trabalho 14 - pavimentação

Prévia do material em texto

APLICAÇÕES DE MISTURAS SOLO-ESCÓRIA DE ACIARIA-CINZA VOLANTE 
EM PAVIMENTOS CONVENCIONAIS: CLASSIFICAÇÃO MCT E RESISTÊNCIA 
MECÂNICA VIA MINI-CBR 
 
Marina de Oliveira Silva 
Universidade Federal de São João Del-Rei (UFSJ), Campus Alto Paraopeba. 
Robson Rodrigues Leite 
Universidade Federal de São João Del-Rei (UFSJ), Campus Alto Paraopeba. 
Taciano Oliveira da Silva 
Universidade Federal de Viçosa (UFV), Campus Universitário. Departamento de Engenharia Civil. 
Heraldo Nunes Pitanga 
Universidade Federal de São João Del-Rei (UFSJ), Campus Alto Paraopeba. 
Departamento de Tecnologia em Engenharia Civil, Computação e Humanidades. 
 
RESUMO 
Esta pesquisa analisou a influência da adição de escória oxidante de aciaria elétrica e cinza volante na 
classificação MCT e nas propriedades mecânica e hidráulica de quatro amostras de solos residuais, 
representativos da região do Alto Paraopeba, Minas Gerais, para fins de emprego em obras de pavimentação. Os 
solos analisados englobaram o Solo 01, de textura silto-areno-argilosa, o Solo 02, de textura areno-silto-argilosa, 
o Solo 03, de textura silto-arenosa, e o Solo 04, de textura areno-silto-argilosa. Para tanto, efetuou-se mistura 
envolvendo 80% de escória oxidante de aciaria elétrica e 20% de cinza volante, em massa seca. Essa mistura foi 
adicionada aos solos analisados na proporção de 30% em relação às massas desses solos secos. O programa 
experimental dessa pesquisa contou com os seguintes ensaios de laboratório: (i) Compactação Mini-MCV e 
Perda de massa por imersão para a classificação MCT dos solos analisados no estado natural e com adição da 
mistura; (ii) Mini-CBR, nas energias do Proctor Intermediário e Modificado, para determinação das 
características de resistência mecânica e expansão dos solos no estado natural e com adição da mistura. A 
avaliação dos resultados desse estudo permitiu concluir que a mistura proposta apresentou potencial significativo 
como estabilizante de solos, observando-se que: (i) a adição da mistura de escória oxidante de aciaria elétrica e 
cinza volante aos solos analisados foi responsável por ganhos significativos nas suas resistências mecânicas, sem 
período de cura dos corpos de prova, obtendo melhores resultados com os solos de texturas areno-silto-argilosas; 
(ii) com relação à expansão medida no ensaio Mini-CBR, observou-se pequeno acréscimo para o solo com 
textura silto-areno-argilosa e decréscimo para o solo de textura areno-silto-argilosa; (iii) as misturas solo-escória 
oxidante de aciaria-cinza volante não responderam bem ao aumento da energia de compactação, em termos dos 
parâmetros Mini-CBR e expansãoMini-CBR. 
Palavras-Chave: Solos; Estabilização; Resíduo siderúrgico; Pavimentação. 
 
ABSTRACT 
This research examined the influence of the addition of electric oxidant steel slag and fly ash in MCT 
classification and the mechanical and hydraulic properties of four samples of residual soils, representative of 
the Alto Paraopeba, Minas Gerais, for employment purposes in pavement. The soils analyzed encompassed the 
Soil 1, texture silty-sandy-clay, the Soil 2, Texture-sandy-silty-clay, Soil 3, silty-sandy texture, and Soil 3, texture 
sandy-silty-clay. Therefore, we performed mixing involving 80% of electric oxidant steel slag and 20% fly ash, in 
dry mass. This mixture was added to the soil analyzed in a proportion of 30% in relation to the masses of these 
dry soils. The experimental program of this research included the following laboratory tests: (i) Compaction 
Mini-MCV and Mass loss by immersion for the MCT classification of the analyzed soils in their natural state and 
with the addition of the mixture, (ii) Mini-CBR (California Bearing Ratio), the energies of Intermediate and 
Modified Proctor, to determine the characteristics of mechanical resistance and swelling of soils in their natural 
state and with the addition of the mixture. The evaluation of the results of that study showed that the proposed 
mix showed significant potential as a soil stabilizer, noting that: (i) adding the mixture of electric oxidant steel 
slag and fly ash soils analyzed was responsible for significant mechanical resistance gains, without curing time 
of the test samples, getting better results with soil texture sandy-silty-clay, (ii) with respect to swelling measured 
on test Mini-CBR, observed small addition to soil texture silty-sandy-clay soil and to decrease the texture-sandy-
silty-clay, (iii) the soil- electric oxidant steel slag -fly ash not responded well to increased compaction energy, in 
terms of the parameters Mini-CBR and swellingMini-CBR. 
Keywords: Soil; Stabilization; Steel waste; Pavement. 
 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
Pode-se afirmar que são muitas as perspectivas do emprego de agentes de estabilização que 
permitem a execução de pavimento rodoviário em uma visão tradicional. Assim, é de 
interesse realizar estudos que sejam direcionados à busca de novos materiais de construção 
rodoviária, em especial considerando a técnica de estabilização química de solos, com a 
finalidade de minimizar os custos com o transporte de materiais de jazidas de empréstimo, 
bem como de reduzir os impactos ambientais proporcionados pela exploração de agregados 
minerais. 
 
