ISC Índice de Suporte Califórnia

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UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP 
Engenharia Civil 
Campus: Alphaville 
 
 
 
 
 
 
 
 LABORATÓRIO DE COMPLEMENTOS MECÂNICA DOS SOLOS E FUNDAÇÕES 
ISC – Índice de Suporte Califórnia 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Santana de Parnaíba 
2018 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LABORATÓRIODE COMPLEMENTOS MECÂNICA DOS SOLOS E FUNDAÇÕES 
ISC – Índice de Suporte Califórnia 
 
 
Trabalho sobre ensaio realizado no laboratório 
para a matéria de Complementos Mecânica 
dos Solos e Fundações em Engenharia Civil 
apresentado à Universidade Paulista - UNIP, 
Campus Alphaville. 
 
Orientador: Prof. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Santana de Parnaíba 
2018 
 
 
RESUMO 
O presente trabalho tem como objetivo apresentar os resultados obtidos dos 
ensaios de ISC – índice de suporte Califórnia, realizado em laboratório. Para 
obtenção dos resultados os ensaios foram realizados de acordo com as 
especificações do DNIT-ME 172 – Solos – Determinação do índice de suporte 
Califórnia utilizando amostras não trabalhadas – Método de ensaio e ABNT 9895 – 
Solo – Índice de suporte Califórnia. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Palavras-chave: Solos. Índice de suporte Califórnia. 
 
 
SUMÁRIO 
1 INTRODUÇÃO..........................................................................................................6 
2 OBJETIVO................................................................................................................7 
3 EQUIPAMENTOS.....................................................................................................8 
4 PROCEDIMENTOS...................................................................................................9 
4.1 Coleta e Preparo da Amostra de Solo.........................................................9 
4.2 Ensaio ISC – Índice de suporte Califórnia.................................................10 
4.3 Expansão...................................................................................................12 
4.4 Penetração.................................................................................................13 
5 RESULTADOS........................................................................................................14 
5.1 Determinação da massa específica aparente seca máxima e umidade 
ótima...........................................................................................................................14 
5.2 Determinação da expansão.......................................................................16 
5.3 ISC – Índice de Suporte Califórnia............................................................17 
6 CONSIDERAÇÕES FINAIS....................................................................................18 
REFERÊNCIAS..........................................................................................................19 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE ILUSTRAÇÕES 
 
Figura 1 – Almofariz, amostra de solo, pá, régua biselada, mão de gral e bandeja....9 
Figura 2 – Amostra sendo peneirada (4,8mm).............................................................9 
Figura 3 – Adicionando água na amostra...................................................................10 
Figura 4 – Molde cilíndrico montado..........................................................................11 
Figura 5 – Aplicando-se os golpes com o soquete.....................................................11 
Figura 6 – Retirando o cilindro complementar............................................................11 
Figura 7 – Colocando os pratos-base........................................................................12 
Figura 8 – Cilindro com extensômetro........................................................................12 
Figura 9 – Conjunto na prensa...................................................................................13 
Figura 10 – Acionando a manivela.............................................................................13 
Figura 11 – Determinação gráfica do ISC..................................................................17 
 
 
 
 
 
6 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
O método de ISC – Índice de Suporte Califórnia, também conhecido como 
CBR (California Bearing Ratio) teve sua origem no estado da Califórnia, quando foi 
introduzido pelo engenheiro O. J. Porter em 1939. Foi depois desenvolvido e 
modificado pelo United States Corps of Engineeers (USACE), sendo hoje um dos 
mais conhecidos métodos de dimensionamento de pavimentos flexíveis. Por isso, é 
adotado por uma grande parcela dos órgãos rodoviários no Brasil e no mundo. 
O método original de Porter procurou uma prova de realidade prática, como a 
do cisalhamento, que executou em condições pré-fixadas de densidade e umidade. 
De início iremos demonstrar os equipamentos utilizados para o ensaio, 
posteriormente os procedimentos, seguido dos dados obtidos no estudo da amostra 
e a argumentação sobre o ensaio. 
O nosso estudo tem como base, a realização de um teste de penetração para 
verificar as características mecânicas de um solo. Os resultados obtidos com os 
materiais ensaiados serviram para classificá-los, tendo em conta como os mesmo 
haviam se comportado em serviço, em sua densidade e umidade de obra. Embora 
as condições do ensaio CBR não sejam exatamente as das obras, não se pode 
esquecer que a resistência à penetração considerada no ensaio é uma medida de 
resistência de cisalhamento do material, fundamental para calcular sua estabilidade. 
O ensaio de penetração deve ser feito após 4 (quatro) dias de imersão do corpo de 
prova, para simular a pior condição possível do subleito. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7 
 
