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Disciplina: ETG033 Construção de Estradas e Vias Urbanas Profa. Jisela Aparecida Santanna Greco

Compactação de Aterros (Notas de Aula)

O texto aqui apresentado consiste em uma compilação do seguinte material: - Livro : Manual Prático de Escavação. Terraplenagem e Escavação de Rocha. Autores: Hélio de Souza Ricardo e Guilherme Catalani. 2ºed. Editora PINI. 1990. - Apostila do Prof. Gil Carvalho Paulo de Almeida, da Faculdade de Engenharia da Universidade Federal de Juiz de Fora. - Livro: Terraplenagem. Autor: Wlastermiler de Senço. Universidade de São Paulo. Escola Politécnica. 1980. - Livro: Manual Prático de Terraplenagem. Autores: Isaac Abram e Aroldo V. Rocha. Salvador, Bahia. 2000. Compactação A compactação tem por objetivo:

- O aumento da resistência à ruptura dos solos, sob a ação de cargas externas; - A redução de possíveis variações volumétricas, quer pela ação de cargas, quer

pela ação da água que, eventualmente, percole pela sua massa; - A impermeabilização dos solos, pela redução do coeficiente de permeabilidade,

resultante do menor volume de vazios. Podemos definir a compactação como: O processo de aumentar mecanicamente a densidade de um material. Em resumo, através da compactação de um solo obtém-se maior aproximação e entrosamento das partículas, ocasionando o aumento da resistência ao cisalhamento e conseqüentemente a obtenção de uma maior capacidade de suporte. Com a redução do volume de vazios, a capacidade de absorção de água e a possibilidade de haver percolação diminuem substancialmente, tornando o solo mais estável. Dois fatores são fundamentais na compactação: o teor de umidade do solo e a energia empregada na aproximação dos grãos, que se denomina energia de compactação. Apenas no teor de umidade ótimo se atinge o máximo peso específico seco, que corresponde a maior resistência do solo. A compactação de solos é obtida por uma combinação de quatro processos: a) Compressão estática Em compactação estática, as cargas em unidades de peso aplicadas pelos rolos produzem forças de resistência ao corte por deslizamento, fazendo com que as partículas se cruzem entre si. A compactação acontece quando as forças aplicadas rompem o estado natural de ligação das partículas, que mudam para uma posição mais estável dentro do material.

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Rolos compactadores lisos operam segundo este princípio e seu desempenho é influenciado por quatro fatores: carga do eixo, largura e diâmetro do rolo e velocidade de operação. b) Impacto O impacto cria uma força de compactação muito maior que uma carga estática equivalente. Isto acontece porque o peso em queda transforma a sua velocidade em energia quando do impacto, gerando uma onda de pressão para dentro do solo. De 50 a 600 impactos por minuto: são considerados impactos de baixa freqüência, como os de marteletes e de compactadores manuais. Entre 1.400 e 3.000 golpes por minuto: são considerados impactos de alta freqüência, como os produzidos por compactadores vibratórios. c) Vibração É a mais complexa força de compactação. As máquinas vibratórias produzem uma rápida seqüência de ondas de pressão que se espalham em todas as direções, eliminando com eficiência os vazios entre as partículas a compactar. d) Manipulação ou Amassamento A manipulação reordena e comprime as partículas por amassamento. Ela se aplica, principalmente, na superfície das camadas de material solto. A compressão no sentido longitudinal e transversal é essencial quando se compactam solos muito estratificados, como os solos argilosos. É também o processo preferido na compactação da camada final de asfalto. A manipulação ajuda a fechar as mais finas trincas por onde poderia penetrar a umidade, provocando a rápida deterioração do asfalto. Os rolos pé de carneiro e os de pneus são projetados especificamente para a compactação por amassamento. Equipamentos para Compactação a) Rolo Pé de Carneiro O nome vem do uso que os antigos romanos faziam dos carneiros para compactar as suas estradas. As manadas de carneiros passavam por cima dos aterros até que se chegava ao grau de adensamento considerado suficiente. O pé de carneiro é cilíndrico, com face redonda e normalmente com 20 cm de comprimento. Existem também pés cônicos, nos quais a face é menor que a base, o que faz grande diferença. Processo de compactação: O pé de carneiro compacta de baixo para cima. As patas do pé de carneiro penetram a camada solta superior e compactam a camada inferior. Quando o pé sai do solo ele joga para cima o material e o resultado é uma camada de material solto em cima. Espalhando mais material, este permanecerá solto e a máquina compactará a camada anterior. Vantagens do pé de carneiro: como a camada superior fica sempre solta, o processo ajuda a arejar e a secar argilas e siltes Desvantagens: - a camada superior de material solto pode agir como uma esponja quando chove e retardar a compactação

