1_Compactação_de solos (1)

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Universidade Federal de Juiz de Fora 
Faculdade de Engenharia 
Departamento de Transportes e Geotecnia 
 
 
 
 
 
 
MECÂNICA DOS SOLOS II – PRÁTICA 
 
 
COMPACTAÇÃO DE SOLOS 
- Teoria da compactação 
- Ensaio de laboratório 
- Controle de campo 
 
 
 
 
 
 
 
 
Prof. Roberto L. Ferraz 
2014 
2 
 
Sumário 
 
 
 
1 INTRODUÇÃO 1
2 PROCESSO DE COMPACTAÇÃO E ADENSAMENTO 7
2.1 Objetivos da compactação 8
3 TEORIA DA COMPACTAÇÃO 9
3.1 Densidade seca obtida na compactação 9
3.2 Teor de umidade no momento da compactação 10
3.3 Energia de compactação 15
3.4 Tipo de solo 18
4 COMPORTAMENTO DE SOLOS COMPACTADOS 21
4.1 Estrutura de solos finos (coesivos) compactados 21
4.2 Permeabilidade 22
4.3 Compressibilidade de solos coesivos 23
4.4 Resistência ao cisalhamento 25
4.5 Estabilidade após compactação 26
5 O ENSAIO DE COMPACTAÇÃO 30
5.1 Energias de compactação 32
5.2 Preparação de amostras para o ensaio de compactação 32
5.2.1 Preparação com secagem prévia até a umidade higroscópica 33
5.2.2 Preparação a 5% abaixo da umidade ótima presumível 34
5.2.3 Preparação a 3% acima da umidade ótima presumível 35
5.3 Formas de execução do ensaio de compactação 35
5.3.1 Cálculo da quantidade de água a ser adicionada ou retirada do solo 36
5.3.2 Ensaio com reuso de material 37
5.3.3 Ensaio sem reuso de material 39
5.4 Cálculos e apresentação de resultados 39
5.5 Compactação de materiais granulares 40
6 PROCESSOS DE COMPACTAÇÃO 42
6.1 Compactação estática ou de compressão 42
6.2 Compactação por amassamento 42
6.3 Compactação dinâmica por impacto ou percussão 43
6.4 Compactação dinâmica por vibração 43
7 EQUIPAMENTOS DE COMPACTAÇÃO 45
3 
 
7.1 Rolo liso de roda de aço, estático 45
7.2 Rolo de pneus 46
7.3 Rolo pé-de-carneiro 48
7.4 Rolos vibratórios 49
7.5 Equipamentos manuais 50
7.6 Equipamentos de pequeno porte 50
7.7 Seleção de equipamentos 51
8 COMPACTAÇÃO NO CAMPO 54
8.1 Controle de compactação no campo 58
8.1.1 Determinação da umidade no campo 60
8.1.2 Determinação da massa específica no campo 61
8.2 Massa específica aparente “in situ” - Método do cilindro de cravação 61
8.2.1 Cálculos e resultados 62
8.3 Massa específica aparente “in situ” - Método do frasco de areia 63
8.3.1 Determinação da massa de areia que preenche o funil 64
8.3.2 Determinação da massa específica aparente da areia 65
8.3.3 Uso do frasco de areia para controle de compactação no campo 66
8.3.4 Cálculos e resultados 68
9 EXERCÍCIOS DE APLICAÇÃO 69
9.1 Respostas dos exercícios de aplicação 72
 REFERÊNCIAS 74
 
 
 
 
 
1 
 
Compactação de solos 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
Em diversas obras de engenharia, em que o solo participa como o principal material de 
construção, frequentemente, o engenheiro depara-se com um solo que, na sua condição natural, não 
se enquadra nas especificações para um determinado tipo de aplicação. Nesses casos, geralmente 
o engenheiro pode optar por um dos seguintes procedimentos: 
- aceitar o solo tal como se encontra naturalmente e considerar no projeto a ser executado as 
propriedades do material “in natura”; 
- modificar as propriedades do solo, de forma a torná-lo apto ao tipo de aplicação desejada; 
- eliminar o solo insatisfatório e substituí-lo por outro de características adequadas. 
 
Quanto às alternativas citadas, dependendo do tipo de obra, pode ser impossível a adoção 
da primeira delas, pois nem sempre é possível adequar o projeto às propriedades do solo na sua 
condição natural. Como exemplo desse tipo de obra, citam-se as obras rodoviárias, onde raramente 
encontra-se um solo, em que na sua condição natural, tenha capacidade para suportar as cargas 
oriundas do tráfego de veículos. 
A segunda alternativa envolve as técnicas de estabilização de solos e tem sido bastante 
aplicada, por se mostrar eficiente e economicamente viável na grande maioria dos casos. 
A estabilização de um solo representa qualquer modificação artificial introduzida no seu 
comportamento com o objetivo de torná-lo apto para ser empregado em obras de engenharia. O 
processo de estabilização envolve, não somente a melhoria de propriedades tais como, resistência 
ao cisalhamento, deformabilidade, permeabilidade, etc., mas também a busca de uma condição em 
que estas propriedades “alteradas” se mantenham estáveis sob as condições de serviço da obra. 
Quanto aos processos de estabilização de solos, é comum na literatura agrupá-los conforme 
a natureza da energia empregada, podendo-se dessa forma considerar as quatro modalidades 
seguintes: mecânica, química, elétrica e térmica. 
a) Estabilização mecânica: compreende as técnicas em que as melhorias introduzidas no 
comportamento do solo se devem a mudanças no seu sistema trifásico (sólidos, ar e água). 
Dentre as diversas técnicas pertencentes a este grupo citam-se: 
- compactação: processo onde, por meio da aplicação de energia ao solo e expulsão de ar dos 
seus vazios, promove um rearranjo das partículas para um estado mais denso (Figura 1). 
- correção granulométrica: consiste na adição ou retirada de partículas visando obter um solo 
com granulometria “ideal” (Figura 2). Nessa técnica geralmente promove-se a mistura de dois 
ou mais solos (ou agregados) visando à obtenção de um material que atenda às exigências 
2 
 
em termos de granulometria e que, quando propriamente compactado, resulte em um produto 
final com propriedades adequadas de estabilidade e durabilidade, 
 Na Figura 1 é ilustrado o processo de compactação onde se observa que a redução do índice 
de vazios do solo do estado solto para o estado compacto, ocorre sem alteração do teor de umidade 
de solo (w), havendo simplesmente saída de ar dos vazios (as massas de água (Mw) e de sólidos 
(Ms) não se alteram durante processo (w = Mw/Ms)). 
 
Figura 1 – Esquema do processo de compactação de um solo 
 
 
(a) Solo com poucos finos (b) Solo com excesso de finos (c) Solo com finos suficientes para 
 preencher os vazios (ideal) 
Figura 2 – Princípio da estabilização granulométrica 
 
b) Estabilização química: compreende todos os métodos nos quais tanto as interações químicas, 
quanto as físico-químicas e físicas, podem ocorrer no processo de estabilização. Nesse grupo 
incluem-se os processos nos quais um ou mais compostos são adicionados ao solo, com o 
objetivo de estabilizá-lo. Dentre os métodos correntemente usados citam-se: solo-cimento, solo-
cal, solo-betume, estabilização com o emprego de sais (cloretos), ácidos (ácido fosfórico), etc. 
Dos métodos citados, o solo-cimento tem sido correntemente empregado na área de 
pavimentação, principalmente pelo rápido desenvolvimento das reações químicas e pelo 
expressivo aumento da resistência do material. No entanto, observa-se que os solos granulares 
são os mais indicados para este tipo de estabilização por exigirem menor consumo de cimento 
em relação aos solos mais finos. Nas figuras 3 e 4 são ilustradas aplicações do solo cimento em 
obras de pavimentação e em obras de contenção (muros de solo-cimento ensacado). 
3 
 
 
(a) Espalhamento do cimento sobre o solo (b) Mistura e umedecimento para a compactação 
Figura 3 - Emprego de solo-cimento em obras de pavimentação 
 
 
(a) Empilhamento e compactação dos sacos de solo-cimento (b) Vista de um muro já concluído 
Figura 4 - Emprego de solo-cimento em obras de contenção (muro de solo-cimento ensacado) 
 
 
c) Estabilização elétrica: este grupo de métodos utiliza a influência de um campo elétrico para, por 
exemplo, facilitar o adensamento de solos finos, promover a movimentação de agentes 
estabilizantes através de solos densos e desviar a percolação natural no solo pela criação de 
barreiras de fluxo. 
Como exemplo de emprego dos métodos de estabilização elétrica, cita-se a “drenagem 
por eletrosmose” ou “drenagem elétrica”, aplicável no rebaixamento do lençol freático em solos 
com coeficiente de permeabilidade (k) muito baixos, compreendidos entre10-5 e 10-7 cm/s, para 
os quais outros processos de rebaixamento são ineficientes. 
Este método consiste em instalar no solo saturado dois eletrodos e passar entre os 
mesmos uma corrente contínua, a qual induz a percolação da água contida nos vazios do solo, 
no sentido do ânodo (polo positivo) para o cátodo (polo negativo), sendo daí coletada e esgotada 
por meio de uma bomba (Figura 5). 
4 
 
 
Figura 5 – Princípio de método de drenagem por eletrosmose ou drenagem elétrica 
 
A literatura geotécnica cita também o emprego da drenagem elétrica na estabilidade 
de taludes onde existe a percolação de água em direção à face do maciço de terra, conforme 
ilustrado na Figura 6. Nesse caso, como as linhas de fluxo têm o mesmo sentido da tendência 
de escorregamento do solo, o fluxo de água tende a reduzir o fator de segurança do talude, 
podendo causar sua ruptura. 
Uma das alternativas para aumentar o fator de segurança do talude, fazendo uso da 
estabilização elétrica, consiste na cravação de ponteiras (cátodos) na periferia da escavação, 
fazendo com que ocorra a inversão das linhas de fluxo e consequentemente das forças de 
percolação. Com isso, a ocorrência do fluxo de água torna-se favorável à estabilidade do 
talude da escavação. 
 
