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Superestrutura de Estradas – TC-576 Prof. Jorge Barbosa Soares www.det.ufc.br /jsoares Aula 2 - Ensaios de mecânica dos solos aplicados a pavimentos Granulometria, LL, LP, equivalente de areia, IG 1. Introdução Intemperismo é o termo usado para descrever o processo de decomposição das rochas por agentes atmosféricos e biológicos, segundo as mais variadas formas de ação; o transporte das rochas alteradas está associado à erosão pela chuva, rios, vento e gelo. Ao produto final do intemperismo dá-se o nome de solo e sua natureza depende, principalmente, dos seguintes fatores: tipo da rocha que lhe deu origem, clima, cobertura vegetal, topografia e do tempo de intemperização. Numa classificação genética, que leve em conta tão somente a formação original, os solos podem ser divididos em dois grandes grupos: solos residuais (provenientes da decomposição e alteração da rocha in situ ) e solos transportados (provenientes do transporte e decomposição de materiais). São ainda de importância técnica os denominados solos orgânicos que, sob o ponto de vista da engenharia, apresentam características indesejáveis, destacando-se sua elevada compressibilidade e alta capacidade de absorção de água. Os solos orgânicos podem originar-se da impregnação de matéria orgânica em sedimentos pré-existentes (argilas orgânicas), da transformação carbonífera de materiais de origem vegetal contida no material sedimentado (turfas) e pela absorção no solo de carapaças de moluscos ou diatomáceas. Um solo é um sistema trifásico constituído das fases sólida (mineral), líquida (água) e gasosa (ar ou vapor d'água). As seguintes propriedades estão vinculadas a fase sólida: Textura: é identificada pelo aspecto visual do material ou como ele se faz sentir. Depende do tamanho relativo e forma das partículas, bem como dos intervalos de distribuição de suas dimensões, sendo classificados como de granulação grossa e granulação fina. A descrição quantitativa da textura de um solo é feita através da sua granulometria, ou seja, da determinação das dimensões de seus grãos e da distribuição percentual em peso dos grãos, em intervalos de dimensões, previamente estabelecidos nos métodos de classificação, baseados exclusivamente na granulometria dos solos. Tabela 1. Frações dos solos Intervalo (mm) Fração 76 – 4,8 pedregulhos 4,8 – 0,05 areias 0,05 – 0,005 siltes < 0,005 argilas Granulometria: em decorrência, principalmente, do seu processo de formação, as dimensões das partículas de um solo variam amplamente, desde partículas coloidais, extremamente finas, até pedregulhos com vários centímetros. O intemperismo físico, que reduz a rocha a fragmentos menores, sem qualquer alteração química dos materiais, dá origem às partículas quartzosas que constituem as areias e

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Aula 2 - Ensaios de mecânica dos solos aplicados a pavimentos Granulometria, LL, LP, equivalente de areia, IG

1. Introdução Intemperismo é o termo usado para descrever o processo de decomposição das rochas por agentes atmosféricos e biológicos, segundo as mais variadas formas de ação; o transporte das rochas alteradas está associado à erosão pela chuva, rios, vento e gelo. Ao produto final do intemperismo dá-se o nome de solo e sua natureza depende, principalmente, dos seguintes fatores: tipo da rocha que lhe deu origem, clima, cobertura vegetal, topografia e do tempo de intemperização. Numa classificação genética, que leve em conta tão somente a formação original, os solos podem ser divididos em dois grandes grupos: solos residuais (provenientes da decomposição e alteração da rocha in situ) e solos transportados (provenientes do transporte e decomposição de materiais). São ainda de importância técnica os denominados solos orgânicos que, sob o ponto de vista da engenharia, apresentam características indesejáveis, destacando-se sua elevada compressibilidade e alta capacidade de absorção de água. Os solos orgânicos podem originar-se da impregnação de matéria orgânica em sedimentos pré-existentes (argilas orgânicas), da transformação carbonífera de materiais de origem vegetal contida no material sedimentado (turfas) e pela absorção no solo de carapaças de moluscos ou diatomáceas. Um solo é um sistema trifásico constituído das fases sólida (mineral), líquida (água) e gasosa (ar ou vapor d'água). As seguintes propriedades estão vinculadas a fase sólida: Textura: é identificada pelo aspecto visual do material ou como ele se faz sentir. Depende do tamanho relativo e forma das partículas, bem como dos intervalos de distribuição de suas dimensões, sendo classificados como de granulação grossa e granulação fina. A descrição quantitativa da textura de um solo é feita através da sua granulometria, ou seja, da determinação das dimensões de seus grãos e da distribuição percentual em peso dos grãos, em intervalos de dimensões, previamente estabelecidos nos métodos de classificação, baseados exclusivamente na granulometria dos solos.

