 Rodas 0, ,16389 MPa Malha de Elementos Finitos No. Linhas: 23 No. Colunas: 24 Distâncias Radiais (m) Profundidades (m) , ,01 3 0, ,02 4 0, ,03 5 0, ,04 6 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,16 Figura Ilustração da planilha da macro que foi utilizada nesta tese, na sua última versão (FRANCO, 2004). 299

323 Espessura correspondente ao: Revestimento Base Subleito Figura Aspecto da geometria da discretização da malha de elementos finitos para o cálculo das tensões e deformações. Executado o programa são obtidos os valores para as tensões e deformações, podendo ser plotados os respectivos gráficos, todos considerando a situação do carregamento axissimétrico, ou seja sob a roda única considerada. Na figura são apresentados os gráficos gerados para o exemplo apresentado na figura O programa na versão em que se encontrava à época em que foi necessária a sua utilização neste trabalho, considerava o carregamento axissimétrico. Apresentava a consideração de superposição de efeito, para o caso de roda dupla, apenas no cálculo da deflexão em que foi adotado o deslocamento vertical entre as rodas, multiplicado por dois. Considerou-se que a utilização deste programa nesta versão poderia implicar em algum erro na avaliação das tensões verticais do subleito, uma vez que sendo as estruturas dos pavimentos esbeltos, tem-se um nível elevado de tensão incidente no topo dos subleitos ( v sl ). Assim, o fato de não considerar a superposição dos efeitos para o caso de uma roda dupla, implicaria em um valor para v sl menor do que realmente ocorreria. Visando aperfeiçoar o programa FEPAVE, no sentido de considerar a superposição de efeitos para o caso de roda dupla, o autor desta tese formulou uma rotina inicial que foi aperfeiçoada e implantada na macro excel por FRANCO (2004). 300

324 DESLOCAMENTO Z 0 0 0,5 1 1,5 2 2,5-0,00005 DESLOCAMENTO Z(m) -0,0001-0, ,0002-0,00025 Dist Radial (m) Gráfico de Deslocamento Z DESLOCAMENTO RADIAL -0, Dist Radial (m) 0 DESLOCAMENTO RADIAL(m) 0, , ,04 0,15 0, , ,5 1 1,5 2 2,5 Gráfico de Deslocamento Radial TENSÃO VERTICAL -0,05 Dist Radial (m) 0 TENSÃO VERTICAL(MPa) 0,05 0,1 0,15 0,15 0,2 0,25 0 0,5 1 1,5 2 2,5 Gráfico da Tensão Vertical TENSÃO RADIAL -0,2 Dist Radial (m) -0,15-0,1 TE NS ÃO RA -0,05 DIA L(M Pa) 0,04 0 0,15 0,05 0,1 0,15 0,2 0 0,5 1 1,5 2 2,5 Gráfico da Tensão Radial Figura Exemplos de gráficos gerados pela macro (Excel) para a condição de carregamento axissimétrico em pavimento esbelto, com revestimento e base. 301

325 Nesta nova versão, porém, não se encontram ainda disponibilizados os respectivos gráficos para a consideração de 2 rodas (roda dupla). A figura apresenta uma ilustração com as considerações adotadas no cálculo da superposição dos efeitos. Observa-se que são obtidos os valores para a tensão vertical no subleito para uma posição correspondente ao eixo das duas rodas e na projeção do eixo de cada roda. Figura Ilustração com as considerações adotadas para o cálculo da superposição dos efeitos das duas rodas (roda dupla). Superadas estas dificuldades naturais do processo de modificação do programa, com a implantação da consideração da roda dupla (planilha cons 2 rodas ), foi iniciada a seqüência de dimensionamentos para todas as combinações de variáveis previstas Proposição de Estruturas de Pavimentos Atendendo a um dos objetivos inicialmente proposto nesta pesquisa, é apresentado um catálogo final de estruturas típicas para as seções transversais dos pavimentos dimensionados. As seções estão dispostas em fichas, como esquematizado na figura 9.05, apresentadas para cada uma das variações pedológicas estudadas. 302

326 Unidade Pedológica Ficha n 0 SOLO (nomenclatura tradicional) (nomenclatura nova EMBRAPA, 1999) Características do Solo de Ocorrência Local (Parâmetros MCT, Pedologia, Química e Módulo de Resiliência) Energia do Solo de Base (golpes Mini-MCV) Parâmetros MCT, Pedologia, Química e Amostra Módulo de Resiliência do Revestimento Módulo de Resiliência do Solo Proctor Normal Proctor Intermediário (aproximada) (aproximada) Valores Admissíveis : Da : Deflexão (Cent. mm) a : Tensão Vertical no Subleito (MPa) Carga Rodoviária (10 anos) N = 10 6 N = 10 4 N = 10 5 Tipo de Revestimento TSS TSS TSS TSD TST CBUQ Seção: Espessura do revestimento (cm) Espessura da base (cm) Deflexão (cent. mm) Tensão Subleito (MPa) Da Da Da Da a a a Figura Aspecto das fichas do catálogo de pavimentos de baixo volume de tráfego para solos estudados de Minas Gerais. Para cada amostra de solo foram inicialmente dimensionadas as estruturas considerando o solo de base na mesma energia de compactação que do subleito, e posteriormente considerado com energia maior. Para a espessura da base foi adotada uma precisão de 0,5 cm, que não faz sentido sob o ponto de vista prático, mas teve como objetivo a determinação dos dados numéricos que pudessem melhor servir na avaliação paramétrica do problema. A espessura mínima adotada para o registro da espessura obtida para a base foi de 10 cm, sendo recomendado, por questão de ordem construtiva, o valor mínimo de 15 cm para efeito de projeto. As proposições finais para as estruturas de pavimentos são apresentadas a seguir, nas fichas de números 01 a 18. Os valores de deflexão entre as duas rodas e da tensão vertical no subleito são apresentados para efeito de registro. 303

327 Ficha 01: Ficha do catálogo de pavimentos de baixo volume de tráfego (amostra ZM01). Unidade Pedológica Características do Solo de Ocorrência Local (Parâmetros MCT, Pedologia, Química e Módulo de Resiliência) Energia do Solo de Base (golpes Mini-MCV) Carga Rodoviária (10 anos) N = 10 6 N = 10 5 Tipo de Revestimento CBUQ TST TSD TSS Ficha 01 LATOSSOLO VERMELHO-AMARELO (Latossolo Amarelo Distrófico) Comportamento Laterítico c : 2,16 e : 0,66 Classe: LG Cor: 7,5YR6/8, Fe 2 O 3 : 10,30%, Ki: 1,55, V: 14%, Amostra: ZM01 Módulo de Resiliência do Revestimento: TS: 500 MPa e CBUQ: 3000 MPa Módulo de Resiliência do Solo: Seção: ,069 d 0, g 4,0 cm 17,0 cm Deflexão (cent. mm): 16,04 Tensão Subleito (MPa): 0,144 Seção: 3,0 cm 20,5 cm Deflexão (cent. mm): 14,84 Tensão Subleito (MPa): 0,150 Seção: 2,0 cm 20,0 cm Deflexão (cent. mm): 14,51 Tensão Subleito (MPa): 0,172 Seção: 1,0 cm 20,0 cm Deflexão (cent. mm): 14,51 Tensão Subleito (MPa): 0,172 Seção: ,091 d 0,580 24g 4,0 cm 14,5 cm Deflexão (cent. mm): 11,89 Tensão Subleito (MPa): 0,150 Seção: 3,0 cm 17,0 cm Deflexão (cent. mm): 11,51 Tensão Subleito (MPa): 0,151 Seção: 2,0 cm 17,0 cm Deflexão (cent. mm): 11,64 Tensão Subleito (MPa): 0,172 Seção: 1,0 cm 17,5 cm Deflexão (cent. mm): 11,65 Tensão Subleito (MPa): 0,168 Valores Admissíveis : Da : Deflexão (Cent. mm) a : Tensão Vertical no Subleito (MPa) Da : 90 Da : 180 Da : 270 a : 0,151 a : 0,175 Seção: Seção: 1,0 cm 1,0 cm TSS 18,5 cm 14,5 cm N = 10 4 TSS (Não Considerado) Deflexão (cent. mm): 14,34 Tensão Subleito (MPa): 0,194 Seção: 1,0 cm 20,0 cm Deflexão (cent. mm): 11,93 Tensão Subleito (MPa): 0,200 Deflexão (cent. mm): 12,50 Tensão Subleito (MPa): 0,194 Seção: 1,0 cm 16,5 cm Deflexão (cent. mm): 9,97 Tensão Subleito (MPa): 0,205 Da : 405 a : 0,

328 Ficha 02: Ficha do catálogo de pavimentos de baixo volume de tráfego (amostra ZM03). Unidade Pedológica Ficha 02 LATOSSOLO VERMELHO-AMARELO (Latossolo Amarelo Distrófico) Características do Solo de Ocorrência Local (Parâmetros MCT, Pedologia, Química e Módulo de Resiliência) Energia do Solo de Base (golpes Mini-MCV) Carga Rodoviária (10 anos) N = 10 6 N = 10 5 Tipo de Revestimento CBUQ TST TSD TSS Comportamento Laterítico c : 2,36 e : 1,09 Classe: LG Cor: 7,5YR6/6, Fe 2 O 3 : 8,70%, Ki: 1,10, V: 20%, Amostra: ZM03 Seção: Módulo de Resiliência do Revestimento: TS: 500 MPa e CBUQ: 3000 MPa Módulo de Resiliência do Solo: ,065 d 0,502 10g 4,0 cm 18,0 cm Deflexão (cent. mm): 19,18 Tensão Subleito (MPa): 0,135 Seção: 3,0 cm 22,5 cm Deflexão (cent. mm): 17,83 Tensão Subleito (MPa): 0,134 Seção: 2,0 cm 21,5 cm Deflexão (cent. mm): 17,38 Tensão Subleito (MPa): 0,156 Seção: 1,0 cm 22,0 cm Deflexão (cent. mm): 17,15 Tensão Subleito (MPa): 0,150 Seção: ,091 d 0,645 24g 4,0 cm 15,0 cm Deflexão (cent. mm): 13,73 Tensão Subleito (MPa): 0,135 Seção: 3,0 cm 18,5 cm Deflexão (cent. mm): 12,96 Tensão Subleito (MPa): 0,136 Seção: 2,0 cm 18,0 cm Deflexão (cent. mm): 13,24 Tensão Subleito (MPa): 0,155 Seção: 1,0 cm 18,5 cm Deflexão (cent. mm): 13,26 Tensão Subleito (MPa): 0,150 Valores Admissíveis : Da : Deflexão (Cent. mm) a : Tensão Vertical no Subleito (MPa) Da : 90 Da : 180 Da : 270 a : 0,136 a : 0,157 Seção: Seção: 1,0 cm 1,0 cm TSS 19,0 cm 16,0 cm N = 10 4 TSS (Não Considerado) Deflexão (cent. mm): 17,17 Tensão Subleito (MPa): 0,183 Seção: 1,0 cm 20,5 cm Deflexão (cent. mm): 17,14 Tensão Subleito (MPa): 0,185 Deflexão (cent. mm): 14,70 Tensão Subleito (MPa): 0,181 Seção: 1,0 cm 17,0 cm Deflexão (cent. mm): 13,94 Tensão Subleito (MPa): 0,170 Da : 405 a : 0,

329 Ficha 03: Ficha do catálogo de pavimentos de baixo volume de tráfego (amostra ZM08). Unidade Pedológica Ficha 03 LATOSSOLO VERMELHO-AMARELO (Latossolo Amarelo Distrófico) Características do Solo de Ocorrência Local (Parâmetros MCT, Pedologia, Química e Módulo de Resiliência) Energia do Solo de Base (golpes Mini-MCV) Comportamento Laterítico c : 2,23 e : 1,19 Classe: NG Cor: 7,5YR4/6, Fe 2 O 3 : 9,70%, Ki: 1,28, V: 5%, Amostra: ZM08 Módulo de Resiliência do Revestimento: TS: 500 MPa e CBUQ: 3000 MPa Módulo de Resiliência do Solo: Seção: ,217 d 0,749 10g Seção: ,091 d 0,470 24g Valores Admissíveis : Da : Deflexão (Cent. mm) a : Tensão Vertical no Subleito (MPa) 4,0 cm 4,0 cm N = 10 6 CBUQ 17,0 cm Deflexão (cent. mm): 10,90 Tensão Subleito (MPa): 0,149 Seção: 3,0 cm 18,5 cm Deflexão (cent. mm): 10,69 Tensão Subleito (MPa): 0,215 Seção: 3,0 cm Da : 90 a : 0,153 TST 20,5 cm Deflexão (cent. mm): 9,80 20,0 cm Deflexão (cent. mm): 9,82 Da : 180 Tensão Subleito (MPa): 0,153 Tensão Subleito (MPa): 0,153 Seção: Seção: 2,0 cm 2,0 cm Carga Rodoviária (10 anos) N = 10 5 Tipo de Revestimento TSD TSS 20,0 cm Deflexão (cent. mm): 9,55 Tensão Subleito (MPa): 0,176 Seção: 1,0 cm 20,5 cm Deflexão (cent. mm): 9,76 20,0 cm Deflexão (cent. mm): 9,65 Tensão Subleito (MPa): 0,171 Seção: 1,0 cm 20,0 cm Deflexão (cent. mm): 9,58 Da : 270 a : 0,177 Tensão Subleito (MPa): 0,177 Tensão Subleito (MPa): 0,169 Seção: Seção: 1,0 cm 1,0 cm TSS 18,5 cm 18,5 cm Deflexão (cent. mm): 9,43 Deflexão (cent. mm): 9,59 N = 10 4 TSS (Não Considerado) Tensão Subleito (MPa): 0,198 Seção: 1,0 cm 19,0 cm Deflexão (cent. mm): 9,44 Tensão Subleito (MPa): 0,207 Tensão Subleito (MPa): 0,192 Seção: 1,0 cm 19,0 cm Deflexão (cent. mm): 9,59 Tensão Subleito (MPa): 0,202 Da : 405 a : 0,

330 Ficha 04: Ficha do catálogo de pavimentos de baixo volume de tráfego (amostra ZM12). Unidade Pedológica Ficha 04 LATOSSOLO VERMELHO-AMARELO (Latossolo Amarelo Distrófico) Características do Solo de Ocorrência Local (Parâmetros MCT, Pedologia, Química e Módulo de Resiliência) Energia do Solo de Base (golpes Mini-MCV) Comportamento Laterítico c : 1,94 e : 0,91 Classe: LG Cor: 7,5YR4/6, Fe 2 O 3 : 10,70%, Ki: 0,90, V: 13%, Amostra: ZM12 Módulo de Resiliência do Revestimento: TS: 500 MPa e CBUQ: 3000 MPa Módulo de Resiliência do Solo: Seção: ,117 d 0,626 10g Seção: ,129 d 0,571 24g Valores Admissíveis : Da : Deflexão (Cent. mm) a : Tensão Vertical no Subleito (MPa) 4,0 cm 4,0 cm N = 10 6 CBUQ 11,0 cm Deflexão (cent. mm): 8,60 Tensão Subleito (MPa): 0,228 Seção: 3,0 cm 10,0 cm Deflexão (cent. mm): 7,70 Tensão Subleito (MPa): 0,227 Seção: 3,0 cm Da : 90 a : 0,231 TST 15,0 cm Deflexão (cent. mm): 7,81 13,5 cm Deflexão (cent. mm): 7,20 Da : 180 Tensão Subleito (MPa): 0,218 Tensão Subleito (MPa): 0,228 Seção: Seção: 2,0 cm 2,0 cm Carga Rodoviária (10 anos) N = 10 5 Tipo de Revestimento TSD TSS 14,0 cm Deflexão (cent. mm): 7,68 Tensão Subleito (MPa): 0,260 Seção: 1,0 cm 15,0 cm Deflexão (cent. mm): 7,62 12,5 cm Deflexão (cent. mm): 7,32 Tensão Subleito (MPa): 0,259 Seção: 1,0 cm 13,0 cm Deflexão (cent. mm): 7,32 Da : 270 a : 0,267 Tensão Subleito (MPa): 0,252 Tensão Subleito (MPa): 0,257 Seção: Seção: 1,0 cm 1,0 cm TSS 12,0 cm 11,0 cm Deflexão (cent. mm): 7,62 Deflexão (cent. mm): 7,52 N = 10 4 TSS (Não Considerado) Tensão Subleito (MPa): 0,310 Seção: 1,0 cm 13,0 cm Deflexão (cent. mm): 7,61 Tensão Subleito (MPa): 0,296 Tensão Subleito (MPa): 0,306 Seção: 1,0 cm 13,0 cm Deflexão (cent. mm): 5,15 Tensão Subleito (MPa): 0,292 Da : 405 a : 0,

