Compacta

1. Compacta��o Prof. Waldyr Lopes de Oliveira Filho

3. 1. Introdu��o Diferen�a com Adensamento quanto ao meio adensamento --> expuls�o de �gua compacta��o --> expuls�o de ar quanto ao tempo adensamento --> lento compacta��o --> r�pido

4. 1. Introdu��o Efeito da compacta��o melhoria das propriedades mec�nicas e hidr�ulicas do solo ef = f(tipo de solo, energia aplicada, estado do solo)

5. 1. Introdu��o Tipos de compacta��o est�tica compress�o (rolo liso) amassamento (rolo p� de carneiro) din�mica impacto vibrat�ria

6. 1. Introdu��o Principais usos (evolu��o hist�rica) Aterros de barragens (estanqueidade e estabilidade) Pavimento rodovi�rios (estabilidade, aus�ncia de recalques) Melhoria da capacidade de suporte de solos superficiais

7. 2. Teoria da Compacta��o Proctor, 1933 Compacta��o, uma fun��o de 4 vari�veis: densidade seca, rd teor de umidade, w energia (inclu�do m�todo de compacta��o, no. de passadas) tipo de solo (grada��o, presen�a de argilo-minerais)

8. 2. Teoria da Compacta��o Rela��o rd x w explica��o �gua livre absor��o de energia substitui��o de part�cula por �gua (deslocamento) poro press�o positivas --> diminuindo resist�ncia

9. 2. Teoria da Compacta��o Influ�ncia da energia de compacta��o

10. 2. Teoria da Compacta��o Influ�ncia do tipo de solo

11. 2. Teoria da Compacta��o Propriedades do solo compactado permeabilidade k? --> w? km�n ? w�t compressibilidade fun��o do n�vel de tens�es baixas tens�es solos compactados no ramo �mido s�o mais compress�veis que os compactados no ramo seco tens�es mais elevadas vale o oposto

12. Propriedades do solo compactado Inchamento e contra��o Solos compactados no ramo seco s�o mais sens�veis �s mudan�as ambientais (absor��o de �gua --> expans�o) Resist�ncia mais complexo de se avaliar

13. Propriedades do solo compactado Resist�ncia regra geral: as amostras compactadas no ramo seco t�m resist�ncias superiores �quelas compactadas no ramo �mido a resist�ncia no ramo �mido sofre influ�ncia do m�todo de compacta��o devido �s diferen�as de estrutura induzidas por esses m�todos.

14. 2. Teoria da Compacta��o Estrutura dos solos compactados ramo seco pouca �gua, predomin�ncia de for�as de atra��o --> estrutura floculada ramo �mido muita �gua, predomin�ncia de for�as de repuls�o --> estrutura dispersa (orientada) aumento de energia --> aumenta a tend�ncia � dispers�o influ�ncia do m�todo de compacta��o

15. Estrutura dos solo compactados Influ�ncia do m�todo de compacta��o no ramo seco n�o � observada qualquer influ�ncia do m�todo de compacta��o na resist�ncia (estrutura � floculada) no ramo �mido a pequena deforma��o

16. Estrutura dos solos compactados Influ�ncia do m�todo de compacta��o no ramo �mido a pequena deforma��o a grandes deforma��es n�o se observa influ�ncia marcante.

17. 3. Ensaio de Compacta��o Proctor Normaliza��o: ensaio de Proctor normal AASHO Standard (EUA) T99 DNER M47, ABNT 7182 (6457 <-- prep. de amostra)

18. 3. Ensaio de Compacta��o Princ�pio O ensaio consiste em se compactar uma por��o de solo em um cilindro de 1000 cm3 de volume, com um soquete de 2,5 kg, caindo em queda livre de uma altura de 30 cm.

19. 3. Ensaio de Compacta��o Solo para ensaio com reuso mesma por��o de solo � destorroada e homogeneizada ap�s cada opera��o de compacta��o sem reuso amostras iguais com mesmo teor de umidade inicial coment�rio diferen�a principal nos resultados ocorre para solos argilosos.