Tabela 1. Frações dos solos Intervalo (mm) Fração

76 – 4,8 pedregulhos 4,8 – 0,05 areias

0,05 – 0,005 siltes < 0,005 argilas

Granulometria: em decorrência, principalmente, do seu processo de formação, as dimensões das partículas de um solo variam amplamente, desde partículas coloidais, extremamente finas, até pedregulhos com vários centímetros. O intemperismo físico, que reduz a rocha a fragmentos menores, sem qualquer alteração química dos materiais, dá origem às partículas quartzosas que constituem as areias e

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pedregulhos. O intemperismo químico caracteriza-se pela ação de agentes que atacam a rocha, modificando sua constituição mineralógica ou química. Forma das partículas: as areias e os pedregulhos são constituídos de partículas arredondadas ou, mais precisamente, de forma poliédrica. Suas dimensões são aproximadamente iguais nas três dimensões. A forma das partículas individua is dos solos granulares é tão importante quanto a sua granulometria, na definição das suas propriedades de engenharia, em especial na sua resistência ao cisalhamento.

a) areia b) areia de Ottawa 0,42 a 0,84mm c) areia de Ottawa 0,11 a 0,19mm

Partículas lamelares de argila

Figura 1. Partículas de solo

As partículas de argila, embora invisíveis a olho nu, apresentam uma forma lamelar, ou seja, semelhante a lamelas ou escamas, onde uma dimensão é muito pequena em relação às outras duas. A superfície da partícula de argila mineral possui uma carga elétrica negativa, cuja intensidade depende principalmente de suas características mineralógicas; as atividades físicas e químicas decorrentes dessa carga superficial constituem a chamada atividade da superfície do mineral. Outra propriedade importante dessas partículas é a elevada superfície específica, isto é, a relação entre área superficial e a sua massa. Isto significa, a quase totalidade da massa da partícula encontra-se próxima da superfície. Quanto menor o diâmetro do grão, maior a superfície específica, atingindo nas montmorilonitas, a mais ativa das argilas minerais, o valor de 800 m2/g.

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2. Relações volumétricas e graviméticas nos solos

Figura 2. Diagrama de fases O diagrama de fases envolve seis parâmetros desconhecidos, referentes aos volumes e pesos das diferentes fases. Entretanto, na prática, o peso do ar é desprezível em relação aos demais, reduzindo as incógnitas a cinco. Podem ser determinadas, diretamente no laboratório, as grandezas:

• P - peso total da amostra úmida; • Ps - peso da amostra seca em estufa; • V - volume total da amostra úmida.

Partindo dessas grandezas e de correlações simples, serão calculadas:

• Vs - volume da matéria sólida; • Pa - peso da água, na amostra úmida; • Va - volume da água.

Parâmetros dimensionais

• Peso específico da água aaa VP=γ • Peso específico da matéria sólida ssg VP=γ

• Peso específico aparente do solo ou peso específico úmido VP=γ • Peso específico aparente do solo seco VPss =γ

No sistema internacional de unidades, os pesos específicos ( γ ) são medidos em (kN/m3). Considerando-se que no laboratório determinam-se massas e não pesos, as correlações citadas podem traduzir massas específicas ( ρ ), expressas em (kg/m3) ou (g/cm3). Parâmetros adimensionais São parâmetros importantes para o entendimento das propriedades mecânicas dos solos e através deles podem ser representados seus estados físicos e as conclusões da aplicação das teorias da Mecânica dos Solos a um problema prático.

