Capitulo_6

5/25/2018 Capitulo_6

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CAPTULO 6

Compactao dos Solos

Disciplina: Pavimentao

Profa. Lilian RezendeEEC-UFG


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1 DEFINIES

Processo manual ou mecnico, de laboratrioou campo;

- aumentar o contato entre os gros;- reduzir volume de vazios;

Objetivos - gerar material mais homogneo;- aumentar a resistncia;- permeabilidade, compressibilidade eabsoro de gua.


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1 DEFINIES (cont.)

- estabilizao de macios terrosos;

Utilizao - pavimentao;- barragens de terra;- aterros.

Fatores que - energia de compactao;influenciam - teor de umidade.


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2 ENSAIO DE COMPACTAO

Proctor (1933): d w Energia

Curva de Compactao (w x d):

12,0

12,5

13,0

13,5

14,014,5

15,0

15,5

16,016,5

16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29w (%)

d(kN/

m3)

w otd max


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2 ENSAIO DE COMPACTAO (cont)

Para baixos teores de umidade (w < wot):

foras capilares elevadas grumos baixos

valores de d

Para elevados teores de umidade (w > wot):

foras capilares baixa elevados valores de d

Excesso de gua:gua absorve os impactos m compactao


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ENSAIO:

NBR 7182/86;

Compactar uma poro de solo em um cilindropadro de 1000 cm de volume, com umsoquete de 2,5 kg, caindo em queda livre de

uma altura de 30 cm; Para a energia padro (Proctor Normal), o solo

colocado em 3 camadas, sendo que sobrecada uma aplica-se 26 golpes com o soquete;


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Proctor intermedirio: 26 golpes,

Outras energias 5 camadas;Proctor Modificado: 55 golpes,

5 camadas.


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Para determinar a CURVA DECOMPACTAO molda-se 5 corpos de prova,

variando-se a quantidade de gua incorporadaao solo;

Determina-se a umidade de cada corpo de

prova; Calcula-se:

( )1001 wVP

d +=

=

KN/m3


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Traa-se a curva, unindo-se as retas do ramoseco e do ramo mido com uma parbola;

Determina-se wot e dmx .

Curva de Saturao: Lugar geomtrico dos valores de w e d onde o solo

est saturado;

Funo do grau de saturao;


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Curva de Saturao (cont.)

Se S = 100%

( = massa especfica dos gros NBR 6508/84)

( )wSS wwd +=

( )wwwd

+=


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OBS: os pontostimos das curvas

de compactao sesituam em torno de80% a 90% desaturao.

12,0

12,5

13,0

13,5

14,0

14,5

15,0

15,5

16,0

16,5

17,0

16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

w (%)

d

(kN/m

3)

S=100%

S=90%S=80%


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OBSERVAES IMPORTANTES SOBRE OENSAIO:

1. REUSO Pela norma o ensaio pode ser feito com ou sem

reuso;

Sem reuso exige-se maior quantidade de material,mas geralmente obtm-se melhores resultados;

Dependendo do tipo de solo o reuso pode gerar

quebra de partculas, prejudicando os resultados; Concrees laterticas.


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2. SECAGEM PRVIA

mais comum realizar ensaios com secagem

prvia;

No entanto, a pr-secagem pode influenciar nas

propriedades dos solos e dificultar ahomogeneizao;

Em alguns casos recomenda-se executar o ensaio

com a umidade natural.


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3. SOLOS PEDREGULHOSOS

Grande quantidade de pedregulho gera

heterogeneidade e formao de ninhos na interface

solo-cilindro;

Norma: dimetro mximo de 4,8mm; Melhor soluo: utilizar cilindro com maiores

dimenses;


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3. SOLOS PEDREGULHOSOS (cont.) Se o solo tiver partculas maiores que 19mm, estas

so substitudas por pedregulhos com dimetrovariando entre 4,8mm e 19mm, mantendo-se amesma quantidade em massa;

Quando no se dispe de cilindros maiores, oensaio realizado s com a frao inferior a4,8mm ( possvel quando se tem at 45% de

pedregulho).


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3 ESTRUTURA DO SOLOCOMPACTADO

12,0

12,5

13,0

13,5

14,0

14,5

15,0

15,5

16,0

16,5

16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29

w (%)

d

(kN/m

3)


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3 ESTRUTURA DO SOLOCOMPACTADO (cont.)

Solos compactados no ramo seco: Estrutura mais floculada (se pronuncia mais com a

diminuio da energia);

Foras de atrao entre as partculas geram flocosindestrutveis.

Solos compactados no ramo mido:

Estrutura mais dispersa (esta caracterstica maispresente quanto maior a energia);

Com aumento da umidade as foras de atrao sodesfeitas e os gros comeam a aturar comopartculas dispersas em gua.


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4 RESISTNCIA DOS SOLOSCOMPACTADOS

A resistncia dos solos compactados analisada atravs da determinao do CBR

(California Bearing Ratio) ou ISC (ndice deSuporte Califrnia) capacidade de suporte.

