Unidade 3 - compactação - com anotaçõesdo professor

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MBA ENGENHARIA RODOVIÁRIA 
Prof. João Paulo Silva 
Unidade 3 – Compactação 
AÇÃO MECÂNICA 
REDUÇÃO DE ÍNDICE DE VAZIOS 
 
COMPACTAÇÃO - REDUÇÃO DOS SEUS VAZIOS PELO EXPULSÃO 
DO AR, RÁPIDO. 
CONSOLIDAÇÃO - REDUÇÃO DOS SEUS VAZIOS PELO EXPULSÃO 
DA ÁGUA, LENTO. 
Com diminuição dos vazios, espera-se uma tendência de redução da 
variação dos teores de umidade, da compressibilidade, da permeabilidade 
e aumento da resistência ao cisalhamento. 
Solo não-compactado 
Solo compactado 
Compactação 
Compactação 
A primeira contribuição significativa ao estudo da 
compactação foi dada por Ralph Proctor, em 1933. Ele 
descobriu a relação entre massa específica seca, o teor de 
umidade e a energia de compactação. 
A compactação é um processo de estabilização de solos 
utilizado em diversos tipos de obras de engenharia - Aterros 
Rodoviários e Barragens De Terra, onde o solo é o próprio 
material resistente ou de construção. 
Compactação 
Compactação 
Tendo em vista o maior peso dos equipamentos de 
compactação atuais e necessidade de esforços de 
compactação maiores surgiu o ensaio modificado de 
Proctor, com amostra compactada em cinco camadas sob 
um peso do soquete maior. Posteriormente foi adotada uma 
energia de compactação intermediária aos ensaios de 
Proctor normal e modificado. 
Energia de compactação 
ENERGIAS DE COMPACTAÇÃO (PROCTOR) 
NBR 7182 (atualizada em 2020). Solo - Ensaio de compactação 
Cilindro 
Características inerentes a cada 
energia de compactação 
Energia 
Normal Intermediária Modificada 
Pequeno 
D = 10cm 
h = 12,73cm 
V = 1000cm³ 
Soquete 
Pequeno 
P = 2,5 kg 
h = 30,5 cm 
Grande 
P = 4,54 kg 
h = 45,7 cm 
Grande 
P = 4,54 kg 
h = 45,7 cm 
Número de camadas 3 3 5 
Número de golpes por camada 26 21 27 
Grande 
D = 15,24cm 
h = 11,43cm 
V = 2085cm³ 
Soquete Grande Grande Grande 
Número de camadas 5 5 5 
Número de golpes por camada 12 26 55 
Ensaio de 
Proctor 
Volume do 
cilindro (cm3) 
Massa do martelo 
(kg) 
Altura de queda 
do martelo (cm) 
Número de 
camadas 
Número de golpes 
por camada 
Normal 1000 2,500 30,5 3 26 
 Ec = Energia de Compactação 
 P – peso do soquete 
 H – altura de queda do soquete 
 n – número de camadas 
 N – número de golpes do soquete 
 V - volume do cilíndro 
ENERGIAS DE COMPACTAÇÃO (PROCTOR) 
EXERCÍCIO 
Quantos golpes por camada de um compactador do tipo "sapo", com massa de 108 kg, aplicado 
em uma altura de queda 40 cm e sapata medindo 30x30cm, serão necessários para desenvolver 
uma energia de compactação igual a do Proctor Normal se a compactação for feita em camadas 
de 20 cm? 
 
 
sapata
30cm
3
0
cm
 Tipo de solo 
 
Valores típicos 
d, max (g/cm
3) wot (%) 
Areia bem graduada 2,2 7 
Argila arenosa 1,9 12 
Areia mal graduada 1,8 15 
Argila com baixa plasticidade 1,8 15 
Silte não-plástico 1,7 17 
Argila com alta plasticidade 1,5 25 
VALORES TÍPICOS A PARTIR DA CURVA DE COMPACTAÇÃO 
 Os resultados de um ensaio de compactação estão mostrados na tabela abaixo. Determinar o peso específico seco 
máximo e o teor de umidade ótimo. 
11 12 13 14 15 16 17 18 19
w (%)
1.50
1.55
1.60
1.65
1.70
1.75
1.80
1.85

d
 (
g
/c
m
3
 )
 
d,max = 1.825 g/cm
3 
wot = 15.4 % 
Exemplo: ensaio de compactação 
MECANISMO RUIM!!!!!!! 
 
