Segundo Fortes (1990), a utilização de solos tropicais em camadas intermediárias de pavimentos de maneira geral (ferrovias e rodovias), vem sendo objeto de amplo debate. Principalmente em função dos sistemas convencionais de classificação geotécnica de solos (USCS – Sistema de Classificação Unificada de Solos e HRB – Highway Research Board), enquadrarem este material, muitas vezes, como inservível para fins de pavimentação, considerando para isto apenas as propriedades índice: granulometria e limites de Atterberg.
Para exemplificar, pode-se citar que pela especificação de serviço DNIT-ES 303 (1997), solos com alto índice de plasticidade (IP maior do que 6%), são considerados insatisfatórios para aplicação em pavimentos. Porém, quando são de formação laterítica, apresentam excelente comportamento para tal finalidade. Na prática ferroviária nacional, Stopatto (1987), admite solos lateríticos com IP ≤ 10% quando aplicados à sublastro de ferrovias. Já a especificação de serviço DNIT-ES 098 (2007) admite que quando o solo é laterítico pode ser aplicado com IP > 15% para base desde que estabilizada granulometricamente em misturas com outros materiais com IP ≤ 6%. Estes exemplos reforçam a necessidade de uma classificação adequada e de melhor entendimento da mecânica destes solos como material de pavimentação, sem se apoiar em índices tão empíricos.
Balbo (2007) afirma que a aplicação com sucesso de solos lateríticos, decorre da presença de óxidos de ferro e/ou alumínio hidratado na sua fração fina, na forma de minerais como a hematita e a gibbsita, assim como a presença de argilominerais (principalmente a caulinita) que proporcionam baixa expansibilidade e alta capacidade de suporte após compactação, e que não são encontrados em solos não lateríticos.
Logo, argilas lateríticas de alta plasticidade (CH e MH na classificação unificada e A-7 na classificação HRB), quando compactadas sob a energia do Proctor Normal e no teor de umidade ótima, não são expansivas e possuem elevada capacidade de suporte mesmo sob condições de imersão.
Isto não ocorre, por exemplo, com os solos saprolíticos (não laterizados), devido à presença de mica e/ou feldspato que reduzem a densidade aparente seca destes
solos, sua capacidade de suporte e seu IP, aumentando, porém, o teor de umidade ótima e a expansão.
A tabela 2.1 ilustra a deficiência dos sistemas tradicionais de classificação geotécnica quando aplicados a solos tropicais, na medida em que, ao se comparar duas amostras de solo: uma de formação laterítica e outra de um solo saprolítico (ambas no estado de São Paulo), observa-se que a classificação final é a mesma (CL pela classificação unificada e A-4 pela classificação HRB), sendo que o primeiro (solo laterítico) é competente para fins de pavimentação e o segundo não, segundo Nogami e Villibor (1980).
Tabela 2.1 – Características geotécnicas de um solo laterítico comparadas a um solo saprolítico (NOGAMI E VILLIBOR, 1980).
Vários estudos vêm sendo conduzidos há alguns anos, visando obter formas alternativas para a classificação geotécnica dos solos tropicais. Destaca-se o trabalho de Nogami e Villibor (1980), que desenvolveram um sistema de classificação baseado em observações de laboratório com diversas amostras de solo do estado de São Paulo. Tal estudo resultou em um sistema de classificação brasileiro, específico para solos finos
ainda suas propriedades mecânicas e hidráulicas, fornecendo ainda subsídios para previsão de sua erodibilidade. Este sistema de classificação ficou conhecido como Miniatura – Compactado – Tropical (MCT), e tem se mostrado eficiente aos fins propostos. Consiste basicamente em um conjunto de ensaios laboratoriais (mini-MCV – Moisture Condition Value – e perda de massa por imersão) realizados com corpos de prova compactados de 50mm de diâmetro e 50mm de altura, que possibilitam a obtenção de parâmetros para se enquadrar o solo segundo o ábaco classificatório próprio deste método, que é apresentado na figura 2.11 (NOGAMI e VILLIBOR, 1995).
Figura 2.11 – Ábaco classificatório segundo metodologia MCT (NOGAMI E VILLIBOR, 1995).
