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UNIVERSIDADE REGIONAL DO CARIRI - URCA
CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA - CCT
DEPARTAMENTO DA CONSTRUÇÃO CIVIL
TECNOLOGIA DA CONSTRUÇÃO CIVIL HABILITAÇÃO EM
TOPOGRAFIA E ESTRADAS
TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO
JACKSON ANDRADE PEREIRA
AVALIAÇÃO DA QUALIDADE DO MATERIAL UTILIZADO PARA A EXECUÇÃO DA
BASE NA ESTRADA DO BARRO VERMELHO
JUAZEIRO DO NORTE – CE
2016
2
JACKSON ANDRADE PEREIRA
AVALIAÇÃO DA QUALIDADE DO MATERIAL UTILIZADO PARA A EXECUÇÃO DA
BASE NA ESTRADA DO BARRO VERMELHO
Trabalho de Conclusão de Curso
apresentado à Comissão Examinadora do
Curso Tecnologia da Construção Civil com
habilitação em Topografia e Estradas da
Universidade Regional do Cariri – URCA,
como requisito para conclusão de curso.
Orientador: Vangivaldo de Carvalho Filho
JUAZEIRO DO NORTE – CE
2016
3
JACKSON ANDRADE PEREIRA
AVALIAÇÃO DA QUALIDADE DO MATERIAL UTILIZADO PARA A EXECUÇÃO DA
BASE NA ESTRADA DO BARRO VERMELHO
Trabalho de Conclusão de Curso
apresentado à Comissão Examinadora do
Curso Tecnologia da Construção Civil com
habilitação em Topografia e Estradas da
Universidade Regional do Cariri – URCA,
como requisito para conclusão de curso.
Aprovada em ______ /_______ /_________,
BANCA EXAMINADORA
___________________________________________
Prof. Vangivaldo de Carvalho Filho (Orientador)
Universidade Regional do Cariri (URCA)
___________________________________________
Prof. Me Jefferson Luiz Alves Marinho
Universidade Regional do Cariri (URCA)
____________________________________________
Prof. Paulo Ricardo Evangelista Araújo
Universidade Regional do Cariri (URCA)
4
A Deus.
Ao meu Avô, meus pais e irmãos, pelo
incentivo, carinho, exemplos de vida e
superação;
A minha noiva pela paciência e
companheirismo nessa jornada em minha
vida.
5
AGRADECIMENTOS
Agradeço inicialmente a Deus pelo dom da vida, pela oportunidade de estar
realizando um sonho com também pelo conhecimento adquirido nessa jornada.
Agradeço, a meu orientador Vangivaldo de Carvalho Filho por ter aceito e me
auxiliar nesse projeto, com suas ideias, dedicação e apoio que foi de suma
importância para o desenvolvimento do TCC. A banca que participou da
concretização deste trabalho, Prof. Paulo Ricardo e Prof. Jefferson por todas as
suas orientações.
A Universidade Regional do Cariri – URCA com todo seu corpo docente e
administração que oportunizam a janela de hoje poder vislumbrar um horizonte de
ensino superior. A todos os professores que tive pelo desejo de ensinar e transmitir
todos o conhecimento adquirido no dia-a-dia, pelas várias orientações e cobranças
que me fizeram chegar até aqui. Aos demais professores marcantes em minha vida
por sua conduta e pelos conhecimentos transmitidos, Edmundo de Sá (in memoria),
Jorge Ishimaru e Gilvan de Melo.
Aos meus pais e irmãos pelo incentivo, amor e apoio em toda a minha vida,
onde sempre se empenharam ao máximo para me disponibilizar bons estudos. Ao
meu avô, que até hoje é meu maior exemplo de dedicação e superação, mostrando
que com força, fé e dedicação tudo é possível. A minha noiva Verônica Alencar pela
paciência, incentivo, e carinho que me ajudou bastante nessa jornada de formação.
Aos meus amigos acadêmicos Luciene Galdino, Everton Amorim, Thais
Bento, Tatiane Rodrigues, Fernanda Dias, Josyane Santos, Samuel Garcia, Cicero
Monteiro, Isaias Grangeiro e tantos outros que sempre me incentivaram e dedicaram
seu tempo para me ajudar nos estudos quando foi preciso.
Aos meus amigos que sempre me apoiaram; Lúcia Santos, Erinaldo Andrade,
Liziane Leite, Jose de Jesus, Girlânia Andrade, Leandro Sousa, Leonardo Sousa,
Alan Oliveira, Bruno Olímpio, Lucas Lima, Lucélia Santos, Thiago Santos, Edna
Ferreira, Edjane Ferreira, Raissa Nascimento, Silvana Fernandes, Andréa
Fernandes, Edilson de Sousa, Georgia Alencar, Larissa Ferreira, John Lenon Alves,
Tamires Oliveira, José Cicero de Oliveira.
E a todos que de forma direta ou indireta contribuíram para minha formação, o
meu muito obrigado.
6
“Diante de mim havia duas estradas.
Escolhi a menos percorrida.
Isso fez toda a diferença. ”
(Robert Frost)
7
RESUMO
Para possibilitar a locomoção das pessoas de um lugar para outro foram
criados vários caminhos sendo que isso vem acontecendo desde o tempo mais
remotos. Com o passar do tempo, esses caminhos sofreram evolução e viraram as
conhecidas estradas. Estas, por sua vez são estruturas formada atualmente por:
Sub leito, Leito, Base, Sub-base, Revestimento e Acostamento. Um dos grandes
responsáveis pela qualidade e durabilidade das estradas é a base e sub-base pois,
é nelas que são aplicados todos os esforços de tração de um automóvel quando
trafega. Assim, quando essa fase não é corretamente realizada esse tempo reduz e
ela passa a apresentar algumas deformações em sua estrutura. Nesse contexto este
trabalho teve como objetivo principal fazer um estudo do material utilizado na
execução da base pertencente a estrada do Barro Vermelho, na comunidade da
zona rural do município de Barbalha/CE, destacando alguns métodos de analises de
solo para com isso avaliar a qualidade final da obra. Dessa forma, foram realizados
os ensaios de: compactação (Proctor), CBR, expansibilidade, análise granulométrica
por peneiramento e ensaio físico para determinação dos limites de liquidez (LL) e
índice de plasticidade (IP). Pela realização dos ensaios identificou-se que, o solo
apresenta um bom grau de compactação e uma densidade aparentemente boa de
trabalhar. Em ralação a sua expansão identificou-se que está ainda abaixo do que
geralmente é pedido em especificações de projetos, com C.B.R. que não esperado
para o solo utilizado numa base de estrada, Já no ensaio de granulometria, a
amostra é constituída com mais de 70% de apenas uma característica. Vale
observar que, o solo teve um baixo índice de plasticidade, devido a isso não foi
possível realizar o ensaio de Limite de Liquidez (LL) e Limite de Plasticidade (LP).
Dessa forma, infere-se que o solo poderia ter sido melhorado onde suas
características não atendessem as normas e especificações segundo o DNIT.
Palavras-chave: estrada, base, sub-base, métodos de analises de solo.
8
ABSTRACT
To enable the mobility of people from one place to another were created
several ways and this has been happening since the earliest time. Over time, these
paths have undergone evolution and became known roads. These in turn are
structures currently comprised of: Sub bed, Bed, Base, Sub-base, coating and
Roadside. One of the great responsais the quality and durability of roads is the base
and sub-base because it is in them that are applied all tensile stresses when a car
travels. So when this phase is not performed correctly this time reduces and it begins
to show some strain on its structure. In this context, this work aimed to make a study
of the material used in the implementation of the base and sub-base belonging to the
road of Red Clay in Rural area of the community of the city of Barbalha / CE,
highlighting some methods of soil analysis for with thus evaluate the final quality of
the work. Thus, the tests were performed: compression (Proctor), CBR,
expandability, particle size analysis by sieving and physical testing to determine the
liquid limit (LL) and plasticity index (PI). For conducting the tests it was found that the
soil has a good degree of compression and a seemingly good density work. In
ralação its expansion it was identified that is still below what is generally application
in project specifications with C.B.R. not expected to soil used in road base
granulometry In the test, the sample consists of more than 70% of one characteristic.
It is worth noting that the soil has a low plasticity index, because it was not possible
to perform the test Liquidity limit (LL) and plasticity limit (LP). Thus, it appears that the
ground could have been improved where its characteristics did not meet the
standards and specifications according to DNIT.
Keywords: road base, sub-base soil analysis methods.
9
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Cargas no aplicadas no Pavimento ............................................................ 19
Figura 2: Seção Transversal Típica de Pavimento Flexível. ..................................... 21
Figura 3: Seção Transversal Típica de Pavimento Rígido. ....................................... 21
Figura 4: Imagem de alguns equipamentos utilizados para executar a base e sub-
base. ......................................................................................................................... 27
Figura 5: Peneiras para realização do ensaio de granulometria ............................... 33
Figura 10: Instrumentos utilizado para realização do Ensaio de compactação
(Proctor) .................................................................................................................... 42
Figura 11: A- Amostra do solo seco. B- Amostra do solo após ser inserido certa
quantidade de água ................................................................................................... 43
Figura 12: disposição da amostra no molde cilíndrico ............................................... 44
Figura 13: Compactação realizada na amostra coletada pelo método de Proctor .... 44
Figura 14: material compactado dentro do molde de cilindro .................................... 44
Figura 15: arrasado o material na altura exata do molde .......................................... 45
Figura 16: Disposição do molde cilíndrico na prensa ................................................ 50
Figura 17: Processo de leitura extensômetros do anel do dinamômetro ................... 50
Figura 18: Montagem do funil ao frasco de areia ...................................................... 53
Figura 19: A – Abertura do registro; B - Posicionamento do frasco com o funil em
cima da bandeja durante abertura do registro. .......................................................... 54
Figura 20: Processo de escavação e coleta do solo para amostra ........................... 56
Figura 21: Processo de finalização de escavação e coleta do solo .......................... 56
Figura 22: Pesagem da amostra coletada da estrada ............................................... 59
Figura 23: Montagem das peneiras para passagem amostra ................................... 60
Figura 24: Processo para passagem dos grãos pelas peneiras ................................ 60
Figura 25: Porção retida na peneira N° 10 (2.0 mm) ................................................. 61
Figura 26: Porção retida na peneira N° 40 (0,42 mm) ............................................... 61
Figura 27: Porção retida na peneira N° 200 (0,074 mm) ........................................... 62
10
LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Tabela de faixas de composição de estabilidade granulométrica ............. 24
Tabela 2: Coordenadas da Estrada do Barro Vermelho ............................................ 37
Tabela 3: Tabela para análise do umidimetro ........................................................... 41
Tabela 4: Resultado obtido no ensaio de compactação ............................................ 47
Tabela 5: Ensaio de C. B. R. ..................................................................................... 51
Tabela 6: Resultado do ensaio do cone com areia ................................................... 58
Tabela 7: Resultado obtido pelo método da estufa ................................................... 62
Tabela 8: Resultado da realização do ensaio de granulometria ................................ 63
Tabela 9: Resultados e comparações de todos os ensaios ...................................... 65
11
LISTA DE EQUAÇÕES
Equação 1: Formula do Limite de plasticidade .......................................................... 35
Equação 2: Equação do peso do solo úmido ............................................................ 45
Equação 3: Densidade do solo úmido ....................................................................... 45
Equação 4: Densidade do solo seco ......................................................................... 46
Equação 5: Equação do peso de água absorvido ..................................................... 49
Equação 6: Equação da massa especifica da areia .................................................. 54
Equação 7: Equação da massa de areia para preencher o cilindro .......................... 55
Equação 8: Equação da massa especifica da areia .................................................. 55
Equação 9: Equação da massa da areia necessária para encher o funil .................. 57
Equação 10: Equação da massa da areia deslocada que preencheu a cavidade do
terreno ....................................................................................................................... 57
Equação 11: Equação da massa específica aparente seca do solo “in situ” ............. 57
Equação 12: Equação do peso úmido ....................................................................... 60
12
LISTA DE SIGLAS
AASHTO American Associantion for State Highway and Transportation Officials
ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas
ASTM American Society for Testing Materials
BGS Brita Graduada Simples
CBR Californian Bearing Ratio
CNT Confederação Nacional de Transporte
DER Departamento de Estradas e Rodagem
DNER Departamento Nacional de Estradas e Rodagem
DNIT Departamento Nacional de Infraestrutura e Transporte
Dss Densidade do solo seco
Dsu Densidade do solo úmido
H Umidade
IP Índice de Plasticidade
ISC Índice de Suporte Califórnia
LL Limite de Liquidez
LP Limite de Plasticidade
MCT Miniatura compactado Tropical
Mesp Massa especifica aparente da areia
M h Massa do solo extraído da cavidade do terreno
MIT Massachusetts Institute os Technology
Mss Massa do solo seco
Mw Massa úmida
M1 Massa necessária para encher o funil
M2 Massa de areia resultante no funil
M3 Massa de areia deslocada
M4 Massa da areia que preenche o cilindro de volume conhecido
M6 Massa da areia que preencheu o cilindro
NBR Norma Brasileira
Paa Peso de água absorvida após a drenagem
Ph Peso úmido
Php Peso úmido passado na peneira
13
Phr Peso retido na peneira
Pm Peso do molde