Figura 6 – Aplicação do método da drenagem elétrica na estabilidade de taludes 
 
Ressalta-se porém, que os métodos de estabilização elétrica geralmente são empregados 
durante uma determinada fase de execução da obra, após a qual o sistema é removido e o nível do 
lençol freático retorna à sua posição original. 
5 
 
d) Estabilização térmica: compreende as técnicas que fazem uso da energia térmica para promover 
a estabilização dos solos, que pode se dar por: 
- congelamento: promove alteração na textura do solo com o objetivo de melhorar seu 
comportamento durante um determinado período de tempo; 
- aquecimento: consiste na utilização de aquecimento (geralmente acima de 300oC) com o 
objetivo de promover rearranjos na rede cristalina dos minerais constituintes do solo; 
- termosmose: consiste numa técnica de drenagem que promove difusão de um fluido em um 
meio poroso sob a ação de gradientes de temperatura. 
 
A técnica do congelamento de solos tem sido muito utilizada em vários países 
europeus como alternativa para a contenção de terrenos durante as escavações subterrâneas 
em túneis nas regiões úmidas ou abaixo do nível d’água. 
Basicamente, o princípio da técnica consiste em retirar o calor natural do solo e 
congelá-lo através de um processo de refrigeração, fazendo uso de Salmoura ou Nitrogênio. 
No caso do Nitrogênio, o processo consiste na aplicação do mesmo, com uma temperatura 
de até -196 ºC, através de um sistema de serpentinas que delimitam o volume de solo a ser 
tratado. Esta temperatura provoca um choque térmico na água subterrânea presente nos 
vazios do solo resultando em aumento de sua coesão e da estanqueidade (devido ao 
congelamento da água). Com este processo consegue-se o congelamento do volume de solo 
em um período de 5 a 7 dias. Na Figura 7 são ilustrados dois casos de obras que fizeram uso 
da técnica de estabilização de solos por congelamento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 7 – Exemplos de uso da técnica de congelamento de solos em obras de engenharia 
(a) Obra da estação do metrô da cidade de 
Leipsig na Alemanha com 290 m de 
 largura e 40 m de profundidade. 
(Houve congelamento de 16 mil metros 
cúbicos de solo) 
(b) Construção de 14 passagens transversais 
(túneis de ligação) que conectam os túneis 
paralelos da estrada de ferro comercial 
Betuweroute (cidade de Sophia – Holanda). 
6 
 
 Dentre as técnicas de estabilização de solos descritas nos itens anteriores, será abordado 
com detalhes neste tópico a Estabilização Mecânica por Compactação, a qual é intensivamente 
aplicada em diversas obras de engenharia. 
 A estabilização por compactação pode ser empregada de forma isolada ou associada a outros 
processos de estabilização como, por exemplo, na estabilização química, onde após a adição do 
composto químico ao solo, é realizada a compactação para promover uma maior aproximação entre 
as partículas e assim intensificar as reações químicas entre o agente estabilizador e o solo. 
 Também, quando se trabalha com os solos do próprio local ou em casos de substituição 
desses por outros de melhor qualidade, o emprego da compactação se faz necessário para conferir 
ao material as características de densidade e de comportamento exigíveis para a obra em questão. 
 
 
 
7 
 
2 PROCESSOS DE COMPACTAÇÃO E ADENSAMENTO 
 
 Apesar das palavras “compactar” e “adensar” serem geralmente utilizadas como sinônimas, 
na Mecânica dos Solos há que se ter cuidado ao aplicá-las, uma vez que “compactação” e 
“adensamento” são processos completamente diferentes, conforme ilustrado na Figura 8. 
 
Figura 8 – Esquema ilustrativo dos processos de compactação e de adensamento dos solos 
 
A compactação de um solo compreende qualquer redução do seu índice de vazios, de forma 
relativamente rápida, por processos mecânicos, onde a redução do índice de vazios do solo ocorre 
em função da expulsão ou compressão do ar presente nos poros do solo. 
O adensamento se refere a um processo de deformação de solos finos saturados onde a 
redução do índice de vazios ocorre por conta da expulsão da água do interior dos vazios do solo. 
Como a velocidade de fluxo da água através dos solos é condicionada pelo coeficiente de 
permeabilidade dos mesmos (k) e, nos solos finos (argilosos) os valores de k são muito baixos, a 
redução do índice de vazios devida ao adensamento ocorre de forma bastante lenta, podendo levar 
meses, anos ou décadas para a sua conclusão. 
 Portanto, apesar dos processos de compactação e de adensamento resultarem em aumento 
da densidade do solo, uma das diferenças básicas entre os mesmos é que no adensamento a 
densificação do solo se dá em virtude da expulsão lenta da água dos vazios do solo. 
 Como outras diferenças entre estes dois processos pode-se citar também que enquanto a 
compactação ocorre sem alteração do teor de umidade de solo (w), no adensamento, por conta da 
saída de água dos vazios, tem-se redução do teor de umidade durante o processo (w = Mw/Ms). No 
entanto, como o solo se mantém saturado durante o adensamento, ou seja o volume de água (Vw) é 
igual ao volume de vazios (Vv), não ocorre variação do grau de grau de saturação, que será sempre 
Sr = Vw/Vv = 1. Já, na compactação, como Vw se mantém constante e Vv diminui, tem-se como 
consequência aumento do grau de saturação durante o processo. 
ar 
água 
sólidos 
Processo de compactação
Solo solto 
ar 
água 
sólidos
Compactado
redução de vazios
água
sólidos
Processo de adensamento 
Não adensado
va
zi
os
 
água 
sólidos 
Adensado
redução de vazios
va
zi
os
 
8 
 
2.1 Objetivos da compactação 
 
 A compactação de um solo, além de proporcionar aumento de sua densidade (redução do 
índice de vazios), também resulta em um maciço de terra mais homogêneo, onde se observa 
melhoria de diversas propriedades do solo, dentre as quais citam-se: 
 - aumento da resistência ao cisalhamento; 
 - redução da deformabilidade (redução de recalques); 
 - aumento da resistência à erosão; 
 - redução da permeabilidade, etc. 
 
 As obras de aterro em Engenharia Civil são as que mais se utilizam do processo de 
compactação, a partir do qual busca-se, não somente obter um material com maior densidade e 
resistência, mas também, e principalmente, um material com estabilidade. 
 Como será mostrado mais à frente no texto, o termo estabilidade relacionado a solos 
compactados refere-se a uma condição em que, apesar do material não exibir a máxima resistência 
possível, no entanto ele possui um nível de resistência que se mantém permanente, independente 
das estações do ano e das condições atmosféricas. 
 Dentre os tipos de obras em engenharia civil onde maisse emprega a técnica de compactação 
de solos citam-se: 
 - aterros compactados para diversas finalidades (rodovias, barragens de terra, pátios para 
estacionamentos, etc.); 
 - bases de fundações diretas (sapatas, radiers, etc.); 
 - reaterros atrás de muros de arrimo; 
 - reaterros de valas escavadas a céu aberto; 
 - retaludamento de encostas naturais. 
 
 
9 
 
3 TEORIA DA COMPACTAÇÃO 
 
Os fundamentos da compactação de solos coesivos é creditada ao engenheiro americano 
Ralph Proctor, que na década de 1930 apresentou os princípios da compactação em uma série de 
artigos técnicos. Em sua homenagem, o ensaio de compactação em laboratório é geralmente 
denominado de “Ensaio de Proctor”. 
Segundo os trabalhos de Proctor, a compactação pode ser vista como um processo no qual 
entram em jogo quatro variáveis: 
- densidade seca obtida na compactação (massa específica aparente seca, d, ou peso 
específico aparente seco, d); 
- teor de umidade no momento da compactação (w); 
- energia de compactação aplicada (Ec); 
- tipo de solo (textura, rocha de origem, argilominerais, etc.). 
 
 
3.1 Densidade seca obtida na compactação 
 
 Como a compactação destina-se principalmente a promover um aumento de densidade do 
solo por meio de uma maior aproximação entre suas partículas, a eficiência do processo pode ser 
avaliada medindo-se o quanto de partículas sólidas consegue-se colocar em um certo volume V. 
A partir das definições mostradas em (1), verifica-se que os índices físicos, massa específica 
aparente seca (d) ou o peso específico aparente seco (d), são os que expressam as relações entre 
a quantidade de sólidos (massa de sólidos, Ms, ou peso de sólidos, Ps) e o volume total V. Por conta 
disso, estes índices físicos são geralmente os utilizados nos estudos de compactação. 
V
P
ou
V
M S
d
S
d  (1) 
 A variação de d ou d durante a compactação de um solo em laboratório é obtida a partir do 
ensaio de compactação, no qual compacta-se com um soquete metálico, em camadas e num cilindro 
metálico de volume V, um solo preparado com diversos teores de umidade (Figura 9). 
Dessa forma, a variação da densidade seca do solo compactado, em função da umidade, 
pode ser acompanhada calculando-se o quanto de partículas sólidas é possível colocar no cilindro 
metálico, em cada teor de umidade. Assim, sendo V o volume do cilindro dentro qual foi compactada 
uma massa total de solo, M, com teor de umidade w, pode-se obter o valor da massa específica 
aparente seca (d) conforme a expressão a seguir: 
w1w1VVw1d 





 d
S 1M1.
M
V
M
 (2) 
10 
 
 Caso seja utilizado o peso específico aparente seco, d, a relação utilizada é aquela 
apresentada a seguir, onde Ps é o peso de sólidos e g a aceleração da gravidade. 
g.
V
g.M
V
P
d
SS
d   (3) 
 
Figura 9 – Esquema da compactação de uma porção de solo no ensaio de compactação 
 
 
3.2 Teor de umidade no momento da compactação 
 
 Proctor observou que a massa específica aparente seca alcançada na compactação de um 
solo é função principalmente de três fatores: 
 - teor de umidade do solo no momento da compactação; 
 - energia de compactação; 
 - tipo de solo. 
Considerando somente a influência da umidade no processo de compactação, observa-se 
que, com o aumento do teor de umidade do solo (w), ocorre também aumento da massa específica 
aparente seca (d). No entanto, isso se verifica somente até um certo valor de umidade, denominado 
de teor de umidade ótimo ou umidade ótima do solo (wótima), a partir do qual tem-se um decréscimo 
da massa específica aparente seca, conforme ilustrado na Figura 10. 
 
