Aula 7 - Ensaios de Compactação e CBR (1)

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Universidade de Pernambuco (UPE)
Escola Politécnica de Pernambuco (POLI)
Curso de Engenharia Civil
ESTRADAS 2
Professor: Dr. José Orlando Vieira Filho
Email: jovf@globo.com
AULA 07: ENSAIOS DE 
COMPACTAÇÃO E CBR
COMPACTAÇÃO DE SOLOS
1. Introdução
Compactação é o processo mecânico que visa reduzir os
vazios do solo ou da camada de solo compactada, ou seja,
aumentando a compacidade, a resistência e a estabilidade
e diminuindo a permeabilidade dos maciços compactados.
COMPACTAÇÃO DE SOLOS
2. Fatores que interferem na compactação:
• Teor de umidade do solo;
• Natureza do solo;
• Energia de compactação;
• Processo de compactação utilizado.
COMPACTAÇÃO DE SOLOS
3. Ensaio de Compactação (Energia de Compactação):
𝐸𝑐 =
𝑃. ℎ. 𝑁. 𝑛
𝑉
• Ec = energia de compactação;
• P = peso do soquete utilizado no ensaio de laboratório;
• h = altura de queda do soquete;
• N = número de golpes do soquete por camada;
• n = número de camadas compactadas;
• V = volume do corpo de prova.
COMPACTAÇÃO DE SOLOS (Ralph Proctor, 1933)
4. Ensaio de Compactação (03 Energias utilizadas no Brasil):
a) Energia do Proctor Normal (AASHTO Normal = 59,8 kgm/m³) (PN)
b) Energia do Proctor Intermediário (AASHTO Intermediário = 129,4 kgm/m³) (PI)
c) Energia do Proctor Modificado (AASHTO Modificado = 271,1 kgm/m³) (PM)
Terraplenagem, Pavimentação e Respectivas Energias
Camadas do Pavimento (PI e PM)
Terraplenagem: Camadas Inferiores de Corpo de Aterro (PN)
Terraplenagem: Camadas Finais de Aterro com 
Material Selecionado (MS); Espessura ≥ 60 cm. (PI)
Terraplenagem
Pavimentação
4. Ensaio de Compactação (03 Energias utilizadas no Brasil):
• Energia do Proctor Normal (PN) 
• Energia do Proctor Intermediário (PI)
• Energia do Proctor Modificado (PM)
COMPACTAÇÃO DE SOLOS
• Aplicada para as Camadas de 
Corpo de Aterro de Terraplenagem
• Aplicada para as Camadas finais de 
aterro de Terraplenagem com 
Material Selecionado (MS); 
• Aplicada para as Camadas do 
Pavimento:
✓ Regularização do Subleito
✓ Camada de Reforço do Subleito
✓ Camada de Sub-base
✓ Camada de Base (eventualmente)
• Aplicada para Camada de Base de 
pavimentos (Ex.: BGS)
5. Exemplo de Curva de Resultado do Ensaio de
Compactação (Energia: Proctor Intermediário)
1,650
1,700
1,750
1,800
1,850
7 8 9 10 11 12 13 14
D
e
n
s
id
a
d
e
 M
á
x
im
a
 -
g
/c
m
3
Teor de Umidade ( % )
ABNT NBR 7182:2016 
DNER-ME 162/94 
Elementos Resultantes do Ensaio de Compactação:
• Curva de Compactação para uma dada Energia
• Massa específica seca aparente máxima:
γmáx = Dmáx = 1,805 g/cm³ = 1,805 kg/m³
• Umidade ótima: hot = 10,6 %
0
COMPACTAÇÃO DE SOLOS
6. Curva Resultante de Ensaio (“Mecanismo da Compactação”)
Ramo Seco = trecho da curva antes do ponto
máximo de Massa Específica Aparente Seca
Ramo Úmido = trecho da curva após ponto máximo
de Massa Específica Aparente Seca
Obs.: Para o mesmo material, aumentando-se a
energia de compactação, aumenta-se a Massa
Específica Aparente Seca (ou Densidade
Máxima) e reduz-se a Umidade Ótima de
compactação.
Elementos obtidos em Ensaio de Compactação
para uma Determinada Energia:
• A curva de Compactação
• A γsmáx = Dmáx (g/cm³ ou kg/m³)
• hot (%)
0 8 12 16 20 24
ENSAIO DE ÍNDICE DE SUPORTE CALIFÓRNIA 
(ISC) OU “CALIFORNIA BEARING RATIO” (CBR) 
(O.J.Porter, 1929)
1. Introdução
Consta em verificar a penetração de um pistão em um
solo compactado com uma dada energia, em condições
padronizadas, e comparar com uma “brita ideal”, para a
qual foi atribuído o valor de 100% para esta penetração,
nas mesmas condições.
ENSAIO DE ÍNDICE DE SUPORTE 
CALIFÓRNIA (ISC) OU “CALIFORNIA BEARING 
RATIO” (CBR)
2. Importância do Ensaio CBR (o resultado é expresso em %):
Avalia a “resistência de um material”, comparativamente
com uma “brita ideal”, adotada com padrão (considerada
como 100%) e é utilizada como base para diversos
métodos de dimensionamento de pavimentos,
principalmente os flexíveis.
3. ENSAIO DE ÍNDICE DE SUPORTE CALIFÓRNIA
Anel 
dinamométrico 
calibrado
Macaco
• Prensa para ruptura 
do corpo de prova:
• O corpo de prova é 
previamente compactado 
para uma energia 
específica e ensaiado 
(“rompido”) após 04 
(quatro) dias em imersão 
em água, para se avaliar 
a “expansão e simular as 
condições desfavoráveis 
de saturação do material
4. Diagrama Pressão x Penetração Resultante do Ensaio
Penetração (mm)
Penetração Padrão:
2,54 mm → 70 Kgf/cm²
5,08 mm → 105Kgf/cm²
Legenda:
P1 e P2 : Pressões lidas para 2,54 mm e 5,08 mm
P1’ e P2’ : Pressões corrigidas para 2,54 mm e 5,08 mm
P
re
s
s
ã
o
 (
K
g
f/
c
m
²)
0,0
20,0
40,0
60,0
80,0
100,0
120,0
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45
P
re
ss
ão
 K
g/
cm
²
Penetração (Pol.)
P1 = 50
ABNT NBR 9895:2016 Versão Corrigida:2017 
DNER-ME 172/16
C
C
C
P2 = 88
2,54 mm 5,08 mm
Cálculos:
CBR(1) = (50/70) x 100 ≈ 71,4 ≈ 71%
CBR(2) = (88/105) x 100 ≈ 83,8 ≈ 84%
CBR (final) ≈ 84%
5. Exemplo de Curva de Resultado do Ensaio de Índice de
Suporte Califónia (ISC) / California Bearing Ratio (CBR)
(Energia: Proctor Intermediário)