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Estradas 2 – Classificação de Solos Prof. Me. Arnaldo Taveira Chioveto Universidade do Estado de Mato Grosso –UNEMAT Faculdade de Ciências Exatas e Tecnológicas – FACET Curso: Bacharelado em Engenharia Civil CLASSIFICAÇÃO DE SOLOS A maneira mais simples de classificar um solo é pela granulometria. Todavia, este parâmetro não leva em conta a plasticidade, que é fundamental no estudo de uso dos solos para pavimentação. Sistema Classificação Triangular – Triângulo de FERRET, pode ser pelo modelo: • Bureau of Public Roads – B.P.R.; • Mississippi River Commission. Sistema Unificado de Classificação de Solos – SUCS (Unified Soil Classification-USC); O DNIT (2006) adota a seguinte escala granulométrica, considerando as seguintes frações de solo: a) Pedregulho: é a fração do solo que passa na peneira de (3") e é retida na peneira de 2,00 mm (nº 10); b) Areia: é a fração do solo que passa na peneira de 2,00 mm (nº 10) e é retida na peneira de 0,075 mm (nº 200); c) Areia grossa: é a fração compreendida entre as peneiras de 2,0 mm (nº 10) e 0,42 mm (nº 40); ENSAIOS DE GRANULOMETRIA d) Areia fina: é a fração compreendida entre as peneiras de 0,42 mm (nº 40) e 0,075 mm (nº 200); e) Silte: é a fração com tamanho de grãos entre a peneira de 0,075 mm (nº 200) e 0,005 mm; f) Argila: é a fração com tamanho de grãos abaixo de 0,005 mm (argila coloidal é a fração com tamanho de grãos abaixo de 0,001 mm). É apresentado em triangulo equilátero, graduado em escala de 0% a 100%, correspondendo a frações de: pedregulho + areia, silte e argila. A localização do ponto no triangulo referente as frações do solo estudado, correspondem a zona classificatória do material ensaiado. Sistema Classificação Triangular - FERRET Sistema Classificação Triangular - FERRET No sistema da Bureau of Public Roads (B.P.R ), se observa que a soma das distâncias a partir do ponto até cada um dos lados é igual ao lado do triângulo. � = �� + �� + �� No sistema do Mississippi River Commission, se observa que a soma das distâncias a partir do ponto até cada um dos lados é igual a altura do triângulo. ℎ = �� + �� + �� B u re au o f P u b lic R o ad s – B .P .R . Lemo tem significado literal “barro” ou “terra”. Designa uma mistura em proporção variável de areia, silte e argila, com propriedades mal definidas Fonte: Senço (2007) M is si ss ip i R iv e r C o m is si o n As classificações triangulares usam termos diretos à identificação, que de certa forma facilita sua utilização nos trabalhos de sondagem. Fonte: Senço (2007) ENSAIOS DE LIMITES DE CONSISTÊNCIA - Casagrande Gráfico de Plasticidade - CASAGRANDE Classificação destinada a auxiliar na identificação de solos plásticos. Criada por Artur Casagrande, nos anos 40, originalmente para aeroportos. O gráfico de plasticidade parte da expressão da reta limite A, que separa as zonas de siltes e argilas. Material S LL=43% IP=25% Classificação: Argila de média plasticidade Exemplo Fonte: Senço (2007) SISTEMA UNIFICADO DE CLASSIFICAÇÃO DE SOLOS - SUCS (Unified Soil Classification – USC) Sistema de classificação de solo baseado na classificação de Casagrande pelo U.S.Corps of Engineers, em 1952. O SUCS baseia-se na identificação dos solos de acordo com as suas qualidades de textura e plasticidade, e grupa-os de acordo com seu comportamento quando usados em estradas, aeroportos, aterros e fundações. Neste sistema, consideram-se as seguintes características dos solos: a) Percentagens de pedregulhos, areia e finos (fração que passa na peneira nº 200: silte e argila); b) Forma da curva granulométrica; c) Plasticidade e Compressibilidade. d) As vantagens do emprego do SUCS estão no exercício da identificação de campo, na adoção de uma simbologia que diz da natureza do solo, e no valor prático das indicações que a classificação proporciona a vários ramos da engenharia de solos. Fonte: DNIT (2006) Inicialmente, a identificação dos solos é feita pelas iniciais das palavras correspondentes em inglês. Por exemplo, um pedregulho é identificado pela letra G de gravel; um pedregulho bem graduado é identificado pelas letras GW de gravel well graded. Vale lembrar que a dificuldade de separação entre areia e silte, ambas palavras começando com a letra s em inglês — sand e silt —, respectivamente é