A Energia de compactação para o ensaio CBR

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO PARANÁ ESCOLA POLITÉCNICA

CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

GUILHERME DELLAI PIZAIA IVAN DE MELO BARROS OTAVIO LUIS SCROCCARO

RAFAEL RENANN BRAGA BATISTA RENAN MARQUES AGUIAR

TPE-02 – EQUIPE 06

CURITIBA 2013

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GUILHERME DELLAI PIZAIA IVAN DE MELO BARROS OTAVIO LUIS SCROCCARO

RAFAEL RENANN BRAGA BATISTA RENAN MARQUES AGUIAR

TPE-02 – EQUIPE 06

Trabalho prático apresentado ao Curso de Graduação em Engenharia Civil da Pontifícia Universidade Católica do Paraná, como requisito de obtenção de nota parcial.

Orientador: Prof. Lucas Bach Adada

CURITIBA 2013

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LISTA DE ILUSTRAÇÕES

Figura 1 - Molde do ensaio CBR        11

Figura 2 - Obtenção da curva de expansão        11

Figura 3 - Prensa do ensaio CBR        12

Figura 4 - Ensaio Mini CBR        15

Figura 5 – Diferença de dimensões dos cilindros de CBR e Mini CBR        19

Figura 6 – Comparação entre corpos de prova dos ensaios Mini CBR e CBR respectivamente        19

Figura 7 – Gráfico pressão/penetração        23

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LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Energia de compactação para o ensaio CBR        10

Tabela 2 – Tabela para cálculo da expansão e água absorvida        21

Tabela 3 – Tabela para cálculo do CBR (California Bearing Ratio)        22

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SUMÁRIO

1. HISTÓRICO        6
2. DETALHES DO ENSAIO        10

1. ENSAIO DE CAPACIDADE DE SUPORTE CBR        10
2. ENSAIO DE CAPACIDADE DE SUPORTE MINI CBR        13

1. Generalidades        13
2. Execução do Ensaio        13

1. APRESENTAÇÃO E APRECIAÇÃO DAS NORMAS        16

3.1        DNER-ME 049/94        16

1. NBR-9895:1987 - SOLO - ÍNDICE DE SUPORTE CALIFÓRNIA        16
2. NBR 6457: 1986 - AMOSTRAS DE SOLO - PREPARAÇÃO PARA O ENSAIO NORMAL DE COMPACTAÇÃO E ENSAIOS DE CARACTERIZAÇÃO – MÉTODO DE ENSAIO        16
3. NBR:7182 – SOLO – ENSAIO DE COMPACTAÇÃO MÉTODO DE ENSAIO 17

1. LIMITAÇÕES DO ENSAIO        18
2. CÁLCULO DO VALOR DO CBR        20

1. CÁLCULOS PRELIMINARES        20

1. Cálculo da massa específica do solo seco compactado        20
2. Cálculo da expansão e da água absorvida        21

1. CÁLCULO DO I.S.C. (ÍNDICE DE SUPORTE CALIFÓRNIA) OU C.B.R. (CALIFÓRNIA BEARING RATIO)        21

1. PRINCIPAIS APLICAÇÕES NA ENGENHARIA DE PAVIMENTOS        24

1. BASE        24
2. SUB-BASE        24
3. REFORÇO DE SUBLEITO        24
4. SUBLEITO        24

1. REFERÊNCIAS        26

NORMA DNER-ME 049/94        26

ABNT NBR-9895:1987 - SOLO - ÍNDICE DE SUPORTE CALIFÓRNIA        26

ABNT NBR 6457: 1986 - AMOSTRAS DE SOLO - PREPARAÇÃO PARA O ENSAIO NORMAL DE COMPACTAÇÃO E ENSAIOS DE CARACTERIZAÇÃO – MÉTODO DE ENSAIO        26

ABNT NBR 7182 – SOLO – ENSAIO DE COMPACTAÇÃO MÉTODO DE ENSAIO 26

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1. HISTÓRICO

Entre os anos 1928 e 1929, o California Division of Highways (CDH) realizou investigações sobre as causas de rupturas de pavimentos asfálticos em rodovias estaduais.

Testes em pista e ensaios laboratoriais foram realizados, em grande escala, com o intento de prever o desempenho dos materiais de pavimentação então utilizados.

As condições de drenagem, das áreas do pavimento que apresentavam ruptura, foram analisadas e trincheiras foram abertas para coleta de amostras não perturbadas (densidade e umidade).

As principais causas de rupturas observadas eram:

• Deslocamento lateral do solo do subleito devido à absorção de água na estrutura e amolecimento (plastificação) dos solos [1] (afundamentos);
• Consolidação diferencial de camadas [2];
• Excessiva deformação vertical dos materiais e camadas sob ação de cargas [3] (rupturas localizadas).

Nos casos [1] e [2] houve compactação inadequada durante a construção e a má drenagem poderia ter contribuído, porém, aumentos de umidade  seriam limitados pelo grau de compactação dos solos.

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:

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