Figura 10 – Forma típica de uma curva de compactação 
 
 
b) compactação em camadas em 
um cilindro metálico de volume V. 
M = massa úmida total compactada 
w = teor de umidade de compactação 
V = volume interno do cilindro metálico 
Teor de umidade (w) w1 w2 w3 w4 w5 
Teores de umidade de 
compactação 
w1 < w2 < w3 < w4 < w5 
Massa específica 
aparente seca (d) 
d máx 
wótima
Curva de compactação 
a) solo preparado com 
teor de umidade w 
V
M
ρ
w1
M
M sdS 

w1
ρ
ρ
V
M
ρ d 

11 
 
No ponto correspondente ao teor de umidade ótimo do solo obtém-se o máximo valor de 
massa específica aparente seca (d máx), significando que, com a energia aplicada e a quantidade de 
água correspondente a esta umidade, é possível colocar a maior quantidade de partículas sólidas no 
cilindro. Ou seja nesse ponto obtém-se a condição mais compacta possível para o solo. 
A forma da curva de compactação é semelhante para os diversos tipos de solos, sendo que 
cada solo apresentará um ponto de máximo (coordenadas (wótima, d máx)), o qual é função da energia 
aplicada na compactação. Assim, os parâmetros de compactação de um solo compreendem a 
umidade ótima (wótima) e a massa específica aparente seca máxima (d máx), determinados a partir do 
ensaio de compactação em laboratório. Neste ensaio fixa-se uma determinada energia e varia-se a 
umidade de compactação. 
 Uma explicação para a forma da curva de compactação é baseada no conceito de lubrificação 
das partículas, segundo o qual ao se compactar o solo com umidade muito baixa, o atrito entre as 
partículas é muito alto e por isso não se obtém uma significativa redução do índice de vazios. 
 Aumentando-se a umidade, a água provoca um certo efeito de lubrificação entre as partículas, 
que passam a deslizar entre si com mais facilidade, resultando com isso em um arranjo de partículas 
mais compacto. 
 O aumento de densidade que se observa na compactação é o resultado da saída de ar dos 
vazios, que é facilitada porque, para umidades não muito elevadas, o ar encontra-se em vazios que 
se comunicam na massa de solo (Figura 11-a). Dessa forma, a redução do atrito entre as partículas 
ocasionada pela água e, a existência dos vazios comunicantes, leva à expulsão do ar do solo, 
resultando em aumento de d na medida em que é aumentado o teor de umidade de compactação. 
 No entanto, a partir de um determinado teor de umidade, a compactação não consegue mais 
expulsar ar dos vazios do solo. Isso ocorre porque com a elevação do grau de saturação (Sr), passa 
a existir certa quantidade de ar envolto pela água (ar ocluso), que não é expulso durante o processo 
de compactação, conforme ilustrado na Figura 11-b. 
 
Figura 11 – Exemplos de: (a) vazios comunicantes; (b) bolha de ar oclusa 
 
Partícula sólida 
Película de água 
envolvendo as 
partículas sólidas
Ar expulso do solo 
através dos vazios 
comunicantes
(a) Vazios comunicantes (b) Bolha de ar oclusa na massa de solo
Ar expulso do solo através 
dos vazios comunicantes
Água 
Partículas 
sólidas
Bolha de ar oclusa
Ar 
12 
 
No campo, quando tenta-se compactar o solo com uma quantidade excessiva de água, a 
presença das bolhas de ar ocluso origina o que se denomina de “efeito borrachudo”. Nesse caso, 
durante a passagem do equipamento tem-se a compressão do ar ocluso, sem expulsão do mesmo 
dos vazios e, a seguir, após a passagem do equipamento, ocorre o retorno da bolha de ar ao seu 
tamanho original sem haver compactação do solo (Figura 12). Ou seja, o solo se comprime e dilata 
como se fosse uma “borracha”, resultando desse fato a denominação do fenômeno. 
Figura 12 – Representação esquemática da ocorrência do efeito borrachudo na compactação de campo 
 
Além da presença das bolhas de ar ocluso, que dificultam a expulsão do ar dos vazios do 
solo, uma grande quantidade de água faz com o solo fique em um estado de quase saturação. Como 
a água é um fluido incompressível, parte da energia aplicada é absorvida pela mesma, restando com 
isso menos energia para promover a aproximação entre as partículas. Como resultado da dissipação 
de parte da energia aplicada, observa-se queda da densidade do solo a partir do teor de umidade 
ótimo. 
 Uma terceira explicação para a queda da massa específicaaparente seca com o aumento do 
teor de umidade, é que, a partir de um certo valor de umidade, a água no solo passa a ocupar parte 
do volume do cilindro de compactação que seria ocupado pelas partículas sólidas. Como o valor da 
massa específica da água (w  1 g/cm3) é bem inferior ao da massa específica das partículas sólidas 
(s  2,6 a 2,9 g/cm3), logo, a substituição de uma fase do solo de maior peso, por outra mais leve, 
resulta em queda de densidade da massa de solo compactada. 
 A justificativa do parágrafo anterior é ilustrada na Figura 13, onde são mostradas as 
alterações da massa específica aparente úmida () e da massa específica aparente seca (d) com o 
teor de umidade, ao se compactar um determinado solo em um mesmo volume V. 
A variação do grau de saturação do solo (Sr), em função do teor de umidade (w) e da massa 
específica aparente seca (d), é mostrada na Figura 14, onde pode ser observado que a partir do 
teor de umidade ótimo, o solo se encontra em um estado de quase saturação (Sr > 90%). 
a) Camada de solo solto com 
elevado teor de umidade (antes 
da passagem do equipamento) 
Bolhas de ar ocluso
b) Compressão das bolhas de ar 
durante a passagem do equipamento
c) Retorno das bolhas ar ao 
tamanho inicial após a 
passagem do equipamento
 
(Efeito borrachudo)
13 
 
 
Figura 13 – Variações de  e de d com a umidade de compactação 
 
 
 Por conta do ar que fica ocluso no solo compactado, é praticamente impossível saturar um 
solo pelo processo de compactação, razão pela qual a curva de compactação nunca tocará ou 
ultrapassará a curva correspondente a Sr = 100% (Figura 14). 
 
 
Figura 14 – Grau de saturação em função da umidade e da massa específica aparente seca 
Teor de umidade w (%)
Massa específica 
aparente úmida () 
d máx 
wótima
0 w1 w2 w3 wótima w4 w5 
Curva de compactação 
Massa específica 
aparente seca (d) 
Contribuição no valor 
de  devido à massa 
de água adicionada 
Contribuição no valor de 
 oriundo do acréscimo 
da massa de sólidos 
(Ms) devido ao efeito da 
água e dos vazios 
comunicantes 
Obs.: Todos os pontos 
são compactados em 
um mesmo cilindro de 
volume interno V 
Teor de umidade w (%)
Valor de  quando o solo é compactado seco (w = 0) 
Simbologia 
Sólidos 
Água 
Teor de umidade (w) 
Sr = 100%
Massa específica 
aparente seca (d) 
d máx 
wótima
 
90%80% 
70% 
Curva de compactação 
Linha de saturação 
V
MM
V
M wsu 
w1V
MS
d 


14 
 
 As curvas de mesmo grau de saturação mostradas na figura anterior podem ser obtidas a 
partir de uma das equações a seguir, dependendo do índice físico utilizado no estudo (d ou d). 
Swr
Swr
d w.ρ.ρS
.ρ.ρS
ρ

 (4) 
Swr
Swr
d w..S
..S


 (5) 
Onde: 
 w ou w = massa específica ou peso específico da água, respectivamente; 
 s ou s = massa específica ou peso específico dos sólidos, respectivamente; 
 w = teor de umidade. 
 
 Para obter a curva referente a um determinado grau de saturação, basta fixar Sr com o valor 
desejado e variar o valor do teor de umidade w, obtendo-se os respectivos valores de d ou d. 
 Assim, os pontos correspondentes à curva de saturação do solo, ou seja Sr = 100%, podem 
ser obtidos por uma das equações a seguir, considerando-se o valor do de w em %. 
Sw
Sw
d w(%).ρ100.ρ
.ρ100.ρ
wρ

)( (6) 
Sw
Sw
d w(%).100.
.100.
w




)( (7) 
 
 Observa-se pelas equações (6) e (7), que como w, w, s e s serão constantes em um 
determinado ensaio, a equação resultante expressa a variação de d ou d em função do teor de 
umidade (w), para a condição de saturação (Sr = 100%), ou seja, d ou d = f(w para Sr = 100%) 
 De maneira similar, para obter a curva correspondente ao grau de saturação igual a 90% 
(Sr = 90%), basta substituir Sr por 90% na expressão (4) ou (5), resultando em: 
Sw
Sw
d w(%).ρ90.ρ
.ρ90.ρ
wρ

)( (8) 
Sw
Sw
d w(%).90.
.90.
w




)( (9) 
 Para Sr = 80% tem-se que: 
Sw
Sw
d w(%).ρ80.ρ
.ρ80.ρ
wρ

)( (10) 
Sw
Sw
d w(%).80.
.80.
w




)( (11) 
15 
 
 Para cada solo, em função do seu valor de s (ou s) as equações anteriores determinam 
famílias de curvas (Figura 14), onde a curva de compactação pode estar em qualquer ponto abaixo 
da curva de saturação, mas nunca acima dela. Geralmente os pontos de ótima das curvas de 
compactação se situam em torno de 80 a 90% de grau de saturação. 
 Nos estudos de compactação é comum dividir a curva de compactação em dois trechos, 
denominados de “ramo seco” e de “ramo úmido”, conforme ilustrado na Figura 15, onde o ramo seco 
compreende a porção da curva com teores de umidade abaixo do ótimo e, o ramo úmido, a porção 
da curva com teores de umidade acima do ótimo. 
 
Figura 15 – Ramos seco e úmido de uma curva de compactação 
 
 
Como será tratado mais a frente no texto, esta divisão se justifica com base no fato de que o 
solo exibe comportamentos completamente diferentes dependendo se a compactação foi realizada 
no ramo seco ou no ramo úmido da curva de compactação. 
 
 
3.3 Energia de compactação 
 
O esforço de compactação, expresso como sendo o trabalho por unidade de volume utilizado 
na compactação, geralmente é denominado de “energia de compactação” (Ec). 
Como em termos didáticos é mais fácil compreender o conceito de “energia de compactação” 
a partir do ensaio de compactação realizado no laboratório, neste item será feito uso do mesmo para 
apresentação do conceito e definição dos níveis de energia geralmente utilizados nas obras de 
engenharia. 
A energia de compactação (Ec), normalmente utilizada nos ensaios de laboratório, é aquela 
proveniente do impacto de um peso caindo de uma determinada altura, sendo, portanto facilmente 
calculada pela expressão 12. 
Teor de umidade (w) 
Ramo 
seco 
Massa específica 
aparente seca (d) 
d máx 
wótima
Ramo 
úmido 
16 
 
V
.NP.H.N
E cgc  (12) 
Onde: 
 P = peso do soquete metálico; 
 H = altura de queda do soquete; 
 ng = número de golpes aplicados em cada camada; 
 nc = número de camadas; 
 V = volume interno do cilindro metálico. 
 