Psb Peso do solo bruto
Psm Peso do solo úmido
Psu Peso do solo úmido
V Volume
Vm Volume do molde
SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO ................................................................................................... 15
1.2. JUSTIFICATIVA .............................................................................................. 16
1.3. OBJETIVOS .................................................................................................... 16
1.3.1- GERAL: .......................................................................................................... 16
1.3.2- ESPECÍFICOS: ............................................................................................... 16
1.4. METODOLOGIA ............................................................................................. 17
2. REFERENCIAL TEÓRICO ................................................................................. 17
2.1. PAVIMENTOS ................................................................................................. 17
2.1.1. FUNÇÃO DO PAVIMENTO ......................................................................... 18
2.2. CONDIÇÕES FÍSICAS DOS PAVIMENTOS ATUALMENTE ......................... 19
2.3. CLASSIFICAÇÃO ........................................................................................... 20
2.3.1. PAVIMENTOS FLEXÍVEIS .......................................................................... 20
2.3.2. PAVIMENTOS RÍGIDOS ............................................................................. 21
2.3.3. PAVIMENTOS SEMI-RÍGIDOS (SEMI-FLEXÍVEIS) .................................... 22
2.3. ESTRUTURA DE UMA ESTRADA ................................................................. 22
2.4. BASE E SUB-BASE ....................................................................................... 22
2.4.1. CAMADAS ESTABILIZADAS GRANULOMETRICAMENTE ..................... 23
2.4.1.1. ESTABILIZAÇÃO DA SUB-BASE ........................................................... 23
2.4.1.2. ESTABILIZAÇÃO DA BASE .................................................................... 24
2.5. EXECUÇÃO .................................................................................................... 25
2.5.1. SUB-BASE .................................................................................................. 25
2.5.2. BASE ........................................................................................................... 26
2.5.3. EQUIPAMENTOS UTILIZADOS NA EXECUÇÃO ...................................... 26
2.6. IMPORTÂNCIA DO CONTROLE TECNOLÓGICO DA APLICAÇÃO DE
BASE E SUB-BASE ................................................................................................. 27
2.7. TIPOS DE ENSAIOS A SEREM UTILIZADOS ............................................... 28
2.7.1. TESTE UMIDÍMETRO OU SISTEMA “SPEEDY” ....................................... 29
2.7.2. ENSAIO DE COMPACTAÇÃO DO SOLO (PROCTOR) ............................. 30
2.7.3. ENSAIO DE EXPANSIBILIDADE ................................................................ 31
2.7.4. ENSAIO CBR – CALIFORNIAN BEARING RATIO ..................................... 31
2.7.5. ENSAIO DO FRASCO DE AREIA ............................................................... 32
2.7.6. ENSAIO DE GRANULOMETRIA ................................................................. 32
2
2.7.7. ENSAIO DE LIMITE DE LIQUIDES E LIMITE DE PLASTICIDADE............ 34
3. MATERIAIS E MÉTODOS .................................................................................. 36
3.1. ESTRADA DO BARRO VERMELHO ............................................................. 36
3.2. COLETA DE MATERIAL ................................................................................ 38
3.3. ENSAIOS REALIZADOS EM LABORATÓRIO .............................................. 39
3.3.1. TESTE UMIDÍMETRO OU SISTEMA “SPEEDY” ....................................... 40
3.3.1.1. REALIZAÇÃO DO ENSAIO ..................................................................... 40
3.3.1.2. RESULTADOS OBTIDOS ........................................................................ 41
3.3.2. ENSAIO DE COMPACTAÇÃO DO SOLO (PROCTOR) ............................. 42
3.3.2.1. REALIZAÇÃO DO ENSAIO ..................................................................... 43
3.3.2.2. RESULTADOS OBTIDOS ........................................................................ 45
3.3.3. ENSAIO DE EXPANSIBILIDADE ................................................................ 48
3.3.3.1. REALIZAÇÃO DO ENSAIO ..................................................................... 48
3.3.4. ENSAIO CBR – CALIFORNIAN BEARING RATIO ..................................... 49
3.3.4.1. REALIZAÇÃO DO ENSAIO ..................................................................... 49
3.3.4.2. RESULTADOS OBTIDOS ........................................................................ 50
3.3.5. MÉTODO DO FRASCO DE AREIA ............................................................. 52
3.3.5.1. REALIZAÇÃO DO ENSAIO ..................................................................... 53
3.3.5.2. RESULTADOS OBTIDOS ........................................................................ 58
3.3.6. ENSAIO DE GRANULOMETRIA ................................................................. 59
3.3.6.1. REALIZAÇÃO DO ENSAIO ..................................................................... 59
3.3.6.2. RESULTADOS OBTIDOS ........................................................................ 63
3.3.7. ENSAIO DO LIMITE DE LIQUIDEZ (LL) E LIMITE DE PLASTICIDADE
(LP).............................................................................................................................64
4. ANALISE DE TODOS OS RESULTADOS ......................................................... 65
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS ............................................................................... 66
REFERÊNCIA ........................................................................................................... 67
15
1. INTRODUÇÃO
Desde o início da história da humanidade, o homem sempre precisou se
locomover de um lugar para outro, hora em busca de comida e abrigo, hora para
fugir de animais predadores. Com o passar dos tempos e com o crescimento e
evolução da humanidade esses caminhos precisaram apresentar melhores
condições de locomoção.
Entretanto, essa necessidade aumentou ainda mais com o surgimento da
roda que foi evoluindo para charretes, carroças até chegar aos dias atuais com os
carros. Para que eles pudessem transitar pela região sem maiores dificuldades foi
necessário que esses caminhos fossem mais largos e firmes, assim se iniciou a
construção das primeiras estradas.
Uma estrada geralmente é definida como uma via ou caminho onde possam,
animais ou veículos trafegarem e que possa ligar um ou mais pontos a outro. Sua
estrutura atualmente é formada por: sub leito, leito, base, sub-base, revestimento e
acostamento sendo que destes, a base e sub-base são uma das fases de grande
importância para a durabilidade da estrada.
É na base é sub-base que são aplicados todos os esforços de tração de um
automóvel quando trafega, assim ela é responsável em muitas vezes pelo tempo de
vida e qualidade da estrada, quando essa fase não é corretamente realizada esse
tempo reduz e ela passa a apresentar algumas deformações em sua estrutura, como
os conhecidos buracos.
Nesse contexto este trabalho tem como objetivo principal fazer um estudo dos
materiais utilizados na execução da base pertencente a estrada do Barro Vermelho,
na comunidade da zona rural do município de Barbalha/CE, destacando alguns
métodos de analises de solo para com isso avaliar a qualidade final da obra.
Dessa forma esse estudo pode ser utilizado afim de apresentar uma
melhoraria consideravelmente a vida útil da estrada e consequentemente trazer
economia para o município.
16
1.2. JUSTIFICATIVA
Considerando que segundos dados da Confederação nacional de transporte
(CNT) 2011 apud. Barros (2013), onde relata que 57,4% das estradas encontram-se
em condições gerais regulares, ruins ou péssimas e 42,6% são consideradas ótimas
ou boas e que de acordo com as normas da Associação Brasileira de Normas
Técnicas (ABNT 9781/2013). O pavimento é destinado a gerar economia de gastos
e ao mesmo tempo resistir aos esforços verticais produzidos pelo sistema viário.
Com isso pode-se notar que o objetivo principal do pavimento é apresentar melhores
condições de rolamento ao dirigir e a segurança das pessoas que trafegam naquela
estrada gastando o mínimo possível.
Para alcançar esse objetivo a base e sub-base exercem um papel
extremamente importante, pois são os grandes responsáveis por absorver a maior
parcela de esforços gerados pelo trafego de veículos, onde eles realizam a
distribuição das cargas absorvidas por todo o pavimento, assim eles possuem
grande influência na qualidade e durabilidade da estrada, mais conhecida como seu
tempo de vida.
Quando se faz o estudo dos solos para então executar a estrada é possível
reduzir os gastos da execução ao máximo e fazer com que a ela dure por mais
tempo, já que, realizando-se um adequado estudo do solo a ser utilizado na
execução da base e sub-base pode-se verificar se este é adequado e caso não
sendo fazer-se a devidas correções no mesmo.
1.3. OBJETIVOS
1.3.1- Geral: Avaliar por ensaios de laboratório a qualidade do solo utilizado
na execução da base e sub-base da estrada do Barro Vermelho, na comunidade da
zona Rural do município de Barbalha/CE.
1.3.2- Específicos:
1: Descrever o conceito, função e classificação dos pavimentos.
2: Determinar através de ensaios de laboratório as características do solo
utilizado na confecção da base.
3: Identificar as principais deficiências do solo utilizado em relação aos
parâmetros estabelecidos pelas normas.
17
1.4. METODOLOGIA
Estudo de caso.
Coleta do material utilizado na execução da base da estrada.
Ensaios realizados no laboratório com o solo:
- Umidade pelo método do Speedy.
- Compactação do solo (Proctor).
- Ensaio de expansibilidade.
- Ensaio de CBR.
- Ensaio do frasco de areia.
- Ensaio de granulometria por peneiramento.
- determinação do Limite de Liquidez (LL) e Limite de Plasticidade (LP).
Apresentar resultados das características do solo.
2. REFERENCIAL TEÓRICO
2.1. Pavimentos
Criado para suprir as necessidades das pessoas de se locomoverem de um
lugar para o outro a estradas ou pavimento são instrumentos de grande importância
para sociedade. De acordo com Bandeira e Floriano (2004), atualmente é impossível
imaginar a civilização sem os pavimentos, pois:
“Por meio delas são transportadas as safras agrícolas e os insumos necessários para produzi-las, os insumos e produtos industriais, quase toda a produção intelectual humana impressa, notícias em jornais e revistas, máquinas, combustíveis, produtos minerais e toda espécie de coisa material que se possa imaginar que a humanidade utilize; além disso, são as principais vias de transporte de pessoas em curta e média distância. ”
Atualmente o pavimento possui várias definições sendo que dentre elas
destacam-se alguns importantes. Segundo Santana (1993 apud. MARQUES, 2006),
O pavimento é uma estrutura construída sobre a superfície obtida pelos serviços de
terraplanagem com a função principal de fornecer ao usuário segurança e conforto,
que devem ser conseguidos sob o ponto de vista da engenharia, isto é, com a
máxima qualidade e o mínimo custo.
18
De acordo com a NBR 7207 (1982), da Associação Brasileira de Normas
Técnicas (ABNT):
“O pavimento é uma estrutura construída após a terraplenagem e destinada economicamente e simultaneamente em seu conjunto a: resistir e distribuir ao subleito os esforços verticais produzidos pelo tráfego; melhorar as condições de rolamento quanto à comodidade e segurança; e resistir aos esforços horizontais que nele atuam tornando mais durável a superfície de rolamento. ”
Também podem ser definidos como: Uma estrutura de múltiplas camadas
finas, construídas sobre a terraplenagem, destinada a resistir aos esforços oriundos
do trafego de veículos e do clima, e a propiciar aos usuários melhorias nas
condições de rolamento, com conforto, economia e segurança (BERNUCCI et al,
2006 Apud COUTO, 2009).
2.1.1. Função do pavimento
Segundo Medeiros (2009), as principais funções do pavimento podem ser
assim enumeradas:
a) Resistir e distribuir ao subleito os esforços residuais oriundos da ação do tráfego.
b) Resistir aos esforços horizontais, tornando mais durável a superfície de
rolamento.
c) Melhorar as condições de rolamento, quanto ao conforto e a segurança dos
usuários.
Quando o pavimento é solicitado por uma carga de veículo Q, que se desloca
com uma velocidade V, recebe uma tensão vertical So (de compressão) e uma
tensão horizontal To (de cisalhamento), conforme figura 01 (SANTANA, 1993 apud.
MARQUES, 2006). Ainda de acordo com Marques (2006), a variadas camadas
componentes da estrutura do pavimento também terão a função de diluir a tensão
vertical aplicada na superfície, de tal forma que o sub-leito receba uma parcela bem
menor desta tensão superficial (p1) sendo que essa tensão tenha coesão mínima.
19
Figura 1: Cargas no aplicadas no Pavimento Fonte: SANTANA (1993 Apud. MARQUES, 200?)
2.2. Condições físicas dos pavimentos atualmente
Ao analisar a situação dos pavimentos, é comum se verificar a existência de
grandes problemas nessa área. Destes os mais preocupantes são o péssimo estado
de conservação das estradas e a falta de suas construções em muitas cidades do
país. Segundo dados da Confederação nacional de transporte (CNT) em 2011, a
malha rodoviária brasileira possui uma extensão de 212.738 km de rodovias
pavimentadas e 1.368.226 km não pavimentadas (BARROS, 2013). Ainda de acordo
com o autor, em outra pesquisa realizada pela mesma CNT 57,4% das estradas
encontram-se em condições gerais regulares, ruins ou péssimas e 42,6% são
consideradas ótimas ou boas.
De acordo com DERT/SP (2013), a grande preocupação dos técnicos que
atuam na área de conservação rodoviária é a manutenção da rede existente em
padrões aceitáveis de qualidade, conforto e segurança a custos reduzidos.
