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Índice de Suporte Califórnia

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Rita Moura Fortes 
1/1 
4. ÍNDICE DE SUPORTE CALIFÓRNIA (ISC) OU CBR (CALIFÓRNIA) 
 
Esse ensaio foi concebido pelo Departamento de Estradas de Rodagem da California 
(USA) para avaliar a resistência dos solos. 
No ensaio de CBR, é medida a resistência à penetração de uma amostra saturada 
compactada segundo o método Proctor. Para essa finalidade, uma pistão com seção 
transversal de 3 pol2 penetra na amostra à uma velocidade de 0,05 pol/min. 
O valor da resistência à penetração é computado em porcentagem, sendo que 100% é 
o valor correspondente à penetração em uma amostra de brita graduada de elevada 
qualidade que foi adotada como padrão de referência. 
 
4.1 Ensaio de Capacidade de Suporte CBR (Índice de Suporte Califórnia – ISC) 
 
O ensaio de suporte Califórnia CBR, California Bearing Ratio, é padronizado no Brasil 
pela norma ABNT 9895. 
O ensaio é composto por três etapas: 
‰ compactação do corpo de prova: são compactados com cinco teores de 
umidade uma amostra, segundo o método Proctor. Com esta finalidade, o molde 
grande de bronze ou material tratado (banho eletrolítico ou ferro galvanizado) de 
diâmetro de 6 polegadas - aproximadamente152 mm é fixado na base perfurada, 
mostrada na figura 4.1 (a), sendo colocado no fundo do molde um disco espaçador de 
63,5 mm de altura, cuja função é de que o solo a ser compactado não ocupe 
totalmente o molde, promovendo um espaço para posterior colocação da sobrecarga a 
ser utilizada na determinação da expansão. Coloca-se o colarinho (figura 4.1 (a) e o 
papel filtro no fundo do molde (figura 4.1 (b)), o molde é apoiado sobre uma base rígida 
preferencialmente de concreto (massa superior a 100 kg) e o solo compactado em 
cinco camadas, com o soquete grande, sendo que o número de golpes depende da 
energia de compactação (normal – 12, intermediária – 26 e modificada – 55 golpes) 
(vide esquema da figura 4.1 (c) e figura 4.2 (a)). É importante que sempre antes de 
lançar nova camada se faça a escarificação da camada compactada, de maneira a 
promover a aderência entre as mesmas. Após a compactação, retira-se o molde da 
base perfurada, inverte-o retirando o disco espaçador e pesa-o (molde mais o solo) 
(vide figura 4.2 (b). Determinando-se o teor de umidade é possível obter-se a curva de 
compactação (γs x h) (figura 4.2 (c). 
 
 
 
Figura 4.1 (a) Base perfurada, (b) colocação do papel filtro, (c) esquema da 
compactação. 
 
 
disco espaçador 
Cinco camadas de solo 
Soquete grande 
Molde grande 
Rita Moura Fortes 
2/2 
 
Figura 4.2 - (a) compactação do corpo de prova, (b) pesagem e (c) curvas típicas 
de compactação. 
 
‰ obtenção da curva de expansão: após a compactação: sobre o corpo de prova 
dentro do molde cilíndrico, no espaço deixado pelo disco espaçador, é colocado o 
prato com haste perfurado e sobre este o disco anelar de aço que é dividido em duas 
partes com aproximadamente 2270 g (10 lbs) (vide figura 4.3 (a) e (b)), sendo que 
cada parte da carga anular (5 lbs) corresponde a sobrecarga de aproximadamente 2,5 
polegadas de pavimento. Sobre a haste do prato perfurado, é apoiada a haste`do 
relógio comparador fixado no porta-extensômetro, anotando-se a leitura inicial (figura 
4.3 (c)). Coloca-se o corpo de prova imerso por 4 dias, medindo-se a expansão (figura 
4.4 (a)), que é definida como a relação entre o aumento de altura do corpo de prova 
(expansão) e a sua altura inicial, expresso em porcentagem . 
 