• Teor de umidade natural ( ) %100PPh sa ×= • Índice de vazios sv VVe = • Porosidade ( ) %100VVn v ×= • Densidade real dos grãos sólidos ag γγ=δ

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3. Ensaios Os ensaios de solos são divididos em três grupos: ensaios de caracterização, de compactação e de pavimentos. Cada grupo é composto por vários ensaios apresentados abaixo e detalhados mais adiante. Ensaios de Caracterização Os ensaios de caracterização incluem as seguintes determinações:

• Teor da umidade natural; • Peso específico aparente; • Densidade real dos grãos sólidos; • Composição granulométrica por peneiramento ou sedimentação; • Limites de consistência (liquidez, plasticidade e contração).

Ensaios de Compactação Os solos são levados a um estado mais denso para melhorar suas propriedades (rolos, martelos ou vibradores):

• Ensaio de compactação normal ou ensaio de Proctor; • Ensaio de compactação com energia do AASHO intermediária; • Ensaio de compactação com energia do AASHO modificada.

Ensaios para Pavimentos

• Equivalente de areia: utilizado no controle dos finos dos materiais granulares; • Índice de Suporte Califórnia (California Bearing Ratio – CBR): determina um valor

relativo da capacidade de suporte de um solo; • Mini CBR: semelhante ao anterior com corpos de prova miniatura, utilizado em solos

de graduação fina (passando na peneira 2,0 mm); • Triaxial dinâmico.

4. Qualidade dos ensaios de laboratório A representatividade e a confiabilidade dos resultados dos ensaios mantém uma relação estreita com o processo de amostragem e o tratamento concedido às amostras, desde a coleta até a realização dos ensaios. Os ensaios de laboratório são realizados em amostras coletadas durante a investigação do local. A principal exigência é que estas amostras sejam representativas da massa que compõe a camada da qual foram retiradas. Com respeito a estocagem das amostras, estas devem ser testadas pouco tempo após a chegada ao laboratório.

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5. Preparação das amostras A preparação das amostras é a etapa que precede a realização dos ensaios. Compõe-se de 5 etapas: - Secagem parcial das amostras

- Exposição ao ar - Exposição à luz infravermelha (12 horas) - Secagem em estufa (12 horas, T ≤ 60 °C)

- Destorroamento Tem como finalidade desagregar as partículas menores das maiores do solo. A amostra é colocada no almofatriz, com capacidade de 5 kg de solo, e aos poucos, com o auxílio da mão de gral, recoberta de borracha, pressiona-se a amostra, fazendo-se movimentos circulares até se conseguir um total desagregação das partículas de solo.

Figura 3. Destorroamento - Quarteamento Extrai-se da amostra total, destorroada, uma amostra menor. A amostra é colocada sobre uma superfície plana e limpa, misturada intensamente e arrumada numa pilha cônica. Este cone é então achatado e dividido em 4 partes. Descarta-se 2 partes, situadas diametralmente, misturando-se o material restante e repetindo-se com ele o processo de quarteamento, até obter-se uma amostra homogênea, com o peso necessário dos ensaios.

Figura 4. Quarteamento

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- Peneiramento É a última etapa do processo de preparação da amostra e nele o material é separado para os diferentes ensaios. É recomendável que antes do peneiramento se proceda mais um destorroamento com a finalidade de desagregar todos os torrões.

Figura 5. Preparação da amostra para ensaios de caracterização

6. Ensaios de Caracterização 6.1 Teor de umidade natural A água desempenha papel importante no comportamento dos solos, especialmente na granulação fina. A quantidade de água pode provocar modificações nas propriedades dos solos: plasticidade das argilas, diminuição da resistência ao cisalhamento (por saturação), contração (por secagem), e facilidade de compactação. Convencionou-se denominar “teor de umidade” a relação, expressa em percentagem, entre o peso da água existente numa certa massa de solo e o peso das partículas sólidas.

Teor de umidade: s

a

PP

h =

Nos solos arenosos (areias, pedregulhos, etc) os processos padronizados para a determinação do teor de umidade, removem toda a água livre sem afetar a estrutura individual das partículas. Entretanto, nos solos coesivos (argilas) e solos orgânicos, as partículas individuais podem ser afetadas pela secagem em estufa.

