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02 compactação dos solos

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  1. 1. NOTAS DE AULA UNIDADE 02 UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA FOLHA 1 de 48 CURSO: ENGENHARIA CIVIL / ENGENHARIA AMBIENTAL DISCIPLINA: OBRAS DE TERRA – CIV 8305 PROFESSOR: ANDRÉ P. LIMA NOTAS DE AULA: UNIDADE 02. COMPACTAÇÃO DOS SOLOS ESTA APOSTILA É APENAS UM ROTEIRO DE ESTUDO, DEVENDO A MESMA SER COMPLEMENTADA POR ANOTAÇÕES DOS COMENTÁRIOS DE AULA E CONSULTAS AOS LIVROS TEXTOS INDICADOS. REV. 0 REV. 1 REV. 2 REV. 3 REV. 4 REV. 5 REV. 6 REV. 7 REV. 8 DATA AGO/2013 RESPONSÁVEL ANDRÉ LIMA
  2. 2. NOTAS DE AULA UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA REV. 0 OBRAS DE TERRA – PROF. ANDRÉ PEREIRA LIMA FOLHA: 2 de 48 UNIDADE 02. COMPACTAÇÃO DOS SOLOS ÍNDICE 1 – COMPACTAÇÃO DOS SOLOS .................................................................................................................................................................................3 1.1 INTRODUÇÃO............................................................................................................................................................................................................3 1.2 DIFERENÇAS ENTRE COMPACTAÇÃO E ADENSAMENTO ..................................................................................................................................4 1.3 A COMPACTAÇÃO DOS SOLOS..............................................................................................................................................................................4 1.4 ENSAIO NORMAL DE PROCTOR (ABNT NBR 7182) ..............................................................................................................................................5 1.5 CONSIDERAÇÕES SOBRE A CURVA DE COMPACTAÇÃO...................................................................................................................................8 1.6 VALORES TÍPICOS ...................................................................................................................................................................................................9 1.7 MÉTODOS ALTERNATIVOS DE COMPACTAÇÃO ..................................................................................................................................................9 1.8 ENERGIA DE COMPACTAÇÃO ................................................................................................................................................................................9 1.9 ENSAIO DE PROCTOR MODIFICADO E PROCTOR INTERMEDIÁRIO.................................................................................................................10 1.10 INFLUÊNCIA DA ENERGIA DE COMPACTAÇÃO................................................................................................................................................12 1.11 INFLUÊNCIA DO TIPO DE SOLO NA CURVA DE COMPACTAÇÃO ...................................................................................................................13 1.12 INFLUÊNCIA DA COMPACTAÇÃO NA ESTRUTURA DO SOLO ARGILOSO.....................................................................................................14 1.13 CURVA DE RESISTÊNCIA ....................................................................................................................................................................................15 1.14 EQUIPAMENTOS DE CAMPO...............................................................................................................................................................................16 1.15 ESCOLHA DOS EQUIPAMENTOS DE COMPACTAÇÃO.....................................................................................................................................20 1.16 FATORES QUE INFLUEM NA COMPACTAÇÃO NO CAMPO..............................................................................................................................22 1.17 CONTROLE DA COMPACTAÇÃO DO SOLO EM CAMPO...................................................................................................................................26 1.18 ESPECIFICAÇÕES PARA COMPACTAÇÃO ........................................................................................................................................................27 1.19 MÉTODOS DE CONTROLE DE COMPACTAÇÃO................................................................................................................................................29 1.20 ENSAIO CALIFÓRNIA OU C.B.R. (CALIFÓRNIA BEARING RATIO) ...................................................................................................................32 1.21 REFERÊNCIAS CONSULTADAS ..........................................................................................................................................................................37 1.22 LISTA DE EXERCÍCIOS ............................................................................................................................................................................37
  3. 3. NOTAS DE AULA UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA REV. 0 OBRAS DE TERRA – PROF. ANDRÉ PEREIRA LIMA FOLHA: 3 de 48 UNIDADE 02. COMPACTAÇÃO DOS SOLOS 1 – COMPACTAÇÃO DOS SOLOS 1.1 INTRODUÇÃO Muitas vezes na prática da engenharia geotécnica, o solo de um determinado local não apresenta as condições requeridas pela obra. Ele pode ser pouco resistente, muito compressível ou apresentar características que deixam a desejar do ponto de vista econômico. Uma das possibilidades é tentar melhorar as propriedades de engenharia do solo local. A compactação é um método de estabilização e melhoria do solo através de processo manual ou mecânico, visando reduzir o volume de vazios do solo. A compactação tem em vista estes dois aspectos: aumentar a intimidade de contato entre os grãos e tornar o aterro mais homogêneo melhorando as suas características de resistência, deformabilidade e permeabilidade. A compactação de um solo é a sua densificação por meio de equipamento mecânico, geralmente um rolo compactador, embora, em alguns casos, como em pequenas valetas até soquetes manuais podem ser empregados. Um solo, quando transportado e depositado para a construção de um aterro, fica num estado relativamente fofo e heterogêneo e, portanto, além de pouco resistente e muito deformável, apresenta comportamento diferente de local para local. A compactação é empregada em diversas obras de engenharia, como: aterros para diversas utilidades, camadas constitutivas dos pavimentos, construção de barragens de terra, preenchimento com terra do espaço atrás de muros de arrimo e reenchimento das inúmeras valetas que se abrem diariamente nas ruas das cidades. Os tipos de obra e de solo disponíveis vão ditar o processo de compactação a ser empregado, a umidade em que o solo deve se encontrar na ocasião e a densidade a ser atingida. O início da técnica de compactação é creditada ao engenheiro Ralph Proctor, que, em 1933, publicou suas observações sobre a compactação de aterros, mostrando ser a compactação função de quatro variáveis: a) Peso específico seco; b) Umidade; c) Energia de compactação e d) Tipo de solo. A compactação dos solos tem uma grande importância para as obras geotécnicas, já que através do processo de compactação consegue-se promover no solo um aumento de sua resistência e uma diminuição de sua compressibilidade e permeabilidade.
  4. 4. NOTAS DE AULA UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA REV. 0 OBRAS DE TERRA – PROF. ANDRÉ PEREIRA LIMA FOLHA: 4 de 48 UNIDADE 02. COMPACTAÇÃO DOS SOLOS A tabela abaixo apresenta os vários meios empregados para estabilizar um solo: MÉTODOS TIPOS FÍSICOS Confinamento (solos com atrito) Pré-consolidação (solos finos argilosos) Mistura (solo + solo) Vibroflotação QUÍMICOS Sal Cal Cimento Asfalto MECÂNICOS Compactação 1.2 DIFERENÇAS ENTRE COMPACTAÇÃO E ADENSAMENTO Pelo processo de compactação, a diminuição dos vazios do solo se dá por expulsão do ar contido nos seus vazios, de forma diferente do processo de adensamento, onde ocorre a expulsão de água dos interstícios do solo. As cargas aplicadas quando compactamos o solo são geralmente de natureza dinâmica e o efeito conseguido é imediato, enquanto que o processo de adensamento é dependente do tempo (pode levar muitos anos para que ocorra por completo, a depender do tipo de solo) e as cargas são normalmente estáticas. COMPACTAÇÃO ADENSAMENTO - Diminuição dos vazios pela expulsão de ar. - Cargas dinâmicas. - Efeito imediato. - Diminuição dos vazios pela expulsão de água dos interstícios do solo. - Cargas estáticas. - Efeito: f(solo). 1.3 A COMPACTAÇÃO DOS SOLOS Aplicando-se uma certa energia de compactação (um certo número de passadas de um determinado equipamento no campo ou um certo número de golpes de um soquete sobre o solo contido num molde), a massa específica resultante é função da umidade em que o solo estiver. Quando se compacta com umidade baixa, o atrito entre partículas é muito alto e não se consegue uma significativa redução de vazios. Para umidades mais elevadas, a água provoca um certo efeito de lubrificação entre as partículas, que deslizam entre si, acomodando-se num arranjo mais compacto. Na compactação, as quantidades de partículas e de água permanecem constantes; o aumento da massa específica corresponde à eliminação de ar dos vazios. Há, portanto, para a energia aplicada,
  5. 5. NOTAS DE AULA UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA REV. 0 OBRAS DE TERRA – PROF. ANDRÉ PEREIRA LIMA FOLHA: 5 de 48 UNIDADE 02. COMPACTAÇÃO DOS SOLOS um certo teor de umidade, denominado umidade ótima, que conduz a uma massa específica máxima, ou uma densidade máxima. 1.4 ENSAIO NORMAL DE PROCTOR (ABNT NBR 7182) Em 1933, o engenheiro norte-americano Proctor divulgou as primeiras observações sobre aterros compactados: para uma certa energia de compactação, o peso específico seco do solo é função de sua umidade. Quando se compacta com umidade baixa, o atrito entre as partículas é muito alto e não se consegue uma redução significativa dos vazios. Para umidades mais elevadas, a água provoca um certo efeito de lubrificação entre as partículas, que deslizam entre si, acomodando-se num arranjo mais compacto. Porém, a partir de certo ponto, o grau de saturação torna-se muito elevado e a compactação não consegue expulsar o ar existente nos vazios, que se encontra em forma de bolhas oclusas. Dessa forma não é possível atingir a saturação plena do corpo de prova apenas pelo processo de compactação. Para cada energia de compactação aplicada, um certo teor de umidade conduz a uma massa específica máxima. Esse teor de umidade é chamado de teor de umidade ótima. O ensaio de compactação, universalmente padronizado, provém dos trabalhos de Proctor (por isso frequentemente chamado de Ensaio de Proctor). No Brasil foi normalizado como Ensaio Normal de Compactação (NBR 7182/86, ABNT). Os resultados do ensaio de compactação dependem de diversos fatores. Por exemplo, para um mesmo solo, aumentando-se a energia de compactação, obtém-se valores menores para a umidade ótima e valores maiores para a densidade máxima. No entanto, quando o solo se encontra com umidade acima da ótima, a aplicação de uma energia maior tem pouco efeito, pois não consegue expelir o ar dos vazios. Devido à influência de energia no estado compactado do solo, a Norma Brasileira contempla, além da energia Normal, outras duas, denominadas Intermediária e Modificada, para a execução de amostras compactadas. O ensaio também pode ser realizado com amostras virgens para cada ponto da curva de compactação, sendo esse procedimento imprescindível quando as partículas são quebradiças, de tal maneira que a amostra para o segundo ponto é diferente da original pela quebra de grãos. A estrutura de solos imediatamente após a compactação depende de inúmeros fatores, incluindo tensões da estrutura pré-existente, umidade, método e energia de compactação. Portanto, suas características de resistência e permeabilidade, também dependerão destas variáveis. Procedimentos (Ensaio de Compactação) (Figura 01): i) Recebimento da amostra deformada / secagem ao ar / solo destorroado e passado na peneira #4 (4.8mm); ii) Adiciona-se água e homogeneiza-se a umidade (recomendação: 24hs. de repouso)  1o ponto da curva; iii) Prepara-se a amostra para a colocação em cilindro de V=1000cm³ e compacta a amostra com um soquete de 2500g, caindo de uma altura de  30cm com 3 camadas com 25 golpes;
  6. 6. NOTAS DE AULA UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA REV. 0 OBRAS DE TERRA – PROF. ANDRÉ PEREIRA LIMA FOLHA: 6 de 48 UNIDADE 02. COMPACTAÇÃO DOS SOLOS iv) Calcula-se h, w% e d  1 ponto da curva v) Procede-se a 5 ensaios, em geral, e traça-se a Curva de Compactação (os 5 pontos devem definir realmente a curva de compactação, abrangendo os ramos úmido e seco) – ver Figura 02. Figura 01. Ensaio de Compactação (Proctor Normal) (Vargas, 1977; UFBA, 2001) 1000 ml compaction mould
  7. 7. NOTAS DE AULA UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA REV. 0 OBRAS DE TERRA – PROF. ANDRÉ PEREIRA LIMA FOLHA: 7 de 48 UNIDADE 02. COMPACTAÇÃO DOS SOLOS Figura 02. Curva de Compactação OBS: Se o ensaio começou, de fato, com umidade 5% abaixo da ótima, e os acréscimos forem de 2% a cada tentativa, com 5 determinações o ensaio estará concluído (geralmente não são necessárias mais do que 6 determinações).