Nunca se deve ligar os 
pontos! 
Quais são os padrões ÓTIMOS de 
compactação desse solo? 
1º - manual, fazendo 
leitura no gráfico 
Wót (Umidade ÓTIMA) = 15,6 % 
Massa específica aparente seca 
MÁXIMA = 1,815 g/cm³ 
2º - Resolvendo a equação por derivação 
Y = - 251,74 x + 39,645 
 
Encontramos as raízes: 
 
- 251,74 x + 39,645 = 0 
x = 39,645/251,74 
x = 0,1575 
Mas como “x” é umidade, então, basta 
multiplicar por 100, logo x = 15,75% 
Agora, com o valor de “X”, substitui na 
equação original 
 Y = -125,87 x² + 39,645 x – 1,3061 
Y = -125,87 (15,75)² + 39,645 (15,75) – 1,3061 
 
Y = 1,82 g/cm³ 
PADRÕES ÓTIMOS 
Wót = 15,75% 
Ɣd máx = 1,82 g/cm³ 
3º - Resolvendo a equação por BÁSKARA 
Xv = -b / 2a 
Yv = - Δ / 4a 
PADRÕES ÓTIMOS 
Wót = 15,75% 
Ɣd máx = 1,82 g/cm³ 
TERMO a = -125,87 
TERMO b = 39,645 
TERMO c = -1,3061 
Δ = 914,13 
COMPACTAÇÃO 
EM CAMPO 
Compactação de um aterro para viaduto – 
Técnica Terra Armada 
http://www.muroarmado.com.br/solo-reforcado-terra-armada.html 
Compactação de um aterro vias locais - urbana 
http://dynapac.blog/ 
Compactação de um aterro estradas não urbanas (rurais) 
https://www.blogsoestado.com/ 
PRINCIPAIS 
EQUIPAMENTOS 
Motoniveladora – popularmente conhecida como Patrol ou Patrola 
Escarificador de solos 
Escarificação 
Caminhão espargidor de água – conhecido como Caminhão ‘Pipa’ 
Pá-carregadeira – também conhecida com Pá-mecânica 
Caminhão basculante – transporta e despeja o material 
Caminhão basculante do tipo Fora-de-estrada 
Caterpillar série 797F - só sua capacidade de carga pode chegar a 400 
toneladas, o suficiente pra carregar um Boeing 747 lotado. 
 Pneus com 4 metros de altura, que 
custam US$ 40 mil cada. 
V máx = 70km/h 
US$ 6 milhões 
Escavadeira 
Retroescavadeira com pá carregadeira 
 Soquete mecânico (Sapo) 
 Soquetes 
 Utilizados em locais de difícil acesso 
 Espessura das camadas de 10 a 15 cm 
Equipamentos de compactação 
 Equipamentos vibratórios: placas vibratórias 
 Recomendados para a compactação 
de solos grossos 
 Recomendados para a compactação 
de áreas restritas 
 Espessura da camada: 20 a 25 cm 
Equipamentos de compactação 
 Recomendados para a compactação de solos 
argilosos 
 Espessura das camadas: 15 cm 
 Solos finos: 4 a 6 passadas 
 Solos grossos: 6 a 8 passadas 
 
Rolos dentados (tipo patas ou Pé-de-carneiro) 
Tandem simples = somente 1 cilindro 
compactador 
Tandem duplo = 2 cilindros compactadores 
 Recomendados para a compactação de solos arenosos 
 Recomendados para a compactação do subleito, base e 
capeamento de estradas 
 Espessura das camadas (sem vibração): 5 a 15 cm 
 Espessura das camadas (com vibração): 20 a 25 cm 
 
 
Rolos lisos ou de tambor liso (vibratório) 
Tandem simples = somente 1 
cilindro compactador 
Tandem duplo = 2 cilindros 
compactadores 
 Equipamentos estáticos: rolos pneumáticos 
 Cobertura sob pneus de 70% a 80% 
 Pressão de contato: 600 a 700 kN/m2 
 Recomendados para a compactação de capas 
asfálticas 
 Recomendado também para a compactação de 
bases e sub-bases arenosas ou argilosas de 
estradas 
 