Entretanto, o elevado nível de deterioração da rede rodoviária devido à idade
avançada dos pavimentos, associada às deficiências de manutenção preventiva e a
escassez de recursos financeiros, impossibilitam a conservação da rede (DERT/SP,
2013). Isso porque as rodovias em sua grande maioria, foram implantadas há mais
de 50 anos, sem a existência de acostamentos pavimentados e isso contribui para a
ocorrência de erosão das bordas do pavimento, além da degradação da estrutura
pela sorção de umidade (DERT/SP, 2013).
Outro fator que também contribui para a deterioração do pavimento segundo
o DERT/SP (2013), é que eles foram implantados em uma época onde se
20
desconhecia a Metodologia MCT1, portanto muitas das estruturas foram executadas
com materiais inapropriados em termos mecanicistas e hídricos e/ou materiais
incompatíveis com as características geotécnicas da região.
Em relação a falta de construção das estradas, Villibor (2000 apud Souza,
2007) lembra, o déficit de pavimentos urbanos é grande em quase todas as cidades
brasileiras, abrangendo desde vias principais de cidades de grande porte até vias de
circulação de distritos e conjuntos habitacionais. Souza (2007) ressalta que, em
outras regiões do país a situação quanto ao déficit de pavimentos urbanos é
agravada ainda mais, demostrando a necessidade e a importância do
desenvolvimento de uma tecnologia de pavimentação que minimize os custos de
implantação destes pavimentos.
2.3. Classificação
Os pavimentos podem ser classificados em: Pavimento flexível, Pavimento
Rígido e pavimento Semi-flexivel.
2.3.1. Pavimentos flexíveis
De acordo com a NBR 7207/82 da ABNT os pavimentos flexíveis são
constituídos por camadas que não trabalham a tração, exceção feita ao revestimento
que pode ou não suportar esse tipo de esforço (BARROS, 2013). Normalmente são
constituídos de revestimento betuminoso delgado sobre camadas puramente
granulares (MARQUES, 2006). Ainda de acordo com Marques (2006), a capacidade
de suporte é função das características de distribuição de cargas por um sistema de
camadas superpostas, onde as de melhor qualidade encontram-se mais próximas da
carga aplicada. Um exemplo de uma seção típica pode ser visto na figura 02, a
seguir.
1 Miniatura Compactado Tropical
21
Figura 2: Seção Transversal Típica de Pavimento Flexível.
Fonte: MARQUES (2006)
Ao analisar a figura 02 identifica-se que essa estrutura é formada por
diferentes tipos de camadas sendo que destas as principais são: revestimento
(asfáltico), base, sub-base, reforço do subleito e regularização do subleito. É
importante lembrar que todas essas camadas são colocadas sobrepostas ao
subleito, dessa forma o subleito é responsável por receber todos os esforços
aplicados das camadas anteriores.
2.3.2. Pavimentos rígidos
Para Marques (2006), a determinação da espessura é conseguida a partir da
resistência à tração do concreto e são feitas considerações em relação à fadiga,
coeficiente de reação do sub-leito e cargas aplicadas. São pouco deformáveis com
uma vida útil maior. O dimensionamento do pavimento flexível é comandado pela
resistência do sub-leito e do pavimento rígido pela resistência do próprio pavimento.
Seção característica pode ser visto na figura 03.
Figura 3: Seção Transversal Típica de Pavimento Rígido. Fonte: MARQUES (2006)
22
2.3.3. Pavimentos semi-rígidos (semi-flexíveis)
Situação intermediária entre os pavimentos rígidos e flexíveis. É o caso das
misturas solo-cimento, solo-cal, solo-betume dentre outras, que apresentam
razoável resistência à tração (MARQUES, 2006).
2.3. Estrutura de uma estrada
Segundo a NBR 7207 (1982), os pavimentos são constituídos por quatro
camadas principais, assim definidas:
1. Subleito: é o terreno de fundação do pavimento ou do revestimento.
2. Sub-base: é uma camada corretiva do subleito, ou complementar a base, quando
por qualquer circunstância não seja aconselhável construir diretamente sobre o
leito obtido pela terraplenagem.
3. Base: é uma camada destinada a resistir e distribuir os esforços oriundos dos
veículos sobre a qual se constrói um revestimento,
4. Revestimento: a camada, tanto quanto possível impermeável, que recebe
diretamente a ação do rolamento dos veículos, que se destina, econômica e
simultaneamente: a melhorar as condições do rolamento quanto à comodidade e
segurança; a resistir aos esforços horizontais que nele atuam, tornando mais
durável a superfície do rolamento.
2.4. Base e sub-base
São as camadas que absorvem a maior parte dos esforços oriundos do
tráfego de veículos, distribuindo de forma atenuada à camada de subleito. Devido a
isso tem importância direta na qualidade e durabilidade das rodovias. Por estar
sempre exposta a grandes cargas essas camadas possuem em suas composições
matérias que apresentam boa características mecânicas podendo resistir às cargas
sem apresentar deformação considerável que prejudique o pavimento (DNIT, 2006
apud Barros, 2013).
Os materiais utilizados nas camadas estruturais do pavimento são
usualmente constituídos por agregados, solos e, eventualmente, aditivos como
23
cimento, cal, emulsão asfáltica, entre outros, podendo ser classificados segundo o
seu comportamento frente aos esforços em: materiais granulares e solos,
estabilizados quimicamente ou cimentados e materiais asfálticos (BERNUCCI,
2006).
Os materiais granulares são aqueles que não possuem coesão e que não
resistem à tração, trabalha eminentemente aos esforços de compressão. Os
materiais mais empregados são: Brita graduada simples (BGS), brita corrida,
macadame hidráulico, macadame a seco, misturas estabilizadas
granulometricamente, solo natural, solo agregado, solo melhorado com cimento e
solo melhorado com cal (BERNUCCI, 2006).
2.4.1. Camadas estabilizadas granulometricamente
A estabilização de um solo pode ser definida como sendo a alteração de
qualquer uma de suas propriedades, de forma a melhorar seu comportamento sob o
ponto de vista da engenharia. Consiste em um tratamento artificial, por um processo
físico, químico ou físico-químico, tornando o solo estável para os limites de sua
utilização, e ainda fazendo com que a estabilização permaneça sob a ação de
cargas exteriores e também sob ações climáticas variáveis (BARROS, 2013).
2.4.1.1. Estabilização da Sub-base
Para que a sub-base se encontre em estabilidade granulometrica, esta deve
estar com as suas camadas granulares de pavimentação executada sobre o subleito
ou reforço do subleito, devidamente regularizadas e compactadas (DNIT, 2009).
Desse modo, para que o material atinja sua estabilidade granulométrica,
deve-se atender alguns requisitos, segundo o DER/PR (2005), estas são:
Os materiais utilizados como base devem ser isentos de materiais vegetais
e impurezas prejudiciais;
O índice de suporte Califórnia determinado segundo método do DNER-ME
49/94, deve ser de, no mínimo, 30%. A energia de compactação utilizada
pode ser a intermediaria ou a modificada, na independência do tipo de
material a ser empregado.
A expansão obtida no referido ensaio deve ser, no máximo, de 0,5%.
24
O diâmetro máximo de partículas deve ser de 2”.
O índice de grupo deve ser igual a zero.
2.4.1.2. Estabilização da base
Segundo DNIT (2010), esse processo ocorre mediante emprego de energia
de compactação adequada, de forma a se obter um produto final com propriedades
adequadas de estabilidade e durabilidade.
Para que o material atinja sua estabilidade granulométrica, este devem
atender alguns requisitos, conforme indicações DER/PR (2005), estas são:
Os materiais utilizados como base devem ser isentos de materiais vegetais
e impurezas prejudiciais;
A composição de cada estabilidade granulométricamente devem estar
enquadradas em uma das seguintes faixas, conforme tabela abaixo:
Tabela 1: Tabela de faixas de composição de estabilidade granulométrica
PENEIRA % PASSANDO, EM PESO
ASTM mm l ll lll lV V VI
2” 50,8 100 100 - - - -
1” 25,4 - 75-90 100 100 100 100
3/8” 9,5 30-65 40-75 50-85 60-100 - -
N° 4 4,8 25-55 30-60 35-65 50-85 55-100 70-100
N° 10 2,0 15-40 20-45 25-50 40-70 40-100 55-100
N° 40 0,42 8-20 15-30 15-30 25-45 20-50 30-70
N° 200 0,074 2-8 5-15 5-20 5-20 6-20 8-25
Fonte: Departamento de Estradas e Rolagem / PR
A porcentagem de material que passa na peneira n° 200 não deve
ultrapassar a 2/3 da porcentagem que passa na peneira n° 40.
O agregado retido na peneira n° 10 não deve ter partículas moles nem
impurezas nocivas, devendo apresentar perda máxima no ensaio de Los
Angeles (método DNER-ME 35/98) de 55%. Aspectos particulares
relacionados a este requisito são abordados no Manual de execução.
25
O limite de liquidez (DNER-ME 122/94) deve ser igual ou inferior a 25%, e o
índice de plasticidade (DNER-ME 82/94) igual ou inferior a 6%.
O índice de suporte Califórnia (DER-ME 49/94), deve apresentar os
seguintes valores mínimos:
a) Para N ≤ 5 X 106= 60%;
b) Para N > 5 x 106= 80%;
c) A energia de compactação pode ser intermediaria ou a modificada, na
dependência do tipo de material empregado.
A expansão medida no ensaio do ISC não deve ser superior a 0,3%.
Pode ser admitida a utilização de outros materiais, conforme determinado
no manual de execução.
2.5. Execução
2.5.1. Sub-Base
Fase que se dá após a regularização do sub-leito, sendo esta também um dos
atuantes principais na recepção das cargas transmitidas ao pavimento pelos
automóveis. Desse modo, a execução da sub-base pode compreendida como,
segundo DNIT (2010, p. 3):
“A execução de sub-base pode ser compreende as operações de mistura e pulverização, umedecimento ou secagem dos materiais, em uma usina ou em uma pista, seguidas de espalhamento, compactação e acabamento, realizadas na pista devidamente preparada, na largura desejada, nas quantidades que permitam, após a compactação, atingir a espessura projetada. ”
Para sua realização de forma correta deve-se de início tomar algumas
medidas. De acordo com DER/SP (2006), a sub-base só pode ser executada
quando a camada subjacente estiver liberada quanto aos requisitos de aceitação de
materiais e execução, desse modo, a superfície deve estar perfeitamente limpa,
desempenada e sem excessos de umidade.
Segundo T & A Blocos e Pisos (2004), a cota final dessa camada não deve
variar mais do que 2,0cm em relação ao que foi especificado no projeto. Outro dado
a se observar de acordo com o DNIT (2010), é a espessura mínima adotada para a
camada de sub-base, sendo está no valor de 10cm. Caso ocorra a essa
necessidade de empregar uma espessura de camada maior, deve-se realiza-las por
26
meio do uso de camadas parciais, sendo que destas o máximo total permitido é de
20cm.
2.5.2. Base
Para esta parte, feita posterior a execução de sub-base, sua espessura
mínima também é de 10 cm, entretanto, vale observar que, esta é uma das grandes
responsáveis pela absolvição e distribuição para as outras camas as cargas
empregadas ao pavimento.
Desse modo, essa camada deve apresentar um perfil semelhante ao da
superfície final do pavimento, não devendo ter variações superiores a 2,0cm, em
relação às cotas de projeto e prevendo inclinações de 2% a 3% no pavimento, para
que se permita a drenagem de águas pluviais (T & A Blocos e Pisos, 2004).
Vale lembrar que, durante todo o tempo de execução da base, os materiais e
os serviços devem ser protegidos contra a ação destrutiva das águas pluviais, do
trânsito e de outros agentes que possam danificá-los (DER/SP, 2006).
2.5.3. Equipamentos utilizados na execução
O equipamento básico para a execução da sub-base ou base estabilizada
granulometricamente de acordo com as recomendações do DER/SP (2006)
compreende as seguintes unidades:
a) Caminhões para transporte dos materiais, com caçamba basculante;
b) Pá-carregadeira;
c) motoniveladora equipada com escarificador, com dispositivos para controle
de profundidade;
d) Caminhão tanque irrigador de água, com no mínimo 6.000 litros de
capacidade, equipado com moto-bomba capaz de distribuir água sob
pressão regulável e de forma uniforme;
e) Trator agrícola com arados e grade de discos;
f) Compactador vibratório portátil ou sapo mecânico;
g) Duas réguas de madeira ou metal, uma de 1,20 e outra de 3,00 m de
comprimento;
27
h) Compactador vibratório portátil ou sapos mecânicos, uso eventual;
i) Rolo de pneus de pressão variável;
j) Rolo vibratório liso, ou corrugado;
k) Rolo estático tipo pé de carneiro;
l) Pequenas ferramentas, tais como pás, enxadas, garfos, rastelos etc.;
Assim, para melhor compreensão dos equipamentos utilizados na execução
de base e sub-base, a imagem a seguir traz alguns dos mais utilizados em obras de
pavimentação.
Figura 4: Imagem de alguns equipamentos utilizados para executar a base e sub-base.
Fonte: Fortes (2015)
2.6. Importância do controle tecnológico da aplicação de base e sub-base
Atualmente as rodovias brasileiras se encontram com grandes problemas
estruturais e de manutenção, sendo estes, fruto do mal gerenciamento na execução
da obra ou devido a sua precária manutenção. De acordo com Barros (2013), o
principal tipo de pavimento das rodovias brasileiras é flexível com revestimento
28
asfáltico, onde encontram-se deteriorados por motivos de má execução da obra e
pela falta de manutenção dessas.