331 Ficha 05: Ficha do catálogo de pavimentos de baixo volume de tráfego (amostra ZM13). Unidade Pedológica Ficha 05 LATOSSOLO VERMELHO-AMARELO (Latossolo Amarelo Distrófico) Características do Solo de Ocorrência Local (Parâmetros MCT, Pedologia, Química e Módulo de Resiliência) Energia do Solo de Base (golpes Mini-MCV) Comportamento Laterítico c : 2,42 e : 1,10 Classe: LG Cor: 7,5YR4/6, Fe 2 O 3 : 16,00%, Ki: 1,30, V: 3%, Amostra: ZM13 Módulo de Resiliência do Revestimento: TS: 500 MPa e CBUQ: 3000 MPa Módulo de Resiliência do Solo: Seção: ,063 d 0,721 10g Seção: ,107 d 0,264 24g Valores Admissíveis : Da : Deflexão (Cent. mm) a : Tensão Vertical no Subleito (MPa) 4,0 cm 4,0 cm N = 10 6 CBUQ 17,0 cm Deflexão (cent. mm): 8,48 Tensão Subleito (MPa): 0,153 Seção: 3,0 cm 17,5 cm Deflexão (cent. mm): 8,89 Tensão Subleito (MPa): 0,160 Seção: 3,0 cm Da : 90 a : 0,155 TST 20,5 cm Deflexão (cent. mm): 7,58 20,5 cm Deflexão (cent. mm): 8,26 Da : 180 Tensão Subleito (MPa): 0,154 Tensão Subleito (MPa): 0,155 Seção: Seção: 2,0 cm 2,0 cm Carga Rodoviária (10 anos) N = 10 5 Tipo de Revestimento TSD TSS 20,0 cm Deflexão (cent. mm): 7,43 Tensão Subleito (MPa): 0,175 Seção: 1,0 cm 20,0 cm Deflexão (cent. mm): 7,36 20,0 cm Deflexão (cent. mm): 8,12 Tensão Subleito (MPa): 0,175 Seção: 1,0 cm 20,0 cm Deflexão (cent. mm): 8,05 Da : 270 a : 0,179 Tensão Subleito (MPa): 0,173 Tensão Subleito (MPa): 0,172 Seção: Seção: 1,0 cm 1,0 cm TSS 18,5 cm 18,5 cm Deflexão (cent. mm): 7,36 Deflexão (cent. mm): 7,99 N = 10 4 TSS (Não Considerado) Tensão Subleito (MPa): 0,198 Seção: 1,0 cm 18,5 cm Deflexão (cent. mm): 7,37 Tensão Subleito (MPa): 0,211 Tensão Subleito (MPa): 0,195 Seção: 1,0 cm 18,5 cm Deflexão (cent. mm): 7,96 Tensão Subleito (MPa): 0,208 Da : 405 a : 0,

332 Ficha 06: Ficha do catálogo de pavimentos de baixo volume de tráfego (amostra SL07). Unidade Pedológica Ficha 06 LATOSSOLO VERMELHO-AMARELO (Latossolo Vermelho Distrófico) Características do Solo de Ocorrência Local (Parâmetros MCT, Pedologia, Química e Módulo de Resiliência) Energia do Solo de Base (golpes Mini-MCV) Comportamento Laterítico c : 1,94 e : 0,83 Classe: LG Cor: 2,5YR3/6, Fe 2 O 3 : 11,30%, Ki: 1,05 V: 13%, Amostra: SL07 Módulo de Resiliência do Revestimento: TS: 500 MPa e CBUQ: 3000 MPa Módulo de Resiliência do Solo: Seção: ,088 d 0,506 10g Seção: ,086 d 0,461 24g Valores Admissíveis : Da : Deflexão (Cent. mm) a : Tensão Vertical no Subleito (MPa) 4,0 cm 4,0 cm N = 10 6 CBUQ 15,5 cm Deflexão (cent. mm): 18,29 Tensão Subleito (MPa): 0,158 Seção: 3,0 cm 16,0 cm Deflexão (cent. mm): 15,39 Tensão Subleito (MPa): 0,145 Seção: 3,0 cm Da : 90 a : 0,160 TST 19,0 cm Deflexão (cent. mm): 16,92 18,5 cm Deflexão (cent. mm): 14,59 Da : 180 Tensão Subleito (MPa): 0,160 Tensão Subleito (MPa): 0,156 Seção: Seção: 2,0 cm 2,0 cm Carga Rodoviária (10 anos) N = 10 5 Tipo de Revestimento TSD TSS 19,0 cm Deflexão (cent. mm): 16,52 Tensão Subleito (MPa): 0,181 Seção: 1,0 cm 19,0 cm Deflexão (cent. mm): 16,34 18,5 cm Deflexão (cent. mm): 14,55 Tensão Subleito (MPa): 0,177 Seção: 1,0 cm 18,5 cm Deflexão (cent. mm): 14,62 Da : 270 a : 0,185 Tensão Subleito (MPa): 0,184 Tensão Subleito (MPa): 0,174 Seção: Seção: 1,0 cm 1,0 cm TSS 17,0 cm 16,0 cm Deflexão (cent. mm): 16,32 Deflexão (cent. mm): 16,23 N = 10 4 TSS (Não Considerado) Tensão Subleito (MPa): 0,209 Seção: 1,0 cm 18,5 cm Deflexão (cent. mm): 16,30 Tensão Subleito (MPa): 0,214 Tensão Subleito (MPa): 0,214 Seção: 1,0 cm 17,0 cm Deflexão (cent. mm): 15,02 Tensão Subleito (MPa): 0,214 Da : 405 a : 0,

333 Ficha 07: Ficha do catálogo de pavimentos de baixo volume de tráfego (amostra SL08). Unidade Pedológica Ficha 07 LATOSSOLO VERMELHO-AMARELO (Latossolo Vermelho Distrófico) Características do Solo de Ocorrência Local (Parâmetros MCT, Pedologia, Química e Módulo de Resiliência) Energia do Solo de Base (golpes Mini-MCV) Comportamento Laterítico c : 2,05 e : 0,84 Classe: LG Cor: 10R3/6, Fe 2 O 3 : 9,10%, Ki: 1,20 V: 8%, Amostra: SL08 Módulo de Resiliência do Revestimento: TS: 500 MPa e CBUQ: 3000 MPa Módulo de Resiliência do Solo: Seção: ,164 d 0,746 10g Seção: ,005 d 0,341 24g Valores Admissíveis : Da : Deflexão (Cent. mm) a : Tensão Vertical no Subleito (MPa) 4,0 cm 4,0 cm N = 10 6 CBUQ 14,5 cm Deflexão (cent. mm): 10,21 Tensão Subleito (MPa): 0,180 Seção: 3,0 cm 14,5 cm Deflexão (cent. mm): 9,38 Tensão Subleito (MPa): 0,178 Seção: 3,0 cm Da : 90 a : 0,181 TST 18,5 cm Deflexão (cent. mm): 9,15 18,0 cm Deflexão (cent. mm): 8,74 Da : 180 Tensão Subleito (MPa): 0,176 Tensão Subleito (MPa): 0,176 Seção: Seção: 2,0 cm 2,0 cm Carga Rodoviária (10 anos) N = 10 5 Tipo de Revestimento TSD TSS 17,5 cm Deflexão (cent. mm): 8,91 Tensão Subleito (MPa): 0,205 Seção: 1,0 cm 18,5 cm Deflexão (cent. mm): 8,82 17,0 cm Deflexão (cent. mm): 8,74 Tensão Subleito (MPa): 0,200 Seção: 1,0 cm 18,0 cm Deflexão (cent. mm): 9,22 Da : 270 a : 0,209 Tensão Subleito (MPa): 0,198 Tensão Subleito (MPa): 0,201 Seção: Seção: 1,0 cm 1,0 cm TSS 18,5 cm 14,0 cm Deflexão (cent. mm): 8,82 Deflexão (cent. mm): 8,93 N = 10 4 TSS (Não Considerado) Tensão Subleito (MPa): 0,198 Seção: 1,0 cm 16,5 cm Deflexão (cent. mm): 8,82 Tensão Subleito (MPa): 0,239 Tensão Subleito (MPa): 0,246 Seção: 1,0 cm 15,5 cm Deflexão (cent. mm): 8,86 Tensão Subleito (MPa): 0,247 Da : 405 a : 0,

334 Ficha 08: Ficha do catálogo de pavimentos de baixo volume de tráfego (amostra ZM06). Unidade Pedológica Características do Solo de Ocorrência Local (Parâmetros MCT, Pedologia, Química e Módulo de Resiliência) Energia do Solo de Base (golpes Mini-MCV) Ficha 08 LATOSSOLO VERMELHO-ESCURO (Latossolo Vermelho Distrófico) Comportamento Laterítico c : 1,76 e : 1,09 Classe: LG Cor: 2,5YR2,5/4, Fe 2 O 3 : 11,50%, Ki: 1,86, V: 37%, Amostra: ZM06 Módulo de Resiliência do Revestimento: TS: 500 MPa e CBUQ: 3000 MPa Módulo de Resiliência do Solo: Seção: ,170 d 0,485 10g Seção: ,076 d 0,306 24g Valores Admissíveis : Da : Deflexão (Cent. mm) a : Tensão Vertical no Subleito (MPa) 4,0 cm 4,0 cm N = 10 6 CBUQ 10,0 cm* Deflexão (cent. mm): 13,19 Tensão Subleito (MPa): 0,229 Seção: 3,0 cm 10,0 cm* Deflexão (cent. mm): 11,84 Tensão Subleito (MPa): 0,214 Seção: 3,0 cm Da : 90 a : 0,239 TST 14,0 cm Deflexão (cent. mm): 12,22 11,5 cm Deflexão (cent. mm): 11,44 Da : 180 Tensão Subleito (MPa): 0,229 Tensão Subleito (MPa): 0,235 Seção: Seção: 2,0 cm 2,0 cm Carga Rodoviária (10 anos) N = 10 5 Tipo de Revestimento TSD TSS 13,0 cm Deflexão (cent. mm): 12,00 Tensão Subleito (MPa): 0,272 Seção: 1,0 cm 13,5 cm Deflexão (cent. mm): 11,90 11,5 cm Deflexão (cent. mm): 11,75 Tensão Subleito (MPa): 0,270 Seção: 1,0 cm 12,0 cm Deflexão (cent. mm): 11,97 Da : 270 a : 0,276 Tensão Subleito (MPa): 0,270 Tensão Subleito (MPa): 0,269 Seção: Seção: 1,0 cm 1,0 cm TSS 12,0 cm 10,0 cm Deflexão (cent. mm): 11,91 Deflexão (cent. mm): 11,97 N = 10 4 TSS (Não Considerado) Tensão Subleito (MPa): 0,306 Seção: 1,0 cm 12,5 cm Deflexão (cent. mm): 11,89 Tensão Subleito (MPa): 0,312 Tensão Subleito (MPa): 0,323 Seção: 1,0 cm 10,0 cm Deflexão (cent. mm): 12,06 Tensão Subleito (MPa): 0,320 Da : 405 a : 0,327 *Mínimo considerado. 311

335 Ficha 13: Ficha do catálogo de pavimentos de baixo volume de tráfego (amostra SL03). Unidade Pedológica Características do Solo de Ocorrência Local (Parâmetros MCT, Pedologia, Química e Módulo de Resiliência) Energia do Solo de Base (golpes Mini-MCV) Carga Rodoviária (10 anos) N = 10 6 N = 10 5 Tipo de Revestimento CBUQ TST TSD TSS Ficha 09 LATOSSOLO VERMELHO-ESCURO (Latossolo Vermelho Eutróficos) Comportamento Laterítico c : 2,36 e : 1,12 Classe: LG Cor: 2,5YR3/6, Fe 2 O 3 : 12,30%, Ki: 0,27 V: 53%, Amostra: MV07 Seção: Módulo de Resiliência do Revestimento: TS: 500 MPa e CBUQ: 3000 MPa Módulo de Resiliência do Solo: ,273 d 0,360 10g 4,0 cm 10,0 cm* Deflexão (cent. mm): 15,75 Tensão Subleito (MPa): 0,232 Seção: 3,0 cm 10,0 cm* Deflexão (cent. mm): 14,80 Tensão Subleito (MPa): 0,313 Seção: 2,0 cm 10,0 cm* Deflexão (cent. mm): 14,59 Tensão Subleito (MPa): 0,347 Seção: 1,0 cm 10,0 cm* Deflexão (cent. mm): 14,48 Tensão Subleito (MPa): 0,372 Seção: ,162 d 0,283 24g 4,0 cm 10,0 cm* Deflexão (cent. mm): 14,48 Tensão Subleito (MPa): 0,217 Seção: 3,0 cm 10,0 cm* Deflexão (cent. mm): 14,34 Tensão Subleito (MPa): 0,287 Seção: 2,0 cm 10,0 cm* Deflexão (cent. mm): 14,37 Tensão Subleito (MPa): 0,313 Seção: 1,0 cm 10,0 cm* Deflexão (cent. mm): 14,44 Tensão Subleito (MPa): 0,330 Valores Admissíveis : Da : Deflexão (Cent. mm) a : Tensão Vertical no Subleito (MPa) Da : 90 Da : 180 Da : 270 a : 0,354 a : 0,409 Seção: Seção: 1,0 cm 1,0 cm TSS 10,0 cm* 10,0 cm* N = 10 4 TSS (Não Considerado) Deflexão (cent. mm): 14,48 Tensão Subleito (MPa): 0,372 Seção: 1,0 cm 10,0 cm* Deflexão (cent. mm): 14,45 Tensão Subleito (MPa): 0,379 Deflexão (cent. mm): 14,44 Tensão Subleito (MPa): 0,330 Seção: 1,0 cm 10,0 cm* Deflexão (cent. mm): 14,56 Tensão Subleito (MPa): 0,324 Da : 405 a : 0,485 *Mínimo considerado. 312

336 Ficha 10: Ficha do catálogo de pavimentos de baixo volume de tráfego (amostra SL01). Unidade Pedológica Características do Solo de Ocorrência Local (Parâmetros MCT, Pedologia, Química e Módulo de Resiliência) Energia do Solo de Base (golpes Mini-MCV) Carga Rodoviária (10 anos) N = 10 6 N = 10 5 Tipo de Revestimento CBUQ TST TSD TSS Ficha 10 LATOSSOLO VERMELHO-ESCURO (Latossolo Vermelho Distrófico) Comportamento Laterítico c : 1,45 e : 0,65 Classe: LA Cor: 2,5YR2,5/4, Fe 2 O 3 : 8,0%, Ki: 1,33 V: 24%, Amostra: SL01 Seção: Módulo de Resiliência do Revestimento: TS: 500 MPa e CBUQ: 3000 MPa Módulo de Resiliência do Solo: ,223 d 0,424 10g 4,0 cm 10,0 cm* Deflexão (cent. mm): 12,28 Tensão Subleito (MPa): 0,236 Seção: 3,0 cm 10,0 cm* Deflexão (cent. mm): 11,45 Tensão Subleito (MPa): 0,309 Seção: 2,0 cm 10,0 cm* Deflexão (cent. mm): 11,29 Tensão Subleito (MPa): 0,350 Seção: 1,0 cm 10,0 cm* Deflexão (cent. mm): 11,21 Tensão Subleito (MPa): 0,371 Seção: ,143 d 0,240 24g 4,0 cm 10,0 cm* Deflexão (cent. mm): 11,84 Tensão Subleito (MPa): 0,230 Seção: 3,0 cm 10,0 cm* Deflexão (cent. mm): 11,41 Tensão Subleito (MPa): 0,298 Seção: 2,0 cm 10,0 cm* Deflexão (cent. mm): 11,36 Tensão Subleito (MPa): 0,331 Seção: 1,0 cm 10,0 cm* Deflexão (cent. mm): 11,36 Tensão Subleito (MPa): 0,356 Valores Admissíveis : Da : Deflexão (Cent. mm) a : Tensão Vertical no Subleito (MPa) Da : 90 Da : 180 Da : 270 a : 0,357 a : 0,412 Seção: Seção: 1,0 cm 1,0 cm TSS 10,0 cm* 10,0 cm* N = 10 4 TSS (Não Considerado) Deflexão (cent. mm): 11,21 Tensão Subleito (MPa): 0,371 Seção: 1,0 cm 10,0 cm* Deflexão (cent. mm): 11,19 Tensão Subleito (MPa): 0,400 Deflexão (cent. mm): 11,36 Tensão Subleito (MPa): 0,356 Seção: 1,0 cm 10,0 cm* Deflexão (cent. mm): 11,39 Tensão Subleito (MPa): 0,350 Da : 405 a : 0,488 *Mínimo considerado. 313

337 Ficha 11: Ficha do catálogo de pavimentos de baixo volume de tráfego (amostra MV03) Unidade Pedológica Características do Solo de Ocorrência Local (Parâmetros MCT, Pedologia, Química e Módulo de Resiliência) Energia do Solo de Base (golpes Mini-MCV) Carga Rodoviária (10 anos) N = 10 6 N = 10 5 Tipo de Revestimento CBUQ TST TSD TSS Ficha 11 LATOSSOLO ROXO (Latossolo Vermelho Distrófico) Comportamento Laterítico c : 2,42 e : 0,84 Classe: LG Cor: 10R3/6, Fe 2 O 3 : 17,60%, Ki: 0,74 V: 11%, Amostra: MV03 Seção: Módulo de Resiliência do Revestimento: TS: 500 MPa e CBUQ: 3000 MPa Módulo de Resiliência do Solo: ,138 d 0,455 10g 4,0 cm 10,0 cm* Deflexão (cent. mm): 15,26 Tensão Subleito (MPa): 0,226 Seção: 3,0 cm 14,0 cm Deflexão (cent. mm): 14,19 Tensão Subleito (MPa): 0,226 Seção: 2,0 cm 13,5 cm Deflexão (cent. mm): 13,93 Tensão Subleito (MPa): 0,261 Seção: 1,0 cm 14,0 cm Deflexão (cent. mm): 13,83 Tensão Subleito (MPa): 0,267 Seção: ,082 d 0,246 24g 4,0 cm 10,0 cm* Deflexão (cent. mm): 14,82 Tensão Subleito (MPa): 0,223 Seção: 3,0 cm 14,0 cm Deflexão (cent. mm): 13,98 Tensão Subleito (MPa): 0,218 Seção: 2,0 cm 12,5 cm Deflexão (cent. mm): 13,93 Tensão Subleito (MPa): 0,267 Seção: 1,0 cm 13,5 cm Deflexão (cent. mm): 13,85 Tensão Subleito (MPa): 0,256 Valores Admissíveis : Da : Deflexão (Cent. mm) a : Tensão Vertical no Subleito (MPa) Da : 90 Da : 180 Da : 270 a : 0,231 a : 0,267 Seção: Seção: 1,0 cm 1,0 cm TSS 12,0 cm 12,0 cm N = 10 4 TSS (Não Considerado) Deflexão (cent. mm): 13,81 Tensão Subleito (MPa): 0,308 Seção: 1,0 cm 12,0 cm Deflexão (cent. mm): 18,41 Tensão Subleito (MPa): 0,306 Deflexão (cent. mm): 13,95 Tensão Subleito (MPa): 0,290 Seção: 1,0 cm 14,0 cm Deflexão (cent. mm): 12,88 Tensão Subleito (MPa): 0,309 Da : 405 a : 0,316 *Mínimo considerado. 314