A região Sudeste do Brasil é responsável por, aproximadamente, 95% da produção brasileira 
de aço bruto (IBS, 2012). Neste contexto, a região do Alto Paraopeba, no estado de Minas 
Gerais, é reconhecido pelo seu caráter minero-siderúrgico, evidenciado pela presença 
expressiva de empresas mineradoras e indústrias siderúrgicas, cujas atividades geram 
inevitáveis impactos ambientais negativos ao meio físico, seja pelas atividades diretas de 
extração de minério de ferro, seja pelos resíduos resultantes de seus processos de 
beneficiamento. Desta forma, a viabilização da utilização das escórias de aciaria na 
engenharia rodoviária é vantajosa não só sob o ponto de vista econômico, mas também pela 
preservação do meio ambiente, visto que possibilita a redução do volume de extração de 
matérias-primas não renováveis, a redução da emissão de poluentes e do consumo energético. 
 
Para as misturas com resíduos siderúrgicos, a exemplo de escória oxidante de aciaria elétrica, 
e cinza volante atenderem as exigências técnicas de estabilização química de solos visando o 
uso na engenharia civil, é necessário que se desenvolvam metodologias de ensaios para a sua 
caracterização como um material passível de uso em obras de engenharia. 
 
Ainda dentro da perspectiva de aplicação da escória de aciaria na engenharia rodoviária, 
estudos recentes têm apontado para a possibilidade de mobilização de suas boas propriedades 
mecânicas e hidráulicas quando combinada com cinza volante. Segundo Núñez (2007), a 
cinza volante é uma pozolana artificial, produzida geralmente em termelétricas que queimam 
carvão mineral ou matéria orgânica. A pozolana é definida pela ASTM (American Society for 
Testing and Materials) como um material silicoso ou sílico-aluminoso que, por si só, possui 
pouca ou nenhuma capacidade de cimentação, porém, em forma finamente dividida e na 
presença de umidade, reage quimicamente com hidróxidos alcalinos e alcalinos terrosos à 
temperatura ambiente para formar ou ajudar na formação de compostos possuindo 
propriedades cimentantes. 
 
Diante do exposto, esta pesquisa avaliou a influência da adição de mistura de resíduo 
siderúrgico, escória oxidante de aciaria elétrica, e cinza volante na classificação MCT e nas 
propriedades mecânica e hidráulica, de quatros amostras de solos residuais de gnaisse, 
representativos da região do Alto Paraopeba, Minas Gerais. 
 
2. MATERIAIS E MÉTODOS 
 
2.1. Materiais 
 
2.1.1. Solos 
As quatro amostras utilizadas nessa pesquisa são de solos residuais maduros e jovens, 
representativos, respectivamente, dos horizontes B e C, provenientes do intemperismo de 
rochas gnáissicas. As jazidas onde foram coletadasas amostras de solos situam-se no 
 
município de Ouro Branco, na região do Alto Paraopeba, Minas Gerais. As referidas amostras 
foram coletadas no estado deformado, mediante escavação com ferramenta manual, em 
quantidade suficiente para a realização de todos os ensaios de laboratório previstos. A escolha 
destes solos foi fundamentada na prévia constatação experimental que os mesmos possuem 
características de significativa erodibilidade e baixa capacidade de suporte, reforçando a 
necessidade de melhoria das propriedades física e mecânica destes materiais para emprego na 
engenharia rodoviária. 
 
2.1.2. Escória oxidante de aciaria elétrica 
A amostra de escória oxidante de aciaria foi oriunda do processo de usina semi-integrada que 
produz o aço a partir da fusão de metálicos (sucata, gusa e/ou ferro – esponja) em aciaria 
elétrica na unidade siderúrgica da VSB (Vallourec & Sumitomo Tubos do Brasil) localizada 
no município de Jeceaba-MG, na região do Alto Paraopeba, Minas Gerais. A amostra desse 
material foi coletada depois de decorridas as 72 horas desde a sua geração, transporte para a 
planta de britagem, processamento para a retirada da fração metálica e descarte em pilha de 
estocagem. A Tabela 01 apresenta a constituição química da amostra de escória oxidante de 
aciaria elétrica utilizada nessa pesquisa. Essa amostra foi acondicionada em tonéis 
(bombonas) adequadamente vedados, em quantidade suficiente para a realização de todos os 
ensaios de laboratório previstos. Também foi moída em um equipamento de moinho de bolas 
para redução da granulometria inicial a faixa granulométrica, em torno de, 0,6 mm. 
 