Figura 16 – Conceito de energia de compactação 
 
No sistema internacional de unidades (SI), a energia mecânica aplicada à massa de solo por 
unidade de volume é expressa em J/m3 (onde J = joule = N.m)), enquanto que no sistema MKS a 
energia é expressa em kgf.cm/cm3. 
 No campo a energia é obtida a partir das passadas de um equipamento de compactação, que 
possui determinado peso, velocidade de deslocamento e pressão de contato na base, variáveis estas 
que podem ser ajustadas de forma a obter o nível de compactação desejado. 
 Com o objetivo de correlacionar a energia de compactação de laboratório com a de campo, e 
dessa forma facilitar o controle da compactação no campo, foram definidos para os ensaios de 
laboratório três níveis de energia, compatíveis com os equipamentos normalmente utilizados. Estes 
níveis de energia, em ordem crescente da energia aplicada ao solo, são: energia normal, energia 
intermediária e energia modificada. 
 Considerando que no laboratório o solo é compactado com um soquete em um cilindro 
metálico de volume V, a análise da expressão (12) permite concluir que o nível de energia aplicado 
ao solo pode ser alterado, variando-se o peso do soquete (P), a altura de queda do mesmo (H), o 
número de golpes por camadas (Ng) e o número de camadas (Nc). 
 Com o objetivo de padronizar os procedimentos de laboratório, no Brasil o ensaio de 
compactação pode ser realizado tomando-se como base uma das normas relacionadas a seguir: 
 - ABNT NBR 7182/86 - Solo ensaio de compactação; 
 - DNER-ME 129/94 - Solos - compactação utilizando amostras não trabalhadas; 
 - DNER-ME 162/94 - Solos - ensaio de compactação utilizando trabalhadas. 
 
 Segundo a NBR 7182/82, a combinação dos diversos fatores citados acima para obter a 
energia de interesse no ensaio, pode ser feitaconforme mostrado na tabela a seguir. 
 
 
Soque metálico
(Peso P) 
Cilindro metálico
(Volume V) 
Camadas 
compactadas 
H 
17 
 
Tabela 1 - Energias empregadas nos ensaios de compactação 
Cilindro 
Características 
inerentes a cada 
energia de 
compactação 
Energia de compactação 
Normal Intermediária Modificada 
Pequeno 
(V = 1000 ± 
10cm3) 
Soquete Pequeno grande grande 
No de camadas 3 3 5 
No de golpes por 
camada 
26 21 27 
Energia aplicada (kJ/m3)  595  1296  2776 
Grande 
(V = 2085 ± 
22cm3) 
Soquete grande grande grande 
No de camadas 5 5 5 
No de golpes por 
camada 
12 26 55 
Energia aplicada (kJ/m3)  592  1282  2712 
Obs: 1 J = 1 N.m Soquete pequeno: P = 25,0 ± 0,1N Soquete grande: P = 45,0 ± 0,1N 
 H = 305 ± 2mm H = 457 ± 2mm 
 
Com relação à influência da energia no processo de compactação, observa-se que a 
realização de ensaios de compactação com um mesmo solo, mas com diferentes energias, resulta 
na obtenção de diferentes curvas de compactação, cuja posição no gráfico de umidade (w) versus 
densidade seca (d ou d) dependerá da energia aplicada, conforme ilustrado na figura a seguir. 
 
Figura 17 – Curvas de compactação de um mesmo solo compactado com energias diferentes 
 
 
 Conforme a figura anterior, aumentando-se a energia aplicada ao solo, tem-se uma redução 
da umidade ótima e um aumento do valor da densidade seca máxima. Logo, a umidade ótima de 
compactação (wótima) e a respectiva densidade seca máxima (d máx) dependem da energia de 
compactação empregada, não podendo ser considerados índices físicos do solo. 
Teor de umidade (w)
Densidade seca 
(d ou d) 
Normal
Linha de saturação 
 
 
Linha dos pontos de máximas 
Intermediária 
Modificada 
(d = a + b.log Ec) 
18 
 
 Quanto maior a energia empregada para compactar um solo, tanto maior será a densidade 
seca atingida, porém, a umidade ótima para atingi-la será mais baixa, resultando com isso no 
deslocamento da curva de compactação para a esquerda e para cima. 
 Observa-se também pela figura anterior, que os pontos de máximo das curvas de 
compactação se situam ao longo de uma curva que possui aspecto semelhante ao de uma curva de 
igual grau de saturação. 
 Constata-se, experimentalmente, que existe uma correlação do tipo expresso por (13), onde 
a e b são coeficientes determinados experimentalmente e Ec a energia de compactação aplicada. 
Correlações desse tipo se mostram muito úteis em laboratório, permitindo, por exemplo, prever a 
energia a ser aplicada para obter corpos-de-prova com determinadas características. 
d = a + b.log Ec (13) 
 
 Entretanto, não existe uma maneira de correlacionar, matematicamente, a energia de 
compactação de laboratório com a energia dos equipamentos de compactação de campo. 
 Conforme a Figura 17, quando o solo se encontra com umidade abaixo da ótima, a aplicação 
de maior energia de compactação promove um aumento da densidade seca. No entanto, quando a 
umidade se encontra acima da ótima, um aumento da energia de compactação não é tão eficiente 
no aumento da densidade, pois fica difícil expelir ar dos vazios do solo em umidades mais elevadas. 
Esse fato também ocorre no campo e é o responsável pelos “borrachudos”, conforme já descrito 
anteriormente. 
 
 
3.4 Tipo de solo 
 
 Quanto à influência do tipo de solo no processo de compactação, observa-se que aplicando 
o mesmo nível de energia a diferentes tipos de solos, são obtidas curvas de compactação cuja 
posição no gráfico umidade (w) versus densidade seca (d ou d) dependerá do tipo de solo 
(granulometria, mineralogia, processo de formação, etc.), conforme ilustrado na Figura 18. 
 Segundo Pinto (2006), de maneira geral, os solos argilosos apresentam densidades secas 
baixas e umidades ótimas elevadas. Em argilas são comuns valores de umidade ótima na faixa de 
25 a 30% e densidades secas máximas de 1,5 a 1,4 g/cm3. Solos siltosos apresentam também 
valores baixos de densidade, frequentemente com curvas de laboratório bem abatidas. 
 Areias com pedregulhos, bem graduadas e pouco argilosas, apresentam densidades secas 
máximas elevadas, da ordem de 2,0 a 2,1 g/cm3, e umidades ótimas baixas, da ordem de 9 a 10%. 
Areias finas argilosas lateríticas, ainda que a fração areia seja mal graduada, podem apresentar 
umidades ótimas de 12 a 14% e densidades secas máximas da ordem de 1,9 g/cm3. 
19 
 
 Logo, em linhas gerais, pode-se dizer que para uma mesma energia de compactação, o teor 
de umidade ótimo será baixo para solos granulares, quando comparados com solos de granulometria 
mais fina. Por outro lado, a massa específica aparente seca máxima tende a aumentar quando 
caminhamos no sentido dos solos granulares, aumentando ainda muito mais quando o solo granular 
for bem graduado. 
 
Figura 18 – Curvas de compactação de diversos solos brasileiros (PINTO, 2006) 
 
 
 Vargas (1977) apresenta mostra uma correlação estatística feita com amostras de solos 
brasileiros (Figura 19) onde é mostrada a relação entre as características de compactação obtidas 
em ensaios de compactação na energia normal e as propriedades índices desses mesmos solos. 
 Como pode ser observado na Figura 19, quanto maiores os valores dos limites de Atterberg 
(Limite de Liquidez e Limite de Plasticidade), maior o valor da umidade ótima e menor a massa 
específica aparente seca máxima. Este comportamento concorda com aquele mostrado na Figura 
18, onde os solos mais finos, ou seja, com maiores os valores dos limites de Atterberg, são que 
exibem este comportamento em relação à compactação. 
 
20 
 
 
Figura 19 – Correlação entre compactação e limites de Atterberg (VARGAS, 1977) 
 
 
 
21 
 
4 COMPORTAMENTO DE SOLOS COMPACTADOS 
 
 Conforme comentado anteriormente, para uma dada energia, o comportamento de um solo 
compactado será fortemente influenciado pelo seu teor de umidade no momento da compactação, 
havendo diferenças apreciáveis de comportamento dependendo se o solo foi compactado no ramo 
úmido ou no ramo seco da curva de compactação. 
 Isso ocorre porque a compactação induz variações na estrutura dos solos, principalmente nos 
solos finos coesivos (argilas), que se refletem em alterações de condutividade hidráulica, 
compressibilidade e resistência. 
 Nas próximas seções serão discutidos os comportamentos dos solos compactados com 
relação a: estrutura, permeabilidade, compressibilidade e resistência ao cisalhamento. 
 
 
4.1 Estrutura de solos finos (coesivos) compactados 
 
 A estrutura que um solo fino coesivo apresenta após ser compactado é dependente da 
umidade em que foi realizada a compactação. Assim, quando compactado com baixa umidade, a 
atração face-aresta das partículas não é vencida pela energia aplicada e o solo fica com uma 
estrutura denominada “estrutura floculada” (Figura 20-a). Para maiores umidades, ocorre redução 
das forças atrativas entre as partículas que passam a se comportarem como partículas dispersas em 
água, devido ao aumento das forças repulsivas entre as mesmas (partículas carregadas 
negativamente). Com isso, o aumento da quantidade de água no solo promove uma orientação das 
partículas, que tendem a se posicionar paralelamente, resultando em uma estrutura denominada 
“estrutura dispersa” (Figura 20-b). 
 
 
 
 Contatos 
 face-face 
 
 
 (a) Estrutura floculada (b) Estrutura dispersa 
Figura 20 – Esquemas mostrando exemplos de estruturas floculadas e dispersa 
 
 Assim, os solos compactados no ramo seco teriam uma estrutura floculada, tanto mais 
pronunciada quanto menor fosse a energia de compactação. No ramo úmido, a estrutura seria tanto 
mais dispersa quanto maior fosse a energia de compactação (Figura 21). Conclui-se, portanto, que 
para uma mesma umidade de compactação, quanto maior a energia aplicada, maior será o grau de 
dispersão do solo, ou seja, mais orientadas estarão as partículas.22 
 
Disso resulta uma consequência prática no campo, relacionada com o excesso de energia 
aplicada ao solo durante a compactação, que promove orientação das partículas e resulta num 
problema denominado de “laminação”, no qual se observa camadas de solo compactadas 
destacando-se uma da outra ao longo de planos horizontais bem definidos. 
 
