Construes pesadas Compactao Compactao Procedimentos visando aumentar a

Construções pesadas Compactação

Compactação Procedimentos visando aumentar a compacidade de um solo pela redução de vazios.

Objetivo da compactação - Aumento da resistência de ruptura Redução de possíveis variações volumétricas; - Redução da permeabilidade. -

Aplicação da compactação o Base e sub base para pavimentação; o Aterros; o Barragens; o Fundações; etc.

UMIDADE O teor de umidade do solo é vital para uma compactação apropriada. A umidade age como um lubrificante dentro do solo, fazendo as partículas se ajustarem. .

UMIDADE Excesso de umidade deixa a água preenchendo espaços vazios e diminuindo a capacidade de suportar carga. Pouca umidade não permite um adensamento ótimo.

Curva de saturação o Com o teor de umidade próximo ao de saturação, a compactação do solo não expulsa mais os vazios com ar. o Se houver mais água preenchendo esses vazios a densidade será reduzida. o Obs. Curvas obtidas para a mesma energia de compactação.

Curva de saturação

Curva de compactação Fonte: Bastos, C. - 2011

Curvas de compactação para diferentes solos.

Curva de compactação exemplos

Interpretação da curva

Energia de compactação Fonte: bastos, 2011

A questão da permeabilidade Fonte: Puc Rio

Tipos de compactação 1 - Vibração 2 – Impacto 3 - Pressão

Solos coesivos ou argilosos Nos solos argilosos, a compactação é obtida principalmente pelo efeito da compressão e cisalhamento, com a vibração exercendo pouco efeito sobre o aumento de densidade, tanto menor quanto maior for a coesão do material. Obs. Quanto maior a coesão do solo, maior deverá ser a pressão aplicada pelo rolo.

Solos coesivos - compactação o Estas variam, geralmente, de 3 a 5 kg/cm 2 na profundidade mais desfavorável da camada. O equipamento ideal de compactação é o rolo pé-decarneiro, de elevado peso próprio, que produz efeito de amassamento aliado à grande pressão estática.

Compactação – solos arenosos o Nos solos arenosos o efeito vibração é fundamental. Por isso os rolos lisos vibratórios são os indicados.

Solos misturados Os rolos combinados, como pés-decarneiro vibratórios, autopropelidos e de grande peso atingem ampla faixa de solos, como os argilosiltosos, silto-arenosos, etc.

Pistas experimentais Em algumas situações executam-se pistas experimentais para testar o equipamento ideal para cada solo, e obter os outros parâmetros que influem no processo, como: Espessura da camada solta, Número de passadas, Velocidade do equipamento, Umidade, peso do lastro, etc.

Equipamentos de Compactação Rolo Compactador

Compactação Para obter maiores graus de adensamento, deve-se PELA ORDEM, tentar: 1. aumentar o peso (P) do rolo; 2. aumentar o número (N) de passadas ; 3. diminuir a velocidade (v) do equipamento de compactação ; 4. reduzir a espessura ( e) da camada.

Compactação NUMERO DE PASSADAS: O grau de compactação aumenta substancialmente nas primeiras passadas, e as seguintes não contribuem significativamente para essa elevação.

Número de passadas insistir em aumentar o número de passadas pode produzir perda no grau de compactação, por destruição de uma estrutura que acabou de ser formada, além de perda de produção e desgaste excessivo do equipamento, principalmente por impacto em superfície já endurecida.

Equipamentos de Compactação

ESPESSURA DA CAMADA: Razões econômicas fazem preferir que a espessura seja a maior possível. Mas características do material, tipo de equipamento e finalidade do aterro são fatores que devem predominar.

ESPESSURA DA CAMADA Equipamentos diversos exigem espessuras de camada diferentes. A tabela "Escolha do rolo compactador" é uma orientação inicial. Geralmente se adotam espessuras menores que as máximos, para garantir compactação uniforme em toda a altura da camada

Compactação – equipamentos indicados Solos coesivos Misturas Solos granulares Características 100% Silte Argila+silte+areia 100% Pedras Argila Areia pé de carneiro Peso estático e amassamento pé de carneiro vibratório Peso estático e vibração rolo liso vibratório Vibração rolo de pneus leve Peso estático e amassamento rolo pneus, pesado, rodas de grande Amassamento rolo de grade ou malha rolo liso metálico estático ( 3 rodas ) Peso estático rolo de placas rolos combinados: padfoot vibratório pesado, autopropelido Peso estático, amassamento, vibração, impacto

Equipamentos de Compactação

Escolha do equipamento de compactação Escolha do rolo compactador Tipo de rolo Peso máximo toneladas Espessura máxima após compactação Uniformidade da camada Tipo de solo Pé de carneiro estático Pé de carneiro vibratório Pneumático leve 20 40 cm Boa Argilas e siltes 30 40 cm Boa 15 15 cm Boa Pneumático pesado Vibratório c/ rodas metálicas lisas Liso metálico estático, 3 rodas Rolo de grade - malha 35 30 35 cm 50 cm Muito boa 20 10 cm Regular 20 20 cm Boa Combinados 20 20 cm Boa Misturas de areia com silte e argila Misturas de areia com silte e areia Praticamente todos Areias, cascalhos, material granular Materiais granulares - brita – Materiais granulares ou em blocos Praticamente todos

HOMOGENEIZAÇÃO DA CAMADA : Feita com motoniveladoras, grades e arados especiais, a camada solta deve estar bem pulverizada, sem torrões muito secos, blocos ou fragmentos de rocha, antes da compactação, principalmente se for necessário aumentar o teor de umidade.