Como citado anteriormente que a malha rodoviária brasileira possui uma
extensão de 212.738 km de rodovias pavimentadas e 1.368.226 km não
pavimentadas. Dessa forma pode-se identificar que além dos problemas de
execução e manutenção existentes ainda é grande a necessidade da construção de
estradas no país, o que agrava ainda mais a situação da malha viária brasileira.
Assim, afim de amenizar essas condições realizar o controle tecnológico de
aplicação da base e sub-base torna-se um processo de grande importância durante
a execução de um pavimento. Segundo Proussler (2007), o controle tecnológico das
obras de pavimentação tem uma influência relevante no sucesso do
empreendimento, pois garante o desempenho da estrutura em conformidade com as
premissas do projeto e, consequentemente, a eficiente aplicação dos recursos
públicos ou privados.
De acordo com DNIT (2010), o controle da execução da sub-base estabilizada
granulometricamente deve ser exercido através de coleta de amostras, ensaios e
determinações feitas de maneira aleatória, de acordo com o Plano de Amostragem
Variável.
2.7. Tipos de ensaios a serem utilizados
De acordo com o DNIT (2009), os materiais utilizados na execução da sub-
base devem ser rotineiramente examinados, mediante a execução dos seguintes
procedimentos:
Ensaios de caracterização do material espalhado na pista pelos métodos
DNER-ME 080/94, DNERME 082/94 e DNER/ME 122/94, em locais
determinados aleatoriamente.
Ensaios de compactação pelo método DNER-ME 129/94, com energia
indicada no projeto, com material coletado na pista, em locais determinados
aleatoriamente.
Ensaios de Índice Suporte California - ISC e expansão pelo método DNER-
ME 049/94, na energia de compactação indicada no projeto para o material
coletado na pista, em locais determinados aleatoriamente.
29
Ainda segundo o DNIT (2009), na avaliação do processo de execução do
pavimento devem ser realizados os seguintes experimentos:
Ensaio de umidade higroscópica do material, imediatamente antes da
compactação, por camada, para cada 100 m de pista a ser compactada,
em locais escolhidos aleatoriamente (métodos DNER-ME 052/94 ou DNER-
ME 088/94).
Ensaio de massa específica aparente seca “in situ” para cada 100 m de
pista, por camada, determinada pelos métodos DNER-ME 092/94 ou
DNER-ME 036/94, em locais escolhidos aleatoriamente.
Para dar maior fixação desses processos de controle serão descritos alguns
dos ensaios mais utilizados para avaliação da execução das camadas de base e
sub-base de um pavimento.
2.7.1. Teste umidímetro ou sistema “Speedy”
Atualmente este é um dos métodos mais utilizados para determinação do teor
de umidade, isso se deve pela facilidade de realizar o ensaio como também, pela
velocidade na obtenção dos resultados. De acordo com Almeida (2005), a
determinação do teor de umidade de solos e agregados miúdos com utilização do
aparelho “Speedy” tem base na reação química da água existente em uma amostra
com o carbureto de cálcio, realizada em ambiente confinado.
CaC2 + 2 H2O Æ C2 H2 + Ca (OH)2
(Carbureto de cálcio + água → acetileno e hidróxido de cálcio)
Ainda segundo Almeida (2005), o gás acetileno ao expandir-se gera pressão
proporcional à quantidade de água existente na amostra, assim, é feita a leitura
dessa pressão em um manômetro o que permite a avaliação da quantidade de água
existente em uma amostra, e consequentemente, o seu teor de umidade.
Desse modo, executar o método do Speedy torna-se imprescindível para o
bom andamento da obra, já que ao identificar a umidade ótima necessária pode-se
fazer as correções necessária que o solo possa necessitar. Segundo Altoé et al.
(2015), em obras de construção civil é evidente a importância de determinar o
30
percentual de umidade existente no solo antes de sua inicialização para assim
corrigir–ló se necessário, no começo da obra para assim, evitar possíveis patologias
causadas pelo escesso ou escassez de agua no solo.
Assim, controlar o teor de umidade do solo, conforme destaca Silva (2008) é
vital para uma compactação apropriada, pois, a umidade age como um lubrificante
dentro do solo, fazendo as partículas se ajustarem. Desse modo, muita pouca
umidade significa compactação inadequada, já que as partículas não podem se
mover entre si para alcançar maior densidade, já o excesso de umidade deixa água
preenchendo espaços vazios e, subsequentemente, diminui a capacidade de
suportar carga (SILVA, 2008).
2.7.2. Ensaio de compactação do solo (Proctor)
Juntamente com o método do Speedy o ensaio de compactação também é
bastante utilizado nas obras de construção civil, especial nas relacionadas a
execução de pavimentos. Isso ocorre devido à grande necessidade de avaliar
constantemente as camadas que estão sendo compactadas na base e sub-base de
uma estrada.
De acordo com Souza (2014), o método de Proctor divulgado em 1933 pelo
engenheiro Ralph R. Proctor, tem como princípio básico realizar o controle de
compactação onde, a densidade em que um solo é compactado com uma
determinada energia de compactação depende da umidade do solo no momento da
compactação.
Dessa maneira, o ensaio consiste na compactação de uma amostra de um
solo em um molde afim de, determinar o teor de água e o peso do volume seco
(Santos, 2008). Contudo, vale destacar também que, o ensaio de compactação é
normatizado pela NBR 7182/1986 e a continua realização destes procedimentos
com diferentes umidades possibilitar a realização do gráfico da curva de
compactação.
Souza (2014) destaca ainda que, há três tipos de ensaio Proctor: Normal,
Intermediário e Modificado, e a diferença entre eles está basicamente na variação de
energia utilizada na compactação devido ao maior número de golpes com o soquete.
31
2.7.3. Ensaio de Expansibilidade
O solo é um sistema particulado composto de partículas sólidas e espaços
vazios, os quais podem estar parcialmente ou totalmente preenchidos com água,
assim, as deformações dos solos podem ser atribuídas, de maneira genérica, a três
causas principais (MARANGON, 2009):
Compressão das partículas sólidas;
Compressão dos espaços vazios do solo, com a consequente expulsão da
água (no caso de solo saturado);
Compressão da água (ou do fluido) existente nos vazios do solo.
Dessa forma, conhecendo-se o grau de expansão/compressão de um solo é
possível identificar suas possiveis deformações e corrigi-las. Assim, utilizando a
definição da Norma DNIT 160/2012, este ensaio pode ser definido como um ensaio
por meio do qual se determina o aumento do volume que certos solos apresentam,
quando em contato com a água ou quando reduzida a pressão sobre eles
(SOUZA,2014).
2.7.4. Ensaio CBR – Californian Bearing Ratio
Conforme relatos de Porter (1950 apud, Moura, 2009), o ensaio Califórnia
Bearing Ratio – CBR desenvolveu-se devido a observações realizadas pelo DER da
Califórnia, no final da década de 20, sobre a forma de ruptura das rodovias daquele
estado. A partir daí, identificou-se que a espessura insuficiente do revestimento e a
existência de material granular sobre um subleito de baixa capacidade de suporte
(tanto pela natureza do solo como pela falta de compactação) são responsáveis pela
ruptura à fadiga.
Com base nessas observações em campo, em 1929, desenvolveu-se o
ensaio de CBR para determinar a resistência do material ao deslocamento lateral,
tipo de ruptura mais frequente nas rodovias da Califórnia, medindo a influência
combinada da coesão e do ângulo de atrito (PORTER, 1950 apud, MOURA, 2009).
Dessa forma este ensaio é realizado com base na penetração de um pistão
em uma amostra de solo já compactado. Assim, no ensaio segundo Souza (2014), é
32
medida a resistência à penetração com velocidade de 1,27mm/minuto por um
período de 6 minutos de um pistão 19,4cm² de seção transversal na amostra
saturada pela imersão em água submetida anteriormente pelo Ensaio de Proctor.
Durante a ocorrência desse processo são feitas anotações da pressão
apresentada no manômetro e a penetração a cada 30 segundos, até o final de 6
minutos.
2.7.5. Ensaio do frasco de areia
Bastante utilizado nas obras de execução de terraplenagem, este ensaio
apresenta também grande importância, pois com ele é possível determinar a massa
especifica aparente do solo, sendo este aplicado para qualquer tipo de solo que
possibilite sua escavação. Segundo a secretaria de serviços públicos da prefeitura
de Recife (2003), este ensaio pode ser aplicado a solos de qualquer granulação,
contendo ou não pedregulhos, que possam ser escavados com ferramentas de mão
e cujos vazios naturais sejam suficientemente pequenos, de forma a evitar que a
areia usada no ensaio penetre nos mesmos.
Dessa forma, a realização do ensaio é feita da seguinte forma, de acordo com
o Manual da Multiquip (2004), faz-se um buraco de 6”(15cm) por 6”(15cm) de
profundidade, retira-se o solo e pesa-o, depois é feito enchimento do buraco com
areia seca vinda de um jarro ou cone de areia, então é feita a pesagem do jarro/cone
de areia e determina-se a densidade do solo.
Para realização do cálculo divide-se, o peso seco do solo removido pelo
volume de areia necessária para encher o buraco, então, encontra-se a densidade
do solo compactado que posteriormente é comparada à densidade máxima do
ensaio Proctor, o que nos dá a densidade relativa do solo compactado (Manual da
Multiquip, 2004).
2.7.6. Ensaio de granulometria
Este teste tem como princípio classificar o solo em relação aos seus
componentes de agregados. Dessa forma, para o teste de granulometria do material
é realizado o peneiramento da amostra trazida para o laboratório, utilizado as
seguintes peneiras:
33
Quadro 1: Numeração das peneiras para passagem da amostra
PENEIRAS
Pol. Mm
2 50.8
1 25.4
3/8 9.5
N° 4 4.8
N° 10 2.0
N° 40 0,42
N° 60 0.14
N° 200 0.074 Fonte: Pereira. J. A. (2015)
Vale lembrar que, na execução do experimento não deve ser forçado a
passagem das partículas para evitar uma classificação errônea do solo, desse
modo, deve-se permitir a sua livre passagem pela peneira. Assim, na imagem a
seguir são apresentadas as peneiras que são mais utilizadas no ensaio de
granulometria, sendo estas constituídas de um material metálico resistente.
Figura 5: Peneiras para realização do ensaio de granulometria Fonte: Pereira, J. A. (2016)
Na peneira que o material for retido, será feita sua classificação do solo de
acordo com as escalas granulométricas da A.A.S.H.T.O. (American Associantion for
State Highway and Transportation Officials) ou pela escala da A.S.T.M. (American
Society for Testing Materials), M.I.T. ( Massachusetts Institute os Technology) ou
A.B.N.T (Associação Brasileira de Normas Técnicas).
34
No Brasil a classificação mais utilizada é aquela dada pela ABNT/NRB
6502/95 que define e distribui os solos da seguinte forma, conforme dados abaixo:
Bloco de Rocha – Fragmento de rocha transportados ou não, com
diâmetro de superior a 1,0 m.
Matacão – Fragmento de rocha transportado ou não, comumente
arredondado por intemperismo ou abrasão, com uma dimensão
compreendida entre 200mm e 1,0 m.
Pedregulho – Solos formados por minerais ou partículas de rocha, com
diâmetro compreendido entre 2,0 e 60,0 mm. Quando arredondados ou
semi-arredondados, são denominados cascalhos ou seixos. Divide-se
quanto ao diâmetro em Pedregulho fino – (2 a 6 mm), pedregulho médio –
(6 a 20 mm) e pedregulho grosso – (20 a 60 mm).
Areia – Solo não coesivo e não plástico formado por minerais ou partículas
de rochas com diâmetro compreendidas entre 0,06 a 2,0 mm. As areias de
acordo com o diâmetro classificam-se em: areia fina (0,06 a 0,2 mm), areia
média (0,2 a 0,6 mm) e areia grossa (0,6 a 2,0 mm).
Silte – Solo que apresenta baixo ou nenhuma plasticidade, baixa
resistência quando seco ao ar. Suas propriedades dominantes são
divididas à parte constituída pela fração silte. É formado por partículas com
diâmetro compreendidos entre 0,002 e 0,06 mm.
Argila – Solo de graduação fina constituída por partículas com dimensões
menores que 0,002 mm. Apresentam características marcantes de
plasticidade; quando suficientemente úmido, molda-se facilmente em
diferentes formas, quando seco, apresenta coesão suficiente para construir
torrões dificilmente desagregáveis por pressão dos dedos. Caracteriza-se
pela sai plasticidade, textura e consistência em seu estado e umidade
naturais.
2.7.7. Ensaio de Limite de Liquides e Limite de Plasticidade
A consistência do solo está entre as características mais importantes no
estudo da engenharia, pois, ela determina o comportamento do solo ante
determinadas tensões e deformações (RIBEIRA JR., 2009). Assim, conhecendo-se
35
esse comportamento faz-se o dimensionamento da obra de arte afim de que ela
suporte a variação ao qual está será submetida.
