AULA - Compactação

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MECÂNICA DOS SOLOS
Profª Me. Juliana Maria de Souza
Compactação
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
CAMPUS APUCARANA
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COMPACTAÇÃO
Função de quatro variáveis:
Peso específico seco
Umidade
Energia de compactação
Tipo de solo
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COMPACTAÇÃO X ADENSAMENTO
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	COMPACTAÇÃO	ADENSAMENTO
	Diminuição dos vazios por expulsão do ar	Diminuição dos vazios por expulsão da água dos interstícios do solo
	Cargas dinâmicas	Cargas estáticas
	Efeito imediato	Efeito depende do tempo
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CURVA DE COMPACTAÇÃO
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CURVA DE COMPACTAÇÃO
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Ao se aplicar certa energia de compactação (n° de passadas de um equipamento em campo ou n° de golpes de um soquete), a massa específica seca resultante é função da umidade em que o solo estiver
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CURVA DE COMPACTAÇÃO
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Na compactação, a quantidade de partículas sólidas e de água são constantes. Logo, o aumento de massa específica corresponde a expulsão de ar dos vazios
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CURVA DE COMPACTAÇÃO
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Ramo seco: como a umidade de compactação é baixa, o atrito entre as partículas será alto e não se consegue significativa redução de vazios
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CURVA DE COMPACTAÇÃO
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Ramo úmido: como a umidade de compactação é elevada, a água provocará um efeito de lubrificação nas partículas, que deslizarão entre si, acomodando-se num arranjo mais compacto com dificuldade de expulsão do ar
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CURVA DE COMPACTAÇÃO
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Teor de umidade ótimo e peso específico seco máximo
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CURVA DE COMPACTAÇÃO
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O peso específico seco máximo e a umidade ótima dependem da energia aplicada na compactação
A energia ou esforço de compactação se refere ao trabalho executado no solo e seu volume após a compactação
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ENERGIA DE COMPACTAÇÃO
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ENERGIA DE COMPACTAÇÃO
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	Proctor Normal	
	Proctor Intermediário	
	Proctor Modificado	
A energia de compactação normal utiliza o soquete pequeno, enquanto as energias intermediária e modificada utilizam o soquete grande
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ENERGIA DE COMPACTAÇÃO
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	SOQUETE	PEQUENO	GRANDE
	Peso	2500 g	4536 g
	Altura de queda	30,5 cm	45,7 cm
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ENERGIA DE COMPACTAÇÃO
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	Cilindro	Características de cada energia	Energia		
			Normal	Intermediária	Modificada
	Pequeno	Soquete	Pequeno	Grande	Grande
		N° de camadas	3	3	5
		N° de golpes por camada	26	21	27
	Grande	Soquete	Grande	Grande	Grande
		N° de camadas	5	5	5
		N° de golpes por camada	12	26	55
		Altura do disco espaçador	63,5 cm	63,5 cm	63,5 cm
ABNT NBR 7182/2016 
Com o aumento da energia de compactação, ocorre uma redução do teor de umidade ótimo e uma elevação do valor do peso específico aparente seco
Os ensaios de Proctor intermediário e modificado surgiram devido aos novos equipamentos de campo de grande porte que possibilitaram a elevação da energia de compactação, implementando uma maior velocidade na construção do aterro
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ENERGIA DE COMPACTAÇÃO
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ENERGIA DE COMPACTAÇÃO
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Também chamado de ensaio de Proctor
ABNT NBR 7182/2016 (versão corrigida 2020): Solo – Ensaio de Compactação
Energia normal
Energia intermediária
Energia modificada
Em solos com partículas quebradiças cada ponto deve utilizar uma amostra virgem
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ENSAIO DE COMPACTAÇÃO
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O objetivo do ensaio é obter a curva de compactação e definir o teor de umidade ótimo e o peso específico máximo para a energia especificada
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ENSAIO DE COMPACTAÇÃO
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Amostra deformada
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ENSAIO DE COMPACTAÇÃO
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Amostra indeformada
Secar a amostra deformada até a umidade higroscópica, destorroar o material e passar na peneira #4 (4,8 mm)
Tomar a quantidade de amostra preparada conforme indica a NBR 6457 (cilindro pequeno com reuso de material: 3 kg)
Adicionar água ao material até se obter um teor de umidade em torno de 5% abaixo da umidade ótima presumível e homogeneizar a umidade do material
