Analise das Classificações Tradicionais e MCT condicionados à um mesmo Solo

1 Introdução

Sabe-se que a malha rodoviária em um local é a grande fonte de desenvolvimento econômico e social pois, cidades tendem a surgir envoltura deste fluxo e, é dela também que é feito transporte de passageiros e cargas de precedência industrial e agrícola.

A necessidade por melhoria nessas estradas para que esse mesmo escoamento fosse feito sem atrasos e sem perdas dos insumos é realizada então a pavimentação, com  a retirada do solo daquele local de implantação e substituído por algum de outra região quando até há um tempo atrás não se tinha estudos para reconhecimento de certos solos nas regiões tropicais do país, bem como, desperdício do mesmo nesta retirada que poderia ser feito um reaproveitamento  e, a implicância em aumento do preço na distância média de transporte que, consequentemente reflete no orçamento final.

Esta falta de conhecimento, em destaque, dessas características geotécnicas apropriadas e patologias que ocorriam em um pavimento que tinha que ser transitável pelo ano inteiro e, que são exigidas pelos órgãos fiscalizadores rodoviários e os órgãos ambientais em decorrência da exploração (jazidas), fez com que fosse alvo da necessidade de investigação e soluções.

Em adição a estas problemáticas, até 1995 o Brasil ainda utilizava as especificações do método de dimensionamento do DNIT e classificações tradicionais como: granulometria, tátil-visual, LL e IP e muitos outros índices para os solos com peculiaridades da região tropical, o que por ventura por meio das investigações citadas acima foi possível o desenvolvimento da metodologia MCT (Miniatura, Compactado, Tropical) por Nogami e Vilibor (1995), com acervo de dados de sua coleta de dados com início na década 70 que previa nesta metodologia a classificação de solos em grupos de comportamento laterítico sob os critérios pré-estabelecidos na mesma.

Diante deste contexto, busca-se, nesse presente trabalho, por meio de ensaios geotécnicos físicos e mecânicos, a influência das classificações tradicionais e MCT propostas pelo artigo em que foi feito o estudo de caso para essa pesquisa, em solo de comportamento laterítico e como essas metodologias distintas influenciam no uso desse mesmo material.

2 Revisão Bibliográfica

2.1 Solos Lateríticos

Segundo (Pinto, 2006) a pedologia é o estudo das transformações da superfície dos depósitos geológicos, que originam horizontes distintos, ocorrendo tanto em solos residuais como nos transportados e, considera fatores que determinam as propriedades dos solos como: a rocha-mãe, clima, vegetação, organismos vivos, tempo e a topografia. Este estudo é de grande importância no que tange os solos superficiais, e a aplicabilidade deles.

E de acordo com o estudo da classificação pedológica é possível identificar a tipificação dos solos lateríticos, principalmente de sua evolução sob clima quente e úmido, ainda em referência a (Pinto,2006) a denominação por – lateríticos -, não é feita de maneira usual pedologicamente.

Sendo este em destaque, compreendido por ter sua fração de argila constituída com predomínio de minerais cauliníticos e elevada concentração de ferro e alumínio na forma de óxidos e hidróxidos que, contribuem significativamente para sua cor avermelhada. Vale a ressalva de que, não é somente suficiente que a localização do solo esteja apenas na faixa tropical ou em região de clima tropical úmido, precisa satisfazer as peculiaridades físicas e minerais em destaque por Nogami e Vilibor (1995).  Por isso, se distingue dos solos saprolítico que, também é resultante da decomposição e com a desagregação “in situ” da rocha, mantendo nitidamente a rocha que lhe deu origem, podendo ser denominado por um solo jovem.

2.1.1  Peculiaridades dos Solos Lateríticos

Subdividido superficialmente em: perfis de Latossolos, texturais designados por solos Podzolizados e Terras Roxas Estruturadas. Descrito o latossolo com; cores predominantemente vermelha, amarela e marrom, grande espessura, elevada porosidade e permeabilidade, torrões bem distintos com variedades granulométricas.