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A principal dificuldade na determinação prática da umidade reside na definição do peso seco, pois a presença da água nos solos pode acontecer sobre várias modalidades (água adsorvida × água livre). Na Mecânica dos Solos, convencionou-se que o peso seco é o que se obtêm, secando-se o material em estufa, com temperaturas entre 110 °C a 115 °C, durante um período suficiente para chegar-se a um peso constante. Em geral, são necessárias 15 a 16 horas de estufa para obter-se uma amostra seca. A escolha da temperatura é arbitrária, pois o solo continua com a película de água adsorvida. O teor de umidade pode ser determinado pelos seguintes três métodos: - Com secagem em estufa (laboratório) – DNER – ME 213/94 Esse método de determinação de umidade mais utilizado em laboratórios, pois além de ser utilizado na determinação do teor de umidade do solo in situ (teor de umidade natural), utilizando amostras preparadas para essa finalidade, a determinação do teor de umidade é parte integrante de ensaios que objetivam a determinação de outros de outros parâmetros do solo tais como por exemplo, os limites de consistência e ensaio de compactação.

(a) (b)

Figura 6.: a) Estufa b) Balança digital - Método expedito “Speedy” (campo) – DNER – ME 052/94

Figura 7. Método “Speedy” para determinação da umidade

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No caso do método “Speedy”, a umidade é determinada pela pressão do gás resultante da ação da água contida na amostra sobre o carbureto de cálcio (CaC2) que se introduz no aparelho específico do ensaio. A aparelhagem do “Speedy” é constituída do recipiente de pressão, tampa dotada de um manômetro e duas esferas de aço para quebra da ampola. São ainda necessários ampolas com o reagente carbureto de cálcio finamente pulverizado e balança com sensibilidade de 0,01 g. Cerca de um a três minutos serão necessários para a completa reação do carbureto de cálcio com a água livre da amostra. A pressão dos gases liberados na reação (eteno C2H2) será indicada no manômetro. Quando esta indicação permanece constante, toda a água presente já reagiu com o carbureto e a pressão no manômetro é anotada. A umidade do solo (h1) em relação ao peso da amostra úmida, é determinada através de uma tabela de aferição em função da pressão no manômetro e do peso da amostra. Para determinar a umidade em relação ao peso seco da amostra: h = 100 × h1/(100-h1) - Método expedito do álcool (campo) – DNER – ME 088/94

Neste método, a água do solo é eliminada pela queima do álcool etílico que é lançado no solo. Trata-se de um método precário da determinação da umidade. 6.2 Densidade real dos grãos A massa específica de um sólido é a relação entre a sua massa e o seu volume:

VM

Quando se divide a massa especifica pela massa específica de outra substância, geralmente a água, obtêm-se a densidade relativa à água:

( )aVM

=

Na Mecânica dos Solos, a densidade dos grãos é necessária no cálculo de outros ensaios, inclusive a granulometria por sedimentação e na determinação das relações peso-volume, isto é, índice de vazios, grau de saturação e outros índices físicos. Nos solos existem vazios entre as partículas sólidas, com a presença de ar, após a eliminação da água, por secagem. Esses vazios podem ser grandes o suficiente para serem vistos a olho desarmado – solos de granulação grossa – ou serem tão pequenos que são invisíveis, mesmo em instrumentos com elevada ampliação – solos de granulação fina. Por outro lado, a determinação da densidade exige o conhecimento do volume das partículas (Vs), com a eliminação total do ar dos vazios. Entretanto, as partículas maiores apresentam vazios na sua superfície de onde não se consegue extrair o ar e seu volume é computado como o volume das partículas. Existem, portanto, critérios diferentes para definir-se a densidade dos solos nas duas condições descritas:

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- A densidade real dos grãos de solo que passam na peneira nº 4 (0,475 mm), representada pelo símbolo δ, é a relação entre a massa e um dado volume de partículas sólidas, numa temperatura determinada, e amassa de igual volume de água destilada, na mesma temperatura.

- Para o material retido na peneira nº 4 é definida a densidade aparente das partículas, como a relação entre a massa das partículas e o volume total, obtido por imersão das partículas em água, sem a expulsão do ar retido em seus vazios superficiais.