338 Ficha 12: Ficha do catálogo de pavimentos de baixo volume de tráfego (amostra MV04) Unidade Pedológica Características do Solo de Ocorrência Local (Parâmetros MCT, Pedologia, Química e Módulo de Resiliência) Energia do Solo de Base (golpes Mini-MCV) Carga Rodoviária (10 anos) N = 10 6 N = 10 5 Tipo de Revestimento CBUQ TST TSD TSS Ficha 12 LATOSSOLO ROXO (Latossolo Vermelho Distroférrico) Comportamento Laterítico c : 2,06 e : 1,07 Classe: LG Cor: 2,5YR2,5/4, Fe 2 O 3 : 25,30%, Ki: 0,52 V: 8%, Amostra: MV04 Seção: Módulo de Resiliência do Revestimento: TS: 500 MPa e CBUQ: 3000 MPa Módulo de Resiliência do Solo: ,0,201 d 0,699 10g 4,0 cm 10,0 cm Deflexão (cent. mm): 10,68 Tensão Subleito (MPa): 0,231 Seção: 3,0 cm 14,0 cm Deflexão (cent. mm): 9,66 Tensão Subleito (MPa): 0,232 Seção: 2,0 cm 13,5 cm Deflexão (cent. mm): 9,45 Tensão Subleito (MPa): 0,267 Seção: 1,0 cm 14,0 cm Deflexão (cent. mm): 9,36 Tensão Subleito (MPa): 0,268 Seção: ,149 d 0,367 24g 4,0 cm 10,5 cm Deflexão (cent. mm): 11,18 Tensão Subleito (MPa): 0,228 Seção: 3,0 cm 14,0 cm Deflexão (cent. mm): 10,30 Tensão Subleito (MPa): 0,233 Seção: 2,0 cm 13,5 cm Deflexão (cent. mm): 10,02 Tensão Subleito (MPa): 0,265 Seção: 1,0 cm 14,0 cm Deflexão (cent. mm): 9,94 Tensão Subleito (MPa): 0,268 Valores Admissíveis : Da : Deflexão (Cent. mm) a : Tensão Vertical no Subleito (MPa) Da : 90 Da : 180 Da : 270 a : 0,238 a : 0,275 Seção: Seção: 1,0 cm 1,0 cm TSS 12,0 cm 12,0 cm N = 10 4 TSS (Não Considerado) Deflexão (cent. mm): 9,35 Tensão Subleito (MPa): 0,311 Seção: 1,0 cm 12,5 cm Deflexão (cent. mm): 9,33 Tensão Subleito (MPa): 0,322 Deflexão (cent. mm): 9,81 Tensão Subleito (MPa): 0,307 Seção: 1,0 cm 12,5 cm Deflexão (cent. mm): 9,76 Tensão Subleito (MPa): 0,322 Da : 405 a : 0,

339 Ficha 13: Ficha do catálogo de pavimentos de baixo volume de tráfego (amostra SL03) Unidade Pedológica Características do Solo de Ocorrência Local (Parâmetros MCT, Pedologia, Química e Módulo de Resiliência) Energia do Solo de Base (golpes Mini-MCV) Carga Rodoviária (10 anos) N = 10 6 N = 10 5 Tipo de Revestimento CBUQ TST TSD TSS Ficha 13 LATOSSOLO ROXO (Latossolo Vermelho Distrófico) Comportamento Laterítico c : 2,17 e : 0,88 Classe: LG Cor: 2,5YR2,5/4, Fe 2 O 3 : 12,0%, Ki: 1,05 V: 2%, Amostra: SL03 Módulo de Resiliência do Revestimento: TS: 500 MPa e CBUQ: 3000 MPa Módulo de Resiliência do Solo: Seção: ,155 d 0,396 10g 4,0 cm 11,0 cm Deflexão (cent. mm): 16,79 Tensão Subleito (MPa): 0,218 Seção: 3,0 cm 15,0 cm Deflexão (cent. mm): 15,72 Tensão Subleito (MPa): 0,211 Seção: 2,0 cm 14,5 cm Deflexão (cent. mm): 15,46 Tensão Subleito (MPa): 0,250 Seção: 1,0 cm 14,5 cm Deflexão (cent. mm): 15,27 Tensão Subleito (MPa): 0,252 Seção: ,080 d 0,430 24g 4,0 cm 10,0 cm Deflexão (cent. mm): 14,93 Tensão Subleito (MPa): 0,217 Seção: 3,0 cm 14,0 cm Deflexão (cent. mm): 14,10 Tensão Subleito (MPa): 0,202 Seção: 2,0 cm 13,5 cm Deflexão (cent. mm): 14,28 Tensão Subleito (MPa): 0,245 Seção: 1,0 cm 13,0 cm Deflexão (cent. mm): 14,43 Tensão Subleito (MPa): 0,249 Valores Admissíveis : Da : Deflexão (Cent. mm) a : Tensão Vertical no Subleito (MPa) Da : 90 Da : 180 Da : 270 a : 0,218 a : 0,252 Seção: Seção: 1,0 cm 1,0 cm TSS 13,0 cm 12,0 cm N = 10 4 TSS (Não Considerado) Deflexão (cent. mm): 15,25 Tensão Subleito (MPa): 0,282 Seção: 1,0 cm 14,0 cm Deflexão (cent. mm): 15,37 Tensão Subleito (MPa): 0,293 Deflexão (cent. mm): 14,66 Tensão Subleito (MPa): 0,270 Seção: 1,0 cm 12,5 cm Deflexão (cent. mm): 14,71 Tensão Subleito (MPa): 0,277 Da : 405 a : 0,

340 Ficha 14: Ficha do catálogo de pavimentos de baixo volume de tráfego (amostra ZM16) Unidade Pedológica Características do Solo de Ocorrência Local (Parâmetros MCT, Pedologia, Química e Módulo de Resiliência) Energia do Solo de Base (golpes Mini-MCV) Carga Rodoviária (10 anos) N = 10 6 N = 10 5 Tipo de Revestimento CBUQ TST TSD TSS Ficha 14 LATOSSOLO BRUNO (Latossolo Amarelo Distrófico) Comportamento Laterítico c : 2,42 e : 1,09 Classe: LG Cor: 7,5YR4/6, Fe 2 O 3 : 14,40%, Ki: 0,85 V: 5%, Amostra: ZM16 Seção: Módulo de Resiliência do Revestimento: TS: 500 MPa e CBUQ: 3000 MPa Módulo de Resiliência do Solo: ,069 d 0,472 10g 4,0 cm 12,5 cm Deflexão (cent. mm): 12,73 Tensão Subleito (MPa): 0,202 Seção: 3,0 cm 16,0 cm Deflexão (cent. mm): 11,74 Tensão Subleito (MPa): 0,200 Seção: 2,0 cm 16,0 cm Deflexão (cent. mm): 11,54 Tensão Subleito (MPa): 0,223 Seção: 1,0 cm 16,5 cm Deflexão (cent. mm): 11,45 Tensão Subleito (MPa): 0,229 Seção: ,060 d 0,279 24g 4,0 cm 11,5 cm Deflexão (cent. mm): 11,75 Tensão Subleito (MPa): 0,195 Seção: 3,0 cm 15,0 cm Deflexão (cent. mm): 11,13 Tensão Subleito (MPa): 0,200 Seção: 2,0 cm 14,5 cm Deflexão (cent. mm): 11,15 Tensão Subleito (MPa): 0,238 Seção: 1,0 cm 15,0 cm Deflexão (cent. mm): 11,15 Tensão Subleito (MPa): 0,226 Valores Admissíveis : Da : Deflexão (Cent. mm) a : Tensão Vertical no Subleito (MPa) Da : 90 Da : 180 Da : 270 a : 0,202 a : 0,233 Seção: Seção: 1,0 cm 1,0 cm TSS 13,5 cm 13,0 cm N = 10 4 TSS (Não Considerado) Deflexão (cent. mm): 11,44 Tensão Subleito (MPa): 0,269 Seção: 1,0 cm 15,0 cm Deflexão (cent. mm): 11,43 Tensão Subleito (MPa): 0,268 Deflexão (cent. mm): 11,32 Tensão Subleito (MPa): 0,258 Seção: 1,0 cm 14,0 cm Deflexão (cent. mm): 11,30 Tensão Subleito (MPa): 0,255 Da : 405 a : 0,

341 Ficha 15: Ficha do catálogo de pavimentos de baixo volume de tráfego (amostra MV05) Unidade Pedológica Características do Solo de Ocorrência Local (Parâmetros MCT, Pedologia, Química e Módulo de Resiliência) Energia do Solo de Base (golpes Mini-MCV) Carga Rodoviária (10 anos) N = 10 6 N = 10 5 Tipo de Revestimento CBUQ TST TSD TSS Ficha 15 LATOSSOLO FERRÍFERO (Latossolo Vermelho Perférrico) Comportamento Laterítico c : 1,01 e : 0,83 Classe: LA Cor: 10R3/3, Fe 2 O 3 : 40,60%, Ki: 0,17 V: 2%, Amostra: MV05 Seção: Módulo de Resiliência do Revestimento: TS: 500 MPa e CBUQ: 3000 MPa Módulo de Resiliência do Solo: ,344 d 0,319 10g 4,0 cm 15,0 cm Deflexão (cent. mm): 51,18 Tensão Subleito (MPa): 0,145 Seção: 3,0 cm 20,0 cm Deflexão (cent. mm): 50,26 Tensão Subleito (MPa): 0,146 Seção: 2,0 cm 20,0 cm Deflexão (cent. mm): 48,41 Tensão Subleito (MPa): 0,166 Seção: 1,0 cm 20,0 cm Deflexão (cent. mm): 47,88 Tensão Subleito (MPa): 0,167 Seção: ,232 d 0,373 24g 4,0 cm 13,0 cm Deflexão (cent. mm): 42,77 Tensão Subleito (MPa): 0,145 Seção: 3,0 cm 18,5 cm Deflexão (cent. mm): 40,48 Tensão Subleito (MPa): 0,141 Seção: 2,0 cm 18,5 cm Deflexão (cent. mm): 40,43 Tensão Subleito (MPa): 0,164 Seção: 1,0 cm 18,5 cm Deflexão (cent. mm): 40,73 Tensão Subleito (MPa): 0,163 Valores Admissíveis : Da : Deflexão (Cent. mm) a : Tensão Vertical no Subleito (MPa) Da : 90 Da : 180 Da : 270 a : 0,150 a : 0,173 Seção: Seção: 1,0 cm 1,0 cm TSS 18,5 cm 16,5 cm N = 10 4 TSS (Não Considerado) Deflexão (cent. mm): 47,73 Tensão Subleito (MPa): 0,190 Seção: 1,0 cm 19,5 cm Deflexão (cent. mm): 47,62 Tensão Subleito (MPa): 0,196 Deflexão (cent. mm): 41,97 Tensão Subleito (MPa): 0,190 Seção: 1,0 cm 17,5 cm Deflexão (cent. mm): 42,01 Tensão Subleito (MPa): 0,191 Da : 405 a : 0,

342 Ficha 16: Ficha do catálogo de pavimentos de baixo volume de tráfego (amostra MV09) Unidade Pedológica Características do Solo de Ocorrência Local (Parâmetros MCT, Pedologia, Química e Módulo de Resiliência) Energia do Solo de Base (golpes Mini-MCV) Carga Rodoviária (10 anos) N = 10 6 N = 10 5 Tipo de Revestimento CBUQ TST TSD TSS Ficha 16 PODZÓLICO VERMELHO-AMARELO (Argissolo Vermelho Distrófico) Comportamento Laterítico c : 1,99 e : 1,14 Classe: NG Cor: 2,5YR3/6, Fe 2 O 3 : 18,40%, Ki: 0,43 V: 9%, Amostra: MV09 Módulo de Resiliência do Revestimento: TS: 500 MPa e CBUQ: 3000 MPa Módulo de Resiliência do Solo: Seção: ,255 d 0,380 10g 4,0 cm 10,0 cm* Deflexão (cent. mm): 23,80 Tensão Subleito (MPa): 0,213 Seção: 3,0 cm 14,0 cm Deflexão (cent. mm): 22,57 Tensão Subleito (MPa): 0,223 Seção: 2,0 cm 14,0 cm Deflexão (cent. mm): 22,10 Tensão Subleito (MPa): 0,251 Seção: 1,0 cm 14,5 cm Deflexão (cent. mm): 21,82 Tensão Subleito (MPa): 0,244 Seção: ,112 d 0,363 24g 4,0 cm 10,0 cm* Deflexão (cent. mm): 21,87 Tensão Subleito (MPa): 0,197 Seção: 3,0 cm 13,0 cm Deflexão (cent. mm): 20,23 Tensão Subleito (MPa): 0,215 Seção: 2,0 cm 13,0 cm Deflexão (cent. mm): 20,30 Tensão Subleito (MPa): 0,237 Seção: 1,0 cm 13,0 cm Deflexão (cent. mm): 20,47 Tensão Subleito (MPa): 0,242 Valores Admissíveis : Da : Deflexão (Cent. mm) a : Tensão Vertical no Subleito (MPa) Da : 90 Da : 180 Da : 270 a : 0,225 a : 0,260 Seção: Seção: 1,0 cm 1,0 cm TSS 12,0 cm 11,0 cm N = 10 4 TSS (Não Considerado) Deflexão (cent. mm): 21,90 Tensão Subleito (MPa): 0,307 Seção: 1,0 cm 13,0 cm Deflexão (cent. mm): 21,78 Tensão Subleito (MPa): 0,306 Deflexão (cent. mm): 21,14 Tensão Subleito (MPa): 0,242 Seção: 1,0 cm 10,5 cm Deflexão (cent. mm): 21,54 Tensão Subleito (MPa): 0,276 Da : 405 a : 0,308 *Mínimo considerado. 319

343 Ficha 17: Ficha do catálogo de pavimentos de baixo volume de tráfego (amostra MV08) Unidade Pedológica Características do Solo de Ocorrência Local (Parâmetros MCT, Pedologia, Química e Módulo de Resiliência) Energia do Solo de Base (golpes Mini-MCV) Carga Rodoviária (10 anos) N = 10 6 N = 10 5 Tipo de Revestimento CBUQ TST TSD TSS Ficha 17 PODZÓLICO VERMELHO-ESCURO (Argissolo Vermelho Eutrófico) Comportamento Laterítico c : 1,94 e : 1,16 Classe: NG Cor: 2,5YR3/6, Fe 2 O 3 : 20,50%, Ki: 1,47 V: 63%, Amostra: MV08 Módulo de Resiliência do Revestimento: TS: 500 MPa e CBUQ: 3000 MPa Módulo de Resiliência do Solo: Seção: ,021 d 0,655 10g 4,0 cm 33,0 cm Deflexão (cent. mm): 21,02 Tensão Subleito (MPa): 0,081 Seção: 3,0 cm 36,0 cm Deflexão (cent. mm): 19,48 Tensão Subleito (MPa): 0,080 Seção: 2,0 cm 33,0 cm Deflexão (cent. mm): 18,76 Tensão Subleito (MPa): 0,093 Seção: 1,0 cm 35,0 cm Deflexão (cent. mm): 18,37 Tensão Subleito (MPa): 0,088 Seção: ,067 d 0,540 24g 4,0 cm 31,0 cm Deflexão (cent. mm): 15,60 Tensão Subleito (MPa): 0,079 Seção: 3,0 cm 33,5 cm Deflexão (cent. mm): 14,52 Tensão Subleito (MPa): 0,081 Seção: 2,0 cm 30,5 cm Deflexão (cent. mm): 14,58 Tensão Subleito (MPa): 0,093 Seção: 1,0 cm 33,0 cm Deflexão (cent. mm): 14,35 Tensão Subleito (MPa): 0,085 Valores Admissíveis : Da : Deflexão (Cent. mm) a : Tensão Vertical no Subleito (MPa) Da : 90 Da : 180 Da : 270 a : 0,081 a : 0,093 Seção: Seção: 1,0 cm 1,0 cm TSS 29,0 cm 26,5 cm N = 10 4 TSS (Não Considerado) Deflexão (cent. mm): 18,34 Tensão Subleito (MPa): 0,110 Seção: 1,0 cm 30,0 cm Deflexão (cent. mm): 18,44 Tensão Subleito (MPa): 0,111 Deflexão (cent. mm): 15,06 Tensão Subleito (MPa): 0,108 Seção: 1,0 cm 28,0 cm Deflexão (cent. mm): 15,02 Tensão Subleito (MPa): 0,111 Da : 405 a : 0,

