Aula 1 Pavimentação
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Granulométria dos solos
Análise granulométrica do solo
É a determinação da faixa de tamanho das partículas presentes em um solo, expressa como uma percentagem do peso total seco.
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Granulométria dos solos
Métodos de determinação da distribuição granulométrica dos solos:
Peneiramento
Ensaio de sedimentação
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APARELHAGEM PARA O ENSAIO DE GRANULOMETRIA
Estufa Dessecador
Aparelho de dispersão Proveta de vidro
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Aparelhos para ensaio de granulometria
Peneiras de 50, 38, 25, 19, 9,5, 4,8, 2,0 mm (peneiramento grosso), 1,2, 0,6, 0,42, 0,25, 0,15,e 0,075 mm (peneiramento fino), conforme a NBR 5734;
Termômetro
Agitador de peneiras
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Série de peneiras 50mm 2"
38mm 1 1/2"
25,4mm 1"
19mm 3/4"
12,7mm 1/2"
9,51mm 3/8"
4,76mm nº 4
2,00mm nº 10
1,20mm nº 16
0,60mm nº 30
0,42mm nº 40
0,30mm nº 50
0,15mm nº 100
0,075mm nº 200
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Curva de distribuição granulométrica
ANÁLISE GRANULOMÉTRICA DE SOLOS
0
10
20
30
40
50
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70
80
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100
0,0001 0,001 0,01 0,1 1 10 100 1000
DiÂMETRO DAS PARTÍCULAS (mm)
% pa
ssan
do
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Curva de distribuição granulométrica de solos
Uma curva de distribuição granulométrica pode ser utilizada para determinar os quatro parâmetros seguintes para um solo dado:
DIÂMETRO EFETIVO (D10 ou De): É o diâmetro correspondente a 10% em peso total de todas as partículas menores que ele.
O valor de D10 fornece uma das informações necessárias para o cálculo da permeabilidade, utilizado no dimensionamento de filtros e drenos.
10
60
DD
Cu
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Distribuição granulométrica ( De )
ANÁLISE GRANULOMÉTRICA DE SOLOS
0
10
20
30
40
50
60
70
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90
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0,0001 0,001 0,01 0,1 1 10 100 1000
DiÂMETRO DAS PARTÍCULAS (mm)
% pa
ssan
do
Diâmetro efetivo = 0,025mm)
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Distribuição granulométrica ( Cu ) GRAU DE UNIFORMIDADE (U): O grau de uniformidade indica a falta de uniformidade,
sendo tanto menor quanto mais uniforme for o solo.
CU = D60 / D10
Quanto menor, maior é a inclinação da curva granulométrica, e o solo é melhor graduado, segundo a seguinte classificação:
U < 5 à muito uniforme 5 < U < 15 à uniformidade média U > 15 à desuniforme
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Distribuição granulométrica ( De )
ANÁLISE GRANULOMÉTRICA DE SOLOS
0
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0,0001 0,001 0,01 0,1 1 10 100 1000
DiÂMETRO DAS PARTÍCULAS (mm)
% pa
ssan
do D10 = 0,025mm
D60 = 2mm
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Distribuição granulométrica ( CC )
COEFICIENTE DE CURVATURA (CC):
CC = (D 30) 2 / (D 10 . D 60)
Solos bem graduados têm 1 < CC < 3.
D30 e D60: diâmetros correspondentes a 30% e 60% em peso total das partículas menores que eles.
