LAB_GEO003_Compactacao

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Aula Prática 
Compactação 
O ensaio de laboratório 
geralmente empregado 
para determinar o peso 
específico seco máximo de 
compactação e o teor de 
umidade ótimo é chamado 
Ensaio de Compactação 
Proctor (Proctor, 1933). 
wd 

1


S
wG
G
s
ws
d


1


2 
ENSAIO PROCTOR NORMAL 
MOLDE: 
Volume = 944 cm3 (1/30 ft3) 
Diâmetro = 101,6 mm (4 in) 
 
SOQUETE 
Massa = 2,5 kg (5,5 lb) 
Queda = 30,5 cm (12 in) 
 
O molde é preso a uma 
chapa de apoio na parte 
inferior e uma a uma 
extensão ou colar no topo. O 
solo é misturado com várias 
quantidades de água e, 
depois, compactado em três 
camadas iguais por um 
soquete, que golpeia 26 
vezes cada camada. 
3 
4 
PREPARAÇÃO DE AMOSTRAS PARA ENSAIOS DE COMPACTAÇÃO 
(NBR – 6457) 
 
 
Podem ser utilizados três processos para a preparação das amostras para os 
ensaios de compactação: 
 
• preparação com secagem prévia até a umidade higroscópica 
• preparação a 5% abaixo da umidade ótima presumível 
• preparação a 3% acima da umidade ótima presumível 
5 
6 
Preparação com secagem prévia até a umidade higroscópica 
 
 A amostra deve ser seca ao ar, até próximo da umidade higroscópica. A seguir, 
os torrões devem ser desmanchados, evitando-se que se quebrem os grãos do 
solo, e a mostra homogeneizada 
 Com o auxílio do repartidor de amostras, ou pelo quarteamento, reduzir a 
quantidade de material até se obter uma amostra representativa em 
quantidade suficiente para a realização do ensaio 
 Passar a amostra na peneira de 4,8 mm. Se na peneira de 4,8 mm for retido 
parte do material, passar a amostra na peneira de 19,1 mm, a fim de 
desmanchar os torrões eventualmente ainda existentes, sem forçar 
exageradamente, de forma a evitar a quebra de grãos. Após o peneiramento, 
deve ser seguido o procedimento da Tabela 1 
 As quantidades de amostra a serem tomadas são indicadas na Tabela 2 
7 
Peneira 
(mm) 
Material retido 
(% em peso) 
Cilindro a ser 
utilizado no ensaio 
Observação 
4,8 Menor que 7 Grande ou pequeno Desprezar o material retido 
19,1 Menor que 10 Grande Desprezar o material retido 
19,1 Maior que 10 Grande Ver nota (*) 
19,1 Maior que 30 - 
Recomenda-se não ensaiar 
de acordo com o método de 
ensaio de compactação 
Tabela 1 – Procedimento após peneiramento 
Nota (*): Passar o material na peneira de 19,1 mm através da de 76,2 mm e desprezar o 
material retido nesta última. Substituir o material retido na peneira de 19,1 mm e que 
passe na de 76,2 mm por igual quantidade de material retido na peneira de 4,8 mm e 
que passe na de 19,1 mm. 
8 
Ensaio de 
compactação 
A amostra preparada 
passa integralmente 
na peneira (mm) 
Cilindro a ser 
utilizado no ensaio 
Quantidade de amostra 
(em massa seca) a ser 
tomada (kg) 
Com reuso de 
material 
4,8 
Pequeno 
Grande 
3 
7 
19,1 Grande 7 
Sem reuso de 
material 
4,8 
Pequeno 
Grande 
15 
35 
19,1 grande 35 
Tabela 2 – Quantidade de amostra a ser tomada 
9 
Preparação a 5% abaixo da umidade ótima presumível 
 