 
 
Figura 4.3 (a) Disco anelar de carga (b) e (c) montagem e esquema para determinação 
da expansão. 
. 
 
Na figura 4.4 está apresentado corpos de prova imersos, sendo que na (c) e (d) tem-se 
detalhes da medida para determinação da expansão. 
 
 
 
 
(b) (a) 
argila
areiaγs(g/cm³)
h (%)
silte
(c) 
 
Solo compactado 
Molde cilíndrico 
Prato perfurado com haste 
Disco anelar de 
sobrecarga 
Relógio comparador 
Porta-extensômetro 
Rita Moura Fortes 
3/3 
Figura 4.4 – Determinação da expansão. 
 
 
‰ medida da resistência à penetração: Retira-se o corpo de prova da embebição 
e de sobre ele o prato perfurado com a sobrecarga e deixa escorrer (drenar) por 15 
minutos. Após, recoloca-se a sobrecarga e leva-se o corpo de prova à prensa para ser 
rompido através da penetração do pistão a uma velocidade de 1,27 mm/min. São 
anotadas as leituras para as penetrações de 0,63; 1,27; 1,90; 2,54; 3,17; 3,81; 4,44; 
5,08; 6,35; 7,62; 8,89; 10,16; 11,43 e 12,70 mm, sendo que esta última leitura 
corresponde ao tempo de 10 minutos. No caso de se utilizar de uma prensa com anel 
dinamométrico (figura 4.5 (a)), anota-se as leituras do relógio comparador acoplado ao 
mesmo, em mm, que medem encurtamentos diametrais provenientes da atuação das 
cargas. e multiplicando-se este valor lido pela “constante do anel”, que é obtida quando 
da sua calibração (curva da carga aplicada ao anel versus a leitura do relógio 
comparador), obtém-se o valor da carga, que dividida pela seção transversal do pistão 
resulta no valor da pressão aplicada. No caso de se utilizar de uma célula de carga, a 
leitura é direta (figura 4.5 (b) e (c)). A velocidade de penetração do pistão é controlada 
com o auxílio de um cronômetro e do acompanhamento dos valores da penetração 
registrados no relógio comparador fixado no pistão e com a haste apoiada no molde 
(vide esquema da figura 4.5 (d). 
Com este valores traça-se a curva pressão versus penetração ou carga versus 
penetração (vide figura 4.6). 
Figura 4.5 – Prensa do ensaio do CBR. 
(d) 
 
(a) (b) (c) 
relógio comparador 
Anel dinamométrico 
ou célula de carga 
macaco 
manivela 
solo 
sobrecarga 
molde 
pistão 
�������
�������
����������������������
���������������
���������������
���������������
�����������������������������������
Rita Moura Fortes 
4/4 
 
Figura 4.6 - Curva pressão versus penetração – gráfico com correção. 
 
A correção da curva apresentada na figura 4.6 é necessária quando ocorre ponto de 
inflexão, sendo necessário traçar a tangente até sua intersecção com eixo das 
abcissas, obtendo-se o valor do deslocamento c, sendo que a curva corrigida iniciaria 
no ponto de intersecção da tangente com o eixo das abcissas. Assim sendo, as leituras 
P1 e P2, correspondentes respectivamente à penetração de 2,54 mm (0,1” ou 1000 
psi) e 5,08 (0,2”ou 1500 psi) deverão ser deslocadas de c, como mostrado na figura 
4.6, obtendo-se os valores P1’ e P2’, que são os valores da pressões corrigidas. 
Este tipo de curva ocorre principalmente quando se utiliza equipamento manual, devido 
a sensibilidade do operador no início do ensaio em relação a resposta dada pelo solo à 
aplicação da carga, sendo difícil manter-se a velocidade constante. Hoje já existem 
disponíveis equipamentos automáticos que mantém a velocidade de aplicação de 
carga constante e portanto fornecem curvas sem necessidade de correção. 
Para o cálculo do valor do índice de suporte Califórnia é adotado o maior dos valores 
obtidos para as pressões lidas (se a curva não apresenta inflexão) ou corrigidas nas 
penetrações de 2,54 mm e de 5,08 mm. Geralmente o valor correspondente à 
penetração de 5,08 mm é o maior e caso ocorra o inverso, costuma-se repetir o ensaio 
para dirimir qualquer dúvida. O valor do CBR é dado pela equação: 
 