Tabela 01 – Composição química da amostra de escória de aciaria elétrica 
Composto Concentração (%) 
CaO 37,65 
SiO2 11,72 
MgO 9,72 
Al2O3 2,32 
FeO 31,40 
MnO 5,78 
P2O5 1,00 
TiO2 0,41 
 
2.1.3. Cinza volante 
A cinza volante utilizada nessa pesquisa foi proveniente da empresa Comércio de Cinzas 
Lima Ltda, situada no município de Capivari de Baixo - SC, em quantidade suficiente para a 
realização de todos os ensaios previstos no programa experimental desse trabalho. Esse 
material foi produzido pela queima de carvão mineral em usinas termoelétricas, atendendo aos 
requisitos da norma técnica NBR 12653 (ABNT, 2012). A Tabela 02 apresenta algumas 
propriedades da cinza volante utilizada nessa pesquisa. 
 
Tabela 02 – Propriedades da cinza volante utilizada nessa pesquisa 
Propriedades Cinza volante NBR 12653 
SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 > 70,0% > 70,0% 
SO3 < 5,0% < 5,0% 
Teor de umidade < 0,05% < 3,0% 
Perda ao fogo < 2,0% < 6,0% 
Álcalis disponíveis em Na2O < 1,5% < 1,5% 
Índice de atividade pozolânica com cimento aos 28 dias > 75,0% > 75,0% 
Índice de atividade pozolânica com cal aos 7 dias > 6,0 MPa > 6,0 MPa 
Água requerida < 110,0% < 110,0% 
 
2.2. Métodos 
 
2.2.1. Ensaios de caracterização geotécnica 
As quatro amostras de solos residuais utilizadas nessa pesquisa foram coletadas, destorroadas, 
passadas nas peneiras #4 (4,8mm), secas ao ar e acondicionadas em sacos plásticos, para 
posterior caracterização geotécnica. Os ensaios que foram realizados para fins de 
caracterização física das amostras de solos no estado natural são os que seguem: 
 
i) Granulometria conjunta - NBR 7181 (ABNT, 1984a) 
ii) Limites de Atterberg : limite de liquidez - NBR 6459 (ABNT, 1984b) e limite de 
plasticidade – NBR 7180 (ABNT, 1984c); 
iii) Massa específica dos grãos do solo - NBR 6508 (ABNT, 1984d). 
 
2.2.2. Dosagem da mistura de escória oxidante de aciaria elétrica e cinza volante 
Os teores de escória oxidante de aciaria elétrica e cinza volante na mistura desses materiais 
foram na proporção de 4:1 (80% de escória oxidante de aciaria elétrica e 20% de cinza 
volante) em relação à massa seca da mistura, uma vez que, a escória oxidante de aciaria 
elétrica demanda um maior reaproveitamento, devido a sua maior produção no processo 
siderúrgico de fabricação do aço. Foi adotada a proporção de 30% da mistura de escória 
oxidante de aciaria elétrica e cinza volante, em relação à massa seca de cada amostra de solo 
analisado. Primeiramente, homogeneizou-se manualmente o solo mais a mistura desses 
materiais, em seguida, adicionou-se água a essas combinações em quantidades pré-
determinadas para cada tipo de ensaio de laboratório. 
 
2.2.3. Classificação MCT 
Para a classificação geotécnica das amostras de solos no estado natural e combinações destes 
com a mistura de escória oxidante de aciaria elétrica e cinza volante proposta nesse estudo, de 
acordo com a Metodologia MCT foram utilizados coeficientes empíricos obtidos nos 
seguintes ensaios da Metodologia MCT, conforme os procedimentos prescritos em CLA 259 
(DNER, 1996): 
 
i) Ensaio de compactação dinâmica Mini-MCV – ME 258 (DNER, 1994a); 
ii) Ensaio de perda de massa por imersão – ME 256 (DNER, 1994b). 
 
2.2.4. Ensaios de Compactação 
Os ensaios de compactação foram realizado nas energias do Proctor Intermediário e 
Modificado, de acordo com a metodologia descrita na norma técnica NBR 7182 (ABNT, 
1986), para determinação do peso específico aparente seco máximo (γmáx) e da umidade ótima 
(Wot) dos solos analisados no estado natural e quando combinados com a mistura proposta de 
escória oxidante de aciaria elétrica e cinza volante. 
 
2.2.5. Ensaios de Índice de Mini-CBR e ExpansãoMini-CBR 
Definidos os parâmetros ótimos de compactação, foram determinados os valores dos 
parâmetros do índice Mini-CBR e expansão das amostras dos solos e combinações solo-
escória de aciaria-cinza volante nas energias de ensaio Proctor intermediário e Proctor 
modificado, de acordo com a metodologia descrita nas normas rodoviárias ME 228 
(DNER,1994c) e ME 254 (DNER, 1997). 
 
 
 
 
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 
A Tabela 03 apresenta as informações referentes à distribuição granulométrica, os limites de 
Atterberg e o peso específico dos grãos das quatro amostras de solos analisadas. Em que, 
diante das características texturais, as amostras dos solos analisados são definidas a seguir: 
Solo 01 - silte-areno-argiloso; Solo 02 - areno-silte-argiloso; Solo 03 - silto-arenoso e Solo 04 
- areno-silte argiloso. 
 