  8. 8. NOTAS DE AULA UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA REV. 0 OBRAS DE TERRA – PROF. ANDRÉ PEREIRA LIMA FOLHA: 8 de 48 UNIDADE 02. COMPACTAÇÃO DOS SOLOS 1.5 CONSIDERAÇÕES SOBRE A CURVA DE COMPACTAÇÃO Com os dados obtidos, desenha-se a curva de compactação, que consiste na representação da densidade seca em função da umidade, como se mostra na Figura 02, geralmente, associa-se uma reta aos pontos ascendentes do ramo seco, outra aos pontos descendentes do ramo úmido e unem-se as duas por uma curva parabólica. Como se justificou anteriormente, a curva define uma densidade seca máxima, à qual corresponde uma umidade ótima. No próprio gráfico do ensaio pode-se traçar a curva de saturação que corresponde ao lugar geométrico dos valores de umidade e densidade seca, estando o solo saturado. Da mesma forma, pode- se traçar curvas correspondentes a igual grau de saturação. A curva de compactação é definida pela equação: wS S sw ws d    Para solo saturado, S = 1; wsw ws d    Onde: d – massa específica (ou peso específico) aparente seca do solo; Gs – densidades dos grãos do solo; w – massa específica da água (ou peso específico); e – índice de vazios; w – teor de umidade.
  9. 9. NOTAS DE AULA UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA REV. 0 OBRAS DE TERRA – PROF. ANDRÉ PEREIRA LIMA FOLHA: 9 de 48 UNIDADE 02. COMPACTAÇÃO DOS SOLOS O ramo da curva de compactação anterior ao valor de umidade ótima é denominado de “ramo seco” e o trecho posterior de “ramo úmido” da curva de compactação. No ramo seco, a umidade é baixa, a água contida nos vazios do solo está sob o efeito capilar e exerce uma função aglutinadora entre as partículas. À medida que se adiciona água ao solo ocorre a destruição dos benefícios da capilaridade, tornando-se mais fácil o rearranjo estrutural das partículas. No ramo úmido, a umidade é elevada e a água se encontra livre na estrutura do solo, absorvendo grande parte da energia de compactação. 1.6 VALORES TÍPICOS De maneira geral, os solos argilosos apresentam densidades secas baixas e umidade ótimas elevadas. Solos siltosos apresentam também valores baixos de densidade, frequentemente com curvas de laboratório bem abatidas. As areias com pedregulhos, bem graduados e pouco argilosos, apresentam densidades secas máximas elevadas e umidades ótimas baixas. 1.7 MÉTODOS ALTERNATIVOS DE COMPACTAÇÃO A norma Brasileira de ensaio de compactação prevê as seguintes alternativas de ensaio:  Ensaio sem reuso do material: é utilizada uma amostra virgem para cada ponto da curva;  Ensaio sem secagem previa do material: dificulta a homogeneização da umidade. Para alguns solos a influência da pré-secagem é considerável;  Ensaio em solo com pedregulho: quando o solo tiver pedregulho a norma NBR 7.182/86 indica que a compactação seja feita num cilindro maior, com 15,24cm de diâmetro e 11,43cm de altura, volume de 2.085 cm3 . Neste caso o solo é compactado em cinco camadas, aplicando-se 12 golpes por camada, com um soquete mais pesado e com maior altura de queda do que o anterior (massa de 4,536kg e altura de queda de 47,5cm). 1.8 ENERGIA DE COMPACTAÇÃO A densidade seca máxima e a umidade ótima determinada no ensaio descrito como Ensaio Normal de Compactação ou Ensaio Proctor Normal não são índices físicos do solo. Estes valores dependem da energia aplicada na compactação. Chama-se energia de compactação ou esforço de
  10. 10. NOTAS DE AULA UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA REV. 0 OBRAS DE TERRA – PROF. ANDRÉ PEREIRA LIMA FOLHA: 10 de 48 UNIDADE 02. COMPACTAÇÃO DOS SOLOS compactação ao trabalho executado, referido a unidade de volume de solo após compactação. A energia de compactação é dada pela seguinte fórmula: V Nc.Ng.H.M EC  Sendo: M – massa do soquete; H – altura de queda do soquete; Ng – o número de golpes por camada; Nc – número de camadas; V – volume de solo compactado. 1.9 ENSAIO DE PROCTOR MODIFICADO E PROCTOR INTERMEDIÁRIO O ensaio Modificado utiliza o cilindro de 15,24 cm de diâmetro, 11,43 cm de altura, 2.085 cm3 de volume, peso do soquete de 4,536 kg e altura de queda de 45,7 cm aplicando-se 55 golpes por camada. É utilizado nas camadas mais importantes do pavimento, para os quais a melhoria das propriedades do solo, justifica o emprego de uma maior energia de compactação. O ensaio denominado Intermediário difere do modificado só pelo número de golpes por camada que corresponde a 26 golpes por camada, sendo aplicado nas camadas intermediárias do pavimento. EC = 6 kgf.cm / cm3 (Proctor Normal) EC = 12,6 kgf.cm / cm3 (Proctor Intermediário) EC = 25 kgf.cm / cm3 (Proctor Modificado)  Ensaio de Proctor Intermediário (PI) e Proctor Modificado (PM)  surgimento devido a novos equipamentos de campo de grande porte, com possibilidade de se elevar a energia de compactação e capazes de implementar uma maior velocidade na construção de aterro. Características ABNT (PN) AASHO (PM) DNER M.48 (PM) AASHTO Peso do soquete (kgf) 2,5 4,54 4,54 4,54 Altura de queda (cm) 30,5 45,72 45,72 45,72 Número de camadas – n 3 5 5 5 No de golpes por camada – N 25 25 26 55 Vol. Cilindro (cm3 ) 1000 911 2160 2160 Energia de Compactação - EC (kgf.cm/cm3 ) 5,72 27,18 12,19 26,13
  11. 11. NOTAS DE AULA UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA REV. 0 OBRAS DE TERRA – PROF. ANDRÉ PEREIRA LIMA FOLHA: 11 de 48 UNIDADE 02. COMPACTAÇÃO DOS SOLOS Comparação dos equipamentos utilizados no ensaio Proctor. Corpos de prova do ensaio Proctor. Equipamento de Proctor Modificado Equipamento de Proctor Normal Ensaio de Proctor Normal Ensaio de Proctor Modificado
  12. 12. NOTAS DE AULA UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA REV. 0 OBRAS DE TERRA – PROF. ANDRÉ PEREIRA LIMA FOLHA: 12 de 48 UNIDADE 02. COMPACTAÇÃO DOS SOLOS 1.10 INFLUÊNCIA DA ENERGIA DE COMPACTAÇÃO A medida que se aumenta a energia de compactação, há uma redução do teor de umidade ótimo e uma elevação do valor do peso específico seco máximo. O gráfico abaixo mostra a influência da energia de compactação no teor de umidade ótimo wótimo e no peso específico seco máximo dmáx. Tendo em vista o surgimento de novos equipamentos de campo, de grande porte, com possibilidade de elevar a energia de compactação e capazes de implementar uma maior velocidade na construção de aterros, houve a necessidade de se criar em laboratório ensaios com maiores energias que a do Proctor Normal. As energias de compactação usuais são de 6kgf/cm3 para o Proctor Normal, 12,6 kgf/cm3 para o Proctor Intermediário e 25 kgf/cm3 para o Proctor Modificado. Influência da energia de compactação - curva dmáx e wót
  13. 13. NOTAS DE AULA UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA REV. 0 OBRAS DE TERRA – PROF. ANDRÉ PEREIRA LIMA FOLHA: 13 de 48 UNIDADE 02. COMPACTAÇÃO DOS SOLOS 1.11 INFLUÊNCIA DO TIPO DE SOLO NA CURVA DE COMPACTAÇÃO Figura: UFBA (2001)
  14. 14. NOTAS DE AULA UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA REV. 0 OBRAS DE TERRA – PROF. ANDRÉ PEREIRA LIMA FOLHA: 14 de 48 UNIDADE 02. COMPACTAÇÃO DOS SOLOS 1.12 INFLUÊNCIA DA COMPACTAÇÃO NA ESTRUTURA DO SOLO ARGILOSO
  15. 15. NOTAS DE AULA UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA REV. 0 OBRAS DE TERRA – PROF. ANDRÉ PEREIRA LIMA FOLHA: 15 de 48 UNIDADE 02. COMPACTAÇÃO DOS SOLOS 1.13 CURVA DE RESISTÊNCIA A compactação do solo deve proporcionar a este, para a energia de compactação adotada, a maior resistência estável possível. O gráfico da figura 04 apresenta a variação da resistência do solo, obtida por meio de um ensaio de penetração realizado com uma agulha Proctor, em função de sua umidade de compactação. Conforme se pode observar, quanto maior a umidade menor a resistência do solo. Os solos não devem ser compactados abaixo da umidade ótima, por que ela corresponde a umidade que fornece estabilidade ao solo. Não basta que o solo adquira boas propriedades de resistência e deformação, elas devem permanecer durante todo o tempo de vida útil da obra. Conforme se pode notar do gráfico, caso o solo fosse compactado com umidade inferior a ótima ele iria apresentar resistência superior àquela obtida quando da compactação no teor de umidade ótimo, contudo este solo poderia vir a saturar em campo (em virtude do período de fortes chuvas) vindo alcançar uma umidade correspondente a curva de saturação do solo, para o qual o solo apresenta valor de resistência praticamente nulo. No caso do solo ser compactado na umidade ótima, o valor de sua resistência cairia um pouco, estando o mesmo ainda a apresentar características de resistência razoáveis. Curva de Resistência, compactação e índice de vazios
