COMPACTAÇÃO DO SOLO.

Apresentação em tema: "COMPACTAÇÃO DO SOLO."— Transcrição da apresentação:

1 COMPACTAÇÃO DO SOLO

2 A IMPORTÂNCIA DA COMPACTAÇÃO
Ao compactar o solo há uma melhora nas propriedades do mesmo, para que sejam alcançados os requisitos exigidos para a execução da obra.

3 OBJETIVO A compactação é um método de estabilização e melhoria do solo, a partir de processo manual ou mecânico, visando reduzir o volume de vazios do solo.

4 COMPACTAÇÃO Ar Água Solo
DEFINIÇÃO: Ação mecânica por meio da qual se impõe ao solo uma redução de seu índice de vazios (Vv/Vs). Similaridade com Adensamento quanto à redução de vazios Solo Água Ar Antes da Compactação Após a Compactação

5 Diferença do processo de Adensamento
quanto ao meio adensamento --> expulsão de água compactação --> expulsão de ar quanto ao tempo adensamento --> lento compactação --> rápido

6 EFEITO DA COMPACTAÇÃO melhoria das propriedades mecânicas e hidráulicas do solo; gd (ef) = função (tipo de solo, tipo de compactação, energia aplicada, estado inicial do solo)

7 COMPACTAÇÃO DOS SOLOS Proctor (1933);
Compactação, uma função de 4 variáveis: peso específico aparente seco (d); teor de umidade (w); energia (incluindo método de compactação e nº de passadas); tipo de solo (gradação, mineralogia, química);

8 ENSAIOS DE COMPACTAÇÃO
Molde Cilíndrico Soquete Cilíndrico Extrator de Amostras Peneira

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13 Teor de água (umidade) Para umidades muito baixas o atrito grão a grão do solo é muito alto e não se consegue uma densificação adequada. Para umidades mais elevadas, a água provoca efeito de lubrificação entre as partículas que se acomodam em um arranjo mais compacto. A partir de certa umidade não se consegue mais expulsar o ar dos vazios, ficando envolto por água, não conseguindo sair do interior do solo.

14 Teor de água (umidade) A densidade de um solo aumenta à medida que o teor de água vai aumentando, passando por um valor máximo para depois diminuir. A densidade máxima corresponde à quantidade mínima de vazios do solo. Existe então para uma determinada energia aplicada no solo (nº de golpes), apenas uma umidade que conduz ao máximo valor de densidade ou massa específica.

15 s Relação rd (gd) x w, como ela varia:
RAMO ÚMIDO – Continuando o aumento de w, com a oclusão da fase ar gera-se pressão neutra positiva, diminuindo a energia efetiva de compactação e, portanto, gd W > Ar Sólido Água s

16 Figura 1 – Curva de compactação
RAMO SECO RAMO ÚMIDO

17 INFLUÊNCIA DA ENERGIA DE COMPACTAÇÃO

18 INFLUÊNCIA DA ENERGIA DE COMPACTAÇÃO
À medida em que se aumenta a energia de compactação, há uma redução do teor de umidade ótimo e uma elevação do valor do peso específico seco máximo. A figura a seguir apresenta curvas de compactação obtidas para diferentes energias. As energias de compactação usuais são de 6 kgf×cm/cm3 para o Proctor normal, 12,6 kgf×cm/cm3 para o Proctor Intermediário e 25kgf×cm/cm3 para o Proctor Modificado.

19 INFLUÊNCIA DA ENERGIA DE COMPACTAÇÃO
Linha Ótima Linha de Saturação

20 INFLUÊNCIA DO TIPO DE SOLO
Laboratório

21 PROPRIEDADES DO SOLO COMPACTADO
Permeabilidade k é função de (w, gd) kmín  wót (geralmente); Compressibilidade função do nível de tensões e de (w, gd) solos compactados no ramo úmido são mais compressíveis que os compactados no ramo seco solos compactados com menor energia são mais compressíveis

22 PROPRIEDADES DO SOLO COMPACTADO
Resistência: regra geral - as amostras compactadas no ramo seco têm resistências superiores àquelas compactadas no ramo úmido; - a resistência no ramo úmido sofre influência do método de compactação devido às diferenças de estrutura induzidas por esses métodos.

23 Figura 3 - Curvas de saturação
CURVA DE SATURAÇÃO Figura 3 - Curvas de saturação

24 ESTRUTURA DOS SOLOS COMPACTADOS
Ramo seco pouca água, predominância de forças de atração --> estrutura floculada Ramo úmido muita água, predominância de forças de repulsão --> estrutura dispersa (orientada)

25 INFLUÊNCIA DA SATURAÇÃO
Figura 6. Influência da saturação no solo compactado

26 ÍNDICE DE SUPORTE CALIFÓRNIA (CBR)
Generalidades ensaio base de método de dimensionamento de pavimentos rodoviários; origem: EUA, 1939, Engº. Porter; introduzido no Brasil pelo Eng Murilo Lopes (dec. 60);

27 ÍNDICE DE SUPORTE CALIFÓRNIA (CBR)
Consiste na determinação da relação entre a pressão necessária para produzir uma penetração de um pistão num corpo-de-prova compactado e a pressão necessária para produzir a mesma penetração numa brita padronizada.

