Estradas florestais: caracterização geotécnica e comportamento mecânico de solos e misturas solo-grits, cargas de tráfego e seus efeitos

Abstract

A crescente mecanização e o aumento da produção da indústria florestal têm exigido veículos mais rápidos e mais especializados mecanicamente para se adaptarem às condições topográficas do local e para atender ás exigências do setor de engenharia florestal com relação ao transporte de madeira. O uso de veículos extra pesados no transporte de madeira impõe um alto nível de tensão, bem como duração da aplicação de carga variável, freqüência e magnitude das camadas do pavimento, que geralmente apresentam um baixo padrão construtivo, associado com mudanças severas nas condições climáticas, produzindo um alto grau de deformação e, consequentemente, danos graves nas estruturas do pavimento de estradas florestais. Portanto, é obrigatório o desenvolvimento de pesquisas de laboratório para o estudo do comportamento estático e dinâmico dos materiais de engenharia de estrada para reproduzir as condições de campo. Esta pesquisa é direcionada para a determinação da deformação permanente de dois solos da cidade de Ipatinga-MG, usando amostras de solos compactadas no esforço de compactação Proctor normal e modificada em diferentes teores de umidade e testado sob condições de carga triaxial repetida. Este aparato do teste triaxial também foi aplicado no estudo da tensão desvio na resposta resiliente de três solos e de suas misturas com o resíduo da indústria de celulose chamado grits. Outros tópicos também foram estudados, como a durabilidade das misturas, danos à estrutura do pavimento causados por diferentes configurações de eixos, efeito da adição de grits na classificação MCT do solo e revisão bibliográfica sobre os defeitos das estradas florestais. Concluindo, observa-se o seguinte: (i) as deformações permanentes dos solos são fortemente influenciadas pelo teor de umidade com relação a ambas as energias de compactação empregadas; (ii) os módulos resilientes dos solos e de suas misturas são dependentes da tensão desvio; (iii) a classificação das misturas seguindo os procedimentos MCT mostrou que todas as misturas testadas, à exceção da Cenibra rosa, apresentaram uma perda de massa maior do que aquelas apresentadas pelos solos em seu estado natural, quando do teste de imersão; (iv) a adição do Grits ao solo aumentou sua durabilidade como material de construção de estrada e, (v) o eixo tandem duplo causou menor nível de danos à estrutura do pavimento.

Production increase and crescent mechanization in forest industry have been demanding vehicle speed increase and vehicle mechanical specialization in order to adapt to field topographical conditions and to attend forest engineering corporation demands on wood transportation. The use of heavyweight vehicles in wood transportation, which imposes high stress levels, as well as variable load application duration, frequency and magnitude to the pavement layers, generally presenting low construction standards, associated with severe changes in environmental conditions, produce high deformation degrees and, consequently, severe damages in the forest road pavement structures. Therefore, it is mandatory to develop laboratory researches directed to the study of static and dynamic road materials engineering behaviors in order to reproduce field conditions. This research is directed to the determination of the permanent deformations of two soils from the Ipatinga-MG city using soil specimens compacted at the standard and modified Proctor compaction efforts at different moisture contents and tested under triaxial repeated loading conditions. This triaxial testing apparatus was also applied to the study of the influence of deviator stress on the resilient response of three soils and on their mixtures with an industrial waste from the cellulose industry named grits. Others topics also addressed were mixtures durability, pavement structure damage caused by different vehicle axes configurations, effects of addition of grits in MCT soils classification and literature review on forest road damages. Concluding remarks are as follows: (i) soils permanent deformation are strongly influenced by moisture content, regarding both tested compaction efforts; (ii) the resilient modulus of soils and theirs admixtures are deviator stress dependent; (iii) admixtures classification following the MCT procedure showed that all tested mixtures but pink Cenibra presented larger soil losses than soils in the immersion tests; (iv) addition of grits to soils increased their durability as road construction materials; (v) double tandem axes caused lower damage level to pavement structures.