ENSAIO COMPACTAÇÃO

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ENSAIO DE COMPACTAÇÃO
Professor Ronaldo Alves de Siqueira
Pretendendo-se instalar um aterro, uma amostra de solo representativa da região foi coletada e submetida ao ensaio de compactação. 
Considere que o cilindro extrator da amostra tenha 1000 cm³ e a massa específica dos grãos do solo como sendo 2,65 g/cm³.
PROJETO DE PAVIMENTAÇÃO
Na tabela, a seguir estão apresentados os dados pertinentes ao ensaio. 
A partir destes dados, determine: 
a curva de compactação deste solo;
a massa específica seca máxima; 
 a umidade ótima de compactação.
PROJETO DE PAVIMENTAÇÃO
Qual a influência da energia de compactação na umidade ótima e na densidade máxima aparente seca máxima?
2. Qual a influência do processo de compactação ou tipo de compactação no valor dos parâmetros de compactação?
 
VAMOS PENSAR JUNTOS
Dado um solo natural apresenta um peso especifico aparente seco de 16,5 kn/m3 e umidade de 8%. Qual o volume desse solo necessário para executar uma pavimentação de 5 km com largura de 20 m e 0,30m de espessura, com peso especifico seco máximo de 19,5 kn/m3 e umidade ótima de 12%?
COMPACTAÇÃO DOS SOLOS
O solo apresenta vazios entre as partículas sólidas. 
Construção civil 
Solo resista 
às cargas
Minimizar os vazios
Minimizar os vazios
Compactação
Diminuir a deformação
O ensaio da curva de compactação do solo 
Ensaio de Proctor 
Conforme ABNT NBR 7182 (2016). 
ENSAIO DE COMPACTAÇÃO
Compactação dos solos
Compactação dos solos diz respeito ao estado do volume de vazios do solo. 
Compactar o solo diz então sobre a redução do número de vazios, aumentando o contato entre os grãos.
SOLOS FOFOS
SOLOS COMPACTADOS
 é o processo manual ou mecânico, 
Qual o conceito para compactação de um solo? 
que visa reduzir o volume dos vazios do solo, 
aumentando a resistência deste, 
tornando-o mais estável. 
Como ocorre o processo natural de compactação do solo?
O solo ao longo da sua história na sua formação geológica, entra em um processo de diminuição do volume de vazios, devido a três fatores, que combinados conferem ao solo um estado peculiar. 
Esse processo de compactação se caracteriza pelo:
Tipo de pressão aplicada, 
Pelo tempo restrito de aplicação destas pressões 
Pelo teor de umidade em que o solo se encontra.
O ensaio de compactação prevê a aplicação de um determinado número de golpes de um soquete sobre o solo, de modo que a massa específica do solo após a aplicação dos golpes é função da umidade deste solo. 
ENSAIO DE COMPACTAÇÃO
o que acontece é um rearranjo das partículas para que elas ocupem um volume menor do que anteriormente, quando não compactadas. 
ENSAIO DE COMPACTAÇÃO
A quantidade de partículas sólidas e o volume de água não se alteram durante o experimento; 
O ensaio de compactação identifica uma determinada umidade ótima. 
ENSAIO DE COMPACTAÇÃO
O que é umidade ótima?
Para um processo específico de compactação, umidade ótima é o teor de umidade para a qual o peso específico aparente seca alcança um valor máximo.
O ensaio da curva de compactação do solo 
Ensaio de Proctor 
Conforme ABNT NBR 7182 (2016). 
ENSAIO DE COMPACTAÇÃO
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 45,75cm e 4,54kg respectivamente); 
Filtro de papel circular; 
Paquímetro; 
Balança;
Estufa; Cápsulas de alumínio com tampa; 
Acessórios em geral como bandejas, baldes, espátulas e colheres.
ENSAIO DE COMPACTAÇÃO
EQUIPAMENTOS
Base metálica perfurada para o molde cilíndrico; 
Molde cilíndrico metálico com extensor (dimensões aproximadas de 15,24cm de diâmetro e 17,78cm de altura); 
Régua de aço biselada (com aproximadamente 30cm); 
Soquete metálico (com altura de queda e peso aproximado de 45,75cm e 4,54kg respectivamente); 
Disco espaçador metálico (com aproximadamente 6,4cm);
Filtro de papel circular; 
1. Após coletada a amostra de solo, deve ser seca ao ar e destorroada. 
ENSAIO DE COMPACTAÇÃO
ROTEIRO
ENSAIO DE COMPACTAÇÃO
ROTEIRO
Este serviço deve ser executado com a ajuda de bandejas e espátulas de aço e só finalizado quando o solo encontrar-se completamente destorroado. 
Nesta parte do ensaio são separados e eliminados os fragmentos rochosos e os resíduos orgânicos.
ENSAIO DE COMPACTAÇÃO
ROTEIRO
2. O próximo passo é acrescentar água até que o solo esteja 5% abaixo de sua umidade ótima. 
Uma porção deste solo deve ser colocada num cilindro padronizado, cujo volume é de 1.000 cm³, e ser submetida a 26 golpes de um soquete, também padronizado, caindo de uma altura de 30,5 cm. 
ENSAIO DE COMPACTAÇÃO
ROTEIRO
Detalhe da montagem do molde cilíndrico na base.
ENSAIO DE COMPACTAÇÃO
ROTEIRO
Detalhe da compactação do solo dentro molde cilíndrico.
3. Fase de caracterização do molde cilíndrico.