2 OBJETIVO 
 
Fixar condições para determinação do ISC – Índice de suporte Califórnia de 
amostras de solos não trabalhadas (não utilizadas nos ensaios). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8 
 
3 EQUIPAMENTOS 
 
Os equipamentos necessários para execução deste ensaio foram os 
seguintes: 
 
 Almofariz; 
 Mão de gral; 
 Balança de piso com capacidade 150 kg; 
 Espátula; 
 Peneira de 4,8 mm; 
 Bandeja; 
 Pá; 
 Régua biselada; 
 Soquete com altura de queda de 45,72 cm; 
 Extrator de corpo de prova; 
 Papel filtro; 
 Grande CBR- composto por corpo, colar e base perfurada; 
 Prato perfurado com haste regulável + peso anular; 
 Extensômetro; 
 Disco espaçador com 6 cm de altura; 
 Becker; 
 Prensa; 
 Discos anelares; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
9 
 
4 PROCEDIMENTOS 
 
4.1 Coleta e preparo da amostra de solo 
 
Trabalha-se com uma amostra de solo, que foi cedido pelo laboratório da 
universidade, e a adotaremos como nossa amostra. 
Para o preparo da amostra seguindo a NBR 6457, inicialmente foi pesado 5 
kg de solo, posteriormente foi feito o destorroamento dos grãos com auxilio de uma 
mão de gral. 
Na bandeja metálica, foi realizado o peneiramento da mesma, onde foi 
passada na peneira de 4,8 mm (figura 2) e na sequência, com auxilio do Becker 
adicionamos 100 ml de água (a turma anterior já havia adicionado 500 ml) e mexer 
todo material de forma a obter um teor de umidade (figura 3). 
 
 
Figura 1 – Almofariz, amostra de solo 
Régua bisselada, mão de gral e bandeja. Figura 2 – Amostra sendo peneirada (4,8 mm). 
 
Fonte: Próprio autor, 2018. Fonte: Próprio autor, 2018. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
10 
 
 Figura 3 – Adicionando água na amostra. 
 
 Fonte: Próprio autor, 2018. 
 
 
4.2 Ensaio ISC – Índice de suporte Califórnia 
 
Fixar o molde cilíndrico à sua base, colocar o disco espaçador e acrescentar a 
folha de papel filtro com diâmetro igual ao do molde utilizado de modo a evitar 
aderência dosolo compactado à superfície metálica do disco espaçador (figura 4). 
Pesa-se o molde cilíndrico (Grande CBR) montado e vazio. Após completa 
homogeneização do material, proceder à compactação em 5 camadas, efetuar 12 
golpes por camada (figura 5). Os golpes do soquete devem ser aplicados 
perpendicularmente e distribuídos uniformemente sobre a superfície de cada 
camada, sendo que as alturas das camadas compactadas devem resultar 
aproximadamente iguais (utilizamos 2 dedos em cada camada). A compactação de 
cada camada deve ser precedida de uma ligeira escarificação da camada 
subjacente. Após a compactação da última camada, retirar o cilindro complementar, 
depois de escarificar o material em contato com a parede do mesmo, com auxilio da 
espátula (figura 6). Deve haver um excesso de solo compactado acima do molde 
que deve ser removido e rasado com o auxílio da régua biselada. Feito isso remover 
o molde cilíndrico de sua base. 
 
 
 
11 
 
Figura 4 – Molde cilíndrico montado. Figura 5 – Aplicando-se os golpes com o soquete. 
 
Fonte: Próprio autor, 2018. Fonte: Próprio autor, 2018. 
 
 
 Figura 6 – Retirando o cilindro complementar. 
 