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- o material solto dificulta a movimentação das unidades de transporte, aumentando os tempos de ciclo - os rolos pé de carneiro só trabalham a velocidades baixas Nos rolos pé de carneiro (não vibratórios), a compactação é decorrente da compressão estática e do amassamento. De uma forma bem geral, de 6 a 10 passadas são exigidas para compactar camadas de 20 cm. b) Rolo Vibratório Se baseia no princípio de redistribuição de partículas para diminuir a porosidade do solo e aumentar a densidade. Podem ser de dois tipos: rolo liso e rolo com pés.

- Rolos vibratórios lisos: geram três mecanismos de compactação: pressão, impacto e vibração.

- Os rolos com pés: promovem ainda a compactação por amassamento. A compactação é uniforme em toda a camada solta durante a compactação vibratória. Em compactadores vibratórios: a velocidade e a freqüência têm grande influência na determinação de resultados. Os resultados da compactação são uma função:

- da freqüência dos impactos - da força dos impactos e - do tempo em que eles são aplicados

Compactadores vibratórios de rolo liso trabalham melhor com material granular. As máquinas compactadoras de rolo liso foram as primeiras a serem lançadas e são as mais eficientes em material granular, com partículas de tamanho entre rochas grandes e areia fina. Também se usam em solos semi-coesivos com até 10% de conteúdo de solo coesivo. A espessura da camada varia de acordo com o porte da máquina, mas, geralmente, não deve exceder 60 cm de material solto. Compactadores vibratórios de rolo com pés trabalham melhor em solos coesivos. Quando os compactadores de rolo com pés foram lançados, a gama de materiais foi ampliada para incluir solos com até 50% de material coesivo e maior porcentagem de finos. Quando o pé entra por cima da camada solta, ele rompe a ligação entre as partículas de material coesivo para conseguir uma boa compactação. Os pés têm um desenho apropriado para entrar na camada sem levantar a terra e são cônicos para autolimpeza. A camada típica de material solto para estas máquinas é de 30 a 46 cm de espessura. C) Rolo Pneumático É usado em operações de pequeno a médio porte, principalmente em materiais de base granular. Rolos pneumáticos não são recomendados para operações de alta produção, em projetos de aterro com grossas camadas de material solto. As forças de compactação (pressão e amassamento) dos pneus pressionam a camada de cima para baixo. Essas forças podem ser modificadas, alterando-se a pressão dos

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pneus (método normal) ou mudando-se o peso do lastro (feito com menor freqüência). A ação de amassar é conseqüência da colocação alternada dos pneus, e ajuda a selar a superfície. Uma das vantagem dos pneus é que eles podem ser usados tanto na terra como no asfalto, o que representa uma grande vantagem para o empreiteiro, que pode executar as duas operações com uma só máquina. d) Rolos Combinados Os rolos combinados são indicados para misturas de solos, pois nesse caso é mais difícil prever com segurança qual equipamento de compactação dará os melhores resultados. Os rolos combinados, como pés-de-carneiro vibratórios, autopropelidos e de grande peso atingem ampla faixa de solos, como os argilo-siltosos, siltosos, silto-arenosos etc. O mesmo acontece no caso de rolos de pneus pesados e com grande pressão nos pneus, ou no caso de rolos mais leves com pneus oscilantes (estes últimos são melhores quando predomina a areia nas misturas). Em virtude do caráter heterogêneo dos solos, o recomendado é que se executem PISTAS EXPERIMENTAIS para testar o equipamento ideal para cada solo, e para obtenção dos demais parâmetros que influem no processo, como ESPESSURA DA CAMADA SOLTA, NÚMERO DE PASSADAS, VELOCIDADE DO EQUIPAMENTO, UMIDADE, PESO DO LASTRO, etc.

