ENSAIO DE COMPACTAÇÃO ou ENSAIO DE PROCTOR Objetivo: determinar os parâmetros ótimos para o trabalho de compactação, de modo a assegurar as propriedades necessárias para as camadas de pavimentação.
Umidade contida no solo Ramo seco Ramo úmido
Umidade contida no solo No ramo seco a água lubrifica as partículas de solo, de modo a facilitar seu rearranjo com a compactação. No ramo úmido, a água separa as partículas de solo, com isto diminuindo a densidade após compactação.
Umidade ótima É o teor de umidade que, ao ser adicionado ao solo, permite que este, após compactado, adquira a maior massa específica aparente seca (gs) possível. É fundamental para a obtenção de compactações eficazes.
Ensaio de compactação Conhecido como ENSAIO DE PROCTOR, normalizado pela NBR-7182 e DNER ME-129/94 Define três classes de energia de compactação: Normal; Intermediário, e; Modificado.
Ensaio de compactação Consiste na compactação de camadas de uma amostra de solo confinado em um molde, na qual se aplicam golpes com um soquete; Conforme a energia de compactação definida, variam-se o número de camadas, o soquete e o molde; Essa diferença surgiu devido à existência de equipamentos de compactação modernos e mais pesados o que passou a permitir densidades mais altas em campo.
Ensaio de compactação Molde Cilindro Características Energia Normal Intermediária Modificada Pequeno Ø=10cm e h=12,73cm (Ø=4”;h=5”) Soquete (2,5kg;h=30cm) Grande (5kg;h=45cm) Nº de camadas 3 5 Nº de golpes por camada 26 21 27 Ø=15,2cm e h = 17,80cm (Ø=6”;h=7”) 12 55
Ensaio de compactação O ensaio é realizado para cinco valores diferentes de umidade (de preferência em torno da umidade ótima presumível); Tendo em vista que o solo contém normalmente a umidade higroscópica, o teor de umidade é também confirmado por ensaio específico; Os resultados do ensaio são tabelados para posterior comparação com os dados de compactação obtidos no campo.
Cálculos Peso específico úmido: gh = [(Peso Cilindro + Solo Úmido) - (Peso Cilindro)]/(Volume Cilindro) Peso específico seco: gs = (gh .100)/(100 + h) Peso específico seco em função do grau de saturação: gh = (Sr. gsol. gagua )/(h. gsol +Sr. gagua) Sr - Grau de saturação h - Umidade gsol - Peso específico das partículas sólidas gagua - Peso específico da água.
Energia de compactação E = P x h x N x n / V, onde: P = peso do soquete; h = altura de queda do soquete; N = número de golpes por camada; n = número de camadas; V = volume do cilindro.
Controle da compactação em campo As camadas de solo devem ser lançadas com espessura máxima de 30cm, de modo que apresentem não mais que 20cm após compactadas; Estas espessuras devem ser rigorosamente controladas via topografia (estacas).
Controle da compactação em campo Na umidade ótima, o solo pode ser aglutinado por esforço das mãos, sem sujar as palmas; A correção da umidade é feita por meio de: secagem, via aeração por grades de disco, quando for necessária a diminuição da umidade; irrigação, via passagem de caminhão irrigadeira (pipa), quando for necessário o aumento da umidade.
Controle da compactação em campo Antes da compactação, cada camada deve ser homogeneizada por meio do escarificador da motoniveladora e/ou grades de disco; A compactação de cada camada, por rolo pé-de-carneiro, será feita por passadas sucessivas, até que as patas deixem marcas com profundidade máxima de 5cm; A compactação de cada camada, por rolo de pneus, será feita por passadas sucessivas, até que se forme uma superfície lisa; para a compactação da próxima camada, porém, deve ser feita escarificação em uma espessura máxima de 5cm, a fim de permitir a ligação com a próxima camada.
Grau de compactação É a relação entre a massa específica aparente seca a ser medida no campo após a compactação e a massa específica aparente seca máxima obtida a partir do Ensaio de Proctor; GC=(gs,campo / gs max,laboratório)/100.
Grau de compactação A massa específica aparente seca (gs) em campo é apurada a partir do método do frasco de areia. Pesa-se a amostra de solo que está sendo retirada; O vazio criado pela retirada dessa amostra é preenchido por areia de massa específica conhecida e contida em um frasco normalizado; A partir da diferença de pesos entre frasco cheio e esvaziado, apura-se o volume correspondente à amostra de solo e, em consequencia, calcula-se gs.
Grau de compactação O teor de umidade no campo é obtido a partir dos seguintes métodos: Frigideira (pouco preciso – mistura-se álcool ao solo e coloca-se fogo, de modo a apurar a umidade por diferença de pesos após secagem); Speedy (ao solo são acrescentadas cápsulas de carbureto de cálcio – CaC2 – que reagem com a água, gerando o gás acetileno – C2H2 – cuja concentração, medida em manômetro acoplado ao instrumento, permite apurar a umidade do solo).
Critérios de aceitação Geralmente, os critérios de aceitação compreendem: GC ≥ 95%, salvo indicação contrária; Dh (desvio entre umidade ótima e umidade medida no campo) = ±2%.
Ensaio subsequente As amostras que foram submetidas ao Ensaio de Proctor no molde grande poderão ser depois submetidas ao ensaio de CBR, para verificação da capacidade de suporte desses solos, a fim de permitir o dimensionamento das várias camadas de pavimentação.
Normas de referência DNER ME-052/94 – Determinação da umidade pelo método “Speedy”; DNER ME-092/94 – Determinação da massa específica aparente “in situ” pelo método do frasco de areia; DNER ME-129/94 – Compactação utilizando amostras não trabalhadas (Ensaio de Proctor); DNER ME-213/94 – Determinação do teor de umidade.