MECÂNICA DOS SOLOS_APRESENTAÇÃO DE AULAS_PARTE 5_COMPACTAÇÃO

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Professor: Euder de Souza Marques
MECÂNICA DOS SOLOS E GEOLOGIA
COMPACTAÇÃO
8. COMPACTAÇÃO
• COMPACTAÇÃO DO SOLO: processo manual ou mecânico que visa reduzir seu volume de
vazios e, assim, aumentar sua resistência, tornando-o mais estável;
• É um método de estabilização de solos que se dá por aplicação de alguma forma de energia
mecânica (compressão estática, impacto, vibração ou amassamento);
• Seu efeito confere ao solo:
� Aumento de seu peso específico aparente seco (Ɣs);
� Aumento da resistência à compressão;
� Aumento da tensão admissível;
� Aumento da resistência ao cisalhamento;
� Redução da permeabilidade.
8. COMPACTAÇÃO
• O aumento do peso específico aparente seco de um solo (Ɣs), produzido pela compactação,
depende :
� Da energia de compactação dispendida (equipamentos específicos);
� Do teor de umidade (a água funciona como lubrificante, permitindo o escorregamento entre as
partículas);
• Observar que na compactação há expulsão de ar não de água;
• A constituição de um solo determina o melhor método de compactação a ser utilizado. Há 03 grupos
básicos de solo:
� Coesivos (siltes e argilas);
� Granulares (areias e pedregulhos);
� Orgânico (este solo não é adequado para aplicação na engenharia civil e não será discutido aqui).
8. COMPACTAÇÃO
8. COMPACTAÇÃO
• Compactação de solos coesivos (siltes e argilas):
� A energia de compactação poderá ser menor, pois o atrito entre as partículas é menor.
• Compactação de solos granulares (areias e pedregulhos):
� A energia de compactação deverá ser maior para vencer o forte atrito entre as partículas.
• Apenas no TEOR DE UMIDADE ÓTIMA (hót.) se atinge o PESO ESPECÍFICO APARENTE SECO
MÁXIMO (Ɣsmáx.) que corresponde à maior resistência do solo:
• Se a umidade do solo estiver abaixo da ótima no momento da compactação, a água presente não será
suficiente para promover a correta “lubrificação” entre as partículas, ocasionando uma acomodação
incompleta e deficiente, tendo como consequência um “Ɣs baixo”;
• Se a umidade do solo estiver acima da ótima no momento da compactação, o excesso de água presente
ocupará os vazios que as partículas de solo deveriam ocupar, ocasionando também uma acomodação
incompleta e deficiente, tendo como consequência um “Ɣs baixo”.
8. COMPACTAÇÃO
• ENERGIA DE COMPACTAÇÃO: criada pelo Engenheiro norte-americano RALPH PROCTOR em
1933, daí os ensaios recebem seu nome (PROCTOR);
• O ensaio PROCTOR simula em laboratório a energia de compactação a ser aplicada para se obter
de uma amostra de solo o PESO ESPECÍFICO APARENTE SECO MÁXIMO (Ɣsmáx.) em função de
um TEOR DE UMIDADE ÓTIMA (hót.)
• No Brasil este ensaio é padronizado pela NBR-7182;
NORMAS\NBR 7182_1986.pdf
8. COMPACTAÇÃO
• O PESO ESPECÍFICO APARENTE SECO MÁXIMO (Ɣsmáx.) e TEOR DE UMIDADE ÓTIMA (hót.)
são obtidos traçando-se a curva de compactação do solo, em que este solo é ensaiado com 05
teores de umidade distintas.
8. COMPACTAÇÃO
• ENSAIO DE COMPACTAÇÃO
8. COMPACTAÇÃO
• Energia de compactação (EC) é aplicada em laboratório de forma que simule a situação de campo
(conforme NBR-7182:1986):
8. COMPACTAÇÃO
• PROCESSOS DE COMPACTAÇÃO:
� COMPRESSÃO ESTÁTICA e AMASSAMENTO: A
compactação acontece quando as forças aplicadas
rompem o estado natural de ligação das partículas,
que mudam para uma posição mais estável dentro do
material.
� IMPACTO: Cria uma força de compactação muito
maior que uma carga estática equivalente. Isto
acontece porque o peso em queda transforma a sua
velocidade em energia quando do impacto, gerando
uma onda de pressão para dentro do solo.
8. COMPACTAÇÃO
� VIBRAÇÃO: É a mais complexa força de
compactação. As máquinas vibratórias produzem uma
rápida sequência de ondas de pressão que se
espalham em todas as direções.