 Fonte: Próprio autor, 2018. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
12 
 
4.3 Expansão 
 
Terminadas as moldagens necessárias para caracterizar a curva de 
compactação, retirar o disco espaçador de cada corpo de prova, inverter os moldes 
e fixá-los nos respectivos pratos-base perfurado (figura 7). 
Colocar, em cada corpo de prova, no espaço deixado pelo disco espaçador, o 
prato perfurado com a haste de expansão e sobre ele dois discos anelares. 
Apoiar na haste de expansão ao prato perfurado, a haste do extensômetro 
acoplado ao porta-extensômetro, colocando na borda superior do cilindro (figura 8). 
Anotar a leitura inicial e imergir o corpo de prova no tanque, cada corpo de 
prova deve permanecer no banho durante no mínimo 4 dias e as leituras no 
extensômetro devem ser efetuadas de 24 em 24 horas, devido ao tempo curto de 
aula iremos adotar os valores dados em laboratório pelo professor. 
Terminando o período de embebição, retirar cada corpo de prova da imersão 
e deixar escoar a água durante 15 minutos. Após esse tempo, o corpo de prova está 
preparado para a penetração. 
 
Figura 7 – Colocando os pratos-base. Figura 8 – Cilindro com extensômetro. 
 
Fonte: Próprio autor, 2018. Fonte: Próprio autor, 2018. 
 
 
 
 
 
13 
 
4.4 Penetração 
 
O ensaio de penetração é realizado em uma prensa. Para esse ensaio devem 
ser colocadas no topo de cada corpo de prova, dentro do molde cilíndrico, as 
mesmas sobrecargas utilizadas no ensaio de expansão. 
Leva-se esse conjunto ao prato da prensa (figura 9) e faz-se o assentamento 
do pistão de penetração no solo, por meio de uma aplicação de uma carga de 
aproximadamente 45 N, controlada pelo deslocamento do ponteiro do extensômetro 
do anel dinamométrico, zerar, a seguir, o extensômetro do anel dinamométrico e o 
que mede a penetração do pistão no solo. 
Acionar a manivela da prensa (dispositivo micrométrico) com a velocidade de 
1,27 mm/min (figura 10). Cada leitura considerada no extensômetro do anel é função 
de uma penetração do pistão no solo e de um tempo especificado para o ensaio. 
As leituras efetuadas no extensômetro do anel medem encurtamentos 
diametrais provenientes da atuação das cargas. No gráfico de aferição do anel tem-
se a correspondência entre as leituras no extensômetro do anel e as cargas 
atuantes. 
O calculo do ISC – índice de suporte Califórnia correspondente a cada corpo 
de prova deve ser calculado conforme cálculos seguintes. 
 
 
Figura 9 – Conjunto na prensa. Figura 10 – Acionando a manivela.
 
Fonte: Próprio autor, 2018. Fonte: Próprio autor, 2018. 
 
 
14 
 
5 RESULTADOS 
5.1 Determinações da massa específica aparente seca máxima e umidade 
ótima 
Devido ao tempo curto de aula não foi possível à realização do ensaio por 
completo, contudo a fim de aprendizado foram fornecidas tabelas com os valores já 
pré-estabelecidos do ensaio para que assim fosse possível a determinação dos 
parâmetros ótimos de umidade e peso específico máximo aparente seco. 
Segue abaixo tabela com os valores fornecidos e com os valores já 
determinado do peso específico aparente úmido e seco, peso do solo seco e teor de 
umidade: 
 
Compactação 
Ensaio 
Nº 
Tara 
cilindro 
(g) 
Cilindro + 
solo 
compactado 
(g) 
Volume 
do 
cilindro 
(cm³) 
Peso solo 
compactado 
corpo de 
prova (g) 
Peso 
específico 
aparente 
úmido 
(g/cm³) 
Peso 
específico 
aparente 
seco 
(g/cm³) 
1 3987 7612 2039 3625 1,78 1,57 
2 3823 7688 2047 3865 1,89 1,67 
3 4840 8891 2060 4051 1,97 1,70 
4 4672 8641 2021 3969 1,96 1,69 
5 5248 9313 2112 4065 1,92 1,64 
 
Teor de Umidade 
Ensaio 
Nº 
Tara da 
cápsula 
(g) 
Cápsula + 
solo 
úmido (g) 
Cápsula 
+ solo 
seco (g) 
Peso 
da 
água 
(g) 
Peso 
do solo 
seco 
(g) 
Teor de 
umidade 
(%) 
1 31,82 75,14 70,08 5,06 38,26 13,23 
2 22,72 83,60 76,55 7,05 53,83 13,10 
3 24,90 69,72 63,69 6,03 38,79 15,55 
4 31,76 95,90 86,84 9,06 55,08 16,45 
5 28,36 84,33 75,91 8,42 47,55 17,71 
 
