Aula 1 Compactacao slides

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COMPACTAÇÃO DE SOLOS
COMPLEMENTOS DE MECÂNICA DOS 
SOLOS E FUNDAÇÕES
• Introdução
• Fatores que influenciam a compactação
• Equipamentos de compactação
• Controle de compactação no campo
• Considerações finais
• Exercícios
COMPACTAÇÃO DE PAVIMENTOS E ATERROS
1. Introdução
• Compactação é a ação mecânica através da qual se 
impõe ao solo uma redução no seu índice de vazios
• Compactação densificação maior resistência
menor 
compressibilidade
• Ensaio Triaxial
COMPACTAÇÃO DE PAVIMENTOS E ATERROS
1. Introdução
• Estabilidade – os efeitos da compactação devem 
perdurar ao logo do tempo, mesmo com a ação dos 
agentes climáticos
Ralph Proctor (1933)
COMPACTAÇÃO DE PAVIMENTOS E ATERROS
1. Introdução
Mecanismos da ação da água:
• Ramo Seco: a água, sob efeito capilar (sucção), 
aglutina as partículas impedindo o seu deslocamento 
relativo. O aumento da umidade diminui este efeito, 
facilitando a compactação
• Ramo Úmido: próximo à saturação, a água 
incompressível, passa a absorver a energia de 
compactação
COMPACTAÇÃO DE PAVIMENTOS E ATERROS
1. Introdução
COMPACTAÇÃO DE PAVIMENTOS E ATERROS
FORMULÁRIO BÁSICO
• Umidade:
• Massa específica
• Massa específica seca:
COMPACTAÇÃO DE PAVIMENTOS E ATERROS
𝑤 =
𝑀𝑤
𝑀𝑠
𝜌 =
𝑀
𝑉
𝜌𝑠 =
𝑀𝑠
𝑉
=
𝜌
1 + 𝑤
ENSAIO DE COMPACTAÇÃO
COMPACTAÇÃO DE PAVIMENTOS E ATERROS
Energia de Compactação (E)
𝑬 =
𝑷 𝒉 𝑵 𝒏
𝑽
• P = peso do soquete
• h = altura do soquete
• N = número de golpes por camada
• n = número de camadas
• V = volume de solos compactado
COMPACTAÇÃO DE PAVIMENTOS E ATERROS
2. Fatores que Influenciam a Compactação
a) Tipo de solo (tamanho das partículas)
COMPACTAÇÃO DE PAVIMENTOS E ATERROS
2. Fatores que Influenciam a Compactação
b) Formato da Curva Granulométrica 
COMPACTAÇÃO DE PAVIMENTOS E ATERROS
2. Fatores que Influenciam a Compactação
c) Energia de Compactação
COMPACTAÇÃO DE PAVIMENTOS E ATERROS
3. Equipamentos de Compactação
A energia de compactação pode ser aplicada de 3 
maneiras:
a) Pressão → Rolos Estáticos
b) Vibração → Rolos Vibratórios
c) Impacto → Soquetes
a) Rolos Estáticos (carga estática)
Rolo Liso
Pé de Carneiro
Pneumático
COMPACTAÇÃO DE PAVIMENTOS E ATERROS
3. Equipamentos de Compactação
• Rolo Liso
COMPACTAÇÃO DE PAVIMENTOS E ATERROS
3. Equipamentos de Compactação
• Rolo Pé de Carneiro
COMPACTAÇÃO DE PAVIMENTOS E ATERROS
3. Equipamentos de Compactação
• Rolo Pé de Carneiro
COMPACTAÇÃO DE PAVIMENTOS E ATERROS
3. Equipamentos de Compactação
• Rolo Pneumático
COMPACTAÇÃO DE PAVIMENTOS E ATERROS
3. Equipamentos de Compactação
• Rolo Liso Emax = 15 cm
Areias e pedregulhos bem graduados
Utilizado para acabamento
• Rolo Pé de Carneiro E = 15 a 20 cm
Eficiente em solos coesivos
Bom entrosamento entre 
camadas
• Rolo Pneumático E = 30 a 40 cm
Eficiente para maioria dos materiais
Permite a variação da pressão aplicada
Exige escarificação entre camadas
COMPACTAÇÃO DE PAVIMENTOS E ATERROS
3. Equipamentos de Compactação
b) Rolos Vibratórios (carga dinâmica)
Rolo Vibratório Liso (mais usado)
Pé de Carneiro
Pneumático
Rolos Vibratórios Lisos são utilizados principalmente em 
solos não coesivos de difícil compactação. Podem compactar 
grandes espessuras (1,0m). Mas pode ocorrer segregação das 
partículas grossas quando há excesso de finos; contra 
indicado para acabamento
COMPACTAÇÃO DE PAVIMENTOS E ATERROS
3. Equipamentos de Compactação
c) Soquetes Mecânicos (impacto)
São equipamentos manuais que utilizam ar comprimido ou 
combustão a diesel. Empregados em locais de difícil acesso ou 
quando não é possível aproximar equipamentos de grande 
porte.
