A IMPORTÂNCIA DO SERVIÇO DE COMPACTAÇÃO NAS DIVERSAS

Prévia do material em texto

A IMPORTÂNCIA DO SERVIÇO DE COMPACTAÇÃO 
NAS DIVERSAS CAMADAS DE UMA RODOVIA
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO
SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DA PARAÍBA
COMISSÃO PERMANENTE DE CONCURSOS PÚBLICOS
PROCESSO SELETIVO SIMPLIFICADO PARA PROFESSOR SUBSTITUTO
Edital nº 19/2017, de 24 de março de 2017
CAJAZEIRAS, 26 de Abril de 2017
PROF. FRANCISCO HUMBERLÂNIO TAVARES DE ARAÚJO
APRESENTAÇÃO
� INTRODUÇÃO
� FUNÇÕES DO PAVIMENTO
� ASPECTOS FUNCIONAIS DO PAVIMENTO
� CLASSIFICAÇÃO DO PAVIMENTO
� COMPACTAÇÃO
� PATOLOGIAS
� A IMPORTÂNCIA DO SERVIÇO DE COMPACTAÇÃO NAS DIVERSAS CAMADAS DE UMA 
RODOVIA
2
INTRODUÇÃO
� Para SOUZA (1980), Pavimento é uma estrutura construída após a
terraplanagem por meio de camadas de vários materiais de diferentes
características de resistência e deformabilidade.
� Compactação é o preenchimento dos espaços (vazios) de uma camada,
através do adensamento do solo, com aumento de capacidade de suporte do
mesmo. Se a compactação não for bem executada, todas as camadas
construídas acima podem ser comprometidas com futuros afundamentos e
deformações do subleito.
� A compactação aumenta a durabilidade do revestimento e melhora o
desempenho do pavimento, na medida em que promove o aumento da
resistência e a diminuição da deformabilidade.
3
FUNÇÕES DO PAVIMENTO 
� Segundo a NBR-7207/82 da ABNT tem-se a seguinte definição: "O pavimento é
uma estrutura construída após terraplenagem e destinada, econômica e
simultaneamente, em seu conjunto, a:
� Resistir e distribuir ao subleito os esforços verticais produzidos pelo tráfego; 
� Melhorar as condições de rolamento quanto à comodidade e segurança; 
� Resistir aos esforços horizontais que nela atuam, tornando mais durável a 
superfície de rolamento."
4
ASPECTOS FUNCIONAIS DO PAVIMENTO
� Quando o pavimento é solicitado por uma carga de veículo Q, que se desloca 
com uma velocidade V, recebe uma tensão vertical �� (de compressão) e uma 
tensão horizontal �� (de cisalhamento), conforme figura 01 (SANTANA, 1993).
� A variadas camadas componentes da estrutura do pavimento também terão a 
função de diluir a tensão vertical aplicada na superfície, de tal forma que o 
sub-leito receba uma parcela bem menor desta tensão superficial (p1). 
5Figura 01 – Cargas no Pavimento.
Fonte – Santana, 1993.
CLASSIFICAÇÃO DOS PAVIMENTOS
� Essencialmente pode-se classificar a estrutura de um pavimento em:
� Pavimentos flexíveis:
� São aqueles constituídos por camadas que não trabalham à tração. Normalmente são
constituídos de revestimento betuminoso delgado sobre camadas puramente granulares. A
capacidade de suporte é função das características de distribuição de cargas por um
sistema de camadas superpostas, onde as de melhor qualidade encontram-se mais
próximas da carga aplicada. Um exemplo de uma seção típica pode ser visto na figura 02,
a seguir.
� No dimensionamento tradicional são consideradas as características geotécnicas dos
materiais a serem usados, e a definição da espessura das várias camadas depende do valor
da CBR (Índice de suporte Califórnia) e do mínimo de solicitação de um eixo padrão(8,2
ton.).
6
Figura 02 – Seção Transversal Típica de Pavimento Flexível
Fonte – Notas de Aulas Prof. Geraldo Luciano de Oliveira Marques, 2012.