 
Figura 21 – Estrutura de solos finos compactados (LAMBE; WHITMAN, 1969) 
 
 Apesar da estrutura dos solos compactados ser bem mais complexa que o modelo descrito 
acima, no entanto, o mesmo permite justificar diversas diferenças de comportamento observadas em 
solos compactados no ramo seco e no ramo úmido da curva de compactação. 
 
 
4.2 Permeabilidade 
 
A condutividade hidráulica, que é uma medida da facilidade de percolação da água pelo solo, 
decresce com o aumento do teor de umidade de compactação. Este comportamento se deve ao fato 
de que solos com estruturas floculadas permitem maior passagem de água do que solos com 
estrutura dispersa, ainda que o índice de vazios seja o mesmo. 
Conforme mostrado na Figura 22, o coeficiente de permeabilidade (k) alcança um valor 
mínimo um pouco acima da umidade ótima do solo, e a seguir, apresenta um ligeiro aumento. 
 A explicação para os altos valores do coeficiente de permeabilidade no ramo seco da curva 
de compactação é justificada com base na orientação aleatória das partículas de argila para baixos 
teores de umidade, a qual cria poros maiores (estrutura floculada). Próximo da umidade ótima e um 
23 
 
pouco acima dela, as partículas sólidas se encontram muito próximas e um pouco mais orientadas, 
resultando em decréscimo na condutividade hidráulica. 
 Para umidades maiores, apesar da água levar a uma maior orientação das partículas do solo 
(estrutura dispersa), observa-se que a partir de um certo teor de umidade, o excesso de água no solo 
provoca afastamento entre as partículas, razão pela qual tem-se como resultado um ligeiro acréscimo 
na condutividade hidráulica. 
 
Figura 22 - Variação da permeabilidade com a umidade de compactação (LAMBE; WHITMAN, 1969) 
 
 
4.3 Compressibilidade de solos coesivos 
 
 Se forem talhados dois corpos-de-prova (CPA e CPB) de um mesmo solo, compactados com 
a mesma energia, de forma a atingirem a mesma massa específica aparente seca (d A = d B), mas 
com umidades diferentes, conforme ilustrado na Figura 23, o comportamento em termos de 
compressibilidade, num ensaio de compressão oedométrica ou ensaio de adensamento (Figura 24), 
será aquele mostrado na Figura 25. 
 d
  
24 
 
 
Figura 23 – Compactação de corpos de prova (CP) nos ramos seco e úmido 
 
 
Figura 24 – Esquema de montagem do ensaio de compressão oedométrica (adensamento) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
(a) Adensamento sob baixas pressões (b) Adensamento sob altas pressões 
Figura 25 – Compressibilidade de solos compactados (LAMBE; WHITMAN, 1969) 
 
 Na Figura 25 (a) pode ser observado que, para baixas pressões, o corpo de prova 
compactado no ramo úmido (CPB) é mais compressível que aquele compactado no ramo seco (CPB). 
 Sob pressões mais elevadas, a tendência de comportamento é exatamente o oposto, como 
pode ser observado na Figura 25 (b). Isso ocorre porque, no caso do corpo de prova compactado no 
ramo seco (estrutura floculada), a pressão tende a orientar as partículas na direção normal à direção 
de aplicação da mesma, tendendo com isso a uma estrutura dispersa. Como resultando, observa 
Teor de umidade (w) 
Ramo 
seco 
Massa específica 
aparente seca (d) 
d A = d B 
wA wótima wB
Ramo 
úmido 
CPA CPB
CPA - compactado no ramo seco 
CPB - compactado no ramo úmido 
CPA - compactado no ramo seco 
CPB - compactado no ramo úmido 
Carregamento vertical aplicado 
25 
 
uma maior redução de espaço entre as partículas do corpo de prova compactado no ramo seco 
(CPA), do que aquela do ramo úmido (CPB), onde as partículas já se encontravam mais próximas, 
numa estrutura originalmente dispersa. 
 Portanto, a aplicação de pressões elevadas em solos compactados promove orientação de 
suas partículas, tendo-se como resultado uma tendência de formação de estruturas idênticas àquela 
do ramo úmido (dispersa), mesmo que o solo seja compactado no ramo seco. 
 
 
4.4 Resistência ao cisalhamento 
 
 A avaliação da influência do processo de compactação na resistência ao cisalhamento dos 
solos pode ser feita a partir da realização de ensaios de resistência em corpos-de-prova 
compactados com diversos teores de umidade, utilizando uma mesma energia. 
 Um dos ensaios mais versáteis para a obtenção da resistência ao cisalhamento de solos é o 
ensaio triaxial, ilustrado na Figura 26. Neste ensaio, um corpo-de-prova cilíndrico de solo é colocado 
em uma câmara de acrílico e envolto por uma membrana de borracha. A câmara é cheia de água, à 
qual é aplicada uma pressão, denominada de pressão confinante do ensaio (c). A seguir, é realizada 
a etapa de compressão do corpo-de-prova, por meio do aumento da tensão axial (1). Durante esta 
etapa são feitas leituras de variação da altura do corpo-de-prova para cálculo da sua deformação 
axial (). 
 
Figura 26 – Ensaio triaxial para obtenção da resistência ao cisalhamento de solos 
 
 Na Figura 27 são apresentados resultados de ensaios de resistência ao cisalhamento do tipo 
triaxial, realizados em 6 corpos de prova, moldados com diferentes teores de umidade, procurando 
abranger diversos pontos ao longo de uma curva de compactação. 
26 
 
 
Figura 27 – Resistência ao cisalhamento em função da umidade de compactação (LAMBE; WHITMAN, 1969) 
 
Como pode ser observado na figura anterior, corpos-de-prova compactados no ramo seco 
apresentam maiores resistências de pico, quando comparados com aqueles compactados no ramo 
úmido. Além disso, no ramo seco a ruptura é do tipo frágil e no ramo úmido é do tipo plástica, com o 
solo apresentado maiores níveis deformações. Este fato confirma as afirmações da seção 4.3, onde 
foi mostrado que no ramo úmido o solo apresenta maior compressibilidade. 
 Outra consequência prática com relação à compactação no ramo seco, é que certos solos 
podem apresentar estrutura colapsível, ou seja, quando submetidos à submersão após 
compactados, experimentam deformações bruscas e acentuadas (colapso da estrutura), conforme 
ilustrado na Figura 28. 
 
Figura 28 – Comportamento de um solo colapsível no ensaio de compressão oedométrica 
 
 
4.5 Estabilidade após compactação 
 
Além da magnitude da resistência ao cisalhamento, para as aplicações nas obras de 
Engenharia Civil interessa conhecer o comportamento da variação dessa resistência quando do solo 
compactado é submetido a condições severas de umidade (submersão). Quanto a este aspecto, nas 
obras geotécnicas procura-se compactar os solos com um teor de umidade o mais próximo possível 
do teor de umidade ótimo. 
Índice de 
vazios (e) 
Tensão vertical aplicada, v (escala log)
Variação do índice de vazios no nível de 
tensões em que o solo compactado foi 
submetido à submersão 
e
Submersão do corpo de prova
 d
   
w (%) 
27 
 
 No entanto, com base na variação da resistência ao cisalhamento descrita na seção anterior, 
a seguinte questão poderia ser levantada quanto a esta forma de proceder: “se os solos compactados 
no ramo seco apresentam elevadas resistências, porque nos serviços de campo procura-se 
compactar com umidade próxima da umidade ótima? ”. 
 Esta questão pode ser respondida considerando resultados de ensaios nos quais são 
realizadas medidas de resistência do solo, imediatamente após a compactação, e após deixar o solo 
compactado imerso em água por alguns dias (geralmente 4 dias). 
 Um ensaio de laboratório que reflete bem esta situação é o ensaio CBR (Califórnia Bearing 
Ratio) ou ISC (Índice de Suporte Califórnia). Neste ensaio, a resistência do solo compactado está 
diretamente relacionada ao valor de seu CBR, obtido a partirda penetração no solo de um pistão de 
dimensões padronizadas, que se move com uma velocidade de 1,27 mm/minuto (Figura 29). 
 
Figura 29 – Esquema do ensaio CBR (Califórnia Bearing Ratio) 
 
 Apesar do procedimento padrão desse ensaio exigir que os corpos-de-prova fiquem em 
imersão por quatro dias após a compactação, nesta seção consideram-se ensaios realizados em 
corpos de prova imediatamente após sua compactação e ensaios realizados em corpos de prova 
que ficaram imersos por um período de 4 dias. Este procedimento permite avaliar a perda de 
resistência dos corpos de prova compactados com diferentes teores de umidade, caso os mesmos 
sejam submetidos a condições de imersão em água. Para os corpos-de-prova submetidos à imersão 
é feito também a medida da expansão de cada um deles durante este período. 
 Assim, para uma dada energia de compactação, se forem moldados corpos-de-prova com 
diversos teores de umidade ao longo de uma curva de compactação, obtém-se no ensaio CBR a 
curva de resistência definida pela linha cheia na parte superior da Figura 30. Nesta curva observa-
se que a resistência no ponto de umidade ótima não corresponde ao ponto de máxima resistência 
do solo, sendo o comportamento similar àquele observado no ensaio triaxial, ou seja, decréscimo de 
resistência com o aumento do teor de umidade de compactação. 
 Com relação à resistência do solo compactado, após o período de imersão em água, a curva 
tracejada mostrada na parte superior da Figura 30 exibe um comportamento bastante distinto da 
28 
 
curva anterior, mas que também não confirma o ponto de umidade ótima como o de máxima 
resistência do solo. Portanto, se a umidade ótima não corresponde a nenhum valor máximo ou 
singular das resistências, então porque compactar um solo na umidade ótima? 
 Esta pergunta pode ser respondida com base na Figura 30, analisando-se a magnitude da 
perda de resistência do solo compactado caso o mesmo venha a sofrer submersão. 
 
