4 melhoramento dos solos

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4 - ESTABILIZAÇÃO DOS SOLOS 
 
 
4.1 - Introdução 
 
Entende-se por estabilização de solos o processo pelo qual se 
confere uma maior resistência estável às cargas ou desgastes ou à erosão, 
por meio de uma compactação, correção de sua granulometria e da sua 
plasticidade ou de adição de substâncias que lhe confiram uma coesão 
proveniente da cimentação ou aglutinação dos seus grãos. O caso mais 
comum de emprego de estabilização é quando não se dispõe de material 
com resistência adequada para ser usado como base de pavimentos. 
Entretanto, usa-se estabilizar o solo também em certos casos de reforços de 
fundação, ou de melhoria das condições de escavação ou estabilidade de 
talude. 
Quando o engenheiro que projeta uma estrutura ou obra de 
terra se depara com um solo ou terreno de má qualidade, ele pode adotar 
uma das atitudes seguintes: 
 
a) Evitar o solo ruim ou contornar o terreno mau: por 
exemplo adotar o traçado de uma estrada de modo a 
contornar uma área pantonosa, ou modificar o greide da 
estrada de modo a evitar uma camada de solo expansivo. 
 
b) Remover o solo ruim e substituí-lo por outro de boa 
qualidade: por exemplo, construir um aterro de material 
arenoso com expulsão e drenagem de turfa e argila 
subjacente ou escavar a camada de solo argiloso. 
 
c) Projetar o solo de modo a melhorar suas propriedades 
mecânicas e susceptibilidade aos efeitos ambientais: 
(“Conviver com a situação difícil”), por exemplo, aterro 
“futuante” que recalque ou seja renivelado após algum 
tempo. 
 
d) Tratar o solo de modo a melhorar suas propriedades 
mecânicas e susceptibilidade aos efeitos ambientais: por 
exemplo, pré-comprimido ou promovendo a drenagem com 
drenos verticais na argila do subsolo sob um aterro ou 
misturando cal ao solo expansivo do subleito de um 
pavimento. Tem-se, assim a Estabilização do Solo. 
 
As propriedades de engenharia que visam modificar na 
estabilização de um solo são: 
 
a) Resistência a cisalhamento, tornando-a menos sensível as 
mudanças ambientais principalmente, a umidade, além de 
torná-la compatível com as cargas que a estrutura vai 
absorver. 
 
b) Permeabilidade, aumentando-a ou diminuindo-a. 
 
c) Compressibilidade, reduzindo-a. 
 
Nos países de clima frio, considerar-se importante a redução 
da suscetibilidade ao gelo. 
 
 
Classificação dos Processos de Estabilização 
 
a) Melhoria geral de propriedades: compactação (atinge a 
todas as propriedades, e é o processos mais simples). 
 
b) Melhoria das propriedades principais: Adição de cimento 
Portland, cal, cal com cinzas volantes, ligantes 
betuminosos, solidificantes químicos. 
 
c) Melhoria de solos de fronteira: Estabilização 
granulométrica ou mecânica, solo modificado (por cimento, 
asfalto e traços de produtos químicos). 
 
d) Tratamento contra a água ou impermeabilização: Asfalto, 
produtos químicos e membranas. 
 
e) Tratamento contra poeira e erosão: cloreto de sódio, 
cloreto de cálcio, outros produtos químicos. 
 
f) Secagem local, adensamento, enrijecimento de solos moles, 
problemas especiais de fundações: Drenos de areia, estacas 
de pedras, pré-carregamento, vácuo, poços drenantes, 
eletroamose, aquecimento e resfriamento (congelamento) 
 
 
 
 
 
Causa da Importância Crescente da Estabilização de Solos 
na Engenharia Civil: 
 
a) Carência cada vez mais acentuada de materiais naturais 
de boa qualidade. 
 
b) Necessidade de construir as áreas que antes podiam ser 
contornados. 
c) Melhoramentos introduzidos nos métodos tradicionais de 
estabilização de solos. 
 
d) Desenvolvimento de novos métodos de estabilização. 
 
e) Melhoria dos processos e equipamentos de construção. 
 
f) Dados colhidos da observação do desempenho de 
estruturas com solo estabilizado mostram que estas podem 
ter suas dimensões reduzidas. 
 
g) Aspectos econômicos favoráveis: ecologia a preservar (uso 
de rejeitos industriais e minerários). 
 
 
 
 
 
 
 
 
Métodos de Estabilização mais eficazes para diferentes tipos 
de solos: 
 
TIPO DE SOLO MÉTODO DE ESTABILIZAÇÃO MAIS EFICAZES 
Solos Granulares Estabilização granulométrica, solo 
asfalto, solo-cal e cinzas volantes, 
solo-cimento. 
Solos Granulares Finos Estabilização granulométrica, 
estabilização com cimento portland, 
solo-cal e cinzas volantes, solo-
asfalto, cloretos. 
Argilas de Plasticidade baixa Compactação, estabilização com 
cimento portland, impermabilizante 
químico, modificação pelo cal. 
Argilas de Plasticidade Elevada Estabilização com cal 
 
4.2 - Métodos de Estabilização 
 
4.2.1 - Estabilização Granulométrica 
 
1 - Introdução 
 
A estabilização granulométrica ou mecânica consiste na 
mistura de dois ou mais solos, de forma íntima, e sua posterior 
compactação. Procura-se obter usualmente, misturada densamente 
graduadas e de fração fina plástica limitada. 
Se um material natural (cascalho, saibro, laterita, etc) 
apresenta condições intrínsecas adequadas, pode ser utilizado em camadas 
de sub-base e de base de pavimentos, sem adição ou mistura. 
As especificações estabelecem, com base na experiência, 
faixas granulométricas, valores de CBR mínimo, valores de LL e IP 
máximos, graduação e resistência do agregado graudo. 
Alguns tipos de solos estabilizados granulometricamente 
podem ser relacionados: 
 
• Cascalhos ou pedregulho, natural ou com acréscimo de 
areia 
 
• Solo residual arenoso (saibro) mais areia fina superficial 
(“Topsol”) 
 
• Cascalho de laterita, puro ou corrigido com areia 
 
• Solo-brita 
 
• Escórias de alto-forno. 
 