Tabela 1 - Escolha do rolo compactador

Resumindo: - Rolos pé de carneiro: - indicados para a compactação de materiais argilosos e siltosos; - tendo em vista a pequena área dos pés de carneiro, o peso do rolo é transmitido ao terreno com pressão mais elevada; - os cilindros são ocos e neles pode-se colocar areia e água para aumentar o peso, se necessário; - os rolos pés de carneiro podem ser vibratórios.

Praticamente todosBoa20 cm20Combinados

Materiais granulares ou em blocosBoa20 cm20Rolo de grade ou malha

Materiais granulares, britaRegular10 cm20Liso metálico estático, 3

rodas

Areias, cascalhos, material granularMuito boa50 cm30Vibratório com rodas

metálicas lisas

Praticamente todosMuito boa35 cm35Pneumático pesado

Misturas de areia com silte e argilaBoa15 cm15Pneumático leve

Misturas de areia com silte e argilaBoa40 cm30Pé de carneiro

vibratório

Argilas e siltesBoa40 cm20Pé de carneiro estático

TIPO DE SOLOUNIFORMIDADE DA CAMADA

ESPESSURA MÁXIMA APÓS

COMPACTAÇÃOPESO MÁXIMO

(toneladas)TIPO DE ROLO

Praticamente todosBoa20 cm20Combinados

Materiais granulares ou em blocosBoa20 cm20Rolo de grade ou malha

Materiais granulares, britaRegular10 cm20Liso metálico estático, 3

rodas

Areias, cascalhos, material granularMuito boa50 cm30Vibratório com rodas

metálicas lisas

Praticamente todosMuito boa35 cm35Pneumático pesado

Misturas de areia com silte e argilaBoa15 cm15Pneumático leve

Misturas de areia com silte e argilaBoa40 cm30Pé de carneiro

vibratório

Argilas e siltesBoa40 cm20Pé de carneiro estático

TIPO DE SOLOUNIFORMIDADE DA CAMADA

ESPESSURA MÁXIMA APÓS

COMPACTAÇÃOPESO MÁXIMO

(toneladas)TIPO DE ROLO

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- Rolos vibratórios lisos: - indicados para a compactação de materiais arenosos e pedregulhosos; - constam de um cilindro de chapa de aço que vibra mediante um eixo excêntrico. - Rolos de pneus: - são indicados para a compactação de materiais coesivos e arenosos; - na sua estrutura apresentam espaços vazios que podem ser cheios de material pesado para aumentar o peso, se necessário; - montado no chassi há um compressor ligado aos pneus, permitindo variar a pressão desses, durante a operação.

Figura 1 – Equipamentos para Compactação FATORES QUE INFLUEM NA COMPACTAÇÃO - ENERGIA DE COMPACTAÇÃO:

××

=evNPfE

Onde P = peso do rolo; N = número de passadas v = velocidade do equipamento de compactação e = espessura da camada

Para obtenção de maiores graus de compactação, deve-se pela ordem tentar: a) aumentar o peso (P) do rolo; b) aumentar o número (N) de passadas ; c) diminuir a velocidade (v) do equipamento de compactação ; d) reduzir a espessura (e) da camada. - NUMERO DE PASSADAS: O grau de compactação aumenta substancialmente nas primeiras passadas, e as seguintes não contribuem significativamente para essa elevação. Além disso, resultados experimentais indicam que um número excessivo de passadas produz super