Figura 8. Determinação do volume e da densidade 6.3 Composição granulomérica por peneiramento e sedimentação Ensaios de Granulometria por Peneiramento Toma-se uma amostra representativa do solo a ser ensaiado e pesa-se. Tem-se, então, o peso de amostra úmida que deve ser aproximadamente 1500 g. Passa-se toda a amostra na peneira n° 10. A fração retida será lavada na peneira n° 10, para eliminar todo o material fino aderente às partículas de solo. Transfere-se o solo lavado para uma cápsula e seca-se a temperatura de 105 °C a 110 °C. Faz-se, então, o peneiramento do solo até a peneira n° 10. Da fração que passa na peneira n° 10 toma-se cerca de 100 g para o peneiramento fino (da pene ira n° 10 à de n° 200), e cerca de 50 g para determinação da umidade higroscópica. Lava-se a amostra destinada ao peneiramento fino na peneira n° 200, seca-se a parte retida, em estufa a 105 °C 110 °C, procedendo-se, então, ao peneiramento entre as peneiras n° 10 e n° 200.

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Figura 9. Peneiramento Ensaios de Granulometria por Sedimentação O ensaio é realizado com a fração da amostra representativa do solo que passa na peneira n° 10. Toma-se cerca de 120 g no caso de solos arenosos, ou cerca de 70 g de solos siltosos ou argilosos, daquela fração e coloca-se em um recipiente com água destilada. O solo deve permanecer em imersão durante 18 horas. Passado este tempo, adicionam-se 20 cm de deflocutante. Leva-se ao dispersor. Transfere-se o solo dispersado para uma proveta de capacidade de 1000 ml. Completa-se o volume adicionando água destilada até o traço indicando 1000 ml. Agita-se, deposita-se a proveta e fazem-se as leituras densimétricas de acordo com os tempos especificados para o ensaio de sedimentação, que são: 30 segundos, 1 minuto, 2 minutos, 4 minutos, 8 minutos, 15 minutos, 30 minutos, 60 minutos, 240 minutos e 1500 minutos. Terminado o ensaio de sedimentação, lava-se o solo na peneira n° 200, seca-se em estufa à temperatura de 105 °C 110 °C, procedendo-se ao peneiramento compreendido entre as peneiras n° 10 e n° 200. Para o cálculo da granulometria por sedimentação é necessário conhecer o peso específico dos grãos do solo. O ensaio para determinação do peso específico dos grãos do solo é realizado com um picnômetro de 500 ml. Usando-se a fração da amostra representativa do solo que passa na peneira n° 10, e coloca-se em uma cápsula com água destilada em quantidade suficiente para se obter pasta fluida. Coloca-se a pasta no dispersor e liga-se este durante 15 minutos. Transfere-se a amostra para o picnômetro e junta-se água destilada até aproximadamente metade de seu volume. Faz-se vácuo no picnômetro durante 15 minutos, no mínimo, para extrair o ar contido na amostra e, em seguida, adiciona-se água destilada até a marca de calibração. Enxuga-se o picnômetro e pesa-se, anotando-se, a seguir, a temperatura da água. Tira-se, na curva de calibração, o peso do picnômetro cheio de água, para a temperatura do ensaio. O peso específico dos grãos do solo é dado pela fórmula:

aasas

ss PPP

−+=γ

sendo, γg = peso específico real dos grãos do solo, em g/cm3; Ps = peso em gramas do solo seco em estufa a 105 °C - 110 °C; Pa = peso em gramas do picnômetro cheio de água à temperatura t; Pas = peso em gramas do picnômetro, mais solo, mais água; γa = peso específico da água (g/cm3) à temperatura do ensaio. (Nos ensaios correntes poder-se considerar γa = 1 g/cm3) Com os valores obtidos no ensaio de sedimentação, e conhecido o peso específico dos grãos do solo, calculam-se os diâmetros das partículas, pela lei de Stokes, para cada leitura do densímetro:

- Lei de Stokes : tan1800

dag

×γ−γ

=

onde,

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d = diâmetro equivalente da partícula, isto é, o diâmetro de uma esfera de mesmo peso específico e que sedimenta com a mesma velocidade;

γg = peso específico das partículas de solo; γa = peso específico da água; n = coeficiente de viscosidade do meio dispersor; a = altura de queda das partículas correspondentes à leitura do densímetro; t = tempo de sedimentação. A porcentagem de material ainda não sedimentado é dada pela fórmula:

s

c

g

g

PL

1Q ×

−γγ

α=

onde: Q = porcentagem de solo em suspensão no instante da leitura do densímetro; a = porcentagem de material que passa na peneira de 2,0 mm (peneira n° 10); Lc = leitura corrigida do densímetro (Lc = L+ ∆L; em que L é a decimal da leitura na parte

superior do menisco multiplicada por 103 e ∆L a correção); Ps = peso do solo seco usado na suspensão; A porcentagem de solo em suspensão no instante da leitura densimétrica é calculada pela expressão vista anteriormente. Com os valores pode-se traçar a curva granulométrica.