Para determinação do peso do solo seco, teor de umidade (w), peso 
especifico aparente úmido e seco foram utilizados as formulas a seguir: 
 Peso do solo seco → 
 Peso da água → 
 Teor de umidade → 
 
 
 
15 
 
 Peso específico aparente úmido → 
 
 
 
 Peso específico aparente seco → 
 
 
 
 
Substituindo os valores obtidos do ensaio nas formulas, encontramos os 
seguintes resultados para os cálculos: 
 Amostra nº1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Amostra nº2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Amostra nº3 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Amostra nº4 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Amostra nº5 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
16 
 
Com os resultados obtidos traça-se a curva de compactação marcando, em 
ordenadas, os pesos específicos aparentes do solo seco e, em abscissas, os teores 
de umidade correspondentes. 
 
 
 
A massa aparente máxima do solo seco é determinando pelo valor da 
ordenada máxima da curva de compactação e a umidade ótima é determinada pelo 
valor correspondente, na curva de compactação, ao peso especifico aparente 
máximo do solo seco. 
 Neste ensaio foram encontrados 1,702 g/cm³ e 15,97% para o peso 
especifico aparente máximo do solo seco e a umidade ótima respectivamente. 
 
5.2 Determinação da expansão 
 
A expansão de cada corpo-de-prova é obtida através da diferença da leitura 
final pela inicial encontrada no extensômetro divida pela altura inicial do corpo-de-
prova como mostrada na formula a seguir: 
 
 
 
 
 
 
1,56
1,58
1,60
1,62
1,64
1,66
1,68
1,70
1,72
8,00 10,00 12,00 14,00 16,00 18,00 20,00
P
ES
OE
SP
EC
IF
IC
O
 A
P
A
R
EN
TE
 S
EC
O
 
UMIDADE (%) 
Curva de Compactação 
17 
 
5.3 ISC – Índice de Suporte Califórnia 
Traça-se a curva de penetração marcando, em ordenadas, a pressão e, em 
abscissas, a penetração. 
A pressão corrigida pode ser obtida pela correção da curva pressão-
penetração. A qual consiste ajustar o ponto zero da curva a fim de corrigir os efeitos 
provenientes da irregularidade da superfície do corpo de prova. 
Calcula-se o Índice de Suporte Califórnia (ISC) correspondente a cada corpo-
de-prova em porcentagem, utilizando-se da formula a seguir. 
 
 
 
 
Utilizando-se da mesma folha em que se representa a curva de compactação, 
usando-se a mesma escala das umidades de moldagem, registram-se, em escala 
adequada, sobre o eixo das ordenadas, os valores dos Índices de Suporte Califórnia 
obtidos segundo este Método, correspondentes aos valores das umidades que 
serviram para a construção da curva de compactação anteriormente descrita (figura 
11). 
O valor da ordenada dessa curva, correspondente à umidade ótima antes 
determinada, fornece o Índice de Suporte Califórnia (ISC). 
 
 Figura 11 – Determinação gráfica do ISC 
 
 Fonte: DNIT 172, 2018. 
18 
 
6 CONSIDERAÇÕES FINAIS 
 
O estudo dos solos é de fundamental importância no que diz respeito à sua 
utilização, especialmente para a realização de pavimentações. Estudar e segregar 
os solos em diferentes grupos, possuindo conhecimento sobre as suas 
propriedades e características, proporciona uma ampla gama de opções para 
empregá-los em diferentes tipos de meios e ambientes de forma adequada ás 
finalidades que devem atender. 
Por meio deste ensaio foi possível estudar o ensaio CBR (Califórnia Bearing 
Ratio), no qual é possível encontrar respectivamente, a umidade ótima e a 
resistência do solo. Devido ao tempo curto de aula não foi possível verificar a 
expansão de cada corpo de prova. 
Sendo assim, a realização de tais ensaios e dos estudos dos solos 
preliminares ao uso dos mesmos é imprescindível, pois é exclusivamente através de 
tais procedimentos que obtemos a garantia e certificação que será realizada a 
escolha mais apropriada e correta de material a ser utilizado para cada situação 
diferente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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REFERÊNCIAS BIBILIOGRAFICAS 
 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6457: Amostras de 
solo – Preparação para ensaios de compactação e ensaios de caracterização. 
DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES. DNIT–
ME 172: Solos – Determinação do índice de suporte Califórnia utilizando amostras 
não trabalhadas. 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 9895: Solo –Índice de 
suporte Califórnia.