CONTROLE DE 
COMPACTAÇÃO 
EM CAMPO 
 
Como saber se os resultados da obra 
estão de acordo com o projeto? 
O controle de compactação é feito, com base nos dois parâmetros 
principais que foram obtidos no LABORATÓRIO e que fazem parte do 
PROJETO, ou seja: 
Será que Wót e ɣdmáx foram 
respeitados na obra? 
COMO OBTER OS RESULTADOS DE UMIDADE E MASSA 
ESPECÍFICA APARENTE NO CAMPO??? 
Para Umidade, executa-se o teste RÁPIDO, conhecido como SpeedyTest 
Daí, se obtém a Umidade de Campo = Wcampo 
COMO OBTER OS RESULTADOS DE UMIDADE E MASSA 
ESPECÍFICA APARENTE NO CAMPO??? 
Para MASSA ESPECÍFICA APARENTE, executa-se o teste com o FRASCO 
DE AREIA, ou seja, obtém-se a Densidade In-situ 
https://www.termaxpavimentacao.com.br/ensaios-de-solo-subestacao-de-energia-luziania-go/ 
EXEMPLO REAL 
Um aterro rodoviário, de uma camada de base foi compactado, utilizando solo de uma jazida que foi estudada, cujos 
resultados de projeto indicaram: 
 
Umidade ótima 11,92% 
Massa específica 
aparente seca. 
Máxima 
1,91 g/cm³ 
Os resultados de campo indicaram: 
LOCAÇÃO EIXO BD EIXO BE EIXO BD
PESO DO FRASCO ANTES (g) 7000 7000 7000 7000 7000 7000
PESO DO FRASCO DEPOIS (g) 4980 4912 4943 4928 4959 4965
PESO DA AREIA (g) 2020 2088 2057 2072 2041 2035
CONSTANTE DO FUNIL (g) 508 508 508 508 508 508
PESO DA AREIA NO FURO (g) 15121580 1549 1564 1533 1527
VOLUME ESP. DA AREIA 1,301 1,301 1,301 1,301 1,301 1,301
VOLUME DO FURO (cm³) 1162,18 1214,45 1190,62 1202,15 1178,32 1173,71
PROFUND. DO FURO 18cm 18cm 18cm 18cm 18cm 18cm
RECIPIENTE Nº 1 1 1 1 1 1
PESO DO SOLO + RECIP. (g) 2578 2643 2609 2623 2593 2587
PESO DO RECIPIENTE (g) 100 100 100 100 100 100
PESO DO SOLO ÚMIDO (g) 2478 2543 2509 2523 2493 2487
DENSIDADE SOLO ÚMIDO (g/cm³) 2,13 2,09 2,11 2,10 2,12 2,12
UMIDADE SPEEDY (%) 11,0% 9,0% 10,0% 11,0% 9,9% 10,0%
DENSIDADE SOLO SECO (g/cm³) 1,92 1,92 1,92 1,89 1,93 1,93
DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE "IN SITU" 
• Determinando o Grau de compactação (GC) 
COMO SABER SE FICOU BOM??? 
Resultados da análise 
GRAU DE COMPACTAÇÃO 1 2 3 4 5 6
1,92 1,92 1,92 1,89 1,93 1,93
1,91 1,91 1,91 1,91 1,91 1,91
GC % 100,4% 100,4% 100,1% 98,8% 100,6% 100,7%
dcampo
óriomáxlaboratd

Aprovo ou reprovo? 
MASSA ESPECÍFICA APARENTE SECA “in-situ”: No mínimo 1 (um) ensaio para cada 100 
m de pista, por camada; 
Para pistas de extensão limitada, com áreas de no máximo 4.000 m², devem ser 
feitas pelo menos cinco determinações por camada, para o cálculo do grau de 
compactação (GC). 
Os pontos devem ser escolhidos em locais aleatórios. 
Onde e quantos pontos deverão ser analisados na obra? 
UMIDADE: ANTES DE COMPACTAR: 1 (um) ensaio de teor de umidade do 
material, imediatamente antes da compactação, por camada, para cada 100 m de 
pista a ser compactada, em locais escolhidos aleatoriamente. 
APÓS COMPACTAR: 1 (um) ensaio de teor de umidade do material, para cada local 
de Massa específica aparente seca “in-situ” 
Camada de BASE em rodovias Federais 
Não devem ser aceitos valores de grau de compactação inferiores a 100% 
NORMA DNIT 141/2010 - ES 
 
 
Tolerância: ± 2 pontos percentuais em 
relação à umidade ótima 
Onde e quantos pontos deverão ser analisados na obra? 
Camada de Sub-base em rodovias Federais 
 
Deverá seguir os mesmos preceitos da camada de Base. 
NORMA DNIT 139/2010 - ES 
 
 
Onde e quantos pontos deverão ser analisados na obra? 
Camada de Reforço de Subleito em rodovias Federais 
 
Deverá seguir os mesmos preceitos da camada de Base. 
NORMA DNER ES 300/97 
 
 
Compactação de campo 
Graus de compactação recomendados: 
Finalidade Recomendação 
Aterro sob fundação de 
prédio 
90-95% do Proctor modificado 
95-100 % do Proctor normal 
Barragem de terra 95-100 % do Proctor modificado 
Transformação de 
condições de Laboratório 
(Projeto) para Campo (Obra) 
1 - Quantas passadas do Rolo 
compactador devo fazer? 
2 - Qual velocidade adotar? 
1º passo: QUAL ROLO COMPACTADOR ESTARÁ DISPONÍVEL? 
 