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compactação superficial, principalmente quando se trata de rolo vibratório. Isto é, insistir em aumentar o número de passadas pode produzir perda no grau de compactação, por destruição de uma estrutura que acabou de ser formada, além de perda de produção e desgaste excessivo do equipamento, principalmente por impacto em superfície já endurecida. Geralmente é preferível aumentar o peso e/ou diminuir a velocidade, e adotar um número de passadas entre 6 e 12. - ESPESSURA DA CAMADA: Razões econômicas: espessura maior possível Mas características do material, tipo de equipamento e finalidade do aterro são fatores que devem predominar. Equipamentos diversos exigem espessuras de camada diferentes. A Tabela 1 traz uma orientação inicial, devendo a escolha levar em consideração os demais fatores. Geralmente se adotam espessuras menores que as máximas, para garantir compactação uniforme em toda a altura da camada. Em obras rodoviárias a espessura máxima compactada de uma camada é fixada em 30 cm (após compactação), aconselhando-se como normal 20 cm, para garantir a homogeneidade. Para materiais granulares, recomenda-se no máximo uma espessura de 20 cm compactados. Resultados obtidos com aterros experimentais podem modificar tais especificações. - HOMOGENEIZAÇÃO DA CAMADA: Feita com motoniveladoras, grades e arados especiais, a camada solta deve estar bem pulverizada, sem torrões muito secos, blocos ou fragmentos de rocha, antes da compactação, principalmente se for necessário aumentar o teor de umidade. - VELOCIDADE DE ROLAGEM: Rolos pé de carneiro: no início se deslocam em baixa velocidade. À medida que a parte inferior da camada se adensa, a velocidade aumenta naturalmente. A velocidade de um rolo compactador é função da potência do trator, já que são necessários cerca de 250 kgf de força tratora por tonelada de peso para vencer a resistência ao rolamento, no caso de material solto. Usar inicialmente 1ª marcha, mas à medida que o solo se adensa, pode-se passar para segunda marcha. Para equipamentos vibratórios, recomenda-se baixa velocidade, a fim de que seja possível a compactação com menor número de passadas, pelo efeito mais intenso das vibrações. As velocidades mais indicadas para cada tipo de rolo compactador devem ser testadas e determinadas em aterros experimentais, em função do tipo de solo que será compactado. - INFLUÊNCIA DA AMPLITUDE E FREQÜÊNCIA DAS VIBRAÇÕES (ROLOS VIBRATÓRIOS) A freqüência recomendada é de 1500 a 3000 vibrações por minuto, mas alterações entre esses valores alteram pouco o efeito da compactação. Já a amplitude aumentada causa sensível aumento no grau de compactação, para todas as freqüências, pois acrescenta ao peso do rolo vibratório o efeito de impacto.

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PRODUÇÃO DE UM ROLO COMPACTADOR: O rendimento de um rolo pode ser avaliado por onde L = largura do rolo compressor em metros; e = espessura da camada em cm; v = velocidade do rolo em km/h N = número de passadas do rolo Sujeito, é claro, ao fator de eficiência. Especificações para compactação O projeto normalmente fixa apenas o peso específico a ser atingido com o solo utilizado, sendo definido a partir dele o Grau de Compactação (G) e a tolerância em torno de G. Cabe à fiscalização e ao executor a determinação dos parâmetros que permitam atingi-lo com uma compactação bem feita, e de forma econômica. O Grau de compactação é definido por

máx

campoGγγ

100(%) =

Onde

γ (campo) é a massa específica aparente seca obtida "in situ” e γ (máx) é a massa específica seca máxima obtida em laboratório, no ensaio

Proctor, para a energia especificada As especificações gerais do DNER exigem: - G% mínimo = 100% nos 60 cm superiores do aterro; G% mínimo = 95%, abaixo de 60 cm; tais condições são definidas para compactação feita na umidade ótima, com uma variação admissível de ± 3 %; - espessura das camadas após a compactação entre 20 e 30 cm - qualidade dos materiais: deverão ser evitados solos com CBR < 2 e com expansão maior que 2% Ensaios de compactação Compactação: processo pelo qual se comunica ao solo densidade, resistência e estabilidade - a redução de volume do solo deve-se à redução do volume de vazios - o aumento de peso específico de um solo, produzido pela compactação, depende fundamentalmente da energia despendida e do teor de umidade do solo No laboratório: o ensaio de compactação tem a finalidade de determinar a função de variação da massa específica aparente seca com o teor de umidade, para uma dada energia de compactação, aplicada ao solo através de um processo dinâmico

