E N D
1. Compactao Prof. Waldyr Lopes de Oliveira Filho
3. 1. Introduo Diferena com Adensamento
quanto ao meio
adensamento --> expulso de gua
compactao --> expulso de ar
quanto ao tempo
adensamento --> lento
compactao --> rpido
4. 1. Introduo Efeito da compactao
melhoria das propriedades mecnicas e hidrulicas do solo
ef = f(tipo de solo, energia aplicada, estado do solo)
5. 1. Introduo Tipos de compactao
esttica
compresso (rolo liso)
amassamento (rolo p de carneiro)
dinmica
impacto
vibratria
6. 1. Introduo Principais usos (evoluo histrica)
Aterros de barragens (estanqueidade e estabilidade)
Pavimento rodovirios (estabilidade, ausncia de recalques)
Melhoria da capacidade de suporte de solos superficiais
7. 2. Teoria da Compactao Proctor, 1933
Compactao, uma funo de 4 variveis:
densidade seca, rd
teor de umidade, w
energia (includo mtodo de compactao, no. de passadas)
tipo de solo (gradao, presena de argilo-minerais)
8. 2. Teoria da Compactao Relao rd x w
explicao
gua livre
absoro de energia
substituio de partcula por gua (deslocamento)
poro presso positivas --> diminuindo resistncia
9. 2. Teoria da Compactao Influncia da energia de compactao
10. 2. Teoria da Compactao Influncia do tipo de solo
11. 2. Teoria da Compactao Propriedades do solo compactado
permeabilidade
k? --> w?
kmn ? wt
compressibilidade
funo do nvel de tenses
baixas tenses
solos compactados no ramo mido so mais compressveis que os compactados no ramo seco
tenses mais elevadas
vale o oposto
12. Propriedades do solo compactado Inchamento e contrao
Solos compactados no ramo seco so mais sensveis s mudanas ambientais (absoro de gua --> expanso)
Resistncia
mais complexo de se avaliar
13. Propriedades do solo compactado Resistncia
regra geral:
as amostras compactadas no ramo seco tm resistncias superiores quelas compactadas no ramo mido
a resistncia no ramo mido sofre influncia do mtodo de compactao devido s diferenas de estrutura induzidas por esses mtodos.
14. 2. Teoria da Compactao Estrutura dos solos compactados
ramo seco
pouca gua, predominncia de foras de atrao --> estrutura floculada
ramo mido
muita gua, predominncia de foras de repulso --> estrutura dispersa (orientada)
aumento de energia --> aumenta a tendncia disperso
influncia do mtodo de compactao
15. Estrutura dos solo compactados Influncia do mtodo de compactao
no ramo seco
no observada qualquer influncia do mtodo de compactao na resistncia (estrutura floculada)
no ramo mido
a pequena deformao
16. Estrutura dos solos compactados Influncia do mtodo de compactao
no ramo mido
a pequena deformao
a grandes deformaes
no se observa influncia marcante.
17. 3. Ensaio de Compactao Proctor
Normalizao: ensaio de Proctor normal
AASHO Standard (EUA) T99
DNER M47, ABNT 7182 (6457 <-- prep. de amostra)
18. 3. Ensaio de Compactao Princpio
O ensaio consiste em se compactar uma poro de solo em um cilindro de 1000 cm3 de volume, com um soquete de 2,5 kg, caindo em queda livre de uma altura de 30 cm.
19. 3. Ensaio de Compactao Solo para ensaio
com reuso
mesma poro de solo destorroada e homogeneizada aps cada operao de compactao
sem reuso
amostras iguais com mesmo teor de umidade inicial
comentrio
diferena principal nos resultados ocorre para solos argilosos.
20. 3. Ensaio de Compactao Procedimento de ensaio
3 camadas (espessuras finais iguais)
25 golpes por camada (distribudas)
escarificao aps compactao de cada camada
arrasamento da 3a. camada tendo as bordas do cilindro com guia (sem colar)
21. 3. Ensaio de Compactao Procedimento de ensaio (cont)
aps a compactao
anotao da massa de solo compactado que preenche o cilindro
retirada de 3 cpsulas de solo para determinao de umidade
novos pontos
adicionar gua ao solo suficiente para elevar de 2% em relao ao ponto anterior
repetir o procedimento de compactao
executar 4 a 5 pontos: 2 abaixo, 2 acima da tima.
22. 3. Ensaio de Compactao Clculos
onde:
w1 = umidade do ponto 1
w2 = umidade do ponto 2 (sendo w2 > w1)
M = massa total do ponto 1
?Mw = acrscimo de gua
23. 3. Ensaio de Compactao Representao
com os pares (rd, w), traa-se a curva rd x w e determina-se rdmx e wt
costume traar-se curvas de saturao
24. 3. Ensaio de Compactao Energia
onde:
E = energia aplicada ao solo por unidade de volume
P = peso do soquete
L = altura de queda do soquete
n = no. de camadas
N = no. de golpes a cada camada
V = volume do cilindro
Proctor normal --> E = 5,72 kgfcm/cm3
25. 3. Ensaio de Compactao Proctor Modificado
AASHO T180, DNER M48
E = 27,46 kgfcm/cm3
5 camadas
altura de queda 45 cm (18)
peso do soquete 4,5 kgf (10 lb)
26. 4. ndice de Suporte Califrnia (ISC ou CBR) Generalidades
ensaio base de mtodo de dimensionamento de pavimentos rodovirios
origem: EUA, 1939, Engo. Porter
Brasil, dcada de 60, Engo. Murilo Lopes
27. 4. ndice de Suporte Califrnia (ISC ou CBR) Ensaio
princpio
Procura-se obter um nmero (CBR) que expressa uma relao entre o solo em estudo e um solo padro. A resistncia expressa pela presso necessria para se fazer penetrar um pisto cilndrico de certo dimetro dentro do solo (em estudo) previamente compactado.