Figura 10. Sedimentação Para maiores detalhes do método de sedimentação, ver o método DNER-ME 051/94.

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ESTRADA:

TRECHO:

EST. OU Km:

INTERESSADO:

1000 1 0,0%

Retido na n° 10 (g): 9,67 Tara 12,48 Areia grossa 2,0 a 0,42 mm 79,4%

Passando n.° úmida (g) 990,33 Cápsula e solo úmido: 52,46 6,1%

Água (g): 11,78 Cápsula e solo seco: 51,99 Silte + argila < 0,074 mm 14,5%Passando n.° seca (g) 990,21 0,47 Total 100,0%

988,10 39,51 9,5%

Umidade higroscópica - h 1,19%Fator de correção 0,9999

Peneira

Peso - g % amostra total% Acumulada mm

3 pol 0 0,0% 0,0% 76,22 pol 0 0,0% 0,0% 50,81 1/2 pol 0 0,0% 0,0% 38,11 pol 50 5,1% 5,1% 25,43/4 pol 85 8,6% 13,7% 19,11/2 pol 125 12,7% 26,3% 9,53/8 pol 365 36,9% 63,3% 4,8N.° 4 0 0,0% 63,3% 6,4N.° 8 126 12,8% 76,0% 2,4N.° 10 19 1,9% 77,9% 2N.° 18 0 0,0% 77,9% 1,2N.° 30 0 0,0% 77,9% 0,6N.° 40 15 1,5% 79,4% 0,42N.° 50 0 0,0% 79,4% 0,3N.° 80 0 0,0% 79,4% 0,18N.° 100 35 3,5% 83,0% 0,15N.° 200 25 2,5% 85,5% 0,074

OBSERVAÇÕES:

% que passa da amostra totalMaterial retido

Peneiramento

Peneira

UFC/DET Laboratório de Mecânica dos Pavimentos

Análise granulométrica por Peneiramento - DNER M 80

Amostra:

Registro:

RESUMO DA GRANULOMETRIAUMIDADE HIGROSCÓPICAAMOSTRA TOTAL SECAPedregulho acima de 2,0 mm

Retido entre n.° 10 e 200Amostra total seca (g):

Cápsula n.°

Água:

Solo seco:

Amostra total úmida (g):

Areia Fina: 0,42 a 0,074 mm

100,0%100,0%100,0%94,9%86,3%73,7%36,7%36,7%24,0%22,1%22,1%22,1%

14,5%

20,6%20,6%20,6%17,0%

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6.4 Limites de consistência (liquidez e plasticidade) Esses limites permitem avaliar a plasticidade dos solos, que é a maior ou menor capacidade dos solos de serem moldados sem variação de volume, sob certas condições de umidade. Entre os ensaios de rotina, objetivando a caracterização de um solo segundo sua plasticidade, estão a determinação do limite de liquidez (LL) e a do limite de plasticidade (LP). Quando a umidade de um solo é muito grande, ele se apresenta como um fluido denso e se diz no estado líquido. À medida que se evapora a água, ele endurece, passando do estado líquido para o estado plástico. A umidade correspondente ao limite entre os estados líquido e plástico é denominada limite de liquidez. O limite de liquidez indica a quantidade de água que pode ser absorvida pela fração do solo que passa pela peneira nº 40. Observa-se que quanto maior o LL tanto mais compressível o solo. Ao continuar a perda de umidade, o estado plástico desaparece, passando o solo para o estado semi-sólido. Neste ponto, a amostra de solo se desagrega ao ser trabalhada. A umidade correspondente ao limite entre os estados plásticos e semi-sólido é denominada limite de plasticidade. Continuando a secagem, ocorre a passagem para o estado sólido. O limite entre esses dois últimos estados é denominado limite de contração.