Os Podzólicos possuem diferenciação distinta entre o horizonte orgânico de um que o sobrepõe mais rico m argila, vermelha e amarela são cores que o predominam, granulometria variada, drenagem prejudicada. E por fim os de Terra roxa que há pouca nitidez em seu horizonte, predominam as cores vermelhas e marrom, enriquecido com argila, agregação bem desenvolvida, mas frágil quando exposto às intempéries, porosidade e permeabilidades elevadas. (Nogami e Vilibor, 1995).

2.1.2 A importância dos Solos Lateríticos

As classificações surgiram como um meio racional de organização de todas as informações investigadas até o momento do agrupamento, estimando o provável comportamento do solo ou orientar a alguma inovação. Enquanto são criados os grupos com a descrição das classificações achadas, vale lembrar que solos naturais são progressivamente mutáveis e que estudos deverão ser feitos periodicamente, o que erroneamente, pode acontecer de solos com índices próximos aos limites daquele grupo se classifique para este atenção, embora que mesmo com comportamentos semelhantes, os parâmetros físicos deste candidato à enquadramento  jamais poderá ser uma informação mais completa do que os próprios parâmetros que o levaram a ser classificados, (Pinto, 2006)

Entretanto não há outra maneira de relatar as experiencias sem aplicar um tipo de solução, obtendo um certo resultado e uma determinada classificação, classificação está o primeiro passo para a previsão do comportamento, neste caso, de um latossolo. podemos classificar baseado nas características de sua origem, evolução, comportamento das partículas, mas, principalmente nos grãos constituintes dos solos que dá uma visão da definição do grupo a ser descoberto.

2.2 Classificação Geotécnica Tradicional

No que tange as classificações técnicas ditas como tradicionais, têm em destaque para obras viárias: HRB-AASHO e a USCS (“Unified Soil Classification System”), baseada em proposta feita por Casagrande (1948), adotada por vastas instituições dos EUA.

A utilização e destas classificações que, em observação, não foram desenvolvidas até então para os solos tropicais, quando usado por eles, apresenta limitações nas propriedades índices, no LL e IP e granulometria e, devido às limitações ocorridas quando introduzidos nas regiões tropicais é realizado desde então levantamento de uma solução que se mostra satisfatória ao uso.

2.2.1 Classificação Unificada

Sistema de antemão elaborada pelo Professor Casagrande, exclusivamente para obras de aeroportos e com isso seu emprego foi generalizado e, atualmente usado em barragens de terra. Nesse sistema todos os solos são classificados por letras, as cinco letras superiores indicam o tipo principal do solo e as quando abaixo correspondem a dados complementares dos solos. Exemplo: SW corresponde a areia bem-graduada e CH a argila de alta compressibilidade (Pinto, 2006).

E para este sistema, o primeiro passo é a consideração dos finos presente no solo, ou seja, os passantes na peneira 0,075 mm e, se a porcentagem foi inferior a 50%, o solo será considerado como solo de granulação grosseira, G ou S e, se superior a 50 a granulação então o material será dito como fino, M, C ou O.

E além do mais, as classificações são dependentes da granulação do solo e de forma grosseira divido como pedregulho ou areia, dependendo de qual será predominante. E se o solo tiver 30% de pedregulho, 40% de areia e 30% de finos ele será classificado como areia – S (Pinto, 2006). o solo pode ser classificado em “bem graduado” ou “mal graduado” e as expressões indicam que, no primeiro, ao fato de que a existência de que há grãos com diversos diâmetros ao solo com as partículas menores ocupando os vazios, geralmente ocorre com a passagem de menos de 5% de material fino na peneira nº 200, criando um entrosamento, que resulta em maior resistência, característica essa expressa pelo “Coeficiente de não Uniformidade” - CNU.

O Sistema Unificado considera que um pedregulho é bem graduado quando seu CNU é superior a 4, no caso quando, uma areia é bem graduada seu CNU é superior à 6, o que determinará no caso dos pedregulhos será a identificação mediante o posicionamento do ponto dos índices de consistência na Carta de Plasticidade.