COMPACTAÇÃO DE PAVIMENTOS E ATERROS
3. Equipamentos de Compactação
COMPACTAÇÃO DE PAVIMENTOS E ATERROS
3. Equipamentos de Compactação
COMPACTAÇÃO DE PAVIMENTOS E ATERROS
4. Controle de Compactação
• Desvio de umidade:
∆𝒘 = 𝒘𝟎 −𝒘𝒄𝒂𝒎𝒑𝒐
• Grau de compactação 
𝑮𝑪 =
𝝆𝒅 𝒄𝒂𝒎𝒑𝒐
𝝆𝒅𝒎𝒂𝒙
× 𝟏𝟎𝟎 (%)
COMPACTAÇÃO DE PAVIMENTOS E ATERROS
Alguns Aspectos de Compactação no Campo
a) Número de passadas
b) Espessura da camada
COMPACTAÇÃO DE PAVIMENTOS E ATERROS
Exemplos de especificação para a compactação de 
aterros rodoviários
• Corpo dos Engenheiros do Exército
Corpo do aterro e subleito GC ≥ 95% (N-coesivo)
GC ≥ 90% (Coesivo)
Base e Sub-base GC ≥ 100% 
Desvio da Umidade Δw ≤ ± 3% (C. do aterro)
Δw ≤ ± 2% (Restante)
COMPACTAÇÃO DE PAVIMENTOS E ATERROS
Exemplos de especificação para a compactação de 
aterros rodoviários
• DNIT (BR)
Corpo do aterro GC ≥ 95% 
Δw ≤ ± 2% 
Reforço do Subleito GC ≥ 100% 
Base e Sub-base Δw ≤ ± 2% 
COMPACTAÇÃO DE PAVIMENTOS E ATERROS
Controle de Compactação no Campo
COMPACTAÇÃO DE PAVIMENTOS E ATERROS
𝑮𝑪 =
𝝆𝒅 𝒄𝒂𝒎𝒑𝒐
𝝆𝒅𝒎𝒂𝒙
× 𝟏𝟎𝟎 %
∆𝒘 = 𝒘𝟎 −𝒘𝒄𝒂𝒎𝒑𝒐
Controle de Compactação no Campo
a) Umidade do Aterro
Estufa a vácuo ou com ventilação forçada
Speedy (carbureto de cálcio + água + acetileno)
Frigideira
Álcool
b) Massa específica
Cravação de cilindro Bizelado
Funil de Areia
COMPACTAÇÃO DE PAVIMENTOS E ATERROS
Controle de Compactação no Campo
Estufa a vácuo ou com ventilação forçada
COMPACTAÇÃO DE PAVIMENTOS E ATERROS
Controle de Compactação no Campo
Speedy (carbureto de cálcio + água + acetileno)
COMPACTAÇÃO DE PAVIMENTOS E ATERROS
Controle de Compactação no Campo
Speedy (carbureto de cálcio + água + acetileno)
COMPACTAÇÃO DE PAVIMENTOS E ATERROS
Controle de Compactação no Campo
Speedy (carbureto de cálcio + água + acetileno)
COMPACTAÇÃO DE PAVIMENTOS E ATERROS
Controle de Compactação no Campo
Frigideira
COMPACTAÇÃO DE PAVIMENTOS E ATERROS
Controle de Compactação no Campo
Álcool
COMPACTAÇÃO DE PAVIMENTOS E ATERROS
Controle de Compactação no Campo
Cravação de Cilindro Biselado
COMPACTAÇÃO DE PAVIMENTOS E ATERROS
Controle de Compactação no Campo
Funil de Areia
Conhecidos: Ms e Vt
Calcula-se ρcampo e w
COMPACTAÇÃO DE PAVIMENTOS E ATERROS
Controle de Compactação no Campo
Funil de Areia
COMPACTAÇÃO DE PAVIMENTOS E ATERROS
Controle de Compactação no Campo
Funil de Areia
COMPACTAÇÃO DE PAVIMENTOS E ATERROS
Controle de Compactação no Campo
Funil de Areia
COMPACTAÇÃO DE PAVIMENTOS E ATERROS
Controle de Compactação no Campo
Funil de Areia
COMPACTAÇÃO DE PAVIMENTOS E ATERROS
Considerações Finais
Valores típicos
COMPACTAÇÃO DE PAVIMENTOS E ATERROS
Considerações Finais
Alternativas no ensaio de compactação
• Ensaio sem reuso do material: uso de amostras 
virgens para cada ponto da curva. Exige maior 