28 COMPACTAÇÃO DOS SOLOS OBJETIVOS:
Obter as condições especificadas para o campo (d, w); Obter um material cujo comportamento é o desejado: Resistência Compressibilidade / Deformabilidade Permeabilidade Inchamento / contração

29 COMPACTAÇÃO DOS SOLOS IMPORTANTE :
Para que o comportamento seja o desejado é necessário que: no campo o material seja semelhante ao do laboratório; A umidade de compactação seja a prevista; O tipo de compactação e a energia seja semelhante a de laboratório.

30 TIPOS DE COMPACTAÇÃO Estática Dinâmica Impacto; Vibratória.
compressão (rolo liso); amassamento (rolo pé de carneiro); Dinâmica Impacto; Vibratória.

31 EQUIPAMENTOS DE COMPACTAÇÃO

32 PRINCIPAIS PROCESSOS UTILIZADOS NA COMPACTAÇÃO
Impacto (Sapo mecânico ou soquete vibratório) Pequenas áreas e de acesso difícil para rolos. (com repetição de até 600 golpes por minuto, impacto de baixa frequência); Possui massa aproximada de 55 kg, compactando camadas com profundidade de até 30cm

33 PRINCIPAIS PROCESSOS UTILIZADOS NA COMPACTAÇÃO
Amassamento (Rolo pé-de-carneiro e de pneus) Aplicação simultânea de forças verticais e horizontais, provenientes do equipamento utilizado. São mais eficientes para solos coesivos –argilosos e siltosos. O adensamento se completa quando quase não há mais a penetração das patas no solo. Processo preferido na compactação da camada final de asfalto. (Pneus).

34 Os principais tipos de rolos compactadores
ROLOS DE PNEUS A pressão efetiva de compactação depende do número de pneus e da área de contato com a camada. Este rolo é mais versátil e pode ser usado desde solos coesivos até massas asfálticas, bases e sub-bases de estradas Tem vantagem pelo efeito de amassamento dos pneus. Se de grande peso podem compactar espessuras de 30 a 50cm de solo solto. A compactação se dá em toda a espessura da camada. Fonte: Ribeiro, 2011, UFBA

35 Os principais tipos de rolos compactadores
Por Compressão (Rolo liso) Os rolos lisos estáticos tem pouca aplicação em terraplenagem. O esforço é proveniente da aplicação de uma força vertical. Este deslocamento permite uma melhor arrumação das partículas, visando a diminuição do volume de vazios do solo. Atenção especial ao controle de umidade, evitando utilização desnecessária do equipamento. Fonte: Ribeiro, 2011, UFBA

36 PRINCIPAIS PROCESSOS UTILIZADOS NA COMPACTAÇÃO
Vibração (Rolo liso) Quando a aplicação das forças verticais se dá com uma frequência de repetição entre 1400 e 3000 golpes por minuto. Além da frequência, considera-se também a amplitude da vibração (altura da queda da massa). A espessura da camada deve situar-se em torno de 20 a 25cm. O número de passadas está geralmente na faixa de 2 a 4, com pressão de 8kgf/cm², e sua velocidade ultrapassa 8 km/h. O controle de compactação é realizado visualmente.

37 Os principais tipos de rolos compactadores
ROLO LISO – vibratório São rolos metálicos dotados de um sistema vibratório que permite aplicar ao solo determinado número de golpes por minuto (frequência). Aplicam-se a solos não coesivos. É de alta eficiência na compactação de solos granulares. Geram três mecanismos de compactação: pressão, impacto e vibração; Velocidade e frequência tem grande influencia na determinação dos resultados Fonte: Ribeiro, 2011, UFBA

38 PRINCIPAIS PROCESSOS UTILIZADOS NA COMPACTAÇÃO
Tráfego de veículos Eficiência análoga ao dos rolos de pneus; Os maiores problemas são os “sulcos” ou trilhos, pois são de difícil recuperação mesmo com compactação; O tráfego de veículos sobre o aterro deve ser tal que evite a formação de “sulcos”.

39 Tipos de compactadores mais frequentemente usados conforme os tipos de solo.
Tipo de rolo Peso máximo (t) Espessura máxima compactada (cm) Uniformidade da camada Tipo de solo Pé-de-carneiro estático 20 40 Boa Argila e silte Pé-de-carneiro vibratório 30 Mistura areia-silte-argila Pneumático leve 15 Pneumático pesado 35 Muito boa Praticamente todos Liso vibratório (com rodas metálicas) 50 Areia, cascalho, material granular Liso estático (com 3 rodas metálicas) 10 Regular Material granular, brita Grade (malha) Material granular ou em blocos Combinados boa

40 PROBLEMAS NA COMPACTAÇÃO
SOLOS MUITO ARGILOSOS dificuldades de secagem; dificuldades de homogeneização. SOLOS MUITO ÚMIDOS formação de “borrachudos”; equipamento afunda; empolamento lateral; volta parcialmente à situação inicial (elástico); estrutura é afetada.

41 Soluções para o caso de solos muito úmidos
aeração nas áreas de empréstimo (escarificação e gradeamento) drenagem (NA alto) com valetas e trincheiras proteção de superfície (lonas, camada asfáltica, compactação) secamento artificial (secagem em usina)

42 Solos muito secos, são de difícil compactação.
correção de umidade: irrigação (aspersão) e gradeamento na praça ; irrigação na área de empréstimo; umedecimento por submersão. Deve-se fazer o selamento da superfície para evitar o umedecimento por chuva: rolo liso ou de pneus inclinação da praça