 
 
Os valores correspondentes à pressão padrão para as penetrações de 2,54 e de 5,08 
estão na tabela 4.6 e são aquelas obtidas para a amostra de brita graduada de alta 
qualidade que foi utilizada como padrão de referência e apresenta CBR = 100%. 
 
Penetração (mm) 5,08 
(0,2”) c
2,54 
(0,1”) 
c
P1
P1’
c
P2
P2’
Pressão
(MPa)
P1 e P2 Pressões lidas para 2,54 e 5,08 mm 
P1’ e P2’ Pressões corrigidas para 2,54 e 5,08 mm 
Pressão calculada (lida) ou pressão corrigida 
ISC ou CBR = 
Pressão padrão 
X 100 
Rita Moura Fortes 
5/5 
Tabela 4.1 – Valores correspondentes à pressão padrão para penetrações de 2,54 e 
5,08 mm 
Penetração (mm) Pressão Padrão (MPa) 
2,54 6,90 
5,08 10,35 
 
 
Na figura 4.7 estão apresentados os resultados do ensaio, que deverãoser 
apresentados em uma única folha: 
‰ curva de compactação (massa específica aparente seca versus teor de umidade): 
assinalando-se a massa específica aparente seca máxima e o respectivo teor de 
umidade (teor de umidade ótimo); 
‰ curva de expansão versus teor de umidade: destacando-se o valor da expansão 
correspondente ao teor de umidade ótimo obtido na curva de compactação; 
‰ curva do CBR ou ISC versus teor de umidade: anotando-se o valor correspondente 
ao teor de umidade ótimo (obtido na curva de compactação). 
 
 
 
Figura 4.7 Apresentação dos resultados do ensaio para determinação da capacidade 
de suporte (ISC ou CBR). 
 
Yoder & Witczak recomendam a utilização da fórmula de correlação entre o valor de 
CBR e o Módulo de elasticidade do material, desenvolvida por Huekelom e Foster onde 
E = 1500 CBR porém que se faça com muita cautela. 
Como o ensaio de CBR é largamente utilizado como elemento de dimensionamento de 
pavimento e, o ensaio “in situ” apresenta grandes dificuldades logísticas, é prática 
comum a coleta de material da jazida ou da cota na profundidade onde deve ser o topo 
TEOR DE UMIDADE (%) 
EXPANSÃO (%)
CBR (%)
Massa específica aparente máxima = x,xx g/cm3 
Teor de umidade ótimo = y, y % 
CBR = zzz,z % 
Expansão = k,kk % 
CBR hot 
hotimo 
γs máximo
Expansãohot
γs (g/cm3)
Rita Moura Fortes 
6/6 
da camada de subleito e sem que haja perda do teor de umidade, o material é 
transportado ao laboratório e o ensaio é conduzido com compactação na energia 
normal caso se deseje saber a ordem de grandeza do CBR para camada de subleito e, 
energia intermediária no caso de reforço ou sub-base 
 
4.2 Ensaio de Capacidade de Suporte Mini CBR 
4.2.1 Generalidades 
Esse ensaio, aliado aos ensaios de expansão e contração, gera resultados que 
possibilitam o dimensionamento de pavimentos e a escolha de solos para reforço do 
subleito, sub-bases, bases e acostamentos. O ensaio pode ser realizado com ou sem 
imersão e sobrecarga e dependendo da finalidade para a qual o solo estudado será 
utilizado, emprega-se energia de compactação “normal”, “intermediária” ou 
“modificada”. 
 O método de ensaio é normalizado pelo DNER – ME 254/89 e DER/SP – M 192 
 