344 Ficha 18: Ficha do catálogo de pavimentos de baixo volume de tráfego (amostra SL06) Unidade Pedológica Características do Solo de Ocorrência Local (Parâmetros MCT, Pedologia, Química e Módulo de Resiliência) Energia do Solo de Base (golpes Mini-MCV) Carga Rodoviária (10 anos) N = 10 6 N = 10 5 Tipo de Revestimento CBUQ TST TSD TSS Ficha 18 PODZÓLICO VERVELHO-ESCURO (Argissolo Vermelho Distrófico) Comportamento Laterítico c : 2,17 e : 0,84 Classe: LG Cor: 10R3/6, Fe 2 O 3 : 8,80%, Ki: 1,13 V: 18%, Amostra: SL06 Seção: Módulo de Resiliência do Revestimento: TS: 500 MPa e CBUQ: 3000 MPa Módulo de Resiliência do Solo: ,087 d 0,506 10g 4,0 cm 14,5 cm Deflexão (cent. mm): 15,10 Tensão Subleito (MPa): 0,175 Seção: 3,0 cm 18,5 cm Deflexão (cent. mm): 13,87 Tensão Subleito (MPa): 0,172 Seção: 2,0 cm 17,5 cm Deflexão (cent. mm): 13,57 Tensão Subleito (MPa): 0,202 Seção: 1,0 cm 18,5 cm Deflexão (cent. mm): 13,43 Tensão Subleito (MPa): 0,196 Seção: ,054 d 0,062 24g 4,0 cm 16,0 cm Deflexão (cent. mm): 20,44 Tensão Subleito (MPa): 0,175 Seção: 3,0 cm 20,0 cm Deflexão (cent. mm): 19,57 Tensão Subleito (MPa): 0,171 Seção: 2,0 cm 19,0 cm Deflexão (cent. mm): 18,23 Tensão Subleito (MPa): 0,199 Seção: 1,0 cm 19,5 cm Deflexão (cent. mm): 17,73 Tensão Subleito (MPa): 0,201 Valores Admissíveis : Da : Deflexão (Cent. mm) a : Tensão Vertical no Subleito (MPa) Da : 90 Da : 180 Da : 270 a : 0,178 a : 0,205 Seção: Seção: 1,0 cm 1,0 cm TSS 18,5 cm 18,5 cm N = 10 4 TSS (Não Considerado) Deflexão (cent. mm): 13,43 Tensão Subleito (MPa): 0,196 Seção: 1,0 cm 18,5 cm Deflexão (cent. mm): 13,43 Tensão Subleito (MPa): 0,207 Deflexão (cent. mm): 17,28 Tensão Subleito (MPa): 0,214 Seção: 1,0 cm 18,5 cm Deflexão (cent. mm): 16,85 Tensão Subleito (MPa): 0,227 Da : 405 a : 0,

345 Observa-se que tal proposição foi desenvolvida segundo o tripé: Pedologia Classificação MCT Resiliência 9. 5 Avaliação dos Resultados Analisando os resultados como um todo, pode-se verificar que as espessuras obtidas para as bases dos pavimentos propostos apresentaram valores na mesma ordem de grandeza que outros publicados pela literatura (p. ex. VILLIBOR et al 2000, ALVAREZ NETO, 1997). Outra constatação, de certa forma já esperada, diz respeito aos baixos valores para as deflexões. Estes valores se justificam por apresentarem os solos tropicais lateríticos qualidades muito boas quando compactados, conforme vem sendo confirmado a cada nova pesquisa desenvolvida nesta área de aplicação. Em relação às amostras estudadas foram obtidas espessuras para a base menor que 10 cm, para todas as condições de carga (N) e revestimento, para as amostras MV07 e SL01, que apresentaram excelente comportamento quanto a resiliência. Para as amostras ZM06, MV03 e MV09, foram também obtidas espessuras menores que 10 cm para a condição de revestimento em CBUQ, sendo adotados nestes casos este valor mínimo construtivo. Alguns solos que apresentaram comportamento diferenciado para os módulos de resiliência (M R menor para energia maior) dependendo do nível de tensão aplicada, conduziram conseqüentemente a valores iguais ou até maiores para a espessura da base quando dimensionado para a energia maior (PI), tendo sido verificado tal fato para as amostras ZM08 e SL06. Para a amostra MV04 verificou-se valores praticamente iguais, independentemente da energia de compactação da base. Observa-se que apenas uma amostra (MV08) apresentou para a base, e conseqüentemente para o pavimento, espessura significativamente diferente do observado para as demais. Este podzólico, único eutrófico (V = 63), como visto, 322

346 apresentou comportamento mecânico atípico, com os menores valores para o módulo de resiliência, podendo indicar que os podzólico podem ou não apresentar comportamento satisfatório quanto à resiliência, principalmente quando eutróficos. A figura apresenta gráficos resumos com a espessura de base para as condições de carga (N), revestimento e condições de energia de compactação para diferentes variações pedológicas. Consideraram-se os seguintes números para as combinações de carga e revestimento utilizados nos gráficos: Número Condição de carga ( N ) Revestimento TSS (1 cm) TSS (1 cm) TSD (2 cm) TST (3 cm) CBUQ (4 cm) Para as diferentes condições de carregamento e revestimento não foi verificada variação significativa nas espessuras de base para as condições 3, 4 e 5. Para a condição 6 foram verificadas as menores espessuras de bases. De modo geral a diferença dos valores obtidos para a espessura da base não foram muito grandes cerca de 4,5cm, se comparadas as diferentes condições previstas para a carga e o tipo de revestimento. Em termos de variação pedológica observa-se para os latossolos menor variação entre os valores para a espessura da base que para as três amostras de podzólicos que apresentaram resultados diferentes. As variações de latossolos vermelho-escuro, roxo e a da amostra Bruno, apresentaram espessuras menores (de 10 a 16 cm) que a variação de latossolo vermelho-amarelo (de 14 a 22, exceto para a amostra ZM12), não feita distinção entre a energia utilizada na compactação da base. Se considerados todos os solos estudados (excetuando a MV08, de comportamento atípico) na energia aproximada do proctor normal as espessuras variaram de 12 a 22 cm e com a energia do proctor intermediário de 10 a 20 cm, implicando na conclusão, como pode ser visto, que a maior energia de compactação utilizada reduziu em apenas cerca de 2 cm as espessuras das bases. Para a espessura final total do pavimento são plotados os gráficos das figuras e 9. 08, para as energias aproximadas ao proctor normal e intermediário respectivamente, para todas as 18 amostras de solo que foram utilizadas no dimensionamento. 323

347 36 Latossolos Vermelho-Amarelo 10g LVZM g LVZM g LVZM g LVZM03 Espessura da Base (cm) Condição de Carga (N) e Revestimento 10g LVZM08 24g LVZM08 10g LVZM12 24g LVZM12 10g LVZM13 24g LVZM13 10g LVSL07 24g LVSL07 10g LVSL08 24g LVSL08 Diferentes Variações de Latossolos 36 10g LEZM g LEZM06 Espessura da Base (cm) g LBZM16 24g LBZM16 10g LRMV03 24g LRMV03 10g LRMV04 24g LRMV g LFMV g LFMV g LRSL Condição de Carga (N) e Revestimento 24g LRSL03 Diferentes Variações de Podzólicos g PVMV g PVMV09 Espessura da Base (cm) g PEMV08 24g PEMV08 10g PESL g PESL Condição de Carga (N) e Revestimento Figura Espessuras de base para diferentes condições de carga, energia de compactação e revestimento, para as diferentes variações pedológicas. 324

348 Dimensionamento Pavimento (base com energia de 10g) 10g LVZM g LVZM g LEZM06 Espessura da Estrutura do Pavimento(cm) g LVZM08 10g LVZM12 10g LVZM13 10g LBZM16 10g LRMV03 10g LRMV04 10g LFMV05 10g LEMV07 10g LESL01 10g LRSL03 10g LVSL07 10g LVSL g PVMV g PEMV g PESL06 Condição de Carga (N) e Revestimento Figura Espessura final total do pavimento para diferentes condições de carga, revestimento e variações pedológicas, para a energia de compactação da base próxima do proctor normal. 40 Dimensionamento Pavimento (base com energia de 24g) 24g LVZM01 24g LVZM g LEZM06 Espessura da Estrutura do Pavimento (cm) Condição de Carga (N) e Revestimento 24g LVZM08 24g LVZM12 24g LVZM13 24g LBZM16 24g LRMV03 24g LRMV04 24g LFMV05 24g LEMV07 24g LESL01 24g LRSL03 24g LVSL07 24g LVSL08 24g PVMV09 24g PEMV08 24g PESL06 Figura Espessura final total do pavimento para diferentes condições de carga, revestimento e variações pedológicas, para a energia de compactação da base próxima do proctor intermediário. Observa-se que as espessuras dos pavimentos são, praticamente, maiores para o número N de tráfego crescente, sendo observada sua diminuição apenas na condição em que se utiliza o revestimento de 4 cm de CBUQ. 325

349 Capítulo 10 Conclusões e Sugestões O objetivo principal desta pesquisa foi estudar o comportamento dos solos lateríticos argilosos de uma região significativa do Estado de Minas Gerais visando à proposição de estruturas típicas de pavimentos de baixo custo. Este estudo teve como base a caracterização dos solos segundo os conhecimentos da pedologia, do sistema de classificação MCT dos solos e do comportamento resiliente. Discutiu-se também a proposta de alteração da metodologia MCT de classificação dos solos. Neste capítulo são apresentadas as principais conclusões obtidas, assim como são apresentadas algumas sugestões para trabalhos futuros. Como principais conclusões deste estudo apresenta-se: 1. Os estudos dos solos de ocorrência para a região de pesquisa, indicam que estes materiais apresentam características técnicas para serem utilizados em pavimentos alternativos, sendo possível dimensionar estruturas esbeltas para as condições de baixo tráfego; 2. Os dados de caracterização do ambiente dos solos coletados na região do Estado de Minas Gerais, indicaram se tratar de condições climáticas muito próximas dos solos utilizados para a maioria dos trechos rodoviários construídos no Estado de São Paulo (SP), onde a técnica de utilização do solo fino em base vem sendo utilizada com sucesso; 3. Considerados os solos estudados (excetuando MV08) na energia aproximada do proctor normal, as espessuras finais dos pavimentos variaram de 12 a 22 cm e com a energia do proctor intermediário, de 10 a 20 cm, o que mostra que uma energia de compactação maior reduziu cerca de 2 cm as espessuras das bases; 326

350 4. Observou-se para os latossolos menor variação entre os valores para a espessura da base que para as amostras de podzólicos. As variações de latossolos vermelho-escuro, roxo e a da amostra bruno, apresentaram espessuras menores (de 10 a 16 cm) que a variação de latossolo vermelho-amarelo (de 14 a 22, exceto para a amostra ZM12), não feita distinção entre a energia utilizada na compactação da base; 5. Obteve-se, para a amostra MV08, espessura para o pavimento significativamente diferente das demais. Este podzólico, único eutrófico (V=63), apresentou comportamento mecânico atípico, com os menores valores para o módulo de resiliência, podendo indicar que os podzólicos podem ou não apresentar comportamento satisfatório quanto à resiliência, principalmente quando eutróficos; 6. A pesquisa de materiais de construção com a reunião dos conhecimentos da pedologia, da metodologia MCT e da resiliência se mostrou extremamente oportuna e conveniente na avaliação da qualidade dos materiais; 7. Quanto à metodologia MCT pode-se concluir que os resultados obtidos pelo procedimento simplificado, para as 48 amostras ensaiadas, comparados aos do procedimento tradicional, não apresentaram diferenças significativas para as classificações. A adoção do procedimento simplificado de classificação MCT dos solos, de execução mais simples, é recomendada para ser adotada em substituição ao procedimento tradicional, considerando os detalhes de execução sugeridos no capítulo 7 tais como, intervalo da reta de obtenção do c`, ponderações parciais para a perda em massa, e considerações referentes aos solos arenosos e siltosos quando apresentam dificuldades na determinação de seus parâmetros; 8. O estudo comparativo das metodologias de classificação dos solos MCT, realizado a partir do uso da tomografia computadorizada, mostrou que a quantidade de golpes menor na compactação dos CPs, não implicou em valor muito menor para as densidades, para qualquer das alturas do CP. Estas observações podem justificar a aproximação entre os resultados obtidos para o Pi segundo a metodologia simplificada e tradicional; 9. O comportamento resiliente de 30 dos 33 solos estudados é bastante semelhante, fato mais evidenciado para as amostras das regiões da Zona da Mata e Sul 327

351 de Minas. As 3 amostras referem-se a Zona Metalúrgica e Campo das Vertentes que apresentam características diferenciadas como observado nos diferentes resultados de ensaios de laboratório realizados. 10. Os valores de M R para os Latossolos, no nível de tensão no subleito (energia do Proctor Normal), se mostraram crescentes na seguinte ordem das variações pedológicas: Vermelho-Amarelos, Roxo e Vermelho-Escuros. Ao nível de tensão na base (energia do Proctor Intermediário) os maiores valores de M R foram obtidos para os Vermelho-Escuros, sendo que para as outras classes apresentaram-se variáveis; 11. Os solos argilosos lateríticos estudados nesta tese apresentaram-se com M R (laboratório) de igual ordem de grandeza, e até superior aos valores obtidos no campo (retroanálise) em pavimentos típicos do Estado de São Paulo, com uso de solo arenoso fino laterítico, como divulgado, em estudo de ALVAREZ NETO (1997); 12. No que se refere à tentativa de correlacionar os parâmetros do Módulo de Resiliência e Parâmetros da Classificação MCT, verificou-se que a reunião de dados segundo famílias com características em comum se mostrou adequada na pesquisa com os melhores resultados para R 2 sendo obtidos, ainda que com valores não elevados, para a reunião dos dados de solo com a distinção feita pelo sistema de classificação MCT, que separam solos de comportamento laterítico (L) e comportamento não laterítico (N). As regressões estudadas se mostraram muito mais dependentes dos parâmetros de classificação MCT que parâmetros de caracterização tradicional; 13. Os valores obtidos para as deformações permanentes específicas nos CPs ensaiados, na condição abaixo ou muito próximo da umidade ótima, apresentaram-se muito baixas, da ordem de 0,003, para um nível de 2,0 x 10 5 repetições de carga; 14. Os resultados obtidos para os parâmetros de resistência e para a capacidade de carga, dos solos comparados a outros da literatura, mostraram que às condições de suporte dos subleitos executados com estes materiais são elevadas; 15. Identificou-se a ocorrência de latossolos com distribuição freqüente em todo o percurso percorrido, correspondente a área de dimensão considerável, superior à 328

352 metade do Estado de São Paulo; 16. Foi verificado para os solos da Zona da Mata, assim como para os do Sul de Minas, estes com menor evidência, certa uniformidade nas características geológicas, pedológicas, químicas, mineralogia e características de ordem geotécnica. Para os solos da Zona Metalúrgica e Campo das Vertentes, que apresentam condições geomorfológicas, geológicas e geoambientais diferentes destas regiões, verificou-se resultados variados para as características dos solos estudados; 17. Os valores de Ki e Kr baixos para os solos da região da Zona Metalúrgica e Campos das Vertentes foram associados à natureza geológica da região, sugerindo que estes valores podem não expressar o grau de intemperismo destes solos, e sim a sua gênese. Como sugestões para o desenvolvido de trabalhos futuros nesta linha de pesquisa, apresentam-se:. Comparar os parâmetros do sistema de classificação MCT dos solos, obtidos pelo procedimento tradicional e simplificado, para um número maior de solos arenosos de comportamento laterítico ou não, e siltosos, para a confirmação das conclusões obtidas neste trabalho, possibilitando avaliar a possível necessidade de ajuste no posicionamento das linhas de transição entre classes;. Pesquisar para um número maior de amostras, a possibilidade de determinar o valor de Pi a partir da moldagem de três Corpos de Provas, nas condições de umidade próxima ao Mini-MCV correspondente à densidade obtida, evitando a determinação para vários CPs com umidades diferentes e a obtenção através de interpolação gráfica;. Estudar a retração dos solos argilosos em laboratório e sua correlação com os níveis de trincamento verificado nas pistas, objetivando o estabelecimento de um procedimento de previsão da retração no campo;. Executar um trecho experimental de pavimento com base e subleito de argila laterítica, para posterior estabelecimento de correlações entre os módulos de 329

353 resiliência de laboratório e de campo, obtido em retroanálise, levando-se em consideração o efeito do trincamento no campo;. Estudar a influência do módulo de resiliência, obtido em amostras compactadas com grau de compactação inferiores a 100%, e também em amostras de solos indeformados, coletados em subleitos consolidados pelo tráfego, no dimensionamento dos pavimentos de baixo custo;. Avaliar as condições do subleito em solos tropicais lateríticos e estabelecer uma expressão para limitação da tensão vertical no nível superior desta camada de fundação, mais adequada às condições dos solos brasileiros;. Estudar o comportamento resiliente de cambissolos e seu aproveitamento na infraestrutura de um pavimento. 330

