pavimentacao - relatório cbr - m1
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UNIVERSIDADE DO VALE DO ITAJAI
BRUNA TOSIN
CLAUDIA CHIBIAQUI BISSOLOTTI
DIOGO MEZZOMO
GUILHERME FOLE
INDIARA DE MORAES
JOAO KRATZ
PEDRO MARIO CRESTANI
RANDAL ANTOINE
ENSAIO DE COMPACTAÇÃO E CBR
Solo Havan
ITAJAÍ
2011
BRUNA TOSIN
CLAUDIA CHIBIAQUI BISSOLOTTI
DIOGO MEZZOMO
GUILHERME FOLE
INDIARA DE MORAES
JOAO KRATZ
PEDRO CRESTANI
RANDAL ANTOINE
ENSAIO DE COMPACTAÇÃO E CBR
Solo Havan
ITAJAÍ
2011
Relatório apresentado à disciplina Pavimentação, ministrada pelo professor José Nuno do Curso de Engenharia Civil ao Semestre 2011/02.
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO...................................................................................................................4
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA........................................................................................5
3 OBJETIVOS........................................................................................................................7
4 MATERIAIS E MÉTODOS.................................................................................................7
4.1 Materiais.......................................................................................................................7
4.2 Metodologia.................................................................................................................7
4.2.1 Compactação........................................................................................................7
4.2.2 Ensaio CBR........................................................................................................10
5 RESULTADOS E DISCUSSÕES......................................................................................11
6 CONCLUSÃO...................................................................................................................14
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.......................................................................................15
1 INTRODUÇÃO
Neste relatório descrevem-se os procedimentos efetuados no laboratório de
Pavimentação, situado no LATEC, na Universidade do Vale do Itajaí nos dias 6 e 13 de
Setembro de 2011.
Os procedimentos aqui descritos tiveram como objetivos determinar a resistência
da amostra de solo, sendo primeiramente realizada a compactação do solo, em seguida é
determinado a umidade ótima e finalizando com o ensaio CBR.
A compactação é um método de estabilização de solos que se dá por aplicação
de alguma forma de energia, neste caso de ensaio de impacto, o efeito deste atribui ao
solo um aumento de seu peso específico e resistência ao cisalhamento, e uma
diminuição do índice de vazios, permeabilidade e compressibilidade. Assim é possível
obter a correlação entre o teor de umidade e o peso específico seco do solo
O ensaio CBR (California Bearing Ratio) padronizado necessária à penetração
no solo até determinado ponto e a pressão necessária para que o mesmo pistão penetre a
mesma quantidade em solo-padrão de brita graduada. Através do ensaio de CBR é
possível conhecer qual será a expansão de um solo sob um pavimento quando este
estiver saturado, e fornece indicações da perda de resistência do solo com a saturação.
Com base nestes conceitos este relatório descreverá os procedimentos realizados
em laboratório e seus resultados.
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
2.1 Compactação do solo
A compactação do solo tem como objetivo reduzir os vazios deste comprimindo-
o por meios mecânicos, feita de maneira empírica e sem uma base técnica a orientar os
meios e os resultados, ainda teve seu campo de aplicação no início do século passado,
quando as primeiras estradas para automóveis começaram a ser construídas. (SENÇO,
1997).
Em 1933, Ralph R. Proctor, observou que a densidade atingida na operação de
compactação dependia da umidade do solo. Assim, esta observação serviu de base para
a construção de toda uma técnica para a compactação e a prévia determinação de qual a
umidade mais conveniente para se obter um máximo de compactação para uma
determinada energia. (SENÇO, 1997)
Deste modo, Senço (1997) afirma que a obtenção da maior massa específica
aparente de um solo por meio da aplicação de energia mecânica implica-se obter a
maior quantidade de partículas sólidas por unidade de volume, o que resulta aumentar a
resistência do solo.
