Compactao dos Solos Introduo Processo manual ou mecnico

Compactação dos Solos Introdução Processo manual ou mecânico que visa reduzir o volume de seus vazios e, assim, aumentar sua resistência, tornando-o mais estável.

Operação e Observação ¡ ¡ ¡ Simples; De grande importância pelo seus efeitos sobre a estabilização de maciços terrosos; Relaciona-se com os problemas de pavimentação e barragens de terra; Visa melhorar suas características de resistências, bem como permeabilidade, compressibilidade e absorção de água; Compactação ≠ Adensamento AR H 20

Curvas de Compactação ¡ O aumento do peso específico de um solo depende da energia dispendida e do teor de umidade do solo. ¡ Quando se realiza a compactação de um solo, sob diferentes condições de umidade e para uma determinada energia de compactação, a curva de variação dos pesos específicos g, em função da umidade h, tem aspecto como:

Curva de Compactacao Para fins práticos: gs = g / (1 + h)

Curvas de Compactacao

Curvas de Compactacao g = d [(1+h)/(1+e)] ga Se estiver saturado: e = hd Assim, a umidade necessária para saturar um solo é: h = (ga/gs – 1/d)

Ensaios Ensaio Proctor Compacta-se a amostra dentro de um recipiente cilíndrico, com aprox. 1000 cm³, em 3 camadas sucessivas, sob a ação de 25 golpes de um soquete, pesando 2, 5 kg, caindo de 30 cm de altura. Repete-se para vários h, determinando-se, para cada um deles, o gs. Com valores obtidos traça-se a curva gs = f(h), de onde, se obterá hot e gs, max. A energia de compactação desse ensaio é de aprox. 6 kg·cm/cm³. E = Ph. Nn/V

Ensaios Ensaio Modificado de Proctor Tendo em vista o maior peso dos equipamentos atualmente, tornou-se necessário alterar as condições de ensaio. Amostra compactada no mesmo molde, com 5 camadas, 25 golpes, peso de 4, 5 kg, altura de queda de 45 cm, energia de 25 kg·cm/cm³.

Ensaios Ao crescer o esforço de compactação, o gs, max cresce e a hot decresce ligeiramente.

Curvas de Resistência É comum traçar, também, em função da umidade, a curva de variação da resistência que apresenta o material compactado; e. g. , sua resistência à penetração de uma agulha padrão. Índice de resistência decresce quando aumenta o teor de umidade. A medida é feita, em geral, pela Agulha de Proctor.

Agulha de Proctor Permite, por meio de um dinamômetro, medir o esforço necessário para cravar no solo ou no corpo de prova dentro do cilindro de Proctor, uma agulha padronizada. Observação: Melhor compactar o solo com umidade hot, pois se for h 1 < hot, quando saturado, ele passa para umidade maior e sua resistência se tornaria nula.

Curva de Resistência r 1 r 2

Compactação de Campo ¡ A passagem, pura e simplesmente, de um rolo compactador na superfície do aterro lançado, não resolve o problema, pois esse só compacta uma camada relativamente fina. Assim, impõe-se a compactação dos aterros por camadas.

Principais Compressores ¡ Rolo liso: Tem a vantagem de que a superfície de contato com o solo é pequena e, portanto, a compressão atinge pequenas profundidades. l Nos solos moles afundam demasiadamente, o que dificulta a tração. l São indicados somente para a compactação de pedregulhos, areias, pedra britada, lançadas em camadas de não mais de 15 cm.

Principais Compressores ¡ Rolo pneumático: É caracterizado pela pressão de área de contato com o solo, as quais dependem da pressão de enchimento dos pneus e do peso do compressor. l l l É indicado para solos de granulação fina arenosa. Tem o inconveniente de deixar superfícies lisas entre as camadas. Então será necessário escarificar a superfície de contato entre as mesmas.

Principais Compressores ¡ ¡ Rolo pé-de-carneiro: principal vantagem é o entrosamento perfeito entre as camadas compactadas e o pisoteamento do solo de cada camada resultando numa entrosagem de torrões de solo. Vibradores: Ótimos para compactar areias (os pé-de-carneiro ou pneumático não são eficientes). Camadas de 15 cm.