Escolha o Rolo compactador e anote as informações técnicas dele 
La
rg
u
ra
 d
o
 t
am
b
o
r 
Es
p
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V
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as
 
2º passo: QUAL FATOR 
DE EFICIÊNCIA? 
 
3ºpasso: QUAL VELOCIDADE? 
 
4ºpasso: QUAL ENERGIA 
DE COMPACTAÇÃO? 
 
Fonte: SOTOMAYOR, W. R. R. Sobre a 
Estimativa de Produção de 
Equipamentos de Construção de 
Pavimentos Rodoviários. Dissertação de 
Mestrado. Programa de Pós-graduação em 
Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo. 
Universidade Estadual de Campinas – 
UNICAMP. Campinas, SP. 2008. 
 
Sotomayor (2008), pág. 93 
FATORES QUE INFLUEM NA COMPACTAÇÃO 
- ENERGIA DE COMPACTAÇÃO: 
Onde 
N = número de passadas 
P = peso do rolo; 
v = velocidade do equipamento de compactação, em Km/h 
e = espessura da camada, em cm 
Ec = energia de compactação, em kg/cm² 
Para obtenção de maiores graus de 
compactação, deve-se pela ordem tentar: 
a) aumentar o peso (P) do rolo; 
b) aumentar o número (N) de passadas ; 
c) diminuir a velocidade (v) do equipamento de 
compactação ; 
d) reduzir a espessura (e) da camada. 
EXEMPLO 
Calcular a produção de um rolo compactador modelo CP533E, para 
uma extensão de 200metros de pista, de uma subcamada de BASE. 
Dados iniciais: 
• O rolo tem 6.240kg de massa; 2,134m de largura; velocidade máxima 12km/h, entretanto, 
a velocidade recomendada fica entre 4 e 6km/h (vamos usar 6kh/h) 
• A espessura de compactação está entre 15 e 35cm (vamos adotar 35cm) 
• O fator de eficiência desse rolo está em torno de 0,7 
• A energia de compactação é Modificada, então Ec = 28,0 kg/cm² 
 
ENTÃO: 
 
1 ciclo (1 “fecha”) = 1 ida + 1 volta 
Cada passada significa 1 ciclo 
Dimensionamento de 
tempo e frota 
PRODUÇÃO DO ROLO 
COMPACTADOR 
PRODUÇÃO DO ROLO COMPACTADOR 
A Produção das unidades compactadoras pode ser baseada na literatura: 
1. ARQUIE Georges. Compactación en Carreteras y Aeropuertos. Traduzido por VALERO A. L. Espanha: Editores 
Técnicos Asociados, 1972. 
2. DYNAPAC. Manual de Compactação Vibratória. Suécia: Dynapac Maskin AB, 1981 
3. GUIMARÃES, N. Equipamentos de Construção e Conservação. Paraná: UFPR, 2001. 
4. HELIO DE SOUZA, R; CATALANI G. Manual Prático de Escavação: Terraplenagem e Escavações de Rocha. 2a 
ed. São Paulo: Pini, 2002 
5. JEUFFROY G. Proyecto y Construcción de Carreteras - Tomo II – Materiales, Maquinaria, Técnica de Ejecución 
de Obras. Traduzido por Fonseca J.M. Espanha: Editores Técnicos Asociados, 1973 
6. RICO RODRÍGUEZ A.; DEL CASTILLO H. La Ingeniería de Suelos en Vías Terrestres – 
Carreteras, Ferrocarriles y Aeropistas, Volumen II. Mexico: Limusa, 1982 
PRODUÇÃO DO ROLO COMPACTADOR 
Onde 
N = número de passadas, já determinado 
v = velocidade do equipamento de compactação, em Km/h 
e = espessura da camada após compactação, em cm; 
L = largura da faixa (largura do tambor do compactador) em metros 
E = fator de eficiência do equipamento 
Segundo Arquie (1972), Jeuffroy (1973), Dynapac (1981), Rico e Del Castillo (1982), Guimarães (2001) e Helio 
de Souza e Catalani G. (2002), a produção das unidades compactadoras pode ser estimada mediante a 
seguinte equação: 
 
