1. O documento descreve diferentes classificações de solos utilizadas em engenharia civil, incluindo suas limitações quando aplicadas a solos tropicais. 2. É apresentada a Metodologia MCT, desenvolvida especificamente para solos compactados tropicais, que se baseia em ensaios em miniatura para caracterizar propriedades geotécnicas relevantes. 3. Os principais ensaios da Metodologia MCT são o ensaio de compactação Mini-MCV, que permite obter curvas de deformabilidade, e os ensaios Mini C

1. 2. CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS
2.1 Generalidades
O solo tem sido estudado por diversos ramos da ciência e tecnologia como a
agricultura, a geologia, a engenharia; sendo que cada uma dessas áreas tem
desenvolvido classificações próprias para finalidades científicas ou pragmáticas.
Na área de Engenharia civil, objetivando-se uma otimização na utilização do solo, tem-
se aproveitado classificações que podem ser divididas em genéticas e geotécnicas.
No que se refere às classificações genéticas, pedológicas e geológicas, pode-se dizer
que são essencialmente científicas, preocupando-se com a origem e evolução dos
solos.
Entre as classificações geotécnicas, destacam-se o Sistema Unificado de Classificação
dos Solos (U.S.C.S. – Unified Soil Classification System) e a classificação para
finalidades rodoviárias, mais conhecida como HRB (Highway Research Board).
No entanto, ao se utilizar esta ou aquela classificação, é importante que se conheça as
suas limitações para não incorrer em interpretações e aplicações errôneas. Com essa
finalidade, dar-se-á uma rápida visão de algumas dessas classificações, bem como
suas limitações quando empregadas para solos tropicais.
2.2 Classificações Tradicionais
2.2.1 Classificações Genéticas
2.2.1.1 Generalidades
São as classificações pedológicas e geológicas, empregadas pela geotecnia visando
melhor orientar na localização de ocorrências promissoras, e no plano de sondagem e
amostragem.
2.2.1.2 Classificações Pedológicas
Os mapas e dados pedológicos tem sido utilizados sobretudo para orientar o emprego
das camadas de solos superficiais (ou pedogenéticas) no estado natural. No entanto,
para camadas mais profundas (horizonte C e subjacentes) de natureza transportada ou
residual, muitas vezes não trazem informações suficientes.
Os mapas pedológicos do Brasil ainda são insuficientes tanto na escala (menor que
1:100.000), como nas características dos horizontes superficiais A e B, nas quais se
baseiam, pois essa camada é quase totalmente removida nas obras civis. Uma das
maiores dificuldades é ressaltada por Nogami e Villibor (1988) e consiste em que um
solo que integra um perfil pedologicamente laterítico pode apresentar comportamento
geotécnico não laterítico e vice-versa.
2.2.1.3 Classificações Geológicas
Os mapas geológicos existentes no Brasil são essencialmente do bedrock, o que cria
dificuldade quanto a sua utilização para fins geotécnicos pois que, além de não
existirem mapas com escala apropriada, muitas camadas de solos residuais ou
transportados nem constam dos mapas. Há ainda a dificuldade de se identificar os
solos saprolíticos, pois que uma mesma rocha matriz, sob a ação do intemperismo
tropical, pode dar origem a grande variedade de tipos geotécnicos de solos que se
apresentam de maneira complexa e características mecânicas e hidráulicas diversas.
2.2.2 Classificações Geotécnicas
2.2.2.1 Generalidades
Das classificações geotécnicas, duas são as que mais se salientam: a classificação
HRB - AASHTO e o Sistema Unificado de Classificação de Solos (USCS), que se
baseiam nos limites de Atterberg (LL e LP) e na granulometria.
Rita Moura Fortes
1/1