A amostra, enviada ao laboratório, convenientemente embalada a fim de 
se evitar perda de umidade, deve ser seca ao ar até atingir umidade da 
ordem de 5% abaixo da umidade ótima presumível. Caso a umidade do 
material esteja abaixo do referido valor, acrescentar água ao mesmo, até 
que se atinja a condição mencionada. Feito isso, procede-se como 
descrito no item anterior 
10 
Preparação a 3% acima da umidade ótima presumível 
 
A amostra, enviada ao laboratório, convenientemente embalada a fim de 
se evitar perda de umidade, deve ser seca ao ar até atingir umidade da 
ordem de 3% acima da umidade ótima presumível. Feito isso, procede-se 
como descrito na Preparação com secagem prévia. As quantidades de 
amostra a serem tomadas são indicadas na Tabela 2, para ensaio sem 
reuso do material. 
 
Nota: Excluem-se do processo descrito na Preparação a 5% abaixo da umidade ótima 
presumível os materiais com umidade natural inferior a 3% acima da umidade ótima 
presumível. 
11 
ENSAIO DE COMPACTAÇÃO (NBR – 7182) 
APARELHAGEM 
• Balanças com precisão de 0,01 g e 1 g 
• Peneiras de 19 mm e 4,8 mm, de acordo com a NBR 5734; 
• Estufa capaz de manter a temperatura entre 105 ºC e 110 ºC 
• Cápsulas metálicas 
• Bandejas 
• Espátulas 
• Base rígida 
• Provetas 
• Extrator do corpo-de-prova 
• Régua biselada 
• Conchas metálicas 
• Papel filtro 
12 
• Cilindro metálico pequeno (cilindro de Proctor) – compreende o molde cilíndrico, 
sua base, colarinho e disco espaçador metálico com dimensões a serem 
respeitadas indicadas na Figura 1 
COLARINHO 5
0
1
0
7 Ø100,0 ± 0,4 (A)
3
0
1
0
1
2
7
,3
 ±
 0
,3
 (
A
)
7
160
1
0
3
0
BASE
MOLDE CILÍNDRICO
3
VOLUME ÚTIL DO MOLDE CILÍNDRICO IGUAL A 1000 ± 10 cm³ (A)
DIMENSÕES EM mm
(A) DIMENSÕES ESSENCIAIS
 
Figura 1 – Cilindro pequeno (Proctor) 
13 
MOLDE CILÍNDRICO
210
8
8
0
BASE
1
0
3
0
4
COLARINHO
5
0
1
0
1
0
1
7
7
,8
Ø150.8
6
3
,5
1
1
4
.3
 ±
 0
.3
 (
A
)
Ø152.4 ± 0.6 (A)7
DISCO ESPAÇADOR
VOLUME ÚTIL DO MOLDE CILÍNDRICO IGUAL A 2085 ± 22 cm³(A)
DIMENSÕES EM mm
(A) DIMENSÕES ESSENCIAIS
• Cilindro metálico grande (cilindro de CBR) – compreende o molde cilíndrico, sua base, 
colarinho e disco espaçador metálico com dimensões a serem respeitadas na Figura 2 
Figura 2 – Cilindro grande (CBR) 
14 
3
9
0
8
8
Ø16
50,0 ± 0,5 (A)
Ø 16,5
10
4 FUROS Ø 7 
3
9
5
1
5
 52
1,7
4 FUROS Ø 8
ANEL DE BORRACHA
ESPESSURA 2 mm
RECIPIENTE P/ AJUSTE 
DO PESO TOTAL
SOQUETE: Ajustar o peso total em 2500 ± 
10g (A)
GUIA: Altura da queda do soquete
 igual a 305 ± 2 (A)
DIMENSÕES EM mm
(A) DIMENSÕES ESSENCIAIS
• Soquete pequeno, com massa de (2500  10) g com dispositivo de controle altura de 
queda de (305  2) mm e dimensões a serem respeitadas indicada na Figura 3 
Figura 3 – Soquete pequeno 
15 
• Soquete grande, com massa de (4536  10) g com dispositivo de controle altura de 
queda de (457  2) mm e dimensões a serem respeitadas indicadas na Figura 4 
 