ENSAIO DE CBR (NBR 9895) Depois de compactar os corpo-de-prova, deixa

os moldes 4 dias imersos em gua para medira EXPANSO;


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4 RESISTNCIA DOS SOLOSCOMPACTADOS (cont.)

Para medir a resistncia, leva-se o corpo-de-

prova para a prensa onde mede-se a

penetrao de um pisto padro no solocompactado;

Relaciona-se a presso aplicada (aneldinamomtrico) com a penetrao

(defectmetro);


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Ensaio de CBR


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Clculo do CBR

pc: presso calculada ou corrigida aplicada no ensaio;pp: presso padro da brita (ver tabela abaixo).

Penetrao (mm) Presso padro (MPa)

2,54 6,90

5,08 10,35

(%)100)( = pc ppCBR


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OBSERVAES:

Ramo seco resistncia maior

Ramo mido resistncia menor;

Geralmente, para um solo no saturado o

CBR decresce com o aumento da umidade;


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O corpo-de-prova compactado em wot,perde uma pequena parcela da sua

resistncia quando saturado; Como no ensaio de norma os moldes esto

saturados (4 dias em imerso), aresistncia obtida no corresponde resistncia mxima e sim mxima

resistncia estvel.


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5 INFLUNCIA DA ENERGIA

E = PhNn/V- E: energia de compactao por unidade de

volume;- P: peso de soquete;

- h: altura de queda do soquete;

- N: nmero de golpes por camada;

- n: nmero de camadas;

- V: volume do solo compactado.


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5 INFLUNCIA DA ENERGIA (cont)

12,012,5

13,013,514,0

14,515,0

15,5

16,016,5

17,0

17,5

18,018,5

15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29

w (%)

d

(kN/m

3)

E1

E2

E3

E1 < E2 < E3

6 INFLUNCIA DE SATURAO


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6 INFLUNCIA DE SATURAO


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6 INFLUNCIA DA SATURAO (cont)

Quando o solo compactado numa umidadebaixa (wi < wot), tem-se uma resistncia Rimaior. Ao mesmo tempo, como d baixo tem-

se ndice de vazios elevado; Com saturao, obtm-se uma umidade wf

que corresponde a uma resistncia Rf muitobaixa;

Se o solo for compactado prximo de wot, tem-

se uma variao de resistncia menor (entreRi e Rf).


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7 METODOLOGIA MCT

Corpos-de-prova MINIATURA,COMPACTADOS com procedimentos especial

e destinados para solos TROPICAIS; Uso de moldes cilndricos menores (dimetro

de 50 mm);

Soquetes com pesos diferentes (2270 g ou4500 g);

Altura de queda (30 cm).


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Aparelho paracompactao dametodologia MCT


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7 METODOLOGIA MCT (cont)

Detalhe do corpo-de-prova compactado pelametodologia MCT


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Dois mtodos distintos de compactao: Mini-Proctor: fixa um energia, compacta-se

uma srie de corpos-de-prova com diferentesteores de umidade.Normal 5 golpes de cada lado com soquete

leve; Intermediria 6 golpes de cada lado com

soquete pesado;

Modificada 12 golpes de cada lado com osoquete pesado.


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Dois mtodos distintos de compactao (cont.):

Mini-MCV (Moisture Condition Value): para

cada umidade de compactao so aplicadas

energias crescentes, sucessivamente, at

obter um aumento mnimo de densidade.Logo, tem-se como resultado uma famlia de

curvas de compactao.


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Ensaio de Mini-CBR:

Tempo de imerso: 20 horas;

Pisto de 16 mm de dimetro;

Penetraes padres de 0,84 e 1,7 mm.


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8 COMPACTAO NO CAMPO

TCNICAS E EQUIPAMENTOS

Soquetes

Utilizados em locais especficos e de difcil acesso; Manuais ou mecnicos.

Rolos Estticos O nmero de passadas do equipamentocorresponde energia especificada;

Rolo p-de-carneiro; compacta de baixo para cima e mais aplicado para solos argilosos;


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8 COMPACTAO NO CAMPO (cont.)

TCNICAS E EQUIPAMENTOS (cont.)

Rolos Estticos (cont.)

Rolo liso: utilizado em camadas menos espessas;

Rolo pneumtico: utilizado em capas asflticas,

bases e sub-base de pavimentos, sendo melhoraplicado para solos arenosos fino pouco plsticos.

O peso do equipamento e a presso dos pneus

adaptada para cada caso.


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Placas e Rolos Vibratrios: usados paracompactar solos granulares (areias epedregulhos).

CONTROLE DE COMPACTAO

Baseia-se no teor de umidade e no peso

especfico aparente de campo; Na obra, fixada uma faixa de variao da

umidade permitida em torno da tima(geralmente, wot + 2%);


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CONTROLE DE COMPACTAO (cont.) Mtodos para determinao da umidade

Amostra hermeticamente fechadas(laboratrio);

Mtodo da frigideira;

Speedy.


