UNIVERSIDADE TECNOLGICA FEDERAL DO PARANCAMPUS CURITIBA SEDE ECOVILLEENGENHARIA CIVIL

GRUPO 01 S52BRUNO BORSATTOKATRICI EVEANE JURESZIKLEONARDO VERSOLATOTHIAGO DANIEL LIEBLVANESSA OUTUKIVICTOR AUGUSTO SAAB

MECNICA DOS SOLOSENSAIO CBR

Curitiba, 24 de abril de 2015 UNIVERSIDADE TECNOLGICA FEDERAL DO PARANCAMPUS CURITIBA SEDE ECOVILLEENGENHARIA CIVIL

GRUPO 01 S52BRUNO BORSATTOKATRICI EVEANE JURESZIKLEONARDO VERSOLATOTHIAGO DANIEL LIEBLVANESSA OUTUKIVICTOR AUGUSTO SAAB

MECNICA DOS SOLOSENSAIO CBR

Trabalho apresentado ao professor Dr. Ronaldo Lus dos Santos Izzo, para obteno parcial de nota na disciplina Mecnica dos Solos, do Curso de Engenharia Civil.

Curitiba, 24 de abril de 2015Sumrio

1.Introduo42.Objetivo43.Reviso Bibliogrfica44.Materiais e Mtodos54.1.Equipamentos utilizados54.2.Preparao da amostra de acordo com a NBR 645754.3.Moldagem dos corpos-de-prova64.4.Expanso74.5.Penetrao85.Apresentao e Anlise dos Resultados86.Concluso9Referncias10

1. IntroduoO solo um elemento muito presente na construo civil, podendo ser utilizado tanto como material de construo, quanto como base para receber as estruturas. Diversos ensaios so realizados para classificar os diferentes tipos de solo quanto s suas caractersticas e comportamentos, bem como suas possveis aplicaes em diferentes reas da construo civil. Tais ensaios podem ser realizados tanto in situ, ou seja, no local onde est o solo, quanto em laboratrio, por meio de amostras colhidas em campo. O ensaio abordado no presente trabalho o CBR (California Bearing Ratio) ou ndice de Suporte Califrnia, este tem um carter emprico, isto , baseia-se em experincias, resultando da prtica, e foi criado para avaliar a resistncia dos solos. Os resultados deste ensaio so utilizados principalmente no dimensionamento de pavimentos flexveis, sendo um dos ensaios utilizados pelo Departamento de Estradas de Rodagem, o DER, no Brasil.

2. ObjetivoAtravs do ensaio CBR possvel determinar o valor do ndice de Suporte Califrnia de solos e sua expanso sob um pavimento quando este estiver saturado, alm de fornecer indicaes da perda de resistncia do solo com a saturao. Tal experimento afere a resistncia do solo estudado, avaliando sua capacidade de suporte, por meio de uma amostra saturada compactada conforme o mtodo Proctor. A norma vigente para este ensaio a NBR 9895 Solo ndice de Suporte Califrnia Mtodo de ensaio, de 1987, esta padroniza os procedimentos de ensaio e a apresentao dos resultados.

3. Reviso BibliogrficaAmplamente utilizado no dimensionamento de pavimentos flexveis, o ensaio consiste na determinao da relao entre uma presso para produzir uma penetrao de um pisto num corpo de prova compactado e a presso necessria para produzir a mesma penetrao numa mistura padro de brita estabilizada granulometricamente.O ensaio CBR foi introduzido no Brasil em 1967, pelo engenheiro T. D. S. Brando. Tendo sido desenvolvido pelo engenheiro O. J. Porter, em 1939, do departamento de estradas do estado da Califrnia nos Estados Unidos, o ensaio foi concebido com a finalidade de avaliar a resistncia dos solos. Sua execuo e anlise foram padronizadas pela Associao Brasileira de Normas Tcnicas (ABNT), atravs da publicao NBR 9895, de 1987. No Brasil tambm pode ser conhecido como Ensaio ICS (ndice de Suporte Califrnia).