28. Ensaio Procedimento
O ensaio executado sobre um solo compactado nas condies de umidade tima e peso especfico seco mximo do Proctor Modificado, moldado num cilindro especial (CBR)
29. Ensaio 1a. Etapa:
compactao
2a. Etapa:
saturao e medida da expanso, 4 dias com sobrecarga
limites
1% --> base
2% --> subbase
3% --> subleito
3a. Etapa:
determinao do CBR
prensa; disco vazado; velocidade 1,25 mm/min
30. Ensaio Medidas
penetrao
presso
presses padro
0,1 -- 70 kgf/cm2
0,2 -- 105 kgf/cm2
Clculo do CBR
31. Ensaio Curva de penetrao x resistncia
Critrio para CBR
1o. Se CBR1 > CBR2 ==> adota-se CBR1
2o. Se CBR1 < CBR2 ==> repete-se o ensaio. Confirmado adota-se CBR2
32. 5. Execuo de Aterros Compactados e Controle de Compactao Objetivos
condies do aterro
?d
w
propriedades do solo compactado
resistncia
compressibilidade
permeabilidade
inchamento / contrao
33. 5. Execuo ... e Controle ... Especificaes
intervalo de umidade
wt - Dw1 < w < wt + Dw2
grau de compactao
GC ? GCmn
GCmn < GC < GCmx
espessura da camada compactada ou lanada
tratamento da superfcie acabada para recebimento de nova camada
equipamento --> o projetista sugere, mas quem tem a palavra final o construtor
34. 5. Execuo ... e controle ... Equipamentos
Rolo p de carneiro
patas longas
compactao de baixo para cima
desnecessrio preparar superfcie para nova camada
ocos com lastros de areia ou gua (regular presso)
baixa velocidade --> baixa produtividade
sempre que possvel so substitudos por outros equipamentos de maior produo
adequados para solos coesivos
35. Equipamentos Rolos tipo tampinge de pneus
so os mais utilizados atualmente
patas curtas tronco cnicas (tamping)
compactao de cima para baixo
presses mais elevadas
camadas de pequena espessura (20 a 30 cm)
tratamento de superfcie (umidecimento e gradeamento)
36. Equipamentos Rolos lisos vibratrios
principal uso em solos muito arenosos
37. 5. Execuo... e controle ... Problemas na compactao
solos muito argilosos
dificuldades de secagem
dificuldades de homogeneizao
compactao de solos muito midos
borrachudos
equipamento afunda
empolamento lateral
volta parcialmente situao inicial (elstico)
38. Problemas na compactao Solos muito midos, argilos ... (cont.)
solues
aerao nas reas de emprstimo (escarificao e gradeamento)
drenagem (NA alto) com valetas e trincheiras
proteo de superfcie (lonas, camada asfltica, compactao)
secamento artificial (secagem em usina)
39. Problemas na compactao Solos muito secos
esborroam-se com facilidade
correo de umidade
irrigao (asperso) na praa (gradeamento)
irrigao (asperso) na rea de emprstimo
irrigao por submerso
selamento da superfcie
rolo liso ou de pneus
inclinao da praa
laminaes
40. 5. Execuo ... e Controle ... Controle de Compactao
qualidade do produto comparada com um padro
verificao dos parmetros GC e Dw
avaliao num curto espao de tempo (liberao da camada)
41. Controle de Compactao Determinaes
densidade natural (camada compactada do aterro)
mtodo da cravao do cilindro biselado
mtodo do frasco de areia
mtodo da balana hidrosttica (laboratrio)
teor de umidade (camada compactada do aterro)
speed test
frigideira
infravermelho (40 a 50)
mtodo Hilf
42. 5. Execuo ... e Controle ... Liberao da Camada
vrias amostras e tratamento estatstico
freqncia do controle depende:
volume total do macio
dimenses da camada (rea da praa, equipamentos, ritmo construtivo)
homogeneidade dos solos
43. 5. Execuo ... e Controle ... Controle de Compactao de Materiais Granulares
controle menos intenso devido a:
boa compactao fcil de ser obtida sem controle rigoroso de umidade
resistncia pouco afetada com a variao de g
dificuldade (exceto p/ areais) de realizao de controle
44. Controle de Compactao de Materiais Granulares Controle de compactao de areias
determinao da densidade (compacidade) relativa
onde emx, emn obtidos em ensaios de densidades limites (ASTM D2049/69)
especificaes comuns para areias
DR = 65 ou 70 %
45. Controle de Compactao de Materiais Granulares Controle de outros materiais granulares
peso especfico (mtodo do plstico)
comparao com valores previamente obtidos (aterro experimental)
controle de granulometria
46. 5. Execuo ... e Controle ... Mtodo de Hilf (1957)
objetivo
desvio de umidade
grau de compactao
procedimento
determina-se a densidade natural (cravao do cilindro)
obtm-se ? 15 kg de amostra
executam-se 4 cps com energia do Proctor normal, um com umidade natural do aterro e outros acrescentando ou tirando quantidades conhecidas de gua
clculos e determinaes: bacos ou frmulas