EXEMPLO 
Calcular a produção de um rolo compactador modelo CP533E, para 
uma extensão de 200metros de pista, com energia modificada. 
Dados iniciais: 
• O rolo tem 6.240kg de massa; 2,134m de largura; velocidade máxima 12km/h, entretanto, 
a velocidade recomendada fica entre 4 e 6km/h (vamos usar 6kh/h) 
• A espessura de compactação está entre 15 e 35cm (vamos adotar 35cm) 
• O fator de eficiência desse rolo está em torno de 0,7 
• Se a energia de compactação é Modificada, então Ec = 28,0 kg/cm² 
 
ENTÃO: 
 
Ph (m³/h) = 3.136,98m³ 
EXEMPLO 
Calcular a produção de um rolo compactador modelo CP533E, para 
uma extensão de 200metros de pista, com energia Modificada. 
QUANTO TEMPO DEMORARÁ PARA EXECUTAR O SERVIÇO? OBS.: E = 0,70 
 
PREMISSAS: 
1. Se o trecho tem 200m de extensão x 2,134m de largura x 0,35m altura, então possui 149,38m³ de volume total após 
execução; 
2. Se a produção é de 3.136,98m³/h, então: 
 
3.136,98 m³ -------- 1h (60min) 
149,38m³ ------------ xh (x min), onde x é o tempo necessário para passar 1 vez em 1 sentido o rolo compactador 
Logo, x = 2,857 min (2’ e 52’’) – podemos arredondar para 3minutos 
Se o rolo compactador passará 1 ciclo (2passadas: 1 ida e 1volta), então o tempo total necessário para executar a 
camada é de: 
2 passadas x 3 min = 6 min 
• Obs.: é possível ainda dimensionar quantas “fechas” o rolo poderá passar em 1h 
6 min -------- 1 “fecha” (1 ciclo) 
60 min ------------ X fechas (X ciclos) Logo, X = 10 ciclos (vai 10 e volta 10) 
Aumente a produtividade de seu rolo compactador com a ajuda de nossa 
calculadora online. 
Exemplo: a construção de uma 
estrada de aproximadamente 6 
quilômetros de comprimento 
por 10 metros de largura e 
0,30m de profundidade. Em um 
teste prático, foi identificado 
pelo operador que, com o uso 
do Compaction Meter, o 
trabalho seria terminado em 
apenas 6 fechas (12 passadas) 
ao invés de 7. 
http://dynapac.blog/compactacao/aumente-a-produtividade-
de-seu-rolo-compactador-com-a-ajuda-de-nossa-calculadora-
online/?lang=pb 
Problemas com aterrosBR-364, perto de Cruzeiro do Sul – MARÇO/2017 
PONTE DA DIVISA DO CE/PI - ABRIL / 2017 
Prédios do Minha Casa, 
Minha Vida no Rio 
ameaçam cair e terão 
que ser demolidos (2013) 
TORRE DE PISA - 
ITÁLIA 
QUANDO A 
COMPRESSIBILIDADE 
PROVOCA UM 
RECALQUE BENÉFICO 
SANTOS - SP 
QUANDO A COMPRESSIBILIDADE PROVOCA UM 
RECALQUE QUE TRAZ PROBLEMAS 
BELÉM - PA 
BELÉM – PA (FEV/2016) 
17/09/2014 
Prédio condenado após inclinação 
desaba com chuva em Porto Velho 
 
COMO SOLUCIONAR????? 
COMO SOLUCIONAR????? 
COMO SOLUCIONAR????? 
 
ACELERAÇÃO DOS RECALQUES 
COMO SOLUCIONAR????? 
COMO SOLUCIONAR????? 
COMO SOLUCIONAR????? 
ESCAVAÇÃO – TROCA DE SOLO 
COMO SOLUCIONAR????? 
ESCAVAÇÃO – TROCA DE SOLO 
COMO SOLUCIONAR????? 
ESCAVAÇÃO – TROCA DE SOLO 
COMO SOLUCIONAR????? 
ESCAVAÇÃO – TROCA DE SOLO 
COMO SOLUCIONAR????? 
DRENAGEM 
COMO SOLUCIONAR????? 
DRENAGEM 
COMO SOLUCIONAR????? 
DRENAGEM 
COMO SOLUCIONAR????? 
DRENAGEM 
COMO SOLUCIONAR????? 
DRENAGEM 
COMO SOLUCIONAR????? 
ESCAVAÇÃO – TROCA DE SOLO - DRENAGEM