Tabela 03 - Resultados dos ensaios geotécnicos: granulometria, limites de Atterberg e peso 
específico dos grãos dos solos 
Propriedades analisadas 
(Caracterização geotécnica) 
Amostras de solos 
Solo 01 
Solo 
02 
Solo 03 
Solo 
04 
Frações 
granulométricas 
(%) 
Argila (φ ≤ 0,002 mm) 4 8 0 8 
Silte (0,002 < φ ≤ 0,06mm) 61 22 58 41 
Areia fina (0,06 < φ ≤ 0,2mm) 22 42 9 13 
Areia média (0,2 < φ ≤ 0,6mm) 12 24 29 32 
Areia grossa (0,6 < φ ≤ 2 mm) 0 3 4 5 
Pedregulho (φ > 2 mm) 1 1 0 1 
Limites de 
Atterberg (%) 
LL 59 35 46 35 
LP 38 31 40 30 
IP 21 4 6 5 
Peso específico 
(kN/m³) 
γs 28,65 29,72 28,65 28,65 
 
A Tabela 04 contém os resultados das classificações geotécnicas convencionais USCS 
(Unified Soil Classification System) e TRB (Transportation Research Board System) das 
amostras de solos investigadas nesse trabalho, levando em consideração os índices plásticos 
(LL, LP e IP). As classificações de solos USCS e TRB são amplamente difundidas e 
conhecidas pelos profissionais ligados a obras rodoviárias, motivo pelo qual considerou-se 
conveniente aplicá-las as amostras de solos analisadas nessa pesquisa, embora tais 
classificações não retratem, na maioria dos casos, as propriedades geotécnicas dos solos finos 
tropicais. 
 
As amostras de solos investigadas foram classificadas pela USCS pertencentes aos seguintes 
grupos: Solos 02 e 03 – ML, siltes com baixa compressibilidade e baixa plasticidade; Solo 01 
- MH, silte altamente plástico e Solo 04 - SM, areia siltosa. Para a classificação TRB obteve-
se os seguintes resultados: Solo 02 e 04 – grupo A-4, solo siltoso não plástico ou 
moderadamente plástico; Solo 03 – grupo A-5, solo siltoso e Solo 01 – subgrupo A-7-5, solo 
argilo-arenoso elástico.Encontra-se, também, na Tabela 04, o índice de grupo (IG), valor atribuído ao solo pela 
classificação TBR, o qual varia inversamente à capacidade de suporte do subleito, sob boas 
condições de drenagem e compactação, ou seja, se o solo possuir IG igual a zero será 
considerado bom material e, quando mais elevado for o seu valor, pior será este material 
como camada para composição de estrutura de pavimentação (Pastore e Fortes, 1998). 
 
 
 
 
 
Tabela 04 - Classificação dos solos segundo os sistemas USC e TRB 
Classificações Designação das Amostras 
Geotécnicas 
Tradicionais 
Solo 01 Solo 02 Solo 03 Solo 04 
USC MH ML ML SM 
TBR (IG) A-7-5 (16,2) A-4 (3,9) A-5 (5,5) A-4 (2,6) 
 
Na Tabela 05, encontram-se informações sobre a classificação geotécnica das amostras de 
solo investigadas, no estado natural, segundo a Metodologia MCT. 
 
A partir dos resultados obtidos na classificação MCT, a amostra do solo 01 pertence ao grupo 
LG’, que de acordo com Nogami e Villibor (1995) se caracterizam por argilas e argilas 
arenosas do manto superficial maduro, horizonte B, e que se devidamente compactados 
apresentam elevada capacidade de suporte, baixa permeabilidade, pequena expansibilidade 
por imersão em água e resistência a erosão hidráulica, propriedades essas que podem 
possibilitar o seu uso em bases e sub-bases de pavimentos. 
 
As amostras dos solos 02 e 04 são pertencentes ao grupo NA’ que caracterizam as areias com 
finos passando na peneira de 0,075 mm, de comportamento não laterítico. Segundo Nogami e 
Villibor (1995), quando a areia é mal graduada, como são os casos das referidas amostras de 
solo, estes podem ser inapropriados para base de pavimentos, sendo muito expansivos e 
sujeitos à erosão hidráulica. 
 
A amostra de solo 03 foi classificada como pertencentes aos grupos NS’ que compreende os 
solos saprolíticos silto-arenoso resultado do intemperismo tropical nas rochas eruptivas e 
metamórficas e quando compactado apresentam baixa capacidade de suporte quando imerso 
em água, elevada erodibilidade e expansibilidade, segundo Nogami e Villibor (1995). 
 
Tabela 05 - Índices classificatórios e classificação das amostras segundo a Metodologia MCT 
para os solos no estado natural 
Amostras 
Índices Classificatórios 
Classificação MCT 
c' d' Pi (%) e' 
Solo 01 1,88 64,15 0,00 0,68 LG' 
Solo 02 1,06 19,90 52,20 1,15 NA' 
Solo 03 1,04 5,18 32,00 1,61 NS' 
Solo 04 0,93 19,46 52,00 1,16 NA' 
 
Devido à dificuldade de interpretação das classificações geotécnicas USCS e TRB para solos 
tropicais, Barroso (1997) elaborou uma escala de adjetivos, em ordem decrescente de eficácia, 
referente ao emprego desses solos em pavimentos, conforme a seguir: excelente, excelente a 
bom, bom, bom a regular, regular a mau e muito mau. A Tabela 06 apresentada a proposta de 
hierarquização qualitativa das amostras de solo analisadas quanto aos seus usos como 
subleitos compactados com relação aos sistemas de classificação geotécnica tradicionais de 
solos e a metodologia MCT, conforme proposto por Barroso (1997). 
 
