UNIVERSIDADE DO VALE DO ITAJAI

BRUNA TOSIN

CLAUDIA CHIBIAQUI BISSOLOTTI

DIOGO MEZZOMO

GUILHERME FOLE

INDIARA DE MORAES

JOAO KRATZ

PEDRO MARIO CRESTANI

RANDAL ANTOINE

ENSAIO DE COMPACTAÇÃO E CBR

Solo Havan

ITAJAÍ

2011

BRUNA TOSIN

CLAUDIA CHIBIAQUI BISSOLOTTI

DIOGO MEZZOMO

GUILHERME FOLE

INDIARA DE MORAES

JOAO KRATZ

PEDRO CRESTANI

RANDAL ANTOINE

ENSAIO DE COMPACTAÇÃO E CBR

Solo Havan

ITAJAÍ

2011

Relatório apresentado à disciplina Pavimentação, ministrada pelo professor José Nuno do Curso de Engenharia Civil ao Semestre 2011/02.

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO...................................................................................................................4

2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA........................................................................................5

3 OBJETIVOS........................................................................................................................7

4 MATERIAIS E MÉTODOS.................................................................................................7

4.1 Materiais.......................................................................................................................7

4.2 Metodologia.................................................................................................................7

4.2.1 Compactação........................................................................................................7

4.2.2 Ensaio CBR........................................................................................................10

5 RESULTADOS E DISCUSSÕES......................................................................................11

6 CONCLUSÃO...................................................................................................................14

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.......................................................................................15

1 INTRODUÇÃO

Neste relatório descrevem-se os procedimentos efetuados no laboratório de

Pavimentação, situado no LATEC, na Universidade do Vale do Itajaí nos dias 6 e 13 de

Setembro de 2011.

Os procedimentos aqui descritos tiveram como objetivos determinar a resistência

da amostra de solo, sendo primeiramente realizada a compactação do solo, em seguida é

determinado a umidade ótima e finalizando com o ensaio CBR.

A compactação é um método de estabilização de solos que se dá por aplicação

de alguma forma de energia, neste caso de ensaio de impacto, o efeito deste atribui ao

solo um aumento de seu peso específico e resistência ao cisalhamento, e uma

diminuição do índice de vazios, permeabilidade e compressibilidade. Assim é possível

obter a correlação entre o teor de umidade e o peso específico seco do solo

O ensaio CBR (California Bearing Ratio) padronizado necessária à penetração

no solo até determinado ponto e a pressão necessária para que o mesmo pistão penetre a

mesma quantidade em solo-padrão de brita graduada. Através do ensaio de CBR é

possível conhecer qual será a expansão de um solo sob um pavimento quando este

estiver saturado, e fornece indicações da perda de resistência do solo com a saturação.

Com base nestes conceitos este relatório descreverá os procedimentos realizados

em laboratório e seus resultados.

2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

2.1 Compactação do solo

A compactação do solo tem como objetivo reduzir os vazios deste comprimindo-

o por meios mecânicos, feita de maneira empírica e sem uma base técnica a orientar os

meios e os resultados, ainda teve seu campo de aplicação no início do século passado,

quando as primeiras estradas para automóveis começaram a ser construídas. (SENÇO,

1997).

Em 1933, Ralph R. Proctor, observou que a densidade atingida na operação de

compactação dependia da umidade do solo. Assim, esta observação serviu de base para

a construção de toda uma técnica para a compactação e a prévia determinação de qual a

umidade mais conveniente para se obter um máximo de compactação para uma

determinada energia. (SENÇO, 1997)

Deste modo, Senço (1997) afirma que a obtenção da maior massa específica

aparente de um solo por meio da aplicação de energia mecânica implica-se obter a

maior quantidade de partículas sólidas por unidade de volume, o que resulta aumentar a

resistência do solo.