CLASSIFICAÇÃO DOS PAVIMENTOS
� Essencialmente pode-se classificar a estrutura de um pavimento em:
� Pavimentos rígidos:
� São constituídos por camadas que trabalham essencialmente à tração. Seu
dimensionamento é baseado nas propriedades resistentes de placas de concreto de
cimento Portland, as quais são apoiadas em uma camada de transição, a sub-base. A
determinação da espessura é conseguida a partir da resistência à tração do concreto e são
feitas considerações em relação à fadiga, coeficiente de reação do sub-leito e cargas
aplicadas. São pouco deformáveis com uma vida útil maior.
� O dimensionamento do pavimento flexível é comandado pela resistência do sub-leito e do
pavimento rígido pela resistência do próprio pavimento. Seção característica pode ser
visto na figura 03.
7
Figura 03 – Seção Transversal Típica de Pavimento Rígido
Fonte – Notas de Aulas Prof. Geraldo Luciano de Oliveira Marques, 2012.
COMPACTAÇÃO
� Segundo a Norma DNIT - ES 282/2009, compactação é a operação por processo 
manual ou mecânico, destinada a reduzir o volume dos vazios de um solo ou 
outro material, com a finalidade de aumentar-lhe a massa específica, 
resistência e estabilidade. 
8Figura 04 – Fases do solo
Fonte – Notas de Aulas Prof. Gastão Coelho de Aquino Filho, M. Sc , 2010.
COMPACTAÇÃO
� A utilização do solo como material de construção civil exige um conhecimento
da melhor condição de se trabalhá-lo a fim de se obter os resultados
esperados para uma obra mais eficiente e mais barata. Quando utilizada, a
compactação dos solos garante estas qualidades através de obtenção de
camadas mais densas, portanto menos compressíveis e menos permeáveis. A
massa específica seca (d) e o teor de umidade (w) são os parâmetros que
definem a condição de compactação de um solo, para uma dada energia de
compactação utilizada.
� Um solo quando compactado apresenta uma variação de massa específica
seca em função do teor de umidade. Inicialmente, a massa específica seca
cresce como o aumento do teor de umidade até atingir um máximo e depois
começa a decrescer para valores maiores do teor de umidade.
9
COMPACTAÇÃO
� Objetivos da compactação: 
� Aumentar a resistência dos solos, o que, por sua vez, aumenta a resistência das 
fundações construídas sobre sua superfície; 
� Reduzir o recalque indesejado das estruturas; 
� Aumentar a estabilidade dos taludes de aterros. 
10
COMPACTAÇÃO
� A compactação é função de quatro Variáveis: Peso específico seco; Umidade; Energia de
compactação; e Tipos de solos (solos grossos, solos finos, etc.).
� A um teor de umidade w = 0, o peso específico natural (у) é igual ao peso específico seco
(��).
� Quando o teor de umidade é gradativamente (w = w1) e у = у1.
� Acima de um determinado teor de umidade, qualquer aumento de umidade tende a reduzir o
peso específico seco. Isso ocorre porque a água ocupa os espaços que eram ocupados pelas
partículas sólidas.
� O teor de umidade no qual o peso específico seco máximo é obtido é o teor de umidade
ótimo.
COMPACTAÇÃO X ADENSAMENTO
11
COMPACTAÇÃO
� Ensaio de Compactação: 
� Em 1933, o Eng. Norte
americano Ralph Proctor
postulou os procedimentos
básicos para a execução do
ensaio de compactação. A
energia de compactação
utilizada na realização destes
ensaios é hoje conhecida como
energia de compactação Proctor
Normal.
12Figura 05 – Equipamento de ensaio de Proctor Normal: (a) Molde;
(b) Soquete e (c) Equipamentos no Laboratório 
Fonte – Notas de Aulas Prof. Maria das Vitória do Nascimento, 2015.