Principais Compressores

Principais Compressores

Controle de Compactação ¡ Para verificar se a compactação está sendo feita devidamente, deve-se determinar sistematicamente h e gs do material. ¡ Para esse controle pode ser utilizado o “speedy” na determinação da umidade, e o processo do “frasco de areia” na determinação do peso específico. (pág. 43)

Controle de Compactação ¡ Grau de compactação: l ¡ Gc = [gs(campo)/gs, max(lab)] 100 Não atingida a compactação desejada, revolve e recompacta. ¡ Razão de compactação (não normalizado): l CR(%) = [(gs - gs, min)/( gs, max - gs, min)] 100 l Grau de empolamento = (gs, max/gs, nat) Deve-se realizar um grande número de ensaios e depois analisá-los estatisticamente.

Ensaio Califórnia ¡ Ensaio de grande valor na técnica rodoviária. ¡ É a base do conhecido método de dimensionamento de pavimentos flexíveis, introduzido por Porter em 1929.

Ensaio Califórnia (Seqüência) ¡ ¡ ¡ Determinação da hot e do gs, max Determinação das propriedades expansivas do material Determinação do I. S. C.

Ensaio Califórnia ¡ ¡ Num molde de cilindro com aprox. diâmetro = 15 cm, altura = 17, 5 cm, colarinho de 5 cm. Como fundo falso usase um “disco espaçador”. Ensaio de compactação: Com o material que passa na peneira de 191, 1 mm realiza-se o ensaio: 55 golpes, peso de 4, 5 kg, H = 45 cm. Determina-se hot e gs, max.

Ensaio Califórnia ¡ Ensaio de expansão: É feita moldando-se um corpo de prova com umidade ótima. Sobre a amostra coloca-se um papel filtro e, acima deste, um disco perfurado, munido de uma haste ajustável, com sobrecarga de discos anulares (equivalente ao peso do pavimento) a qual não deverá ser inferior a 4, 5 kg. A seguir imerge-se o cilindro com a amostra compactada, junto com o disco e a sobrecarga, dentro de um depósito cheio de água, durante 4 dias, ou menos se o material não for coesivo. ¡ Sobre a haste coloca-se um extensômetro. Cada 24 horas, durante 4 dias, fazem-se leituras. ¡ Considera-se que os subleitos bons tenham expansões < 3%, os materiais para sub-bases < 2% e para bases < 1%.

Determinação do I. S. C. ¡ Preparam-se 3 corpos de prova a hot: 55, 26 e 12 golpes; determinam-se h umidades e gs ¡ Satura-se cada uma durante 4 dias, para reproduzir condição desfavorável ¡ Mede-se as resistências à penetração de cada uma com um pistão de D = 5 cm com v = 1, 25 mm/min.

Ensaio Califórnia Traça-se a curva pressão-penetração ¡ As pressões, assim obtidas, expressas em % das “pressões padrões”, denomina-se I. S. C. ¡ Estas pressões padrões, que correspondem à resistência que apresenta a pedra britada, são as reproduzidas no Quadro 2.

Ensaio Califórnia Quadro 2 Penetração Pressão padrão mm pol kg/cm² lb/pol² 2, 54 5, 08 7, 62 10, 16 12, 70 0, 1 0, 2 0, 3 0, 4 0, 5 70 105 133 161 182 1. 000 1. 500 1. 900 2. 300 2. 600 ¡ Geralmente o I. S. C. empregado no projeto de pavimentos flexíveis é o que corresponde à penetração de 0, 1”, a menos que o índice para 0, 2” seja maior, caso em que este será dotado. ¡ Assim, se chamarmos de p a pressão determinada para a penetração 0, 1”, o índice de suporte será: I. S. C. = (p/70) 100

Ensaio Califórnia ¡ Com os índices obtidos para 55, 26 e 12 golpes, traça-se a curva “peso específico seco – I. S. C. ” ¡ O valor do I. S. C. final, para cálculos posteriores, será o correspondente a 95% do peso específico máximo, obtido anteriormente.

Espessura de Pavimento ¡ Segundo o método do Corpo de Engenharia dos EUA, resultante da experiência e de considerações teóricas, a espessura de um pavimento flexível para pistas de aeroportos e da por: e = espessura do pavimento, em polegadas P = pressão de inflação dos pneus, em lb/pol 2 p = carga da roda simples, em libras CBR ou ISC = índice de suporte do subleito

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