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Distribuição granulométrica ( De )
ANÁLISE GRANULOMÉTRICA DE SOLOS
0
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20
30
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0,0001 0,001 0,01 0,1 1 10 100 1000
DiÂMETRO DAS PARTÍCULAS (mm)
% pa
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do
D10 = 0,025mm
D60 = 2mm
D30= 0,25mm
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Quanto a distribuição granulométrica o solo pode ser:
Mal-graduado Bem-graduado Granulométria descontínua
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Graduação de solos
ANÁLISE GRANULOMÉTRICA DE SOLOS
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,0001 0,001 0,01 0,1 1 10 100 1000
DiÂMETRO DAS PARTÍCULAS (mm)
% pa
ssan
do
Bem - graduadoMal - graduado
Granulométria descontínua
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Graduação de solos
4uC
314
c
u
CC
154 uC
SOLO BEM GRADUADO
SOLO UNIFORME
SOLO COM MÉDIA UNIFORMIDADE
15uC SOLO NÃO UNIFORME
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CLASSIFICAÇÃO USDAANÁLISE GRANULOMÉTRICA DE SOLOS
0
10
20
30
40
50
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0,0001 0,001 0,01 0,1 1 10 100 1000
DiÂMETRO DAS PARTÍCULAS (mm)
% pa
ssan
do
ARGILA SILTEAREIA
AGMF
MFMF
PEDREEGULHO
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CLASSIFICAÇÃO ASTMANÁLISE GRANULOMÉTRICA DE SOLOS
0
10
20
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40
50
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0,0001 0,001 0,01 0,1 1 10 100 1000
DiÂMETRO DAS PARTÍCULAS (mm)
% pa
ssan
do
ARGILA SILTE AREIA
MF
PEDREEGULHO
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CLASSIFICAÇÃO MITANÁLISE GRANULOMÉTRICA DE SOLOS
0
10
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30
40
50
60
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100
0,0001 0,001 0,01 0,1 1 10 100 1000
DiÂMETRO DAS PARTÍCULAS (mm)
% pa
ssan
do
ARGILA SILTE AREIA PEDREEGULHO
C M G F M GF M G
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CLASSIFICAÇÃO ABNTANÁLISE GRANULOMÉTRICA DE SOLOS
0
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20
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40
50
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0,0001 0,001 0,01 0,1 1 10 100 1000
DiÂMETRO DAS PARTÍCULAS (mm)
% pa
ssan
do
ARGILA SILTEAREIA
GMF
MF
PEDREEGULHOPEDRA MATACÃO
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Forma das partículas
Classificação tradicional (Caputo):
1 - Arredondadas 2 - Lamelares 3 - Fibrilares
Arredondadas - ou de forma poliédrica. Ex.: pedregulhos, areias, siltes.
Lamelares - semelhantes a lamelas ou escamas. Ex.: argilas (compressibilidade e plasticidade) Fibrilares - em forma de fibras. Ex.: solos turfosos (oigem vegetal)
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Forma das partículas
Outra Classificação: (Lambe)
1 - Angular 2 - Sub-angular 3 - Arredondadas 4 - Sub-arredondadas 5 - Bem arredondadas.
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Forma das partículas
A angularidade de uma partícula é definida como:
A = raio médio de cantos e bordas / raio da esfera máxima inscrita
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Forma das partículas A esfericidade de uma partícula angulosa é definida
como: S = De / Lp
Em que De = diâmetro equivalente da partícula
V = VOLUME DA PARTÍCULA
Lp = COMPRIMENTO DA PARTÍCULA
As partículas laminares têm esfericidade muito pequena – normalmente 0,01mm ou menos. Essas
partículas são predominantemente de argilominerais
VDE
6
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Exercício
• A seguir encontram-se os resultados de um ensaio de peneiramento:
• Determine a percentagem que passa em cada peneira e traçe a curva de distribuição granulométrica
• Determine D10, D30 e D60 a partir da curva de distribuição granulométrica
• Calcule o coeficiente de uniformidade, Cu
• Calcule o coeficiente de curvatura, Cc
• Comente sobre a uniformidade e a graduação do solo.
Peneira nº (norma americana) Massa de solo retida (g)
4 28
10 42
20 48
40 128
60 221
100 86
200 40
Fundo 24
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Classificação dos solos sistema HRB
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Sistema de classificação da AASHTO A diversidade e a enorme diferença de comportamento
apresentada pelos diferentes solos → natural agrupamento em conjuntos distintos aos quais são atribuídos algumas propriedades
classificação dos solos.
Classificar um solo → incluí-lo em um determinado grupo composto por solos de características e propriedades geotécnicas similares.
Objetivo principal de se classificar um solo sob o ponto de vista de engenharia → estimar seu provável comportamento ou ao menos orientar o programa de investigação necessário.
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Sistema de classificação da Highway Research Board(HRB) - sistema rodoviário de classificação
Empregado na engenharia rodoviária em todo o mundo, proposto pelo Bureau of Public Roads e revisto pelo HRB(1945). Normatizado pela AASHTO M145 (1973).
Classifica os solos em 8 grupos:
• solos granulares (% passante #200 < 35%) → A-1, A-2 e A-3
• solos finos (% passante #200 > 35%) A-4, A-5, A-6 e A-7
• solos altamente orgânicos → podem ser classificados como A-8
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Orientação Geral8 grupos principais: A1~ A7 (com vários sub-grupos) e solos
orgânicos A8Ensaios necessários: peneiramento e limites de Atterberg O índice de grupo, equação empírica, é usado para avaliar solos
dentro de um grupo (sub-grupos).