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CONTROLE DE COMPACTAO (cont.) Quanto ao peso especfico, deve-se

determinar o Grau de Compactao (GC):

campo = d in situ;

laboratrio = d mximo (ensaio de compactao).

(%)100=

olaboratri

campoGC


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O limite de GC aceito depende do tipo de obra,

mas geralmente adota-se valores variando

entre 95% e 100%;

Pode-se utilizar o Frasco de Areia (NBR-

7185/86) ou o Densmetro Nuclearpara fazer

este controle.


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9 PROCEDIMENTO DE EXECUO

1- Escolha da rea de emprstimo: Critrio tcnico-econmico; Distncia de transporte; Caractersticas geotcnicas; Umidade natural x umidade de compactao.

2- Transporte e espalhamento do solo: Espessura da camada solta x espessura da

camada fina.


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9 PROCEDIMENTO DE EXECUO

3- Acerto da umidade: Irrigao ou secagem;

Homogeneizao.4- Compactao:

Equipamento especificado de acordo com o tipo

de solo; Nmero de passadas.

5- Controle: Faixas limites de umidade e peso especfico.


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10 PROCESSO DE COMPACTAO

1- Compresso: Fora vertical peso prprio do equipamento; Compressores de rodas metlicas; Elevado peso; Superfcie de contato pequena;

Problema: em solos com baixa capacidade desuporte inicial a compactao no ficahomognea;

Indicado para solos granulares, macadames,brita graduada, etc.


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10 PROCESSO DE COMPACTAO (cont.)

2- Por amassamento: Fora vertical + horizontal (efeitos dinmicos);

Gera um adensamento mais rpido; Rolos pneumticos com rodas oscilante, rolos

p-de-carneiro.

3- Por vibrao:

Fora vertical com freqncia (> 500 golpes/min)

Vrios tipos (900 a 2000 golpes/min);


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10 PROCESSO DE COMPACTAO (cont.)

4- Por Impacto:

Semelhante vibrao (< 500 golpes/min);

Utilizada em locais de difcil acesso;

Sapo-mecnico, bate-estaca, etc.


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11 EQUIPAMENTOS DE COMPACTAO

1- Rolos Lisos de Rodas de Ao: Equipamento antigo; Fatores que interferem:

Carga por unidade de largura das rodas; Largura e dimetro das rodas.

Apropriado para: Pedregulhos; Areias bem graduadas;

Misturas de areia e argila de mdia plasticidade; Compactao de acabamento.


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11 EQUIPAMENTOS DE COMPACTAO(cont.)

1- Rolos Lisos de Rodas de Ao (cont.):

No aconselhvel para:

Areias uniformes;

Solos finos com elevada plasticidade.

Inconvenientes: m compactao das camadas

inferiores.


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2- Rolos Pneumticos Tipos:

Rolos rebocados com um eixo: mais pesados; Rolos rebocados com dois eixos: rolos leves (8

a 13 t);

Rolos auto-propulsores: 8 a 36 t.

Utilizados em solos arenosos ou pouco

coesivos;


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2- Rolos Pneumticos (cont.) Cuidado especial com a velocidade de operao

(5 a 8 km/h); Fatores que interferem:

Presso de enchimento; rea de contato entre pneu e superfcie.

Na seleo deve-se observar: Espessura entre rodas; Peso bruto do equipamento; Nmero de rodas.


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3- Rolos P-de-carneiro Cilindros metlicos ocos com patas

adaptadas (15 a 25 cm);

Geralmente: Filas alternadas;

4 patas por fila; Dimetro do tambor variando entre 1,00 m e 1,50 m;

Geram % de vazios maior que os rolos pneumticos

e lisos.


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3- Rolos P-de-carneiro (cont.)

Formas das patas:

Afilando-se para as extremidades (retangular,quadrada ou circular);

clubfoot (trapzio);

pegfoot (prismas/ paralelogramos);

Pata de carneiro (resultante da carga no coincide

com o centro da seo).


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3- Rolos P-de-carneiro (cont.) Fatores que interferem:

Presso dos ps-de-carneiro; Extenso da camada comprimida pelo rolo;

Peso total do rolo;

rea de contato de cada p; Nmero de ps em contato com a camada num

dado tempo;

Nmero total de ps por tambor.


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4- Rolos Vibratrios Um ou dois cilindros, rebocados ou no; Eficientes para materiais no coesivos; Fatores que influenciam:

Freqncia de vibrao (1750 vpm 3000 vpm);

Amplitude (0,3 mm 1,7 mm); Fora dinmica; Fora esttica;

Formas e dimenses da rea de contato; Estabilidade do equipamento.


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5- Outros Tipos

Rolo de grelha;

Placas vibratrias;

Rolos combinados;

Soquetes mecnicos.


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