20. 3. Ensaio de Compacta��o Procedimento de ensaio 3 camadas (espessuras finais iguais) 25 golpes por camada (distribu�das) escarifica��o ap�s compacta��o de cada camada arrasamento da 3a. camada tendo as bordas do cilindro com guia (sem colar)

21. 3. Ensaio de Compacta��o Procedimento de ensaio (cont) ap�s a compacta��o anota��o da massa de solo compactado que preenche o cilindro retirada de 3 c�psulas de solo para determina��o de umidade novos pontos adicionar �gua ao solo suficiente para elevar de 2% em rela��o ao ponto anterior repetir o procedimento de compacta��o executar 4 a 5 pontos: 2 abaixo, 2 acima da �tima.

22. 3. Ensaio de Compacta��o C�lculos onde: w1 = umidade do ponto 1 w2 = umidade do ponto 2 (sendo w2 > w1) M = massa total do ponto 1 ?Mw = acr�scimo de �gua

23. 3. Ensaio de Compacta��o Representa��o com os pares (rd, w), tra�a-se a curva rd x w e determina-se rdm�x e w�t � costume tra�ar-se curvas de satura��o

24. 3. Ensaio de Compacta��o Energia onde: E = energia aplicada ao solo por unidade de volume P = peso do soquete L = altura de queda do soquete n = no. de camadas N = no. de golpes a cada camada V = volume do cilindro Proctor normal --> E = 5,72 kgf�cm/cm3

25. 3. Ensaio de Compacta��o Proctor Modificado AASHO T180, DNER M48 E = 27,46 kgf�cm/cm3 5 camadas altura de queda 45 cm (18�) peso do soquete 4,5 kgf (10 lb)

26. 4. �ndice de Suporte Calif�rnia (ISC ou CBR) Generalidades ensaio base de m�todo de dimensionamento de pavimentos rodovi�rios origem: EUA, 1939, Engo. Porter Brasil, d�cada de 60, Engo. Murilo Lopes

27. 4. �ndice de Suporte Calif�rnia (ISC ou CBR) Ensaio princ�pio Procura-se obter um n�mero (CBR) que expressa uma rela��o entre o solo em estudo e um solo padr�o. A resist�ncia � expressa pela press�o necess�ria para se fazer penetrar um pist�o cil�ndrico de certo di�metro dentro do solo (em estudo) previamente compactado.

28. Ensaio Procedimento O ensaio � executado sobre um solo compactado nas condi��es de umidade �tima e peso espec�fico seco m�ximo do Proctor Modificado, moldado num cilindro especial (CBR)

29. Ensaio 1a. Etapa: compacta��o 2a. Etapa: satura��o e medida da expans�o, 4 dias com sobrecarga limites 1% --> base 2% --> subbase 3% --> subleito 3a. Etapa: determina��o do CBR prensa; disco vazado; velocidade 1,25 mm/min

30. Ensaio Medidas penetra��o press�o press�es padr�o 0,1� -- 70 kgf/cm2 0,2� -- 105 kgf/cm2 C�lculo do CBR

31. Ensaio Curva de penetra��o x resist�ncia Crit�rio para CBR 1o. Se CBR1 > CBR2 ==> adota-se CBR1 2o. Se CBR1 < CBR2 ==> repete-se o ensaio. Confirmado adota-se CBR2

32. 5. Execu��o de Aterros Compactados e Controle de Compacta��o Objetivos condi��es do aterro ?d w propriedades do solo compactado resist�ncia compressibilidade permeabilidade inchamento / contra��o

33. 5. Execu��o ... e Controle ... Especifica��es intervalo de umidade w�t - Dw1 < w < w�t + Dw2 grau de compacta��o GC ? GCm�n GCm�n < GC < GCm�x espessura da camada compactada ou lan�ada tratamento da superf�cie acabada para recebimento de nova camada equipamento --> o projetista sugere, mas quem tem a palavra final � o construtor