 
 
 
 
 
Tabela 06 – Proposta de hierarquização qualitativa de classes de solo quanto aos seus usos 
como subleito compactado com relação aos sistemas de classificação USCS, TRB e a 
metodologia MCT 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Com base na escala qualitativa apresentada na Tabela 06, foram atribuídos às amostras de 
solos naturais analisadas comportamentos quando empregados em pavimentação, de acordo 
com as classificações geotécnicas tradicionais TRB, USCS e metodologia MCT, conforme 
apresentados na Tabela 07. 
 
Tabela 07 – Comportamento das amostras de solos naturais quando empregados em 
pavimentação, de acordo com as classificações TRB, USC e metodologia MCT proposta por 
BARROSO (1997) 
Comportamento Designação das Amostras 
correspondente 
à classificação 
Solo 01 Solo 02 Solo 03 Solo 04 
USCS Muito mau 
(MH) 
Regular a mau 
(ML) 
Regular a mau 
(ML) 
Bom a regular 
(SM) 
TBR Muito mau 
(A-7-5) 
Bom a regular 
(A-4) 
Regular 
(A-5) 
Bom a regular 
(A-4) 
MCT Bom 
(LG’) 
Regular 
 (NA’) 
Muito mau 
(NS’) 
Regular 
(NA’) 
 
Na Tabela 08, apresentam-se informações sobre a classificação das amostras de solo quando 
combinadas com a mistura de escória oxidante de aciaria elétrica e cinza volante, segundo a 
Metodologia MCT. Nesta tabela encontram-se também os comportamentos das referidas 
amostras quando empregados em pavimentação, segundo a escala qualitativa proposta por 
Barroso (1997), conforme apresentada na Tabela 06. 
 
As amostras de solo 01 e 03 quando combinadas com a mistura de escória oxidante de aciaria 
elétrica e cinza volante permaneceram no mesmo grupo da classificação MCT dessas 
amostras no estado naturais. Já as amostras de solo 02 e 04 passaram do grupo NA’ para o 
grupo LA’ quando combinadas com a mistura supracitada. De acordo com Nogami e Villibor 
(1995), o grupo LA’ caracteriza-se por solos tipicamente arenosos e constituintes do horizonte 
B, dão cortes firmes (pouco ou não erodíveis), nitidamente trincados, quando expostos às 
intempéries e quando devidamente compactados, adquirem elevada capacidade de suporte, 
razoável coesão e pequena expansibilidade por imersão em água. Portanto, quando 
combinados com a mistura proposta os solos 02 e 04 adquirem propriedades geotécnicas que 
habilitam os seus usos em camadas de bases e sub-bases de pavimentos. 
 
 
Qualidade como 
subleito compactado 
USC TRB MCT 
Excelente GW, GC, SC, SW e GP A-1 LA’ 
Excelente a bom GM A-2 LA 
Bom SP A-3 LG’ 
Bom a regular SM A-4 NA 
Regular - A-5 NA’ 
Regular a mau ML e CL A-6 NG’ 
Muito mau OL, CH, MH, OH e PT A-7 NS’ 
 
Tabela 08 - Classificação das amostras segundo a metodologia MCT e correspondentes 
comportamentos, segundo a escala qualitativa proposta por Barroso (1997) 
 
Para os ensaios de compactação, fez-se os mesmos na Energia do Proctor Intermediário para 
as amostras de solo no estado natural, posteriormente, acrescentou-se 30% da mistura 
proposta, em relação a massa seca das amostras de solos no estado natural. Na Tabela 09, 
encontram-se os resultados dos parâmetros de umidade ótima (Wot) e peso específico aparente 
seco máximo (γdmáx) para as amostras de solos no estado natural e quando combinadas com a 
mistura proposta. A partir desses valores apresentados, notou-se que com a adição de mistura 
todos os valores de umidade de ótima diminuíram em relação aos dos solos naturais e os 
valores dos pesos específicos máximos aumentaram. 
 
Tabela 09 - Resultados dos ensaios de compactação na energia do Proctor intermediário 
 
Para avaliar o efeito da energia de compactação na resistência mecânica das amostras dos 
solos no estado natural e quando combinados com a mistura de escória oxidante de aciaria 
elétrica e cinza volante, procedeu-se a compactação das mesmas obtendo-se os parâmetros 
ótimos na energia do Proctor modificado, conforme apresentado na Tabela 10. Mais uma vez, 
observou-se que todos os valores de umidade ótima diminuíram e os valores dos pesos 
específicos aumentaram quando comparados com os resultados das amostras de solos 
acrescidos da mistura proposta e as amostras de solos no estado natural. 
 