8. COMPACTAÇÃO
• PRINCIPAIS EQUIPAMENTOS DE COMPACTAÇÃO
� ROLO PÉ DE CARNEIRO
� Indicado para solos coesivos (argilas e siltes)
• Processos de compactação (quando não vibratório):
� Compressão estática e amassamento
• Processos de compactação (quando vibratório):
� Compressão estática e amassamento
� Vibração
8. COMPACTAÇÃO
• PRINCIPAIS EQUIPAMENTOS DE COMPACTAÇÃO
� ROLO LISO
� Indicado para solos granulares (areias e pedregulhos)
• Processos de compactação (quando não vibratório):
� Compressão estática e amassamento
• Processos de compactação (quando vibratório):
� Compressão estática e amassamento
� Vibração
vídeos compactação\ROLO LISO.wmv
8. COMPACTAÇÃO
• PRINCIPAIS EQUIPAMENTOS DE COMPACTAÇÃO
� ROLO DE PNEUS (PNEUMÁTICO)
� Indicado para solos coesivos e granulares
• Processos de compactação:
� Compressão estática
� Amassamento
• É também o processo preferido na compactação da camada final de asfalto. O
amassamento ajuda a fechar as mais finas trincas por onde poderia penetrar a umidade,
provocando sua rápida deterioração.
8. COMPACTAÇÃO
• PRINCIPAIS EQUIPAMENTOS DE COMPACTAÇÃO
� COMPACTADORES MANUAIS
� Indicados para solos coesivos ou granulares misturados com coesivos
• Processo de compactação:
� Impacto
vídeos compactação\COMPACTADOR MANUAL.wmv
8. COMPACTAÇÃO
• PRINCIPAIS EQUIPAMENTOS DE COMPACTAÇÃO
� PLACAS VIBRATÓRIAS
� Indicados para solos granulares e pavimentação asfáltica
• Processo de compactação:
� Vibração
� Amassamento
vídeos compactação\COMPACTADOR MANUAL.wmv
8. COMPACTAÇÃO
• NÚMERO DE CICLOS DE PASSADAS DOS ROLOS COMPACTADORES:
� Não existe uma regra, geralmente entre 6 e 12 ciclos (ida e volta).
• ESPESSURA DA CAMADA A SER COMPACTADA (ESPECIFICAÇÕES DNIT):
� ESPESSURA MÍNIMA: 15 a 20 cm de solo solto para 10 cm de solo compactado. A espessura
não pode ser inferior pois desagrega o material sem eficiência na compactação;
� ESPESSURA MÁXIMA: 25 a 30 cm de solo solto para 20 cm de solo compactado. A
espessura não pode ser maior pois a energia de compactação não atinge as camadas mais
profundas. Se a espessura for maior, teremos uma camada compactada por cima e outra solta
por baixo (capacidade de carga deficiente).
• GRAU DE COMPACTAÇÃO (%):
8. COMPACTAÇÃO
• CONTROLE DE COMPACTAÇÃO:
� 01 ensaio para cada 100 m de pista, por camada, determinada pelos métodos DNER-ME
092/94 ou DNER-ME 036/94, em locais escolhidos aleatoriamente. Para pistas de extensão
limitada, com áreas de, no máximo, 4000 m², deverão ser feitas pelo menos 5 determinações
por camada, para o cálculo do grau de compactação (GC).
� Não serão aceitos valores de grau de compactação inferiores a 100% em relação à massa
específica aparente seca máxima obtida no laboratório.
8. COMPACTAÇÃO
• DETERMINAÇÃO DO PESO ESPECÍFICO APARENTE SECO NO CAMPO:
• Métodos mais utilizados para determinação do Teor de umidade (h) no campo:
� Método da frigideira (conforme DNER): A amostra de solo é “fritada” numa frigideira aquecida
por um fogareiro a álcool, onde a água evapora.
� Método do aparelho SPEEDY: Frasco preenchido com carbureto de cálcio (reagente). A
amostra de solo é inserida em seu interior e misturada com o reagente que evapora a água.
8. COMPACTAÇÃO
• Método utilizado para determinação do “Volume do furo”:
� Cone ou frasco de areia
•Um pequeno furo de 6”(15cm) por 6”(15cm) de
profundidade é cavado no solo compactado a ser
testado. O material é removido e pesado, então é
seco e pesado novamente para determinar o seu
teor de umidade (h). O volume exato furo é
determinado pelo seu enchimento com areia seca
proveniente do CONE DE AREIA.
8. COMPACTAÇÃO
• Procedimento executivo:
1. Escarificação do material quando o terreno for existente;
2. Terraplanagem e acerto do greide (conforme elevações de projeto)
8. COMPACTAÇÃO
• Procedimento executivo:
3. Correção da umidade e homogeneização do solo;
4. Compactação com rigoroso controle tecnológico.
8.COMPACTAÇÃO
• Procedimento executivo:
5. Imprimação betuminosa quando o solo for ficar muito tempo exposto ao ambiente,
como forma de evitar a perda de umidade e compactação.
8. COMPACTAÇÃO
• Procedimento executivo:
5. Exemplo de barragem de um aterro industrial
vídeos compactação\PROCEDIMENTO COMPACTAÇÃO.wmv