2. Propriedades de Mistura Estabilizadas 
 
A estabilidade das misturas granulares (solo e solo-brita) ou 
seja, sua resistência às cargas e às variações ambientais, depende da 
distribuição granulométrica, forma das partículas, densidade relativa, 
atrito interno e coesão. Ver fig. 11.1 de YODER e WITCZAR. Em (a) tem-se 
agregado sem finos; sua densidade é pequena e sua permeabilidade 
grande; porém é difícil manuseá-lo por não ter coesão alguma. O atrito 
intergranular assegura a resistência. Em (b) tem-se uma mistura em que a 
quantidade de finos é o suficiente para preencher os vazios dos agregados; 
mantem-se o atrito intergranular das partículas maiores, e a mistura tem 
densidade elevada, e permeabilidade pequena, sua compactação ainda 
apresenta alguma dificuldade, mas sua estabilidade é muito satisfatória. 
Em © há muitos finos e o agregado flutua no solo; a densidade não é 
grande, a mistura é bastante impermeável, e pouco estável em relação à 
variação de umidade; o manuseio e a compactação são fáceis. 
Na fig. 11.2 vê-se como o peso específico aparente e o CBR 
variam com a porcentagem de finos (o que passa na peneira nº 200) de uma 
mistura cascalho-solo. O CBR máximo verifica-se para porcentagens na 
peneira 200 de 6 a 8%. O ys max verifica-se para 8 a 10%. A condição da 
mistura é a de (b) na Fig. 11.1. À direita é a condição © e à esquerda é (a). 
Distribuição granulométrica de um material: 
 
p = 100 (d/D)n, curva de Fuller-Talbot; p% que passa na pen. 
de malha D, diam. Máx. ; ys max, quando n = 0,5 
 
Se D = ¾ pol, p = 6,2% pass. Pen. Nº 200. 
Enquanto que na figura 11.2 as partículas são arredondadas 
na figura 11.3 são angulares, pois o agregado é de brita. Os valores de CBR 
são um pouco maiores. 
Na figura 11.4 densidade aparente e CBR vs % que passa na 
pen. 200 para vários materiais granulares: pedregulho, areia grossa e fina. 
Os dois parâmetros aumentam com o tamanho das partículas granulares, e 
o peor ótimo de solo (finos) diminue. 
A densidade ou peso específico aparente não serve de critério 
quanto à estabilidade da mistura. Só tem validade se a distribuição 
granulométrica for determinada. Misturas com mais finos são menosestáveis e com menos finos mais resistentes. Se os finos forem excessivos 
cessa o atrito intergranular da parte grauda. 
O efeito da plasticidade dos finos vê-se na Fig. 11.5. Depende 
da quantidade de finos; se estes são escassos o tipo de fino não importa, 
mas se atingem cerca de 15%, o que torna a densidade máxima, a 
plasticidade torna-se importante. As especificações da AASHTO 
estabelecem máximos de LL 25% e IP 6%. 
Poderão ser exagerados estas especificações, conforme o 
clima, a graduação descontínua, e a resistência da mistura. Se os finos 
existem em pequena quantidade pode-se ter plasticidade maior. Há quem 
especifique valores máximos do produto de % pass. Pen. 40 ou 200 por IP, 
p. ex. 
Os cascalhos de laterita apresentam granulometria 
descontínua. Outros materiais também podem apresentar descontinuidade. 
Não se aplicam os requisitos de plasticidade a solos de granulometria 
descontínuas ou mal graduadas. 
Na figura 11.6 mostra-se o “dust rátio” ou fator de pó 
=P200/P30 =P0,074mm/P0,59mm variando linearmente com o IP de cada 
solo. Depende da vazão de finos e areia na mistura. 
 
Na figura 11.7 o efeito da descontinuidade granulométrica de 
um cascalho com finos é mostrado quando ao < d para <3 = 1 kgf/cm2, 
ensaios triaxial; o agregado tem diâmetro máximo de 35mm (1 pol). A 
resistência depende do “fator de pó” e da % que passa na peneira nº 200. 
Para pequenas quantidade de material que passa na pen. 200 (seja 5%) o 
“fator de pó” tem pouco efeito e pode-se concluir que a graduação 
descontínua não produz efeito danoso na mistura. Por outro lado, para 
maiores quantidades de material que passa na peneira 200, o aumento do 
“fator de pó” causa decréscimo na resistência até o fator 0,5, e depois 
cresce novamente. Os maiores valores de resistência são obtidos com 
granulometria mais descontínua - fator de pó perto de 1. Neste caso vê-se 
que a plasticidade torna-se menos influente. 
Assim, para julgar melhor materiais de granulometrias 
descontínuas há que se fazer ensaios que meçam sua resistência do 
cisalhamento. 
A permeabilidade de misturas solo-agregado é ilustrado na 
figura 11.8. Somente as bases de textura aberta drenam livremente. Porém 
há que se cuidar da sub-penetração do material fino subjacente, figura 
11.9. Aqui mostram-se resultados de ensaios de cargas repetidas em 
laboratório. Numa areia não há intrusão de solo argiloso saturado 
subjacente, nem há no cascalho quando este apresenta graduação 
adequada. Mas deve-se prover lençol ou colchão de areia sob a base 
granular para evitar a intrusão; basta ter 5 a 10cm de espessura. 
Na figura 11.1 (1ª edição, Yoder) mostra-se a influência da 
densidade dos grãos; trata-se de um material granular, areia δg = 2,10, 
misturado com finos de δg = 2,75. Mostra-se que até cerca de 20% de solo 
fino acrescentado à areia, embora o ϒs da mistura aumente, o peso da areia 
por unidade de volume não varia; a densidade faz-se pelo solo fino 
acrescentado. Quando a porcentagem de finos é superior a 20%, o ϒd da 
mistura aumenta, porém por efeito do δg do solo fino; a areia “bola” no solo 
fino. 
No caso de misturas em que o agregado graúdo é minério de 
ferro e o miúdo areia quartzosa a variação de ϒd da mistura cresceria até 
atingir o estado de preenchimento maior possível dos poros do cascalho 
com areia, e a seguir pouco aumentaria ou até diminuiria. 
 