COMPACTAÇÃO
� Curva de Compactação: 
� O peso específico seco máximo teórico é obtido quando não há presença de ar nos 
espaços vazios (S = 100% ) pela equação.
13
COMPACTAÇÃO
Energia de Compactação:
� Embora mantendo-se o procedimento de ensaio, um ensaio de compactação poderá ser
realizado utilizando-se diferentes energias. A energia de compactação empregada em um
ensaio de laboratório pode ser facilmente calculada mediante o uso apresentada a seguir:
� Onde:
P → Peso do Soquete (N) 
h → Altura de Queda do Soquete (m) 
N → Número de Golpes por Camada 
n → Número de Camadas 
V → Volume de solo compactado (m³) 
14
COMPACTAÇÃO
Energia de Compactação: 
� Influência da energia de compactação na curva de compactação do solo 
� À medida em que se aumenta a energia de compactação, há uma redução do teor 
de umidade ótimo e uma elevação do valor do peso específico seco máximo. 
15Figura 06 – Efeito da Energia de Compactação nas Curvas de Compactação obtidas para um mesmo solo. 
Fonte – Notas de Aulas Prof. Maria das Vitória do Nascimento, 2015.
COMPACTAÇÃO
� Influência da compactação na estrutura dos solos 
� A figura abaixo apresenta a influênciada compactação na estrutura dos solos.
Conforme se pode observar desta figura, as estruturas formadas no lado seco da
curva de compactação tendem a ser do tipo floculada, enquanto que no lado úmido
da curva de compactação formam-se solos com estruturas predominantemente
dispersas.
16Figura 07 – Influência da compactação na estrutura dos solos. 
Fonte – Notas de Aulas Prof. Maria das Vitória do Nascimento, 2015.
COMPACTAÇÃO
� Escolha do valor de umidade para compactação em campo 
� A compactação do solo deve proporcionar ao solo, para a energia de compactação 
adotada, a maior resistência estável possível. 
� Pergunta: Porque os solos não são compactados em campo em valores de 
umidade inferiores ao valor ótimo? 
� Resposta: Não basta que o solo adquira boas propriedades de resistência e 
deformação, eles devem permanecer durante todo o tempo de vida útil da 
obra. 
17
COMPACTAÇÃO
� Caso o solo fosse compactado no teor de
umidade w1, ele iria apresentar uma
resistência bastante superior àquela obtida
quando da compactação no teor de umidade
ótimo. Contudo, este solo poderia vir a se
saturar em campo (em virtude de um
período de fortes chuvas, por exemplo),
vindo a alcançar o valor de umidade w2,
para o qual o valor de resistência
apresentado pelo solo é praticamente nulo.
� No caso de o solo ser compactado na
umidade ótima, o valor de sua resistência
cairia somente de R para r, estando o
mesmo ainda a apresentar características
de resistência razoáveis.
18
Figura 08 – Curva de resistência
Fonte – Notas de Aulas Prof. Maria das Vitória 
do Nascimento, 2015.
PATOLOGIAS
� Exsudação: o excesso de teor do ligante e o baixo índice de vazios na mistura
asfáltica fazem com que o material betuminoso suba para a superfície do
pavimento, gerando manchas escuras. Esse defeito compromete a aderência
pneu-pavimento
19
Figura 09 – Exsudação
Fonte – http://sinistralidadeportuguesa.blogspot.com.br/2011/09/exsudacao.html
PATOLOGIAS
� Trinca por fadiga (couro de jacaré): ocasionada pela fadiga do revestimento
asfáltico ou da base estabilizada em função da repetição das cargas de
tráfego. Uma mistura betuminosa fora das especificações aliada a uma
estrutura deficiente pode contribuir para esse dano.
20
Figura 10 – Trinca por fadiga (couro de jacaré)
Fonte – http://www.ebah.com.br/content/ABAAAgtP8AD/notas-aula-introdutoria-sem-texto-polimero
PATOLOGIAS
� Afundamento por trilha de roda: decorrente do enfraquecimento de uma ou
mais camadas pela infiltração de água e do uso de misturas asfálticas com
baixa estabilidade. Uma compactação insuficiente do pavimento somada ao
tráfego intenso de caminhões pode causar essa deformação.