4.2.2 Execução do ensaio 
Este ensaio foi desenvolvido na Iowa State University, sendo que o valor obtido foi 
designado por IBV (Iowa Bearing Value). O mesmo caracteriza-se por utilizar corpos de 
prova de dimensões reduzidas, com 50 mm de diâmetro, e pistão de penetração de 16 
mm de diâmetro. 
Nogami efetuou adaptações no método de ensaio de Iowa, a fim de poder 
correlacionar seus resultados com o CBR obtido segundo a norma do DNER. Os 
motivos que levaram ao desenvolvimento dessa adaptação foram as limitações dos 
procedimentos tradicionais de previsão do CBR, sobretudo com base nas propriedades 
índices dos solos (granulometria e limites de Atterberg), e a sugestão do prof. Carlos 
de Souza Pinto, da EPUSP e IPT. 
Mais tarde verificou-se que o ensaio Mini CBR permitia uma grande flexibilidade nas 
variáveis que influenciam o valor de suporte. Assim, é possível se determinar a 
capacidade de suporte, sem imersão em água, com vários tipos de sobrecarga, com 
vários teores de umidade e energias de compactação, com lâmina d’água na ocasião 
da penetração do pistão, etc. Com essas variações, foi possível se caracterizar melhor 
as peculiaridades dos solos tropicais, sem contudo aumentar, proibitivamente, a 
quantidade da amostra necessária, o esforço físico para a execução dos ensaios e o 
seu custo. 
Muitas das peculiaridades dos solos tropicais, penosamente determinadas com uso do 
CBR tradicional, foram facilmente confirmadas com o uso do Mini CBR. Observe-se 
que o Mini CBR pode ser determinado utilizando-se corpos de prova compactados 
segundo o procedimento Mini MCV, de amostras indeformadas (tanto de solos naturais 
como compactados) e, inclusive, através de ensaios “in situ” (ou de campo). 
Uma correlação do Mini CBR com o CBR foi desenvolvida empiricamente por Nogami 
em 1972, considerando os solos mais típicos do Estado de São Paulo e a condição de 
teor de umidade ótima e massa específica aparente máxima da energia normal. 
Em 1987, verificou-se, no Laboratório de Tecnologia de Pavimentação da EPUSP, que 
essa correlação poderia ser substituída pelo uso da carga padrão. Para o Mini CBR, 
utilizam-se as mesmas cargas padrões adotadas para o CBR tradicional (72,6 e 108,9 
kgf/cm2, respectivamente para penetrações de 2,54 e 5,08mm. Devido à menor 
dimensão do pistão do Mini CBR, contudo, essas cargas devem corresponder a 1/3 
dessas penetrações, isto é, respectivamente 0,84 e 1,7 mm. 
Rita Moura Fortes 
7/7 
Analogamente ao procedimento CBR tradicional, constitui rotina a determinação da 
expansão, nos corpos de prova submetidos à imersão em água. O procedimento 
adotado no caso do ensaio Mini CBR é similar ao tradicional, menos o tempo de 
imersão, que é reduzido para 20 horas, e outras adaptações decorrentes do uso de 
corpos de prova de pequenas dimensões. 
A figura 4.8 ilustra a penetração do corpo de prova. 
 
 
 
 
Figura 4.8 – Penetração do ensaio mini CBR. 
O ensaio Mini CBR apresenta uma dispersão menor de valores de capacidade de 
suporte em relação ao ensaio convencional. 
A capacidade de suporte dos solos pode ser aferida “in situ” através do penetrômetro 
Sul-Africano e da utilização de equipamentos portáteis acoplados a veículos (prensa 
Mini CBR). Os resultados “in situ” apresentam valores de capacidade de suporte 
superiores aos obtidos nos corpos de prova moldados na umidade ótima em 
laboratório. Este fato reforça a constatação de que as bases e camadas do substrato, 
em ambientes tropicais, trabalham numa umidade inferior à umidade ótima de 
compactação. 
 
.

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