Unidade 3 COMPACTAOHistrico. Consideraes gerais. Antigamente os aterros eram executados simplesmente lanando-se o material pelas pontas e ento aguardava-se o chamado tempo de consolidao que poderia durar anos, at dcadas. Enquanto isto, sofriam deformaes que eram corrigidas medida da necessidade. O desenvolvimento dos meios de transporte, em especial o rodovirio (que se tornaram inclusive mais pesados) e o advento da pavimentao asfltica, bem como a urgncia da utilizao, com maior conforto para os usurios, provocou o surgimento de uma tcnica mais apurada do servio de compactao e do seu controle de qualidade. Os primeiros estudos mais racionais sobre o assunto foram desenvolvidos pelo Engenheiro R.R. PROCTOR (1933, Los Angeles Bureu of Water Works State of Califrnia / U.S.A.), ao analisar a relao entre a energia, a umidade e o peso especfico, visando conciliar a natureza do solo com o tipo de equipamento empregado na compactao e as caractersticas estruturais pretendidas para a obra. Naturalmente a tcnica aplica-se para o solo como material de construo e, muitas vezes associado ao processo de correo ou mistura granulomtrica, constitui um mtodo de melhoria das caractersticas do solo (Estabilizao Mecnica). Definio Compactao a operao pela qual se obtm para um solo uma estrutura estvel, por meio de esforos mecnicos e em condies econmicas. Um solo estvel quando conserva suas caractersticas mecnicas sob condies previstas, tais como solicitaes a esforos, intempries etc. Na compactao as partculas do solo so foradas a agruparem-se mais estreitamente atravs de uma reduo nos vazios de ar. pois um processo de densificao, na qual a gua age como lubrificante. Objetivos Visa melhorar as seguintes propriedades geotcnicas : - resistncia (melhora a estabilidade dos taludes; aumenta a capacidade de suporte); - permeabilidade (reduz a tendncia do solo em absorver gua); - compressibilidade (reduz o recalque); - variao volumtrica (expanso e contrao).Mendes, J.B.C. EEUFMG, 1971.

Campo de aplicao Obras de: - barragens de terra, de rejeito de minerao, diques, canais, rodovias, ferrovias, aeroportos, encontro de pontes, fechamento de valas, aterros sanitrios, aterros em geral. No exemplo da Fig. 3.1 so mostradas trincas numa edificao decorrentes de recalques de fundao assente em terreno de corte e aterro mal compactado.Fig. 3.1 40

Curvas de Compactao, Saturao e Resistncia a) Curva de Compactao Compactando-se um determinado solo () com uma energia de compactao (E) constante, medida que o teor de umidade (h) aumenta o peso especfico aparente seco (s) tambm aumenta, at atingir um valor mximo (s,mx.) e da, passa a cair, dando origem chamada Curva de Compactao (Fig. 3.2), a qual s pode ser obtida atravs de procedimentos prticos, em laboratrio ou campo. A abscissa correspondente ao ponto s,mx. chamada de (teor de) umidade tima hot., que a melhor umidade para se compactar aquele solo, com aquela energia.

s =

h1+ h

Fig. 3.2

A compactao se processa principalmente pela reduo do ar existente no solo. Com o aumento da quantidade de gua, a sada do ar vai ficando cada vez mais difcil, provocando a gerao de ar ocluso. A partir desta umidade, a adio de gua ao sistema s tende a aumentar o volume de vazios saturados e em consequncia diminuir o peso especfico seco. (GEOFAST) b) Curva de Saturao uma curva traada no mesmo sistema de eixos (h versus s) que a de Compactao e representa um limite da posio da Curva de Compactao no grfico. Ela correlaciona e h quando o solo se encontra saturado. . a (Eq. 3.1) Sua equao :

s =

1 + h.g 1 , onde s

que vem daquela conhecida frmula de correlao de ndices Fsicos dos solos: e = g = .a e e = h./S, sendo S o Grau de Saturao, em %.C , na qual h A + Bx

A Eq.3.1 do tipo y =

corresponde ao x e s ao y. Num sistema grfico x-y (ou h-s), o formato desta curva (um trecho de) uma hiprbole equiltera (Fig. 3.3). Para tra-la basta conhecer o valor da densidade () das partculas do solo, considerar a = 10 kN/m3, atribuir valores para uma das variveis (s ou h) e calcular a outra pela Eq. 3.1Fig. 3.3 41

c) Curva de Resistncia (ou de Estabilidade) Representa a variao do valor da resistncia do solo compactado em funo do seu teor de umidade de compactao. Esta resistncia (R) pode ser o CBR California Bearing Ratio, a Resistncia Compresso no-confinada qu, a Resistncia Compresso Triaxial, a resistncia da Agulha Proctor ou outras. A resistncia cai com o aumento da umidade de moldagem (Fig. 3.4). Esta curva s pode ser traada a partir de ensaios de laboratrio ou de campo.

Fig. 3.4

As 3 curvas em conjunto explicam porque se deve compactar o solo na chamada condies timas, ou seja, na hot., at se atingir s,mx. Acompanhe na Fig. 3.5 o seguinte raciocnio : - compactar o solo numa umidade baixa (ponto 1) parece vantajoso, pois a resistncia inicial alta (ponto 2); - porm o peso especfico baixo (ponto 3), o que significa elevado ndice de vazios (solo muito poroso) e assim, em poca de chuvas, absorve muita gua e alcana uma umidade elevada (ponto 4), saturando-se. Ento a resistncia cai muito (ponto 5), R1. - Compactar o solo numa umidade alta (ponto 4) j fica descartado pois a resistncia inicial baixa (ponto 5). - Agora, compactar na hot. (ponto 6) a princpio no leva a nenhum valor notvel de resistncia (ponto 7) (nem muito alto, nem muito baixo). Porm, o peso especfico mximo (ponto 8), o que significa que o ndice de vazios mnimo, levando a absorver pouca gua ao se saturar (ponto 9). A resistncia no deixa de cair um pouco (ponto 10), mas esta a menor variao de resistncia possvel, R2. R2