Figura 30 – Variação da resistência de solos compactados 
 
 Assim, supondo que um aterro fosse compactado no ramo seco com uma umidade w1, então 
sua resistência após a compactação seria R1, muito maior que a resistência R0 correspondente à 
umidade ótima wótima. 
 Se, entretanto, o corpo de prova com umidade w1 sofrer submersão antes do ensaio de 
resistência, ele sofrerá uma queda de resistência, ∆R1, e passará a ter simplesmente uma resistência 
Teor de umidade w (%)
Massa específica 
aparente seca (d) 
R1 
w1 wótima 
Curva de CBR (resistência) obtida na 
penetração dos corpos-de-prova 
imediatamente após a compactação. 
CBR 
Curva de saturação 
R0 
R’1 
R’0 
Curva de CBR (resistência) obtida 
na penetração dos corpos-de-prova 
após um período de imersão. 
Curva de 
compactação 
R0
R1 
Expansão do 
solo com a 
imersão 
Teor de umidade w (%)
Teor de umidade w (%)
29 
 
R’1, muito baixa. Por outro lado, o corpo de prova compactado na umidade ótima perderá somente 
uma pequena parcela de sua resistência (∆R0), após sofrer submersão. Este comportamento é 
observado para corpos-de-prova compactados com qualquer nível de energia de compactação, 
sendo, no entanto, de menor intensidade para pequenas energias. 
 Do exposto, conclui-se que corpos de prova compactados na umidade ótima não 
corresponderão a resistências máximas, mas sim, a máximas resistências estáveis, ou seja, que não 
variam muito com uma posterior saturação. 
 Assim, os aterros bem compactados não serão necessariamente aqueles que apresentam 
grande resistência após a compactação, mas sim aqueles cuja resistência seja estável independente 
das estações climáticas, condição essa que se obtém compactando o solo na sua umidade ótima. 
 Além disso, analisando a expansão do solo ocasionada pela imersão em água, observa-se 
que para baixas umidades de compactação ela é considerável. No entanto, com o aumento da 
umidade de compactação, verifica-se acentuada redução da mesma até próximo da umidade ótima, 
a partir da qual a expansão apresenta pouca variação. Portanto, solos compactados na umidade 
ótima apresentarão menores variações de volume caso haja entrada de água no mesmo ao longo da 
vida útil da obra. 
 
 
 
30 
 
5 O ENSAIO DE COMPACTAÇÃO 
 
 O ensaio de compactação tem por objetivo determinar, em laboratório, a relação entre o teor 
de umidade (w) e a massa específica aparente seca de solos compactados (d), para uma 
determinada energia. 
 Conforme citado na seção 3.3, no Brasil este ensaio pode ser realizado tomando-se como 
referência uma das seguintes normas: 
 - ABNT NBR 7182/86 - Solo ensaio de compactação; 
 - DNER-ME 129/94 - Solos - compactação utilizando amostras não trabalhadas; 
 - DNER-ME 162/94 - Solos - ensaio de compactação utilizando trabalhadas. 
 
 Por questões de uniformidade de procedimentos e notações, o texto apresentado a seguir 
tomou como referência a norma NBR 7182/86 da ABNT. 
 Alguns dos itens que constam da aparelhagem básica para a execução do ensaio de 
compactação são os seguintes: 
 - cilindro metálico pequeno (cilindro de Proctor); 
 - cilindro metálico grande (cilindro de CBR); 
 - soquete metálico pequeno (Massa = 2500  10g); 
 - soquete metálico grande (Massa = 4536  10g); 
 - provetas de vidro (1000 cm3, 200 cm3, 100 cm3); 
 - extrator de corpo-de-prova; 
- balanças que permitam pesar nominalmente 10 kg e 200 g, com resoluções de 1 g e 0,01 g, 
respectivamente; 
 - peneiras de 19 e 4,8 mm; 
 - estufa capaz de manter a temperatura entre 105oC e 110oC; 
 - cápsulas metálicas, com tampa, para determinação da umidade; 
 - bandejas metálicas de 75 x 50 x 5 cm; 
 - régua de aço biselada com comprimento de 30 cm; 
 - conchas metálicas com capacidade de 1000 e 500 cm3; 
 - base rígida, preferencialmente de concreto, com massa superior a 100 kg; 
 - papel filtro com diâmetro igual ao do molde empregado. 
 
 Na Tabela 2 são mostradas as dimensões e os respectivos volumes internos dos cilindros de 
compactação e, na Figura 31, são ilustradas suas características básicas. 
 As características dos soquetes metálicos utilizados no ensaio de compactação em 
laboratório são mostradas na Tabela 3. 
31 
 
 Tabela 2 - Dimensões e volumes dos cilindros de compactação (NBR 7182/86) 
Discriminação 
Cilindro 
Pequeno Grande 
Altura útil (mm) 127,3  0,3 114,3  0,3 
Diâmetro (mm) 100,0  0,4 152,4  0,6 
Volume (cm3) 1000  10 2085  22 
 
 
 
(a) Cilindro pequeno (Proctor) (b) Cilindro grande (CBR) 
Figura 31 – Cilindros utilizados no ensaio de compactação 
 
Tabela 3 - Características dos soquetes de compactação (NBR 7182/86) 
Discriminação 
Soquete 
Pequeno Grande 
Massa (g) 2500  10 4536  10 
Altura de queda (mm) 305  2 457  2 
 
 Na Figura 32 são ilustrados alguns dos equipamentos utilizados no ensaio de compactação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 32 – Alguns dos equipamentos utilizados no ensaio de compactação 
Disco 
espaçador 
Cilindros 
e 
soquetes 
Provetas 
Extrator de corpo-de prova Estufa 
32 
 
5.1 Energias de compactação 
 
 As energias de compactação especificadas pela NBR 7182/86 são aquelas mostradas na 
Tabela 4, as quais são obtidas combinando-se cilindro, soquete, número de camadas e número de 
golpes por camada. 
 A NBR 7182/86 ressalta que o cilindro pequeno só pode ser utilizado quando a amostra, após 
preparação, passar integralmente na peneira de 4,8 mm. 
Tabela 4 - Energias de compactação (NBR 7182/86) 
Cilindro 
Características 
inerentes a cada 
energia de 
compactação 
Energia de compactação 
Normal Intermediária Modificada 
Pequeno 
Soquete Pequeno grande grande 
No de camadas 3 3 5 
No de golpes por 
camada 
26 21 27 
Grande 
Soquete grande grande grande 
No de camadas 5 5 5 
No de golpes por 
camada 
12 26 55 
Altura do disco 
espaçador (mm) 
63,5 63,5 63,5 
 
 
5.2 Preparação de amostras para o ensaio de compactação 
 
 A preparação de amostras para o ensaio de compactaçãodeve ser realizada de acordo com 
a norma ABNT NBR 6457/86 (Amostras de solo - preparação para ensaios de compactação e ensaios 
de caracterização), segundo a qual podem ser utilizados três processos para a preparação de 
amostras para ensaios de compactação: 
 a) preparação com secagem prévia até a umidade higroscópica; 
 b) preparação a 5% abaixo da umidade ótima presumível; 
 c) preparação a 3% acima da umidade ótima presumível. 
 
Umidade higroscópica: teor de umidade de uma amostra de solo seca ao ar e que se mantém 
em equilíbrio com o ambiente. 
Umidade ótima presumível: valor de umidade que deve ser estimado para a umidade ótima, 
para que seja possível calcular as quantidades de água a serem acrescentadas ao solo para obter 
os pontos para o ensaio. Esta umidade pode ser estimada, por exemplo, com base nos limites de 
Atterberg do solo, usando correlações tais como aquelas mostradas na Figura 19 (Correlação entre 
compactação e limites de Atterberg). Uma forma prática de laboratório, para obter a umidade 
33 
 
correspondente ao primeiro ponto do ensaio, é o denominado “teste da coesão”. Neste teste, 
acrescenta-se água aos poucos ao solo e observa-se o aparecimento da “coesão”, pressionado um 
pouco de solo com as mãos. 
 
As justificativas para os processos de preparação com 5% abaixo, ou 3% acima, da umidade 
ótima presumível se baseiam nas seguintes recomendações da NBR 7182/86: 
 - que o ensaio seja feito com 5 pontos; 
- que o incremento de umidade de um ponto para o outro seja de aproximadamente 2%; 
- que dois pontos estejam no ramo seco, um próximo da umidade ótima (preferencialmente 
no ramo seco) e dois pontos estejam no ramo úmido da curva de compactação. 
 
Assim, considerando as recomendações acima, a configuração ideal para um ensaio de 
compactação seria aquela mostrada na figura a seguir. 
 
 
Figura 33 – Configuração ideal para um ensaio de compactação 
 
 Conforme a figura anterior, verifica-se que o processo de preparação a 5% abaixo da umidade 
ótima presumível, consiste simplesmente em secar o solo somente até o mesmo atingir o teor de 
umidade correspondente ao primeiro ponto do ensaio. 
Analogamente, a preparação a 3% acima da umidade ótima presumível, implica em secar o 
solo até o mesmo atingir o teor de umidade correspondente ao último ponto do ensaio. 
 
 
5.2.1 Preparação com secagem prévia até a umidade higroscópica 
 
Basicamente o procedimento envolvido nesse processo de preparação de amostras consiste 
nos passos: 
a) secar a amostra ao ar, até próximo da umidade higroscópica; 
b) desmanchar os torrões, evitando-se quebra dos grãos, e homogeneizar a amostra; 
34 
 
c) com o repartidor de amostras, ou pelo quarteamento, reduzir a quantidade de material até 
se obter uma amostra representativa em quantidade suficiente para realização do ensaio; 
d) verificar se a amostra passa integralmente na peneira de 4,8 mm; 
e) caso a amostra apresente material retido na peneira de 4,8 mm, passar a mesma na 
peneira de 19,1mm, para desmanchar os torrões eventualmente ainda existentes; 
f) após o peneiramento proceder como indicado na tabela a seguir: 
 
Tabela 5 - Procedimento após peneiramento (NBR 6457/86) 
Peneira 
(mm) 
Material retido 
(% em peso) 
Cilindro a ser 
utilizado 
Observação 
4,8 menor que 7 grande ou pequeno Desprezar o material retido 
19,1 menor que 10 grande Desprezar o material retido 
19,1 maior que 10 grande ver nota abaixo 
19,1 maior que 30 - 
recomenda-se não ensaiar de 
acordo com o método de ensaio 
de compactação de solos 
Nota: Passar o material retido na peneira de 19,1 mm através da de 76,2 mm e desprezar o material retido 
nesta última. Substituir o material retido na peneira de 19,1 mm e que passou na de 76,2 mm por igual 
quantidade de material retido na peneira 4,8 e que passe na de 19,1 mm. 
 
