Compactaçao e CBR

Prévia do material em texto

GEOTÉCNICA VIÁRIA
AULA 5A  COMPACTAÇÃO E CBR
PROF. RAFAEL MENDONÇA CARVALHAIS – PUC
Princípios e Objetivos
Princípio Geral
Muitas obras geotécnicas (barragens, muros de arrimo, estradas, aeroportos, etc) implicam a utilização de aterros compactados; compactar um solo significa torná-lo um material mais denso;
O estado mais denso é obtido através da redução do ar intersticial, com pequena ou nenhuma variação do teor de umidade do solo. A compactação pode ser feita em superfície ou em profundidade, utilizando solicitações estáticas, impacto e/ou vibração, por meio de equipamentos manuais ou mecânicos.
Objetivos:
redução dos recalques futuros
aumento da resistência ao cisalhamento redução da permeabilidade
Equipamento do Ensaio Proctor Normal
Ensaio de Compactação em Laboratório
(Das, 1998)
(d max , wot )
Abaixo de wopt (‘ramo seco’ da curva):
Com o aumento do teor de umidade do solo, formam-se películas de água que tendem a promover uma maior aproximação das partículas pelos efeitos de lubrificação.
Lubrificação ou efeitos de (sucção + tensões capilares) ??
Procedimentos e Resultados
w
Ou perda dos efeitos de (sucção + tensões capilares) ??
d
Na wopt:
Ponto ‘ótimo’ de equilíbrio entre os efeitos que ocorrem acima e abaixo da wot.
Acima da wopt (‘ramo úmido’ da curva):
Os acréscimos de água em excesso passam a promover o afastamento entre as partículas de solo.
Controle da Compactação em Campo
Execução de ensaios de compactação em laboratório dos solos de todas as áreas de empréstimo: determinação de dmax e w  optar pelo solo de maior dmax e, para valores próximos de dmax, optar pelo solo com curva de compactação mais fechada;
Retirada do solo das áreas de empréstimo, lançamento e distribuição uniforme do solo sobre a praça de trabalho, efetuando-se operações de molhagem (aspersão com carro-pipa) ou secagem do solo (revolvimento com grades de discos);
Execução de aterros experimentais para seleção dos equipamentos de compactação e das variáveis de compactação (espessuras de camadas, número de passadas do rolo, etc)
Controle de campo dos parâmetros de compactação: GC (grau de compactação) e
w (desvio de umidades em relação à umidade ótima)
Controle da Compactação em Campo
espessura das camadas: < 30cm de material fofo para se ter 15 a 20cm de solo compactado (incluindo-se 2 a 5cm da camada anterior)
rolagem em passadas longitudinais das bordas ao centro da praça de trabalho com superposição de, no mínimo, 20cm entre as passadas
equipamentos de campo: motoscrapers para lançamento e espalhamento do material; motoniveladora para regularização das camadas; caminhões pipa ou irrigadeiras para irrigação ou arados de discos para aeração; rolos compressores para compactação.
Parâmetros de Controle da Compactação
 100%
 d max  laboratório
GC 
 d  campo
Grau de Compactação
Desvio de Umidade
w  w  wot
Especificações de Referência
• GC ≥ 95%	;	∆w = ± 2%
Determinação de w - Métodos Diretos
Métodos
GC = 90%
método da estufa: prazos incompatíveis com o cronograma da obra
‘método da frigideira’
d
‘garrafa de Speedy’
As propriedades geotécnicas podem ser bastante diferentes entre amostras compactadas para umidades acima ou abaixo da ótima.
w
d max
1
2
3
Aumento de EC
w1
w2
Ensaio CBR ou Índice de Suporte Califórnia
O ensaio de CBR (“California Bearing Ratio”) consiste na determinação da relação entre a resistência à penetração de uma amostra do solo compactado e saturado, expressa em porcentagem, e a resistência à penetração de uma amostra de brita graduada, adotada como padrão de referência.
Este ensaio foi desenvolvido pelo Departamento de Estradas de Rodagem da Califórnia (EUA) como critério de avaliação da resistência dos solos utilizados na base, sub-base e subleito de pavimentos rodoviários, daí o parâmetro CBR ser designado também como ISC - Índice de Suporte Califórnia.
O ensaio é padronizado no Brasil pela norma ABNT 9895 e pela norma DNER M 48-64.
Ensaio CBR ou Índice de Suporte Califórnia
FASE I: Compactação dos Corpos de Prova
soquete molde
camadas de solo compactado
disco espaçador
conjunto de 5 ensaios
medidas de d e w para cada amostra
obtenção da curva de compactação
Ensaio CBR ou Índice de Suporte Califórnia
FASE II: Obtenção da Curva de Expansão
Expansão: definida pela relação (expressa em %) do acréscimo de altura dos CP’s compactados após imersão por 4 dias, em relação às respectivas alturas iniciais.
Aplicação de sobrecarga correspondente ao peso do pavimento
Valores admissíveis: 1 a 3% em obras rodoviárias
Ensaio CBR ou Índice de Suporte Califórnia
FASE III: Obtenção da Resistência à Penetração CBR
velocidade do ensaio: 1,27 mm/minuto
leituras das cargas para as penetrações:
0,63; 1,27; 1,90; 2,54; 3,17;
3,81; 4,44, 5,08; 6,35; 7,62;
8,89; 10,16; 11,43 e 12,70 mm
Ensaio CBR ou Índice de Suporte Califórnia
Curva cargas x penetrações
Correção da curva no caso da mesma apresentar ponto de inflexão (deslocamento c da curva)
Ensaio CBR ou Índice de Suporte Califórnia
Determinação do Valor do CBR
determina-se o maior valor das leituras de cargas lidas (curvas sem correção) ou corrigidas (curvas com correção) correspondentes às penetrações de 2,54mm e 5,08mm (geralmente será o valor correspondente à leitura de 5,08mm)
compara-se o valor desta leitura com a leitura padrão, obtida para as respectivas penetrações, da brita graduada de alta qualidade e CBR = 100%
o valor do CBR (ou ISC) é dado por:
CBR  maior pressão lida ou corrigida  100% pressão	padrão
Ensaio CBR ou Índice de Suporte Califórnia
Correlações com a Classificação HRB