COMPACTAÇÃO DOS SOLOS

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COMPACTAÇÃO DOS SOLOS
COMPACTAÇÃO
Visa aumentar a compacidade do solo pela redução do índice de vazios através de meios mecânicos.
O objetivo da compactação e a melhoria e a estabilidade de propriedades mecânicas dos solos, por meio de:
• redução da compressibilidade;
• aumento da resistência;
• redução da variação volumétrica;
• redução na permeabilidade;
• Aumento do peso específico do solo seco.
As principais aplicações das técnicas de compactação estão associadas a construção de aterros, barragens e camadas de pavimentos.
O procedimento básico de compactação em campo consiste no lançamento do material de empréstimo ou do próprio local, seguido da passagem de equipamentos que transmitem ao solo a energia de compactação por meio de carga móvel ou estática.
COMPACTAÇÃO
Proctor (1933) em observações sobre compactação, notou que aplicando determinada energia de compactação (um certo número de passadas de um determinado equipamento no campo, ou um certo número de golpes de um soquete sobre o solo contido em um molde), o peso específico seco resultante, dependia do teor de umidade com a qual a compactação havia sido executada. 
Em um solo seco quanto maior a quantidade de água  efeito de lubrificação e deslizamento de partículas  melhoria da compactação  diminuição do índice de vazios. 
Porém muita água ocupa todos os vazios grau de saturação elevado  água ocupa os vazios que poderiam ser ocupados pelos grãos  pesos específicos secos menores.
A resistência aumenta devido o aumento da área de contato entre as partículas, diminuindo a deformabilidade do solo, tornando ele mais denso dificultando a passagem de água.
Assim existe para uma determinada energia aplicada, uma umidade ótima (wót) que conduz a um peso específico seco máximo (γs máx).
COMPACTAÇÃO
Curva de Compactação
Atrito entre as partículas – difícil compactação
Lubrificação das partículas – fácil compactação melhor expulsão do ar.
COMPACTAÇÃO
Tipos de solos: 
Grossos: Teor de Umidade Otimo menor  peso especifico seco maior
Finos  Argiloso : Teor de umidade ótimo maior  levando a menores peso específicos seco.
COMPACTAÇÃO
Tipos de solos: 
Grossos: Teor de Umidade Otimo menor  peso especifico seco maior
Finos  Argiloso : Teor de umidade ótimo maior  levando a menores peso específicos seco.
COMPACTAÇÃO
Ensaio de Compactação
O Ensaio de Proctor é padronizado no Brasil pela ABNT (NBR 7.182/2016). Consiste na determinação experimental da correlação entre γd e w para uma dada energia de compactação (curva de compactação).
Pega-se uma amostra de solo previamente seca ao ar e destorroada. 
Inicia-se o ensaio, acrescentando-se água até que o solo fique com cerca de 5% de umidade abaixo da umidade ótima.
Uniformizando-se bem a umidade, uma porção do solo é colocada num cilindro padrão (10 cm de diâmetro, altura de 12,73 cm, volume de 1.000 cm3 ) e submetida a 26 golpes (anteriormente, o número de golpes era 25) de um soquete com massa de 2,5 kg e caindo de uma altura de 30,5 cm;
Apos a aplicação dos golpes, que simulam o processo de compactação em campo, faz‑se a determinação do teor de umidade e do peso especifico aparente seco. O ensaio e repetido cinco vezes, com a adição de agua para variação do teor de umidade. Com os resultados, plota‑se um grafico e determina‑se a umidade otima.
COMPACTAÇÃO
Ensaio de Compactação
COMPACTAÇÃO
Com o desenvolvimento das técnicas de compactação e para atender as exigências do padrão de compactação (equipamentos mais potentes, maior produtividade etc.), foram propostas modificações na energia de compactação desde o ensaio original, também chamado de ensaio de Proctor, o qual se considera realizado na energia normal.
Assim, definem‑se três energias de compactação: energia normal, intermediaria e modificada.
Chama-se energia ou esforço de compactação (Ec) o trabalho realizado durante o processo de compactação de uma amostra de solo de volume final V.
O projetista sempre deve especificar qual a energia que devera ser utilizada em campo para a compactacao, seja do aterro, seja das camadas de pavimento ou de outro servico que exija a operacao de quipamentos especializados. A energia especificada deve ser coerente com os experimentos de laboratorio realizados para caracterizacao do solo.
