Relatório de Determinação de ISC

Prévia do material em texto

Disciplina: Estradas e Pavimentos II
Faculdade de Engenharia de Presidente Prudente – Universidade do Oeste Paulista
Relatório de Determinação de ISC/CBR
Nome: Ariane Favaretto, Daniela Silva, Gabriela Xavier, Laís Regina D. Borges.
Estradas e Pavimentos II		Turma: 7º B
Ensaio para determinação do Índice de Suporte Califórnia de solos.
Dia: 21 de março de 2016.
Horário: 19:00 horas.
Local: Laboratório de Materiais de Construção Civil da UNOESTE.
	1	INTRODUÇÃO
		Este relatório contém informações coletadas durante a o ensaio realizado em 21 de março de 2016 às 19:00 horas, pelos alunos do 4º ano do curso de engenharia civil, da Faculdade de Engenharia de Presidente Prudente.
	2	OBJETIVO
		O ensaio realizado foi para determinação do Índice de Suporte Califórnia de solos utilizando amostras não trabalhadas, seguindo a Norma Rodoviária DNER-ME 049/94.
	3	MATERIAIS
		Molde cilíndrico metálico com extensor (dimensões aproximadas de 15,24cm de diâmetro e 17,78cm de altura);
		Base metálica perfurada para o molde cilíndrico; Régua de aço biselada (com aproximadamente 30cm);
		Disco espaçador metálico (com aproximadamente 6,4cm);
		Soquete metálico (com altura de queda e peso aproximado de 45,7cm e 4,5kg respectivamente);
		Filtro de papel circular;
		Paquímetro;
		Balança;
		Estufa;
		Cápsulas de alumínio com tampa;
		Acessórios em geral como bandejas, baldes, espátulas e colheres.
Materiais utilizados
	