2. 2.2.2.2 Classificação Highway Research Board (HRB)
Essa classificação tem sido mais empregada em finalidade rodoviárias, sendo ela
adotada pela maioria dos órgãos públicos nacionais.
Além de se basear nas propriedades índice do solo: limites de Atterberg (LL e LP) e
granulometria, a classificação HRB-AASHTO utiliza o índice de grupo (IG) onde entram
os valores de porcentagem passada na peneira de malha de 0,074 mm, do LL e do IP
(índice de plasticidade), podendo assumir qualquer valor positivo inteiro, inclusive o
zero, no que difere do proposto originalmente, quando sua amplitude ia de 0 a 20.
Como o IG atribui um valor ao solo, o qual varia inversamente à capacidade de suporte
do subleito, sob boas condições de drenagem e compactação, se um solo possuir IG
igual a zero, será considerado bom material e, quanto mais elevado for seu valor, pior
material.
Os solos são divididos de A1 a A8 (solos altamente orgânicos): A-1-a, A-1-b, A-2-4, A-
2-5, A-2-6, A-2-6, A-2-7, A3, A4, A5, A6, A-7-5, A-7-6, sendo que o comportamento
como camada para composição da estrutura do pavimento dos solos A-1-a, A-1-b, A-2-
4, A-2-5, A3 é considerado de excelente a bom, e os restantes, de regular a mau.
2.2.2.3 Sistema Unificado de Classificação de Solos (SUCS) ou Unified Soil
Classification System (USCS)
Essa classificação que se utiliza de propriedades-índice LL, LP e granulometria foi
desenvolvida por Arthur Casagrande, e apresentada num simpósio (Casagrande,
1948), tendo sofrido várias revisões, sendo que a última ocorreu em 1983 (Horward,
1984).
Os limites de Atterberg são determinados com a fração menor que 0,42 mm, servindo
essencialmente para classificar a fração fina de solo, através da carta de plasticidade
(LL x IP).
Os solos são representados por duas letras, a primeira relativa à granulometria e a
segunda à plasticidade. Assim, tem-se para os solos que mais de 50% da fração fina
fica retida na peneira de 0,075 mm as seguintes letras: G (pedregulho), S (areia) que
pode ser bem graduados e designados pela letra W e caso contrário com a letra P.
Para os solos cuja fração fina passa mais que 50% na peneira de malha 0,075 mm,
têm-se as letras M (silte) e C (argila) que recebem os sufixos L (baixa) e H (alta)
plasticidade. Ainda a letra O representa os solos orgânicos.
2.2.2.4 Limitações das Classificações Geotécnicas : HRB e USCS quando
aplicadas a solos tropicais
Diversos autores entre eles Lumb (1962), Moh e Mazhar (1969), Lyon Associates
(1971), Gidigasu (1980), Nogami e Villibor (1979(a) (b)), Mitchell e Sittar (1982), têm
investigado e discutido as limitações das classificações geotécnicas comumente
denominadas de ortodoxas, as quais se baseiam nas propriedades-índices, conforme
foi anteriormente citado.
Algumas limitações ocorrem principalmente em razão das diferenças existentes entre a
natureza das frações de argila e areias, de solos de regiões tropicais e regiões
temperadas, para as quais tais classificações foram desenvolvidas.
A fração de argila dos solos lateríticos possuem óxidos de ferro e/ou alumínio
hidratados, bem como argilos-minerais que conferem baixa expansibilidade e alta
capacidade de suporte quando compactados, não sendo encontrados em solos não
lateríticos.
A fração arenosa dos solos lateríticos pode conter elevada porcentagem de concreções
de resistência inferior à da areia tradicional (essencialmente quartzo). A presença de
mica e/ou de feldspato nos solos saprolíticos reduz a densidade seca, a capacidade de
suporte e o índice de plasticidade, aumentando o teor de umidade ótima e a expansão
do solo.
Rita Moura Fortes
2/2