Dependendo da localização do ponto de coordenadas no ábaco da figura 2.11, o solo recebe uma classificação, conforme segue:
LG’ - argilas lateríticas e argilas lateríticas arenosas; LA’ - areias argilosas lateríticas;
LA - areias com pouca argila laterítica;
NS’ - siltes cauliníticos e micáceos, siltes arenosos e siltes argilosos não lateríticos;
NA’ - areias siltosas e areias argilosas não lateríticas;
NA - areias siltosas com siltes quartzosos e siltes argilosos não lateríticos. Com base na classificação obtida, é possível avaliar a possibilidade de emprego do solo em análise como sublastro em pavimento ferroviário, e por analogia aos pavimentos rodoviários, pressupõe-se (o que foi avaliado nessa pesquisa para o solo estudado) que os mais indicados para tal finalidade são os solos do tipo LG’, LA’ e LA, que se caracterizam principalmente por:
Serem típicos de climas quentes, com regime de chuvas de moderadas a intensas (típico do Brasil e intensificado na região norte do país, incluindo a região oeste do estado do Maranhão);
Apresentarem elevada concentração de ferro e alumínio;
Por sua fração argila ser composta predominantemente de minerais caulínicos;
Apresentarem cor avermelhada típica, variando para o amarelo dependendo dos teores de ferro e alumínio presentes;
Possuírem alta capacidade de suporte quando compactados, mesmo sob condições de imersão em água; e
Serem pouco expansivos, com baixa erodibilidade.
Pinto (1991) destaca que um aspecto importante em relação à classificação MCT é sua boa correlação com o módulo de resiliência do solo, obtido a partir do ensaio triaixial cíclico. Ressalta-se, no entanto, que tal correlação deve ser utilizada com critério, sob o prisma qualitativo, com o uso de faixas de valores de módulo para cada enquadramento ao ábaco proposto por Nogami e Villibor (1995).
Estudos de Vertamatti (1988) realizados principalmente com solos lateríticos da Amazônia, sugeriram um ábaco modificado para a classificação MCT mostrado na figura 2.12. Esta classificação também teve por base os resultados de módulo de resiliência dos materiais, especialmente classificados conforme sugestão de Preussler
Figura 2.12 – Ábaco classificatório da metodologia MCT-M, conforme modificação proposta por Vertamatti (1988).
A proposta de Vertamatti (1988) foi de que o ábaco classificatório MCT fosse modificado com a introdução do grupo genético dos “Solos Transicionais” e dos grupos intermediários LA’G’ entre os solos arenosos (A’) e argilosos (G’), e NS’G’ entre os siltosos (S’) e os argilosos (G’) indicados na figura 2.12. O antigo grupo NA’, por sua pequena área de cobertura, foi incorporado ao grupo TA’. Assim, os 7 grupos MCT passam a 11 grupos na MCT-M (Miniatura – Compactada – Tropical – Modificada), conforme relacionados a seguir:
Lateríticos: LA, LA’, LA’G e LG’; Transicionais: TA’, TA’G’ e TG’;
Não lateríticos: NA, NS’, NS’G’ e NG’.
É importante ainda, ressaltar um aspecto físico dos mais relevantes, de interesse para a pavimentação ao se empregar solos lateríticos como material constituinte de camadas de pavimentos, que é o surgimento de trincas de retração observadas nas camadas após compactação.
No exemplo da figura 2.13, apresentam-se duas fotos de uma base de pavimento rodoviário executado com solo laterítico em obra na região amazônica, onde se pode observar o padrão de trincamento mencionado, segundo Guimarães (2009).
Figura 2.13 – Padrão de trincamento de base rodoviária laterítica na Amazônia (estado do Acre, 1998): (a) imediatamente após a compactação e (b) depois de 48 h já
imprimada com CM-30 (GUIMARÃES, 2009).
Guimarães (2009), que acompanhou a execução do empreendimento mostrado na figura 2.13, relata que embora a base tenha permanecido recoberta apenas pela imprimação durante pelo menos os dois anos subsequentes à sua execução, não se verificou a reabsorção de água, e a formação de atoleiros, apesar das intensas chuvas características da região amazônica. Esta afirmação é especialmente importante quando se pretende utilizar este tipo de material como camada de sublastro em pavimento ferroviário.
Analisando as trincas apresentadas na figura 2.13, verifica-se uma analogia com o padrão de trincamento observado em solos lateríticos de granulação fina, tal como ilustrado em Nogami e Villibor (1995), Villibor et al. (2000) e Villibor et al. (2007), dentre outros autores.