Aula 3 Compactação de Campo

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Construções pesadas
Compactação
Compactação
Procedimentos visando aumentar a
compacidade de um solo pela redução de
vazios.
Objetivo da compactação
- Aumento da resistência de ruptura
- Redução de possíveis variações
volumétricas;
- Redução da permeabilidade.
Aplicação da compactação
 Base e sub base para pavimentação;
 Aterros;
 Barragens;
 Fundações; etc.
UMIDADE
O teor de umidade do solo é vital para
uma compactação apropriada. A umidade
age como um lubrificante dentro do solo,
fazendo as partículas se ajustarem.
.
UMIDADE
Excesso de umidade deixa a água preenchendo 
espaços vazios e diminuindo a capacidade de 
suportar carga. 
Pouca umidade não permite um adensamento 
ótimo. 
Curva de saturação
 Com o teor de umidade próximo ao de 
saturação, a compactação do solo não 
expulsa mais os vazios com ar. 
 Se houver mais água preenchendo esses 
vazios a densidade será reduzida.
 Obs. Curvas obtidas para a mesma 
energia de compactação.
Curva de saturação
Curva de compactação
Fonte: Bastos, C. - 2011
Curvas de compactação para 
diferentes solos. 
Curva de compactação exemplos
Interpretação da curva
Energia de compactação
Fonte: bastos, 2011
A questão da permeabilidade
Fonte: Puc 
Rio
Tipos de compactação
1-Vibração 
2 – Impacto
3- Pressão
Solos coesivos ou argilosos
Nos solos argilosos, a compactação é obtida
principalmente pelo efeito da compressão
e cisalhamento, com a vibração exercendo
pouco efeito sobre o aumento de
densidade, tanto menor quanto maior for a
coesão do material.
Obs. Quanto maior a coesão do solo, maior
deverá ser a pressão aplicada pelo rolo.
Solos coesivos - compactação
 Estas variam, geralmente, de 3 a 5 kg/cm2 
na profundidade mais desfavorável da 
camada. O equipamento ideal de 
compactação é o rolo pé-de-carneiro, de 
elevado peso próprio, que produz efeito 
de amassamento aliado à grande pressão 
estática. 
Compactação – solos arenosos
 Nos solos arenosos o efeito vibração é 
fundamental. Por isso os rolos lisos 
vibratórios são os indicados.
Solos misturados
Os rolos combinados, como pés-de-
carneiro vibratórios, autopropelidos e de
grande peso atingem ampla faixa de solos,
como os argilo-siltosos, siltosos, silto-
arenosos, etc.
Pistas experimentais
Em algumas situações executam-se pistas
experimentais para testar o equipamento
ideal para cada solo, e obter os outros
parâmetros que influem no processo, como:
Espessura da camada solta,
Número de passadas,
Velocidade do equipamento,
Umidade, peso do lastro, etc.
Equipamentos de Compactação
Rolo Compactador
Compactação
Para obter maiores graus de adensamento, deve-se PELA ORDEM, 
tentar: 
1. aumentar o peso (P) do rolo; 
2. aumentar o número (N) de passadas ; 
3. diminuir a velocidade (v) do equipamento de 
compactação ; 
4. reduzir a espessura ( e) da camada . 
Compactação
NUMERO DE PASSADAS: 
O grau de compactação aumenta substancialmente nas 
primeiras passadas, e as seguintes não contribuem 
significativamente para essa elevação.
Número de passadas
insistir em aumentar o número de passadas pode 
produzir perda no grau de compactação, por 
destruição de uma estrutura que acabou de ser 
formada, além de perda de produção e desgaste 
excessivo do equipamento, principalmente por 
impacto em superfície já endurecida.
Equipamentos de Compactação
ESPESSURA DA CAMADA: 
Razões econômicas fazem preferir que a
espessura seja a maior possível. Mas
características do material, tipo de
equipamento e finalidade do aterro são
fatores que devem predominar.
ESPESSURA DA CAMADA
Equipamentos diversos exigem espessuras
de camada diferentes.
A tabela "Escolha do rolo compactador" é
uma orientação inicial.
Geralmente se adotam espessuras menores
que as máximos, para garantir
compactação uniforme em toda a altura da
camada
Compactação – equipamentos indicados
Solos coesivos Misturas Solos granulares Características
100% Silte Argila+silte+areia 100% Pedras
Argila Areia
pé de carneiro Peso estático e amassamento 
pé de carneiro vibratório Peso estático e vibração
rolo liso vibratório Vibração
rolo de pneus leve Peso estático e amassamento
rolo pneus, pesado, rodas de grande  Amassamento
rolo de grade ou malha
rolo liso metálico estático ( 3 rodas ) Peso estático
rolo de placas
rolos combinados: padfoot vibratório pesado, autopropelido Peso estático, 
amassamento, 
vibração, impacto
Equipamentos de Compactação
Escolha do equipamento de compactação
Escolha do rolo compactador
Tipo de rolo Peso máximo Espessura máxima Uniformidade Tipo de solo
toneladas após compactação da camada
Pé de carneiro 20 40 cm Boa Argilas e siltes
estático
Pé de carneiro 30 40 cm Boa Misturas de areia
vibratório com silte e argila
Pneumático leve 15 15 cm Boa Misturas de areia
com silte e areia
Pneumático pesado 35 35 cm Muito boa Praticamente todos
Vibratório c/ rodas 30 50 cm Muito boa Areias, cascalhos,
metálicas lisas material granular 
Liso metálico 20 10 cm Regular Materiais granulares
estático, 3 rodas - brita –
Rolo de grade - malha 20 20 cm Boa Materiais granulares
ou em blocos
Combinados 20 20 cm Boa Praticamente todos
HOMOGENEIZAÇÃO DA CAMADA
: 
Feita com motoniveladoras, grades e
arados especiais, a camada solta deve
estar bem pulverizada, sem torrões muito
secos, blocos ou fragmentos de rocha,
antes da compactação, principalmente se
for necessário aumentar o teor de
umidade.