Em solos de difícil homogeneização da umidade, deve-se colocar a amostra em saco plástico e mantê-la em câmara úmida por 24h antes do início do ensaio
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ENSAIO DE COMPACTAÇÃO
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Depois de homogeneizado o material, prosseguir com a compactação, atentando para o cilindro e soquete que serão utilizados, bem como a energia, número de camadas e de golpes 
A compactação de cada camada deve ser precedida de uma ligeira escarificação da camada subjacente
Após a compactação da última camada, rasar o material sobressalente com auxílio da régua biselada 
Remover o molde da base e pesar o conjunto solo + cilindro
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ENSAIO DE COMPACTAÇÃO
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ENSAIO DE COMPACTAÇÃO
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ENSAIO DE COMPACTAÇÃO
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ENSAIO DE COMPACTAÇÃO
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Pela subtração da massa do cilindro se obtém a massa úmida do solo (Mu)
Com auxílio do extrator, retirar o corpo de prova do cilindro e separar uma amostra do centro para verificação da umidade (h)
Destorroar o material e passar na peneira de 4,8 mm, juntar com o material remanescente e adicionar água de modo a incrementar a umidade em cerca de 2%
Repetir o processo até se obter no mínimo 5 pontos
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ENSAIO DE COMPACTAÇÃO
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ENSAIO DE COMPACTAÇÃO
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ENSAIO DE COMPACTAÇÃO
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ENSAIO DE COMPACTAÇÃO
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ENSAIO DE COMPACTAÇÃO – VALORES TÍPICOS
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A NBR 7182/2016 prevê as seguintes alternativas de ensaios:
a) Com pré-secagem até a umidade higroscópica e reutilização do material
b) Com pré-secagem até a umidade higroscópica e sem reutilização do material
c) Sem reuso de material com umidade colocada a 5% abaixo da ótima
d) Sem reuso de material com umidade colocada a 3% acima da ótima
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MÉTODOS ALTERNATIVOS DE COMPACTAÇÃO
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COMPACTAÇÃO EM CAMPO
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	Estática	Dinâmica
	Compressão: rolo liso
Amassamento: rolo pé de carneiro	Impacto
Vibração
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COMPACTAÇÃO EM CAMPO
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Dentre os fatores que influenciam na escolha do método de compactação temos:
Energia de compactação: peso do equipamento, n° de camadas, espessura da camada, velocidade do rolo
Umidade:
RAMO SECO: deve ser feita a irrigação com caminhão tanque com barra de distribuição e bomba hidráulica
RAMO ÚMIDO: deve ser feita a aeração do solo com escarificadores ou motoniveladoras
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COMPACTAÇÃO EM CAMPO
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COMPACTAÇÃO EM CAMPO
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COMPACTAÇÃO EM CAMPO
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COMPACTAÇÃO EM CAMPO
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Dentre os fatores que influenciam na escolha do método de compactação temos:
Número de passadas: verifica-se uma maior eficiência nas primeiras passadas, sendo que o número ideal varia de 6 a 12. Nessa situação, é mais eficiente aumentar o peso do equipamento ou diminuir sua velocidade
Espessura da camada: depende do tipo de solo, sendo 30 cm a espessura máxima normalmente (20 cm no caso de solos granulares)
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COMPACTAÇÃO EM CAMPO
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COMPACTAÇÃO EM CAMPO
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Dentre os fatores que influenciam na escolha do método de compactação temos:
Velocidade de rolagem: no início se usam velocidades baixas e a medida que o solo vai se compactando pode-se aumentar a velocidade
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COMPACTAÇÃO EM CAMPO
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Compactação por pressão
Indicado para solos granulares, com espessura de até 20 cm
Promove um acabamento superficial de textura lisa
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ROLOS LISOS
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ROLOS VIBRATÓRIOS
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Compactação por vibração
Indicado para solos granulares
Em velocidades baixas apresentam melhores resultados
Podem ser lisos ou com patas
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ROLOS PÉ DE CARNEIRO
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Indicado para solos coesivos (argilosos e siltosos)
A compactação é feita por amassamento e pressão
A espessura das camadas varia de 10 a 20 cm
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ROLOS PNEUMÁTICO
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Tem bom desempenho em quase todos os tipos de solos
A compactação é feita por amassamento e pressão
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ROLOS COMBINADOS