  16. 16. NOTAS DE AULA UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA REV. 0 OBRAS DE TERRA – PROF. ANDRÉ PEREIRA LIMA FOLHA: 16 de 48 UNIDADE 02. COMPACTAÇÃO DOS SOLOS 1.14 EQUIPAMENTOS DE CAMPO Os princípios que estabelecem a compactação dos solos no campo são essencialmente os mesmos discutidos anteriormente para os ensaios em laboratórios. Assim, os valores de peso específico seco máximo obtidos são fundamentalmente função do tipo do solo, da quantidade de água utilizada e da energia específica aplicada pelo equipamento que será utilizado, a qual depende do tipo e peso do equipamento e do número de passadas sucessivas aplicadas. A energia de compactação no campo pode ser aplicada, como em laboratório, de três maneiras diferentes: por meios de esforços de pressão, impacto, vibração ou por uma combinação destes. Os processos de compactação de campo geralmente combinam a vibração com a pressão, já que a vibração utilizada isoladamente se mostra pouco eficiente, sendo a pressão necessária para diminuir, com maior eficácia, o volume de vazios interpartículas do solo. Os equipamentos de compactação são divididos em três categorias: os soquetes mecânicos; os rolos estáticos e os rolos vibratórios. SOQUETES São compactadores de impacto utilizados em locais de difícil acesso para os rolos compressores, como em valas, trincheiras, etc. Possuem peso mínimo de 15Kgf, podendo ser manuais ou mecânicos (sapos). A camada compactada deve ter 10 a 15cm para o caso dos solos finos e em torno de 15cm para o caso dos solos grossos.
  17. 17. NOTAS DE AULA UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA REV. 0 OBRAS DE TERRA – PROF. ANDRÉ PEREIRA LIMA FOLHA: 17 de 48 UNIDADE 02. COMPACTAÇÃO DOS SOLOS ROLOS ESTÁTICOS Os rolos estáticos compreendem os rolos pé-de-carneiro, os rolos lisos de roda de aço e os rolos pneumáticos. PÉ-DE-CARNEIRO Os rolos pé-de-carneiro são constituídos por cilindros metálicos com protuberâncias (patas) solidarizadas, em forma tronco-cônica e com altura de aproximadamente de 20cm. Podem ser alto propulsivos ou arrastados por trator. É indicado na compactação de outros tipos de solo que não a areia e promove um grande entrosamento entre as camadas compactadas. A camada compactada possui geralmente 15cm, com número de passadas variando entre 4 e 6 para solos finos e de 6 e 8 para solos grossos. A Figura abaixo ilustra um rolo compactador do tipo pé- de-carneiro. As características que afetam a desempenho dos rolos pé-de-carneiro são a pressão de contato, a área de contato de cada pé, o número de passadas por cobertura e estes elementos dependem do peso total do rolo, o número de pés em contato com o solo e do número de pés por tambor. Rolo Pé-de-Carneiro ROLO LISO Trata-se de um cilindro oco de aço, podendo ser preenchido por areia úmida ou água, a fim de que seja aumentada a pressão aplicada. São usados em bases de estradas, em capeamentos e são indicados para solos arenosos, pedregulhos e pedra britada, lançados em espessuras inferiores a 15cm.
  18. 18. NOTAS DE AULA UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA REV. 0 OBRAS DE TERRA – PROF. ANDRÉ PEREIRA LIMA FOLHA: 18 de 48 UNIDADE 02. COMPACTAÇÃO DOS SOLOS Este tipo de rolo compacta bem camadas finas de 5 a 15cm com 4 a 5 passadas. Os rolos lisos possuem pesos de 1 a 20t e frequentemente são utilizados para o acabamento superficial das camadas compactadas. Para a compactação de solos finos utilizam-se rolos com três rodas com pesos em torno de 7t para materiais de baixa plasticidade e 10t, para materiais de alta plasticidade. A Figura abaixo ilustra um rolo compactador do tipo liso. Os rolos lisos possuem certas desvantagens como, pequena área de contato e em solos mole afunda demasiadamente dificultando a tração. Rolo Liso ROLO PNEUMÁTICO Os rolos pneumáticos são eficientes na compactação de capas asfálticas, bases e subbases de estradas e indicados para solos de granulação fina e arenosa. Os rolos pneumáticos podem ser utilizados em camadas de até 40 cm e possuem área de contato variável, função da pressão nos pneus e do peso do equipamento. Pode-se usar rolos com cargas elevadas obtendo-se bons resultados. Neste caso, muito cuidado deve ser tomado no sentido de se evitar a ruptura do solo. A Figura a seguir ilustra um rolo pneumático
  19. 19. NOTAS DE AULA UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA REV. 0 OBRAS DE TERRA – PROF. ANDRÉ PEREIRA LIMA FOLHA: 19 de 48 UNIDADE 02. COMPACTAÇÃO DOS SOLOS Rolo Pneumático ROLOS VIBRATÓRIOS Nos rolos vibratórios, a frequência da vibração influi de maneira extraordinária no processo de compactação do solo. São utilizados eficientemente na compactação de solos granulares (areias), onde os rolos pneumáticos ou pé-de-carneiro não atuam com eficiência. Este tipo de rolo quando não são usados corretamente produzem super compactação. A espessura máxima da camada é de 15cm. O rolo vibratório pode ser visto na figura abaixo. Rolo Vibratório
  20. 20. NOTAS DE AULA UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA REV. 0 OBRAS DE TERRA – PROF. ANDRÉ PEREIRA LIMA FOLHA: 20 de 48 UNIDADE 02. COMPACTAÇÃO DOS SOLOS 1.15 ESCOLHA DOS EQUIPAMENTOS DE COMPACTAÇÃO a) Solos Coesivos Nos solos coesivos há uma parcela preponderante de partículas finas e muito finas (silte e argila), nas quais as forças de coesão desempenham papel muito importante, sendo indicado a utilização de rolos pé-de-carneiro e os rolos conjugados. b) Solos Granulares Nos solos granulares há pouca ou nenhuma coesão entre os grãos existindo, entretanto atrito interno entre os grãos existindo, entretanto atrito interno entre eles, sendo indicado a utilização rolo liso vibratório. c) Mistura de Solos Nos solos misturados encontra-se materiais coesivos e granulares em porções diversas, não apresenta característica típica nem de solo coesivo nem de solo granular, sendo indicado a utilização de pé-de-carneiro vibratório d) Mistura de argila, silte e areia Rolo pneumático com rodas oscilantes. e) Qualquer tipo de solo Rolo pneumático pesado, com pneus de grande diâmetro e largura. Em resumo: Para o adensamento de areias e materiais granulares, é preferível o efeito dinâmico da vibração. Até pressões de 0,5 a 1 kg/cm2 (na profundidade mais desfavorável), aplicadas com placas vibratórias, são suficientes, trabalhando em camadas de até 50 cm. Nos solos argilosos, a compactação é obtida principalmente pelo efeito da compressão e cisalhamento, com a vibração exercendo pouco efeito sobre o aumento de densidade, tanto menor quanto maior for a coesão do material. Vale dizer que quanto maior a coesão do solo, maior deverá ser a pressão aplicada pelo rolo. Estas variam, geralmente, de 3 a 5 kg/cm2 na profundidade mais desfavorável da camada. O equipamento ideal de compactação é o rolo pé-de-carneiro, de elevado peso próprio, que produz efeito de amassamento aliado à grande pressão estática. Nestes solos, uma compactação feita fora da umidade ótima é desastrosa. Nos solos misturados, ou misturas de solos, é mais difícil prever com segurança qual o equipamento de compactação que dará os melhores resultados. Os rolos combinados, como pés-de- carneiro vibratórios, autopropelidos e de grande peso atingem ampla faixa de solos, como os argilo- siltosos, siltosos, silto-arenosos, etc., o mesmo acontecendo com os rolos de pneus pesados, e com
