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Mecnica dos Solos I - UFBA

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plasticidade e 7t, para
materiais de alta plasticidade. 
Os rolos lisos possuem certas desvantagens como:
á Pequena área de contato.
á Em solos moles afundam demasiadamente dificultando a tração.
A fig. 9.8 ilustra um rolo compactador do tipo liso.
 Figura 9.7 − Rolo Pé−de−Carneiro. Apud Vargas (1977).
Figura 9.8 − Rolo Liso. Apud Vargas (1977).
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Os rolos pneumáticos são eficientes na compactação de capas asfálticas, bases e
subbases de estradas e indicados para solos de granulação fina a arenosa. Os rolos
pneumáticos podem ser utilizados em camadas de até 3cm e possuem área de contato
variável, função da pressão nos pneus e do peso do equipamento.
Pode se usar rolos com cargas elevadas obtendo−se bons resultados. Nestes casos,
muito cuidado deve ser tomado no sentido de se evitar a ruptura do solo. A fig. 9.9 ilustra um
rolo pneumático.
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Figura 9.9 − Rolo Pneumático. Apud Vargas (1977).
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Nos rolos vibratórios, a freqüência da vibração influi de maneira extraordinária no
processo de compactação do solo. São utilizados eficientemente na compactação de solos
granulares (areias), onde os rolos pneumáticos ou Pé−de−Carneiro não atuam com eficiência.
A espessura máxima da camada é de 15cm.
Figura 9.10 − Rolo Vibratório. Apud Vargas (1977).
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Para que se possa efetuar um bom controle da compactação do solo em campo, temos
que atentar para os seguintes aspectos:
á tipo de solo
á
espessura da camada
á
entrosamento entre as camadas
á
número de passadas
á tipo de equipamento
á
umidade do solo
á grau de compactação alcançado
Assim, alguns cuidado devem ser tomados:
 
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1) A espessura da camada lançada não deve exceder a 30cm, sendo que a espessura
da camada compactada deverá ser menor que 20cm.
2) Deve−se realizar a manutenção da umidade do solo o mais próximo possível da
umidade ótima.
3) Deve−se garantir a homogeneização do solo a ser lançado, tanto no que se refere à
umidade quanto ao material.
Na prática, o procedimento usual de controle da compactação é o seguinte:
á Coletam−se amostras de solo da área de empréstimo e efetua−se em laboratório o
ensaio de compactação. Obtêm−se a curva de compactação e daí os valores de
peso específico seco máximo e o teor de umidade ótimo do solo.
− No campo, à proporção em que o aterro for sendo executado, deve−se verificar,
para cada camada compactada, qual o teor de umidade empregado e compará−lo
com a umidade ótima determinada em laboratório. Este valor deve atender a
seguinte especificação: wcampo − 2% < wot < wcampo + 2%.
è Determina−se também o peso específico seco do solo no campo, comparando−o
com o obtido no laboratório. Define−se então o grau de compactação do solo,
dado pela razão entre os pesos específicos secos de campo e de laboratório
(GC = γd campo / γdmax. )x100. Deve−se obter sempre valores de grau de
compactação superiores a 95%.
á Caso estas especificações não sejam atendidas, o solo terá de ser revolvido, e uma
nova compactação deverá ser efetuada.
Para a determinação da umidade no campo utiliza−se normalmente o umidímetro
denominado "Speedy". Este aparelho consiste em um recipiente metálico, hermeticamente
fechado, onde são colocadas duas esferas de aço, a amostra do solo da qual se quer determinar
a umidade e uma ampola de carbureto (carbonato de cálcio (CaC2)). Para a determinação da
umidade, agita−se o frasco, a ampola é quebrada pelas esferas de aço e o CaC2 combina−se
com a água contida no solo, formando o gás acetileno, que exercerá pressão no interior do
recipiente, acionando o manômetro localizado na tampa do aparelho. Com o valor de pressão
medido, os valores de umidade são obtidos através de uma tabela específica, que correlaciona
a umidade em função da pressão manométrica e do peso da amostra de solo.
Existem outros métodos também utilizados para determinar a umidade no campo, tais
como a queima do solo com a utilização de álcool ou de uma frigideira. Quando possível,
deve−se procurar utilizar a estufa.
Para a determinação do peso específico seco do solo compactado, o método mais
empregado é o do frasco de areia. Faz−se um cavidade na camada do solo compactado,
extraindo−se o solo e pesando−o em seguida. Para se medir o volume da cavidade, coloca−se
o frasco de areia com a parte do funil para baixo, sobre a mesma e abre−se a torneira do
frasco, deixando−se que a areia contida no frasco encha a cavidade por completo. O volume
de areia que saiu do frasco é igual ao volume de solo escavado, de modo que o peso
específico do solo pode ser determinado.
Uma outra forma de se verificar a resistência do solo compactado é através da
cravação da Agulha de Proctor, que consiste de uma haste calibrada a qual está ligada a um
êmbolo apoiado sobre uma mola. Este aparelho permite medir o esforço necessário para fazer
penetrar a agulha na camada compactada. Os valores de resistência obtidos nesse ensaio são
utilizados no controle da compactação em campo.
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Com o progresso da compactação em campo, o número de passadas do rolo vai
perdendo a sua eficiência na compactação do solo. Deste modo, a compactação dos solos em
campo é definida para um determinado número de passadas, normalmente inferior a 10. Este
número dependerá do tipo de solo a ser compactado, do tipo de equipamento disponível, e das
condições particulares de cada caso. No caso de grandes obras, empregam−se geralmente
aterros experimentais para se determinar o número ótimo de passadas do rolo.
Em geral, 8 a 12 passadas do rolo em uma camada de solo a ser compactada é
suficiente. Caso com 15 passadas não se atinja o valor do peso específico seco determinado, é
recomendável que se modifique as condições antes fixadas para a compactação.
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O Índice de Suporte Califórnia é utilizado como base para o dimensionamento de
pavimentos flexíveis. Para a realização do ensaio de ISC, são confeccionados corpos de prova
no valor da umidade ótima (wot), utilizando−se três diferentes energias de compactação (a
maior energia empregada sendo aproximadamente igual à energia do Proctor modificado). O
ensaio ISC visa determinar:
á Propriedades expansivas do material.
á Índice de Suporte Califórnia.
Para a determinação do Índice de Suporte Califórnia teremos que passar por três fases
anteriores: a execução de um ensaio de compactação, na energia do Proctor Modificado, a
preparação dos corpos de prova, o ensaio de expansão e finalmente o ensaio de determinação
do Índice de Suporte Califórnia ou CBR (“California Bearing Ratio”), propriamente dito.
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Este ensaio é realizado de maneira similar àquela apresentada para o ensaio de
compactação na energia do Proctor Normal. Neste caso, as dimensões do cilindro de
compactação geralmente utilizadas são dadas pela fig. 9.11 e a energia de compactação
empregada corresponde à do Proctor Modificado (vide tabela 9.1, coluna AASHTO).
Antes de começar a execução do ensaio, coloca−se um disco espaçador no cilindro de
compactação, conforme demostrado na fig. 9.11, cuja função é permitir a execução dos
ensaios de expansão e CBR.
5cm
17,5 cm
15 cm
5 cm (disco espaçador)
Figura 9.11 − Corpo de Prova para o Ensaio de Compactação
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O solo a ser utilizado na compactação do corpo de prova deve passar pela malha de
19mm (3/4") e ser moldado na umidade ótima determinada anteriormente.
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Após concluída a preparação do corpo de prova, retira−se o disco espaçador, inverte−
se o cilindro e coloca−se a base perfurada na extremidade oposta. No espaço