354 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ABITANTE, E., 1997, Proposta Metodológica de Mapeamento Geotécnico com o Uso de Pedologia em Solos Tropicais Visando Obras Rodoviárias. Dissertação de Mestrado. UFSC. Florianópolis/SC. ABITANTE, E., DIAS, R. D. e TRICHÊS, G., 1998, Cartografia Geotécnica e a Engenharia Rodoviária. In: 3º Simpósio Brasileiro de Cartografia Geotécnica. Anais. ABGE. Florianópolis/SC. ALVAREZ NETO, L., 1997, Proposta de um Método de Dimensionamento de Pavimentos Flexíveis para Vias de Baixo Volume de Tráfego com a Utilização de Solos Lateríticos. Tese de Doutorado. Escola Politécnica. Universidade de São Paulo. São Paulo/SP. ALVAREZ NETO, L., BERNUCCI, L. B. e NOGAMI, J., S., 1998, Proposta de um Método de Dimensionamento de Pavimentos Flexíveis para Vias de Baixo Volume de Tráfego com Utilização de Solos Lateríticos. In. 31 a Reunião Anual de Pavimentação. Anais. ABPV. São Paulo/SP. AMARAL, F. C. S., 1993, Aptidão Agrícola das Terras do Estado de Minas Gerais: Avaliação e Adequação. Dissertação de Mestrado ESALQ/USP. Piracicaba/SP ARANOVICH, L. A. S., 1985, Desempenho de Pavimentos de Baixo Custo no Estado do Paraná. Dissertação de Mestrado COPPE/UFRJ. Rio de Janeiro/RJ. ASTM - AMERICAM SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS, 1990, Anual book of ASTM standards. Section 4: Construction, v : Soil and rock: dimension stone: geosynthetics. Philadelphia. BARROSO, S. H. A. e FABBRI, G. T. P., 1996a, Avaliação da Eficiência dos Índices Classificatórios e da Qualidade da Previsão de Propriedades do Método MCT. In. X Congresso de Pesquisa e Ensino em Transportes. Anais vol. II. ANPET. Brasília/DF. Págs BARROSO, S. H. A. e FABBRI, G. T. P., 1996b, Algumas Considerações sobre a Classificação MCT e seus Índices. In. 30 a Reunião Anual de Pavimentação. Anais. ABPV. Salvador/BA. BARROSO, S. H. A., NOBRE JÚNIOR, E. F., BARBOSA NETTO, D. C. et al., 1999, Utilização de recursos computacionais na aprendizagem de ensaios para a classificação MCT. In: Anais do 27º Congresso Brasileiro de Ensino de Engenharia. COBENGE, pp , Natal/RN. BARROSO, S. H. A. e FABBRI, G. T. P., 2003, Aplicação do Ensaio de Adsorção de Azul de Metileno para Caracterizar o Potencial de Uso em Pavimentação dos Solos da Região Metropolitana de Fortaleza. In: XVII Congresso de Pesquisa e Ensino em Transportes. ANPET. Vol 1. pg Rio de Janeiro/RJ. BERNUCCI, L. L. B., 1995, Considerações sobre o Dimensionamento de Pavimentos Utilizando Solos Lateríticos para Rodovias de Baixo Volume e Tráfego. Tese de Doutorado. Departamento de Engenharia de Transportes. Escola Politécnica da USP. São Paulo/SP. 237 pp. BERNUCCI, L.L.B., 1997, Módulo Resiliente de Solos Lateríticos e sua Aplicação ao Dimensionamento de Pavimentos de Vias de Baixo Volume de Tráfego. In: 1 0 Simpósio Internacional de Pavimentação de Rodovias de Baixo Volume de Tráfego, pp , Rio de Janeiro, RJ. BERNUCCI, L. L. B., 1998, Conseqüências da Perda de Umidade em Solos Lateríticos Compactados. In: XII ANPET. Congresso de Pesquisa e Ensino em Transportes. Fortaleza/CE. BERNUCCI, L. L. B., 2000, Comunicação escrita por . 28/09/

355 BERNUCCI, L. L. B., CAMACHO, J., MARINHO, F. M. e NOGAMI, J. S., 2000, Efeitos da Sucção e da Temperatura na Movimentação D Água em Pavimentos Construídos com Solos Lateríticos. In: XIV ANPET. Congresso de Pesquisa e Ensino em Transportes. Gramado/RS. BEZERRA NETO, R. S., 2004, Análise Comparativa de Pavimentos Dimensionados Através dos Métodos Empírico do DNER e Mecanístico e Proposta de um Catálogo Simplificado de Pavimentos para a Região de Campo Grande. Dissertação de Mestrado, Departamento de Transportes. Escola de Engenharia de São Carlos-USP. São Carlos/SP. BNDES, 1985, Relatório de Pesquisa sobre Materiais e Técnicas de Pavimentos de Baixo- Custo. Banco Nacional de Desenvolvimento Social/DERs GO/MS/MT/SP/PR. Coordenado por Luiz A. S. Aranovich. BRAZ, D., 1993, Tomografia Computadorizada na Ánálise de Solo Compactado e de Mistura Asfáltica. Dissertação de Mestrado, Programa de Engenharia Nuclear. COPPE/UFRJ, Rio de Janeiro/RJ. BRAZ, D., LOPES, R. T. e MOTTA, L. M. G., 2000, Dual-Energy Computerized Tomography in Compacted Soil. In: Geotechnical and Geological Engineering. Kluwer Academic Publishers. 18: Netherlands. CASANOVA, F. J., 1986, O Ensaio de Azul de Metileno na Caracterização de Solos Lateríticos. In: 21 a Reunião anual de Pavimentação. Anais. vol. 2. p Salvador/BA. CASTRO, F. J. C. O., 2000, Propriedades Físico-Químicas dos Solos. Curso Oferecido ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil. COC730. COPPE/UFRJ. 2000/1. CASTRO, B. A. C., 2002, Características Geotécnicas de Solos da Região Central de Minas Gerais para Uso em Pavimentação. Dissertação de Mestrado. PEC. COPPE/UFRJ. Rio de Janeiro/RJ. CETEC, 1980, Diagnóstico Ambiental do Estado de Minas Gerais. Fundação Centro Tecnológico de Minas Gerais. Belo Horizonte/MG. CHAGAS, L. C. M., 2004, Estudo do Comportamento Mecanístico de Solos da Região Amazônica e seu Inter-Relacionamento com as suas Propriedades Físicas e Mecânicas. Dissertação de Mestrado IME. Rio de Janeiro/RJ. CHAVES, F. J., 2000, Caracterização Geotécnica de Solos da Formação Barreiras da Região Metropolitana de Fortaleza para Aplicação em Obras Rodoviárias. Dissertação de Mestrado. PEC. COPPE/UFRJ. Rio de Janeiro/RJ. COMIG, 2002, Mapa Geológico do Estado de Minas Gerais. Mídia CD-Room. Companhia Mineradora de Minas Gerais. Belo Horizonte/MG. COURI, M.S., 2003, Características de Alguns Solos Lateríticos de Ocorrência na Zona da Mata Mineira. Relatório de pesquisa TEC 0850/99. Laboratório de Geotecnia- UFJF/FAPEMIG. Belo Horizonte/MG. CRUZ, P. T., 1985, Solos Lateríticos e Saprolíticos Compactados. In: Colóquio de Solos Tropicais e suas Aplicações em Engenharia Civil. Porto Alegre/RS. DAROUS, J., 2003, Estudo Comparativo entre Sistemas de Calculo de Tensões e Deformações Utilizados em Dimensionamento de Pavimentos Asfálticos Novos. Dissertação de Mestrado. PEC. COPPE/UFRJ. Rio de Janeiro/RJ. DER, 1991, Manual de Normas de Pavimentação. Departamento Estadual de Estradas e Rodagem de São Paulo. São Paulo/SP. DER, 1997, Mapa Rodoviário do Estado de Minas Gerais. Departamento Estadual de Estradas e Rodagem de Minas Gerais. Belo Horizonte/MG. DER, 2001, Mapa Rodoviário do Estado de Minas Gerais. Mídia CDRoom. Departamento Estadual de Estradas e Rodagem de Minas Gerais. Belo Horizonte/MG. 332

356 DNER, 1979, PRO 11/79, Avaliação Estrutural dos Pavimentos Flexíveis. Norma Rodoviária - Volume I - Procedimento B. DNER, 1994a, ME 228/94 - Solos: Compactação em Equipamento Miniatura; ME 256/94 - Solos Compactados em Equipamento Miniatura: Determinação da Perda de Massa por Imersão e ME 258/94 - Solos Compactados em Equipamento Miniatura - Mini-MCV. Departamento Nacional de Estradas e Rodagem. Métodos de Ensaios. Rio de Janeiro/RJ. DNER, 1994b, Métodos de Ensaios ME 131/94 - Solos: Determinação do Módulo de Resiliência. Departamento Nacional de Estradas e Rodagem. Rio de Janeiro/RJ. DNER, 1996, Manual de Pavimentação. 2 a ed., Rio de Janeiro, Instituto de Pesquisas Rodoviárias, Departamento Nacional de Estradas e Rodagem, Ministério dos Transportes. DNPM, 1983, Projeto RADAMBRASIL. Levantamento de Recursos Naturais. Vol Folhas 23/24 - Rio de Janeiro-Vitória: Geologia, Geomorfologia, Pedologia, Vegetação e Uso Potencial da Terra. Departamento Nacional de Produção Mineral. Rio de Janeiro. 566p. (Levantamento de Recursos Naturais,17). DUQUE NETO, F. S., 2004a, Proposição de Metodologia para Escolha de Solo e Dosagem de Antipó com Emulsão de Xisto. Dissertação de Mestrado. PEC. COPPE/UFRJ. Rio de Janeiro/RJ. DUQUE NETO, F. S., 2004b, Comunicação Pessoal. Autor das fotos. DUQUE NETO, F. S. e MARANGON, M., 2004, Correlações entre Parâmetros da Classificação MCT dos Solos e de Caracterização Química e Geotécnica de Solos Argilosos. In: 1 0 Simpósio Brasileiro de Jovens Geotécnicos GEO-JOVEM. EESC/USP. São Carlos/SP. EMBRAPA, 1970a, Região de Influência da Companhia Vale do Rio Doce. BT 13. S. N. L. C. S. Empresa Brasileira de Agropecuária. Rio de Janeiro/RJ. EMBRAPA, 1970b, Médio Jequitinhonha. BT 09. S. N. L. C. S. Empresa Brasileira de Agropecuária. Rio de Janeiro/RJ. EMBRAPA, 1976, Estudo Expedito da Área Norte de Minas Gerais para fins de classificação e legenda preliminar. BT 46. S. N. L. C. S. Empresa Brasileira de Agropecuária. Rio de Janeiro/RJ. EMBRAPA, 1979, Levantamento Exploratório Reconhecimento de Solos do Norte de Minas Gerais, Área de Atuação da SUDENE. BT 60. S. N. L. C. S. Empresa Brasileira de Agropecuária. Rio de Janeiro/RJ. EMBRAPA, 1980a, Levantamento Semidetalhado de Solos da Área do Centro Nacional de Gado de Leite, Coronel Pacheco/MG. BT 76. S. N. L. C. S. Empresa Brasileira de Agropecuária. Rio de Janeiro/RJ. EMBRAPA, 1980b, Estudo Expedito de Solos da Região Sul de Minas, partes do Alto São Francisco e Campos das Vertentes para fins de classificação, correlação e legenda preliminar. BT 72. S. N. L. C. S. Empresa Brasileira de Agropecuária. Rio de Janeiro/RJ. EMBRAPA, 1982, Levantamento de Reconhecimento de Média Intensidade dos Solos e Avaliação da Aptidão agrícola das Terras do Triângulo Mineiro. BP 01. S. N. L. C. S. Empresa Brasileira de Agropecuária. Rio de Janeiro/RJ. EMBRAPA, 1999, Sistema Brasileiro de Classificação de Solos. CNPS. Serviço de Produção de Informação. Empresa Brasileira de Agropecuária. Brasília/DF. EMBRAPA, 2001, em 12/06/01. EPAMIG, 1978, Recomendações para o Uso de Corretivos e Fertilizantes em Minas Gerais. 3 a aprox. Comissão de Fertilidade do Solo do Estado de Minas Gerais. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária. Belo Horizonte/MG. 333

357 FABBRI, G. T. P., 1994, Caracterização da fração fina de solos tropicais através da adsorção de azul de metileno. Tese de Doutorado. Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo. São Carlos, São Paulo. FABBRI, G. T. P., e SÓRIA, M. H. A., 1991, Aplicação do ensaio de azul de metileno à classificação de solos uma primeira aproximação. In: 25 a Reunião anual de Pavimentação. Anais. Vol. 1. p São Paulo/SP. FERREIRA, J. G, H, M., 2002, Elaboração e Análise da Base de Dados de Ensaios Triaxiais Dinâmicos da COPPE/UFRJ. Dissertação de Mestrado. PEC. COPPE/UFRJ. Rio de Janeiro/RJ. FRANCO, F macro de Excel Desenvolvida para o Programa FEPAVE. Divulgação Interna. Jun/2003. Laboratório de Geotecnia da COPPE/UFRJ. FRANCO, F Nova Versão macro de Excel Desenvolvida para o Programa FEPAVE. V. mai/04. Divulgação Interna. Laboratório de Geotecnia da COPPE/UFRJ. FRASCÁ, M. H. B. O. e SARTORI, P. L. P., 1998, Minerais e Rochas. In: Geologia de Engenharia. Associação Brasileira de Geologia de Engenharia - ABGE. São Paulo/SP GEOMINAS, 2002, em 27/02/02. GONÇALVES, R. F. e PARREIRA, A. B., 1999, Influência da Variação do Teor de Umidade no Valor do Módulo de Resiliência de um Solo Argiloso de Subleito Rodoviário. In: XIII ANPET. Congresso de Pesquisa e Ensino em Transportes. São Carlos/SP. GODOY, H., 1997, Identificação e Classificação Geotécnica de Latossolos do Estado de São Paulo pelo Método das Pastilhas MCT. Tese de D.Sc., Programa de Pós- Graduação em Geoquímica e Geotectônica, Universidade de São Paulo, São Paulo/SP. GODOY, H., 2000, Desenvolvimento de Procedimento Tátil-Visual para o Reconhecimento Geotécnico de Campo dos Solos das Bacias Hidrográficas do Aguapeí e Peixe no Estado de São Paulo. Relatório Científico Final. USP. São Paulo/SP. GODOY, H., BERNUCCI, L.L.B., CARVALHO, A., 1997, O Uso de Recursos Pedológicos no Estudo Geotécnico Preliminar para Obras Viárias utilizando o Método das Pastilhas MCT. In: 1 o. Simpósio Internacional de Pavimentação de Rodovias de Baixo Volume de Tráfego, pp , Rio de Janeiro, RJ. GODOY, H.; NOGAMI, J. S.; BERNUCCI, L. B. e MOURA, E., 1998, O Uso de Mapas Pedológicos e do Método das Pastilhas MCT para o Aproveitamento de Solos Lateríticos em Obras Viárias. In: XI COBRAMSEG. Anais. ABMS. Brasília/DF. GODOY, H.; BERNUCCI, L.B. e MOURA, E., 1999, Levantamento Preliminar de Ocorrências de Solo do Município de Itu para Utilização em Obras Viárias. In: 9 o Congresso Brasileiro de Geologia de Engenheria. Anais. ABGE. São Pedro/SP. GODOY, H. e BERNUCCI, L. B., 2000, Localização de Jazidas de Solos, para Construção de Rodovias, com Auxílio de Mapas Pedológicos e de Método Expedito de Ensaio. In: Simpósio Internacional de Manutenção e Restauração de Pavimentos e Controle Tecnológico. Anais. Universidade Mackenzie. São Paulo/SP. GONÇALVES, R. F. e PARREIRA A. B., 1999, Influencia da variação do teor de umidade no valor do modulo de resiliência de um solo argiloso de subleito rodoviário. In: XIII Congresso de Pesquisa e Ensino em Transportes. ANPET. São Carlos, São Paulo. 334