Portanto, sejam na execução de camadas de pavimento, maciço de terra, aterros

rodoviários e ferroviários, barragem de terra, aeroportos e outras obras que demandam a

construção de terraplenos, o alcance das maiores densidades possíveis é o fator de

segurança e estabilidade, sendo que além destes fatores o aumento da massa específica

aparente implica também uma melhoria da impermeabilidade do solo compactado, que

também é um fator de estabilidade. (SENÇO, 1997)

2.2 Ensaio CBR

Segundo Senço (1997), o CBR, por tradução Índice Suporte Califórnia (ISC),

pode ser definido como a relação percentual entre a pressão necessária para fazer

penetrar, de maneira padronizada, um pistão numa amostra de solo convenientemente

preparada e a pressão para fazer penetrar o mesmo pistão, à mesma profundidade, numa

amostra padrão de pedra britada, ou material equivalente, exigindo a pressão de 1.000

psi para penetração de 0,1” ou 1.500 psi para penetração de 0,2”.

Para este ensaios são moldados corpos de prova com teores de umidade

indicados pelos ensaios de compactação.

3 OBJETIVOS

Determinar o Índice Suporte Califórnia;

Proceder a realização do ensaio de compactação tipo Proctor Normal

4 MATERIAIS E MÉTODOS

4.1 Materiais

Os materiais utilizados para compactação foram:

Cilindro e suporte para compactação;

Bolacha

Soquete cilíndrico;

Cápsula para determinação da umidade

Solo;

Bacias;

Balança;

Peneira 3/4

Materiais para o CBR:

Solo compactado;

Equipamento para o ensaio CBR.

4.2 Metodologia

4.2.1 Compactação

Para a compactação da amostra, primeiramente teve-se que destorroar o material

como mostra na figura 1, e peneirá-lo em uma peneira 3/4 para a retirada dos

pedregulhos.

FIGURA 1 – Destorroamento do solo

Em seguida houve o preparo da amostra para a primeira compactação, onde se

pesou 5 kg da amostra (figura 2) e a inserção de 500 ml de água nesta fase, para que

possa ser feita a compactação, de acordo com a figura 3.

FIGURA 2 - Pesagem do solo

FIGURA 3 – Adição de água

Compacta-se a amostra no molde cilíndrico em 3 camadas iguais (cada uma

cobrindo aproximadamente um terço do molde), aplicando-se em cada uma delas 25

golpes distribuídos uniformemente sobre a superfície da camada (figura 4).

FIGURA 4 – Compactação

Remove-se o colarinho e a base, aplaina-se a superfície do material à altura do

molde e pesa-se o conjunto cilindro + solo úmido compactado.

Com o solo já compactado e seu peso calcula-se sua massa específica e sua

umidade.

Realiza-se este procedimento com o volume de 300 ml, 900 ml e 700 ml, a partir

do resultado da umidade de cada compactação, separou-se a amostragem que contem a

umidade ótima e armazenou esta amostra na câmera úmida e uma pequena amostra do

solo umedecido com os volumes acima foram armazenados em cápsulas e inseridos na

estufa para a determinação da umidade, como mostra a figura 5.

FIGURA 5 – Cápsulas com amostras

4.2.2 Ensaio CBR

Para o ensaio CBR, primeiramente verificou-se a umidade das amostras

presentes nas cápsulas, escolheu-se a que contem a melhor umidade e separou-se o solo

compactado para o ensaio.

Colocou-se o material no aparelho de ensaio de CBR como mostra a figura 6, e

iniciou-se o ensaio.

FIGURA 6 – Ensaio CBR

Instala-se o conjunto, molde cilíndrico com corpo de prova e sobrecarga, na

prensa, assenta-se o pistão da prensa na superfície do topo do corpo de prova, zerando-

se em seguida os extensômetros. Aplica-se o carregamento com velocidade constante,

anotando-se a carga e a penetração a cada 30 segundos até decorridos o tempo de 8

minutos.

5 RESULTADOS E DISCUSSÕES

COMPACTAÇÃO

Para descobrir a umidade ótima faz-se necessário o cálculo da Densidade úmida,

Teor de Umidade e a Densidade Seca. Com os valores calculados, pode-se obter uma

curva de compactação, constituída pela densidade seca em função da percentagem de

umidade. Assim, o valor máximo da densidade seca será correspondente a umidade

ótima.

