A Energia de compactação para o ensaio CBR

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No caso [3], a espessura de pavimento (base + revestimento) era insuficiente para solos pobres (natureza ou compactação) do ponto de vista de resistência ao cisalhamento.

A classificação dos solos não explicava seu comportamento (solos idênticos às vezes eram bons e às vezes ruins).

Levando-se em conta o tipo de solo e suas características de resistência e de compactação seria possível definir, após a investigação, por analogia, qual espessura de pavimento sobre o solo para se evitar as rupturas mais tipicamente constatadas nas rodovias.

Havia a necessidade de um ensaio que fosse, ao mesmo tempo, simples e rápido para que pudesse ser feita uma previsão do comportamento dos solos em subleitos de pavimentos.

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As provas de carga estáticas em campo eram muito influenciadas pelas propriedades elásticas e plásticas dos solos e ocorriam inúmeras dificuldades de tornar úmido o solo em campo até a profundidade afetada pelo teste e desta maneira tal possibilidade foi abandonada.

Em 1929 foi feita uma tentativa de ensaio em laboratório para simular as condições de campo (umidade e carregamento). O ensaio permitia eliminar, em grande parte, as condições de plasticidade que seriam motivo da consolidação por ação do tráfego. As condições de ensaio foram:

- Sobrecarga (simular o peso do pavimento);

- Imersão (simular o degelo e saturação do solo).

O então novo teste (CBR) mediria a resistência do solo ao deslocamento lateral, combinando a influência de sua coesão e de seu atrito interno.

Vários testes com inúmeros agregados de boa qualidade, tipicamente empregados em bases de pavimentos, foram realizados utilizando-se o ensaio.

A média de pressão aplicada para se obter uma deformação padrão foi tomada para tais agregados de base (pedregulhos e pedras britadas). Os materiais britados forneceram, então, uma média de valor de resistência à penetração que a partir de então foi designada como CBR = 100%. Deve ser lembrado que o resultado é válido quando a maior fração de penetração do pistão for resultante de deformações cisalhantes.

As Condições do ensaio do CBR foram:

- Cargas para compactação: a investigação determinou que 14 MPa seria a pressão necessária para reproduzir em laboratório as densidades dos subleitos em campo (subleitos já solicitados pelo tráfego por determinados períodos de serviço dos pavimentos investigados);

- Cargas estáticas em laboratório;

- Controle de campo: peso e soquete.

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Os resultados das investigações laboratoriais, comparadas às observações decampo, foram:

- subleitos satisfatórios: expansão

- Sub-bases e bases: expansão

A expansão era dependente da quantidade de ar (poros) no material para uma dada densidade, o mínimo de expansão foi verificado quando os vazios estão quase cheios de água.

De 1928 a 1942 foram apresentados os requisitos de CBR para pavimentos em serviço. O método empírico (observacional) analisou casos que funcionaram bem e casos com rupturas.

Os experimentos realizados objetivaram também a quantificação de espessuras de materiais mais nobres a serem colocados no subleito, tendo em vista o CBR do mesmo para que este ficasse protegido contra efeitos de deformações plásticas excessivas sob a ação das cargas.

Destes experimentos surgiu uma curva designada pela letra B. Esta curva foi obtida para cargas de 7.000 lb. (3.052 kg), media daquela época, podendo ser considerada a primeira curva de dimensionamento de pavimentos asfálticos. A curva B deve ser entendida como a relação empírica entre o CBR do subleito e a espessura de material granular sobre o mesmo.

Os pontos abaixo da curva B indicam os pavimentos que apresentam ruptura, do ponto de vista de deformações plásticas, durante os experimentos; os pontos acima da curva B são representativos de pavimentos que apresentam desempenho satisfatório.

Em 1942, o United States Army Corps of Engineers (USACE) fez uma adaptação do critério do CBR para dimensionamento de pistas de aeroportos, devido ao fato deste ensaio ser de simples interpretação, rápido e dimensionar evitando a ruptura imediata do pavimento por cargas de aeronaves pesadas.

Em experimentação semelhante àquela realizada pelo CDH nos anos 20, foi estabelecida a curva A para cargas de 12.000 lb. (5443,2 kg). Após o experimento, as tensões de cisalhamento para a carga da roda foram calculadas em função da profundidade do meio elástico, conforme estabelecido por Boussinesq. Este

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procedimento considera inicialmente o estado de tensões no pavimento independente das diferentes características das diversas camadas.

Os resultados obtidos da aplicação das equações de Boussinesq para o cálculo de tensões de cisalhamento em diversas profundidades foram associados à curva A, de modo que pudessem ser extrapolados para maiores valores de cargas de roda (Yoder e Witczak, 1975).

A partir da curva A, para veículos mais pesados, foi feita uma análise, pois ela era uma curva para caminhões com rodas de 9.000 lb. sem rupturas; arbitrariamente, com base em pressões relativas exercidas por rodas, foi considerada como representativa de 12.000 lb. de aeronaves.

A extrapolação da Curva A para outras cargas de roda superiores a 12.000 lb. Assim, por exemplo, na curva para 12.000 lb., a tensão de cisalhamento à profundidade de 21 polegadas é de 5 lb./pol. 2.

Na curva A o valor do CBR para espessura de 21 polegadas é de 3%; as espessuras correspondentes aos valores de CBR de 3%, 5%, 7% e 10% foram plotados então na curva de tensão de cisalhamento versus profundidade.

Para a extrapolação, por exemplo, da curva para cargas de 25.000 lb., assumiu-se que a tensão de cisalhamento de 14 lb./pol2 correspondesse a um valor de CBR do subleito igual a 10%. Da curva de 25.000 libras se verifica que a tensão de cisalhamento