4. Materiais e Mtodos4.1. Equipamentos utilizadosO ensaio realizado com o auxlio dos seguintes equipamentos: molde cilndrico grande com base e colarinho; prato-base perfurado; disco espaador, prato perfurado com haste central ajustvel; soquete de 4,5kg; extensmetro mecnico ou transdutor eltrico de deslocamento; papel-filtro; prensa com anel dinamomtrico ou com clula de carga eltrica; tanque de imerso; cpsulas para umidade; estufa; balana; peneiras.4.2. Preparao da amostra de acordo com a NBR 6457A amostra deve ser seca ao ar e ento pesada, a quantidade recomendada de material para realizao do ensaio de 50 kg. A amostra preparada de acordo com a NBR 6457, destorroando-a e passando-a na peneira de 19 mm. Seleciona-se a parte que ser utilizada da amostra conforme a Tabela 1. Ento, determinada a umidade higroscpica da amostra.

Peneira (mm)Material retido (%)Observao

4,830No ensaiar de acordo com a NBR 7182

Tabela 1 Procedimento aps peneiramento*Nota: no caso de a quantidade de material retido ser menor que 10%, deve-se passar o material que ficou retido na peneira de 19,1mm atravs da peneira de 76,2mm e desprezar o material retido nesta. Pega-se desse material passante na peneira de 76,2mm, a mesma quantidade de material que passou na peneira de 4,8mm e que passe na peneira de 19,1mm.4.3. Moldagem dos corpos-de-provaPara moldar os corpos de prova necessrio montar o molde cilndrico, acoplando o mesmo a uma base fixa juntamente com o disco espaador. recomendvel utilizar papel filtro ao redor do molde, de modo a evitar que o solo fique aderido superfcie metlica do disco, evitando assim, a perda de material e a possvel inviabilidade de realizao do ensaio.

Figura 1 Molde para ensaio CBRA amostra colocada numa bandeja e adicionada gua gradativamente at atingir a umidade adequada para o ensaio. O material misturado at ser homogeneizado, aps isso feita a compactao, em cinco camadas, com o nmero predefinido de golpes conforme a energia desejada, de acordo com os seguintes critrios: Normal (12 golpes por camada); Intermediria (26 golpes por camada); Modificada (55 golpes por camada).A compactao de cada camada deve ser precedida pela escarificao, com o auxlio de uma esptula, da camada subjacente, ou seja, fazendo sulcos na camada imediatamente anterior, de modo que a camada seguinte consiga se aderir camada de baixo, para no haver ruptura do corpo de prova nesses pontos, invalidando esta etapa do ensaio. Aps terminar a compactao retirado o colarinho do molde, para que no haja invalidao do corpo de prova, h que se tomar o cuidado de escarificar o material que est aderido parede do colarinho para que no haja quebra na retirada do mesmo. Em seguida o corpo de prova arrasado na altura do molde.O ideal que o procedimento seja realizado com teores de umidade crescentes, totalizando um mnimo de cinco corpos de prova, para que seja possvel determinar a curva de compactao do solo estudado.4.4. ExpansoO cilindro com a amostra invertido e coloca-se o prato perfurado com haste de expanso e pesos no local do disco espaador. O peso e sobrecarga no deve ser inferior 4,5Kg pois corresponder ao do pavimento.O cilindro com o corpo de prova e a sobrecarga deve ser imerso no tanque durante 96 horas de forma que o material fique completamente coberto de gua do topo base. A cada 24 horas so realizadas leituras de deformao, que podem ser de expanso ou recalque, com aproximao de 0,01 mm. Depois de totalmente saturada a amostra, deixa-se a gua escorrer do corpo de prova pelo tempo de 15 minutos e ento pesado o conjunto cilindro + solo mido.Para anotao das leituras realizadas durante as 96 horas a NBR 9895/87 apresenta o quadro da Figura 2.

