AS TÉCNICAS DE COMPACTAÇÃO

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Objetivos

O objetivo com esse relatório é demonstrar a partir das Técnicas De Compactação, um melhor aproveitamento do solo. Muitas vezes na prática da engenharia, o solo de um determinado local não apresenta as condições requeridas pela obra. Ele pode ser pouco resistente, muito compressível ou apresentar características que deixam a desejar do ponto de vista econômico. Uma das possibilidades é tentar melhorar as propriedades de engenharia do solo local.

A compactação, é o processo pelo qual uma massa de solo constituída por partículas sólidas, água e ar vê diminuído o seu índice de vazios por redução do volume da sua fase gasosa conseguida à custa da passagem repetida de cargas. O teor em água, razão do peso da água sobre o peso das partículas sólidas, é normalmente o mesmo para uma massa de solo solta e descompactada e a mesma massa num estado mais denso causado pela compactação. A compactação permite um aumento da resistência ao corte, e uma redução da deformabilidade e permeabilidade do solo.

Saber as propriedades do solo, é primordial para ter um máximo de aproveitamento de tempo e dinheiro. Na obra de pavimentação busca o equilíbrio entre volumes de cortes e aterros evitando a utilização de bota-fora ou empréstimos. Tal medida evitará despesas desnecessárias com bota-fora, compra de terra, caçambas ou caminhões.

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Justificativa

A compactação em geral destina a diminuir o volume de vazios de um solo, até atingir a massa especifica máxima, resistência e estabilidade, deixando o solo o mais perto de homogêneo e aumentando sua permeabilidade.

Sua operação é bem simples e de grande importância pois gera efeitos sobre a estabilização de maciços terrosos. Tem como finalidade atingir um aumento da resistência de ruptura, redução de possíveis variações volumétricas devido a ação de cargas ou pela ação da água, e impermeabilização pela redução do coeficiente de permeabilidade, resultante da diminuição do espaço de vazios.

A compactação é uma etapa inicial no processo construtivo de pavimentações, a compactação das primeiras camadas da estrutura do pavimento é fundamental ter uma boa execução. Isso se fazendo necessário para que com ao longo do tempo a pavimentação não sofra um recalque considerável, devido as cargas solicitadas e a absorção de agua das chuvas.

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Formulação Matemática

No solo encontra-se partículas de solo e os vazios que são compostos por ar e água. Compactação é aplicar peso no solo para que consiga juntar mais os grãos, porque, o grão não tem como modificar o que consegue modificar dentro do solo é o índice de vazios (quantidade de espaços que tem entre os grãos) que vão permitir que eles se movimentam mais, então quando está aplicando um peso e juntando as partículas de solo, está aumentando a sua resistência, por estar inibindo os espaços entre as partículas de solo, dificultando seu deslocamento, o tornando mais resistente.

A compactação é realizada para ter melhorias no solo, como:

- Qualidades Mecânicas; aumenta o contato entre as partículas, restringindo seus movimentos melhorando a qualidade mecânica desse solo.

- Qualidades Hidráulicas; ao pressionar o solo a água não tem espaço para transitar, assim consegue reduzir a permeabilidade, sabendo que a água reduz a resistência do solo.

- Resistência ao Cisalhamento; qualquer ponto no interior de uma massa de solo é solicitado por forças devido ao peso próprio do solo e as forças externas aplicadas. Os esforços resistentes do solo são chamados de tensões, cuja intensidade é medida pela força por unidade de área.

Ralph Proctor, descobriu em 1933 uma relação muito interessante que contribuiu para compactação e é usado até hoje. Ele fez uma relação entre a massa especifica seca, umidade e a energia de compactação. Ele descobriu que com a energia de compactação constante e aumentando a umidade, consegue agregar também a massa específica seca, assim fazendo com que mais massa de solo caiba no mesmo volume, aumentando sua resistência. A massa específica seca está diretamente relacionado com a resistência, quando o solo está sem umidade tem muito atrito entre as partículas, isso dificulta o encaixamento umas com as outras. A umidade faz com que esses grãos deslizem mais facilmente, diminuindo o atrito entre eles e eles conseguem se encaixar.

Umidade ótima e densidade seca ótima é o ponto máximo de resistência onde essa relação consegue atingir, a partir do aumento excessivo de umidade essa curva de resistência começa a baixar, como mostra a figura abaixo:

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Figura 1.1 – Curva de compactação relação peso específico e umidade.

Para determinar o ponto máximo dessa curva é feito ensaio normal de Proctor em laboratório ou manual. Após a compactação o molde é removido da base para que o conjunto seja pesado e se possa determinar sua massa específica (figura 1.2 e 1.3).

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Figura 1.2 – Ensaio compactação normal de Proctor.

Determinação do teor de humidade de solo retirado do topo e da base da amostra.

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Figura 1.3 – Ensaio compactação normal de Proctor.

Para uma determinada energia aplicada no solo (número de golpes), existe apenas uma unidade que conduz ao máximo valor de densidade ou massa específica. Segundo Balbo (2007, p. 165) “ A energia aplicada propicia o adensamento do solo ou agregado e lhe confere resistência”.

- Número de Passadas do Compactador;

O grau de compactação aumenta substancialmente nas primeiras passadas, e as seguintes não contribuem significativamente para essa elevação.

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Figura 2 – Gráfico de Grau de Compactação.

Insistir em aumentar o número de passadas pode produzir perda no grau de compactação. Geralmente é preferível adotar número de passadas entre 6 e 12 e aumentar o peso e/ou diminuir a velocidade.