3. As limitações quanto a essas classificações podem ser resumidas em:
a) Repetibilidade dos resultados dos ensaios;
b) Falta de correlação da classificação e o comportamento geotécnico (propriedades
mecânicas e hidráulicas) observado.
Referente a alínea a), Gidigasu (1980) já alertava para a elevada dispersão dos
resultados dos limites de Atterberg e a granulometria dos solos tropicais.
Na figura 2.1 observa-se o ocorrência de solos tropicais no Brasil.
Figura 2.1 – Ocorrência de solos lateríticos no Brasil ( Villibor et al, 2000).
2.3 Apresentação da Metodologia MCT
2.3.1 Generalidades
Conforme exposto, a metodologia tradicional apresenta uma série de limitações e
deficiências para o uso de solos na pavimentação, desde os aspectos de classificação
de solos até os critérios de escolha e dosagem de materiais para o emprego em bases.
Tendo em vista as dificuldades e deficiências apontadas no uso das classificações
tradicionais, desenvolvidas para solos de clima frio e temperado, quando empregadas
em solos de ambientes tropicais, Nogami e Villibor desenvolveram uma metodologia
designada MCT, específica para solos compactados tropicais. Essa metodologia
baseia-se numa série de ensaios e procedimentos, que reproduzem as condições reais
de camadas de solos tropicais compactadas aferindo propriedades geotécnicas que
espelham o comportamento “in situ” dos solos tropicais.
A sistemática MCT desenvolvida por Nogami e Villibor a partir da década de 70, deve-
se principalmente aos seguintes fatores:
- limitações dos procedimentos tradicionais em caracterizar e classificar os solos
com base na granulometria e limites de Atterberg (LL e IP). Estes índices são
incapazes e insuficientes para se distinguir os principais tipos de solos tropicais, de
Rita Moura Fortes
3/3

4. propriedades opostas, conhecidos como lateríticos e saprolíticos, inadequadamente
designados em outros países de “residuais”.
- constatação experimental de bom desempenho, de bases constituídas por solos
lateríticos de granulação fina e de solo agregado com grande porcentagem de finos
(passando freqüentemente quase que integralmente na peneira de 0,42 mm de
abertura) apesar de serem considerados inapropriados para base de pavimentos pelas
sistemáticas tradicionais.
A designação MCT (Miniatura Compactada Tropical) é proveniente da utilização de
ensaios de dimensões reduzidas (corpos de prova com 50 mm de diâmetro) com solos
tropicais compactados.
Esta Metodologia abrange dois grupos de ensaios a saber:
- Mini CBR e associados e
- Mini MCV e associados.
A partir dos ensaios de Mini CBR e associados pode-se obter as características dos
solos apropriados para bases de pavimentos. Geralmente, após a compactação dos
corpos de prova, determina-se uma série de propriedades, tais como: capacidade de
suporte (Mini CBR), expansão, contração, infiltrabilidade, permeabilidade, etc.
Os ensaios Mini MCV e associados fornecem parâmetros para a determinação dos
coeficientes c’ e e’, que por sua vez permitem a classificação dos solos de acordo com
a classificação MCT, além de permitirem a determinação de todas as propriedades
referidas nos ensaios Mini CBR e associados.
As propriedades obtidas através do grupo de ensaios Mini CBR e associados são
determinadas em corpos de prova compactados com energia constante (normal ou
intermediária) para vários teores de umidade.
Com relação ao grupo de ensaios Mini MCV e associados, com exceção do ensaio de
perda de massa por imersão, as demais propriedades são obtidas na máxima
densidade para vários teores de umidade (variação da energia de compactação).
As Figuras 2.2 e 2.3 ilustram os diferentes grupos de ensaios da Metodologia MCT.
2.3.2 Ensaio de Compactação
O ensaio de compactação é um dos principais ensaios da Metodologia MCT, pois a
partir de seus parâmetros básicos (teor de umidade ótima e massa especifica aparente
seca máxima) molda-se corpos de prova para a determinação de outras propriedades
geotécnicas da Metodologia MCT.
O ensaio de compactação integrante da sistemática MCT utiliza uma aparelhagem de
dimensões reduzidas podendo ser efetuado por dois métodos distintos de
compactação: mini proctor e mini MCV.
A seguir serão apresentados somente os ensaios classificatórios.
2.3.2.1 Ensaio de compactação Mini-MCV
Este ensaio foi desenvolvido para estudo de solos tropicais em dimensões reduzidas
por Nogami e Villibor em 1980, denominado de Mini MCV, foi baseado no método
proposto por Parsons (1976), conhecido como ensaio MCV (Moisture Condition Value).
Este ensaio consiste na aplicação de energias crescentes, até se conseguir um
aumento sensível de densidade para vários teores de umidade, obtendo-se uma família
de curvas de compactação. Essas curvas são denominadas de curvas de
deformabilidade ou de Mini MCV, pois a partir delas, pode-se determinar o Mini MCV.
Através da curva de deformabilidade correspondente ao Mini MCV igual 10, obtém-se o
coeficiente c’, utilizado na classificação geotécnica MCT.
O ensaio também pode ser utilizado no controle da compactação e na previsão da
erodibilidade.
Rita Moura Fortes
4/4