  21. 21. NOTAS DE AULA UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA REV. 0 OBRAS DE TERRA – PROF. ANDRÉ PEREIRA LIMA FOLHA: 21 de 48 UNIDADE 02. COMPACTAÇÃO DOS SOLOS grande pressão nos pneus, ou os rolos mais leves com pneus oscilantes (estes últimos são melhores quando predomina a areia nas misturas). Por essa razão se executam PISTAS EXPERIMENTAIS para testar o equipamento ideal para cada solo, e obter os outros parâmetros que influem no processo, como ESPESSURA DA CAMADA SOLTA, NÚMERO DE PASSADAS, VELOCIDADE DO EQUIPAMENTO, UMIDADE, PESO DO LASTRO, etc. O gráfico e a tabela que se seguem são apenas indicações, uma orientação geral para os tipos de compactadores mais frequentemente usados conforme os tipos de solo. SOLOS COESIVOS SOLOS GRANULARES 100 % ARGILA SILTE MISTURAS (Argila+silte+areia) 100 % AREIA PEDRAS CARACTERÍSTICAS Peso estático e amassamento Peso estático e vibração Vibração Peso estático e amassamento Amassamento Peso estático Peso estático, amassamento , vibração, impacto pé de carneiro pé de carneiro vibratório (padfoot) rolo liso vibratório rolo pneus leve rolo pneus, pesado, rodas de grande diâmetro rolo liso metálico estático (3 rodas) rolo de grade ou malha rolo de placas rolos combinados: padfoot vibratório pesado, autopropelido
  22. 22. NOTAS DE AULA UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA REV. 0 OBRAS DE TERRA – PROF. ANDRÉ PEREIRA LIMA FOLHA: 22 de 48 UNIDADE 02. COMPACTAÇÃO DOS SOLOS ESCOLHA DO ROLO COMPACTADOR TIPO DE ROLO PESO MÁXIMO (toneladas) ESPESSURA MÁXIMA APÓS COMPACTAÇÃO UNIFORMIDADE DA CAMADA TIPO DE SOLO Pé de carneiro estático 20 40 cm Boa Argilas e siltes Pé de carneiro vibratório 30 40 cm Boa Misturas de areia com silte e argila Pneumático leve 15 15 cm Boa Misturas de areia com silte e argila Pneumático pesado 35 35 cm Muito boa Praticamente todos Vibratório com rodas metálicas lisas 30 50 cm Muito boa Areias, cascalhos, material granular Liso metálico estático, 3 rodas 20 10 cm Regular Materiais granulares, brita Rolo de grade(malha) 20 20 cm Boa Materiais granulares ou em blocos Combinados 20 20 cm Boa Praticamente todos 1.16 FATORES QUE INFLUEM NA COMPACTAÇÃO NO CAMPO ENERGIA DE COMPACTAÇÃO: Para obter maiores graus de adensamento, deve-se PELA ORDEM, tentar:  Aumentar o peso (P) do rolo;  Aumentar o número (N) de passadas ;  Diminuir a velocidade (v) do equipamento de compactação ;  Reduzir a espessura (e) da camada . NUMERO DE PASSADAS: O grau de compactação aumenta substancialmente nas primeiras passadas, e as seguintes não contribuem significativamente para essa elevação. Além disso, resultados experimentais indicam que um número excessivo de passadas produz super compactação superficial, principalmente em se tratando de rolo vibratório. Isto é: insistir em aumentar o número de passadas pode produzir perda no grau de compactação, por destruição de uma estrutura que acabou de ser formada, além de perda de produção e desgaste excessivo do equipamento, principalmente por impacto em superfície já endurecida. Geralmente é preferível aumentar o peso e/ou diminuir a velocidade, e adotar número de passadas entre 6 e 12 . ) . . ( ev NP fE 
  23. 23. NOTAS DE AULA UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA REV. 0 OBRAS DE TERRA – PROF. ANDRÉ PEREIRA LIMA FOLHA: 23 de 48 UNIDADE 02. COMPACTAÇÃO DOS SOLOS ESPESSURA DA CAMADA: Razões econômicas fazem preferir que a espessura seja a maior possível. Mas características do material, tipo de equipamento e finalidade do aterro são fatores que devem predominar. Equipamentos diversos exigem espessuras de camada diferentes. A tabela “Escolha do rolo compactador”, vista anteriormente, é uma orientação inicial, devendo a escolha levar em consideração os demais fatores. Geralmente se adotam espessuras menores que as máximos, para garantir compactação uniforme em toda a altura da camada. Em obras rodoviárias, fixa-se em 30 cm a espessura máxima compactada de uma camada, após compactação, aconselhando-se como normal 20 cm, para garantir a homogeneidade. Para materiais granulares, recomenda-se no máximo 20 cm compactados. Resultados obtidos com aterros experimentais podem modificar tais especificações. HOMOGENEIZAÇÃO DA CAMADA: Feita com motoniveladoras, grades e arados especiais, a camada solta deve estar bem pulverizada, sem torrões muito secos, blocos ou fragmentos de rocha, antes da compactação, principalmente se for necessário aumentar o teor de umidade. VELOCIDADE DE ROLAGEM: A movimentação dos pé-de-carneiro em baixa velocidade acarreta maior esforço de compactação, mas a medida que a parte inferior da camada se adensa, a velocidade aumenta naturalmente. A velocidade de um rolo compactador é função da potência do trator, já que são necessários cerca de 250 kg de força tratora por tonelada de peso para vencer a resistência à rolagem, no caso de material solto. Ao início, usar 1ª marcha, mas a medida que o solo se adensa, passamos à segunda marcha. Rolos pneumáticos admitem velocidades da ordem de 10 a 15 km/h, rolos pé-de- carneiro 5 a 10 km/h e vibratórios de 3 a 4 km/h. Aos primeiros são recomendadas essas velocidades maiores, porque as ações dinâmicas oriundas do seu grande peso acusam os pontos fracos de compactação, principalmente quando esta é feita em umidade superior à ótima (aparecem borrachudos). A baixa velocidade recomendada para o equipamento vibratório permite a compactação com menor número de passadas, pelo efeito mais intenso das vibrações. INFLUÊNCIA DA AMPLITUDE E FREQÜÊNCIA DAS VIBRAÇÕES: A freqüência recomendada é de 1500 a 3000 vibrações por minuto, mas alteração entre esses valores altera pouco o efeito da compactação. Já a amplitude aumentada causa sensível aumento no grau de compactação, para todas as frequências pois acrescenta ao peso do rolo vibratório o efeito de impacto. INFLUÊNCIA DA FORMA DAS PATAS (VARIAÇÕES DO PÉ-DE-CARNEIRO): A observação sobre o efeito da amplitude, no caso anterior, levou ao desenvolvimento de novos desenhos de patas para produzir impacto (tamping), em compactadores autopropelidos com velocidades
  24. 24. NOTAS DE AULA UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA REV. 0 OBRAS DE TERRA – PROF. ANDRÉ PEREIRA LIMA FOLHA: 24 de 48 UNIDADE 02. COMPACTAÇÃO DOS SOLOS maiores. A experimentação permite definir a velocidade que produza melhor compactação para o conjunto formado pelo solo e pelo rolo propulsor. Para alguns solos e usos, podem ser obtidas características indesejáveis, principalmente com respeito à homogeneização da camada. Outros desenhos de patas também alteram a produção do rolo compactador.
  25. 25. NOTAS DE AULA UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA REV. 0 OBRAS DE TERRA – PROF. ANDRÉ PEREIRA LIMA FOLHA: 25 de 48 UNIDADE 02. COMPACTAÇÃO DOS SOLOS
  26. 26. NOTAS DE AULA UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA REV. 0 OBRAS DE TERRA – PROF. ANDRÉ PEREIRA LIMA FOLHA: 26 de 48 UNIDADE 02. COMPACTAÇÃO DOS SOLOS 1.17 CONTROLE DA COMPACTAÇÃO DO SOLO EM CAMPO Atenção para os seguintes aspectos:  Tipo de solo  Espessura da camada (não exceder 30cm, camada compactada < 20cm)  Entrosamento entre as camadas  Número de passadas – f (solo, equipamento disponível). Em geral de 8 a 12. Com 15 passadas  revisar especificações  Tipo de equipamento  Umidade do solo (mais próximo da wot)  Grau de compactação alcançado Assim alguns cuidados devem ser tomados:  A espessura da camada lançada não deve exceder a 30cm, sendo que a espessura da camada compactada deverá ser menor que 20cm.  Deve-se realizar a manutenção da umidade do solo o mais próximo possível da umidade ótima.  Deve-se garantir a homogeneização do solo a ser lançado, tanto no que se refere à umidade quanto ao material. Na prática, o procedimento usual de controle de compactação é o seguinte:  Coletam-se amostras de solo da área de empréstimo e efetua-se em laboratório o ensaio de compactação. Obtêm-se a curva de compactação e daí os valores de peso específico seco máximo e o teor de umidade ótimo do solo.  No campo, à proporção em que o aterro for sendo executado, deve-se verificar, para cada camada compactada, qual o teor de umidade empregado e compará-lo com a umidade ótima determinada em laboratório. Este valor deve atender a seguinte especificação: wcampo – 2% Wótima  wcampo + 2%.  Determina-se também o peso específico seco do solo no campo, comparando-o com o obtido no laboratório. Define-se então o grau de compactação do solo, dado pela razão entre os pesos específicos secos de campo e de laboratório (GC = d campo/ dmáx) x100. Deve-se obter sempre valores de grau de compactação superiores a 95%.  Caso estas especificações não sejam atendidas, o solo terá de ser revolvido, e uma nova compactação deverá ser efetuada.