2. Mecanismo de Compactação 
 
O problema da compactação era, antigamente, encarado de 
forma empírica, dependente do bom senso ou experiência de cada 
engenheiro. Coube a RR Proctor (1933), dar início ao estudo racional da 
compactação, levando o problema ao laboratório. 
Verificou Proctor que um mesmo solo, conforme o seu teor de 
umidade, reagia diferentemente à compactação, alcançando valores 
diversos de densidade. Proctor compactou amostrar de solo em um 
recipiente cilíndrico metálico, utilizando amostras de diferentes umidades, 
após compactar uma amostra no cilindro, retirava-a destorroava-se 
acrescentando mais água, tornando a compacta-la. 
Com os pares de valores (ϒs*, h%) obtidos da compactação de 
cada amostra, era possível traçar a curva ϒs = f (h%) em eixos coordenados 
denominada CURVA DE COMPACTAÇÃO fig. (1). 
 
 
γmáx. 
 
 
 
 
fig.1 hot h(%) 
Essa curva típica para todos os solos mostrava que a 
densidade aumentava à medida que se compacta o solo em umidades 
crescentes, passava por um máximo e diminuia depois. Esse 
comportamento dos solos, compactados, denotando a importância da 
umidade de compactação, é a grande descoberta de Proctor em seus 
estudos de laboratório. 
ϒs = ϒh ϒn = Pn h = Pa x 100 
 l + h Vt Ps 
 
Ao ponto máximo da curva (fig. 1) correspondem a massa 
específica aparente máxima (ϒmax) e a umidade ótima hot do solo. Esses 
valore ϒmax e hot variam de solo para solo, de acordo com suas 
características gerais (textura, forma dos grãos, plasticidade, etc...) Num 
mesmo solo, dependente da maneira (método) e energia empregadas na 
compactação, como veremos mais adiante. 
O mecanismo do aumento e subsequente decréscimo de ϒs 
em função da umidade, tem sido explicado por diferentes modos (que serão 
abordados posteriormente) aqui apresentaremos as mais simples. 
 
No Ramo Seco (em baixa umidade), os solos apresentam resistência grande 
à aproximação de seus grãos devido ao atrito entre os 
mesmos; acrescendo a umidade, o atrito diminui, 
funcionando a água como um lubrificante e se obtendo 
assim um entrosamento melhor entre os grãos. 
 
No Ramo Úmido (Alta umidade) Ultrapassando, entretanto, um certo valor 
de umidade (hot), o acréscimo de água para agir 
diversamente; a quantidade de água é tal, que dificulta a 
expulsão do ar remanescente dos vazios amortecendo o 
efeito da compressão ou golpeamento, não conseguindo 
mais diminuir convenientemente o volume total do solo. 
 
 
 
 
 
 
 
4.3 - Fatores Predominantes na Compactação 
 
4.3.1 - Teor de Umidade - Já foi abordado anteriormente. 
 
4.3.2 - Tipo de Solo - Em igualdade de condições de método e energia 
empregados, observa-se que os solos de granulometria grossa atingem 
maior ϒmax (com menor hot) que nos solos finos (com maior hot). Quanto 
mais bem graduado seja o solo, maior seu ϒmax e menor hot quanto mais 
plástico o solo menor seu ϒmax e maior sua hot. 
 
 γs Areia bem graduada (desuniforme) 
 Areia mal graduada (uniforme) 
 Argila magra (baixa plasticidade) 
 Argila grosa (alta plasticidade) 
 
 
 
 h% 
4.3.3 - Método de Compactação 
 
O método se caracteriza, fundamentalmente, pela maneira 
com que se aplica as cargas ao solo, durante a compactação. 
 
4.3.3.1 - Método Dinâmico 
 
Caracteriza-se pela ação de Energia Cinética; o solo é 
compactado por intermédio de um peso (soquete) que vai de uma certa 
altura. É ainda o mais empregado em laboratório. 
 
 
4.3.3.2 - Método Estático 
 
Consiste na aplicação de uma carga P, que cresce 
gradativamente desde zero até seu valor máximo, no qual é mantida 
durante certo tempo, após o que é aliviada. Não há ação de Energia 
Cinética. De modo geral, nos ensaios, estáticos de laboratório, o pistão que 
comprime o solo tem área igual à da seção transversal do cilindro. 
 
 
4.3.3.3 - Método de Amassamento 
 
É devido a Hveem. Aplica-se uma carga P transciente, isto é, 
de ação rápida; não há também Energia Cinética. É o método de 
laboratório cujos resultados mais se aproximamdos resultados de campo. 
 
 P P P 
 Hg 
 
 
 
 Solo Solo 
 
 Ecim = P Hg 0→P→0 0→P→0 
 Em tempo t (Em tempoΔt muito pequeno) 
 Ecim = 0 Ecim = 0 
 DINÂMICO ESTÁTICO AMASSAMENTO 
 
 
 
 
Tem-se observado que num mesmo solo, a utilização de 
métodos diferentes conduz a diferentes estruturas, de tal modo que as 
amostras compactadas (mesmo que as densidades e umidades obtidas 
sejam idênticas apresentarão resistência diversas). 
 