Após a preparação da amostra, verificar os parâmetros característicos do molde cilíndrico em estudo. 
Com o auxílio de uma balança realizar a pesagem e com a ajuda de um paquímetro retirar as medidas exatas do molde metálico. 
Feita a caracterização do molde, realizar sua montagem na base metálica, inserir o disco espaçador e o papel filtro e realizar a compactação do solo em cinco camadas aproximadamente iguais.
ENSAIO DE COMPACTAÇÃO
Executar doze golpes do soquete metálico distribuídos uniformemente sobre sua superfície. 
Após a conclusão dos golpes distribuídos igualmente nas camadas, retirar o extensor (cilindro complementar) 
e com a ajuda da régua biselada realizar o rasamento do excesso de material deixando a amostra com a altura exata do molde. 
ENSAIO DE COMPACTAÇÃO
Na sequência, retirar o molde do suporte e verificar a pesagem do conjunto molde metálico e solo compactado. 
Subtrair o peso do conjunto do peso do molde, e dividir o valor encontrado pelo volume do molde, e assim encontrar a densidade do solo compactado em umidade natural ℎ (Equação 1). 
Após definição da densidade ℎ, guardar a amostra de solo em repouso.
ENSAIO DE COMPACTAÇÃO
Determinada a massa específica do corpo de prova obtido e sua umidade; com estes valores, calcular a densidade seca. 
A amostra deve ser novamente destorroada, acrescenta-se água, cerca de 2%, repete-se o procedimento. 
A operação deve ser repetida até que se perceba que a densidade, depois de ter subido, já tenha caído em duas ou três operações sucessivas. 
Em geral, é necessário executar de 5 a 6 vezes o experimento.
ENSAIO DE COMPACTAÇÃO
Com os dados em mãos, representar a densidade seca em função da umidade. 
Ajustar uma parábola aos pontos. 
No ponto de inflexão da parábola tem-se a densidade seca máxima à qual corresponde a umidade ótima de compactação.
ENSAIO DE COMPACTAÇÃO
Os princípios discutidos nos ensaios são os mesmos que devem ser colocados em prática no campo. 
Os equipamentos de compactação são divididos em três categorias: 
 os soquetes mecânicos, 
 os rolos estáticos 
 e os rolos vibratórios.
COMPACTAÇÃO NO CAMPO
Os soquetes são compactadores de impacto utilizados em locais de difícil acesso, como em valas e trincheiras, por exemplo. 
Podem ser manuais ou mecânicos (sapos).
COMPACTAÇÃO NO CAMPO
Rolos estáticos 
 são rolos do tipo pé-de-carneiro, 
 os rolos lisos de roda de aço 
 e os rolos pneumáticos. 
COMPACTAÇÃO NO CAMPO
ROLO PÉ DE CARNEIRO
ROLO LISO
ROLO PNEUMÁTICO
Os rolos pé-de-carneiro são constituídos por cilindros metálicos com protuberâncias (patas), com altura de 20 cm.
A camada compactada possui geralmente 15 cm, com número de passadas variando entre 4 e 6,para solos finos, e de 6 e 8, para solos grossos. 
COMPACTAÇÃO NO CAMPO
UMIDADE
Rolos lisos são construídos a partir de um cilindro oco de aço, podendo ser preenchido por areia úmida ou água, a fim de que seja aumentada a pressão aplicada. 
São usados em bases de estradas, em capeamentos e são indicados para solos arenosos, pedregulhos e pedra britada, lançados em espessuras inferiores a 15 cm. 
COMPACTAÇÃO NO CAMPO
O rolo liso compacta camadas finas de 5 a 15 cm com 4 a 5 passadas. 
Possuem pesos de 1 a 20 toneladas. 
COMPACTAÇÃO NO CAMPO
Rolos pneumáticos são eficientes na compactação de camadas asfálticas, indicados para solos de granulação fina e arenosa. 
Os rolos pneumáticos podem ser utilizados em camadas de até 40 cm e possuem área de contato variável, função da pressão nos pneus e do peso do equipamento. 
COMPACTAÇÃO NO CAMPO
Os seguintes aspectos devem ser atendidos para o bom controle da compactação no campo: 
 Tipo de solo, 
 Espessura da camada, 
 Número de passadas, 
 Equipamento compactador, 
 Umidade do solo, 
 Grau de compactação alcançado. 
Observação:
Durante a compactação, deve-se manter a umidade do solo próxima da umidade ótima.
ENSAIO DE COMPACTAÇÃO
Qual a influência da energia de compactação na umidade ótima e na densidade máxima aparente seca máxima?
2. Qual a influência do processo de compactação ou tipo de compactação no valor dos parâmetros de compactação?
 
VAMOS PENSAR JUNTOS
Pretendendo-se instalar um aterro, uma amostra de solo representativa da região foi coletada e submetida ao ensaio de compactação. 
Considere que o cilindro extrator da amostra tenha 1000 cm³ e a massa específica dos grãos do solo como sendo 2,65 g/cm³.
PROJETO DE PAVIMENTAÇÃO
Na tabela, a seguir estão apresentados os dados pertinentes ao ensaio. 
A partir destes dados, determine: 
a curva de compactação deste solo;
a massa específica seca máxima; 
 a umidade ótima de compactação.
PROJETO DE PAVIMENTAÇÃO
Vamos encontrar a massa seca de cada amostra, utilizando a seguinte relação:
PROJETO DE PAVIMENTAÇÃO
B) a massa específica seca máxima
C) a umidade ótima de compactação