Portanto, sejam na execução de camadas de pavimento, maciço de terra, aterros
rodoviários e ferroviários, barragem de terra, aeroportos e outras obras que demandam a
construção de terraplenos, o alcance das maiores densidades possíveis é o fator de
segurança e estabilidade, sendo que além destes fatores o aumento da massa específica
aparente implica também uma melhoria da impermeabilidade do solo compactado, que
também é um fator de estabilidade. (SENÇO, 1997)
2.2 Ensaio CBR
Segundo Senço (1997), o CBR, por tradução Índice Suporte Califórnia (ISC),
pode ser definido como a relação percentual entre a pressão necessária para fazer
penetrar, de maneira padronizada, um pistão numa amostra de solo convenientemente
preparada e a pressão para fazer penetrar o mesmo pistão, à mesma profundidade, numa
amostra padrão de pedra britada, ou material equivalente, exigindo a pressão de 1.000
psi para penetração de 0,1” ou 1.500 psi para penetração de 0,2”.
Para este ensaios são moldados corpos de prova com teores de umidade
indicados pelos ensaios de compactação.
3 OBJETIVOS
Determinar o Índice Suporte Califórnia;
Proceder a realização do ensaio de compactação tipo Proctor Normal
4 MATERIAIS E MÉTODOS
4.1 Materiais
Os materiais utilizados para compactação foram:
Cilindro e suporte para compactação;
Bolacha
Soquete cilíndrico;
Cápsula para determinação da umidade
Solo;
Bacias;
Balança;
Peneira 3/4
Materiais para o CBR:
Solo compactado;
Equipamento para o ensaio CBR.
4.2 Metodologia
4.2.1 Compactação
Para a compactação da amostra, primeiramente teve-se que destorroar o material
como mostra na figura 1, e peneirá-lo em uma peneira 3/4 para a retirada dos
pedregulhos.
FIGURA 1 – Destorroamento do solo
Em seguida houve o preparo da amostra para a primeira compactação, onde se
pesou 5 kg da amostra (figura 2) e a inserção de 500 ml de água nesta fase, para que
possa ser feita a compactação, de acordo com a figura 3.
FIGURA 2 - Pesagem do solo
FIGURA 3 – Adição de água
Compacta-se a amostra no molde cilíndrico em 3 camadas iguais (cada uma
cobrindo aproximadamente um terço do molde), aplicando-se em cada uma delas 25
golpes distribuídos uniformemente sobre a superfície da camada (figura 4).
FIGURA 4 – Compactação
Remove-se o colarinho e a base, aplaina-se a superfície do material à altura do
molde e pesa-se o conjunto cilindro + solo úmido compactado.
Com o solo já compactado e seu peso calcula-se sua massa específica e sua
umidade.
Realiza-se este procedimento com o volume de 300 ml, 900 ml e 700 ml, a partir
do resultado da umidade de cada compactação, separou-se a amostragem que contem a
umidade ótima e armazenou esta amostra na câmera úmida e uma pequena amostra do
solo umedecido com os volumes acima foram armazenados em cápsulas e inseridos na
estufa para a determinação da umidade, como mostra a figura 5.
FIGURA 5 – Cápsulas com amostras
4.2.2 Ensaio CBR
Para o ensaio CBR, primeiramente verificou-se a umidade das amostras
presentes nas cápsulas, escolheu-se a que contem a melhor umidade e separou-se o solo
compactado para o ensaio.
Colocou-se o material no aparelho de ensaio de CBR como mostra a figura 6, e
iniciou-se o ensaio.
FIGURA 6 – Ensaio CBR
Instala-se o conjunto, molde cilíndrico com corpo de prova e sobrecarga, na
prensa, assenta-se o pistão da prensa na superfície do topo do corpo de prova, zerando-
se em seguida os extensômetros. Aplica-se o carregamento com velocidade constante,
anotando-se a carga e a penetração a cada 30 segundos até decorridos o tempo de 8
minutos.
5 RESULTADOS E DISCUSSÕES
COMPACTAÇÃO
Para descobrir a umidade ótima faz-se necessário o cálculo da Densidade úmida,
Teor de Umidade e a Densidade Seca. Com os valores calculados, pode-se obter uma
curva de compactação, constituída pela densidade seca em função da percentagem de
umidade. Assim, o valor máximo da densidade seca será correspondente a umidade
ótima.