Determinação da Densidade úmida

Vol. Água

Cilindro (g)

Cil + Solo (g)

Volume (cm³)Densidade

úmida (g/cm³)300 4926,50 8920,60 3127,85 1,28500 4730,70 9178,40 3127,85 1,42700 4886,00 9170,00 3127,85 1,37850 4924,50 8989,20 3127,85 1,30

Fórmula: dumida=PumidoVcilindro

Determinação da Umidade

Vol. Água

Cápsula (g)

Cáp + solo (g)

Cáp + solo seco (g)

Umidade (%)Umidade

Média (%)

3008,1 22,1 21,03 8,28%

5,16%8,5 22 21,73 2,04%

5008,5 23,5 21,49 15,47%

11,94%7,7 25,9 24,49 8,40%

7008,4 19,4 17,86 16,28%

10,90%7,2 16 15,54 5,52%

8507,1 21,2 19,75 11,46%

12,87%7,8 24,2 22,15 14,29%

Fórmula: u%=Pumido−PsecoPseco

×100 (Obs :Descontado o valor dacapsula )

Sendo: dumida = densidade umidaPumido = peso dmidoVcilindro = Volume Cilindro

U% = Teor de Umidade em (%) Pumido = Peso Umido (g)Pseco = Peso Seco (g)

Sendo:

Determinação da Densidade seca

Vol. ÁguaDensidade

úmida (g/cm³)Umidade

(%)Densidade

seca (g/cm³)300 1,28 5,16% 1,28500 1,42 11,94% 1,42700 1,37 10,90% 1,37850 1,30 12,87% 1,30

Fórmula: dseca=dumida(1+u)

Umidade ótima ficou definida como:

CE5660660al CE5660660al CE5660660al CE5660660alCE5660660al

CE5660660al

CE5660660al

CE5660660al

Umidade (%)

Dens

idad

e se

ca (g

/cm

³)

CBR

Para determinação do CBR, são utilizadas no cálculo as leituras feitas aos 2 e 4

minutos respectivamente. Os resultados são multiplicados pela constante para CBR

(0,101801). Os cálculos realizados encontram-se apresentados abaixo, e o maior valor

obtido corresponde ao CBR do solo.

Sendo: dseca = densidade secadumida = densidade umida u = Teor de umidade

CBR para carga de 2 minutos:

41×0,10181×10070,31

=5,94

CBR para carga de 4 minutos:

71×0,10181×100105,46

=6,85

Dos cálculos realizados, adota-se como sendo o valor do CBR, o maior entre os

dois resultados. Assim, analisando os dados apresentados acima, pode-se concluir que o

CBR do solo utilizado no ensaio é igual a 6,85.

Este valor serve de parâmetro para a comparação do solo em análise com o

material padrão do ensaio, que seria uma brita graduada de elevada resistência (100% de

resistência). Isto equivale a dizer que o solo apresentado, representa 6,85% da

resistência apresentada pela brita.

6 CONCLUSÃO

No âmbito do desenvolvimento dos diversos projetos que compõem um “Projeto

Final de Engenharia” para pavimentação, a fase da realização dos estudos geotécnicos

deve ser cuidadosamente planejada e executada de forma a garantir que os dados

coletados e os resultados obtidos sejam suficientes completos para fornecerem todos os

subsídios necessários aos projetistas que irão dimensionar a malha rodoviária. Através

de estudos laboratoriais feitos no LATEC foram realizados o ensaio de compactação do

solo onde foi obtido um resultado de umidade ótima de 1,42 g/cm³ e o ensaio CBR onde

a capacidade de suporte do solo ficou em torno de 6,85% do valor apresentado pelo

material padrão de cálculo.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

SENÇO, Wlastermiler De. Manual de técnicas de pavimentação. São Paulo: PINI, 1997.

CAMPOS, Luis Edmundo Prado de. Ensaio de compactação de solo. Disponível em: Acessado em: 22 set 2011