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Combinação de dois rolos compactadores
Mais indicados para pequenas obras ou obras com difícil acesso
Normalmente utilizados em reaterros e valas
Indicado para todos os tipos de solos
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COMPACTADORES MANUAIS
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COMPACTAÇÃO EM CAMPO
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COMPACTAÇÃO EM CAMPO
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Usados para determinar o número de passadas, espessura das camadas, velocidade de rolagem e outros parâmetros de compactação
Simulam ensaios laboratoriais
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ATERROS EXPERIMENTAIS
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Grau de compactação:
DNIT: o grau de compactação deve ser superior a 95% e a umidade ótima deve ter variação máxima de ± 3%
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COMPACTAÇÃO EM CAMPO
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Escolha da área de empréstimo: distância de transporte, características geotécnicas, umidade natural do solo
Limpeza e regularização da área
Lançamento e espalhamento do material: motoscrapers ou unidades de transporte
Regularização da camada: motoniveladora
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COMPACTAÇÃO EM CAMPO - PROCEDIMENTOS
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Pulverização e homogeneização do material da camada: remoção e desagregação de torrões, materiais aglomerados e fragmentos. Utilização de escarificadores ou arados de disco
Acerto de umidade: aeração ou irrigação
Compactação: equipamento de acordo com o serviço
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COMPACTAÇÃO EM CAMPO - PROCEDIMENTOS
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Controle de compactação: controle da umidade ótima e massa específica seca aparente
Escarificação para execução da próxima camada
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COMPACTAÇÃO EM CAMPO - PROCEDIMENTOS
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Métodos expeditos:
Método Speedy
Carbureto de cálcio
Método da frigideira
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COMPACTAÇÃO EM CAMPO
DETERMINAÇÃO DA UMIDADE
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COMPACTAÇÃO EM CAMPO
DETERMINAÇÃO DA UMIDADE
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Métodos expeditos:
Método Speedy
Carbureto de cálcio
Método da frigideira
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COMPACTAÇÃO EM CAMPO
DETERMINAÇÃO DA UMIDADE
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COMPACTAÇÃO EM CAMPO
DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA SECA
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Método do frasco de areia
Método do cilindro cortante
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COMPACTAÇÃO EM CAMPO
DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA SECA
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COMPACTAÇÃO EM CAMPO
DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA SECA
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Método do frasco de areia
Método do cilindro cortante
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COMPACTAÇÃO EM CAMPO
DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA SECA
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Realizar um ensaio a cada 1000 m³ de material compactado
Nas camadas finais, realizar um ensaio a cada 100m de extensão, sendo alternado entre o centro e as bordas da camada
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FREQUÊNCIA NO CONTROLE DE COMPACTAÇÃO
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Considere um solo compactado com os seguintes parâmetros: e . Depois de realizada a compactação desse solo em um subleito, foi realizado o ensaio do cilindro de cravação para verificar o grau de compactação. Os dados do ensaio estão mostrado na tabela abaixo:
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EXEMPLO
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Num ensaio de compactação os corpos de prova foram moldados em 3 camadas, no cilindro Proctor Normal, com um soquete de 4,5 kg e 45 cm de altura, aplicando-se 12 golpes por camada. Calcular a energia de compactação.
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EXERCÍCIO
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ENERGIA DE COMPACTAÇÃO
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	Cilindro	Características de cada energia	Energia		
			Normal	Intermediária	Modificada
	Pequeno	Soquete	Pequeno	Grande	Grande
		N° de camadas	3	3	5
		N° de golpes por camada	26	21	27
	Grande	Soquete	Grande	Grande	Grande
		N° de camadas	5	5	5
		N° de golpes por camada	12	26	55
		Altura do disco espaçador	63,5 cm	63,5 cm	63,5 cm
ABNT NBR 7182/2016 
Um ensaio de compactação forneceu os seguintes pontos:
Trace a curva de compactação e encontra a úmida ótima e massa específica seca aparente máxima.
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EXERCÍCIO
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Um ensaio de compactação forneceu os seguintes pontos:
Trace a curva de compactação e encontra a úmida ótima e massa específica seca aparente máxima.
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EXERCÍCIO
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