4.3.4 - Energia de Compactação 
 
É fator muito importante, pois quanto maior a energia 
empregada, maior as densidades obtidas. Um mesmo solo, compactado pelo 
mesmo método mas em energias diferentes (El . E2) fornece curvas como as 
da figura abaixo. Para os métodos dinâmicos em laboratório. Calcula-se a 
Energia de compactação pela fórmula seguinte: 
 
ϒs E1 
 E2 
 
 
 E1∃ E2 
 h% 
 
E = P Hg x Nc x Ng / Vt P - peso do soquete 
 Hg - altura de queda do soquete 
 Vt = Vc x Nc Nc - Número de camadas 
 Vc - volume de cada camada Ng - número de golpes por 
 camada 
 Vt - volume total da amostra 
 compactada. 
 
 
Observe que a expressão de E tem dimensão de: 
[ Energia ] = Pressão 
[ Volume ] 
Para a compactação com rolo, no campo, se emprega a 
expressão. 
Ecampo = ESFORÇO TRATOR X NÚMERO DE PASSADAS 
 LARGURA DA FAIXA COMPACTADA X ALTURA DA CAMADA 
 
Entende-se por “passada” de um rolo, o seu caminho sobre a 
camada, num único sentido da faixa a compactar. Assim a ida e a volta 
corresponde a 2 passadas. A figura abaixo representa uma curva típica, ϒs 
= f(Np) em umidade constante. 
 
ϒs h% constante 
 
 ASSINTÓTA 
 
 
ϒso 
 
 4 8 12 16 NP 
ϒso massa específica aparente do solo fofo 
 
 
Para cada umidade de compactação obtem-se um tipo de 
curva indicado acima de tal modo que seria possível a partir da família de 
curvas ϒs(h) = f(Np), obter-se a curva de compactação correspondente ao 
rolo empregado. 
 
 
Assim na figura abaixo estão 5 curvas ϒs = f(Np) 
correspondentes a cinco umidades diferentes, crescentes de f2 até h5. Se 
fixarmos um dado valor de Np Np = 10 determina-se os valores de ϒs 
correspondentes o que permite traçar a curva ϒs = f(h) para energia de 
compactação constante. E = f(Np = 10). 
 
ϒs 
 h3 
 h4 
 h2 
 h1 
 h5 
 
 nº10 NP 
h1 < h2 < h3 < h4 < h5 
 
 
ϒs 
 Energia = f (Np = 10) 
 
 
 
 
 h1 h2 h3 h4 h5 h% 
 
4.4 - Métodos Dinâmicos de Laboratório 
 
Os métodos mais vulgarmente empregados entre nós, são os 
dinâmicos. Desses o mais antigo é o Proctor Normal, que corresponde ao 
“ensaio de compactação”- MB - 33 da ABNT. 
Emprega-se, bastante, hoje em dia, o “proctor modificado”, 
que surgiu atendendo ao aumento de cargas dos veículos rodoviários 
modernos, exigindo compactação mais enérgica dos subleitos e pavimentos 
de estradas. Um terceiro método dinâmico é o do CBR (“California Bearing 
Rato”) (ou Índice de Suporte Califórnia) necessário ao dimensionamento de 
pavimentos de estradas e aeroportos, com energia, aproximadamente igual 
ao do Proctor modificado. Maiores detalhes sobre o CBR serão ao Curso de 
Estradas. 
Quadro de Características dos Métodos Dinâmicos 
 
 MÉTODO PROCTOR NORMAL OU A 
ASNO-STANDARD-ENSAIO 
NORMAL DE COMPACTAÇÃO 
PROCTOR 
MODIFICADO OU A 
ASNO MODIFICADO 
CBR OU ISC 
P Peso do Soquete 2,5kg 4,5kg 4,5kg 
Hg Altura de queda 0,305m 0,457m 0,457m 
Nc Número de camadas 3 5 5 
Ng Nº de golpes por 
camada 
25 25 55 
Vt Volume útil do 
molde 
 
1 dm3
 
1 dm3
 
2,3 dm3
Vc Volume de 1 camada 
compactada 
 
333 cm3
 
200cm3
 
460cm3
E Energia de 
compactação 
 
57 tm/m3
 
257 tm/m3
 
245 tm/m3
∅ 
N 
Dimensões úteis do 
Molde 
10cm 
12cm 
10cm 
12,7 cm 
15,24cm 
12,7cm 
 Energia cinética 1900 kg cm 5140 kg cm 11300 kg cm 
 
 
4.5 - Curva de Saturação 
 
 S = (Va / Vv) x 100 ϒs = f(h%, S%) 
 
 ϒs = δg/ 1 + e δg = δ x γa hδ = Se 
 
 ϒs = δ x γa / 1 + hδ/s = Sδ / S + hδ x γa 
 
 
 
 A partir dessa expressão, se fixarmos um dado valor para S e 
dermos valores variáveis para h% poderemos calcular valores de ϒs 
correspondentes ao grau de saturação fixado. 
 
4.6 - Relação Densidade - Umidade - Resistência 
 
4.7 - Especificação e Controle de Compactação 
 
4.7.1 - Grau de Compactação 
 
Denomina-se “Grau de Compactação” à relação: 
GC = ϒ campo x 100 
 ϒ lab 
 
Entre a densidade obtida no campo e a especificada pelo 
laboratório em geral o “Grau de Compactação” é calculado em função do 
ϒmax de laboratório, fixando-se assim, para compactação de campo, a 
umidade ótima, hot do laboratório. Com a determinação do “Grau de 
Compactação” atingido, visa-se controlar as condições de campo, a partir de 
resultados conhecidos no laboratório. Tal prática cria problemas devido a 
várias razões, algumas já abordadas por nós em itens anteriores: 
 