O propósito original deste sistema de classificação é seu uso na construção de estradas (qualificação do subleito).
A4 ~ A7A1 ~ A3
Materiais Granulares
35% passa na peneira 200
Matreiais silto-argiloso
36% passa na peneira 200
Usa-se LL e IP para separar materiais siltosos de argilosos
Usa-se LL e IP para separar materiais siltosos de argilosos (apenas no grupo A2)
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Índice de grupo (IG)
Empregado no sistema da HRB, corresponde a um número inteiro que varia de 0 (solo ótimo quanto a capacidade de suporte) a 20 (solo péssimo quanto a capacidade de suporte).
IG = 0,2 a + 0,005 a c + 0,01 b d⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅
a= (%passante #200) - 35% (0 - 40)
b= (%passante #200) - 15% (0 - 40)
c= wl - 40% (0 - 20)
d= Ip - 10% (0 - 20)
%passante #200
O IG é indicado entre parênteses completando a classificação HRB.
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Gráfico para determinação do IG
![Page 32: Aula 1 Pavimentação](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062223/5695d34f1a28ab9b029d7e11/html5/thumbnails/32.jpg)
(HRB) - sistema rodoviário de classificação
![Page 33: Aula 1 Pavimentação](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062223/5695d34f1a28ab9b029d7e11/html5/thumbnails/33.jpg)
Índice de Grupo - IG
))(15(01.0
)40(005.02.0)35(
200
200IPF
LLFIG
)10)(15(01.0 200 IPFIGPara sub-grupos A-2-6 e A-2-7
O primeiro termo é determinado pelo LL
O segundo termo é determinado pelo IP
Em geral, a qualificação de um solo como subleito de pavimento é inversamente proporcional ao
índice de grupo, IG.
Usar apenas o segundo termo
F200: porcentagem que passa na peneira No.200
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Cálculo do IGIG=(F200 – 35)[0,2 + 0,005(LL – 40)] + 0,01(F200 – 15)(IP – 10)
Se a equação produzir um valor negativo para IG, este é considerado 0 Arredondar IG ex IG = 3,4 ARREDONDAR PARA 3 IG = 3,5 ARREDONDAR PARA 4 Não há limite superior para o índice IG O índice de grupo de solos que pertencem aos grupos A-1-a, A-1-b, A-2-4, A-2-5 e A-3 é sempre 0.
Ao se calcular o índice de grupo para solos que pertencem aos grupos A-2-6 e A-2-7, use o índice de grupo parcial para IP, ou
IG = 0,01(F200 – 15)(IP – 10)
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Exemplo
Passa na No.200 86%LL=70%, IP=32%LL-30=40 > IP=32%
3347.33)10PI)(15F(01.0
)40LL(005.02.0)35F(GI
200
200
Arredondando
A-7-5(33)
Passa na No.200 86%LL=70%,IP=32%LL-30=40 > IP=32%
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Classificação de solos – FAA -Aeroportos
FAA É um sistema de classificação muito pouco usado
no Brasil.
Os solos são classificados de E-1 a E-13 ( em ordem decrescente de qualidade.
Tem o inconveniente de utilizar a # 270(0,053mm) para separar a fração fina da fração grossa.
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Classificação de solos – FAA -Aeroportos Areia grossa - solo que passa na #10 (P10) e é
retido na #60 (R60)
Areia fina – P60 e é R270
Silte e argila – P270
WL e o IP são usados para distinguir entre siltes e as argilas
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FEDERAL AVIATION AGENCY - FAA
SOLOS R10 P10 e R60 P60 e R270 P270Limite de liquidez
índice de plasticidade
E-1 0 - 45 40+ 60- 15- 25- 6-E-2 0 - 45 15+ 85- 25- 25- 6-E-3 0 - 45 25- 25- 6-E-4 0 - 45 35- 35- 10-E-5 0 - 45 45- 40- 15-E-6 0 - 55 45+ 40- 10-E-7 0 - 55 45+ 50- 10 - 30E-8 0 - 55 45+ 60- 15 - 40E-9 0 - 55 45+ 40+ 30-
E-10 0 - 55 45+ 70- 20 - 50E-11 0 - 55 45+ 80- 30+E-12 0 - 55 45+ 80+ E-13 TURFA - FACILMENTE IDENTIFICÁVEL NO CAMPO