  27. 27. NOTAS DE AULA UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA REV. 0 OBRAS DE TERRA – PROF. ANDRÉ PEREIRA LIMA FOLHA: 27 de 48 UNIDADE 02. COMPACTAÇÃO DOS SOLOS 1.18 ESPECIFICAÇÕES PARA COMPACTAÇÃO O projeto, normalmente, fixa apenas o peso específico a ser atingido com o solo utilizado, sendo definido à partir dele o Grau de Compactação (GC) e a tolerância em torno de GC. Cabe à fiscalização e ao executor a determinação dos parâmetros que permitam atingí-lo com uma compactação bem feita, e de forma econômica. O Grau de compactação é definido por GC = (d campo/ dmáx) x100 Onde d campo é a massa específica seca obtida in situ, e dmáx é a massa específica seca máxima obtida em laboratório, no ensaio de Proctor, para a energia especificada. As especificações gerais do DNER exigem que GC% atinja 95% até 60 cm abaixo do greide, e 100 % nos últimos 60 cm de aterro, com compactação feita na umidade ótima, com uma variação admissível de  3 % , e espessura das camadas após o adensamento entre 20 e 30 cm. Quanto à qualidade dos materiais, que deverão ser evitados solos com CBR < 2, e com expansão maior que 4%, porem estudos recentes, voltados para as características especiais dos solos tropicais, podem vir a modificar a exigência sobre o valor do CBR. Algumas especificações relacionam o grau de compactação ao Proctor normal (AASHO T-99-57), e ao Proctor modificado (AASHO T-180-57). Quando nas estradas se prevê tráfego pesado com altas cargas por eixo, e freqüência elevada de solicitações, procura-se aumentar o grau de compactação. Nos solos argilosos, quando desejadas densidades elevadas, deve- se prescrever o Proctor modificado, e execução com equipamentos pesados que aliem pressão estática com amassamento (por exemplo, pneumáticos oscilantes pesados). Graus de compactação recomendados: FINALIDADE RECOMENDAÇÃO Aterro rodoviário 90-95% do Proctor modificado (topo do aterro,60 cm) 95-100 % do Proctor normal Barragens de terra 95-100 % do Proctor modificado Aterros sob fundação de prédios 90-95% do Proctor modificado(topo do aterro) 95-100 % do Proctor normal Camadas de base de pavimentos 95-100 % do Proctor modificado A rolagem deve ser feita longitudinalmente, dos bordos para o eixo, e com superposição de – no mínimo 20 cm entre duas rolagens consecutivas.
  28. 28. NOTAS DE AULA UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA REV. 0 OBRAS DE TERRA – PROF. ANDRÉ PEREIRA LIMA FOLHA: 28 de 48 UNIDADE 02. COMPACTAÇÃO DOS SOLOS OBS: REGRAS BÁSICAS NO SERVIÇO DE COMPACTAÇÃO NO CAMPO: i) Iniciar o aterro nas cotas mais baixas, em camadas horizontais; ii) Prever caimento lateral, para rápido escoamento de água de chuva; iii) Escalonar ou zonear praças de trabalho, onde as três etapas do trabalho de aterro não se atrapalhem : enquanto em uma praça é feito o descarregamento de material, em outra está sendo espalhado na espessura prevista para compactação, outra está sendo compactada. Descarga ou lançamento Espalhamento Compactação Não significa que haja apenas três praças: outras podem estar já com seu grau de compactação aprovado pela fiscalização, sendo gradeadas para execução da próxima camada, ou terem repetições, como alternativa para algum acúmulo momentâneo de equipamentos ou de serviços. O aleatório, em uma obra, é completamente previsível: uma máquina que quebra, chuva imprevista, devem conduzir à ações alternativas para as quais os encarregados estejam previamente treinados; iv) A situação mais sensível à um chuva é quando o material está espalhado e pulverizado, antes da compactação, pois uma pancada de chuva poderia transformá-lo num mar de lama. Na possibilidade desta ocorrência, a camada deverá ser “SELADA”, isto é, ser rapidamente compactada com rolos lisos ou equipamento de pneus para que seu topo seja adensado e tornado impermeável. Uma vez que a camada já possui um caimento, a água de chuva escorre sem penetrar na camada, e a secagem posterior é rápida, por escarificação e gradeamento. Se não, , a camada encharcada deverá ser totalmente removido para bota-fora antes do prosseguimento dos serviços. v) Durante a execução do aterro, as beiradas devem ser mantidas mais altas, o que aumenta a segurança. Isto parece contradizer o exposto nos itens (b) e (d), mas tais
  29. 29. NOTAS DE AULA UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA REV. 0 OBRAS DE TERRA – PROF. ANDRÉ PEREIRA LIMA FOLHA: 29 de 48 UNIDADE 02. COMPACTAÇÃO DOS SOLOS beiradas podem ser rapidamente removidas com tratores e motoniveladoras. Essas beiradas sempre devem ser removidas ao final da jornada de trabalho; vi) Os trajetos dos equipamentos de transporte sobre o aterro devem permitir uma descarga segura e boa compactação, com o mínimo de resistência ao rolamento, que poderia provocar a paralisação de uma unidade transportadora. Assim, esses trajetos devem ser continuamente reajustados de modo a nunca passarem por uma praça de compactação ou espalhamento, por exemplo. vii) Os taludes dos aterros, principalmente os de grande altura, geralmente ficam mal compactados, pois os rolos compactadores não atuam bem nas beiradas, ou estas recebem menos passadas. Fica então uma faixa lateral mal compactada de 30 a 50 cm, que poderia produzir uma superfície de escorregamento, com conseqüente ruptura. Embora seja um serviço difícil, é preciso compactar a superfície da saia de aterro, após o acerto final. Isto pode ser conseguido com pequenos rolos compactadores tracionados por guincho acoplado à tratores. viii)Nunca executar uma compactação em umidade diferente da ótima. O empreiteiro que o faz, perde por consumir combustível em excesso, além de arriscar-se a ter a camada recusada, e ser obrigado a: arrancar, corrigir a umidade, homogeneizar, espalhar e compactar novamente, sem ser pago por isso. As raras exceções a esta regra serão mencionadas adiante apenas com o objetivo de chamar a atenção do futuro engenheiro para a necessidade de manter sua mente aberta, e estar sempre pronto à ousar experimentar, atualizar-se sempre em sua profissão e criar novas técnicas. Principalmente, a função do engenheiro é engenhar soluções para problemas, criar técnicas e rotinas, executar e construir e melhorar o mundo e as condições de vida. 1.19 MÉTODOS DE CONTROLE DE COMPACTAÇÃO DETERMINAÇÃO DA UMIDADE O processo mais usado na construção de estradas é o do “Speedy Moisture Test”, já estudado em Mecânica dos Solos. Principalmente no trabalho com solos finos, necessita calibração por comparação com o método da estufa. Há que tomar cuidado com os erros de zeragem, temperaturas muito diferentes de 20ºC, etc.