1ª) Dependendo do tipo de rolo empregado, pode haver 
dificuldade ou mesmo impossibilidade de se atingir um “Grau de 
Compactação” fixado, uma vez que a “Curva de Compactação” do rolo pode 
ser completamente diferente da do ensaio de laboratório no caso da figura 
18 por exemplo, seria muito difícil obter-se C = 100% no campo, com o rolo 
empregado, caso se fixasse a umidade de compactação no campo igual à 
ótima de laboratório; 
 
2ª) A obtenção no campo, com um dado rolo, de um certo grau 
de compactação fixado a partir de resultados exclusivamente de 
laboratório, pode levar a solos compactados de resistência e características 
gerais inferiores às necessárias, por questões de estruturas impostas ao 
solo, no campo, note-se que a compactação de laboratório é executada em 
moldes cilindricos metálicos, praticamente indeformáveis, que sujeitam as 
amostras a contenção lateral infinita, enquanto que no campo a contenção 
lateral é do próprio solo, muito menor portanto - daí uma das razões 
principais da obtenção de estruturas diferentes. 
A tendência atual, mais racional, pelo menos nas grandes 
obras, é executar testes experimentais no campo com o equipamentode 
compactação de que se dispõe, verificando então, diretamente, as condiçòes 
de melhor rendimento e aproveitamento das características do conjunto 
solo-equipamento. As curvas ϒs = f (Np) ϒ = f (h%) são traçadas a partir 
desses testes em verdadeira grandeza, assim como se retira amostras 
indeformadas das camadas compactadas, para ensaiá-las em laboratório e 
verificar suas características de resistência. 
Nas obras de menor importância, todavia, continua-se a 
especificar, exclusivamente, em função da compactação de laboratório. 
 
4.7.2 - Especificação para Estradas de Rodagem e Aeroportos 
 
É comum entre nós, especificar a compactação das camadas 
de sub-leito e pavimento de estradas de rodagem e aeroportos, em função 
do “Proctor Modificado” (Ver item 6), prevendo-se a resistência (capacidade 
de suporte) das diversas camadas de acordo com o ensaio de penetração do 
C.B.R. Quanto mais profunda a camada, admite-se solos de características 
inferiores ou, então, se é mais liberal nos graus de compactação a exigir. 
 
4.7.3 - Especificações para Barragens de Terra 
 
As barragens de terra são aterros de grande altura, sujeitos 
à percolação da água. Suas condições de compactação devem ter, assim, 
características diferentes das correspondentes às estradas de rodagem e 
aeroportos. 
O “Bureau of Reclamation” dos Estados Unidos, uma das 
organizações de maior autoridade em matéria de projeto e construção de 
barragens de terra, apresenta critérios diferentes de especificação para 
solos finos (das zonas impermeáveis) e solos grossos (das zonas 
permeáveis), levando em conta o comportamento geral dos mesmos. Para 
os solos finos, a preocupação maior diz respeito ao aparecimento de 
pressões neutras (“pore pressures”), devido à baixa permeabilidade dos 
mesmos. 
 
4.7.3.1 - Solos Finos - Zona Impermeável 
 
 (1) (2) (3) 
Altura da Barragem 
(m) 
Porcentagem a subtrair 
da umidade ótima 
Grau de Compactação 
mínimo a obter 
0 - 45 
45 - 90 
90 - 130 
0 - 2,0 
1,0 - 2,5 
1,5 - 3,0 
98% 
96% 
94% 
 
 nas camadas mais profundas 
 nas camadas superiores 
 
A aplicação desse quadro se baseia no seguinte: 
 
1º) O método de compactação a ele referido, para 
determinação de ϒmax e hot de laboratório, é diverso dos Proctor Normal ou 
Modificado; suas características são P: 2,5 kg; Hq = 0,457m; Nc = 3; Ng = 25; 
Vt = 1,4 dm3 (∅ = 10,5cm; H = 16,2cm) Energia = 61 t.m/m3. 
 
2º) A orientação do quadro é para os casos em que não se 
tenha levado a efeito estudos especiais de “pore-pressure”. 
 
3º) Para alturas intermediárias àquelas da coluna (1), poder-
se-á interpolar os teores de umidade. 
 
Exemplo de Aplicação do Quadro: 
Para uma barragem de 65 metros de altura, dever-se-ia usar 
aproximadamente: 
 
- para os primeiros 45m (de cima para baixo): 
c = 98% 
h = hot - (0 a 2%) 
- Para as camadas inferiores (de 45m a 65m): 
c = 96% 
h = hot - (1,0% a 2,5%) 
 
4.7.3.2 - Solos Grossos - Zona Permeável 
 
Para esses solos “Bureau” especifica a compactação em 
termos de “Grau de Compacidade”, que é, como se sabe: 
 
G.C. = - Cmax. - Cnat. = - ϒmax. (ϒnat. - ϒmin.) 
 Cmax.- Cmín. ϒnat. (ϒmax. -ϒmin. 
onde ϒmax. E ϒmín. são as massas específicas aparentes secas 
correspondentes a θ mín. e θ máx., respectivamente, obtidas de acordo com 
as normas de ensaio do próprio “Bureau”. 
Na ausência de ensaios de cisalhamento, considera o 
“Bureau” que a compactação dos solos granulares é satisfatória, quando o 
“Grau de Compacidade” atingido no campo for de, pelo menos, GC = 0,70. 
4.7.4 - Escolha do Equipamento de Compactação 
 
Existe, hoje em dia, uma variedade bastante grande de 
equipamentos para compactação de campo. Os tipos mais importantes são; 
a) Rolo Pé-de-Carneiro; 
b) Rolo de Pneumáticos; 
c) Rolo Liso; 
d) Rolo de Grade (“grid roller”); 
e) Rolo Vibratórias; 
f) Placas Vibratórias; 
g) “Sapo”; 
h) Pilões de Gravidade, etc... 
 
A experiência existente permite indicar de antemão, o tipo 
de rolo mais aconselhável para cada tipo de solo. 
 