RECIPIENTE P/ AJUSTE 
DO PESO TOTAL
ANEL DE BORRACHA
ESPESSURA 3 mm
4 FUROS Ø 8
4 FUROS Ø 7 
Ø 16,5
16
1.9
1
5
Ø 53
2
0
0
5
8
0
6
6
0
DIMENSÕES EM mm
(A) DIMENSÕES ESSENCIAIS
SOQUETE: Ajustar o peso total em 4536 ± 10g (A) GUIA: Altura da queda do soquete
 igual a 457 ± 2 (A)
Ø 50,8 ± 0,5 (A)
 
 
Figura 4 – Soquete grande 
16 
Cilindro 
Características inerentes a cada 
energia de compactação 
Energia 
Normal Intermediária Modificada 
Pequeno 
Soquete Pequeno Grande Grande 
Número de camadas 3 3 5 
Número de golpes por camada 26 21 27 
Grande 
Soquete Grande Grande Grande 
Número de camadas 5 5 5 
Número de golpes por camada 12 26 55 
Altura do disco espaçador (mm) 63,5 63,5 63,5 
Tabela 3 – Energias de compactação 
O cilindro pequeno pode ser utilizado somente quando a amostra, após a preparação, passa 
integralmente na peneira de 4,80 mm. 
17 
EXECUÇÃO DO ENSAIO 
 
• Deve-se fixar o molde cilíndrico à sua base, acoplar o cilindro complementar e 
apoiar o conjunto em uma base rígida. Caso se utilize o cilindro grande, 
colocar o disco espaçador. Se necessário, colocar uma folha de papel filtro 
com diâmetro igual ao do molde utilizado, de modo a evitar a aderência do solo 
compactado com a superfície metálica da base ou do disco espaçador. 
• Na bandeja metálica, com auxílio da proveta de vidro, adicionar 
gradativamente água destilada ao material, e revolvê-lo continuamente, de 
forma a se obter teor de umidade em torno de 5% abaixo da umidade ótima 
presumível. Para determinados solos, a uniformização da umidade pode 
apresentar algumas dificuldades. Neste caso, recomenda-se que a amostra a 
ser ensaiada, após a adição da água e o revolvimento do material, seja 
colocada em saco plástico vedado e mantido em processo de cura numa 
câmara úmida durante 24 horas. Antes da compactação, deve-se proceder aum revolvimento adicional do material. 
18 
• Após completa homogeneização do material, proceder à sua compactação, 
atendendo-se ao soquete, número de camadas e número de golpes por camada 
correspondentes à energia desejada. Os golpes do soquete devem ser 
aplicados perpendicularmente e distribuídos uniformemente sobre a superfície 
de cada camada, sendo que as alturas das camadas compactadas devem ser 
aproximadamente iguais. A compactação de cada camada deve ser precedida 
de uma ligeira escarificação da camada subjacente. 
 
• Após a compactação da última camada, retirar o cilindro complementar depois 
de escarificar o material em contato com a parede do mesmo, com auxílio de 
uma espátula. O excesso de solo compactado acima do molde deve ser 
removido e rasado com auxílio de uma régua biselada. Feito isso o molde 
cilíndrico pode ser removido de sua base e, no caso do cilindro pequeno, a 
outra face também deve ser rasada. 
19 
• A seguir, pesa-se o conjunto, com resolução de 1 g, e, por subtração do peso 
do molde cilíndrico, obter o peso úmido do solo compactado, Ph. 
 