358 GUIMARÃES, A. C. R., 2001, Estudo de Deformação Permanente em Solos e a Teoria do Shakedown Aplicada a Pavimentos Flexíveis. Dissertação de Mestrado. PEC. COPPE/UFRJ. Rio de Janeiro/RJ. HEUKELON, W. e KLOMP, A. J. G., 1962, Dynamic Testing as a Means of Controlling Pavements During and After Construction. Proceedings, 1a. International Conference of Structural Design of Asphalt Pavements, Michigan University, Ann Arbor. IBGE, 2002, em 11/07/02. IGA/CETEC, 1994, Mapa Geopolítico de Minas Gerais. Instituto de Geociências Aplicadas/Fundação Centro Tecnológico de Minas Gerais. Belo Horizonte/MG. IGNATIUS, S. G., 1991, Solos Tropicais: Proposta de Índice Classificatório. Revista Solos e Rochas. Volume 14 (2). ABMS/ABGE. São Paulo/SP. KOVÁCS, Z. L., 1996, Redes Neurais Artificiais: Fundamentos e Aplicações. 2. ed. Edição Acadêmica. São Paulo/SP. KLAMT, E., 1989, Relevância da Pedologia na Avaliação do Comportamento de Solos. In: II Colóquio de Solos Tropicais e Subtropicais e suas Aplicações em Engenharia Civil. Anais. UFRGS. Porto Alegre/RS. LARACH, J. O., SOUZA, J. L. R. e SILVEIRA, C. O., 1981, Levantamentos Pedológicos no Brasil Executados pelo S.N.L.C.S. EMBRAPA. In: Simpósio Brasileiro de Solos Tropicais de Engenharia Civil. COPPE/UFRJ. Rio de Janeiro/RJ LCPC e SETRA, 1998, Catologue des Structures Types de Chaussées Neuves. Laboratoire Central des Ponts et Chaussées e Service d Études Techniques dês Routes et Autoroutes. Ministère de l Urbanisme, du Logement et dês Transports, Paris, France. LIMA, D. C.; BUENO, B. S. e FONTES, M. P. F., 1996, Utilização de Levantamentos de Solos em Geotecnia. In: O Solo nos Grandes Domínios Morfoclimáticos do Brasil e o Desenvolvimento Sustentado. SBCS/UFV. Viçosa/MG. MACEDO, J. A. G., 1996, Interpretação de Ensaios Deflectométricos para Avaliação Estrutural de Pavimentos Flexíveis A Experiência com FWD no Brasil. Tese de Doutorado. PEC. COPPE/UFRJ. Rio de Janeiro/RJ. MACÊDO, M. M., 2004, Solos Modificados com Cimento Efeito no Módulo de Resiliência e no Dimensionamento de Pavimentos. Dissertação de Mestrado. Universidade Federal de Pernambuco- UFPE. Recife/PE. MARANGON, M., MOTTA, L. M. G. e DEMUELENAERE, R. G. A., 2002, Aplicações dos Conhecimentos de Pedologia em Diferentes Áreas da Engenharia. In: 10 o Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental. ABGE. Ouro Preto/ MG. MARANGON, M. e ROCHA, C. H. B., 2002, Considerações sobre a Análise Integrada do Meio Físico Visando Obras de Engenharia. In: V Congresso de Engenharia Civil. UFRJ-UFJF. Juiz de Fora MG MEDINA, J., 1988, Fundamentos da Mecânica dos Pavimentos. Tese apresentada no concurso de Professor Titular da UFRJ. Rio de Janeiro/RJ. MEDINA, J., 1988, Fundamentos da Mecânica dos Pavimentos. Tese apresentada no concurso de Professor Titular da UFRJ. Rio de Janeiro/RJ. MEDINA, J., 1989, Tropical Soils in Pavement Design. In: XII ICSMFE Rio de Janeiro/RJ. MEDINA, J., 1999, Um Engenheiro Geotécnico face a Geologia. In: 9 o Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia. Anais. ABGE. São Pedro/SP. MEDINA, J. e PREUSSLER, E. S., 1980, Características Resilientes de Solos em Estudos de Pavimentos. Revista Solos e Rochas, vol 3, n

359 MEDINA, J. e MOTTA, L. M. G., 1989, Resilient Behavior of Tropical Solis in Pavement Design. In: 2 o Simpósio Internacional de Avaliação de Pavimentos e Projeto de Reforço. ABPv. Rio de Janeiro/RJ. MEDINA, J. e MOTTA, L. M. G., 1997, Considerações sobre o Dimensionamento de Pavimentos de Baixo Volume de Tráfego. In: 1 0 Simpósio Internacional de Pavimentação de Rodovias de Baixo Volume de Tráfego. ABPv. Rio de Janeiro/RJ. MOTTA, L. M. G., 1999, Materiais de Pavimentação. Curso Oferecido ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil. CPC747. COPPE/UFRJ. 1999/2. MOTTA, L. M. G., ARANOVICH, L. A. S. e CERATTI, J. A., 1985, Comportamento Resiliente de Solos Utilizados em Pavimentos de Baixo Custo. In: Revista Solos e Rochas, vol. 8, n o 3. ABMS. São Paulo/SP. MOTTA, L. M. G. e CERRATI, J. A. P., 1986, Comportamento Resiliente de Solos Arenosos Finos. In: 21 a Reunião Anual de Pavimentação. Anais. ABPv. Salvador/BA. MOTTA, L. M. G., MATOS, M. V. M., MEDINA, J. e VIANNA, A. A. D., 1990, Resiliência de Solos Pedregulhosos Lateríticos. In: 24 a Reunião Anual de Pavimentação. Anais. ABPv. Belém/PA. MOTTA, L. M. G., 1991, Método de Dimensionamento de Pavimentos Flexíveis; Critério de Confiabilidade e Ensaios de Cargas Repetidas. Tese de Doutorado. Programa de Engenharia Civil. COPPE/UFRJ. Rio de Janeiro/RJ. MOURA E., 2003, Comunicação Pessoal. USP/São Paulo/SP, em 21/07/2003. MUNSELL, 2000, Munsell Soil Charts. GretagMacbeth, New York, NY. NOGAMI, J. S., 1999, Método de Compactação Mini-MCV Simplificado. Proposta Tentativa-5/99. Publicação Interna. USP. São Paulo/SP. NOGAMI, J. S., 2003, Comunicação Pessoal. USP/São Paulo/SP, em 21/07/2003. NOGAMI, J. S. e VILLIBOR D. F., 1980, Caracterização e Classificação Geral de Solos para Pavimentação: Limitações dos Métodos Tradicionais, Apresentação de uma Nova Sistemática. In: 15 a Reunião Anual de Pavimentação. Anais. ABPv. Belo Horizonte/MG. NOGAMI, J. S. e VILLIBOR D. F., 1981, Uma Nova Classificação de Solos para Finalidades Rodoviárias. Simpósio Brasileiro de Solos Tropicais em Engenharia. COPPE/UFRJ. CNPq. ABMS. Rio de Janeiro/RJ. NOGAMI, J. S. et al, 1985, Peculiarities of Geotechnical Behavior of Tropical Lateritic and Saprolitic Soils Progress Report. Committee on Tropical Soils of the ISSMFE. Theme 1, Topic 1.1. Preliminary Remarks. ABMS. NOGAMI, J. S. e VILLIBOR D. F., 1994, Identificação Expedita dos Grupos de Classificação MCT para Solos Tropicais. In: 10 o COBRAMSEF. Anais. ABMS. Foz do Iguaçu/PR. NOGAMI, J. S. e VILLIBOR D. F., 1995, Pavimentação de Baixo Custo com Solos Lateríticos. Editora Villibor. São Paulo/SP. NOGAMI, J. S. e VILLIBOR, D. F., 1997, Peculiaridades dos Solos Lateríticos nas Pavimentações de Baixo Volume de Tráfego. In: 1 0 Simpósio Internacional de Pavimentação de Rodovias de Baixo Volume de Tráfego. ABPv. Rio de Janeiro/RJ. NOGAMI, J. S. e VILLIBOR D. F., 2000a, Conseqüências da Nova Conceituação do Coeficiente C da Sistemática MCT no Controle Tecnológico de Solos Tropicais. In: Simpósio Internacional de Manutenção e Restauração de Pavimentos e Controle Tecnológico. Anais. Universidade Mackenzie. São Paulo/SP. 336

360 NOGAMI, J. S. e VILLIBOR D. F., 2000b, Nova Conceituação do Coeficiente C da Classificação Geotécnica MCT. In: 32 a Reunião Anual de Pavimentação. Anais. ABPv. Brasília/DF. NOGAMI, J.S., VILLIBOR, D.F., 2001, Interpretação da Forma das Curvas de Deformabilidade da Metodologia MCT. In: 33 ª Reunião Anual de Pavimentação, pp , Florianópolis, SC, Outubro. NÚÑEZ, W. P., NAKAHARA, S. M., RODRIGUES, M. R. CERATTI, J. A. P. e GEHLING, W. Y. Y., 1997, A Influência da Sucção no Módulo de Resiliência de um Subleito Típico de Pavimentos com Baixo Volume de Tráfego a partir de Medidas in situ. In: 1 0 Simpósio Internacional de Pavimentação de Rodovias de Baixo Volume de Tráfego. ABPv. Rio de Janeiro/RJ. OLIVEIRA, J. B.; JACOMINE, P. K. T. e CAMARGO, M. N., 1992, Classes Gerais de Solos do Brasil Guia Auxiliar para seu Reconhecimento. FUNEP. Jaboticabal/SP. PARSONS, A. W., 1976, The Rapid Measurement of the Moisture Condition of Earthwork Material. LR 750. Road Research Laboratory. Crowthorne. UK. PEIXOTO, A S. P., FABBRI, G. T. P. e NOGUEIRA, J. B., 1996, Uma Avaliação da Repetibilidade dos Parâmetros que Compõem a Classificação MCT. In. 8 0 Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia. Anais vol. 1. ABGE. Rio de Janeiro/RJ. Págs PMSP, 1992, Normas Técnicas da PMSP-92: Estudo de Adequação das Normas e Especificações e Métodos de Dimensionamento de Pavimento GT 92. Secretaria de Vias Públicas da Prefeitura de São Paulo. DOU, 37 (207), 4 nov, pág. 26. São Paulo/SP. POLIVANOV, H., 1984, Correlações entre Parâmetros Químicos-Mineralógicos e Geotécnicos de Latossolos. Dissertação de Mestrado. IGEO. Instituto de Geologia. UFRJ. Rio de Janeiro/RJ. POLIVANOV, H., 2000, Pedologia Aplicada. Curso Oferecido ao Programa de Pós- Graduação em Geologia. IGEO/UFRJ. 2000/1. Notas de Aula. POLIVANOV, H., 2004, Comunicação Pessoal por Escrito, em 14/10/2004. PREUSSLER, E. S., 1978, Ensaios Triaxiais Dinâmicos de um Solo Arenoso Fino. Dissertação de Mestrado. PEC. COPPE/UFRJ. Rio de Janeiro/RJ. PREUSSLER, E. S. e PINTO, S., 1982, Proposição de método para projeto de reforço de pavimentos flexíveis considerando a resiliência In: 17º Reunião Anual de Pavimentação ABPv Rio de Janeiro. RAMOS, C. R., 2003, Estudo para o Desenvolvimento de um Catálogo de Pavimentos Flexíveis do Município do Rio de Janeiro. Dissertação de Mestrado. PEC. COPPE/UFRJ. Rio de Janeiro/RJ. RESENDE, M.; CURI, N.; REZENDE, S. B. e CORRÊA, G. F., 1999, Pedologia: Base para Distinção de Ambientes. NUPET/UFV. Viçosa/MG. REZENDE, A A e VERTAMATTI, E., 2004, Um Novo Equipamento para Extensão da Metodologia MCT a Solos Lateríticos Concrecionados. In: 1 0 Simpósio Brasileiro de Jovens Geotécnicos GEO-JOVEM. EESC/USP. São Carlos/SP. ROCHA, C. H. B., 2000, Geoprocessamento Tecnologia Transdisciplinar. Edição do Autor. UFJF. 220p. Juiz de Fora/MG. ROCHA, C. H. B., 2003, Comunicação Pessoal. UFJF. Juiz de Fora/MG, em 11/2003. RODRIGUES, R. M., 1987, Projeto de reforço de pavimentos rodoviários e aeroportuários pelo método da resiliência: uma nova versão para o programa TECNAPAV Dissertação de Mestrado, Programa de Engenharia Civil. COPPE/UFRJ, Rio de Janeiro/RJ. 337

361 RODRIGUES, M. R., GEHLING, W. Y. Y., CERATTI, J. A. P. e BICA, A. V. D., 1997, Influência das Trajetórias de Secagem e Umidecimento no Módulo de Resiliência de um Solo Típico do Subleito de Pavimentos. 1 0 Simpósio Internacional de Pavimentação de Rodovias de Baixo Volume de Tráfego. ABPv. Rio de Janeiro/RJ. SALOMÃO, F. X. T. e ANTUNES, F. S., 1998, Solos. In: Geologia de Engenharia. Associação Brasileira de Geologia de Engenharia - ABGE. São Paulo/SP. SANTANA, H., 1993, Introdução à Mecânica dos Pavimentos de Baixo Custo. 27 a Reunião Anual de Pavimentação. ABPv. Teresina/PI. SANTOS, J. D. G., 1998, Contribuição ao Estudo dos Solos Lateríticos Granulares como Camada de Pavimento. Tese de D. Sc., COPPE/UFRJ, Rio de Janeiro/RJ. SANTOS, A G., 2003, Estudo do Comportamento Resiliente de Três Solos da Região de Campo Grande-MS e de Relações entre o módulo de resiliência e Resultados de Ensaios de Compressão Simples. Dissertação de Mestrado, Departamento de Transportes. Escola de Engenharia de São Carlos-USP. São Carlos/SP. SEA, 1980, Atlas de Zoneamento Agroclimático do Estado de Minas Gerais. Secretaria de Estado de Agricultura. Belo Horizonte/MG. SILVA, B. A., 2003, Aplicação das Metodologias MCT e Resiliente a Solos Finos do Centro-Norte do Mato Grosso. Dissertação de Mestrado. Engenharia de Transportes. Instituto Militar de Engenharia. Rio de Janeiro/RJ. SILVA, P. D. E. A. S., 1995, Contribuição para o Aperfeiçoamento do Emprego do Programa Fepave2 em Estudos e Projetos de Pavimentos Flexíveis. Dissertação de Mestrado, Programa de Engenharia Civil. COPPE/UFRJ, Rio de Janeiro/RJ. SILVA, R. C. R. B., 1990, Aplicação da Tomografia Computadorizada na Compactação de Solo. Dissertação de Mestrado, Programa de Engenharia Nuclear. COPPE/UFRJ, Rio de Janeiro/RJ. SILVEIRA, J., 2000, Metodologia para Projetos de Pavimentos Flexíveis em Vias Urbanas da Região Metropolitana de Porto Alegre. Dissertação de Mestrado, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Escola de Engenharia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil. SMOV, 2002, Tomada de Preço 95/2001. Contratação de Empresas de Consultoria para a Elaboração de Estudo de Alternativas de Materiais para as Camadas da Estrutura de Pavimentos de Vias de Tráfego Leve do Programa de Pavimentação Comunitária. SMOV/Porto Alegre/RS. Jornal do Brasil 31/05/2002, pág. 4. Rio de Janeiro/RJ. SVENSON, M., 1980, Ensaios Triaxiais Dinâmicos de Solos Argilosos. Dissertação de Mestrado. Programa de Engenharia Civil, COPPE/UFRJ. Rio de Janeiro/RJ. THORNTHWAITE,C. W. e MATHER, J. R., 1957, Instructions and Tables for Computing Potencial Evapotranspiration and the Water Balance. Drexel Institute of Technology, Centerton, NJ, EUA. P UNB, 2004, Autores: Winge, M.; Alvarenga, C. J. S., em 29/09/04. VERTAMATTI, E., 1988, Contribuição ao Conhecimento Geotécnico de Solos da Amazônia com Base na Investigação de Aeroportos e Metodologias MCT e Resiliente. Tese de Doutorado. Instituto Tecnológico da Aeronáutica. São José dos Campos/SP. VESIC, A. B., 1975, Bearing Capacity of Shallow Fondations. In: Fundations Engineering Handbook, Editado por Winterkorn e Fang. VIANNA, A. A. D., 2002, Contribuição para o estabelecimento de um material padrão e de metodologia para a calibração de equipamentos de ensaios dinâmicos. Dissertação de Mestrado. PEC, COPPE/UFRJ, Rio de Janeiro, Brasil. 338

362 VILLIBOR, D. F., 2000, Comunicação Pessoal em 09/08/00. Uberlândia/MG. VILLIBOR, D. F. e NOGAMI, J. S., 1982, Novo Critério para Escolha de Solos Arenosos Finos para Bases de Pavimentos. In: 17 a Reunião Anual de Pavimentação. Anais. ABPv. Rio de Janeiro/RJ. VILLIBOR, D. F. e FORTES, F. Q., 1997, Considerações sobre Defeitos de Pavimentos de Baixo Custo e Orientação para sua Conservação. 1 o Simpósio Internacional de Pavimentação de Rodovias de Baixo Volume de Tráfego. ABPv. Rio de Janeiro/RJ. VILLIBOR, D. F.; NOGAMI, J. S.; SERRA, P. R. M. e ZUPPOLINI NETO, A., 1997, Tecnologia de Pavimentação de Baixo Custo com Uso de Bases de Solos Lateríticos para Rodovias de Baixo Volume de Tráfego. In: 1 o Simpósio Internacional de Pavimentação de Rodovias de Baixo Volume de Tráfego. ABPv. Rio de Janeiro/RJ. VILLIBOR D. F.; NOGAMI, J. S.; BELIGNI, M. e CINCERRE, J. R., 2000, Pavimentos com Solos Lateríticos e Gestão de Manutenção de Vias Urbanas. ABPV/UFU. São Paulo/SP. VILLIBOR D. F. e NOGAMI, J. S., 2001, Aspectos Fundamentais para Uso Adequado de SAFL em Bases de Pavimentos de Baixo Custo. In: 33 a Reunião Anual de Pavimentação. ABPV. Florianópolis/SC. BIBLIOGRAFIA CONSULTADA ANTUNES, F. S., 1989, O Uso da Pedologia na Engenharia. In: II Colóquio de Solos Tropicais e Subtropicais e suas Aplicações em Engenharia Civil. Anais. UFRGS. Porto Alegre/RS. ANTUNES, F. S.; BARROSO, J. A.; PEDRATO, A. E. S. e POLIVANOV, H., 1986, A Importância da Utilização de Levantamentos Pedológicos para a Elaboração de Mapas Geotécnicos. In: Simpósio de Geologia Regional RJ-ES. Anais. SBG. Núcleo RJ-ES. Rio de Janeiro/RJ. BENEVIDES, S. A. A., 2000, Análise comparativa dos métodos de dimensionamento de pavimentos asfálticos: empírico do DNER e da resiliência da COPPE/UFRJ em rodovias do estado do Ceará. Dissertação de Mestrado. Programa de Engenharia Civil, COPPE/UFRJ, Rio de Janeiro/RJ. CHAGAS, L. C. M., LOPES, L. A S. e VIEIRA, A, 2003, Comportamento Resiliente de Solos Tropicais da Região Amazônica. In: 12 a Reunião de Pavimentação Urbana. ABPV. Aracajú/SE. EMBRAPA, 1981, Mapa de Solos do Brasil. Escala 1: Empresa Brasileira de Agropecuária. FABBRI, G. T. P., e SÓRIA, M. H. A, 1994, Caracterização da Fração Fina de Solos Tropicais Através da Adsorção de Azul de Metileno. In: 28 a Reunião Anual de Pavimentação. Anais. ABPv, v. 1, pp , Belo Horizonte/MG. MARINHO, F. A. M., 1998, Mecânica dos Solos Não Saturados. Notas de Aula PEF Escola Politécnica. USP. São Paulo/SP. MEDINA, J., 1989, A Importância do Estudo de Solos Tropicais na Engenharia. In: II Colóquio de Solos Tropicais e Subtropicais e suas Aplicações em Engenharia Civil. Anais. UFRGS. Porto Alegre/RS. 339