Em Argilas e Solos Eminentemente Argilosos 
 
1 - Rolo Pé-de-Carneiro (Barragens Estradas); 
2 - Rolo de Pneumáticos (Estradas); 
3 - Rolo Liso (Estradas); 
4 - “Sapos”; 
5 - Pilões de Gravidade. 
 
Em Areias, Pedregulhos e Solos Eminentemente Arenosos 
e/ou Pedregulhosos: 
 
1 - Rolo de Pneumáticos (Estradas e Barragens); 
2 - Rolo Liso (Estradas); 
3 - Rolo Pé-de-Carneiro, com grande área de pé (Barragens); 
4 - Rolos Vibratórios; 
5 - Placas Vibratórias. 
 
Em Bases de Pedras 
 
1 - Rolo Liso; 
2 - Rolo de Grade; 
3 - Rolo de Pneumáticos. 
 
Para melhor decisão sobre o tipo de rolo a empregar, 
prinpalmente nas grandes obras, deve-se executar trechos experimentais, 
que já mencionamos. Um trecho experimental consiste, em linhas, gerais 
de uma área no canteiro da obra, em que se movimenta os rolos de que se 
dispõe, fazendo variar a espessura da camada fofa, a umidade, o número de 
passadas, o peso do rolo ou pressão de pneus, etc., determinando-se as 
densidades obtidas e verificando o rendimento para cada caso. 
 
4.7.5 - Controle da Compactação 
 
O controle da compactação é a série de operações, que se leva 
a efeito, visando determinar a qualidade do serviço executado, comparando 
os valores obtidos com aqueles pré-fixados nas especificações. 
Nos métodos tradicionais de controle, se verifica a umidade 
de espalhamento e a densidade de compactação. Em barragens de terra 
está tomando vulto, atualmente, o chamado “MÉTODO DEHILF”, 
desenvolvimento e divulgado pelo “Bureau of Reclamation”, e de autoria do 
engenheiro Hilf, da Seção de Solos daquela organização. Nesse Método 
verifica-se o grau de compactação, sem necessidade de determinação de 
umidade. 
 
4.7.5.1 - Controle de Umidade 
 
Vários processos são usados: 
 
a) Agulha de Proctor (Barragens); 
b) “Speedy Moisture Tester” (Estradas e Barragens) 
c) Álcool 
d) Estufa 
 
Os três primeiros são processos rápidos, de campo, que 
fornecem a umidade imediatamente, em poucos minutos; a estufa é usada 
em laboratório, e requer 24 horas para determinação da umidade, o que 
elimina como processo de campo, em que a urgência é fator importante. 
O processo da “Agulha de Proctor” consiste em determinar a 
resistência à penetração (da “Agulha”) do solo compactado no campo, e 
compará-la com valores previamente obtidos no laboratório. 
O “Speedy” é uma garrafa metálica, em que se mistura 
intimamente solo úmido e carbureto de cálcio; a reação da água com o 
carbureto desprende gás acetileno, cuja pressão (função da maior ou menor 
umidade do solo) é medida num manômetro da garrafa, e lida diretamente 
em valores de umidade. 
O processo do álcool consiste na queima do solo com álcool, 
numa espécie de frigideira; pela variação de peso da amostra de solo (antes 
e depois da queima), calcula-se a umidade. 
 
4.7.5.2 - Controle de Densidade 
 
Os Processos mais usados são: 
 
a) Agulha de Proctor (Barragens) 
b) Cravação de cilindro Proctor; 
c) Frasco de areia; 
d) Óleo ou Água. 
 
O processo da “Agulha” se baseia na comparação da 
resistência de campo, com as de laboratório, correlacionadas com densidade 
conhecidas. 
O da cravação do cilindro é um processo de medição de 
volumes e pesos, assim como os restantes processos citados. 
 
4.2.3 - Estabilização de Solos com Cimento Portland 
 
1 - Introdução 
 
De todos os métodos de estabilização atualmente em uso, os 
que utilizam o cimento como agente estabilizador se situam em segundo 
lugar quanto à sua importância e emprego, perdendo apenas para a 
estabilização mecânica. 
A primeira obra em que se empregou a estabilizaçãocom 
cimento Portland controlada, foi uma estrada construída em 1935 perto de 
Hohnsonville, S.C, sob o controle da Portland Cement Association, a Public 
Roads Administration e o South Carolina State High-Way Department. 
Desde então, milhões de metros quadrados de estradas e aeroportos têm 
sido construídos com o emprego da estabilização com cimento Portland. 
Os fatores que ajudaram a tornar tão popular o uso do 
cimento Portland como agente estabilizador de solos, em quase todo o 
mundo, são os seguintes: 
 
a) O cimento é, geralmente, um produto nacional em quase 
todos os países. 
b) O cimento é industrializado em larga escala, o que torna o 
seu preço “relativamente baixo”. 
 
c) O uso de cimento em geral envolve menos cuidados e 
controle do que a maior parte dos demais agentes 
estabilizadores. 
 
d) Existe um maior número de informações sobre solos 
estabilizados com cimento, do que sobre outros tipos de 
estabilização. 
 
e) Praticamente qualquer solo pode ser estabilizado com 
cimento, desde que se use uma quantidade suficiente de 
cimento, combinado com uma certa quantidade de água e 
compactação e cura apropriadas. 
 