  30. 30. NOTAS DE AULA UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA REV. 0 OBRAS DE TERRA – PROF. ANDRÉ PEREIRA LIMA FOLHA: 30 de 48 UNIDADE 02. COMPACTAÇÃO DOS SOLOS DETERMINAÇÃO DO GRAU DE COMPACTAÇÃO (GC) Depende da determinação da massa específica aparente “in situ”. O método eleito é função do tipo de solo compactado, como já estudado em Mecânica dos Solos. Os mais utilizados são o do óleo grosso, do frasco de areia, do cilindro de cravação. O primeiro, no caso de solos coesivos com pedregulho, o segundo em qualquer caso, o terceiro quando os solos apresentam coesão e não tem pedregulhos.  Procedimento usual de controle da compactação i) Amostra coletada da área de empréstimo  Ensaio de Compactação no Laboratório: d máx. e wot ii) No campo, em cada camada compactada, atender: wcampo – 2% < wot < wcampo + 2% wcampo  aparelho Speedy iii) Determina-se d campo (por Frasco de Areia) e define-se GC
  31. 31. NOTAS DE AULA UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA REV. 0 OBRAS DE TERRA – PROF. ANDRÉ PEREIRA LIMA FOLHA: 31 de 48 UNIDADE 02. COMPACTAÇÃO DOS SOLOS Ferramentas para obtenção de d campo (Frasco de Areia) Ensaio de Frasco de Areia Grau de Compactação: 100 .)( )( x lab campo GC d d    , sempre > 95%
  32. 32. NOTAS DE AULA UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA REV. 0 OBRAS DE TERRA – PROF. ANDRÉ PEREIRA LIMA FOLHA: 32 de 48 UNIDADE 02. COMPACTAÇÃO DOS SOLOS iv) Se as especificações não forem atendidas  solo revolvido e uma nova compactação deverá ser efetuada.  Outra forma de controle da compactação:  Cravação da Agulha de Proctor 1.20 ENSAIO CALIFÓRNIA OU C.B.R. (CALIFÓRNIA BEARING RATIO) Este ensaio, de grande valor na técnica rodoviária, é a base do conhecido método de dimensionamento de pavimentos flexíveis, introduzido por Porter, em 1929 e, ainda hoje, muito utilizado. O ensaio C.B.R tem como objetivo estimar a resistência de um solo compactado para sua utilização em bases, sub-bases e sub-leitos de pavimentos. A sequência do ensaio, no laboratório, é a seguinte: − determinação da umidade ótima e do peso específico aparente seco máximo (ensaio de compactação); − determinação das propriedades expansivas do material; − determinação do índice de suporte Califórnia (I.S.C) ou C.B.R. O procedimento do ensaio consiste na determinação de uma relação carga-penetração (mede- se a resistência à penetração mediante ao puncionamento, na face superior da amostra) de uma haste de seção transversal circular de área igual a 19,35 cm2 , que atua em uma amostra de solo, compactada à umidade ótima e densidade máxima (o solo é compactado em cinco camadas, 55 golpes por camada, peso de 4,5 kg e altura de queda de 45 cm), com uma velocidade de carga de 0,05” (1,27 mm/min). Este procedimento é executado após a amostra ficar por 4 dias inundada, sob uma pressão de 4,5 kg, a fim de procurar-se atingir o grau de saturação, e por meio de um defletômetro verificar a expansão da amostra devido à absorção de água. A cada 24 horas, durante 4 dias, fazem-se leituras no defletômetro, observando-se, assim, a expansão do material. As expansões progressivas, assim como a expansão total ao fim de 4 dias, são referidas em porcentagem da altura inicial do corpo de prova. Durante o ensaio de penetração a deformação é medida por meio de um defletômetro fixo no pistão e apoiado no cilindro recipiente da amostra. A Figura a seguir mostra a prensa para determinação do Índice de Suporte Califórnia e o cilindro de moldagem do solo. Tendo em vista a velocidade de penetração mencionada, a correspondência entre as deformações e os tempos. As cargas correspondentes são determinadas através das leituras em um anel dinamométrico, que compõe o aparelho. Por meio destas leituras e da curva de aferição do anel, conhecem-se as cargas atuantes no pistão, as quais, divididas pela sua área, fornecerão as pressões aplicadas à amostra. Traça-se, a seguir, a curva pressão-penetração. As pressões, assim obtidas, expressam em porcentagens das pressões padrões (resistência de uma brita graduada) denominam-se índices de suporte Califórnia (I.S.C.) ou índices californianos de
  33. 33. NOTAS DE AULA UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA REV. 0 OBRAS DE TERRA – PROF. ANDRÉ PEREIRA LIMA FOLHA: 33 de 48 UNIDADE 02. COMPACTAÇÃO DOS SOLOS capacidade de carga (C.B.R.). Portanto o I.S.C. empregado é o correspondente à penetração de 2,54mm (0,1”), a menos que o índice para 5,08mm (0,2”) seja maior, caso em que este será adotado. De acordo com as Especificações do D.N.E.R., considera-se que os sub-leitos bons tenham expansões menores que 3% e que os materiais para sub-bases tenham-nas menores que 2% e, para bases, menores que 0,5%. A Tabela abaixo apresenta as especificações referentes ao índice de grupo (IG), limite de liquidez (LL), índice de plasticidade (LP) e índice de suporte Califórnia (I.S.C.) para a utilização dos materiais pelo D.N.E.R. Especificações do D.N.E.R. IG LL (ligante) IP (ligante) I.S.C. Sub-greide (sub-leito) estabilizado ou compactado ≥ 0 - - > 20 Sub-base 0 - - > 20 Base 0 < 25 < 6 > 40 - 60
  34. 34. NOTAS DE AULA UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA REV. 0 OBRAS DE TERRA – PROF. ANDRÉ PEREIRA LIMA FOLHA: 34 de 48 UNIDADE 02. COMPACTAÇÃO DOS SOLOS Índice de Suporte Califórnia (ISC) – RESUMO:  Base para dimensionamento de pavimentos flexíveis  Visa determinar as propriedades expansivas do material e o Índice de Suporte Califórnia (ISC) ou CBR (California Bearing Ratio). Caracterizar a resistência do solo compactado à penetração. Procedimentos – em laboratório:  Ensaio de compactação  wot e d máx (Energia do PM)  Determinação das propriedades expansivas do material (Ensaio de Expansão)  Extensômetro: determinação das medidas de expansão sofridas pelo solo por absorção de água  P = 4,5kgf (simula a carga do pavimento)  C.P. submerso por 4 dias. Leituras de 24 em 24 horas Molda-se um corpo de prova (CP) com a wot e d máx colocando-se sobre a amostra um papel filtro e um disco perfurado, com uma sobre carga que simula o peso do pavimento. Imerge-se o cilindro com a amostra compactada em água durante 4 dias, fazendo leituras num extensômetro a cada 24 horas observando-se a expansão do material por absorção de água. As expansões progressivas bem como a final são referidas em percentual da altura inicial do CP. 100.    Hi H Exp Especificações: Subleitos: Expansão < 3% Subbases: Expansão < 2%  Determinação do ISC ou CBR (Ensaio de Penetração) Após imersão do CP esse é retirado da câmara úmida retirando-se o disco perfurado, mas mantendo as sobrecargas. O CP é levado à prensa de CBR fazendo-se leituras num anel dinamométrico para deformações pré-fixadas. Trata-se gráfico Penetração x Pressão, corrigindo a curva caso haja inflexão no início desta. Esta curva é comparada com uma curva padrão estabelecida para pressões correspondentes a deformações pré-estabelecidas obtidos quando se realiza o ensaio na brita padrão, que tem CBR = 100%.
  35. 35. NOTAS DE AULA UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA REV. 0 OBRAS DE TERRA – PROF. ANDRÉ PEREIRA LIMA FOLHA: 35 de 48 UNIDADE 02. COMPACTAÇÃO DOS SOLOS O ISC ou CBR da amostra é obtido comparando-se as pressões corrigidas e padrão para as penetrações de 0,1" (2,54mm) e 0,2” (5,08mm), tornando-se o maior dos valores obtidos. )''2,0''1,0( )''2,0''1,0( )( ouP ouP ISCCBR padrão corrigida  CORRELAÇÃO DO CBR COM OUTROS CLASSIFICADORES O CBR será calculado, para o mesmo padrão de carga e penetração (1.000 psi e 1.500 psi, para 0,1” e 0,2”, respectivamente), adotando-se o maior dos valores encontrados. Determinação do I.S.C. (UFBA, 2001) Equipamento utilizado na determinação do I.S.C. ou CBR (Vargas, 1977)
  36. 36. NOTAS DE AULA UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA REV. 0 OBRAS DE TERRA – PROF. ANDRÉ PEREIRA LIMA FOLHA: 36 de 48 UNIDADE 02. COMPACTAÇÃO DOS SOLOS Correlação do CBR com outros classificadores. As Tabelas abaixo mostram, respectivamente, correlações entre o CBR e a Classificação de solos da H.R.B. e do CBR e a classificação Unificada de Solos. Em ambas, nota-se claramente a influência dos solos granulares na obtenção de valores elevados do CBR; inversamente, os solos finos, siltes e argilas oferecem os valores mais baixos da escala, valores esses que, pela influência de matéria orgânica, chegam aos mínimos. Correlação provável entre C.B.R. e Classificação H. R. B. Solo (Classificação H. R. B.) CBR provável (%) A-1-a 40 a 80 (ou mais) A-1-b 20 a 80 (ou mais) A-2-4 e A-2-5 25 a 80 (ou mais) A-2-6 e A-2-7 12 a 30 A-3 15 a 40 A-4 4 a 25 A-5 2 (ou menos) a 10 A-6 e A-7 2 (ou menos) a 5 Correlação provável entre C.B.R. e Classificação Unificada Solo (Classificação H. R. B.) CBR provável (%) GW 40 a 80 (ou mais) GP 30 a 60 (ou mais) GM 20 a 60 (ou mais) GC e SW 20 a 40 SP e SM 10 a 40 SC 5 a 20 ML, CL e CH 2 (ou menos) a 15 MH 2 (ou menos) a 5 OL e OH 2 (ou menos) a 5