363 POLIVANOV, H.; ANTUNES, F. S.; BARROSO, J. A. e CABRAL, S., 1984, Correlações entre Parâmetros Químicos-Mineralógicos e Geotécnicos de Latossolos. In: IV Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia. ABGE. Belo Horizonte/MG. SERRA, P. R. M. e BERNUCCI, L. L. B., 1990, Utilização de Solos Argilosos Lateríticos em Pavimentos Econômicos Urbanos - Segmento Experimental de Araras/SP. In: 6 0 CBGE/IX COBRAMSEF. Salvador/BA. SILVA, B. A. e VIEIRA, A., 2003, Análise Mecanística de Pavimento Urbano com a utilização de Solos Finos de Sinop/MT. In: 12 a Reunião de Pavimentação Urbana. ABPV. Aracajú/SE. VALENTE, A. L. S.; STRIEDER, A. J. e QUADROS, T. F. P., 1998, Considerações Sobre Procedimento para a Integração de Dados por Meio de Sistema de Informações Geográficas (SIG) Visando a Análise de Meio Físico e Estudos Geotécnicos. In: 3 o Simpósio Brasileiro de Cartografia Geotécnica. Anais. ABGE. Florianópolis/SC. VIEIRA, L. S., 1975, Manual da Ciência do Solo. 1 a edição. São Paulo/SP. Editora Agronômica Ceres. 340

364 Anexo A CORRESPONDÊNCIA ENTRE CLASSES PEDOLÓGICAS E GLOSSÁRIO DE ALGUNS TERMOS DA PEDOLOGIA E GEOLOGIA

365 Sistema de Classificação dos Solos (EMBRAPA, 1999) A classificação de solos no Brasil iniciou-se em 1947 e baseava-se nos conceitos americanos sintetizados em publicações de 1938 e revisadas em Nestes 50 anos ininterruptos de estudos de solos, várias mudanças ocorreram quanto aos conceitos originais, nomenclatura e definições de classes. A edição atual (EMBRAPA, 1999) inova completamente a estrutura do sistema, tendo-se chegado ao tipo desejável de classificação hierárquica, multicategórica, descendente e aberta para inclusão de novas classes à medida que o país vai sendo melhor conhecido. Da forma que está estruturado, o sistema permite a classificação de todos os solos do território nacional em seis níveis categóricos diferentes (Ordem, Subordem, Grande Grupo, Subgrupo, Família e Série), correspondendo, cada nível, a um grau de generalização ou detalhe definidos. À Ordem corresponde o nível mais genérico de classificação, distinguindo verdadeiras províncias de solos e à Série correspondendo o nível mais detalhado e preciso de classificação, separando unidades bastante homogêneas, precisamente definidas e abrangendo pequenas áreas do terreno. Entre a Ordem e a Série, variam os graus de abstração, nesta seqüência, diminuindo o grau de generalização e aumentando o grau de especificação e detalhe. O novo sistema é estruturado com base em características de gênese do solo e propriedades pedogenéticas que imprimem marcas distintas em cada tipo de solo conhecido. Uma visão geral do sistema mostra 14 classes no nível de Ordem (1 0 nível categórico), 44 classes no nível de Subordem (2 0 nível), 150 classe no nível de Grande Grupo (3 0 nível) e 580 classes no nível de Subgrupo (4 0 nível). No 5 0 e 6 0 níveis, Família e Série, respectivamente, o número de classes é imprevisível no momento, dependendo da intensidade de levantamentos semidetalhados e detalhados que venham a ser executados nos anos futuros. As novas classes do sistema, apenas do 1 0 nível categórico (Ordem) e a correspondência aproximada com as designações empregadas na classificação que vinha sendo utilizada, são listadas a seguir:

366 ALISSOLOS - Solos com alto teor de alumínio e horizonte B textural, anteriormente conhecidos com Rubrozem, Podzólico Bruno Acinzentado, Podzólico Vermelho- Amarelo ARGISSOLOS - Solos com horizonte B textural e argila de atividade baixa, conhecidos anteriormente como Podzólico Vermelho-Amarelo, parte das Terras Roxas Estruturadas e similares, Terras Brunas, Podzólico Amarelo, Podzólico Vermelho-Escuro CAMBISSOLOS - Solos com horizonte B incipiente, assim designados anteriormente CHERNOSSOLOS - Solos escuros, ricos em bases e carbono. Anteriormente designados por Brunizem, Rendzina, Brunizem Avermelhado, Brunizem Hidromórfico ESPODOSSOLOS - Solos conhecidos anteriormente como Podzois GLEISSOLOS - Solos com horizonte glei, conhecidos como Glei Húmico ou Pouco Húmico, Hidromórfico Cinzento, Glei Tiomórfico LATOSSOLOS - Solos com horizonte B latossólico, anteriormente tinham a mesma designação LUVISSOLOS - Solos ricos em bases, B textural, correspondendo aos Brunos não Cálcicos, Podzólicos Vermelho-Amarelos Eutróficos e similares NEOSSOLOS - Solos Pouco Desenvolvidos, anteriormente designados por Litossolos, Aluviais, Litólicos, Areias Quartzosas e Regossolos NITOSSOLOS - Solos com horizonte nítico, correspondendo Terra Roxa Estruturada e Similar, Terra Bruna Estruturada e Similar, alguns Podzólicos Vermelho-Escuros ORGANOSSOLOS - Solos orgânicos, conhecidos anteriormente por Solos Orgânicos, Semi-Orgânicos, Turfosos, Tiomórficos PLANOSSOLOS - Solos com grande contraste textural, estrutura prismática, presença de sódio, anteriormente designados por Planossolos, Solonetz Solodizado, Hidromórfico Cinzento PLINTOSSOLOS - Solos com plintita, conhecidos como Laterita Hidromórfica, Podzólicos Plínticos, Latossolos Plínticos VERTISSOLOS - Solos com propriedades provenientes de argilas expansivas. Anteriormente tinham a mesma designação

367 Glossário de Alguns Termos da Pedologia e Geologia São apresentados os significados de alguns termos utilizados na pedologia e também na geologia que são utilizados nesta tese, com o objetivo de servir como um glossário, para consultar do leitor. Estes termos são definidos por POLIVANOV (2000), OLIVEIRA et al (1992), EMBRAPA (1999) e FRASCÁ e SARTORI (1998). ÁCRICO: O termo ácrico refere-se a materiais de solos contendo quantidades iguais ou menores que 1,5 cmol c /kg de argila de bases trocáveis (Ca 2+, Mg 2+, Na + e K + ) mais Al 3+ extraível por KCl 1N. ÁLICO: Diz respeito ao estado do solo quanto à saturação da CTC capacidade de troca catiônica efetiva por alumínio igual ou maior que 50%. Denota a proporção elevada de alumínio trocável em relação à soma de cátions básicos trocáveis. Antagônico ao estado de eutrofia. BATÓLITO: Referente ao acúmulo de grande volume de material magmático que sofreu resfriamento em profundidade. CEROSIDADE: São películas muito finas de material inorgânico de naturezas diversas, orientadas ou não, constituindo revestimentos ou superfícies brilhantes nas faces de elementos estruturais, poros, ou canais, resultantes de movimentação ou segregação de material coloidal inorgânico (<0,002mm) CHARNOCKITO: Constituem um grupo especial de rochas plutônicas, cuja natureza (ígnea ou metamórfica) é indefinida, apresentando aspectos macroscópicos microscópicos e mineralógicos muito semelhante aos das rochas graníticas. DIORITOS: Rochas plutônicas intermediárias (teor de sílica entre 52 e 66%). Ocorrem como pequenos corpos associados a suítes graníticas DISTRÓFICO - Característica de possuir baixa reserva de nutrientes. Solo pouco fértil. Menores condições de fertilidade dentro de sua classe. V (saturação de bases) menor que 50%. EUTRÓFICO: Característica de possuir reserva de nutrientes em fração considerável. Solo que possui as melhores condições de fertilidade dentro de sua classe. V (saturação de bases) maior ou igual a 50%. GLEI: Horizonte mineral subsuperficial ou eventualmente superficial, caracterizado por redução de ferro e prevalência do estado reduzido, no todo ou em parte, devido principalmente à água estagnada, evidenciado por cores neutras, com ou sem

368 mosqueados de cores mais vivas. Horizonte fortemente influenciado pelo lençol freático. GNAISSE: Designação dada a um grupo de rochas metamórficas originadas por metamorfismo, de textura orientada, granular, caracterizada pela presença de feldspato, além de outros minerais como quartzo, mica, anfibólio, etc. Rocha muito comum no embasamento cristalino brasileiro. ILUVIAL: Horizonte de acumulação de argila, ferro, alumínio, matéria orgânica, lixiviados do horizonte superior NÍTICO: Horizonte mineral subsuperficial, não hidromórfico, textura argilosa ou muito argilosa, sem incremento de argila do horizonte A para B ou com pequeno incremento, porém não suficiente para caracterizar a relação textural B/A do horizonte B textural. Cerosidade moderada ou forte, com transição gradual ou difusa entre suborizontes do horizonte B. PEDOTURBAÇÃO: Compreende os processos de modificação do solo por organismos vivos. Ex. térmitas, minhocas, etc. PEGMATITOS: Rochas de granulação muito grossa, compostas de quartzo, feldspato alcalino e muscovita, geralmente acompanhados de minerais raros. PLÍNTICO: Horizonte em que se identifica pontos de redução de ferro. Caracteriza-se pela presença de plintita em quantidade igual ou superior a 15%. Apresenta um arranjamento de cores vermelhas e acinzentadas ou brancas, com ou sem cores amareladas ou brunadas. PODZOL: Horizonte formado em condições de má drenagem a partir de material arenoso. Apresenta acumulação iluvial de matéria orgânica e sesquióxidos livres, principalmente de ferro. Os compostos orgânicos e os sesquióxidos agem como material cimentante. Há diversos graus de dureza neste horizonte. Cor típica amarronzada ou café (Podzol e Podzol hidromórfico). PROEMINENTE: Horizonte superior (A), escuro, rico em matéria orgânica. Baixa saturação de bases (V<50%). TIOMÓRFICO: Solos com mais de 0,75% de sulfatos. TONALITOS: Rochas que comumente ocorrem com os granitos. Apresentam larga predominância de plagioclásios (90 a 100%) sobre os feldspatos alcalinos e maior conteúdo de máficos.

369 Em relação à hierarquia estratigráfica das formações geológicas (unidades estratigráficas), podem ser definidos: UNIDADE ESTRATIGRÁFICA: Conjunto de rochas ou terrenos originados no decurso de cada divisão cronológica correspondente. Assim, as divisões litostratigráficas equivalem a divisões cronoestratigráficas. As divisões ou unidades litostatigráficas são designadas por: supergrupo, grupo, formação, complexo, entre outros. SUPERGRUPO: É formado pela associação de vários grupos que apresentem características litoestratigráficas interrelacionáveis. GRUPO: É a unidade formal de categoria imediatamente superior à formação. O grupo deve ser formado por duas ou mais formações. As formações que compõem um grupo não necessitam de ser as mesmas em toda a sua área de ocorrência. FORMAÇÂO: Unidade litogenética fundamental na classificação local das rochas. Caracteriza-se por um corpo de rochas identificado pelas suas características líticas e sua posição estratigráfica. Pode ser composta de materiais provenientes de fontes diversas e incluir interrupções pequenas na seqüência. Ela deve ser mapeável em superfície ou em subsuperfície. COMPLEXO: Unidade que envolve a reunião ou mistura de duas ou mais classes genéticas (ex. ígneas e metamórficas; vulcânicas e sedimentares), e que apresentam estruturas altamente complicadas ou não tão complicadas. Não é hierarquizada. Com o avanço dos conhecimentos geológico-estratigráficos da área, um complexo tende a ser desdobrado em unidades formais melhor definidas. Os complexos são muitas vezes designados por nome regionais onde ocorrem. Termo informal utilizado em mapeamentos regionais para designar uma associação de rochas de diferentes tipos cujo relacionamento estrutural e estratigráfico ainda não está definido. Ex: Complexo cristalino (UNB, 2004). SÉRIE: Camada ou conjunto de camadas de rochas definido como referência de um intervalo de tempo geológico e atendendo a hierarquia da subdivisão do tempo geológico (UNB, 2004).

370 Anexo B BOLETINS COM INFORMAÇÕES DOS SOLOS E DOS PONTOS DE COLETA

371 Amostra: ZM 01 Denominação: PATROCÍNIO Macro-Região de MG: ZONA DA MATA Data da Coleta: 12/11/02 LOCAL DE COLETA DA AMOSTRA Rodovia: Municipal Trecho: Patrocínio do Muriaé - Barão do Monte Alto Referência da Coleta 1 Km Patrocínio sentido B.M.Alto Sul Coordenadas UTM Oeste Altitude (m) 212 INFORMAÇÃO DE CAMPO DA AMOSTRA Características do Local Coleta (Foto A01) Talude de corte em rodovia junto a um rio de grande volume de água. Região de topografia muito acidentada, com agricultura de subsistência. Rodovia não pavimentada. Perfil (m) A: 0-0,20 B: 0,20-2,50 C: 2,50-3,30 + Descrição do Solo (Foto A02) Homogêneo, argila, variação de cor no horizonte. Mais escuro e menor profundidade. Formação coluvionar Horiz. Diagnóstico Cor Úmida Unidade Pedológica Profund. de Coleta Classif. Expedita B Latossólico 7,5 YR 6/8 Latossolo Vermelho Amarelo 2,00-2,50 (FOTO A03) Argila Vermelha MAPA A01: Mapa de de Localização da Coleta MAPA A02: Mapa de Solos e Coleta (GeoMinas) FOTO A01: Aspecto Geral do Local de Coleta FOTO A02: Perfil do Solo Coletado FOTO A03: Detalhe do Ponto de Coleta

372 Amostra: ZM 02 Denominação: LARANJAL Macro-Região de MG: ZONA DA MATA Data da Coleta: 12/11/02 LOCAL DE COLETA DA AMOSTRA Rodovia: BR 116 Trecho: Muriaé - Laranjal Referência da Coleta Junto a Rodovia em via de acesso local, a 3 km de Laranjal Sul Coordenadas UTM Oeste Altitude (m) 215 INFORMAÇÃO DE CAMPO DA AMOSTRA Características do Local Coleta (FOTO A04) Talude de Corte em pequena vai de acesso a pro priedades particulares às margens de rodovia federal de trafego intenso de cargas em condi ções razoáveis. Perfil (m) A : 0-0,30 B: 0,30-1,40 C: 4,10-4,40 + Descrição do Solo (Foto A05) Homogêneo, solo argiloso, parte superior fofa e com características de colúvio. Horiz. Diagnóstico Cor Úmida B Latossólico 5YR 4/6 Unidade Pedológica Latossolo Vermelho Amarelo Profund. de Coleta 3,30-3,80 (FOTO A06) Classif. Expedita Argila Amarela MAPA A03: Mapa de de Localização da Coleta MAPA A04: Mapa de Solos e Coleta (GeoMinas) FOTO A04: Aspecto Geral do Local de Coleta FOTO A05: Perfil do Solo Coletado FOTO A06: Detalhe do Ponto de Coleta

373 Amostra: ZM 03 Denominação: LIMEIRA Macro-Região de MG: ZONA DA MATA Data da Coleta: 13/11/02 LOCAL DE COLETA DA AMOSTRA Rodovia: BR 356 Trecho: Muriaé - Rosário da Limeira Referência da Coleta A 7 km de Muriaé sentido Rosário, no distrito de Vermelho. Sul Coordenadas UTM Oeste Altitude (m) 246 INFORMAÇÃO DE CAMPO DA AMOSTRA Características do Local Coleta (Foto A07) Caixa de empéstimo junto à rodovia, explorado pela comunidade de povoado próximo. Região de cultura de café, em relevo movimentado. Rodovia recentemente pavimentada Perfil (m) A: 0-0,10 B: 0,10-2,50 C: 2,50 + Descrição do Solo (Foto A08) Homogêneo, solo argiloso com aspecto de corte com boa estabilidade. Presença de alguns minerais (quartzo) Horiz. Diagnóstico B Latossólico Cor Úmida 7,5 YR 6/6 Unidade Pedológica Latossolo Vermelho Amarelo Profund. de Coleta 1,60-2,10 (Foto A09) Classif. Expedita Argila Amarela MAPA A05: Mapa de de Localização da Coleta MAPA A06: Mapa de Solos e Coleta (GeoMinas) FOTO A07: Aspecto Geral do Local de Coleta FOTO A08: Perfil do Solo Coletado FOTO A09: Detalhe do Ponto de Coleta