MOTONIVELADORA
VELOCIDADE DE ROLAGEM:
A movimentação dos pés-de-carneiro em baixa
velocidade acarreta maior esforço de compactação,
mas a medida que a parte inferior da camada se
adensa, a velocidade aumenta naturalmente.
Equipamentos de Compactação
Velocidade 
 A velocidade de um rolo compactador é 
função da potência do trator, já que são 
necessários cerca de 250 kg de força 
tratora por tonelada de peso para vencer 
a resistência à rolagem, no caso de 
material solto. 
VELOCIDADE DE ROLAGEM
Rolos pneumáticos admitem velocidades da
ordem de 10 a 15 km/h, rolos pés-de-
carneiro 5 a 10 km/h e vibratórios de 3 a 4
km/h.
VELOCIDADE DE ROLAGEM
 A baixa velocidade recomendada para o 
equipamento vibratório permite acompactação com menor número de 
passadas, pelo efeito mais intenso das 
vibrações
INFLUÊNCIA DA AMPLITUDE E 
FREQUÊNCIA DAS VIBRAÇÕES 
A freqüência recomendada é de 1500 a 3000
vibrações por minuto, mas alteração entre esses
valores altera pouco o efeito da compactação. Já a
amplitude aumentada causa sensível aumento no
grau de compactação, para todas as freqüências
pois acrescenta ao peso do rolo vibratório o efeito
de impacto.
INFLUÊNCIA DA FORMA DAS 
PATAS (PÉ DE CARNEIRO)
A observação sobre o efeito da amplitude,
no caso anterior, levou ao
desenvolvimento de novos desenhos de
patas para produzir impacto (tamping), em
compactadores autopropelidos,
permitindo velocidades maiores.
Compactação
PRODUÇÃO DE UM ROLO COMPACTADOR 
O rendimento de um rolo pode ser avaliado por 
Onde 
L = largura do rolo compressor em metros; 
E = espessura da camada em cm; 
V = velocidade do rolo em km/h 
N = número de passadas do rolo
N
VEL
hmR
...10
)/( 3 
Compactação
Grau de compactação recomendados
Finalidade Recomendação
Aterro rodoviário 90- 95% do Proctor modificado(topo do aterro, 60 
cm)
95-100% do Proctor normal
Barragens de terra 95 – 100% do Proctor modificado
Aterros p/ fundação de prédios 90 – 95% do Proctor modificado ( topo do aterro )
95 – 100% do Proctor normal
Camadas de base de pavimentos 95 – 100% do Proctor modificado
Tipos de esforços
Estático e vibratório.
Compactadores
Força estática
Força estática é simplesmente o peso
próprio da máquina aplicando força para
baixo sobre a superfície do solo,
comprimindo as partículas do solo.
A única maneira de modificar a força efetiva
de compactação é pela adição ou
subtração do peso da máquina.
Compactação estática é restrita a camadas
superiores do solo e é limitada a
determinada profundidade. Amassamento e
pressão são dois exemplos de
compactação estática.
FORÇA VIBRATÓRIA
O mecanismo vibratório é normalmente
um peso excêntrico giratório ou
combinação de pistão/mola (em
compactadores).
Os compactadores produzem uma sucessão
rápida de pancadas (impactos) na superfície,
afetando assim as camadas superficiais bem
como também as camadas mais
profundas.
Compactação
Cada tipo de solo se comporta
diferentemente com respeito à densidade
máxima e umidade ótima.
Então, cada tipo de solo tem suas exigências
e controles próprios e individuais tanto
no campo como para fins de testes.
Solos & equipamentos de compactaçao
PÉ DE CARNEIRO 
DE ROLO 
VIBRATÓRIO
IMPACTO
PÉ DE CAENEIRO 
ESTÁTICO
ROLO COM GRADE 
NIVELADORA
PRESSÃO COM 
AMASSAMENTO
COMPACTADOR DE 
PLACA VIBRATÓRIA
ROLO VIBRATÓRIO
PÉ DE CARNEIRO 
DE ROLO 
VIBRATÓRIO.
VIBRAÇÃO
NIVELADORA
COMPACTADOR DE 
ROLO 
EMBORRACHADO
CARREGADOR
ROLO COM GRADE
AMASSAMENTO 
COM PRESSÃO
CASCALHO 
12+
POBRE NÃO BOM MUITO BOM
AREIA 
10+/-
POBRE NÃO EXCELENTE BOM
SILTE 
6+/-
BOM BOM POBRE EXCELENTE
ARGILA 
6+/-
EXCELENTE MUITO BOM NÃO BOM
Ensaios e testes
 ENSAIO FRASCO DE AREIA
 SPEEDY
Teste do Cone de Areia
Procedimento do teste.
Um pequeno buraco de 15 x 15 cm de profundidade é cavado no 
material compactado a ser testado. O material é removido e 
pesado, então é seco e pesado novamente para determinar seu 
teor de umidade. A umidade do solo é apresentada como uma 
porcentagem.
O volume específico do buraco é determinado pelo enchimento com 
areia seca proveniente de um dispositivo de jarro e cone.
Teste do Cone de Areia
Testes 
Compactação – possíveis falhas
Se executada indevidamente, pode dar margem a uma acomodação do 
solo e causar custos de manutenção desnecessários ou mesmo a 
perda da estrutura.