Comparando os resultados dos parâmetros ótimos encontrados para as energias do Proctor 
intermediário e modificado, constatou-se que na maioria dos casos os valores das umidades 
ótimas diminuiram e os valores dos pesos específicos máximos aumentaram, excetuando-se o 
caso do Solo 03 no estado natural em que para a energia do Proctor intermediário a Wot = 
Amostras 
Índices Classificatórios 
Classificação 
MCT 
Comportamento 
do solo c' d' 
Pi 
(%) 
e' 
Solo 01 + 
Mistura 
1,85 37,45 0,00 0,95 LG’ 
Bom 
Solo 02 + 
Mistura 
1,15 55,00 12,40 0,79 LA’ 
Excelente 
Solo 03 + 
Mistura 
1,39 5,40 31,50 1,58 NS’ 
Muito mau 
Solo 04 + 
Mistura 
1,16 25,00 2,25 0,93 LA’ 
Excelente 
Parâmetros doEnsaio de Compactação na energia do ensaio Proctor intermediário 
Amostras 
Umidade ótima 
Wot (%) 
Peso específico aparente seco máximo 
γdmáx (kN/m
3
) 
Solo 01 24,57 15,50 
Solo 02 15,30 16,97 
Solo 03 15,65 16,00 
Solo 04 14,40 17,26 
Solo 01 + Mistura 20,30 16,87 
Solo 02 + Mistura 13,70 18,25 
Solo 03 + Mistura 15,40 17,66 
Solo 04 + Mistura 13,00 18,05 
 
15,65% aumentou para Wot = 17,90% e para o caso do Solo 02 quando combinado com a 
mistura proposta em que os valores das umidades ótimas são os mesmos para as duas energias 
de compactação, Wot = 13,70%. 
 
Tabela 10 - Resultados dos ensaios de compactação na energia do ensaio Proctor modificado 
 
Definidos os parâmetros ótimos de compactação para as amostras de solo no estado natural e 
quando combinadas com a mistura proposta, para as energias do Proctor intermediário e 
modificado, determinaram-se os valores das resistências mecânicas via Mini-CBR e expansão 
Mini-CBR de corpos de prova, nas condições de ensaio de Mini-CBR com embebição e sem 
sobrecarga e com embebição e com sobrecarga. 
 
Na Tabela 11, é possível observar a influência da adição da mistura nas amostras de solo, 
trabalhando-se na energia do ensaio Proctor intermediário e na condição de ensaio Mini-CBR 
com embebição e sem sobrecarga. Em todas as misturas, observou-se que ocorreram ganhos 
nos valores das resistências mecânicas via Mini-CBR e diminuições dos valores das 
expansões Mini-CBR quando comparados com as amostras de solo no estado natural. 
 
Tabela 11 - Resultados dos ensaios de Mini-CBR e ExpansãoMini-CBR na energia do ensaio 
Proctor intermediário com embebição e sem sobrecarga no teor de ótimo de umidade 
 
Trabalhando-se com as mesmas amostras de solos no estado natural e combinações desses 
com a mistura proposta, para os mesmos parâmetros ótimos de compactação, energia do 
Proctor intermediário, e na condição de ensaio Mini-CBR com embebição, mas com o 
acréscimo da sobrecarga, é possível observar, na Tabela 12, que em todas as misturas, 
ocorreram pequenos incrementos nos valores da resistência mecânica via Mini-CBR e 
Parâmetros do Ensaio de Compactação na energia do ensaio Proctor modificado 
Amostras 
Umidade ótima 
Wot (%) 
Peso específico aparente seco máximo 
γdmáx (kN/m
3
) 
Solo 01 21,69 16,38 
Solo 02 14,83 17,66 
Solo 03 17,90 16,48 
Solo 04 11,40 17,95 
Solo 01 + Mistura 15,50 18,25 
Solo 02 + Mistura 13,70 18,54 
Solo 03 + Mistura 14,30 18,25 
Solo 04 + Mistura 9,45 18,34 
Parâmetros do Ensaio de Mini-CBR e ExpansãoMini-CBR na energia do ensaio Proctor 
intermediário com embebição e sem sobrecarga no teor de ótimo de umidade 
Amostras Mini-CBR (%) ExpansãoMini-CBR (%) 
Solo 01 1,45 0,87 
Solo 02 0,62 5,78 
Solo 03 0,45 10,13 
Solo 04 0,52 7,11 
Solo 01 + Mistura 1,54 0,21 
Solo 02 + Mistura 1,49 0,93 
Solo 03 + Mistura 0,88 3,64 
Solo 04 + Mistura 1,54 1,40 
 
razoáveis diminuições nos valores das expansõesMini-CBR quando comparados com as amostras 
de solos no estado natural e desses combinados com a mistura proposta na condição de ensaio 
sem sobrecarga. 
 