5. METODOLOGIA
MCT
GRUPO DE ENSAIOS GRUPO DE ENSAIOS GRUPO DE ENSAIOS
Mini CBR e Mini MCV e Ensaios
Associados Associados "in situ"
ENSAIO DE ENSAIO DE
COMPACTAÇÃO COMPACTAÇÃO Mini CBR Mini CBR Mini MCV
com Controle de
Mini Proctor Mini MCV Penectrômetro Convencional Umidade
ENSAIO DE
PERDA DE
MASSA POR
IMERSÃO
ENSAIOS ASSOCIADOS
Capacidade de Suporte Mini CBR,
Expanão, Contração, Infiltrabilidade,
Permeabilidade, Penetração de Imprimadura
Figura 2.2 - Grupos de Ensaios da Metodologia MCT (Villibor et al., 2000)
Figura 2.3 – Principais ensaios da metodologia MCT.
Rita Moura Fortes
5/5

6. O Quadro 2.1 ilustra o equipamento, as características e procedimentos do ensaio e
suas aplicações práticas.
Quadro 2.1 - Ensaio de Compactação.
APLICAÇÕES DOS
APARELHAGEM CARACTERÍSTICAS
RESULTADOS
RELÓGIO COMPACTADOR: Método de Ensaio
COMPARADOR Soquete de pé, com área igual do molde e com NBR – M 196/89
dispositivo que mede a altura do corpo de prova após DER – M 191/88
qualquer número de golpes do soquete. DNER – ME 228/94
Distinguem-se:
SOQUETE Preparo de corpos de prova
MOLDE MASSA ALTURA
TIPO E SIGLA ∅ (mm)
para ensaios diversos.
SOQUETE (g) DE QUEDA
Mini ou M 50 2270,4500 305 mm
MOLDE SubMini ou S 26 1000 200 mm Obtenção de dados para
classificação MCT de solos.
PÉ DO SOQUETE
PROCEDIMENTOS: Umidade ótima e massa
MINI-PROCTOR: Umidade variável, energia específica aparente seca
CORPO DE PROVA constante (normal, intermediária ou modificada). máxima para a energia de
MINI-MCV: Umidade e energia variáveis, massa compactação escolhida.
BASE úmida constante (200 g no MINI, 30 g no SUB-
MINI); obtém-se uma família de curvas de
compactação.
2.3.3 Ensaio de Perda de Massa por Imersão em Água
Desenvolvido para distinguir os solos tropicais com comportamento laterítico daqueles
com comportamento não laterítico. É também utilizado para classificar os solos
tropicais (Classificação MCT), sendo empregado para o cálculo do coeficiente e’.
O Quadro 2.2 ilustra a aparelhagem, características de ensaio e aplicações dos
resultados.
Quadro 2.2 - Ensaio de Perda de Massa por Imersão em Água
APLICAÇÕES DOS
APARELHAGEM CARACTERÍSTICAS
RESULTADOS
PROCEDIMENTO: Método de Ensaio
DER/SP – M 192
O corpo de prova (solo) compactado é DNER ME 254/89
parcialmente extraído de seu molde, de
maneira que fique saliente 10 mm (5 mm Classificação MCT de
para ∅ 26 mm) e, em seguida, submerso em solos.
água, em posição horizontal. Recolhe-se a
parte eventualmente desprendida e Avaliação da
determina-se a sua massa seca. A perda de erodibilidade de solos
massa por imersão Pi é expressa em em presença de lâmina
porcentagem relativamente à massa seca da d’água.
parte primitivamente saliente do corpo de
prova.
2.3.4 Ensaio para Identificação Expedita MCT – Ensaio das Pastilhas
Nogami e Cozzolino (1985), propuseram inicialmente um procedimento expedito para
atender a necessidade da identificação expedita de solos tropicais. Fortes (1990) e
Fortes & Nogami (1991) apresentaram uma proposta para o procedimento de ensaio e
identificação dos grupos MCT, que corresponde a uma série de determinações rápidas
e simples, baseada em índices empíricos e determinações qualitativas, utilizando
aparelhagem simples, podendo ser executada no campo, identificando-se com um
Rita Moura Fortes
6/6