NveLhmPh 10...)/( 3 =

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O ensaio de compactação pode ser realizado:

com “reaproveitamento” do solo: inicia-se a compactação pelo ponto mais seco, e segue-se adicionando água

sem “reaproveitamento”: utilização de grande quantidade de solo Energias de compactação Ensaio de Proctor Normal: Variações nos ensaios em função das características do cilindro e do soquete Determinação da Massa Específica Aparente Seca Máxima e da Umidade Ótima

realiza-se o ensaio de compactação para várias umidades em cada ensaio determina-se a massa específica aparente seca e a umidade

pesar o conjunto cilindro + solo compactado; extrair o cp, que será então cortado transversalmente para retirada de seu

miolo, a partir do qual é determinada a umidade do solo compactado a massa específica aparente seca (γd) é determinada pela razão entre a

massa do solo compactado seco e o volume efetivo do cilindro de compactação

com os pares de valores (w , γd) é traçada a curva de compactação Curva de compactação - da curva de compactação obtém-se a massa específica aparente seca máxima (γdmáx) e a umidade ótima (wo) correspondente

Ensaio massa dosoquete

(Kg)

altura dequeda(cm)

nº decamadas

nº degolpes

volume docilindro

(10-3 m3)

energia(102 KJ/m3)

Normal 2,5 30,5 3 25 1,000 5,6Intermediário 4,5 45,7 5 26 2,085 12,6Modificado 4,5 45,7 5 55 2,085 26,6

Cilindro Grande(diâmetro = 152 mm; altura total =

177,8 mm; disco espaçador com altura= 50,8 mm; altura efetiva = 127 mm)

Cilindro Pequeno(diâmetro = 100 mm;altura = 127,6 mm)

EnergiaSoquete pequeno

(2,475 Kg)Soquete grande

(4,540 Kg)Soquete pequeno

(2,475 Kg)Soquete grande

(4,540 Kg)Normal 36 golpes/camada

5 camadas12 golpes/camada

5 camadas25 golpes/camada

3 camadasIntermediária 26 golpes/camada

5 camadas12 golpes/camada

5 camadasModificada 55 golpes/camada

5 camadas25 golpes/camada

5 camadas

w (%)

mas

sa e

spec

ífica

ap

aren

te s

eca

(g/c

m3)

γdmáx

w0

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- com o aumento da energia de compactação, a umidade ótima diminui e a massa específica aparente seca máxima aumenta Quando nas estradas se prevê tráfego pesado com elevadas cargas por eixo, e freqüência elevada de solicitações, procura-se aumentar o grau de compactação. Nos solos argilosos, quando desejadas densidades elevadas, deve-se prescrever o Proctor modificado, e execução com equipamentos pesados que aliem pressão estática com amassamento (por exemplo, pneumáticos oscilantes pesados). Graus de compactação recomendados: A rolagem deve ser feita longitudinalmente, dos bordos para o eixo, e com superposição de, no mínimo, 20 cm entre duas rolagens consecutivas. MÉTODOS DE CONTROLE DE COMPACTAÇÃO: Determinação do Grau de Compactação (G) Depende da determinação da massa específica aparente "in situ". O grau de compactação de campo é definido por

)()(100%

máximocampoG

s

S

γγ

=

Onde

)100(100

hPPe

VP

SS

S +==γ

sendo h a umidade média do solo. Determinação da densidade de campo A determinação da densidade de campo compreende as seguintes operações - Execução de um furo na camada controlada, com determinação do peso e da umidade do solo extraído; - Determinação do volume do furo feito;

w (%)

mas

sa e

spec

ífica

apa

rent

e se

ca

(g/c

m3) γdmáx

w0

Curva de Saturação

Proctor Normal

Proctor Intermediário

Proctor Modificadoγ"dmáx

γ'dmáx

w'0w"0

Finalidade Recomendação

Aterro rodoviário 90-95% do Proctor modificado(topo do aterro,60cm)

95-100 % do Proctor normal

Barragens de terra 95-100 % do Proctor modificado

Aterros sob fundação de prédios 90-95% do Proctor modificado(topo do aterro)

95-100 % do Proctor normal

Camadas de base de pavimentos 95-100 % do Proctor modificado

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- Cálculo do peso seco do solo; - Cálculo da densidade aparente seca.