contornada utilizando para o silte a palavra mo, silte em sueco. Fonte: DNIT (2006) SISTEMA UNIFICADO DE CLASSIFICAÇÃO DE SOLOS - SUCS (Unified Soil Classification – USC) Fonte: DNIT (2006) SISTEMA UNIFICADO DE CLASSIFICAÇÃO DE SOLOS - SUCS (Unified Soil Classification – USC) De forma geral, os solos são classificados em três grupos principais: • Solos de granulação grossa, que são os que apresentam 50% ou mais dos grãos retidos na peneira n° 200, e subdividem-se em: pedregulho ou solos pedregulhosos; areia ou solos arenosos.; • Solos de granulação fina, que apresentam 50% ou mais dos grãos passando na peneira n° 200 e correspondendo à fração silte mais argila, e subdividem-se em: siltosos ou argilosos.; • Solos altamente orgânicos, que são as turfas ou similares, ou seja, solos que apresentam matéria orgânica decomposta de fácil identificação. SISTEMA UNIFICADO DE CLASSIFICAÇÃO DE SOLOS - SUCS (Unified Soil Classification – USC) Sistema de Classificação Unificada (Unified Soil Classification – USC) Os nomes pedras, cascalho ou pedregulho (gravel), areia (sand) e finos compreendendo silte (silt) e argila (clay) - são usados para definir a escala de granulometria no tamanho das partículas do solo, tendo sido adotados, arbitrariamente, os limites de tamanho. Terminologia básica para os vários componentes dos solos Fonte: DNIT (2006) O USC se baseia na granulometria, textura e na plasticidade dos solos. No que tange à plasticidade e compressibilidade, tanto siltes como argilas são identificados em função de apresentarem maior ou menor valor dessas características. O limite de separação entre baixa compressibilidade e alta compressibilidade é LL = 50%. Fonte: Senço (2007) SISTEMA UNIFICADO DE CLASSIFICAÇÃO DE SOLOS - SUCS (Unified Soil Classification – USC) Fonte: DNIT (2006) SISTEMA UNIFICADO DE CLASSIFICAÇÃO DE SOLOS - SUCS Fonte: DNIT (2006) Gráfico Plasticidade x SUCS Classificação baseada na granulometria e nos limites de consistência. Sofreu alterações e evoluiu para a classificação Highway Reerch Board – HRB. O Boreau of Public Roads – B.P.R classifica os solos em 8 grupos, que varia de A-1 até A-8, sendo correspondente o comportamento para suporte do pavimento: A-1 Ótimo A-8 Imprestável CLASSIFICAÇÃO B.P.R. - Boreau of Public Roads B .P .R . - B o re au o f P u b lic R o ad s Sendo: a = % de material que passa na peneira nº 200, menos 35 a= p-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 nº 200, menos 15 b= p-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 c=LL-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 d=IP-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). Segundo DNIT (2006) chama-se Índice de Grupo a um valor numérico, variando de 0 a 20, que retrata o duplo aspecto de plasticidade e graduação das partículas do solo. O IG é calculadopela fórmula: IG = 0,2.a + 0,005.a.c + 0,01.b.d Um sistema de classificação de solos bastante utilizado em pavimentação é o do Highway Research Board (HRB), aprovado em 1945 e que constitui um aperfeiçoamento do antigo sistema da Public Roads Administration, proposto em 1929. Neste sistema, denominado HRB, considera-se a granulometria, o limite de liquidez, o índice de liquidez e o índice de grupo. Este sistema de classificação liga-se intimamente ao método de dimensionamento de pavimentos pelo índice de grupo (DNIT, 2006,p.55). CLASSIFICAÇÃO H.R.B. - Highway Research Board (HRB) H ig h w ay R e se ar ch B o ar d ( H R B ) CLASSIFICAÇÃO T.R.B. Transportation Research Board – (T.R.B.) Transportation Research Board – T.R.B. Antigo Highway Research Board - H.R.B. Resulta das alterações da classificação do Boreau of Public Roads – B.P.R. Tr an sp o rt at io n R e se ar ch B o ar d – (T .R .B .) O que difere HRB de TRB ? Interrelações entre a classificação TRB e a unificada Fonte: DNIT (2006) Interrelações entre a classificação unificada e TRB REFERENCIAS SENÇO, W. Manual de técnicas de pavimentação. Vol. 1. 2ª ed. ampl. São Paulo: PINI, 2007, 761p. SENÇO, W. Manual de técnicas de pavimentação. Vol. 2. 1ª ed. São Paulo: PINI, 2001, 671p. DNIT–DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES. Manual de pavimentação. 3ª ed. Rio de Janeiro: Instituto de Pesquisas Rodoviárias, 2006. 274p. (Publicação IPR-719).
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