• Com o auxílio do extrator, retirar o corpo-de-prova do molde e do centro do 
mesmo, tomar uma amostra do centro para a determinação da umidade. Caso 
o corpo-de-prova estiver sendo moldado para a realização de outros ensaios 
(CBR, compressão simples, permeabilidade), a determinação da umidade 
deve ser feita com uma porção da amostra remanescente na bandeja, retirada 
imediatamente após a compactação da segunda camada. 
20 
21 
• Tanto para compactação com ou sem reuso de material, o primeiro corpo-de-
prova deve estar com um teor de umidade em torno de 5% abaixo da umidade 
ótima presumível, o segundo com uma umidade 2% superior ao primeiro, e 
assim por diante. A compactação deve ser repetida, conforme descrito 
anteriormente, até se obter cinco pontos, sendo dois no ramo seco, um 
próximo à umidade ótima e dois no ramo úmida da curva de compactação. 
 
• Se o ensaio for realizado com reuso do material, destorroá-lo com auxílio da 
desempenadeira e da espátula, até que passe integralmente na peneira de 
4,8mm ou na de 19mm, respectivamente, conforme a amostra, após 
preparada, tenha ou não passado integralmente na peneira de 4,8mm. A 
seguir junta-se o material assim obtido com o remanescente na bandeja e 
adiciona-se água destilada, revolvendo o material, de forma a incrementar o 
teor de umidade. 
 
22 
23 
)100(
100
WV
xPh
d


CÁLCULOS 
 
A massa específica aparente seca é calculada segundo a expressão: 
onde: 
d é a massa específica aparente seca, em g/cm³; 
Ph é o peso do solo compactado, em g; 
V é o volume do molde cilíndrico, em cm³; 
W é o teor de umidade do solo compactado, em %. 
 
24 
sW
d SW
S




Recomenda-se determinar a curva de saturação (relação entre a massa específica 
aparente seca e o teor de umidade, para grau de saturação do solo igual a 
100 %), utilizando-se a expressão: 
 
onde: 
d é a massa específica aparente seca, em g/cm³; 
S é o grau de saturação, igual a 100 %; 
W é o teor de umidade, arbitrado na faixa de interesse, em %; 
s é a massa específica dos grãos do solo, em g/cm³; 
w é a massa específica da água, em g/cm³ (adotar 1 g/cm³). 
25 
RESULTADOS 
Curva de compactação 
Utilizando-se coordenadas cartesianas normais, traça-se a curva de 
compactação, marcando-se no eixo das abscissas os teores de umidade e no 
das ordenadas as massas específicas aparentes secas correspondentes. A 
curva deve ter um formato aproximadamente parabólico. Recomenda-se traçar 
a curva de saturação no mesmo desenho da curva de compactação. 
 
Massa específica aparente seca máxima 
É o valor correspondente à ordenada máxima da curva de compactação, 
expresso com aproximação de 0,01 g/cm³. 
 