LP

LL

Figura 11. Limites de Atterberg

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A diferença numérica entre o limite de liquidez (LL) e o limite de plasticidade (LP) fornece o índice de plasticidade (IP): IP = LL - LP Este índice define a zona em que o solo se acha no estado plástico e, por ser máximo para as argilas e mínimo para as areias, fornece um critério para se avaliar o caráter argiloso de um solo. Quanto maior o IP, mais plástico será o solo. O IP é função da quantidade de argila presente no solo, enquanto o LL e o LP são funções da quantidade e do tipo de argila. Quando um material não tem plasticidade (areia, por exemplo), escreve-se IP = NP (não plástico).

Figura 12. Limites de consistência

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ESTRADA:

TRECHO:

EST. OU Km:

INTERESSADO:

cápsula n° cápsula e solo úmido (g)

cápsula e solo seco (g)

cápsula (g) água (g) solo seco (g) teor de umidade (%)

1 14,66 12,31 5,46 2,35 6,85 34,3%

2 18,52 15,59 6,43 2,93 9,16 32,0%

3 17,93 15,23 6,33 2,7 8,9 30,3%

4 17,21 14,61 5,47 2,6 9,14 28,4%

5

cápsula n°cápsula e solo

úmido (g)cápsula e solo

seco (g)cápsula (g) água (g) solo seco (g)

teor de umidade (%)

1 8,15 7,88 6,07 0,27 1,81 14,9%

2 8,22 7,96 6,27 0,26 1,69 15,4%

3 8,92 8,58 6,32 0,34 2,26 15,0%

4 8,76 8,46 6,49 0,3 1,97 15,2%

5

cápsula n°cápsula e solo

seco (g)cápsula (g) solo seco (g)

mercúrio deslocado

(cm³)

relação de contração

(cm³/g)

inverso da densidade

relativa

limite de contração (%)

L.C. média (%)

picnômetro n° picnômetro e água (g)

temperatura (°C)

picnômetro solo e água

(g)solo seco (g) água

deslocada (g)

massa específica real

(g/cm³)1 526 25 5682 569 25 622

limite de liquidez % 31%limite de plasticidade % 15%índice de plasticidade % 16%

LIMITE DE PLASTICIDADE - LP

15,1%

45

Amostra:

Registro:

LIMITE DE LIQUIDEZ - LL

golpes n°

13

21

30

ÍNDICE DE PLASTICIDADE

Operador:

UFC/DET Laboratório de Mecânica dos Pavimentos

Ensaios Físicos

OBSERVAÇÕES:

média (g/cm³)

LIMITE DE CONTRAÇÃO - LC

MASSA ESPECÍFICA REAL DOS ÓRGÃOS DO SOLO

limite de plasticidade (g)

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0,0% 5,0% 10,0% 15,0% 20,0% 25,0% 30,0% 35,0% 40,0%Teor de umidade %

Go

lpes

L.L

Superestrutura de Estradas – TC-576 Prof. Jorge Barbosa Soares – www.det.ufc.br/jsoares

7. Índice de grupo Chama-se Índice de Grupo (IG) a um valor númerico, variando de 0 a 20, que retrata o duplo aspecto de plasticidade e graduação das partículas do solo. O IG é calculado pela seguinte fórmula:

bd01,0ac005,0a2,0IG ++= em que: a = % de material que passa na peneira n° 200, menos 35. Se a% obtida nesta diferença for

maior que 75, adota-se 75; se for menor que 35, adota-se 35 (a varia de 0 a 40). b = % de material que passa na peneira n° 200 menos 15. Se a % obtida nesta diferença for

maior que 55, adota-se 55; se for menor que 15, adota-se 15 (b varia de 0 a 40). c = valor do Limite de Liquidez menos 40. Se o Limite de Liquidez for maior que 60, adota-

se 60; se for menor que 40, adota-se 40 (c varia de 0 a 20). d = valor de Índice de Plasticidade menos 10. Se o índice de Plasticidade for maior que 30,

adota-se 30; se for menor que 10, adota-se 10 (d varia de 0 a 20).

Obs.: Notas de aula formada a partir de textos de livros, artigos e apostilas de diversos autores