Classifique os solos abaixo de acordo com o sistema unificado e sistema rodoviário, e também, calcule o Índice de Grupo.
Índices Físicos LL % = 32,0, IP% = 9,8, Granulometria % em peso que passa nas peneiras 3/4" = 81, 3/8" = 60, 4 = 42, 10 = 28, 40 = 25, 200 = 20
Passo 1
O enunciado pede que eu:
- Classifique o solo segundo o sistema unificado (USCS).
- Classifique o solo segundo o sistema rodoviário (AASHTO / classificação para pavimentação).
- Calcule o Índice de Grupo (IG).
Dados fornecidos (peguei os valores da granulometria e dos limites de Atterberg que você mandou):
- Limite de Liquidez:
. - Índice de Plasticidade:
. - Granulometria — percentual em massa que passa nas peneiras:
-
: -
: -
(4,75 mm): -
(2,00 mm): -
(0,425 mm): -
(0,075 mm):
-
Observação importante usada em toda a resolução: para USCS precisamos saber o percentual de finos (passa em
); aqui
. Com isso decidimos se o solo é “coarse-grained” ou “fine-grained” e então seguimos as regras de classificação.
Passo 2
Decisão inicial: coarse-grained ou fine-grained no USCS
- Regra prática do USCS: se a fração fina (passa em
) for maior que normalmente trata-se como solo de grainagem fina (classificação por limites de Atterberg: silte/argila). Se for menor que trata-se como solo grosseiro; entre e é zona de transição (verificações adicionais). - Aqui temos
, que é maior que . Portanto, segundo o USCS o solo deve ser tratado como solo de grão fino (ou seja, vamos classificá‑lo como silte ou argila usando os limites de Atterberg).
Explicação didática curta: a ideia é que, se há muitos finos, as propriedades plásticas (LL e IP) dominam o comportamento do solo e por isso usamos a classificação fina (M ou C no USCS).
Passo 3
Classificação USCS usando os limites de Atterberg (caso de solo de grão fino)
- Para decidir entre silte (
) e argila ( ) usa‑se a linha A (A-line) do gráfico de Casagrande. A equação da A-line é:
onde
é o Limite de Liquidez e
é o Índice de Plasticidade. Explico: essa linha separa, no plano
, os solos classificados como silte (abaixo da linha) dos argilosos (acima da linha).
- Calculemos
para o nosso :
-
Compare com o
dado: . Como , o ponto está ligeiramente acima da A-line, ou seja, o solo tende a comportar‑se como uma argila (tipo ), e não como silte ( ). -
Além disso o
, logo é uma argila de baixa plasticidade (no USCS distingue‑se para “lean clay” — argila de baixa plasticidade).
Conclusão deste passo (USCS): a classificação é
(argila de baixa plasticidade, “lean clay”).
Dica prática para prova: calcule sempre primeiro
. Se for >12% use LL e PI e a fórmula da A-line; se for <5% esqueça Atterberg e foque em Cu e Cc para areias/ cascalhos.
Passo 4
Classificação pelo sistema rodoviário (AASHTO) — decisão do grupo básico
Vou usar o procedimento padrão resumido do AASHTO (M145), em linguagem simples e com os critérios que nos interessam:
-
Primeiro passo AASHTO: verificar
. - Se
o solo normalmente cai em grupos A-4, A-5, A-6, A-7 (solo com muitos finos). - Se
o solo normalmente é A-1, A-2 ou A-3 (predominantemente cascalhos/areias com algumas partículas finas).
- Se
-
Aqui
, então o solo pertence ao conjunto A-1 / A-2 / A-3. -
Em seguida subdividimos A-2 em subgrupos (os mais comuns para solos com finos). Critério prático que usamos (resumido e aplicado em muitas provas):
- Se o solo tem fração fina moderada e os finos são pouco plásticos (PI baixo) tende a ser
. - Se os finos têm plasticidade moderada a alta (PI maior), e
costuma ir para (fins argilosos, mas não muito plásticos).
- Se o solo tem fração fina moderada e os finos são pouco plásticos (PI baixo) tende a ser
-
Nosso
(ou seja, aproximadamente ) é significativo (maior que ~7) e . Além disso indica presença de finos mas não dominante. Por isso a decisão prática é classificar como — solo granular (sandy/gravelly) com finos argilosos de plasticidade moderada.
Observação didática: os subgrupos A-2-4 e A-2-6 distinguem se os finos são essencialmente siltosos (A-2-4) ou têm caráter mais argiloso (A-2-6). Aqui o
acima da A-line e maior que ~7 favorece A-2-6.
Passo 5
Cálculo do Índice de Grupo (IG / Group Index) — explicação da fórmula e aplicação
- O Índice de Grupo (
, ou em inglês) quantifica, numericamente, a qualidade do solo para uso em sub-base e base de pavimentos; varia tipicamente entre e . A fórmula usual (forma combinada usada em livros e no procedimento AASHTO) que vamos aplicar é:
onde:
-
é o percentual que passa na peneira (valor em , sem dividir por 100), -
é o limite de liquidez (em ), -
é o índice de plasticidade (em ).
Nota didática: algumas apresentações equivalentes somam os termos e depois multiplicam por
; a forma acima deixa explícito cada contribuição. Caso algum parêntese resulte negativo, o rendimento final diminui — o IG pode ficar pequeno. Ao final costuma‑se tomar a parte inteira (truncamento) do resultado para o IG.
-
Substituindo os valores:
- Calcule
:
- Então
. - Calcule
:
- Some os dois termos dentro dos parênteses (ou combine como na fórmula):
- Multiplique por
:
- Calcule
-
Arredondamento/interpretação: o Índice de Grupo é expresso como inteiro em muitas aplicações práticas; costuma‑se tomar a parte inteira (truncando) ou arredondar para o inteiro mais próximo. Pela prática usual AASHTO toma a parte inteira positiva; assim:
Explicação curta: o IG modera a classificação AASHTO — solos com IG maior indicam potencialmente pior comportamento para pavimentação (mais problemáticos).
Resposta
USCS:
Sistema rodoviário (AASHTO):
Índice de Grupo (IG):
Sistema rodoviário (AASHTO):
Índice de Grupo (IG):