34. 5. Execu��o ... e controle ... Equipamentos Rolo p� de carneiro patas longas compacta��o de baixo para cima desnecess�rio preparar superf�cie para nova camada ocos com lastros de areia ou �gua (regular press�o) baixa velocidade --> baixa produtividade sempre que poss�vel s�o substitu�dos por outros equipamentos de maior produ��o adequados para solos coesivos

35. Equipamentos Rolos tipo �tamping�e de pneus s�o os mais utilizados atualmente patas curtas tronco c�nicas (�tamping�) compacta��o de cima para baixo press�es mais elevadas camadas de pequena espessura (20 a 30 cm) tratamento de superf�cie (umidecimento e gradeamento)

36. Equipamentos Rolos lisos vibrat�rios principal uso em solos muito arenosos

37. 5. Execu��o... e controle ... Problemas na compacta��o solos muito argilosos dificuldades de secagem dificuldades de homogeneiza��o compacta��o de solos muito �midos �borrachudos� equipamento afunda empolamento lateral volta parcialmente � situa��o inicial (el�stico)

38. Problemas na compacta��o Solos muito �midos, argilos ... (cont.) solu��es aera��o nas �reas de empr�stimo (escarifica��o e gradeamento) drenagem (NA alto) com valetas e trincheiras prote��o de superf�cie (lonas, camada asf�ltica, compacta��o) secamento artificial (secagem em usina)

39. Problemas na compacta��o Solos muito secos esborroam-se com facilidade corre��o de umidade irriga��o (aspers�o) na pra�a (gradeamento) irriga��o (aspers�o) na �rea de empr�stimo irriga��o por submers�o selamento da superf�cie rolo liso ou de pneus inclina��o da pra�a lamina��es

40. 5. Execu��o ... e Controle ... Controle de Compacta��o qualidade do produto comparada com um padr�o verifica��o dos par�metros GC e Dw avalia��o num curto espa�o de tempo (libera��o da camada)

41. Controle de Compacta��o Determina��es densidade natural (camada compactada do aterro) m�todo da crava��o do cilindro biselado m�todo do frasco de areia m�todo da balan�a hidrost�tica (laborat�rio) teor de umidade (camada compactada do aterro) �speed test� frigideira infravermelho (40 a 50�) m�todo Hilf

42. 5. Execu��o ... e Controle ... Libera��o da Camada v�rias amostras e tratamento estat�stico freq��ncia do controle depende: volume total do maci�o dimens�es da camada (�rea da pra�a, equipamentos, ritmo construtivo) homogeneidade dos solos

43. 5. Execu��o ... e Controle ... Controle de Compacta��o de Materiais Granulares controle menos intenso devido a: boa compacta��o � f�cil de ser obtida sem controle rigoroso de umidade resist�ncia � pouco afetada com a varia��o de g dificuldade (exceto p/ areais) de realiza��o de controle

44. Controle de Compacta��o de Materiais Granulares Controle de compacta��o de areias determina��o da densidade (compacidade) relativa onde em�x, em�n obtidos em ensaios de densidades limites (ASTM D2049/69) especifica��es comuns para areias DR = 65 ou 70 %

45. Controle de Compacta��o de Materiais Granulares Controle de outros materiais granulares peso espec�fico (m�todo do pl�stico) compara��o com valores previamente obtidos (aterro experimental) controle de granulometria

46. 5. Execu��o ... e Controle ... M�todo de Hilf (1957) objetivo desvio de umidade grau de compacta��o procedimento determina-se a densidade natural (crava��o do cilindro) obt�m-se ? 15 kg de amostra executam-se 4 cp�s com energia do Proctor normal, um com umidade natural do aterro e outros acrescentando ou tirando quantidades conhecidas de �gua c�lculos e determina��es: �bacos ou f�rmulas