 As quantidades de amostra a serem tomadas para a realização do ensaio de compactação 
são aquelas indicadas na tabela a seguir. 
Tabela 6 - Quantidade de amostra a ser tomada (NBR 6457/86) 
Ensaio de 
compactação 
A amostra preparada 
passa integralmente 
na peneira (mm) 
Cilindro a ser 
utilizado no ensaio 
Quantidade de amostra 
(em massa seca) a ser 
tomada (kg) 
Com reuso de 
material 
4,8 
Pequeno 
Grande 
3 
7 
19,1 Grande 7 
Sem reuso de 
material 
4,8 
Pequeno 
Grande 
15 
35 
19,1 grande 35 
 
 
5.2.2 Preparação a 5% abaixo da umidade ótima presumível 
 
Para esse processo de preparação, a amostra deve vir convenientemente embalada para o 
laboratório, de modo a evitar perda de umidade. A seguir deve-se secar o material ao ar até atingir 
umidade da ordem de 5% abaixo da umidade ótima presumível. Caso a umidade do material esteja 
abaixo do referido valor, acrescentar água ao mesmo, até atingir a condição mencionada. 
Para obter a amostra para o ensaio proceder como em 5.2.1, executando-se todos passos a 
partir do item b. 
35 
 
5.2.3 Preparação a 3% acima da umidade ótima presumível 
 
Também para esse processo de preparação, a amostra deve vir convenientemente embalada 
para o laboratório, de modo a evitar perda de umidade. 
A seguir deve-se secar o material ao ar até atingir umidade da ordem de 3% acima da 
umidade ótima presumível. Caso a umidade natural do material esteja abaixo desse valor, não deve 
ser utilizado esse processo de preparação de amostra. 
Para obter a amostra para o ensaio proceder como em 5.2.1, executando-se todos passos a 
partir do item b. No entanto, deve ser observado que ensaios de compactação com esse tipo de 
amostra, só podem ser executados sem reuso de material. 
 
 
5.3 Formas de execução do ensaio de compactação 
 
 O ensaio de compactação pode ser realizado com reuso ou sem reuso de material, 
dependendo se será utilizada uma mesma amostra de solo para obter os 5 pontos do ensaio, ou se 
será utilizada uma amostra para cada ponto. 
 O ensaio com reuso de material pode ser realizado nos seguintes tipos de amostras: 
 - preparadas com secagem prévia até a umidade higroscópica; 
- preparadas a 5% abaixo da umidade ótima presumível. 
 
 O ensaio sem reuso de material pode ser realizado nos seguintes tipos de amostras: 
 - preparadas com secagem prévia até a umidade higroscópica; 
- preparadas a 5% abaixo da umidade ótima presumível. 
- preparadas a 3% acima da umidade ótima presumível 
 
 Para qualquer uma das duas formas de execução, os procedimentos de ensaio consistirão 
basicamente em: 
a) adicionar as quantidades de água necessárias para obter as umidades correspondentes 
aos 5 pontos do ensaio (w1, w2, w3, w4 e w5), com incremento de 2% de uma para a outra; 
b) homogeneização do material nas bandejas metálicas; 
c) compactação do solo, observando-se o soquete, número de camadas e número de golpes 
por camada correspondentes à energia desejada (vide Tabela 4): 
c.1) os golpes do soquete devem ser aplicados perpendicularmente e distribuídos uniformemente 
sobre a superfície de cada camada, sendo que as alturas das camadas devem resultar 
aproximadamente iguais; 
36 
 
c.2) a compactação de cada camada deve ser precedida de uma ligeira escarificação da camada 
subjacente para melhorar a aderência entre as mesmas; 
c.3) após a compactação da última camada deve haver um excesso de, no máximo, 10 mm de solo 
compactado acima do molde. 
d) remover e rasar o excesso de solo compactado na face superior do molde com auxílio da 
régua biselada. Feito isso, remover o molde cilíndrico de sua base e, no caso do cilindro 
pequeno, rasar também a outra face; 
e) pesar o conjunto, com resolução de 1g, e, por subtração do peso do molde cilíndrico, obter 
a massa de solo úmido compactado; 
f) com auxílio do extrator, retirar o corpo-de-prova do molde e do centro do mesmo, tomar 
uma amostra para determinação da umidade correspondente ao ponto compactado; 
Obs.: Quando o corpo-de-prova estiver sendo moldado para a realização de outros ensaios (CBR, 
compressão simples, permeabilidade,etc.), a determinação da umidade deve ser feita com 
uma porção da amostra remanescente na bandeja, retirada imediatamente após a 
compactação da segunda camada. 
 
 
(a) Compactação do solo (b) Solo compactado 
Figura 34 – Etapas de um ensaio de compactação 
 
 As demais particularidades em relação à condução do ensaio irão depender do processo de 
execução adotado, se com reuso ou sem reuso de material, e são detalhadas nas próximas seções. 
 
 
5.3.1 Cálculo da quantidade de água a ser adicionada ou retirada do solo 
 
 A quantidade de água a ser adicionada (ou retirada) a uma determinada massa de solo (M), 
com umidade inicial wi, para alterar o seu teor de umidade para um valor final, wf, pode ser calculada 
a partir da massa de sólidos presente no solo (massa seca), conforme descrito a seguir. 
 A massa de sólidos (seca) presente numa massa de solo (M) com umidade inicial wi, será: 
(c) Uso do extrator para retirada 
do corpo-de prova do molde 
37 
 
i
S w1
M
M

 (14) 
 Massa de água inicial no solo (Mw i): siiw
S
iw
i .MwMM
M
wcomo  (15) 
 Ao alterar o teor de umidade para o valor final wf, a quantidade água total no solo será: 
sffw .MwM  (16) 
 Como a variação da quantidade de água no solo (∆Mw) será igual à diferença entre as massas 
de água final (Mw f) e inicial (Mw i), tem-se que: 
SifwSiSfwifw w ).Mw(w∆M.Mw.MwMM∆M  (17) 
 
 Portanto, conhecendo a massa de sólidos (MS) presente na amostra, e a variação do teor de 
umidade (w), para que a umidade varie de um valor inicial, wi, para um valor final, wf, pode-se 
calcular a variação da massa de água no solo (∆Mw) como segue: 
SwSifw w.M∆M).Mww∆M  ( (18) 
 Assim: 
 Se wf > wi  ∆w > 0  Deve ser acrescentada água ao solo 
 Se wf < wi  ∆w < 0  Deve ser retirada água ao solo (secagem) 
 
 Para os ensaios de laboratório a quantidade de água pode ser medida em termos de massa 
ou de volume, utilizando-se nesse último caso as provetas graduadas. Assim, considerando a massa 
específica da água igual a w = 1 g/cm3, tem-se: 
(g)∆M)(cm∆V
∆M
∆V
V
M
w
3
w
w
w
w
w
w
w 



 (19) 
 Como 1 cm3 = 1 ml  (g)∆M(ml)∆V ww  (20) 
 
 A expressão (20) mostra que a massa de água em gramas (g) é numericamente igual ao seu 
volume em mililitros (ml), fato este que facilita bastante a medição quantidade de água para os 
ensaios de laboratório. 
 
 
5.3.2 Ensaio com reuso de material 
 
Neste caso, para os 5 pontos do ensaio será utilizado uma única amostra de solo, que pode 
se encontrar inicialmente na umidade higroscópica (wi = whig) ou com umidade igual a 5% abaixo da 
umidade ótima presumível (solo inicialmente já se encontra com a umidade wi = w1). 
38 
 
Portanto, após a compactação de cada corpo de prova, este deve ser retirado do molde para 
ser destorroado e passado na peneira de 4,8 ou na de 19 mm, conforme a granulometria do solo. A 
seguir este material deve ser juntado ao material restante na bandeja, para que seja adicionada uma 
nova quantidade de água para obter o teor de umidade do próximo ponto do ensaio. 
A continuação do ensaio se dá com a repetição de todos os passos descritos na seção 
anterior. 
 Para o ensaio com reuso de material, o cálculo das quantidades de água a adicionar em cada 
ponto do ensaio pode ser feito conforme descrito a seguir: 
 
A) Solo com umidade inicial igual à higroscópica 
 1) Calcular a massa de sólidos presente na amostra úmida total preparada para o ensaio: 
 - Massa úmida total preparada para o ensaio: Mt 
 - Umidade inicial do solo: wi = whig 
 - Massa de sólidos na amostra: 
(%)w100
.100M
w1
M
M
hig
t
hig
t
s 



 
(21) 
 
2) Calcular a massa de água a ser adicionada para atingir a umidade final wf = w1, (∆Mw1) 
correspondente ao primeiro ponto do ensaio. Com base na expressão (18) tem-se: 
   %w-%w∆wondeM.
100
(%)∆w
∆M hig11s
1
1w  (22) 
 
3) Calcular a massa de água para os demais pontos. Como o ensaio é com reuso, a partir do 
segundo ponto, basta acrescentar a quantidade de água necessária para variar o teor de 
umidade em torno de 2%, ou seja, ∆w2 = ∆w3 =∆w4 =∆w5 = 2%. Com isso, para os próximos 
pontos basta acrescentar a seguinte massa de água: 
swsw 0,02.M∆M.M100
2%
∆M  (23) 
 
B) Solo com umidade inicial igual a 5% abaixo da ótima presumível 
 1) Calcular a massa de sólidos presente na amostra úmida total preparada para o ensaio: 
 - Massa úmida total preparada para o ensaio: Mt 
 - Umidade inicial do solo (já é o primeiro ponto do ensaio): wi = w1 
 - Massa de sólidos na amostra total: 
(%)w100
.100M
w1
M
M
1
t
1
t
s 



 
(24) 
 
2) Em função do reuso da amostra, a massa de água a acrescentar para os demais pontos 
será calculada também pela expressão (23), uma vez que: ∆w2 = ∆w3 =∆w4 =∆w5 = 2%. 
39 
 
5.3.3 Ensaio sem reuso de material 
 
Neste caso, a amostra preparada para o ensaio de compactação será dividida em cinco 
porções iguais, sendo uma para cada ponto do ensaio e todas com o mesmo teor de umidade inicial 
(wi), que pode ser igual a: 
- umidade higroscópica: wi = whig; 
- umidade 5% abaixo da umidade ótima presumível: wi = w1; 
- umidade 3% acima da umidade ótima presumível: wi = w5; 
 
No ensaio sem reuso, concluída a compactação de cada ponto do ensaio, a porção de solo 
que sobrou deve ser descartada, tomando-se a amostra seguinte para o próximo ponto. 
A continuação do ensaio se dá com a utilização de uma nova porção e repetição de todos os 
passos conforme descrito no início da seção 5.3. 
 O cálculo das quantidades de água a adicionar (ou retirar), para obter cada ponto do ensaio, 
pode ser feito como segue: 
 1) Calcular a massa de sólidos presente na amostra úmida total preparada para o ensaio: 
 - Massa úmida total preparada para o ensaio: Mt 
 - Umidade inicial do solo: wi 
 - Massa de sólidos na amostra total: 
(%)w100
.100M
w1
M
M
i
t
i
t
s 



 
(25) 
 
2) Calcular a massa de água (∆Mw_k) a ser adicionada (ou retirada) para atingir a umidade wk, 
referente a cada ponto do ensaio (k = 1, 2, 3, 4 ou 5). 
   
s
ik
kw .M100
%w-%w
∆M  (26) 
 
 No caso das amostras preparadas com umidade igual a 3% acima da umidade ótima 
presumível, a retirada de água para obter a umidade correspondente ao ponto de ensaio deve ser 
feita por secagem controlada. 
 