Densidade de campo = furodovolume

osolodopeso sec

Para determinação do volume do furo pode ser utilizado o método do frasco de areia. Determinação do teor de umidade A determinação do teor de umidade é o ponto que mais atrasa o cálculo da densidade, e no entanto é fundamental o conhecimento rápido do grau de compactação para que se possa prosseguir com os serviços de terraplanagem. A umidade do solo pode ser determinada: - Estufa: consiste em deixar o solo, durante um tempo superior a 12 horas, numa estufa com temperatura entre 105 e 110ºC, com a finalidade de secar completamente o solo. Esse processo é o mais adequado para se obter resultados precisos, porém tem o inconveniente de só fornecer o resultado no dia seguinte. - “Speedy”:é um aparelho simples que permite em poucos minutos conhecer o teor de umidade do solo. Consiste num frasco de aço, à prova de pressão, provido de um manômetro comunicado com o seu interior. Para seu funcionamento é necessário o uso de determinada quantidade de “carbureto de cálcio”, que vem em ampolas de vidro para um único uso. A quantidade de solo a ser introduzida no frasco varia entre 3 e 20 gramas (tabela), de preferência a parte fina. Juntamente ao solo é introduzida cuidadosamente uma ampola de carbureto, que depois será quebrada por duas esferas de aço que também serão introduzidas no frasco. Colocados o solo, as esferas e o carbureto dentro do frasco, fecha-se este para depois agitar até quebrar a ampola, o que se percebe pela movimentação da agulha do manômetro; mesmo assim deve-se agitar ainda mais o frasco para que todo o carbureto possa entrar em contato com o solo. O carbureto de cálcio, em presença da água, reage quimicamente, produzindo gás. A quantidade de gás produzido é diretamente proporcional à quantidade de água existente no solo, ou seja, quanto maior a umidade, maior a quantidade de gás e conseqüentemente a pressão no manômetro. Cada aparelho possui uma tabela de aferição, onde é obtido diretamente o teor de umidade, conhecidos o peso da amostra e a pressão registrada. A duração deste processo é de menos de três minutos, possibilitando conhecer rapidamente a umidade de uma camada controlada em mais de um ponto. Pela rapidez do ensaio é recomendável o uso constante do “Speedy” na execução de terraplanagem. Controle da Umidade Após o espalhamento da camada de solo a ser compactada, a primeira verificação a ser feita é a umidade existente. Para isso utiliza-se o “Speedy”. Não tendo o aparelho disponível pode ser feita uma avaliação empírica moldando-se com a mão um pouco de solo de maneira a formar um torrão. Estando o solo seco, o torrão formado não possui coesão, desmanchando-se com facilidade a mais leve pressão dos dedos. Havendo excesso de umidade, o torrão torna-se facilmente deformável sem apresentar fissuras. Admite-se estar o solo com umidade em torno da ótima quando o

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torrão ao ser pressionado permite uma certa deformação, porém com o aparecimento imediato de fissuras. Esta maneira de avaliação do teor de umidade pode levar a erros grosseiros, complicando ainda mais a situação. Por isto recomenda-se sempre o uso do “Speedy” para a determinação do teor de umidade. Verificada a necessidade de água, providencia-se a molhação com o caminhão-pipa, cuidando antes de regularizar a superfície para evitar empoçamentos de água. Deve-se usar a grade de disco até a completa homogeneização do solo, garantindo assim uma umidade uniforme em todo o aterro. Havendo excesso de umidade, deve ser feita a aeração do solo, utilizando-se para isso a grade de discos. A motoniveladora deve ser utilizada para soltar o solo, facilitando o trabalho da grade. Deve ser observada com atenção a situação da camada inferior, que pode ter absorvido umidade; neste caso a camada de cima deve ser enfileirada, para expor ao sol a camada inferior. Em alguns casos em que a umidade chega a saturar o solo, é mais vantajosa a retirada total da camada para substituí-la por outra. Para isto devem ser levados em consideração outros fatores, tais como a existência de outras áreas de trabalho e a urgência de terminar a camada. CRITÉRIOS ESTATÍSTICOS NO CONTROLE DE COMPACTAÇÃO DE ATERROS (CONTROLE DE QUALIDADE) O DNER adota como mínimo a amostragem em intervalos de 100 m, alternando a coleta entre o eixo e bordos direito e esquerdo, podendo diminuir em função da importância da obra. O caso ideal em que todo um trecho de construção de estrada tem os graus de compactação uniformemente satisfatórios não é sempre atingido, mesmo que a maior parte atenda ao exigido. Um critério para aprovação poderia ser o da média, que deverá alcançar o G% especificado, desde que individualmente os ensaios atinjam o mínimo admissível. Esse mínimo é determinado com base na Estatística, considerando a distribuição de G% como Normal.