  37. 37. NOTAS DE AULA UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA REV. 0 OBRAS DE TERRA – PROF. ANDRÉ PEREIRA LIMA FOLHA: 37 de 48 UNIDADE 02. COMPACTAÇÃO DOS SOLOS 1.21 REFERÊNCIAS CONSULTADAS AGDA. Mecânica dos Solos I. Notas de aula, 2000. ALMEIDA, G. C. P. Construção de Estradas II. Notas de aula, 2000. DAS, BRAJA M.. Fundamentos de engenharia geotécnica. São Paulo: Thompson Learning, 2007. De LIMA, M. J. C. P. A. Mecânica dos Solos – Volume 1. IME. Curso de Fortificação e Construção. 2005. PINTO, C. S. Curso básico de mecânica dos solos. 2a Edição. Ed. Oficina de Textos, São Paulo, 2002. 355p. RIBEIRO, S. G. S. Mecânica dos Solos Essencial. Curso GeoFast. 2007. SAYÃO, A.S.F.J. Mecânica dos Solos II. Notas de aula, 2000. 1.22 LISTA DE EXERCÍCIOS 1) Fale o que você sabe sobre o ensaio de compactação: Suas finalidades, procedimentos de execução em laboratório e em campo, energia de compactação, forma da curva de compactação em campo. 2) Desenhar uma curva de compactação típica, em conjunto com a curva de saturação de 100%. Mostrar esquematicamente a influência do tipo de solo e da energia de compactação nas curvas de compactação dos solos. 3) Falar dos principais equipamentos de compactação em campo, citando suas principais características e para que solos são mais indicados. Relate algumas variáveis que influenciam na energia de compactação. 4) Descreva dos procedimentos adotados na realização de um ensaio de CBR. Fale sobre as suas finalidades básicas. Mostre como é obtido o ISC (Índice de Suporte Califórnia). 5) Desenhe esquematicamente, em um mesmo gráfico, curvas de compactação obtidas para dois solos classificados com SW e CH, falando o porquê das diferenças obtidas. 6) Num ensaio de compactação de Proctor (laboratório) foram obtidos os seguintes valores: w% 9,8 12,6 15,6 18,1 22,4 d (kN/m3 ) 15,9 18,8 18,5 17,5 15,6
  38. 38. NOTAS DE AULA UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA REV. 0 OBRAS DE TERRA – PROF. ANDRÉ PEREIRA LIMA FOLHA: 38 de 48 UNIDADE 02. COMPACTAÇÃO DOS SOLOS Desenhar a curva d = f (w), determinando a umidade ótima (wot) e o peso específico máximo (d máx) – Sugestão: Fazer em escala. Sabendo-se que a camada de solo compactado apresentou os seguintes valores de controle no campo: Densidade úmida = 18,9kN/m3 Teor de Umidade = 14,5% E que as especificações técnicas exigem um Grau de Compactação mínimo de 95% e desvio de umidade ± 2%, pergunta-se: Pode a camada compactada ser liberada para a continuação dos serviços de campo? Por que? 7) Disserte sobre os fatores que influenciam a Compatação no Campo. 8) Considere um solo com baixo conteúdo orgânico, Gs = 2,54. Calcule e trace o gráfico da variação de d máx (kg/m3 ) em relação à w (%), com w variando de 5% a 20%. (COM RESOLUCÃO) Solução Gs = 2,54 γw = 1,0g/cm3 = 9,8kN/ m3
  39. 39. NOTAS DE AULA UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA REV. 0 OBRAS DE TERRA – PROF. ANDRÉ PEREIRA LIMA FOLHA: 39 de 48 UNIDADE 02. COMPACTAÇÃO DOS SOLOS 15,00 16,00 17,00 18,00 19,00 20,00 21,00 22,00 23,00 0% 5% 10% 15% 20% 25% Teor de Umidade w (%) PesoEspecíficoSecoyd(kg/m3) 9) O teor de umidade in situ de um solo é de 16% e o peso específico úmido é de 17,3kN/m3 . O peso específico relativo dos sólidos do solo é 2,7. O solo deverá ser escavado e transportado para um canteiro de obras para utilização em um aterro compactado. Caso as especificações requeiram que o solo seja compactado com um peso específico seco mínimo de 18,1kN/ m3 com o mesmo teor de umidade de 16%, quantos metros cúbicos de solo deverão ser retirados da área de empréstimo para um aterro compactado de 2.000m3 ? (COM RESOLUÇÃO) Solução: Como o solo in situ na situação 1 será transportado para um aterro e será compactado conforme a situação 2. w d   1 2 2   )1(22 wd   )16,01(1,182  3 2 /996,20 mkN O peso do solo será o mesmo nas duas situações, portanto:
  40. 40. NOTAS DE AULA UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA REV. 0 OBRAS DE TERRA – PROF. ANDRÉ PEREIRA LIMA FOLHA: 40 de 48 UNIDADE 02. COMPACTAÇÃO DOS SOLOS 21 WW  2211 VV   2000996,203,17 1 V 3,17 2000996,20 1  V 3 1 2832,2427 mV  Resposta: Deverão ser retirados da área de empréstimo 2427,28m3 . 10) Traçar a Curva de Compactação para o ensaio abaixo e determinar o teor de umidade ótima e densidade seca máxima. Dados do Ensaio Cilindro nº: 13 Volume: 2,128 dm³ Peso: 3655 g Peso amostra : 6000 g
  41. 41. NOTAS DE AULA UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA REV. 0 OBRAS DE TERRA – PROF. ANDRÉ PEREIRA LIMA FOLHA: 41 de 48 UNIDADE 02. COMPACTAÇÃO DOS SOLOS Pontos 1 2 3 4 5 Peso(amostra compac.+ cilindro) (g): 7445 7705 8025 7980 7900 Peso amostra compactada (g): 3790 4050 4370 4325 4245 Massa Espec. Aparente Úmida (kg/m³): 1781,0 1903,2 2053,6 2032,4 1994,8 Determinação do teor de umidade P(solo úm.+cáp): 77,93 82,68 83,83 82,29 87,08 P(solo seco+cáp): 69,27 72,95 72,35 69,86 72,90 Peso cápsula: 10,94 14,34 11,44 11,57 11,25 Teor de Umidade: 14,85 16,60 18,85 21,32 23,00 Massa Espec. Aparente Seca (kg/m³): 1550,7 1632,3 1727,9 1675,3 1621,8 Resultados Massa Específica Aparente Seca Máxima: 1730,0 kg/m³ Teor de Umidade Ótima: 19,2 % 11) Um ensaio de compactação Proctor Normal em solo com Gs = 2,72 forneceu os resultados de teor de umidade (w) e peso de solo + molde (P) mostrados na tabela abaixo. O peso e o volume do molde são respectivamente 43,01 N e 944 cm3 . Pede-se: a) traçar o gráfico para determinar a umidade ótima; b) traçar a linha relativa a 100% de saturação; c) traçar a linha relativa ao grau de saturação correspondente à umidade ótima. (COM RESOLUÇÃO) Tabela (%) 1,20 3,40 5,10 6,90 8,90 1,20 (N) 8,87 9,64 0,13 0,32 0,17 9,98
  42. 42. NOTAS DE AULA UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA REV. 0 OBRAS DE TERRA – PROF. ANDRÉ PEREIRA LIMA FOLHA: 42 de 48 UNIDADE 02. COMPACTAÇÃO DOS SOLOS Resposta: w (%) 31,20 33,40 35,10 36,90 38,90 41,20 w 0,3120 0,3340 0,3510 0,3690 0,3890 0,4120 P(solo+molde) (N) 58,87 59,64 60,13 60,32 60,17 59,98 P(molde) (N) 43,01 P(solo) (N) 15,86 16,63 17,12 17,31 17,16 16,97 P(solo) (kN) 1,586E-02 1,663E-02 1,712E-02 1,731E-02 1,716E-02 1,697E-02 V(molde) (cm3 ) 944,00 V(molde) (m³) 9,44E-04  = P(solo) / V(molde) (kN/m³) 16,80 17,62 18,14 18,34 18,18 17,98 d =  / (1 + w) (kN/m³) 12,81 13,21 13,42 13,39 13,09 12,73 G 2,72 w (kN/m³) 10 Para S = 100,00 % e = [G . W] / S 0,8486 0,9085 0,9547 1,0037 1,0581 1,1206 d = [G / (1 + e)] . w (kN/m³) 14,71 14,25 13,92 13,58 13,22 12,83 Ensaio Proctor Normal 12,7 12,8 12,9 13,0 13,1 13,2 13,3 13,4 13,5 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 Umidade (%) Pesoespecíficoseco(kN/m3) S = 100% Sótimo = 95,17% (wótima , dótimo) (35,80% , 13,444kN/m 3 )
  43. 43. NOTAS DE AULA UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA REV. 0 OBRAS DE TERRA – PROF. ANDRÉ PEREIRA LIMA FOLHA: 43 de 48 UNIDADE 02. COMPACTAÇÃO DOS SOLOS w(ótima) obtido graficamente 0,358 ou 35,80 % d(ótimo) obtido graficamente 13,444 (kN/m³) e(ótimo) = [(G . w) / d(ótimo)] - 1 1,0232 S(ótimo) = (G x w) / e(ótimo) 0,951674 ou 95,1674 % Para S(ótimo) = 95,1674 % e = [G . W] / S 0,8917 0,9546 1,0032 1,0546 1,1118 1,1775 d = [G / (1 + e)] . w (kN/m³) 14,38 13,92 13,58 13,24 12,88 12,49 12) Para um ensaio de compactação do tipo Proctor Modificado em um solo argiloso com densidade dos grãos igual a 2,72, foi utilizado um molde cilíndrico com diâmetro de 10,0 cm, volume de 1000 cm3 e peso de 24,25 N. Os resultados obtidos no ensaio estão apresentados na tabela abaixo, onde P é o peso do molde + solo úmido e w é o teor de umidade do solo. Pede-se: a) calcular o índice de vazios mínimo do solo depois de compactado com a energia do Proctor Modificado e o grau de saturação correspondente; b) obter o teor de umidade de uma amostra que apresente um grau de saturação igual a 65% depois de compactada com a energia do Proctor Modificado; c) explicar se seria possível a obtenção de uma amostra deste solo apresentando S=52% e e=0,76 depois de compactada com a energia do Proctor Normal; Tabela (%) 4,60 9,60 2,00 7,60 (N) 1,20 3,42 3,69 3,15
  44. 44. NOTAS DE AULA UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA REV. 0 OBRAS DE TERRA – PROF. ANDRÉ PEREIRA LIMA FOLHA: 44 de 48 UNIDADE 02. COMPACTAÇÃO DOS SOLOS Resposta: w (%) 14,6 19,6 22,0 27,6 w 0,1460 0,1960 0,2200 0,2760 P(solo + molde) (N) 41,2 43,42 43,69 43,15 P(molde) (N) 24,25 P(solo) (N) 16,95 19,17 19,44 18,90 P(solo) (kN) 1,695E- 02 1,917E- 02 1,944E- 02 1,890E- 02 V(molde) (cm³) 1000 V(molde) (m³) 1E-03  = P(solo) / V(molde) (kN/m³) 16,95 19,17 19,44 18,90 d =  / (1 + w) (kN/m³) 14,79 16,03 15,93 14,81 G 2,72 w (kN/m³) 10 Para S = 100,00 % e = [G . W] / S 0,3971 0,5331 0,5984 0,7507 d = [G / (1 + e)] . w (kN/m³) 19,47 17,74 17,02 15,54 Ensaio Proctor Modificado 14,0 14,5 15,0 15,5 16,0 16,5 17,0 17,5 18,0 14 16 18 20 22 24 26 28 Umidade (%) Pesoespecíficoseco(kN/m3) S = 100% Sótimo = 81,01% (wótima , dótimo) (20,44% , 16,13kN/m 3 ) (ws=65% , ds=65%) (17,82% , 15,63kN/m 3 ) M PM a) calcular o índice de vazios mínimo do solo depois de compactado com a energia do Proctor Modificado e o grau de saturação correspondente;
  45. 45. NOTAS DE AULA UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA REV. 0 OBRAS DE TERRA – PROF. ANDRÉ PEREIRA LIMA FOLHA: 45 de 48 UNIDADE 02. COMPACTAÇÃO DOS SOLOS w(ótima) obtido graficamente 0,2044 ou 20,44 % d(ótimo) obtido graficamente 16,13 (kN/m³) e(ótimo) = [(G . w) / d(ótimo)] - 1 = e(mínimo) = 0,6863 S(ótimo) = (G x w(ótima)) / e(ótimo) 0,810096 ou 81,0096 % Para S(ótimo) = 81,0096 % e = [G . W] / S 0,4902 0,6581 0,7387 0,9267 d = [G / (1 + e)] . w (kN/m³) 18,25 16,40 15,64 14,12 b) obter o teor de umidade de uma amostra que apresente um grau de saturação igual a 65% depois de compactada com a energia do Proctor Modificado; Para S(65%) = 65 % e = [G . W] / S 0,6110 0,8202 0,9206 1,1550 d = [G / (1 + e)] . w (kN/m3) 16,88 14,94 14,16 12,62 A curva S65% cruza com a curva w x d no seguinte ponto: w = 17,82 % d = 15,63 (kN/m³) e = [G . W] / S = 0,7457 c) explicar se seria possível a obtenção de uma amostra deste solo apresentando S=52% e e=0,76 depois de compactada com a energia do Proctor Normal; Para S = 52 % Para e = 0,76 w = [e . S] / G = 14,53 % d = [G / (1 + e)] . w = 15,45 (kN/m3) Ponto M (w = 14,53 , d = 15,45) Como no ensaio Proctor Normal a curva d x w fica mais abaixo e mais à direita com relação a curva obtida com o ensaio de Proctor Modificado, logo não é possível se obter uma amostra deste solo com S = 52% e e = 0,76. O Ponto M nunca pertencerá à curva de Proctor Normal.