quantidade de material e apresenta resultados mais 
fiéis
• Ensaio sem secagem prévia: mais se aproxima dos 
procedimentos de campo. Uso para solos sensíveis à 
pré-secagem
• Ensaio para solos com pedregulho: uso de cilindro 
maior e soquete mais pesado e com menor número 
de golpes para igualar a energia de compactação
COMPACTAÇÃO DE PAVIMENTOS E ATERROS
EXERCÍCIO 1
COMPACTAÇÃO DE SOLOS
Um solo de uma área de empréstimo foi ensaiado em laboratório
para determinação da umidade ótima (Wot) e massa específica
seca máxima (MESmax), correspondentes à energia intermediária
de compactação do ensaio de Proctor. Nessas condições foram
obtidos os valores mostrados abaixo:
PONTOS 1 2 3 4 5
Volume do Molde (cm3) 1001 998 1001 1001 998
Cilindro com solo Úmido (g) 4329 4433 4525 4518 4462
Tara do Cilindro 2372 2365 2372 2372 2365
Cápsula No. 47 74 99 432 69
Cápsula com Solo Úmido (g) 119,3 108 125,1 94,92 106,7
Cápsula com Solo Seco (g)110,7 99,73 114 85,88 96,19
Tara da Cápsula (g) 28,62 29,75 29,37 23,37 30,12
EXERCÍCIO 1 
Durante a compactação de uma camada de base de um trecho de
pavimento constituído com este material, foi realizada a
perfuração com um cilindro biselado (volume de 732cm3) com
uma retirada de 1.628g de solo. Desse material foi separada uma
porção de 128g que depois foi seca cuidadosamente em uma
frigideira e a massa foi reduzida para 112g. Determinar a umidade
ótima e a massa específica seca máxima de laboratório e o grau
de compactação (GC) e o desvio padrão de umidade (W) da
camada compactada.
EXERCÍCIO 2 
No laboratório se realizou um ensaio de compactação em que
foram obtidos os seguintes resultados
PONTOS 1 2 3 4 5 6
Volume do Molde (cm3) 1005 1001 1001 1001 1001 1001
Cilindro com solo Úmido (g) 4247 4324 4380 4424 4435 4429
Tara do Cilindro 2372 2372 2372 2372 2372 2372
Cápsula No. 5 47 45 96 101 98
Cápsula com Solo Úmido (g) 93.32 111.2 102.2 103.3 106.7 103.4
Cápsula com Solo Seco (g) 86.64 102.2 93.57 93.71 96.2 92.54
Tara da Cápsula (g) 24.82 28.01 28.88 28.9 31.27 30.66
Umidade (%) 10.81 12.13 13.34 14.80 16.17 17.55
Massa Específica Seca 
Máxima (g/cm3)
1.684 1.739 1.770 1.786 1.774 1.748
EXERCÍCIO 2 
No campo determinou-se através do speedy que a umidade do
solo compactado é igual a 14,30%. Realizou-se um furo com uma
broca e o material escavado tem massa de 1.089g. Utilizou-se um
funil de areia para a determinação do volume do furo,
encontrando-se:
Massa Inicial=3.840g
Massa Final=2.420g
Sabe-se que a massa específica da areia é de 1,56g/cm3 e a massa
de areia no interior do funil é 562g.
Calcular a variação de umidade (W) e o grau de compactação
EXERCÍCIO 2 
Wot=14,74%
MESmax=1,787g/cm3
Minicial – Mfinal – M(interior funil) = 3840-2420-562 =858
V=858/1,56=550cm3
MEScampo=1089/550=1,96g/cm3