2. Tipos de Misturas Tratadas com Cimento 
 
Solo tratado com cimento, é uma simples mistura de solo 
pulverizado, cimento Portland e água. Todas as misturas de solo natural e 
cimento Portland são, geralmente, chamados de “solo-cimento”. Na 
realidade, existem tr6es tipos diferentes de misturas tratadas com cimento. 
Estas são: 
 
a) Solo-Cimento 
 
É um material endurecido pela cura de uma mistura íntima 
compactada, de solo pulverizado, cimento Portland e água. Em outras 
palavras, é adicionado cimento suficiente para endurecer o solo, e a 
quantidade de água é adequada para a compactação da mistura, e 
hidratação do cimento. O endurecimento da mistura é avaliado por 
critérios de durabilidade e resistência à compressão de corpos de prova. 
 
b) Solo Modificado pelo Cimento 
 
Alguns tipos de solos não podem ser economicamente 
estabilizados com cimento. Por exemplo, o teor de cimento que seria 
requerido para estabilizar um solo argiloso, de modo a utilizá-lo como base, 
poderia ser da ordem de 20% a 30%. Um solo granular em elevada 
plasticidade e baixa resistência pode se tornar aceitável para uso como 
base, através da adição de uma pequena quantidade de cimento, alterando 
assim as suas propriedades indesejáveis ou seja, reduzindo= a plasticidade 
e aumentando a resistência. A mistura é não-endurecida ou semi-
endurecida. 
 
c) Solo-Cimento Plástico 
 
Difere do solo-cimento definido no item (a), pelo fato de se 
lhe acrescentar água em quantidade suficiente para produzir uma 
consistência de argamassa na ocasião da mistura e aplicação. Tem grande 
utilização no revestimento de canais e valas, e na estabilização de taludes. 
 
3. Fatores Influentes na Estabilização de Solos com Cimento 
 
Existem uma série de fatores que afetam a resistência e a 
durabilidade de solos estabilizados com cimento. Esses fatores são os 
seguintes: 
a) Tipo de Solo: 
 
A influência das diferentes características do solo na 
durabilidade e resistência do solo-cimento envolve um grande número de 
variáveis. Algumas das características, bem como suas influências são 
citadas a seguir: 
- Granulometria: quanto mais fino o solo, maior a superfície 
específica do mesmo,; e portanto, maior o teor de cimento necessário para a 
estabilização. 
- Cationte Absorvido: influência à resposta do solo à 
estabilização. 
- Expansibilidade: a experiência tem mostrado que argilas 
compostas de minerais expansivos são particularmente difíceis de 
estabilizar. 
- Teor de Matéria Orgânica: a presença da matéria orgânica 
retarda a hidratação e pode até impedir a ação do cimento. 
- Teor de Compostos Orgânicos de Baixo Peso Molecular: 
afetam a resistência da mistura. 
 
b) Teor da Umidade na Compactação: 
 
O teor de umidade ótimo para a mistura pouco difere da 
umidade ótima do solo natural. Porém, é bom lembrar que a umidade 
ótima para a máxima densidade não é necessariamente igual à umidade 
ótima para máxima resistência. 
A água que se acrescenta para compactar o solo é, também 
suficiente para a hidratação do cimento, desde que se garanta a cura. 
c) Densidade 
 
Quanto mais denso o solo-cimento, maior a sua resistência; 
sendo esta resistência muito mais sensível à densidade do que ao teor de 
cimento. 
d) Teor de Cimento 
 
Quanto maior o teor de cimento, maior a resistência 
resultante da mistura. 
Valores Típicos: 
 
SOLO (A.A.SHO) % DE CIMENTO EM: 
 Volume Peso 
A - 1 - a 5 - 7 3 - 5 
A - 1 - b 7 - 9 5 - 8 
A - 2 7 - 10 5 - 9 
A - 3 8 - 12 7 - 11 
A - 4 8 - 12 7 - 12 
A - 5 8 - 12 8 - 13 
A - 6 10 - 14 9 - 15 
A - 7 10 - 14 10 - 16 
 
OBS: 1 litros de cimento - 1.43 Kg 
 50 Kg de cimento = 1 saco de cimento - 35 litros 
 
e) Tipo de Cimento 
 
No caso de cimento Portland comum variando-se o teor de 
álcalis, pode ser este favorável à resistência da mistura. Quando se utiliza 
o cimento Portland de alta resistência inicial os resultados variam de 
acordo com o tipo de solo. 
 
 
 
 
f) Mistura 
 
Em geral, quanto mais eficientemente o cimento, a água e o 
solo forem misturados, maiores a estabilidade e durabilidade do solo-
cimento. Alternativamente, altas eficiências de misturas resultarão em 
teores mais baixos de cimento para atingir uma dada resistência no campo. 
A eficiência da mistura (razão entre as resistências à compressão na pista 
e no laboratório) é da ordem de 60% para os solos argilosos. No caso de 
solos granulares e usina central de mistura, pode-se atingir uma eficiência 
de 100%. Portanto, em geral deve-se acrescer o teor de cimento 
determinado em laboratório, para obter no campo a resistência de 
laboratório. 
A demora na compactação ou a excessiva mistura reduzem a 
resistência à compressão e a durabilidade. 
 
g) Cura no Campo 
 
A maneira como se processa a cura do solo-cimento, afeta o 
produto resultante. Como no concreto, a resistência do solo-cimento 
aumenta com a idade. 
Admite-se que a umidade de compactação fique retida na 
mistura compactada por um período de cura de 7 dias ou mais. A aplicação 
de pinturas betuminosas de asfalto diluído e emulsão garantem esta 
condição. 
 
h) Temperatura 
 
Pesquisa do T.R.R.L. revela que a resistência aos 7 dias 
aumenta com a temperatura à razão de 2 a 2,5% por ºC, quando próximo de 
25ºC. Se o critério de dosagem for apenas resistência, precisa-se de um 
menor teor de cimento, se a dosagem for feita em tempo quente. 
 
i) Aditivos 
 
A aplicação de aditivos secundários em pequenas 
porcentagens (≅ 2%) traz os seguintes benefícios: 
- Torna possível estabilizar com cimento, solos que não 
respondem bem a esse tratamento. 
- Permite economizar cimento e melhorar as propriedades da 
mistura. 
São aditivos do solo-cimento: 
- A cal: anulam a ação retardadora da matéria orgânica, e 
reduzem a plasticidade, facilitando a pulverização e mistura do cimento. O 
tratamento é feito com 2 a 3% de cal, e a cura do material solto por 3 dias, 
antes de acrescentar o cimento. 
- Materiais betuminosos: aumentam a resistência da 
mistura. 
- Cinzas volantes: reduzem o trincamento. 
- Cloreto de cálcio: anula o efeito retardador da matéria 
orgânica, e pode melhorar a resistência. 
- Traços de reagentes químicos: aumentam a reatividade do 
solo com o cimento e aumentam a quantidade de produtos cimentantes. 
 