Umidade ótima 
É o valor da umidade correspondente, na curva de compactação, ao ponto de 
massa específica aparente seca máxima, expresso com aproximação de 0,1%. 
FRASCO DE AREIA 
furo do Volume
furo do retirado solo do seco Peso
d
26 
27 
MÉTODO DO FRASCO DE AREIA 
REFERÊNCIA: NBR 7185 /86 
Aplicabilidade do método: aplica-se a solos com qualquer tipo de granulação, 
contendo ou não pedregulhos, que possam ser escavados com ferramentas 
manuais, e cujos vazios naturais sejam suficientemente pequenos para que a areia 
usada no ensaio neles não penetre. O material em estudo deve ser 
suficientemente coeso e firme para que as paredes da cavidade a ser aberta 
permaneçam estáveis e as operações realizadas não provoquem deformações na 
cavidade. 
Trabalho prévio no laboratório: 
Preparação da areia: 
1. secar ao ar 
2. peneirar com as peneiras 1,2 mm e 0,59 mm, 
recolhendo a areia entre elas 
3. lavar na peneira 0,59 mm 
4. secar em estufa 
5. peneirar na peneira 0,59 mm 
28 
Determinação da massa de areia que preenche o funil 
e o orifício no rebaixo da bandeja: 
1. Colocar sobre uma superfície plana a placa de vidro. Sobre a mesma colocar a 
bandeja de metal onde se encaixa o furo maior do funil; 
2. pesar o conjunto frasco + funil (M1) estando o frasco cheio de areia. Colocar o 
conjunto frasco+funil+areia encaixado na bandeja e abrir o registro do funil, 
deixando a areia escoar livremente até cessar seu movimento. Fechar o registro 
do funil. Retirar o conjunto frasco + funil + areia restante, pesando-o [M2]. A 
diferença M3 = M1-M2 é a massa de areia que preencheu funil e orifício. 
3. Repetir (2) várias vezes (sugere-se cinco vezes), até obter pelo menos três 
valores M3 que não difiram da respectiva média mais que 1% do valor da média. 
4. Adotar a média dos valores M3 que atendam esta especificação (3) como peso 
de areia no cone . 
29 
Determinação da massa específica aparente da areia : 
1. pesar o conjunto frasco – funil contendo a sua máxima capacidade de areia, 
preparada. (M4) 
2. colocar o conjunto frasco + funil + areia sobre a bandeja, e esta sobre o cilindro; 
abrir o registro do funil deixando a areia escoar livremente até que cesse seu 
movimento; fechar o registro do funil; retirar o conjunto frasco + funil + areia e 
pesá-lo (M5); 
3. A massa de areia que enche o cilindro será 
M6 = M4 - M5 - M3 
4. repetir as operações (1) e (2) várias vezes. Compor a média dos valores M6, 
não aceitando valores que difiram da respectiva média mais que 1% do valor da 
média. 
5. Calcular a massa específica aparente da areia pela fórmula: 
ρareia = M6 / V 
 onde 
 M6 é a média das massas de areia no cilindro (g); 
 V é o volume do cilindro (cm3) 
30 
Determinação da massa específica (aparente) do solo no campo: 
1. Limpar a superfície do terreno, tornando-a, tanto quanto possível, plana e 
horizontal. (usar nível de bolha); 
2. Colocar a bandeja, certificando-se se há bom contacto entre esta e a superfície 
do terreno, e escavar com martelo e talhadeira uma cavidade cilíndrica no terreno, 
limitada pelo orifício central da bandeja e com profundidade até 15 cm (ou que 
atinja toda a espessura da camada a ser analisada. Quando a camada possuir 
espessura superior a 15 cm, a profundidade máxima do furo será de 15 cm). 
3. Recolher todo o solo extraído da cavidade, determinar sua massa com 
resolução de 1g e anotar como Mh.; 
4. Determinar o teor de umidade (h) do solo extraído da cavidade, conforme 
prescreve a NBR 6457; 
5. pesar o conjunto frasco + funil + areia, obtendo sua massa (M7); 
 
31 
32 
6. Ajustar o conjunto frasco + funil + areia sobre o rebaixo da bandeja. Abrir o 
registro do funil deixando a areia escoar livremente até cessar seu movimento no 
interior do frasco. Fechar o registro, retirar o conjunto frasco + funil + areia 
restante, pesando-o com resolução de 1 g e anotar (M8); 
7. O peso de areia que preencheu a cavidade do terreno será 
M10 = M7-M8-M3 
8. completar o frasco com areia não usada; 
9. recolher a areia utilizada no furo para novo beneficiamento de laboratório. 
10. A massaespecífica (aparente) seca do solo “in situ” será obtida por 
ρs = fc. ρ areia . Mh / M10 ou 
ρs = [100/(100+h)] . ρ areia . Mh / M10 
 onde ρs = massa específica aparente seca do solo “in situ”, em g/cm3. 
 ρareia = peso específico aparente da areia, em g/cm3. 
 Mh = massa do solo extraído da cavidade do terreno, em g 
 M10 = massa da areia que preencheu a cavidade no terreno, em g 
 h = teor de umidade do solo extraído da cavidade no terreno, em % 
 fc = fator de correção da umidade = 100 / (100 + h) 
33