Figura 2 Quadro de Leitura de Expanso4.5. PenetraoO mesmo molde cilndrico, com o corpo de prova e a sobrecarga, retirado do tanque, cuja gua escorreu durante 15 minutos, levado prensa para ser rompido. Primeiramente feito o assentamento do pisto atravs de uma carga de aproximadamente 45N, que deve ser controlada pelo deslocamento do extensmetro do anel dinamomtrico.Feito isso, deve-se zerar, pois o extensmetro do anel ir medir a penetrao do pisto no solo. Em seguida, acionar a manivela da prensa com velocidade de 1,27 mm/min. Cada leitura considerada no extensmetro do anel funo de uma penetrao do pisto no solo e de um tempo especificado para esse ensaio, ambos devem ser conhecidos previamente.A NBR 9895 sugere leituras nas penetraes: 0,63mm; 1,27mm; 1,90 mm; 2,54 mm; 3,17 mm; 3,81 mm; 4,44 mm; 5,08 mm; 6,35 mm; 7,62 mm; 8,89 mm; 10,16 mm; 11,43 mm e 12,70 mm.

5. Apresentao e Anlise dos ResultadosPara calcular a expanso do solo num dado instante utiliza-se a equao, obtendo-se um resultado em percentual:

Onde, h altura do corpo de prova no instante t e hi a altura inicial do corpo de prova. Com os valores obtidos na fase de penetrao, traado o grfico que relaciona a carga, nas ordenadas, s penetraes, nas abscissas. Se a curva apresentar ponto de inflexo, traa-se por ele uma reta seguindo o comportamento da curva, at que intercepte o eixo das abscissas. Esse ponto de interseo ser a nova origem, provocando assim uma translao no sistema de eixos. Do grfico obtm-se, por interpolao, as cargas associadas s penetraes de 2,5 e 5,0mm.Para o clculo do CBR utilizada a seguinte equao:

Da mesma forma que a expanso, o CBR estar expresso em porcentagem. Para clculo da presso necessrio dividir a carga obtida pela rea do pisto. O resultado final para o CBR determinado, ser o maior dos dois valores encontrados correspondentes s penetraes de 2,5 e 5,0mm.

6. ConclusoA partir das informaes coletadas durante o processo de ensaio possvel determinar as expanses para cada instante, construir a curva que relaciona carga penetrao e determinar o CBR. preciso, tambm, dispensar ateno s possveis fontes de erro do ensaio, haja vista que a execuo do ensaio trata-se apenas de um processo operacional. Para tanto, necessrio habilidade para manusear os equipamentos e o material, pois em geral, trata-se um teste muito sensvel com preciso de dcimos de milmetros e qualquer interferncia pode resultar em testes falhos e no confiveis.

Referncias

ASSOCIAO BRASILEIRA DE NORMAS TCNICAS. NBR 7181:1984: Solo Anlise Granulomtrica. Rio de Janeiro: ABNT, 1984.

ASSOCIAO BRASILEIRA DE NORMAS TCNICAS. NBR 6457:1986: Amostras de solo Preparao para ensaios de compactao e ensaios de caracterizao. Rio de Janeiro: ABNT, 1986.

ASSOCIAO BRASILEIRA DE NORMAS TCNICAS. NBR 9895:1987: ndice de Suporte Califrnia Mtodo de Ensaio. Rio de Janeiro: ABNT, 1987.

DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM DNIT. Solos Determinao do ndice de Suporte Califrnia utilizando amostras no trabalhadas. 1994. . Acesso em: 20 abr. 2015.

ORTIGO, J. A. R., Introduo Mecnica dos Solos dos Estados Crticos, 3 edio, Rio de Janeiro, LTC, 2007.

PINTO, C. S., Curso Bsico de Mecnica dos Solos, 3 edio, So Paulo, Oficina de Textos, 2006.8