4.2.4 - Sol-Cal 
 
1 - Introdução 
 
É pequena a experiência brasileira em relação à 
estabilização de solos com cal em obras de engenharia. Pode-se citar duas 
experiências de campo realizadas sob controle tecnológico bastante 
satisfatório e que foram precedidas de pormenorizadosestudos de 
laboratório. A primeira é a construção da camada de b ase solo-cal num 
trecho experimental da BR 116/MB, Km 282, trecho Muriaé-Fervedouro, 
pelo IPR. A segunda pista experimental na BR-101, perto da localidade de 
Nova Brasília em Santa Catarina. 
 
2. As Reações entre o Solo e a Cal 
 
 Floculação 
 Reações Rápidas 
 (Imediatas, Colóides) 
 Permuta Iônica 
REAÇÕES Reações Lentas Reação pozolânica (reação do Ca++ 
 (Ação cimentante) de cal com a si- 
 lica e a alumina 
 reativas do solo) 
 Carbonatação (a cal reage com o Co2 
 do ar e forma carbonato de cálcio, 
 que é um cimento fraco. 
 
 Formação de novos compostos cris- 
 linos. 
 
 
A quase totalidade da cal reage num período de vários dias, mas a 
natureza do silicado de cálcio cimentante varia com o tempo. Os solos com baixo 
teor de silica reativa (areias e siltes) quase não reagem com a cal às 
temperaturas ambientais; atinge-se rapidamente a resistência final, porém esta é 
pequena. 
 
3. Efeito da Cal nas Propriedades do Solo 
 
a) Distribuição Granulométrica: Há o aumento dos tamanhos dos grãos 
(aglomeração ou floculação); é tanto mais acentuada a modificação quanto 
mais fino o solo natural. 
 
b) Plasticidade: As forças elétricas entre partículas são alteradas pelo cálcio. O 
LP cresce com a cal, o que significa que o solo exige mais água para se tornar 
plástico. O LL geralmente aumenta nas argilas não expansivas (caulinitas) e 
diminui nas expansivas (montmorilonitas), mas mesmo que LL aumente, o LP 
aumenta muito mais de modo que IP diminui. O aumento do teor da cal 
acarreta valores de IP cada vez menores. 
 
c) Variação de Volume: O tratamento de um solo expansivo com cal reduz as 
variações de volume do solo quando este absorve água. O aumento do valor de 
LC do solo tratado significa que é preciso adicionar mais água do que no solo 
puro para atingir a consistência plástica. 
 
d) Características de Compactação: A massa específica aparente diminui e o teor 
de umidade ótima aumenta quando se trata um solo com cal. Como a curva ( 
Ya’ h) varia com a cura há que se escolher com cuidado a referência para o 
controle de compactação. 
 
e) Resistência: A resistência depende de vários fatores: 1) teor de cal, 2) tipo da 
cal, 3) tipo do solo, 4) densidade; 5) tempo de cura, 6) tipo de cura, 7) 
durabilidade. A resistência a compressão simples do solo-cal varia de alguns 
Kgf7 cm2 a vários dezenas de Kgf/cm2, em função da variação dos fatores 
acima. 
 
 Quanto maior o teor de cal maior a troca catiônica e a formação de produtos 
cimentantes esta pode ser lenta. 
 
No método de dosagem do texas determina-se a resistência à 
compressão não confinada após cura úmida de 7 dias e embebição (molhagem por 
capilaridade a temperatura ambiente) de 10 dias; 
 
Quanto ao Tipo de Cal é a cal viva - Ca0 - mais eficaz do que a cal hidratada Ca 
(OH)2’’ porém de manuseio mais perigoso. 
 
A importância do tipo de solo na resistência está na presença de maior ou menor 
reatividade desta. 
 
Quanto a densidade da mistura aumenta, ao se aplicar um esforço de 
compactação maior, para um dado teor de cal, a resistência aumenta. 
 
Quanto maior o tempo de cura tanto maior a resistência; este acréscimo, que 
parece continuar indefinidamente na cura em laboratório, tende a abrandar no 
campo devido ao intemperismo e carbonatação. 
 
O tipo de cura usual de laboratório é a cura úmida (sem perda de umidade) e a 
temperatura ambiente pouco variável (22 a 25 ºC ). A velocidade de cura cresce 
com o aumento de temperatura. É difícil reproduzir em laboratório as condições 
de campo. 
 
A durabilidade cresce com o teor da cal, o tempo de cura, e a compactação, 
mais depende do tipo de solo. 
 
4.2.5. Solo com Betume 
 
1. Introdução 
 
A estabilização com materiais betuminosos (asfaltos diluidos, 
emulsões asfáticas e alcatrões) é um dos processos clássicos de 
melhoramento das propriedades dos solos (em base de pavimentos). Não é 
muito comum do Brasil. As dosagens de material betuminoso variam de 2 a 
10% em peso. 
 
2. Métodos de Estabilização 
 
a) Mistura íntima - envolve a partícula 
b) Impermeabilização mecânica - vedação 
c) Estabilização de agregados - envolve grumos 
d) Membranas de proteção - envolve massas de solo compactado 
(h < hot’ para maior resistência). 
 
3. Mecanismos Fundamentais 
 
a) Nos solos arenosos ou incoerentes: aglutinar os grãos 
dando coesão ao solo.