7. baixo custo, os solos de comportamento laterítico, dos de comportamento não-
laterítico, conforme grupos da classificação MCT.
Nogami & Villibor (1994; 1996), apresentaram simplificações do método, conseguindo
obter a identificação dos grupos MCT através de um gráfico do valor da contração
diametral versus penetração. Assim sendo, o método baseia-se em determinações
efetuadas em pastilhas que são moldadas em anéis de inox, secadas, verificando-se a
contração diametral, e submetidas a reabsorção de água, quando se observa o
surgimento de trincas, expansão, e resistência a penetração de uma agulha padrão.
Em 1997, Fortes apresentou uma proposta de normalização na 1ª Câmara Permanente
de Desenvolvimento Tecnológico ocorrida na Universidade Mackenzie. Desde então
este procedimento para investigação expedita geotécnica segundo a metodologia MCT
tem sido utilizado, com sucesso, em todo o país, em locais onde ocorrem solos
tropicais, tais como no estado de São Paulo pelo Departamento de Estradas de
Rodagem de São Paulo (DER-SP), no projeto de duplicação de 120 km da Rodovia
Raposo Tavares – SP 270, trecho Assis-Prudente, EMURB, em Brasília, pela
NOVACAP e que está em processo de normalização no DER-SP (Fortes, Zuppolini &
Merighi (2002).
Na figura 2.3 está apresentada a seqüência para execução do ensaio e na figura 2.4
algumas ilustrações do mesmo.
Rita Moura Fortes
7/7

8. Preparação da amostra Preparação da aparelhagem
Espatulação da pasta e ajustagem de sua consistência
Moldagem e Secagem das Pastilhas
Determinação da Plasticidade da Pasta
Determinação da Contração das
Pastilhas
Embebição e Determinação da
Penetração
Valores de
penetração
efetuados nas
CLAS
pastilhas
SIFI-
submetidas a
CA-
embebição (ou
NÃO
ÇÃO
reabsorção) for
MCT
próximo ou igual
a 2 mm?
SIM
Determinações Complementares
Figura 2.3 – Seqüência de execução do ensaio.
Rita Moura Fortes
8/8

9. (a) (b)
(c) (d)
(e) (f)
Figura 2.4 - Método da Pastilha. (a) aparelhagem; (b) espatulação da amostra; (c)
moldagem das pastilhas; (d) medida da contração; (e) reabsorção d`água; (f)
penetração
Rita Moura Fortes
9/9