Para isso são feitos ensaios em laboratório, onde destes está o Limite de
Liquidez (LL) e Limite de Plasticidade (LP). O LL é um dos ensaios que é bastante
utilizado para se conhecer a quantidade de água a ser colocada no solo para que ele
passe a ser líquido. De acordo com Souza (2014, pág. 21), este ensaio pode ser
definido como:
“Este ensaio é o teor em água acima do qual o solo adquire o comportamento de um líquido sendo este usualmente determinado pelo aparelho de Casagrande que é constituído por uma concha metálica unida a uma manivela que a move, fazendo-a cair sobre uma base sólida um certo número de vezes, até o fechamento de 1 cm da ranhura padrão, feita previamente no solo colocado na concha. ”
Já o LP faz-se para identificar o momento em que o solo deixa de ser plástico
e passa a apresentar rachaduras por redução de seu teor de umidade. De acordo
com Ribeira Jr. (2009), para realização deste ensaio retira-se uma porção da
amostra e faz-se a modelagem do mesmo semelhante a uma pequena bola, sendo
esta posteriormente passada para a forma de cilindro com movimento realizados em
cima do mesmo com a palma da mão.
Ao realizar este ensaio a amostra passa a perde o teor de umidade passando
assim, a ficar quebradiça. Ainda segundo Ribeira Jr. (2009), a NBR 7180 estabelece
que para o cálculo do limite de plasticidade usa-se a seguinte formula.
Equação 1: Formula do Limite de plasticidade
𝑾(%) = 𝑴𝒘
𝑴𝒔𝒔 𝒙 𝟏𝟎𝟎
Onde:
W(%)= Teor de umidade Mw= Massa úmida Mss= Massa solo seco
36
3. MATERIAIS E MÉTODOS
3.1. Estrada do Barro Vermelho
A referida estrada tem por objetivo atender as necessidades dos moradores
da comunidade de barro Vermelho, sendo que estes são constituídos em boa parte
de agricultores. Assim, o projeto da estrada prevê a realização do seu calçamento e
asfaltamento em alguns pontos.
No projeto da estrada atualmente abrange uma extensão de
aproximadamente 1.591,00 m, com 7 metros de largura (Figura 06). Dessa forma,
essa obra apresenta uma área de 11.137,00 m². Para execução da base e sub-base
foi utilizado um material vindo de uma jazida localizada próxima a referida estrada
sendo este material retirado do terreno do morador do sítio, Antônio José Leite.
Figura 6: Estrada do Barro Vermelho
Fonte: Google Earth (2016)
Para maior localização desta obra foi realizado o seu georreferenciamento
pelo GPS Garmin Etrex. Assim, obteve-se as seguintes coordenadas, conforme
tabela abaixo:
37
Tabela 2: Coordenadas da Estrada do Barro Vermelho
Fonte: Pereira, J. A. (2016)
Assim, por meio das coordenadas obtidas anteriormente realizou-se a planta
baixa da estrada no Auto Cad 2010, conforme mostra figura abaixo:
Figura 7: Projeto Georreferenciado no Auto Cad 2016. Fonte: Pereira, J. A. (2016)
Como esta obra não foi dimensionada para grandes tráfegos de automóveis
considerou-se para a execução da mesma apenas uma base com espessura de 40
cm, sendo dessa forma, não executado a Sub-base. Dessa forma, para este estudo
foi coletado para amostra apenas o material utilizado para a base.
PONTO COORDENADAS X COORDENADAS Y PONTO COORDENADAS X COORDENADAS Y
point 1 464.455,0000 9.194.926,0000 point 23 462.277,0000 9.193.194,0000
point 2 464.306,0000 9.194.847,0000 point 24 462.205,0000 9.193.174,0000
point 3 464.147,0000 9.194.768,0000 point 25 462.133,0000 9.193.133,0000
point 4 463.923,0000 9.194.652,0000 point 26 462.007,0000 9.193.013,0000
point 5 463.854,0000 9.194.460,0000 point 27 461.981,0000 9.192.971,0000
point 6 463.662,0000 9.194.415,0000 point 28 461.952,0000 9.192.871,0000
point 7 463.671,0000 9.194.235,0000 point 29 461.900,0000 9.192.821,0000
point 8 463.644,0000 9.194.191,0000 point 30 461.809,0000 9.192.738,0000
point 9 463.604,0000 9.194.152,0000 point 31 461.765,0000 9.192.716,0000
point 10 463.306,0000 9.194.079,0000 point 32 461.714,0000 9.192.658,0000
point 11 463.127,0000 9.194.063,0000 point 33 461.651,0000 9.192.645,0000
point 12 463.099,0000 9.193.984,0000 point 34 461.589,0000 9.192.666,0000
point 13 463.089,0000 9.193.874,0000 point 35 461.474,0000 919.269,0000
point 14 463.041,0000 9.193.838,0000 point 36 461.384,0000 9.192.701,0000
point 15 462.930,0000 9.193.729,0000 point 37 461.373,0000 9.192.600,0000
point 16 462.870,0000 9.193.616,0000 point 38 461.438,0000 9.192.535,0000
point 17 462.802,0000 9.193.512,0000 point 39 461.443,0000 9.192.378,0000
point 18 462.775,0000 9.193.497,0000 point 40 461.264,0000 9.192.713,0000
point 19 462.528,0000 9.193.462,0000 point 41 461.154,0000 9.192.694,0000
point 20 462.474,0000 9.193.397,0000 point 42 461.035,0000 9.192.734,0000
point 21 462.363,0000 9.193.277,0000 point 43 460.893,0000 9.192.800,0000
point 22 462.328,0000 9.193.239,0000 point 44 460.779,0000 9.192.870,0000
CADERNETA DE PONTOS
38
3.2. Coleta de Material
Conforme citado anteriormente, realizar o controle tecnológico do solo para
sua aplicação é uma atividade de suma importância para o bom desempenho do
pavimento. Assim, visando avaliar essas condições será feito uma análise do solo
que foi utilizado para a execução da base de uma estrada situada na comunidade do
Barro Vermelho, zona Rural do município de Barbalha - CE (Figura 08).
O material de empréstimo utilizado na execução da base foi retirado de uma
jazida próxima a localização da estrada, na comunidade do Barro Vermelho. Dessa
forma, foi feita a coleta o material para análise na referida jazida (Figura 09).
Afim de obter uma amostra com boa qualidade objetivou-se realizar a coletar
de um material composto com todas as características presentes no solo existente.
Assim, foram tomadas algumas precauções para o não recolhimento de apenas
materiais com resíduos de pequena espessura ou cascalho, por exemplo. Por fim,
ao material coletado foi efetuado uma mistura dos seus diferentes tipos de
granulometria. Dessa forma, o material coletado pode ser melhor compreendido
através da figura abaixo.
Figura 8: Estrada onde será executada a base com o referido material
Fonte: Pereira, J. A. (2016)
39
Figura 9: Amostra utilizada para analise
Fonte: Pereira, J. A. (2016)
3.3. Ensaios Realizados em laboratório
Os ensaios mais utilizados para avaliação de um solo a ser lançado na
execução da base são os de compactação (Proctor), CBR, expansibilidade, análise
granulométrica por peneiramento e ensaio físico para determinação dos limites de
liquidez (LL) e índice de plasticidade (IP). Atualmente para realização dos ensaios
de Proctor, CBR e expansibilidade é usado os mesmos corpos de prova, sendo que
destes, os resultados obtidos são apresentados por relatório, de acordo com a
recomendação da Norma DNIT.
O uso dos ensaios tem como objetivo caracterizar o solo avaliado quanto à
resistência mecânica, compressibilidade e permeabilidade, sendo estes, os fatores
mais importantes na hora de se avaliar um material a ser utilizado na execução de
um aterro (TRENTER, 2001 Apud. Souza, 2014).
A realização do lançamento e compactação das camadas de base se dá pela
utilização de várias formas de energia (impacto, vibração, expansão entre outras).
Assim, o resultado dessa atividade pode ser observado por meio do aumento de seu
peso específico e resistência a compactação, pela diminuição do índice de vazios,
permeabilidade e expansibilidade. Dessa forma, esses ensaios visam identificar as
diversas variações que o solo está propenso quando compactado com uma dada
energia.
40
3.3.1. Teste umidímetro ou sistema “Speedy”
Segundo estudos do GEOSERV, este teste tem o objetivo de determinar a
umidade do solo pelo emprego do aparelho Speedy, sendo esta determinada pela
pressão do gás resultante da ação da água contida na amostra sobre o carbureto de
cálcio que se introduz no aparelho (SILVA,2008).
Para realização desse ensaio é necessário o uso da seguinte aparelhagem:
Balança de precisão.
Kit do método Speedy.
Almofariz e espátula.
De acordo com Altoé et al. (2015), esse método deve ser aplicado somente
para solos que não contenham pedregulho, ou agregado, caso haja torrões é
necessário o uso do almofariz para desfaze-los, ele é apropriado somente para o
controle de compactação de solos, solo-cimento e misturas estabilizadas, de
granulometria fina.
3.3.1.1. Realização do ensaio
Para execução deste ensaio procedeu-se da seguinte forma:
Coleta da amostra a ser utilizada;
Pesagem da amostra na balança do próprio conjunto speed;
Colocação da amostra na câmara do aparelho;
Inserção na câmara duas esferas de aço e duas ampolas de carbureto de
cálcio, de forma cuidado pelas paredes da câmara;
Fechamento do aparelho;
Movimentos verticais repetidamente para quebrar as ampolas. Dessa
forma, aumenta a pressão interna da câmara possibilitando sua leitura pelo
manômetro.
Com os valores da pressão e com o peso da amostra, faz-se a busca na
tabela existe do conjunto “speed”, assim por ela é possível obter o valor da
umidade em forma de porcentagem relativa ao peso da amostra úmida.
41
3.3.1.2. Resultados obtidos
Para obtenção da umidade existente na amostra deve-se após realizar a
leitura no manômetro comparar o valor encontrado a uma tabela inclusa no ensaio,
conforme exemplo a seguir:
Tabela 3: Tabela para análise do umidimetro
Figura: Tabela presente no parelho de Speedy para determinação de umidade. Fonte: Pereira. J. A. (2015)
De acordo com as normas do DNIT (1994), no método de ensaio com o uso
do equipamento Speedy, caso a leitura seja inferior a 20kpa (0,2kgf/cm²) o
procedimento deve ser refeito utilizando uma massa maior de amostra, contudo,
coso a leitura seja superior a 15 kpa (1,5kgf/cm²) o ensaio deverá ser repetido, mas
com uma quantidade de massa menor da amostra (ALTOÉ et al., 2015).
O experimento foi utilizado uma amostra de 20g. onde o resultado da leitura
do manômetro foi de 0,34 kg/cm². Obtendo assim uma umidade de 1,65%.
PRESSÃO
FINAL
kg/cm²
0,10 0,50 1,00 2,00
0,15 0,70 1,50 3,10
0,20 1,00 2,00 4,20
0,25 1,20 2,50 5,20
0,30 1,50 3,10 6,40
0,35 1,80 3,60 7,50
0,40 2,00 4,10 8,70
0,45 2,30 4,70 9,90
0,50 2,50 5,20 11,10
0,55 2,80 5,80 12,30
0,60 3,10 6,40 13,60
0,65 3,30 6,90 14,90
0,70 3,60 7,50 16,30
0,75 3,90 8,10 17,60
0,80 4,20 8,70 19,00
0,85 4,40 9,30 20,50
0,90 4,70 10,00 21,90
0,95 5,00 10,50 23,40
1,00 5,20 11,10 25,00
1,05 5,50 11,70 26,60
1,10 5,80 12,30 28,20
1,15 6,10 13,00 29,80
1,20 6,40 13,60 31,60
1,25 6,60 14,30 33,30
1,30 6,90 14,90 35,10
1,35 7,20 15,60 37,00
1,40 7,50 16,30 38,90
1,45 7,80 16,90 40,80
1,50 8,10 17,60 42,80
1,55 8,40 18,30 44,90
1,60 8,70 19,00 47,00
1,65 9,00 19,70 49,20
1,70 9,30 20,50 51,50
1,75 9,60 21,20 53,80
1,80 9,90 21,90 56,20
1,85 10,20 22,70 58,70
1,90 10,50 23,40 61,30
1,95 10,80 24,20 63,90
PESO DA AMOSTRA A SER UTILIZADA
ATÉ 10% 20g
DE 10% A 20% 10g
DE 20% A 60% 5g
2 - QUANDO O MANOMETRO INDICAR
PRESSÃO IGUAL OU MAIOR DO QUE
1,5kg/cm2, REPETIR A OPERAÇÃO
PESO DA
AMOSTRA
UMIDA
TABELA PARA CALCULAR A UMIDADE
UMIDADE EM %
PESO DA AMOSTRA UMIDA
20g 10g 5g
UMIDADE
PREVISTA
OBSERVAÇÕES:
1 - UMIDADE INDICADA NA TABELA É
RELATIVA AO PESO SECO DA
AMOSTRA.
42
3.3.2. Ensaio de compactação do solo (Proctor)
Segundo Caputo (1975 apud, Silva, 2008), entende-se como compactação de
um solo, o processo manual ou mecânico que visa reduzir o volume de seus vazios
e, assim, aumentar sua resistência, tornando-o mais estável. De acordo com Silva
(2008), em geral, existem cinco fatores para a compactação de um solo:
Aumentar resistência à carga;
Eliminar recalque do solo ou qualquer outro dano;
Aumentar sua estabilidade ou dar a ele estabilidade;
Redução do teor de umidade ou água com filtragem ou drenagem;
Expulsão de ar.