Tabela 12 - Resultados dos ensaios de Mini-CBR e ExpansãoMini-CBR na energia do ensaio 
Proctor intermediário com embebição e com sobrecarga no teor de ótimo de umidade 
 
Na Tabela 13, é possível observar a influência da adição da mistura proposta nas amostras de 
solo, trabalhando-se na energia do Proctor modificado e na condição de ensaio Mini-CBR 
com embebição e sem sobrecarga. O efeito do aumento da energia de compactação no 
comportamento dos parâmetros do Mini-CBR pode ser avaliado de duas maneiras: (i) ganho 
de resistência em função de um melhor arranjo de partículas e maior redução dos vazios dos 
solos e (ii) perda de resistência em função da ocorrência de esmagamento de partículas das 
amostras de solo analisadas. No que tange a esse item, quando as amostras compactadas nas 
energias do Proctor intermediário e modificado e na condição de ensaio Mini-CBR com 
embebição e sem sobrecarga, para as amostras dos solos 01, 02, 01 + Mistura, 02 + Mistura e 
04 + Mistura houve um ganho na resistência, devido ao aumento da energia de compactação, 
já que para as amostras dos solos 03 e 04, houve redução nos valores de Mini-CBR. Para os 
valores de expansão Mini-CBR com o aumento da energia de compactação, para a maioria das 
amostras, ocorreram uma razoável queda, excetuando-se a amostra do solo 03 + Mistura, este 
comportamento pode estar associado à textura do silte-arenosa em junção com a elevada 
energia utilizada. 
 
Tabela 13 - Resultados dos ensaios de Mini-CBR e ExpansãoMini-CBR na energia do ensaio 
Proctor modificado com embebição e sem sobrecarga no teor de ótimo de umidade 
 
Parâmetros do Ensaio de Mini-CBR e ExpansãoMini-CBR na energia do ensaio Proctor 
intermediário com embebição e com sobrecarga no teor de ótimo de umidade 
Amostras Mini-CBR (%) ExpansãoMini-CBR (%) 
Solo 01 1,48 0,32 
Solo 02 0,92 2,09 
Solo 03 0,45 6,33 
Solo 04 0,77 4,72 
Solo 01 + Mistura 1,57 0,18 
Solo 02 + Mistura 1,60 0,60 
Solo 03 + Mistura 1,07 2,26 
Solo 04 + Mistura 1,64 1,32 
Parâmetros do Ensaio Mini-CBR e ExpansãoMini-CBR na energia do ensaio Proctor 
modificado com embebição e sem sobrecarga no teor de ótimo de umidade 
Amostras Mini-CBR (%) ExpansãoMini-CBR (%) 
Solo 01 1,54 0,52 
Solo 02 0,73 3,14 
Solo 03 0,43 9,79 
Solo 04 0,48 6,06 
Solo 01 + Mistura 2,05 0,16 
Solo 02 + Mistura 1,77 0,85 
Solo 03 + Mistura 0,88 4,67 
Solo 04 + Mistura 1,60 1,17 
 
Os mesmos comportamentos mecânico e hidráulico que ocorreu quando se comparou os 
valores de Mini-CBR e expansão Mini-CBR para a energia de ensaio Proctor intermediário na 
condição de ensaio Mini-CBR com embebição com sobrecarga e sem sobrecarga, também foi 
verificado nesses ensaios na energia do Proctor modificado na condição de ensaio com 
embebição com sobrecarga e sem sobrecarga, em que também houve um aumento na 
resistência mecânica e uma diminuição no parâmetro expansão Mini-CBR, conforme verificado 
na Tabela 14. 
 
Tabela 14 - Resultados dos ensaios de Mini-CBR e ExpansãoMini-CBR na energia do ensaio 
Proctor modificado com embebição e com sobrecarga no teor de ótimo de umidade 
 
4. CONCLUSÕES 
A avaliação dos resultados desse estudo permitiu concluir que a mistura proposta apresentou 
potencial significativo como estabilizante de solos, observando-se que: (i) a adição da mistura 
de escória oxidante de aciaria elétrica e cinza volante aos solos analisados foi responsável por 
ganhos significativos nas suas resistências mecânicas, sem período de cura dos corpos de 
prova, obtendo melhores resultados com os solos de texturas areno-silto-argilosas; (ii) com 
relação à expansão medida no ensaio Mini-CBR, observou-se pequeno acréscimo para o solo 
com textura silto-areno-argilosa e decréscimo para o solo de textura areno-silto-argilosa; (iii) 
as misturas solo-escória oxidante de aciaria-cinza volante não responderam bem ao aumento 
da energia de compactação, em termos dos parâmetros Mini-CBR e expansãoMini-CBR. 
 
Considerando-se o parâmetro Mini-CBR como referência, os solos analisados não se 
mostraram muito reativos a mistura proposta de escória oxidante de aciaria elétrica e cinza 
volante, para a compactação imediata ao término da combinação desses solos com a referida 
mistura, e rompimento dos corpos de prova após a imersão em água por 20 horas. 
Possivelmente, por se tratar de combinações de solos com um material cimentício, será 
necessário, em estudos posteriores, curar os corpos de provas dessas combinações solos-
escória oxidante de aciaria elétrica-cinza volante por um período de sete dias, em câmara 
úmida, antes de imergi-los em água por 20 horas para determinação de suas variações 
volumétricas, para que seja alcançada a estabilização química das amostras de solos 
analisadas, conforme exigências da norma técnica NBR 12253(ABNT, 2012), e incrementos 
significativos nos valores dos resultados dos ensaios mecânicos de Mini-CBR. 
 