 
5.4 Cálculos e apresentação de resultados 
 
 Para cada ponto do ensaio, a massa específica aparente seca (d) pode ser determinada 
utilizando-se a expressão a seguir, onde  é a massa específica aparente úmida, w é o teor de 
umidade de compactação, Mu é a massa de solo úmido compactada no cilindro e V é o volume útil 
do cilindro de compactação. 
40 
 
(%)w100
100
V
M
w1
u
d 




 (27) 
 A NBR 7182/86 recomenda determinar a curva de saturação do solo (Sr = 100%), o que pode 
ser feito a partir da expressão (6), repetida a seguir. 
Sw
Sw
d w(%).ρ100.ρ
.ρ100.ρ
wρ

)( (6) 
 
Quanto à apresentação de resultados, a NBR 7182/86 recomenda que: 
 
a) Curva de compactação: traçar a curva de compactação (em coordenadas cartesianas normais), 
marcando-se nas abscissas os teores de umidade, w, e nas ordenadas as massas específicas 
aparentes secas correspondentes, d. A curva resultante deve ter um formato aproximadamente 
parabólico. (Obs.: pode se utilizado também o peso específico aparente seco d). 
b) Massa específica aparente seca máxima: é o valor correspondente à ordenada máxima da curva 
de compactação, expresso com aproximação de 0,01 g/cm3. 
c) Umidade ótima: é o valor de umidade correspondente, na curva de compactação, ao ponto de 
massa específica aparente seca máxima, expresso com aproximação de 0,1%. 
d) Curva de saturação: recomenda-se traçar a curva de saturação, no mesmo desenho da curva de 
compactação. 
e) Características do ensaio: indicar o processo de preparação da mostra, a energia e o cilindro de 
compactação usados,e também o processo de execução do ensaio (com reuso ou sem reuso). 
 
 
5.5 Compactação de materiais granulares 
 
 Para areias e pedregulhos, puros ou com reduzida quantidade finos, não são muito usados 
os ensaios de compactação da forma descrita, ou seja, com energia de compactação proveniente do 
impacto de um soquete metálico. Para esses materiais a compactação, tanto no campo como no 
laboratório, será muito mais eficiente se for utilizada vibração. Além disso, observa-se que 
geralmente são obtidas maiores densidades secas com a areia saturada, e depois com a areia seca. 
 A compactação das areias é controlada por meio da compacidade relativa (CR) definida 
conforme (28), onde emáx é o índice de vazios máximo, emin é o índice de vazios mínimo e ecomp é o 
índice de vazios da areia compactada. Geralmente é especificado que seja atingida CR igual ou 
superior a 65 ou 70%. 
minmáx
compmáx
ee
e - e
CR

 (28) 
41 
 
 Na Tabela 7 é apresentada a classificação proposta por Terzaghi para areias em função do 
valor de sua compacidade relativa. 
Tabela 7 - Compacidade relativa de areias segundo o critério de Terzaghi 
Classificação Compacidade relativa (CR) 
Areia fofa CR < 0,33 
Areia de compacidade média 0,33  CR  0,66 
Areia compacta CR > 0,66 
 
 
42 
 
6 PROCESSOS DE COMPACTAÇÃO 
 
No campo ou no laboratório os solos podem ser compactados por um dos processos citados 
a seguir, onde podem estar presentes um ou mais dos seguintes esforços: pressão (compressão), 
impacto e vibração. 
- compactação estática ou de compressão; 
- compactação por amassamento; 
- compactação dinâmica por impacto ou percussão; 
- compactação dinâmica por vibração. 
 
 
6.1 Compactação estática ou de compressão 
 
Nesse processo o esforço de compactação é oriundo de esforço vertical aplicado ao material 
de maneira constante e de curta duração, geralmente ocasionada pelo peso próprio do equipamento. 
Sob a ação da força vertical, os sólidos tendem a se deslocar uns em relação aos outros, 
promovendo a acomodação das partículas em posições que resultam em menores índices de vazios 
e maiores massas específicas aparentes secas. 
Como exemplo de equipamento típico que utiliza esse processo de compactação, cita-se o 
rolo liso de roda de aço. 
 
Figura 35 – Rolo liso de aço rebocável 
 
 
 
6.2 Compactação por amassamento 
 
A compactação por amassamento ocorre quando além da força vertical, tem-se também uma 
componente de força horizontal, que pode ser oriunda de movimentos de translação do equipamento, 
oscilação de rodas, etc. 
O aparecimento dessa componente horizontal permite a formação de um conjugado de forças 
que provoca uma acomodação mais rápida das partículas, resultando num menor número de 
passadas do equipamento. 
43 
 
Como exemplos de equipamentos que aplicam esse tipo de energia, citam-se os rolos 
pneumáticos com rodas oscilantes e os rolos pés de carneiro auto-propulsores onde a tração é feita 
no tambor do rolo. 
 
Figura 36 – Compactação por amassamento 
 
 
6.3 Compactação dinâmica por impacto ou percussão 
 
Nesse processo, o esforço de compactação é oriundo de uma força vertical acrescida de uma 
aceleração, repetida um certo número de vezes. Por convenção, a compactação é considerada 
dinâmica por impacto quando a frequência é inferior a 500 golpes por minuto. 
Como exemplos desse tipo de compactação citam-se aquela utilizada nos ensaios de 
laboratório descritos anteriormente e a executada com os compactadores manuais, tipo “sapos 
mecânicos”, muito empregados na compactação de valas e em locais de difícil acesso. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 37 – Compactação dinâmica por impacto 
 
 
6.4 Compactação dinâmica por vibração 
 
 Esse processo caracteriza-se pela aplicação de esforços verticais de maneira intermitente 
com uma frequência superior a 500 golpes por minuto. Normalmente a faixa de frequência utilizada 
na compactação situa-se no intervalo de 900 a 2000 golpes por minuto. 
 A série de impactos sucessivos do equipamento provoca a vibração de uma massa do 
material, de tal maneira, que resulta no escorregamento e acomodação das partículas. 
44 
 
 A maior eficiência desse processo de compactação é obtida em solos granulares, o que se 
deve ao fato de nesses materiais a resistência maior a vencer é a do atrito, uma vez que a coesão é 
praticamente nula. 
 Exemplos típicos de equipamentos que se utilizam desse processo de compactação são os 
diversos tipos de rolos dotados de sistemas vibratórios. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 38 – Exemplos de rolos com sistemas vibratórios (liso e corrugado) 
 
 
 
 
45 
 
7. EQUIPAMENTOS DE COMPACTAÇÃO 
 
Dentre os equipamentos utilizados nos serviços de compactação no campo, apresenta-se a 
seguir uma breve descrição dos mais comuns, que compreendem: 
- rolo liso de roda de aço, estático; - rolo de pneus; 
- rolo pé-de-carneiro; - rolos vibratórios; 
- equipamentos manuais. 
 
 
7.1 Rolo liso de roda de aço, estático 
 
Estes equipamentos promovem uma compactação estática, ou de compressão, a partir do 
esforço vertical oriundo de seu grande peso próprio, que pode ser alterado com lastros de areia 
úmida ou com água. 
Em função da pequena área de contato do equipamento com o material a ser compactado, 
são geradas altas pressões de contato, que podem provocar a formação de uma camada superficial 
resistente, que impede a compactação das camadas inferiores. 
Entretanto, as pressões elevadas são obtidas apenas no fim da operação de compactação. 
No início, como o solo apresenta baixa capacidade de suporte, ocorre um afundamento pronunciado 
das rodas metálicas, tendo como resultado um aumento da superfície de contato e redução das 
pressões aplicadas. Com o decorrer do processo, o afundamento diminui, reduzindo a área de 
contato e aumentando a pressão. Disso resulta a aplicação de pressões elevadas no topo da camada 
e de pressões baixas na parte inferior da mesma (Figura 39), tendo-se como resultado, falta de 
homogeneidade do processo de compactação e pequena altura da camada atingida. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 39 – Esquema do processo de compactação de um rolo liso com roda de aço 
(a) Pressões elevadas 
no topo da camada e 
baixas na base 
(b) Exemplos de bulbos de 
pressões de um rolo liso 
46 
 
As principais características dos equipamentos do tipo rolo liso de roda de aço são: 
- compactam de cima para baixo, sendo pequena a eficiência em profundidade; 
- existência do efeito ponte, resultando em concentração de tensões em alguns pontos e 
baixas tensões em outros; 
 
- propiciam um bom acabamento de superfície, forçando as irregularidades através das 
concentrações de tensões. 
 
Em função da forma como se dá a compactação, o uso de rolos lisos estáticos só é aceitável 
com pequenas espessuras de camada (geralmente inferiores a 10 cm) e com o perigo de aparecerem 
superfícies laminadas entre estas. Por essa razão é desaconselhável a compactação de solos com 
esse tipo de equipamento, sendo o mesmo aplicável com sucesso na compactação de camadas 
granulares (macadame hidráulico, brita graduada, etc.) e de revestimento. 
 
 
7.2 Rolo de pneus 
 
 É o equipamento de compactação mais versátil e que mais recursos oferece, podendo 
trabalhar com pressão controlada, o que permite seu emprego em quase todos os serviços de 
compactação: aterros, bases, sub-bases, misturas betuminosas a quente e ou a frio, etc. 
 O controle da pressão (Figura 40) permite alterar a pressão aplicada ao material, 
simplesmente enchendo ou esvaziando os pneus e/ou alterando o peso do lastro (areia e água). 
 
 
 
 
 
 
Figura 40 – Exemplo de um sistema de regulagem de pressão dos pneus 
 
 
Quanto à eficiência em profundidade, analisando a área de contato de somente um pneu-
roda, tem-se a impressão inicial que esta eficiência ficaria comprometida, conforme ilustrado na 
Figura