EXECUÇÃO DE ATERROS

O trabalho começa com o desmatamento, quando necessário São colocadas as cruzetas de marcação, que indicam alturas da plataforma em relação ao pé do aterro No caso de aterros de grande altura, as cruzetas devem ser escalonadas, até se atingir a cota do greide da plataforma.

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O eixo é remarcado várias vezes pela equipe de topografia, e o controle das rampas pode ser feito por gabaritos de madeira. É bom conferir sempre, com a equipe de topografia, pois a correção de erros na inclinação dos taludes é sempre onerosa.

Ainda que a compactação de um aterro seja excelente, se o mesmo for construído sobre um subleito fraco, poderá apresentar recalques excessivos ou rupturas.

Principais tipos de ocorrências indesejáveis: a) Recalque por adensamento: Pressões ocasionadas pelo peso próprio e por cargas móveis trafegando sobre o aterro promovem o adensamento (decorrente do escoamento de água, expulsa dos vazios do solo, quando estes diminuem). SEMPRE EXISTIRÁ ADENSAMENTO E RECALQUE, mas este deverá ser previsto e mantido sob controle. b) Ruptura por afundamento : Quando uma camada subjacente ao aterro for de capacidade de suporte muito baixa e de grande espessura, o corpo do aterro sofre um deslocamento vertical e pode afundar por igual no terreno mole, expulsando lateralmente o material ruim, com a formação de bulbos.

Conferindo o ângulo do taludede aterro e acertando o talude

com uma motoniveladora .Onde a motoniveladora não

alcança, o acerto é feitomanualmente.

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c) Ruptura por escorregamento Ocorre quando o aterro é construído sobre uma camada mole, de baixa resistência ao cisalhamento, que se apóia sobre outra camada mais resistente. Na ocasião de chuvas intensas, a camada pouco resistente tem seu teor de umidade aumentado, tornando ainda mais baixa a resistência ao cisalhamento. Quando isso acontece, forma-se uma superfície de escorregamento que afeta o aterro, levando-o à ruptura. Essa superfície de escorregamento quase sempre é lenticular (tem forma semelhante à de uma lente). SOLUÇÕES: Quando o subleito for fraco, composto por solos muito moles, com grandes porcentagens de matéria orgânica, solos brejosos ou turfosos, deve-se adotar alguma medida visando estabilizar o terreno de fundação antes da execução do aterro. Pode-se tentar promover a estabilização do material pouco resistente ou removê-lo, com substituição do solo por outro mais adequado. Sempre se adota a solução mais econômica. a) REMOÇÃO DO SOLO RUIM E SUBSTITUIÇÃO POR MELHOR: Geralmente a remoção é feita por dragas, com imediata substituição por material arenoso, que permita a percolação da água. Uma boa técnica é a operação por faixas alternadas, com esgotamento da água que se acumula no fundo através de bombas de sucção ou, se a topografia permitir, por valas de escoamento. As vantagens desse processo residem na rapidez de execução e na possibilidade de se saber com certeza se todo o material imprestável foi, de fato, removido, garantindo-se a homogeneidade do aterro. b) DESLOCAMENTO DO MATERIAL INSTÁVEL: O próprio peso do aterro é utilizado para deslocar o material original, quando este for muito mole.