Quando há a fração fina predominante no caso silte (M), argila (C) ou solo orgânico, são os índices de consistência que melhor indicam o tipo de comportamento, e para a localização desse solo basta colocar a localização do ponto correspondente ao par de valores IP e LL na carta de Plasticidade. Casagrande constatou que os solos costumam ser tanto mais compressíveis quanto maior seu Limite de Liquidez, assim o sistema define em alta compressibilidade (H) e Baixa compressibilidade (L).

2.2.2 Sistema rodoviário de Classificação ou HRB (Highway Research Board)

Sistema originado e proposto nos Estados Unidos, baseado também na granulometria do material passante na peneira nº 200 só que são considerados os que têm menos de 35% passando nesta peneira, nos limites de consistência e no Índice de grupo 0 < IG < 20 e quanto menor, melhor. Os solos são divididos nos grupos A-1, A-2 e A-3 considerados solos grossos e a porcentagem passante em menos de 35%, e, os que passam mais de 35% na peneira 0,075 mm formam os grupos A-4, A-5, A-6 e A-7 de solos finos (Pinto, 2006).

Os sistemas expostos acima são semelhantes, já que consideram a predominância dos grãos graúdos ou miúdos, dão ênfase à curva granulometria só no caso de solos graúdos com poucos finos e classificam os solos graúdos com razoável quantidade de finos e os próprios finos com base nos limites de consistência (Pinto, 2006).

2.2.3 Metodologia MCT

Os sistemas descritos até então são usados em obras de barragens, e, esta pouca utilização dos sistemas de classificação ditos como “tradicionais “decorrem do fato de que eles nem sempre correspondem a experiencia local, as discrepâncias entre os sistemas clássicos e a vivencia de alguns solos nacionais, decorre do fato de serem frequentemente solos residuais ou lateríticos para os quais os índices de consistência não podem ser interpretados da mesma maneira como para solos de clima temperado.

Nogami e Vilibor (1980,1995) desenvolveram a metodologia MCT (Miniatura, Compactado, Tropical), tendo em vista que nenhuma das propostas para corrigir os índices tradicionais em solos tropicais teve o devido sucesso. Essa metodologia foi iniciada com a introdução do ensaio de Mini-CBR por Nogami – 1972, para solos tropicais e posteriormente ampliado, para possibilitar o melhor aproveitamento de solos finos lateríticos em pavimentação, considerando a capacidade de suporte em várias condições com destaque as propriedades relevantes: contração, permeabilidade e infiltrabilidade.

Este sistema não emprega os índices de consistência, mas parâmetros obtidos em ensaios de compactação com energias diferentes, e, os materiais coletados classificados primariamente em areias, siltes e argilas e secundariamente em lateríticos ou saproliticos, voltado para a pratica rodoviária e se baseia em solos do Estado de São Paulo (Pinto, 2006).

Os corpos de prova padronizados, são moldados em cilindros de 50mm de diâmetro (daí a designação de Miniatura) num compactador de seção plena em adaptação do mesmo cilindro e compactador para execução do ensaio para determinação do MCV (Moisture Condition que foi proposto por Parsons (1976). E, a introdução do ensaio por perda de imersão possibilitou a determinação de coeficientes e índice que, permitiram classificar os solos tropicais.

2.2.4 Ensaios de Compactação Mini-MCV e Moldagem dos Corpos de Prova

O ensaio é executado da seguinte maneira: as amostras são passadas na peneira #10 (2,0 mm), este ensaio consiste, basicamente n compactação dos corpos de prova em dimensões reduzidas (diâmetro de 50mm) em energias variáveis até alcançar 256 golpes ou exsudação. A massa de solo úmida é constante, obedecendo as seguintes fases: (a) pesagem de, no mínimo, 05 porções de solo, cada uma com 1Kg e, armazenamento destas em sacos plásticos e posteriormente as adição de agua de modo que sua umidade seja crescente, mantendo-se as porções fechadas em embalagens plásticas até o início do processo de compactação; (b) pesagem de 200g de solo para cada umidade, iniciando-se o processo de compactação pelo ponto mais úmido; (c) aplicação de sucessivos número de golpes e medindo-se as  alturas dos corpos de prova a cada 4n; (d) encerramento do processo de compactação quando a diferença de altura (An – A4n) < que 0,1 mm e, ocorrer exsudação ou o número de golpes chegar ao limite de 256; (d) repete-se a sequência de (a) a (c) para outros valores de umidade.