�
21
Figura 11 – Afundamento por trilha de roda
Fonte – HUGHES, 2017
PATOLOGIAS
� Escorregamento de massa ou deformação plástica: resultado da má ligação 
entre o revestimento e a camada subjacente. Misturas pouco estáveis e uma 
compactação deficiente podem facilitar o escorregamento horizontal da 
massa pelo tráfego intenso.
22
Figura 12 – Escorregamento de massa ou deformação plástica
Fonte – http://www.ebah.com.br/content/ABAAAgtP8AD/notas-aula-introdutoria-sem-texto-polimero
CONTROLE
� Para que Rodovias sejam bem executadas é necessário o controle dos ensaios
de compactação de solos. Os ensaios de compactação estão normalizados por
métodos de ensaios comuns ao DNIT (antigo DNER) e vários DER’s brasileiros e
órgãos internacionais.
23
A IMPORTÂNCIA DO SERVIÇO DE COMPACTAÇÃO 
NAS DIVERSAS CAMADAS DE UMA RODOVIA
� A compactação ela vai deixar as partículas de solo em grau de compactação
100%, de uma forma bem reajustadas, onde teremos a maior resistência, ou
seja, a adesão entre as partículas de solo, que vai estar na sua melhor
concepção, na sua melhor estrutura, porque para pavimentação é exigido
grau de compactação de 100% com um desvio padrão de (+ou – 5%), variando
entre o mínimo de 95% e máximo de 105%.
� Camadas não compactadas, ou seja, uma camada com 60% ou 70%, o que
pode acontecer, ela não está consolidada e com o tempo e a passagem de
veículos ela ainda pode recalcar, porque ainda tem índice de vazios. O índice
de vazios deve existe, mas de uma maneira em que seja suficiente para
manter o grau de compactação em 100% e não exista mais recalque.
24
� O grau de compactação ele é ideal porque é o rearranjo ideal da estrutura do
solo evitando recalque e percas de resistência.
� Quando dimensionamos o pavimento o pressuposto é que as camadas se
mantenham rígidas. O subleito, a sub-base e a base tenham grau de
compactação alto próximo de 100%. Se alguma dessas camadas estiver abaixo
disso pode acontecer deformação permanente com o tempo, porque as
camadas podem se rearranjar.
� A Mal compactação gera diversas patologias como já citadas aqui, logo, o
serviço de compactação é de fundamental importância nas diversas camadas
de uma rodovia, desde o subleito até a camada de revestimento, sendo ela o
principal agente para tingir os objetivos do pavimento.
25
A IMPORTÂNCIA DO SERVIÇO DE COMPACTAÇÃO 
NAS DIVERSAS CAMADAS DE UMA RODOVIA
REFERÊNCIAS
� FILHO, Gastão Coelho de Aquino. Notas de Aula: Mecânica dos Solos. IFPB,
Cajazeiras, 2010.
� HUGHES, Lucas Oliveira; FIGUEIREDO, Vitor Lemos; CRUZ, Zoraide
Vieira. Aplicação de Whitetopping Tradicional para Recuperação de
Rodovias. Revista Científica Multidisciplinar Núcleo do Conhecimento. Ano 2, Vol.
15. pp 05-20., janeiro de 2017. ISSN: 2448-0959
� NASCIMENTO, Maria das Vitórias. Notas de Aulas: Compactação dos Solos. UEPB,
Araruna, 2012.
� SANTANA, H. (1993b) “A Filosofia dos Calçamentos na Pavimentação Urbana”. 4a
Reunião de Pavimentação Urbana. Maceió – AL.
� SOUZA, M. L. (1980). “Pavimentação Rodoviária”. Livros Técnicos e Científicos, Ed.
AS, Rio de Janeiro – RJ.
26
OBRIGADO!
27