Assim, esse tipo de ensaio consiste em realizar através de sucessivos
impactos de um soquete padronizado na amostra de solo dentro do molde metálico.
Como mostra a imagem abaixo:
Figura 6: Instrumentos utilizado para realização do Ensaio de compactação (Proctor) Fonte: Pereira, J. A. (2016)
Conforme indicações de Souza (2014), a realização do ensaio ocorre da
seguinte forma:
a) Fixa-se o molde à base metálica, ajusta-se o cilindro complementar e
apoia o conjunto em base plana e firme (não esquecer de pesar o
conjunto). Compacta-se no molde o material com o disco espaçador
(caso do molde grande), com fundo falso, em camadas iguais, cada
camada receberá golpes caindo de certas alturas distribuídos
43
uniformemente sobre a superfície das camadas. O número de golpes,
dependerá do tipo de Ensaio Proctor a realizar; caso necessário utiliza-
se o papel filtro para evitar a aderência entre o material e a superfície
metálica (ou disco espaçador).
b) A compactação de cada camada deve ser presumida de uma ligeira
escarificação da camada subjacente com espátula.
c) Após a compactação da última camada, remove-se o cilindro
complementar, tendo-se antes o cuidado de destacar com a espátula o
material aderido. Com uma régua de aço biselada arrasa-se o material
na altura exata do molde.
3.3.2.1. Realização do ensaio
Para a análise da amostra coletada os materiais utilizados foram os
seguintes: balança de precisão; molde cilíndrico; soquete cilíndrico; cápsulas para
determinação de umidade; Estufa. Na realização desse experimento foi colocado o
solo seco ao ar em um recipiente, onde lá ele foi bastante misturado, sendo
adicionando pequenas quantidades de água a amostra até ela apresentar uma certa
consistência afim de obter a homogeneização do solo, conforme imagem a seguir.
Figura 7: A- Amostra do solo seco. B- Amostra do solo após ser inserido certa quantidade de água Fonte: Pereira, J. A. (2016)
Posterior a isso foi feita disposição do solo homogeneizado em um molde
cilíndrico (figura 12). Em seguida, realizou-se a compactação do solo em 5 (cinco)
camadas no molde cilíndrico. A cada camada colocada no molde foi dado 12
pancadas com o soquete (figura 13), fazendo com que a amostra ficasse bem
compactada, conforme mostra figura 14.
44
Figura 8: disposição da amostra no molde cilíndrico Fonte: Pereira, J. A. (2016)
Figura 9: Compactação realizada na amostra coletada pelo método de Proctor
Fonte: Pereira, J. A. (2016)
Figura 10: material compactado dentro do molde de cilindro
Fonte: Pereira, J. A. (2016)
Ao finalizar da compactação remove-se o cilindro complementar, obedecendo
os cuidados de destacar com a espátula o material aderido. Com uma régua de aço
biselada foi arrasado o material na altura exata do molde, conforme imagens a
seguir.
45
Figura 11: arrasado o material na altura exata do molde Fonte: Pereira, J. A. (2016)
3.3.2.2. Resultados obtidos
Para realização dos cálculos foi medido o volume do molde, onde foi
encontrado o valor de 2.138cm³, considerando o peso do molde de 4,220g, o peso
do soquete com 4,536g. Foi dado em torno de 12 golpes a cada camada, sendo que
a amostra apresentava 5 camadas. Dessa forma, a cada camada notava-se a
variação no valor do seu peso bruto úmido, peso do solo seco, densidade do solo,
peso bruto úmido, peso da água, peso do solo seco, umidade media e densidade do
solo seco.
Então para o calcular dos resultados utilizou-se as seguintes formulas:
Equação 2: Equação do peso do solo úmido
𝑃𝑠𝑢 = 𝑃𝑠𝑏 − 𝑃𝑚
Onde:
Psu - Peso do solo úmido Psb - Peso do solo bruto Pm - Peso do molde
Equação 3: Densidade do solo úmido
𝐷𝑠𝑢 =𝑃𝑠𝑚
𝑉𝑚
Em que:
Dsu - Densidade do solo úmido Psm - Peso do solo úmido Vm - Volume do molde
46
Equação 4: Densidade do solo seco
𝐷𝑠𝑠 =𝐷𝑠𝑢
1 + ℎ
Onde: Dss - Densidade do solo seco
Dsu - Densidade do solo úmido h – umidade
OBS: PS = Ph e h = PS 1+h PA
Onde:
PA P. bruto úmido – P. bruto seco PS P. bruto seco – P. capsula Os resultados obtidos foram expressos em tabela, conforme será apresentado
a seguir.
47
Tipo de Documento: Código Emissão:
FORMULÁRIO DE INSPEÇÃO
Revisão: Página:
MOLDE Nº
VOLUME DO MOLDE
PESO DO MOLDE
PESO DO SOQUETE
Nº DE CAMADAS
1 7970 3750 1,754 50,00 1,90 48,10 4,0 1,687
2 8200 3980 1,862 50,00 2,75 47,25 5,8 1,759
3 8400 4180 1,955 50,00 3,60 46,40 7,8 1,814
4 8340 4120 1,927 50,00 4,45 45,55 9,8 1,756
5 8090 3870 1,810 50,00 5,30 44,70 11,9 1,618
LOTE:
LADO: REG. :
01
%
1
50,0
0,8
49,16
1,7Umidade ( % )
Título do Documento:
SISTEMA DE GESTÃO INTEGRADO
2
DENSIDADE
MÁXIMA:
01 de 01
UMIDADE HIGRO.
COMPACTAÇÃO
4536
Peso da Água
Cápsula - N°
ESPESSURA DO DISCO
ESPAÇADOR
1
2138
4220
Peso Bruto Seco
Peso da Cápsula
Peso Bruto Úmido
VANGIVALDO ESTUDO
CALCULISTA : PROCEDÊNCIA :
PESO
DA
ÁGUA
1,814
UMIDADE ÓTIMA:
7,8
2 1/2"
12Peso do Solo Seco
DENSIDA
DE DO
SOLO
SECO
%
PESO
SOLO
SECO
UMIDADE
%
ÁGUA
ADICIONAD
A
05
GOLPES / CAMADA
URCA EQUIPE 27/04/2016
PESO
SOLO
ÚMIDO
DENSIDA
DE SOLO
ÚMIDOÁGUA
EXISTENTEPO
NT
O N
º
PESO
BRUTO
ÚMIDO
PESO
BRUTO
ÚMIDO
DETERMINAÇÃO DA UMIDADE
PESO
DA
CÁPSULA
LABORATÓRIO : OPERADOR : DATA :
RODOVIA: TRECHO:
BARRO VERMELHO- BARBALHA
SUB-TRECHO:
PROCED.SAIB. SUB-LEITO: LOCAL.FURO ESTACA:
BASE
PROFUNDIDADE EM CM:
0
1,500
1,550
1,600
1,650
1,700
1,750
1,800
1,850
1,900
3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 11,0 12,0 13,0
De
nsi
da
de
Má
xim
a -
g/c
m3
Umidade ótima - %
Compactação
g/cm³
%
Tabela 4: Resultado obtido no ensaio de compactação
Fonte: Coral construtora Rodovalho Alencar (2016) apud. Pereira, J. A. (2016)
Conforme pôde ser observado, o solo apresenta uma densidade ótima no
valor de 1,814 g/cm³ e sua umidade ótima apresentar 7,8%. Dessa forma,
obedecendo os critérios de umidade ótima e densidade a mostra de solo se encontra
48
dentro dos padrões necessário para utilização deste tipo de solo na execução da
base de uma estrada.
3.3.3. Ensaio de Expansibilidade
De acordo com Moura (2009), essa fase se dá após o término da
compactação do corpo-de-prova onde o ensaio é preparado para sua imersão por
um período de 96 horas. Dessa forma, o molde juntamente com o solo em amostra
ficam imersos em água durante 4 dias corridos, onde no decorrer desse processo é
identificado a variação da expansão da amostra dentro do corpo de prova a cada 24
horas.
3.3.3.1. Realização do ensaio
Essa fase se deu após o ensaio de compactação do corpo-de-prova onde ele
foi preparado para imersão durante o período de 4 (96 horas). Durante essa fase o
molde + solo úmido compactado e fixado na base de maneira que o solo fique em
contato com a base. Assim, no espaço deixado pelo disco espaçador, sobre o solo,
é colocado um disco de papel de filtro, a base perfurada e os pesos anelares, é
colocado o tripé com extensômetro, para o registro da expansão na borda do colar
(MOURA,2009).
Antes de imergir o corpo de prova foi feito a primeira leitura do extensômetro.
Posteriormente a isso foi realizado a sua imersão no tanque para saturação. A partir
daí foram efetuadas periódicas leituras no extensômetro a cada 24 horas, no período
de 4 dias.
Após o período de submersão, o molde com o corpo de prova foi retirado e
deixado secar durante 15 minutos, conforme indicações de Souza et al. (2014).
Então, foi feita a pesagem do conjunto, para determinação do peso de água
absorvida da nova densidade do solo.
Assim, o cálculo do peso da água absorvida foi obtido pela seguinte formula:
49
Equação 5: Equação do peso de água absorvido
𝑃𝑎𝑎 = 𝑃𝑚+𝑎𝑎 − 𝑃𝑚+𝑎𝑑
Onde:
Paa - Peso de água absorvida após a drenagem;
Pm+aa - Peso do conjunto molde + amostra úmida compactada antes da
submersão;
Pm+ad - Peso do conjunto molde + amostra úmida compactada depois da
submersão;
3.3.4. Ensaio CBR – Californian Bearing Ratio
Este tipo de ensaio é normatizado pela ABNT-NBR 9895 Solo – Índice de
Suporte Califórnia. Assim, sua realização tem como objetivo principal identificar a
resistência de suporte de materiais de camadas de pavimentos e subleitos.
Para a realização deste tipo de ensaio é necessário o uso das seguintes
ferramentas, obedecendo recomendações NBR 9895:
Prensa
Pistão de penetração, constituído geralmente de aço, com 49,6 mm de
diâmetro e altura em torno de 190 mm, variável conforme as condições de
operação e fixo à parte inferior do anel (VALEJOS et al, 2005);
3.3.4.1. Realização do ensaio
Para realização deste ensaio foi colocado na parte superior do corpo de
prova, dentro do molde, a sobrecarga utilizada no ensaio de expansão.
Posteriormente a isso, foi levado o conjunto ao prato da prensa e feito o
assentamento do pistão de penetração do solo para a aplicação de uma carga
(aproximadamente 4,5 Kgf), controlada pelo anel do dinamômetro, de acordo com
figura a seguir.
50
Figura 12: Disposição do molde cilíndrico na prensa Fonte: Pereira, J. A. (2016)
Desse modo, faz-se a zeragem dos extensômetros do anel do dinamômetro e
de medida de penetração do pistão. Então, dá-se início ao rotacionarmento da
manivela da prensa, observando os tempos e valores de penetração apresentados
nas leituras do extensômetro do anel, como mostra figura abaixo.
Figura 13: Processo de leitura extensômetros do anel do dinamômetro Fonte: Pereira, J. A. (2016)
3.3.4.2. Resultados Obtidos
Para garantir uma melhor visualização o resultado do ensaio de expansão foi
expresso em forma de tabela, conforme pode ser observado a seguir:
51
Tabela 5: Ensaio de C. B. R.
Fonte: Coral construtora Rodovalho Alencar (2016) apud. Pereira, J. A. (2016)
De acordo com a tabela N° 5 pode-se perceber que a amostra apresenta um
baixo índice de penetração juntamente com o ensaio de expansão, sendo a
penetração encontrada no valor de 4,20 kg/cm² e a expansão no valor de 0,02%.
Isso se deve pelo fato do solo apresentar características de solo arenoso.
Tipo de Documento:
FORMULÁRIO DE INSPEÇÃO
Revisão: Página:
2
Úmido
Seco 5.575 339
330 7
k= 0,1338
Tempo Leitura Leitura Difer. Exp.
min. Pol mm Extens. Determ. Corrigido Padrão % Dia Hora Defl.mm mm mm
00:30 0,025 0,63 10 1,3
01:00 0,050 1,27 16 2,1
01:30 0,075 1,90 20 2,7
02:00 0,100 2,54 22 2,9 2,94 70 4,2
03:00 0,150 3,81
04:00 0,200 5,08 30 4,0 4,01 105 3,8
06:00 0,300 7,62 32 4,3 132
08:00 0,400 10,16 161
10:00 0,500 12,70 182
4,20 0,02
Penet. Pressão
0,025 1,3
0,050 2,1
0,075 2,7
0,100 2,9
0,200 4,0
0,300 4,3
LADO:
0
C.B.R
50,00
-
-
-
-
50,00
Umidade ( % ) 1,7
DADOS DE COMPACTAÇÃO
Umidade Higrosc. - %
Diferença de Umidade - %
1,7
6,1
SISTEMA DE GESTÃO INTEGRADO
Título do Documento:
6.000
0,84
49,16
04
2 1/2 ''
06
CÁLCULO DA ÁGUA
Anel Din.