Após compactados são preparados os corpos de prova para conseguir a obtenção da perda por imersão, procedimento consiste em promover a extrusão de cerca de 10 mm do corpo de prova do molde, colocando-se em seguida o conjunto na posição horizontal dentro de um recipiente com água, com uma cápsula para a coleta do material desprendido da porção exposta, deixando em imersão por no máximo 24 horas e com uma lâmina d’água de aproximadamente 1,0 cm acima da superfície externa de molde.

3  Discussões

Até no contexto dos idealizadores do método para solos tropicais, apresentam que solos LA’, tipicamente arenosos e conhecidos pedologicamente como latossolos arenosos de cor vermelho e amarelo que, quando devidamente compactados adquirem capacidade de suporte, pequena contração por perda de umidade, baixa permeabilidade que podem facilitar o eu uso em bases e sub-bases do pavimento.

Em adição, a especificação técnica SUB-BASE OU BASE DE SOLO DE COMPORTAMENTO LATERÍTICO-BRITA DESCONTÍNUA – SLBD do DER (2005) define que os solos a serem utilizados nas sub-bases compostos por latossolos devem ser expostos PA prova pela metodologia MCT e resultarem em LA, LA’ ou LG, reforçando a aplicabilidade do solo em questão no uso rodoviário e de classificação autentica. E por fim, em comparação aos sistemas de classificação USCS, HRB e MCT conclui-se que um mesmo solo tropical quando posto à prova de ensaios convencionais de clima diverso do tropical e sem conhecimentos específicos para tal, o classifica para o descarte, ao mesmo tempo que a metodologia de Vilibor e Nogami como mais eficiente e exploratório que retrata a forma real do comportamento deste material em campo em conjunto com suas particularidades.

4  Referências Bibliográficas

Pinto, Carlos de Souza. Curso Básico de Mecânica dos Solos em 16 Aulas/3ª Edição Carolos de Souza Pinto – São Paulo: Oficina de Textos, 2006.

Nogami, Job Shuji; Vilibor, Douglas Fadul. Pavimentação de Baixo Custo com Solos Lateríticos – São Paulo: Vilibor, 1995.

LIMA, Valmiqui Costa; LIMA, Marcelo Ricardo de. O solo no meio ambiente: Abordagem para Professores do Ensino Fundamental e Médio e Alunos do Ensino Médio. Disponível em: . Acesso em: 28 ago. 2019.

Pereira, Lázaro Fernandes. Et al. Estudo da utilização de solos lateríticos e a metodologia MCT: Análise em

trecho a ser duplicado na BR-116. Revista Científica Multidisciplinar Núcleo do Conhecimento. Ano 05, Ed.

06, Vol. 02, pp. 72-105. Junho de 2020. Acesso em: 16 abr. 2021. Disponível em:https://www.nucleodoconhecimento.com.br/engenharia-civil/utilizacao-de-solos#1-INTRODUCAO

Taciano Oliveira da Silva; Carlos Alexandre Braz de Carvalho; Dario Cardoso de Lima; Maria Lúcia Calijuri; Carlos Cardoso Machado; Tales Moreira de Oliveira. Avaliação do subleito de rodovias vicinais de baixo volume de tráfego por meio de ensaios geotécnicos. Acesso em: 16 abr. 2021. Disponível em: < https://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0100-67622011000500008&script=sci_arttext&tlng=pt

DEPARTAMENO DE ESTRADAS DE RODAGEM -REV. ET-DE-P00/003. SUB-BASE OU BASE DE

SOLO DE COMPORTAMENTO LATERÍTICO-BRITA DESCONTÍNUA – SLBD (2005).