10. 2.4 Aplicações Práticas da Metodologia MCT
As principais aplicações desta metodologia são:
− Classificação dos solos;
− Propriedades geotécnicas;
− Critérios de escolha e priorização de solos para bases;
− Dosagem de misturas com solos lateríticos e
− Dosagem de imprimaduras asfálticas.
2.5 Classificação dos Solos com uso da Metodologia MCT
2.5.1 Metodologia MCT “Tradicional”
A classificação dos solos com uso da Metodologia MCT foi desenvolvida especialmente
para o estudo de solos tropicais, baseada em propriedades mecânicas e hídricas,
obtidas de corpos de prova compactados de dimensões reduzidas. Essa classificação
não utiliza a granulometria, o limite de liquidez e o índice de plasticidade, como
acontece no caso das classificações geotécnicas tradicionais, separando os solos
tropicais em duas grandes classes, os de comportamento laterítico e os de
comportamento não laterítico.
Os solos lateríticos e saprolíticos, segundo a classificação MCT, podem pertencer aos
seguintes grupos:
− Solos de comportamento laterítico, designado pela letra L, sendo subdivididos em 3
grupos:
LA - areia laterítica quartzosa;
LA’ - solo arenoso laterítico; e
LG’ - solo argiloso laterítico.
− Solos de comportamento não laterítico (saprolítico), designados pela letra N, sendo
subdivididos em 4 grupos:
NA – areias, siltes e misturas de areias e siltes com predominância de grão de
quartzo e/ou mica, não laterítico;
NA’– misturas de areias quartzosas com finos de comportamento não laterítico (solo
arenoso);
NS’– solo siltoso não laterítico e
NG’– solo argiloso não laterítico.
Para se classificar os solos lateríticos e saprolíticos, através da Metodologia MCT,
utiliza-se o gráfico da Figura 2.5, onde a linha tracejada separa os solos de
comportamento laterítico dos de comportamento não laterítico.
Rita Moura Fortes
10/10

11. Figura 2.5 - Classificação MCT
Este gráfico foi elaborado a partir do conhecimento dos coeficientes c’ (eixo das
abscissas) e e’ (eixo das ordenadas). O coeficiente c’, denominado de coeficiente de
deformabilidade, é obtido através do ensaio mini MCV.
Os resultados obtidos neste ensaio também podem ser utilizados no controle da
compactação e na previsão da erodibilidade.
O coeficiente c’ indica a argilosidade do solo, ou seja, um c’ elevado (acima de 1,5)
caracteriza as argilas e solos argilosos, enquanto que valores baixos (abaixo de 1,0)
caracterizam as areias e os siltes não plásticos ou pouco coesivos. No intervalo entre
1,0 e 1,5 se situam diversos tipos de solos, tais como: areias siltosas, areias argilosas,
argilas arenosas e argilas siltosas.
O coeficiente e’ é calculado a partir do coeficiente d’ (inclinação da parte retilínea do
ramo seco da curva de compactação, correspondente a 12 golpes do ensaio de mini
MCV) e da perda de massa por imersão Pi (porcentagem da massa desagregada em
relação à massa total do ensaio quando submetida à imersão em água), expresso pela
expressão:
 20   Pi 
e' = 3   +  
 d '   100 
Detalhes dos procedimentos de cálculo dos coeficientes c’ e e’ e ensaios associados
se encontram no livro “Pavimentação de Baixo Custo com Solos Lateríticos” dos
autores Nogami e Villibor, 1995.
2.5.2 Classificação MCT - Pastilhas
Uma vez obtidos os valores da contração diametral e da penetração, locá-los na carta
apresentada na Figura 2.6, obtendo-se o grupo de solo da metodologia MCT. No
quadro 2.3 estão apresentadas as propriedades dos solos de acordo com a
classificação MCT.
Rita Moura Fortes
11/11

12. Figura 2.6 - Carta de Classificação do Método das Pastilhas (Nogami e Villibor, 1994).
Quadro 2.3 – Propriedades e Utilização dos Grupos de Solos da MCT (Nogami e
Villibor, 1995)
Rita Moura Fortes
12/12