  46. 46. NOTAS DE AULA UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA REV. 0 OBRAS DE TERRA – PROF. ANDRÉ PEREIRA LIMA FOLHA: 46 de 48 UNIDADE 02. COMPACTAÇÃO DOS SOLOS 12,0 13,0 14,0 15,0 16,0 17,0 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 Umidade (%) Pesoespecíficoseco(kN/m3) (wM , dM) (14,53% , 15,45kN/m 3 ) M Proctor Modificado Proctor Normal
  47. 47. NOTAS DE AULA UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA REV. 0 OBRAS DE TERRA – PROF. ANDRÉ PEREIRA LIMA FOLHA: 47 de 48 UNIDADE 02. COMPACTAÇÃO DOS SOLOS ANEXOS: Resultados experimentais (Ensaio de Compactação e CBR): CONTROLE N O LABORATÓRIO REGISTRO 015 FURO COTA (m) AMOSTRA PROFUNDIDADE (m) Cilindro: DATA:_______/________/_________ Operador:___________________ Soquete: Água adicionada (g) Cilindro n° Solo úmido compactado + Molde (g) Molde (g) Solo úmido compactado (g) Volume do solo compactado (cm 3 ) Peso Aparente Úmido (g/cm 3 ) N° da Cápsula 2 4 7 9 5 8 10 12 11 13 Solo Úmido + Cápsula (g) 77,54 76,27 73,66 78,08 76,30 78,40 81,90 77,71 74,22 71,55 Solo Seco + Cápsula (g) 68,12 66,80 64,26 67,63 65,25 67,07 68,78 65,21 61,25 59,58 Cápsula (g) 15,11 14,42 15,85 15,02 15,26 14,80 15,66 14,75 14,33 14,17 Água (g) 9,42 9,47 9,40 10,45 11,05 11,33 13,12 12,50 12,97 11,97 Solo Seco (g) 53,01 52,38 48,41 52,61 49,99 52,27 53,12 50,46 46,92 45,41 Umidade (%) 17,8 18,1 19,4 19,9 22,1 21,7 24,7 24,8 27,6 26,4 Umidade Média (%) Peso Aparente Seco (g/cm 3 ) UNIDADE HIGROSCÓPICA DATA Cápsula Solo úmido+cápula(g) Solo Seco+cápsula(g) Cápsula (g) Água(g) Solo Seco(g) Unidade(%) Umidade Média(%) UMIDADE ÓTIMA w ot = 22,2 % DENSIDADE APARENTE MÁXIMA  d MÁX = 1,610 g/cm 3 ENSAIO DE EXPANSÃO (EMBEBIÇÃO DOS CORPOS DE PROVA) ALTURA DO CP: 11,40 cm Cilindro Nº 17 Cilindro Nº Cilindro Nº Cilindro Nº Cilindro Nº DATA HORA Leitura Expansão Leitura Expansão Leitura Expansão Leitura Expansão Leitura Expansão (mm) (%) (mm) (%) (mm) (%) (mm) (%) (mm) (%) 06/11/06 21:00 3,000 0,800 13/11/06 21:01 3,800 ENSAIO DE COMPACTAÇÃO:___________________________ ____________________ ____________________ _____________________ n o de golpes/camadas: __________________ n o de camadas: ESCOLA DE ENGENHARIA VEIGA DE ALMEIDA ENSAIO DE COMPACTAÇÃO E CBR Obra: _________________________________________________________________________ Prefixo: ____________________________________________Eng.:________________________ 1,841 5310 1,883 9150 3840 2086 15 9050 5200 2045 9290 4 7 1,958 5230 4050 17 9280 2068 21,9 24,719,6 5420 1,957 2059 4030 nat 120 240 360 5323 1,910 2077 3967 9450 480 20 3850 1,504 27,0 1,574 1,607 1,569 17,9 1,561 CURVA DE COMPACTAÇÃO Teor de Umidade x Peso Específico Aparente Seco 1,45 1,50 1,55 1,60 1,65 1,70 17,0 18,0 19,0 20,0 21,0 22,0 23,0 24,0 25,0 26,0 27,0 28,0 w (%) d(gf/cm3 ) Proctor Normal Grande Cinco 12 UVA Grande
  48. 48. NOTAS DE AULA UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA REV. 0 OBRAS DE TERRA – PROF. ANDRÉ PEREIRA LIMA FOLHA: 48 de 48 UNIDADE 02. COMPACTAÇÃO DOS SOLOS CONTROLE NO LABORATÓRIO REGISTRO 015 FURO COTA (m) AMOSTRA PROFUNDIDADE (m) TEMPO (mín.) (cm) (polegada) CIL N° 20 CIL N° 15 CIL N° 17 CIL N° 4 CIL N° 7 0,5 0,0635 0,025 0,005 0,007 0,010 0,012 0,004 1 0,1270 0,050 0,011 0,015 0,022 0,021 0,005 1,5 0,1905 0,075 0,018 0,022 0,037 0,030 0,008 2 0,2540 0,100 0,021 0,032 0,051 0,042 0,011 2,5 0,3175 0,125 0,031 0,041 0,064 0,048 0,015 3 0,3810 0,150 0,038 0,050 0,074 0,053 0,017 3,5 0,4445 0,175 0,045 0,058 0,085 0,059 0,021 4 0,5080 0,200 0,051 0,065 0,095 0,065 0,023 4,5 0,5715 0,225 0,057 0,073 0,105 0,070 0,026 5 0,6350 0,250 0,062 0,077 0,111 0,077 0,029 5,5 0,6985 0,275 0,066 0,082 0,125 0,085 0,031 6 0,7620 0,300 0,070 0,087 0,137 0,088 0,035 6,5 0,8255 0,325 7 0,8890 0,350 7,5 0,9525 0,375 8 1,0160 0,400 8,5 1,0795 0,425 9 1,1430 0,450 9,5 1,2065 0,475 10 1,2700 0,500 0,1" 0,021 0,032 0,051 0,042 0,011 0,2" 0,051 0,065 0,095 0,065 0,023 0,1" 3,4 5,2 8,2 6,8 1,8 0,2" 5,5 7,0 10,2 7,0 2,5 Real 5,5 7,0 10,2 7,0 2,5 17,9 19,6 21,9 24,7 27,0 CONSTANTES DA PRENSA C0,1" = 161 C0,2" = 107 CÁLCULO DO CBR CBR0,1" = LEIT0,1" X C0,1" CBR0,2" = LEIT0,2" X C0,2" CBR FINAL = 10,2 % CBR (%) LEITURA GRÁFICA (mm) PENETRAÇÃO LEITURA DE DEFORMAÇÃO DO ANEL DINAMOMÉTRICO (mm) ESCOLA DE ENGENHARIA VEIGA DE ALMEIDA ENSAIO DE ÍNDICE DE SUPORTE CALIFÓRNIA (CBR) NOTA: Para o traçado da curva CBR x w, considerar o maior valor entre CBR0,1" e CBR0,2" de cada CP ensaiado. DATA:_____/_____/_________ PRENSA:_01_________________ OPERADOR:__________________________________________ w (%) Leitura x Penetração 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 0,16 Leitura (mm) Penetração(pol) Teor de Umidade x CBR 0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 16,0 17,0 19,0 21,0 23,0 25,0 27,0 w (%) CBR(%)

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