COMPACTAÇÃO
COMPACTAÇÃO
Ensaio índice de suporte Califórnia (California Bearing Ratio [CBR])
O CBR e um parâmetro utilizado em larga aplicação em projetos e controles tecnológicos de pavimentação. Todos os materiais aplicados nas camadas interiores da estrutura de pavimento, como o subleito, reforço do subleito, sub‑base e base, são especificados e controlados tecnologicamente durante a obra por meio do ensaio de CBR.
O Índice de Suporte Califórnia (ISC ou CBR - California Bearing Ratio) é a relação, em percentagem, entre a pressão exercida por um pistão de diâmetro padronizado necessária à penetração no solo até determinado ponto (0,1”e 0,2”) e a pressão necessária para que o mesmo pistão penetre a mesma quantidade em solo-padrão de brita graduada. 
Através do ensaio de CBR é possível conhecer qual será a expansão de um solo sob um pavimento quando este estiver saturado, e fornece indicações da perda de resistência do solo com a saturação. Apesar de ter um caráter empírico, o ensaio de CBR é mundialmente difundido e serve de base para o dimensionamento de pavimentos flexíveis. 
COMPACTAÇÃO
Ensaio índice de suporte Califórnia (California Bearing Ratio [CBR])
COMPACTAÇÃO
Compactação no campo:
a compactação pode ser por pressão estática, vibração ou por impacto. A escolha por um ou por outro procedimento e função do tipo de solo e do equipamento utilizado. As principais características de cada procedimento são:
• Pressão estática: aplicada por rolos estáticos (cilindro liso, de pneus e pé de carneiro). Ocorrem inicialmente deformações plásticas. A medida que o solo densifica, predominam deformações elásticas.
• Vibração: aplicada por rolos e compactadores vibratórios. Produz‑se o deslocamento de sucessivas e rápidas ondas de pressão que movimentam as partículas e reduzem o atrito entre elas.
• Impacto aplicado por apiloadores e cargas de impacto: e gerada uma onda de pressão que atua em grande profundidade.
COMPACTAÇÃO
Compactação no campo:
Rolos pé-de-carneiro: são adequados para solos argilosos, por penetrar na camada nas primeiras passadas, atingindo a parte inferior da camada e evitando que uma placa superficial se forme e reduza a ação do equipamento em profundidade. Empregado na compactacao de solos coesivos (argilas e siltes) em camadas de 10 a 20cm.
COMPACTAÇÃO
Compactação no campo:
Rolos pneumáticos são eficientes para uma grande variedade de solos, devendo ter o seu peso e a pressão dos pneus adaptada em cada caso. A pressão de contato e função da pressão interna dos pneus, sendo que se aumenta a carga por roda com o emprego de lastro. Exceto: areias uniformes
COMPACTAÇÃO
Compactação no campo:
Rolos vibratórios são especialmente aplicados para solos granulares. O próprio equipamento de transporte dos solos provoca sua compactação. Em aterros pequenos de pouca responsabilidade, um caminhão de transporte, ou uma pá carregadeira pesada, carregado podem substituir um equipamento específico de compactação. Utilizado na compactacao de solos granulares (areias, pedregulhos, britas) lancados em camadas < 15 cm.
COMPACTAÇÃO
Controle de compactação no campo
O controle de compactação em campo consiste na aferição do grau de compactação atingido, comparando‑o com o especificado em projeto. A expressão para determinação do grau de compactação e dada pela equação a seguir.
A determinação do valor máximo e realizada em laboratório, com as amostras utilizadas para o projeto. O controle da execução e realizado pela determinação do teor de umidade (“Speedy Moisture Test” e/ou Método da Frigideira) e pela determinação da massa especifica aparente seca pelo método do frasco de areia.
COMPACTAÇÃO
Controle de compactação no campo – Speedu Test
COMPACTAÇÃO
Controle de compactaçãono campo – Método da Frigideira
COMPACTAÇÃO
Controle de compactação no campo – Exemplo
Especificou‑se que um aterro deve ser compactado com grau de compactacao de pelo menos 95% e com umidade no intervalo de “wot – 2% < w < wot + 1%.
Os resultados obtidos no ensaio de compactacao em laboratorio indicam umidade otima (wot) de 22,5% para massa especifica aparente seca maxima (rdmax) de 1,558 g/cm3.
Em que umidade o solo pode estar na ocasiao da compactacao? A qual densidade (massa especifica aparente seca) ele deve ser compactado?