	4	AMOSTRA
		Retirou-se a amostra de solo do Campus II, da UNOESTE, que é areia argilosa. Foi necessário destorroar e homogeneizar toda a amostra que já encontrava-se seca ao ar. Este serviço foi executado com a ajuda de bandejas e espátulas de aço e só foi finalizado quando o solo encontrava-se completamente destorroado. Após a preparação da amostra,tornou-se necessário anotar os parâmetros característicos do molde cilíndrico em estudo. Com o auxílio de uma balança foi realizada a pesagem e com a ajuda de um paquímetro foram retiradas as medidas exatas do molde metálico.
	5	ENSAIO
	5.1 Moldagem de corpo-de-prova
		A realização da moldagem do corpo-de-prova antecedeu ao ensaio de CBR. Os alunos não acompanharam sua preparação, porém segundo a DNER-ME 049/94 esta moldagem é feita da seguinte forma:
		Fixa-se o molde à sua base metálica, ajusta-se o cilindro complementar e apoia-se o conjunto em uma base plana e firme. Compacta-se o material referido no Capítulo 4, com o disco espaçador especificado no item 3.b, como fundo falso, em cinco camadas iguais, de forma a se ter uma altura total de solo de cerca de 12,5 cm após a compactação. Cada camada deve receber 12 golpes do soquete, no caso de material de subleito, 26 ou 56 golpes, nos casos de materiais de sub-base ou base, respectivamente, caindo de 45,7cm, e distribuídos uniformemente sobre a superfície da camada.
		Remove-se o cilindro complementar, tendo-se antes o cuidado de destacar, com o auxílio de uma espátula, o material a ele aderente. Com uma régua rígida biselada rasa-se o material na altura exata do molde e determina-se, com aproximação de 5 g, o peso do material úmido compactado, P’h.
		Retira-se do material excedente da moldagem uma amostra representativa de cerca de 100 g, para a determinação do teor de umidade. Pesa-se essa amostra e seca-se em estufa a 105 ºC – 110 °C, até constância de massa, e executam-se as pesagens, com aproximação de 0,1 g.
		Repetem-se as operações dos itens 5.1.1, 5.1.2 e 5.1.3 para teores crescentes de umidade, utilizando amostras de solo não trabalhadas, tantas vezes quantas necessárias para caracterizar a curva de compactação. Estes corpos-de-prova moldados serão utilizados nos ensaios de expansão e penetração. Procede-se ao cálculo da massa específica aparente do solo, conforme descrito no Capítulo 6.
	5.2 Expansão
		Para determinação da expansão, também oi feito o ensaio sem a presença dos alunos. Apenas foi mostrado o corpo de prova submerso e dito como é feita sua determinação.
		Terminadas as moldagens necessárias para caracterizar a curva de compactação, o disco espaçador de cada corpo-de-prova deve ser retirado e os moldes devem ser invertidos e fixados nos respectivos pratos-base perfurados. Em cada corpo-de-prova, no espaço deixado pelo disco espaçador deve ser colocada a haste de expansão com os pesos anelares. Essa sobrecarga não pode ser menor do que 4,536 kg. Adapta-se, ainda, na haste de expansão, um extensômetro fixo ao tripé porta-extensômetro, colocado na borda superior do cilindro, destinado a medir as expansões ocorridas, que devem ser anotadas de 24 em 24 horas, em porcentagens da altura inicial do corpo-de-prova. Os corpos-de-prova devem permanecer imersos em água durante quatro dias.
		Terminado o período de embebição, cada molde com o corpo-de-prova deve ser retirado da imersão e deixada escoar a água durante 15 minutos, pesando-se a seguir o conjunto. Findo esse tempo, o corpo-de-prova estará preparado para a penetração.
		Procede-se ao cálculo da expansão durante a embebição, conforme descrito no Capítulo 6.
Corpo de prova Submerso
	5.3 Penetração
		Levou-se o conjunto ao prato da prensa e fez-se o assentamento do pistão de penetração no solo através da aplicação de uma carga de aproximadamente 4,5kg que pode ser controlada de acordo com o ponteiro do extensômetro. Na sequência, o extensômetro do anel dinamométrico foi zerado e a manivela da prensa foi acionada mecanicamente com velocidade constante de 1,27mm/min. Como cada leitura considerada no extensômetro do anel é função de uma penetração do pistão em um tempo especificado para o ensaio, com as leituras efetuadas é possível preencher a tabela sugerida pelo Departamento Nacional de Estradas de Rodagem e medir os encurtamentos diametrais de acordo com a atuação das cargas. Após a coleta das informações, a amostra de solo foi descartada e tornou-se necessário a realização dos cálculos para conclusão do ensaio.
Realização da Penetração
Corpo de prova, após a penetração.
	6	CÁLCULOS
		Para a determinação do ISC, é necessário se ter o gráfico de Penetração x Tensão. Para determinar esse gráfico, em anexo, são necessários alguns cálculos que serão apresentados a seguir.
		Foi registrado as leituras do extensômetro do anel. Em seguida foi calculada a Força em Kgf, da seguinte forma:
		
		Onde:
		
= deslocamento do anel, em mm;
		K= constante elástica em Kg/div;
		F= força, em Kgf.
		Como o anel já está calibrado, tem-se um laudo que informa a constante elástica K =2,055Kgf/div, então foi encontrado os valores apresentados na tabela em anexo.
		Em seguida, foi calculada a Pressão:
		
		Onde:
		P= pressão em, Kgf/cm²;
		F= força em, Kgf;
		A= área do pistão, em cm².
		A área do pistão foi encontrada da seguinte maneira, com diâmetro de 4,96cm:
		
 
		Então, substituindo na fórmula da pressão foram calculados seus valores para cada abertura de peneira.
		Com os dados obtidos no ensaio, construiu-se o diagrama pressão x penetração.
		A correção da curva apresentada no diagrama em anexo, 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 e 5,08 deverão ser deslocadas de c, como mostrado, obtendo-se os valores P1’ e P2’, que são os valores da pressões corrigidas.
		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.
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 e são aquelasobtidas para a amostra de brita graduada de alta qualidade que foi utilizada como padrão de referência.
		Com os pares de valores da fase de penetração, traça-se o gráfico que relaciona a carga, em ordenadas às penetrações, nas abscissas. Se a curva apresentar ponto de inflexão, traça-se por ele uma reta seguindo o comportamento da curva, ate que intercepte o eixo das abscissas. Esse ponto de interseção será a nova origem, provocando assim uma translação no sistema de eixos. Foi necessária a correção, como mostra o gráfico em anexo. 
		
		
		Portanto, o CBR será de 52,38% para realização do pavimento.
.