MOTONIVELADORA

VELOCIDADE DE ROLAGEM: A movimentação dos pés-de-carneiro em baixa velocidade acarreta maior esforço de compactação, mas a medida que a parte inferior da camada se adensa, a velocidade aumenta naturalmente.

Equipamentos de Compactação

Velocidade o A velocidade de um rolo compactador é função da potência do trator, já que são necessários cerca de 250 kg de força tratora por tonelada de peso para vencer a resistência à rolagem, no caso de material solto.

VELOCIDADE DE ROLAGEM Rolos pneumáticos admitem velocidades da ordem de 10 a 15 km/h, rolos pés-decarneiro 5 a 10 km/h e vibratórios de 3 a 4 km/h.

VELOCIDADE DE ROLAGEM o A baixa velocidade recomendada para o equipamento vibratório permite a compactação com menor número de passadas, pelo efeito mais intenso das vibrações

INFLUÊNCIA DA AMPLITUDE E FREQÜÊNCIA DAS VIBRAÇÕES A freqüência recomendada é de 1500 a 3000 vibrações por minuto, mas alteração entre esses valores altera pouco o efeito da compactação. Já a amplitude aumentada causa sensível aumento no grau de compactação, para todas as freqüências pois acrescenta ao peso do rolo vibratório o efeito de impacto.

INFLUÊNCIA DA FORMA DAS PATAS (PÉ DE CARNEIRO) A observação sobre o efeito da amplitude, no caso anterior, levou ao desenvolvimento de novos desenhos de patas para produzir impacto (tamping), em compactadores autopropelidos, permitindo velocidades maiores.

Compactação PRODUÇÃO DE UM ROLO COMPACTADOR O rendimento de um rolo pode ser avaliado por Onde L = largura do rolo compressor em metros; E = espessura da camada em cm; V = velocidade do rolo em km/h N = número de passadas do rolo

Compactação Grau de compactação recomendados Finalidade Recomendação Aterro rodoviário 90 - 95% do Proctor modificado(topo do aterro, 60 cm) 95 -100% do Proctor normal Barragens de terra 95 – 100% do Proctor modificado Aterros p/ fundação de prédios 90 – 95% do Proctor modificado ( topo do aterro ) 95 – 100% do Proctor normal Camadas de base de pavimentos 95 – 100% do Proctor modificado

Tipos de esforços Estático e vibratório.

Compactadores

Força estática é simplesmente o peso próprio da máquina aplicando força para baixo sobre a superfície do solo, comprimindo as partículas do solo. A única maneira de modificar a força efetiva de compactação é pela adição ou subtração do peso da máquina. Compactação estática é restrita a camadas superiores do solo e é limitada a determinada profundidade. Amassamento e pressão dois exemplos de compactação estática.

FORÇA VIBRATÓRIA O mecanismo vibratório é normalmente um peso excêntrico giratório ou combinação de pistão/mola (em compactadores). Os compactadores produzem uma sucessão rápida de pancadas (impactos) na superfície, afetando assim as camadas superficiais bem como também as camadas mais profundas.

Compactação Cada tipo de solo se comporta diferentemente com respeito à densidade máxima e umidade ótima. Então, cada tipo de solo tem suas exigências e controles próprios e individuais tanto no campo como para fins de testes.

Solos & equipamentos de compactaçao CASCALHO PÉ DE CARNEIRO DE ROLO VIBRATÓRIO IMPACTO PÉ DE CAENEIRO ESTÁTICO ROLO COM GRADE NIVELADORA PRESSÃO COM AMASSAMENTO COMPACTADOR DE PLACA VIBRATÓRIA ROLO VIBRATÓRIO PÉ DE CARNEIRO DE ROLO VIBRATÓRIO. VIBRAÇÃO NIVELADORA COMPACTADOR DE ROLO EMBORRACHADO CARREGADOR ROLO COM GRADE AMASSAMENTO COM PRESSÃO POBRE NÃO BOM MUITO BOM POBRE NÃO EXCELENTE BOM BOM POBRE EXCELENTE MUITO BOM NÃO BOM 12+ AREIA 10+/SILTE 6+/ARGILA 6+/-

Ensaios e testes o Teste do cone de areia o Proctor

Teste do Cone de Areia Procedimento do teste. Um pequeno buraco de 15 x 15 cm de profundidade é cavado no material compactado a ser testado. O material é removido e pesado, então é seco e pesado novamente para determinar seu teor de umidade. A umidade do solo é apresentada como uma porcentagem. O volume específico do buraco é determinado pelo enchimento com areia seca proveniente de um dispositivo de jarro e cone.

Teste do Cone de Areia

Testes

Teste de Proctor

Compactação – possíveis falhas Se executada indevidamente, pode dar margem a uma acomodação do solo e causar custos de manutenção desnecessários ou mesmo a perda da estrutura.

o. FIM