Determinação da Densidade úmida
Vol. Água
Cilindro (g)
Cil + Solo (g)
Volume (cm³)Densidade
úmida (g/cm³)300 4926,50 8920,60 3127,85 1,28500 4730,70 9178,40 3127,85 1,42700 4886,00 9170,00 3127,85 1,37850 4924,50 8989,20 3127,85 1,30
Fórmula: dumida=PumidoVcilindro
Determinação da Umidade
Vol. Água
Cápsula (g)
Cáp + solo (g)
Cáp + solo seco (g)
Umidade (%)Umidade
Média (%)
3008,1 22,1 21,03 8,28%
5,16%8,5 22 21,73 2,04%
5008,5 23,5 21,49 15,47%
11,94%7,7 25,9 24,49 8,40%
7008,4 19,4 17,86 16,28%
10,90%7,2 16 15,54 5,52%
8507,1 21,2 19,75 11,46%
12,87%7,8 24,2 22,15 14,29%
Fórmula: u%=Pumido−PsecoPseco
×100 (Obs :Descontado o valor dacapsula )
Sendo: dumida = densidade umidaPumido = peso dmidoVcilindro = Volume Cilindro
U% = Teor de Umidade em (%) Pumido = Peso Umido (g)Pseco = Peso Seco (g)
Sendo:
Determinação da Densidade seca
Vol. ÁguaDensidade
úmida (g/cm³)Umidade
(%)Densidade
seca (g/cm³)300 1,28 5,16% 1,28500 1,42 11,94% 1,42700 1,37 10,90% 1,37850 1,30 12,87% 1,30
Fórmula: dseca=dumida(1+u)
Umidade ótima ficou definida como:
CE5660660al CE5660660al CE5660660al CE5660660alCE5660660al
CE5660660al
CE5660660al
CE5660660al
Umidade (%)
Dens
idad
e se
ca (g
/cm
³)
CBR
Para determinação do CBR, são utilizadas no cálculo as leituras feitas aos 2 e 4
minutos respectivamente. Os resultados são multiplicados pela constante para CBR
(0,101801). Os cálculos realizados encontram-se apresentados abaixo, e o maior valor
obtido corresponde ao CBR do solo.
Sendo: dseca = densidade secadumida = densidade umida u = Teor de umidade
CBR para carga de 2 minutos:
41×0,10181×10070,31
=5,94
CBR para carga de 4 minutos:
71×0,10181×100105,46
=6,85
Dos cálculos realizados, adota-se como sendo o valor do CBR, o maior entre os
dois resultados. Assim, analisando os dados apresentados acima, pode-se concluir que o
CBR do solo utilizado no ensaio é igual a 6,85.
Este valor serve de parâmetro para a comparação do solo em análise com o
material padrão do ensaio, que seria uma brita graduada de elevada resistência (100% de
resistência). Isto equivale a dizer que o solo apresentado, representa 6,85% da
resistência apresentada pela brita.
6 CONCLUSÃO
No âmbito do desenvolvimento dos diversos projetos que compõem um “Projeto
Final de Engenharia” para pavimentação, a fase da realização dos estudos geotécnicos
deve ser cuidadosamente planejada e executada de forma a garantir que os dados
coletados e os resultados obtidos sejam suficientes completos para fornecerem todos os
subsídios necessários aos projetistas que irão dimensionar a malha rodoviária. Através
de estudos laboratoriais feitos no LATEC foram realizados o ensaio de compactação do
solo onde foi obtido um resultado de umidade ótima de 1,42 g/cm³ e o ensaio CBR onde
a capacidade de suporte do solo ficou em torno de 6,85% do valor apresentado pelo
material padrão de cálculo.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
SENÇO, Wlastermiler De. Manual de técnicas de pavimentação. São Paulo: PINI, 1997.
CAMPOS, Luis Edmundo Prado de. Ensaio de compactação de solo. Disponível em: Acessado em: 22 set 2011
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