374 Amostra: ZM 04 Denominação: DONA EUSÉBIA Macro-Região de MG: ZONA DA MATA Data da Coleta: 19/11/02 LOCAL DE COLETA DA AMOSTRA Rodovia: BR 120 Trecho: Dona Euzébia - Guidoval Referência da Coleta A 5 km de Dona Eusébia no sentido de Guidoval Sul Coordenadas UTM Oeste Altitude (m) 268 INFORMAÇÃO DE CAMPO DA AMOSTRA Características do Local Coleta (FOTO A10) Solo às margens de rodovia não pavimentada, em leito natural, em região de intenso cultivo de árvores frutíferas. Região de relevo acidentado. Perfil (m) A: 0-0,50 B: 0,50-2,10 + Descrição do Solo (FOTO A11) Homogêneo, argila com bom aspecto para com pactação, plástica, pouco dura, cor escura. Horiz. Diagnóstico B Latossólico Cor Úmida 10YR 4/6 Unidade Pedológica Latossolo Vermelho Amarelo Profund. de Coleta 1,50-2,00 (FOTO A12) Classif. Expedita Argila Gorda MAPA A07: Mapa de de Localização da Coleta MAPA A08: Mapa de Solos e Coleta (GeoMinas) FOTO A10: Aspecto Geral do Local de Coleta FOTO A11: Perfil do Solo Coletado FOTO A12: Detalhe do Ponto de Coleta

375 Amostra: ZM 05 Denominação: PIRAÚBA Macro-Região de MG: ZONA DA MATA Data da Coleta: 19/11/02 LOCAL DE COLETA DA AMOSTRA Rodovia: MG 353 Trecho: Guarani - Piraúba Referência da Coleta A 5 km de Piraúba sentido Guarani Sul Coordenadas UTM Oeste Altitude (m) 375 INFORMAÇÃO DE CAMPO DA AMOSTRA Características do Local Coleta (FOTO A13) Solo em pequena caixa de empréstimo aberta por retroescavadeira. Solo caracteristico da região, de relevo pouco movimentado. Rodovia com pavi mento em boas condições. Perfil (m) B: 0-4,30 + Descrição do Solo (FOTO A14) Homogêneo, argila dura com aspecto de corte sem retração e cor escura Horiz. Diagnóstico B Latossólico Cor Úmida 2,5YR 4/8 Unidade Pedológica Latossolo Vermelho Escuro Profund. de Coleta 1,80-2,30 (Foto A15) Classif. Expedita Argila Avermelhada MAPA A09: Mapa de de Localização da Coleta MAPA A10: Mapa de Solos e Coleta (GeoMinas) FOTO A13: Aspecto Geral do Local de Coleta FOTO A14: Perfil do Solo Coletado FOTO A15: Detalhe do Ponto de Coleta

376 Amostra: ZM 06 Denominação: GUIDOVAL Macro-Região de MG: ZONA DA MATA Data da Coleta: 19/11/02 LOCAL DE COLETA DA AMOSTRA Rodovia: BR 120 Trecho: Dona Eusébia - Guidoval Referência da Coleta A 4 km de Guidoval Coordenadas UTM Sul Oeste Altitude (m) 314 INFORMAÇÃO DE CAMPO DA AMOSTRA Características do Local Coleta (FOTO A16) Solo às margens de rodovia não pavimentada, leito natural. Região de relevo movimentado. Ocorrência de solo muito escuro sob vegetação de pasto. Perfil (m) B: 0-2,40+ Descrição do Solo (FOTO A17) Homogêneo, argila de depósito com caracte rísticas de colúvio, cor muito escura (ferro) Horiz. Diagnóstico B Latossólico Cor Úmida 2,5YR 2,5/4 Unidade Pedológica Latossolo Vermelho Escuro Profund. de Coleta 1,80-2,30 (Foto A18) Classif. Expedita Argila Laterítica MAPA A11: Mapa de de Localização da Coleta MAPA A12: Mapa de Solos e Coleta (GeoMinas) FOTO A16: Aspecto Geral do Local de Coleta FOTO A17: Perfil do Solo Coletado FOTO A18: Detalhe do Ponto de Coleta

377 Amostra: ZM 07 Denominação: DIVINÉSIA Macro-Região de MG: ZONA DA MATA Data da Coleta: 19/11/02 LOCAL DE COLETA DA AMOSTRA Rodovia: BR 120 Trecho: Ubá - Divinésia Referência da Coleta A 4 km do trevo c/ MG 447 Coordenadas UTM Sul Oeste Altitude (m) 414 INFORMAÇÃO DE CAMPO DA AMOSTRA Características do Local Coleta (FOTO A19) Às margens de rodovia em região de pasto, com topografia pouco movimentada. Rodovia de tráfe go intenso, não pavimentada, com cascalho so bre o leito natural. Perfil (m) A: 0-0,20 B: 0,20-3,00 + Descrição do Solo (FOTO A20) Homêgeneo. Argila fofa. Bom aspecto para compactação. Horiz. Diagnóstico B Latossólico Cor Úmida 2,5YR 4/6 Unidade Pedológica Latossolo Vermelho Amarelo Profund. de Coleta 2,40-2,90 (FOTO A21) Classif. Expedita Argila Vermelha MAPA A13: Mapa de de Localização da Coleta MAPA A14: Mapa de Solos e Coleta (GeoMinas) FOTO A19: Aspecto Geral do Local de Coleta FOTO A20: Perfil do Solo Coletado FOTO A21: Detalhe do Ponto de Coleta

378 Amostra: ZM 08 Denominação: MARIPÁ DE MINAS Macro-Região de MG: ZONA DA MATA Data da Coleta: 13/11/02 LOCAL DE COLETA DA AMOSTRA Rodovia: BR 267 Trecho: Argirita - Maripá de Minas Referência da Coleta A 5 km de Maripá no sentido de Leopoldina Sul Coordenadas UTM Oeste Altitude (m) 585 INFORMAÇÃO DE CAMPO DA AMOSTRA Características do Local Coleta (FOTO A22) Corte junto à margem da rodovia, em região de relevo movimentado. Rodovia com duas faixas c/ tráfego intenso e pavimento em condições razo áveis. Perfil (m) A - 0-0,10 B: 0,1-2,20 + Descrição do Solo (FOTO A23) Homogêneo, argila com cor uniforme sem presen ça de minerais primários Horiz. Diagnóstico B Latossólico Cor Úmida 7,5 YR 4/6 Unidade Pedológica Latossolo Vermelho Amarelo Profund. de Coleta 1,70-2,20 (FOTO A24) Classif. Expedita Argila Amarela MAPA A15: Mapa de de Localização da Coleta MAPA A16: Mapa de Solos e Coleta (GeoMinas) FOTO A22: Aspecto Geral do Local de Coleta FOTO A23: Foto do Perfil de Coleta FOTO A24: Detalhe do Ponto de Coleta

379 Amostra: ZM 09 Denominação: GOIANÁ Macro-Região de MG: ZONA DA MATA Data da Coleta: 11/11/02 LOCAL DE COLETA DA AMOSTRA Rodovia: BR 353 Trecho: Goianá - Rio Novo Referência da Coleta A 1 km de Goianá (Rodovia em frente ao Aeroporto) Sul Coordenadas UTM Oeste Altitude (m) 450 INFORMAÇÃO DE CAMPO DA AMOSTRA Características do Local Coleta (FOTO A25) Corte exposto decorrente de obras de variante e trevos, executados recentemente. Região de re levo pouco movimentado. Rodovia com pavimen to novo. Perfil (m) A: 0-0,40 B: 0,40-2,40 + Descrição do Solo (FOTO A26) Homogêneo, argila dura de difícil corte, presença de minerais primários. Em contato com água, adquire boa plasticidade Horiz. Diagnóstico B Latossólico Cor Úmida 7,5 YR 4/6 Unidade Pedológica Latossolo Bruno Profund. de Coleta 1,40-1,90 (FOTO A27) Classif. Expedita Argila Amarela MAPA A17: Mapa de de Localização da Coleta MAPA A18: Mapa de Solos e Coleta (GeoMinas) FOTO A25: Aspecto Geral do Local de Coleta FOTO A26: Perfil do Solo Coletado FOTO A27: Detalhe do Ponto de Coleta

380 Amostra: ZM 10 Denominação: RETIRO Macro-Região de MG: ZONA DA MATA Data da Coleta: 08/11/02 LOCAL DE COLETA DA AMOSTRA Rodovia: BR 267 Trecho: Juiz de Fora - Bicas Referência da Coleta Aceso ao Museu CEMIG, próximo ao trevo União Indústria. Sul Coordenadas UTM Oeste Altitude (m) 624 INFORMAÇÃO DE CAMPO DA AMOSTRA Características do Local Coleta (FOTO A28) Pequeno talude junto a acesso a clube em área urbana em região muito movimentada,sob vegeta ção de eucaliptos. Pavimento junto à coleta em excelentes condições. Perfil (m) A: 0-0,90 B: 0,90-2,40 + Descrição do Solo (FOTO A29) Homogêneo, solo argiloso, ruptura granular. Presença de alguns fragmentos. Horiz. Diagnóstico B Latossólico Cor Úmida 7,5 YR 4/6 Unidade Pedológica Latossolo Vermelho Amarelo Profund. de Coleta 1,80-2,20 (FOTO A30) Classif. Expedita Argila Amarela MAPA A19: Mapa de de Localização da Coleta MAPA A20: Mapa de Solos e Coleta (GeoMinas) FOTO A28: Aspecto Geral do Local de Coleta FOTO A29: Perfil do Solo Coletado FOTO A30: Detalhe do Ponto de Coleta

381 Amostra: ZM 11 Macro-Região de MG: ZONA DA MATA Denominação: MAR DE ESPANHA Data da Coleta: 11/11/02 LOCAL DE COLETA DA AMOSTRA Rodovia: MG 126 Trecho: Mar de Espanha - Div. MG/RJ Sapucaia Referência da Coleta A 4 km de Mar de Espanha sentido divisa RJ Sul Coordenadas UTM Oeste Altitude (m) 600 INFORMAÇÃO DE CAMPO DA AMOSTRA Características do Local Coleta (FOTO A31) Área de pequeno empréstimo, junto a rodovia não pavimentada, em leito natual bem granular. Regi ão muito movimentada - serra, com formações geológicas em alteração. Perfil (m) A: 0-0,80 B: 0,80-6,40 + Descrição do Solo (FOTO A32) Homogêneo. Aspecto de solo argiloso em corte com erosão colunar. Presença de grãos de quartzo. Horiz. Diagnóstico B Latossólico Cor Úmida 7.5 YR 4/5 Unidade Pedológica Latossolo Vermelho Amarelo Profund. de Coleta 5,30-5,80 (FOTO A33) Classif. Expedita Argila Siltosa c/ areia fina. MAPA A21: Mapa de de Localização da Coleta MAPA A22: Mapa de Solos e Coleta (GeoMinas) FOTO A31: Aspecto Geral do Local de Coleta FOTO A32: Perfil do Solo Coletado FOTO A33: Detalhe do Ponto de Coleta

382 Amostra: ZM 12 Denominação: TORREÕES Macro-Região de MG: ZONA DA MATA Data da Coleta: 26/11/02 LOCAL DE COLETA DA AMOSTRA Rodovia: Municipal Trecho: MG Torreões Referência da Coleta A 3,3 km da MG 353 no sentido do Torreões Sul Coordenadas UTM Oeste Altitude (m) 680 INFORMAÇÃO DE CAMPO DA AMOSTRA Características do Local Coleta (FOTO A34) Solo típico em talude de corte vertical em região de pasto, topografia movimentada. Rodovia muni cipal não pavimentada. Perfil (m) A: 0-1,50 B: 1,50-3,20 + Descrição do Solo (FOTO A35) Homogêneo, argila com boa plasticidade. Ocor rência de Horizonte A escuro e espesso Horiz. Diagnóstico B Latossólico Cor Úmida 7,5 YR 4/6 Unidade Pedológica Latossolo Vermelho Amarelo Profund. de Coleta 2,60-3,10 (FOTO A36) Classif. Expedita Argila Amarela MAPA A23: Mapa de de Localização da Coleta MAPA A24: Mapa de Solos e Coleta (GeoMinas) FOTO A34: Aspecto Geral do Local de Coleta FOTO A35: Perfil do Solo Coletado FOTO A36: Detalhe do Ponto de Coleta

383 Amostra: ZM 13 Denominação: MARMELOS Macro-Região de MG: ZONA DA MATA Data da Coleta: 08/11/02 LOCAL DE COLETA DA AMOSTRA Rodovia: BR 267 Trecho: Juiz de Fora - Bicas Referência da Coleta Acesso ao Museu CEMIG Km 90, próximo ao distrito de União Indústria. Sul Coordenadas UTM Oeste Altitude (m) 616 INFORMAÇÃO DE CAMPO DA AMOSTRA Características do Local Coleta (FOTO A37) Área de pequeno empréstimo local, em área ur bana, próxima ao ponto de coleta ZM 10, porém com coloração diferenciada. Região de topografia muito movimentada. Perfil (m) A: 0-0,90 B: 0,90-3,00 + Descrição do Solo (FOTO A38) Homogêneo, argila fofa com presença de grumos Corte como fissuras e fendas. Presença de frag mentos à profundidade Horiz. Diagnóstico B Latossólico Cor Úmida 7,5 YR 4/6 Unidade Pedológica Latossolo Vermelho Amarelo Profund. de Coleta 2,10-2,60 (FOTO A39) Classif. Expedita Argila Vermelha MAPA A25: Mapa de de Localização da Coleta MAPA A26: Mapa de Solos e Coleta (GeoMinas) FOTO A37: Aspecto Geral do Local de Coleta FOTO A38: Perfil do Solo Coletado FOTO A39: Detalhe do Ponto de Coleta

384 Amostra: ZM 14 Denominação: RIO NOVO Macro-Região de MG: ZONA DA MATA Data da Coleta: 11/11/02 LOCAL DE COLETA DA AMOSTRA Rodovia: MG 126 Trecho: Rio Novo - S.J.Nepomuceno Referência da Coleta A 5 km de Rio Novo Sul Coordenadas UTM Oeste Altitude (m) 462 INFORMAÇÃO DE CAMPO DA AMOSTRA Características do Local Coleta (FOTO A40) Tomada em altura do horizonte B, em corte exe cutado recentemente decorrente das obras de pavimentação da rodovia, em andamento. Região de relevo movimentado. Perfil (m) A: 0-0,30 B: 0,30-4,20 Descrição do Solo (FOTO A41) Homogêneo, argila siltosa em corte recente, com trincas de retração Horiz. Diagnóstico B Latossólico Cor Úmida 7,5 YR 4/6 Unidade Pedológica Latossolo Bruno Profund. de Coleta 3,30-3,80 (FOTO A42) Classif. Expedita Argila Siltosa Vermelha MAPA A27: Mapa de de Localização da Coleta MAPA A28: Mapa de Solos e Coleta (GeoMinas) FOTO A40: Aspecto Geral do Local de Coleta FOTO A41: Perfil do Solo Coletado FOTO A42: Detalhe do Ponto de Coleta

385 Amostra: ZM 15 Denominação: LEOPOLDINA Macro-Região de MG: ZONA DA MATA Data da Coleta: 15/11/02 LOCAL DE COLETA DA AMOSTRA Rodovia: BR 116 Trecho: Leopoldina - Laranjal Referência da Coleta A 12 km após o trevo de jal Coordenadas UTM Sul Oeste Altitude (m) 253 INFORMAÇÃO DE CAMPO DA AMOSTRA Características do Local Coleta (FOTO A43) Talude de corte em via de acesso local, com pavi mentos em poliédricos de boa qualidade. Região de pasto com topografia movimentada. Perfil (m) B: 0-3,30 + Descrição do Solo (FOTO A44) Homogêneo, argila dura de coloração uniforme ressecada e com resistência elevada ao corte. Presença de quartzo bem distribuído no solo Horiz. Diagnóstico B Latossólico Cor Úmida 2,5YR 3/6 Unidade Pedológica Latossolo Vermelho Escuro Profund. de Coleta 2,30-2,80 (FOTO A45) Classif. Expedita Argila Siltosa c/ areia fina MAPA A29: Mapa de de Localização da Coleta MAPA A30: Mapa de Solos e Coleta (GeoMinas) FOTO A43: Aspecto Geral do Local de Coleta FOTO A44: Perfil do Solo Coletado FOTO A45: Detalhe do Ponto de Coleta

386 Amostra: ZM 16 Denominação: SÃO LUCAS Macro-Região de MG: ZONA DA MATA Data da Coleta: 08/11/02 LOCAL DE COLETA DA AMOSTRA Rodovia: Urbana Trecho: Lot. São Pedro - J. Fora Referência da Coleta Rua circundante a parte 1, do acesso a parte 2 do lot. Sul Coordenadas UTM Oeste Altitude (m) 905 INFORMAÇÃO DE CAMPO DA AMOSTRA Características do Local Coleta (FOTO A46) Talude de corte em seção mista, de solo típico da região, em obra de implantação de loteamen to residencial urbano. Região de pasto com to pografia movimentada. Perfil (m) B: 0-3,20 + Descrição do Solo (FOTO A47) Homogêneo. Argila siltosa de coloração uniforme em corte recente. Algumas trincas de retração. Horiz. Diagnóstico B Latossólico Cor Úmida 7,5 YR 4/6 Unidade Pedológica Latossolo Bruno Profund. de Coleta 2,70-3,20 (FOTO A48) Classif. Expedita Argila Amarela MAPA A31: Mapa de de Localização da Coleta MAPA A32: Mapa de Solos e Coleta (GeoMinas) FOTO A46: Aspecto Geral do Local de Coleta FOTO A47: Perfil do Solo Coletado FOTO A48: Detalhe do Ponto de Coleta