N.º
Datas
27/04/2016
7,8
1,814
346
Pressão - Kg/cm2
Peso Total da amostra
ENSAIO DE PENETRAÇÃO
5.670
Expansão
Umidade ótima - %
Agua a Juntar (ml)
1,588
Constante
Dens. Máxima - Kg/m3
Penetração
Moldagem
0,35
0,37
0,38"
0,02CBR =
2,297
4.910
"
"
9.130
EXP. =
29/04/2016
P. Bruto Úmido
01/05/2016
28/04/2016
Peso da Água
Peso da Cápsula
Peso do Solo Seco Peso do Soquete
3,19
46,81
UMIDADE Higroscópica
Peso Úmido
Peso Bruto Seco
4220Cápsula - N°2138
Peso do Molde
De Moldagem Molde N.º
12,10Altura do Molde
Volume do Molde
N.º de Camadas
4.536
05
12Golpes/Camada
RODOVIA: LOCAL: ESTACA:
Peso do solo
Passando na# N 4
30/04/2016 0,38
Dens. Seca
Peso do Pedregulho Ret. # N 4
Espessura do disco
SUB-TRECHO:
118,5
TRECHO:
0,38"
Grau de compac.
2,150
Emissão:
FI.IT-69
01 de 01
Código:
Peso Úmido
de
Verificação
6,8
01
OPERADOR:
0,03
DATA :
27/04/2016
CAMADA:
REGISTRO :
0
CALCULISTA:
URCA
Dens. Úmida
EQUIPE
BARRO VERMELHO- BARBALHA
BASE
01
VANGIVALDO
LABORATORIO:
0
0,00
PROF. ( CM ):
0
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
0,000 0,050 0,100 0,150 0,200 0,250 0,300 0,350
Pre
ssão
Kg
/m²
Penetração em pol.
Índice de Suporte California
52
3.3.5. Método do frasco de areia
Atualmente este método é um dos mais utilizados para o controle da
densidade do solo. De acordo com Moura (2009, p. 5), este ensaio é realizado
basicamente da seguinte forma:
Esse procedimento consiste em abrir um furo na superfície da camada, medindo a massa do material escavado, para obter a massa do furo. O volume do furo pode ser encontrado ao inserir areia dentro do furo de maneira a completa-lo. Dessa forma, conhecendo-se a massa de areia suficiente para preencher o furo e através da densidade conhecida da areia temos o volume do furo.
Para realização desse tipo de experimento foi necessário a seguinte
aparelhagem, conforme indicações da Empresa de Manutenção e Limpeza Urbana
da cidade de Recife (2003):
Frasco de vidro ou de plástico translúcido com cerca de 3.500 cm3 de
capacidade, dotado de gargalo rosqueado, com funil metálico provido de
registro e de rosca para se atarraxar ao frasco;
Bandeja quadrada rígida, metálica, com cerca de 30 cm de lado e bordas
de 2,5 cm de altura, com orifício circular no centro, dotado de rebaixo para
apoio do funil anteriormente citado;
Nível de bolha;
Pá de mão (concha);
Talhadeira de aço, com cerca de 30 cm de comprimento;
Martelo com cerca de 1 kg;
Balança para permitam determinar nominalmente 1,5 kg e 10 kg, com
resolução de 0,1 g e 1 g, respectivamente, e sensibilidades compatíveis;
Recipiente que permita acondicionar a amostra, sem perda de umidade;
Estufa capaz de manter a temperatura entre 105°C e 110°C; nos casos em
que seja impraticável a utilização da estufa, o teor de umidade pode ser
determinado por outro método, devendo o mesmo ser explicitamente
indicado na apresentação dos resultados;
53
Cilindro metálico de volume conhecido (cerca de 2.000 cm³), cujo diâmetro
interno seja igual ao diâmetro interno do funil do frasco de areia, para
determinação da massa específica aparente de areia;
Peneiras de 1,2 mm a 0,59 mm, de acordo com as normas NBR-NM-ISO
2395:97, NBRNM-ISO 3310-1:97 e NBR-NM-ISO 3310-2:97.
3.3.5.1. Realização do ensaio
Inicialmente fez-se a determinação da massa de areia que preenche o funil.
Dessa forma, foi realizado os seguintes procedimentos:
Montagem do frasco ao funil, considerando que o frasco estava cheio de
areia (figura 18), com isso determinou-se a sua massa necessária;
Figura 14: Montagem do funil ao frasco de areia Fonte: Pereira, J. A. (2016)
Inserção do frasco com funil, de modo que o funil estivesse apoiado na
bandeja. Assim, foi aberto o registro existente no funil para deixar a areia
cair pelo orifício da bandeja até encher completamente o recipiente (figura
19). Ao fim dessa parte, fechou-se o registro e retirou-se o frasco com o
funil, considerando que neste momento o frasco se encontra com o restante
da areia, por fim, determinou-se sua massa;
54
Figura 15: A – Abertura do registro; B - Posicionamento do frasco com o funil em cima da bandeja
durante abertura do registro. Fonte: Pereira, J. A. (2016)
Agora, juntamente com os dados anteriores fez-se a determinação da
massa da areia deslocada, sendo ela resultante da diferença entre a massa
que preencheu o funil e a que resultou da disposição da areia dentro do
recipiente, pela seguinte fórmula, de acordo com Empresa de Manutenção
e Limpeza Urbana da cidade de Recife (2003):
Equação 6: Equação da massa especifica da areia
𝑀3=𝑀1−𝑀2 Onde:
𝑀1 - Massa necessária para encher o funil (g); 𝑀2 - Massa de areia resultante no funil (g); 𝑀3 - Massa da areia deslocada (g).
Ainda segundo indicações da Empresa de Manutenção e Limpeza Urbana da
cidade de Recife (2003), esse procedimento deve ser realizado pelo menos duas
vezes, pois a massa de areia, a ser usada nos cálculos, deve ser a média de três
determinações. Dessa forma, não são aceitos, na composição da média, resultados
individuais que diferenciem mais de 1% do valor da média.
Assim, dando sequência ao experimento faz-se a determinação da massa
específica aparente da areia que foi realizada da seguinte forma:
A B
55
Conforme citado anteriormente faz-se a montagem do fraco com o funil e
define-se a sua massa, M1;
Agora realiza-se a colocação do frasco com o funil apoiado na bandeja,
nessa parte a bandeja foi deslocada para a parte de cima da borda de um
cilindro metálico de volume conhecido (V). Faz-se a abertura o registro,
deixando a areia cair até encher o cilindro metálico. Posteriormente é
fechado o registro, feita a retirada do frasco como funil, novamente o frasco
estando com a areia restante, então, determina-se sua massa, M2;
Fazendo-se uso dos dados obtidos anteriores foi feita a determinação da
massa da areia que preenche o cilindro, pela seguinte fórmula, de acordo
com Empresa de Manutenção e Limpeza Urbana da cidade de Recife
(2003):
Equação 7: Equação da massa de areia para preencher o cilindro
𝑀4=𝑀1−𝑀2−𝑀3 Onde:
𝑀1 - Massa necessária para encher o funil (g); 𝑀2 - Massa de areia resultante no funil (g); 𝑀3 - Massa da areia deslocada (g);
𝑀4 - Massa da areia que preenche o cilindro de volume conhecido (g).
Da mesma forma como dito anteriormente, segundo indicações da Empresa
de Manutenção e Limpeza Urbana da cidade de Recife (2003), esse procedimento
deve ser realizado pelo menos duas vezes, pois a massa de areia, a ser usada nos
cálculos, deve ser a média de três determinações. Dessa forma, não são aceitos, na
composição da média, resultados individuais que diferenciem mais de 1% do valor
da média.
Dessa forma, calcula-se a massa especifica da areia, pelo uso da seguinte
equação de acordo com Empresa de Manutenção e Limpeza Urbana da
cidade de Recife (2003):
Equação 8: Equação da massa especifica da areia
𝑀𝑒𝑠𝑝.=𝑀6/𝑉
Em que:
Mesp. = massa específica aparente da areia, em g/cm3; M6 = massa da areia que preencheu o cilindro, em g; V = volume do cilindro, em cm³.
56
Então, dando continuidade ao experimento, faz-se a determinação da massa
de areia que preenche a cavidade do terreno. Desse modo, realizou-se os seguintes
passos:
Colocação da bandeja em contato com a superfície do terreno, em torno do
local escolhido, assim realiza-se uma pequena escavação, com a ajuda de uma
talhadeira, fazendo-se assim um furo circular no terreno com profundidade de
aproximadamente de 15 cm, conforme apresentada na figura abaixo;
Figura 16: Processo de escavação e coleta do solo para amostra Fonte: Pereira, J. A. (2016)
Coleta do solo extraído da cavidade, realização da determinação da massa
do material;
Figura 17: Processo de finalização de escavação e coleta do solo Fonte: Pereira, J. A. (2016)
Identificação do teor de umidade do solo retirado da cavidade (h);
Montagem do frasco com o funil, considerando o frasco cheio de areia,
determinação de sua massa;
57
Colocação do frasco com o funil em cima da bandeja, onde posteriormente
é feita a abertura do registro, deixando a areia cair até encher o buraco.
Fecha-se o registro, retira-se o conjunto frasco com o funil, estando o
frasco com a areia restante, faz-se a determinar sua massa;
Definição da massa de areia que preencheu o funil para disposição da areia
ao buraco, uso da seguinte equação de acordo com Empresa de
Manutenção e Limpeza Urbana da cidade de Recife (2003):
Equação 9: Equação da massa da areia necessária para encher o funil
𝑀3=𝑀1−𝑀2 Onde:
𝑀1 - Massa necessária para encher o funil (g); 𝑀2 - Massa de areia resultante no funil (g); 𝑀3 - Massa da areia deslocada que preencheu o funil (g).
Dessa forma, determina-se a massa da areia deslocada que preencheu a
cavidade no terreno, pela fórmula, de acordo com Empresa de Manutenção
e Limpeza Urbana da cidade de Recife (2003):
Equação 10: Equação da massa da areia deslocada que preencheu a cavidade do terreno
𝑀4=𝑀1−𝑀3 Onde:
𝑀1 - Massa necessária para encher o funil (g); 𝑀3 - Massa de areia resultante no funil (g);
𝑀4 - Massa da areia deslocada para preenchimento do buraco (g).
Por fim, fazendo-se uso dos dados obtidos anteriormente foi calculado a
massa específica aparente seca do solo “in situ”, utilizando a expressão, de
acordo com Empresa de Manutenção e Limpeza Urbana da cidade de
Recife (2003):
Equação 11: Equação da massa específica aparente seca do solo “in situ”
𝑀𝑒𝑠𝑝.𝑎𝑝. = 𝑀𝑒𝑠𝑝.. (𝑀ℎ
𝑀4) . (
100
100 + ℎ)
Em que:
Mesp.ap. - Massa específica aparente seca, do solo “in situ”, em g/cm3; Mesp - Massa específica aparente da areia, em g/cm3, M h = Massa do solo extraído da cavidade no terreno, em g;
58
M4 = Massa da areia que preencheu a cavidade do terreno, em g; h = Teor de umidade do solo extraído da cavidade no terreno, em %. 3.3.5.2. Resultados Obtidos
Juntamente com os outros ensaios realizados o resultado do ensaio do cone
com areia foi expresso em forma de tabela, conforme poderá ser melhor
compreendido em seguida.
Tabela 6: Resultado do ensaio do cone com areia
Fonte: Coral construtora Rodovalho Alencar (2016) apud. Pereira, J. A. (2016)
Conforme visto o ensaio apresenta uma taxa de compactação no valor de
74,6% considerando sua densidade máxima no valor de 1,814 e a umidade ótima no
valor de 7,8%.
TIPO DE DOCUMENTO Estabelecimento
REGISTRO
TITULO DO DOCUMENTO Revisão: Emissão:
1 27/04/2016
Nº 01 02
_ 27-04-2016 27-04-2016
_
E - x - o X L/D
DE 0,00 0,00
A 0,20 0,20
Nº 01 02
ANTES A 6.000 6.000
DEPOIS B 4.500 4.500
DIFERENÇA A-B 1.500 1.500
Nº 01 01
C 500 500
A-B-C=P 1.000 1.000
d 1.350 1.350
V = P/d 0,741 0,741
h% 5,8 5,8
Ph 1,060 1,060
Ps=Ph.(100/(100+h)) 1,002 1,002
Ds =Ps/v 1,353 1,353
REGISTRO Nº 01 01
DNS.MAX(g/dcm³) DM 1,814 1,814
UMID.ÓTIMA H% 7,8 7,8
%=Ds/Dm 74,6% 74,6%
Nº
Ph
Ps
Pa=Ph-Ps
h%=Pa/Ps
OBSERVAÇÃO :
OPERADOR : FISCAL : VISTO :
EQUIPE
SUB TRECHO : PROFU : DATA :
0 0 27/04/2016
TRECHO : ESTACA DA COLETA :
BARRO VERMELHO- BARBALHA 0
CAMADA : LABORATORISTA :
BASE
DENSIDADE DO SOLO SECO (g/dcm³)
ENSAIO DE
LABORATÓRIO
GRAU DE COMPACTAÇÃO
UMIDADE
CÁPSULA
VANGIVALDO
PESO DO SOLO UMIDO (g)
PESO DO SOLO SECO (g)
PESO DA ÁGUA (g)
UMIDADE
PESO DA AREIA NO FURO (g)
DENSIDADE DA AREIA (g/dcm³)
VOLUME DO FURO (dcm³)
UMIDADE
PESO DO SOLO UMIDO (g)
PESO DO SOLO SECO (g)
PESO DO FRASCO
COM AREIA
FUNIL
PESO DA AREIA NO FUNIL (g)
ESTACA
PROFUNDIDADE
(CM)
REGISTRO
POSIÇÃO
SISTENA DE GESTÃO INTEGRADA
0
ENSAIO DE DENSIDADE "IN SITU" METADO DO FRASCO DE AREIA
PRODUÇÃO ENSAIO DE DENSIDADE "IN SITU" MÉTODO DO FRASCO DE AREIA
FURO
DATA
59
3.3.6. Ensaio de granulometria
Este ensaio é utilizado para a determinação da percentagem em peso que
cada faixa especificada de tamanho de partículas representa na massa total
ensaiada e através dos resultados obtidos desse ensaio é possível a construção da
curva de distribuição granulométrica (Souza, 2014). Assim, para realização desse
tipo de experimento foi necessário a seguinte aparelhagem:
Peneira de 2’
Peneira de 1’
Peneira de 3/8 polegadas (9.5mm)
Peneira N° 4 (4.8mm)
Peneira N° 10 (2.0mm)
Balança de precisão
Estufa
Capsula para colocar as amostras.