AGRADECIMENTOS 
Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico – CNPq pela concessão da bolsa de 
iniciação científica ao primeiro autor. 
 
 
Parâmetros do Ensaio Mini-CBR e ExpansãoMini-CBR na energia do ensaio Proctor 
modificado com embebição e com sobrecarga no teor de ótimo de umidade 
Amostras Mini-CBR (%) ExpansãoMini-CBR (%) 
Solo 01 1,73 0,42 
Solo 02 1,11 2,59 
Solo 03 0,62 5,07 
Solo 04 0,88 3,95 
Solo 01 + Mistura 2,20 0,15 
Solo 02 + Mistura 1,77 0,59 
Solo 03 + Mistura 1,20 2,18 
Solo 04 + Mistura 1,72 1,07 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
Associação Brasileira de Normas Técnicas - ABNT. NBR 7181 : Análise Granulométrica, Solos, Método 
de Ensaio. Rio de Janeiro, 1984a. 15p. 
Associação Brasileira de Normas Técnicas - ABNT. NBR 6459: Solo, Determinação do Limite de Liquidez. Rio 
de Janeiro, 1984b. 6p. 
Associação Brasileira de Normas Técnicas - ABNT. NBR 7180: Solo, Determinação do Limite de Plasticidade. 
Rio de Janeiro, 1984c. 6p. 
Associação Brasileira de Normas Técnicas – ABNT. NBR 6508: Solo, Determinação da Massa Específica 
Aparente. Rio de Janeiro, 1984d. 8p. 
Associação Brasileira de Normas Técnicas - ABNT. NBR 6457: Amostra de solo: Preparação para ensaios de 
compactação e ensaios de caracterização. Rio de Janeiro, 1986. 9p. 
Associação Brasileira de Normas Técnicas - ABNT. NBR 7182: Solo, Ensaio de Compactação. Rio de Janeiro, 
1986. 9p. 
Associação Brasileira de Normas Técnicas - ABNT. NBR 12253: Solo-cimento - Dosagem para emprego como 
camada de pavimento – Procedimento. Rio de Janeiro, 2012. 4p. 
Barroso, S.H.A e Fabbri, G.T.P. (1997). Comparação entre as classes dos solos obtidas pelos sistemas de 
classificação HRB, USCS e MCT. In: ANAIS DO XI CONGRESSO DE PESQUISA E ENSINO EM 
TRANSPORTES, 1997. Anais. Rio de Janeiro, ANPET. v.1, p. 60-70. 
Departamento Nacional de Estradas de Rodagem - DNER. ME 258: Solos Compactados em Equipamento 
Miniatura – Mini-MCV, Solos, Métodos de Ensaio. Rio de Janeiro, 1994a. 14p. 
Departamento Nacional de Estradas de Rodagem - DNER. ME 256: Solos Compactados com Equipamento 
Miniatura – Determinação da Perda de Massa por Imersão, Solos, Método de Ensaio. Rio de Janeiro, 1994b. 
6p. 
Departamento Nacional de Estradas de Rodagem - DNER. CLA 259: Classificação de solos tropicais para 
finalidades rodoviárias utilizando corpos-de-prova compactados em equipamento de miniatura, Classificação. 
Rio de Janeiro, 1996. 6p. 
Departamento Nacional de Estradas de Rodagem - DNER. ME 254: Solos compactados em equipamento de 
miniatura – Mini-CBR e expansão, Solos, Método de Ensaio. Rio de Janeiro, 1997. 14p. 
Departamento Nacional de Estradas de Rodagem - DNER. ME 228: Solos – Compactação em equipamento 
miniatura, Solos, Método de Ensaio. Rio de Janeiro, 1994. 14p. 
Instituto Brasileiro de Siderúrgia – IBS. Relatório de Sustentabilidade 2012, p. 77. 2012. 
Nogami, J.S. e Villibor, D.F (1995). Pavimentação de baixo custo com solos lateríticos. São Paulo: Villibor, 
240p, 1995. 
NÚÑEZ, W. P. Notas de aula de estabilização de solos. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil – 
Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre – RS. 2007. 
Santanna, J.A (1998). Estudo do comportamento de solos artificiais em função da variação das características 
de sua fração grossa. 1998. 160p. Dissertação de Mestrado – Universidade de São Paulo, Escola de Engenharia 
de São Carlos, Departamento de Transportes, São Carlos-SP, 1998. 
Pastore, E.L. e Fortes, R.M (1998). Caracterização e Classificação de Solos. 12° Capítulo do livro Geologia de 
Engenharia. In: ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE GEOLOGIA DE ENGENHARIA. 1998. P. 197-210. 
 
Marina de Oliveira Silva, Praça Monsenhor Pedro Cintra, 85 - Centro. Borda da Mata – MG. CEP: 37564-000. 
Celular: (31) 9318-7989. Email: marinadeoliveirasilva18@gmail.com 
mailto:marinadeoliveirasilva18@gmail.com