3.3.6.1. Realização do ensaio
De início pesou-se uma amostra de 1.000 gramas (figura 22), sendo essa
quantidade utilizada para a realização do ensaio de peneiramento.
Figura 18: Pesagem da amostra coletada da estrada
Fonte: Pereira, J. A. (2016)
Dando continuidade ao experimento faz-se a disposição das peneiras uma
sobre a outra conforme ordem de abertura, sendo que se inicia com a peneira de 2’
(maior abertura) e finalizando com a peneira com peneira N° 200 (menor abertura),
conforme mostra a imagem abaixo:
60
Figura 19: Montagem das peneiras para passagem amostra
Fonte: MULTIQUIP (2004)
Agora faz-se a lavagem das amostras em água corrente sendo retida nas
peneiras apenas os grãos maiores conforme a abertura existe em cada. Assim, a
imagem abaixo demostra o processo de lavagem para passagem dos grãos pela
peneira.
Figura 20: Processo para passagem dos grãos pelas peneiras Fonte: Pereira, J. A. (2016)
Com realização desse processo notou-se que nas peneiras de 2’, 1’, 3/8
polegadas (9.5mm) e N° 4 (4.8mm) a quantidade retida foi de 0,00. Contudo, na
peneira N° 10 (2.0mm) a quantidade retida foi de 3,45g. desse modo faz-se o cálculo
o peso úmido restante pela seguinte equação, que é:
Equação 12: Equação do peso úmido
𝑃𝐻 = 𝑃ℎ𝑝 − 𝑃ℎ𝑟 Onde:
𝑃𝐻 - Peso úmido 𝑃ℎ𝑝 - Peso úmido passado na peneira 𝑃ℎ𝑟 - Peso retido na peneira
61
Dando continuidade ao experimento faz-se novamente a lavagem da amostra,
agora em quantidade menor por ter sido retida 3,45g na peneira anterior, conforme
figura 25 abaixo.
Figura 21: Porção retida na peneira N° 10 (2.0 mm)
Fonte: Pereira, J. A. (2016)
Ao termino da lavagem da amostra percebeu-se que na peneira N° 40 (0,42
mm) ficou retido a quantidade de 14,08g, como mostra a figura 26 a seguir.
Figura 22: Porção retida na peneira N° 40 (0,42 mm) Fonte: Pereira, J. A. (2016)
Para continuação do experimento é feito novamente o cálculo do peso úmido
restante. Novamente faz-se a lavagem da amostra que resultou da passagem pelas
outras peneiras, passando agora pela peneira N° 200 (0,074). A quantidade retida foi
71,77g, conforme pode ser visto na imagem a seguir.
62
Figura 23: Porção retida na peneira N° 200 (0,074 mm) Fonte: Pereira, J. A. (2016)
Para os cálculos seguintes será preciso saber a umidade do solo, então, é
feito o teste de umidade pelo método da estufa. Para isso, foi separado a quantidade
de 50g do material utilizado no teste granulométrico. Desse modo, é feita a
disposição da amostra na estufa que é ligada todos os dias durante uma semana
com a temperatura entre 105°c – 110°c.
O intuito deste experimento é determinar a quantidade de água presente no
solo em seu estado natural. O resultado obtido foi o seguinte, conforme tabela
abaixo:
Tabela 7: Resultado obtido pelo método da estufa
UNIDADE %
PESO BRUTO 50,0
PESO DA ÁGUA 0,84
PESO DO SOLO SECO 49,16
UMIDADE 1,7% Fonte: Pereira, J. A. (2016)
Desse modo, entende-se que da amostra de 50g colocada na estufa, após
sua secagem o seu peso seco foi de 49,16g. Então o peso de água encontrada na
amostra foi de 0,84g. Já, para o cálculo da umidade é só fazer a divisão do peso da
água dividido pelo peso do solo seco, o que nos deu uma umidade de 1,7%.
63
Tipo de Documento: Código: Emissão:
FORMULÁRIO DE INSPEÇÃO
Título do Documento: Revisão: Página:
3
Peso Peso %
Retido que Passa que Passa
Pol mm Parcial Acumulado Am.Total Pol 100
2" 50,8 983,3 100,0 2"
1" 25,4 983,3 100,0 1"
3/8" 9,5 983,3 100,0 3/8"
N.º 4 4,8 983,3 100,0 N.º 4
N.º 10 2,0 3,5 979,8 99,6 N.º 10 Obs:
N.º 40 0,42 14,1 84,2 85,4 N.º 40 FAIXA " FF " DNIT
N.º 200 0,074 71,8 12,5 12,6 N.º 200 FORA DE FAIXA
TRECHO: REGISTRO:
01
LADO: PROF. ( CM ):
996,6
979,8
PROCEDENCIA:
Peso Bruto Seco
Peso da amostra Seca
Peneiras
0,10170K1=
BASE
DATA :
27/04/2016
BARRO VERMELHO- BARBALHA
Peneiras
3,5
URCA
ESTACA DA COLETA:
DNER-ES 303/97
1,7
Peso Bruto Úmido
Peso Úmido
LABORATORIO:
t
o
t
a
l
parcial
Peso da Cápsula
SUB-TRECHO:
98,3
Peso Seco Pass. na # Nº 10
K2=
CONSTANTES
1,01352
Peneiramento
Peso da Água
Parcial
983,3
Peso Solo Seco
AMOSTRA Total
Umidade %
16
0,84
49,16
1.000,0
13
Peso Úmido Pass. na # Nº 10
100,0
Cápsula - N°
UMIDADE %
10
Peso Bruto Úmido
Peso Retido na # Nº 10
GRANULOMETRIA POR PENEIRAMENTO
50,00
Cápsula - N°
SISTEMA DE GESTÃO INTEGRADO
01 de 01
FI.IT-70
2
2 3
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
% P
ASS
AN
DO
NÚMERO DAS PENEIRAS
CURVA GRANULOMÉTRICA
% Passa.
FAIXA DNIT
FAIXA DNIT
200 40 10 4 3/8" 1" 2
3
4
3
3.3.6.2. Resultados Obtidos
Juntamente com os outros ensaios realizados o resultado do ensaio de
granulometria também foi expresso em forma de tabela, conforme poderá ser melhor
compreendido em seguida.
Tabela 8: Resultado da realização do ensaio de granulometria
Fonte: Coral construtora Rodovalho Alencar (2016) apud. Pereira, J. A. (2016)
64
Segundo o resultado do ensaio de granulometria grande parte da amostra
utilizada ficou retida apenas na peneira N° 200, sendo está no valor 71,80%. Assim,
pode-se perceber que a amostra é constituída de uma granulometria fina,
demostrando características de solo bastante arenoso.
3.3.7. Ensaio do Limite de liquidez (LL) e limite de plasticidade (LP)
A plasticidade do solo, ou limites de consistência, é determinada através de
dois ensaios de limite de liquidez (LL) e limite de plasticidade (LP) onde, o LP é o
teor de umidade abaixo do qual o solo perde a capacidade de ser moldado e passa
a ficar quebradiço (SOUZA, 2014). Já, o LL tem como definição o menor teor de
umidade com que uma amostra de solo pode fluir (BUSATO et al., 2009).
Para a realização desses ensaios são necessários os seguintes
equipamentos:
Estufa;
Casa grande;
Espátula metálica;
Cinzel;
Capsula de alumínio;
Balança;
Gabarito cilíndrico;
Placa de vidro.
3.3.7.1. Realização dos ensaios
Como pode ser observado pelo experimento de granulometria apenas 12,64%
do solo apresenta argila ou silte. Desse modo, o solo passa a apresentar um baixo
índice de plasticidade, isso se dá por este ser um solo arenoso. Sendo assim, não
foi possível a realização destes experimentos.
Vale lembrar que, apesar do solo apresentar baixo percentual de plasticidade
isso não o torna inadequado para uso apenas, significa que o mesmo ao ser
submetido a elevadas quantidades de água não terá uma grande expansão/
inchaço.
65
4. ANALISE DE TODOS OS RESULTADOS
Em toda obra de construção deve-se obedecer algumas especificações e
normas para que a obra termine com uma boa qualidade. Em uma construção de
uma estrada não seria diferente.
Na Tabela de N°9 pode-se observar da melhor maneira possível os resultados
obtidos com os ensaios realizados no laboratório de solos, fazendo também a
comparação com as indicações e especificações mínimas necessárias para uma
base de uma estrada segundo o DNIT.
Pode-se notar que o solo atingiu alguns dos requisitos básicos para serem
utilizados em uma base, porém o C.B.R. ficou muito abaixo do que se precisa para
ser usado nessa área.
Tabela 9: Resultados e comparações de todos os ensaios
TABELA DE COMPARAÇÃO DE RESULTADOS INDICAÇÕES SEGUNDO DNIT E DER/PR RESULTADOS OBTIDOS NO SOLO ESTUDADO
Os materiais utilizados como base devem ser insentos de materiais vegetais e
impurezas prejudiciais
Todo o material utilizado foi insento de material vegetal e impurezas
A porcentagem de material que passa na peneira N° 200 não deve ultrapassar a
2/3 da porcentagem que passa na peneira N° 40
A porcentagem do material que passa na peneira N° 200 foi de 12,6 g numa amostra de
100 g; sendo que a quantidade retida na peneira N° 40 foi de 14,8 g. O material é
inferior a 2/3.
O limite de liquidez deve ser igual ou inferior a 25%. Como a maior parte da amostra é composta
por areia e apenas 12% composto por silte + argila, o índice de plasticidade e liquidez foi
baixo e não se podia fazer o ensaio.
O limite de Pasticidade deve ser inferior a 6%
O índice de suporte califórnia , deve apresentar o valor mínimo pra uma base
de 50% O valor do CBR utilizado na base foi de apenas
4,2%
A expansão medida no ensaio do ISC não deve ser superior a 0,3%
A expansão do solo utilizado na base foi de 0,2%
Fonte: Pereira, J. A. (2016)
66
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Conforme estudo realizado, identificou-se que a estabilização de um solo
pode ser definida como o melhoramento de qualquer uma das suas propriedades
avaliando assim, seu comportamento sob o ponto de vista da engenharia. Desse
modo, conforme citado anteriormente o solo obedeceu alguns requisitos básicos
apresentados nas normas do DNIT, entretanto, através da realização dos ensaios
notou-se que alguns requisitos não atendiam a essas condições.
Através do ensaio de granulometria observou-se que a porcentagem do
material que passa na peneira de n° 200 não deve ultrapassar 2/3 da porcentagem
que passa na peneira n° 40, segundo as especificações do DNIT. Nos ensaios
mostra-se que a quantidade realmente foi inferior, visto que a quantidade que passa
é pouco é pouco mais de 12% da amostra e a passa na peneira N° 40 é quase 15%.
O limite de Liquidez deve ser igual ou inferior a 25%, e o índice de
plasticidade igual ou inferior a 6%, segundo as especificações do DNER. No material
utilizado não foi possível obter o valor exato, pois o solo apresentava pouca
quantidade de argila e silte, componentes necessários para o resultado final do (LL)
e (LP).
O Índice de Suporte Califórnia apresentou um valor de 4,20kg/cm² de
penetração, sendo esse um valor bem acima do esperado para um solo usado na
execução da base de estrada, segundo as especiações do DER-ME. Ainda de
acordo com DER-ME, a expansão medida no ensaio do ISC não deve apresentar
um valor superior de 0,3%. Nessa parte o solo apresentou um bom aspecto, já que a
expansão do solo estudado foi de 0,2%.
Dessa forma, infere-se que o solo é em sua grande parte arenoso com um
bom grau de compactação e densidade. Contudo, notou-se que a amostra
apresentou uma baixa expansão e CBR abaixo do que é pedido em muitas
especificações de projetos de Estrada. Desse modo, é indicado para a execução da
base da referida estrada a utilização de outro tipo de solo, algum solo brita, para
acontecer o melhoramento do CBR juntamente com o solo da amostra, para que o
mesmo passe a apresentar melhores condições. Assim, fazendo-se uso dessas
orientações a estrada apresentara melhores condições de desempenho e maior
tempo de vida.
67
REFERÊNCIA
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