Camada de baixa resistência ao cisalhamento

Camada de maior resistência ao cisalhamento

Camada de baixa resistência ao cisalhamento

Camada de maior resistência ao cisalhamento

Camada de baixa resistência ao cisalhamento

Camada de maior resistência ao cisalhamento

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O aterro é feito aos poucos, em setores, e o material mole vai sendo expulso à medida que a altura do aterro cresce. Essa solução será viável se a camada ruim não for muito alta, e se houver um horizonte de material firme subjacente. Entretanto não é possível um bom controle da homogeneidade das camadas (bolsões de material mole podem prejudicar a estabilidade). c) DRENOS VERTICAIS DE AREIA, COM COLCHÃO DE AREIA, para acelerar o adensamento : Como o adensamento é um fenômeno lento, pode ser acelerado para adequar-se ao tempo da construção, fazendo-se furos (sonda rotativa ou cravação de tubos drenantes), com o conteúdo lavado por jatos d’água e preenchido com areia. Uma camada de areia (colchão) é lançada sobre o topo dos drenos, para que a água drenada possa sair quando pressionada pelo aterro em execução. O dimensionamento dos drenos é função dos coeficientes de percolação da água. Em geral, os diâmetros variam de 20 a 60 cm, com espaçamento da ordem de dez vezes o valor do diâmetro (2 a 6 m). d) Emprego de BERMAS DE EQUILÍBRIO: As bermas de equilíbrio funcionam como contra-pesos, evitando a formação de bulbos e o deslocamento do material instável. Quando o solo mole não agüentar nem o peso da berma necessária para dar estabilidade ao aterro, constroem-se bermas adicionais, de espessuras menores que a inicial. e) EMPREGO DE SOBRECARGAS: fazer o aterro com cota excessiva, para que o peso acelere o recalque com a expulsão do material sem capacidade de suporte. Evitar ruptura do solo instável e afundamento do solo de aterro. Depois de tempo suficiente, quando não se observam mais recalques, remover o excesso, que pode ser reutilizado.

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EXECUÇÃO E COMPACTAÇÃO DE ATERROS Maior preocupação: obter as massas específicas indicadas pelas Especificações da Obra. REGRAS BÁSICAS NO SERVIÇO: a) iniciar o aterro nas cotas mais baixas, em camadas horizontais; b) prever caimento lateral, para rápido escoamento de água de chuva; c) escalonar ou zonear praças de trabalho, onde as três etapas de execução do aterro não se atrapalhem: enquanto em uma praça é feito o descarregamento de material, em outra o material é espalhado na espessura prevista para compactação, e em outra praça de trabalho o material é compactado; Obs: Não significa que haja apenas três praças: outras podem estar já com seu grau de compactação aprovado pela fiscalização, sendo gradeadas para execução da próxima camada, ou podem ter repetições, como alternativa para algum acúmulo momentâneo de equipamentos ou de serviços. O aleatório, em uma obra, é completamente previsível: uma máquina que quebra, chuva imprevista, devem conduzir a ações alternativas para as quais os encarregados estejam previamente treinados. d) a situação mais sensível a uma chuva é quando o material está espalhado e pulverizado antes da compactação, pois uma pancada de chuva poderia transformá-lo num mar de lama. Na possibilidade desta ocorrência, a camada deverá ser "SELADA", isto é, ser rapidamente compactada com rolos lisos ou equipamento de pneus para que seu topo seja adensado e tornado impermeável. Uma vez que a camada já possui um caimento, a água de chuva escorre sem penetrar na camada, e a secagem posterior é rápida, por escarificação e gradeamento. Senão, a camada encharcada deverá ser totalmente removida para bota-fora antes do prosseguimento dos serviços. e) durante a execução do aterro, as beiradas devem ser mantidas mais altas, o que aumenta a segurança. Isto parece contradizer o exposto nos itens (b) e (d), mas tais beiradas podem ser rapidamente removidas com tratores e motoniveladoras. Essas beiradas sempre devem ser removidas ao final da jornada de trabalho; f) os trajetos dos equipamentos de transporte sobre o aterro devem permitir uma descarga segura e boa compactação, com o mínimo de resistência ao rolamento, que poderia provocar a paralisação de uma unidade transportadora. Assim, esses trajetos

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devem ser continuamente reajustados de modo a nunca passarem por uma praça de compactação ou espalhamento, por exemplo. g) os taludes dos aterros, principalmente os de grande altura, geralmente ficam mal compactados, pois os rolos compactadores não atuam bem nas beiradas, ou estas recebem menos passadas. Fica então uma faixa lateral mal compactada de 30 a 50 cm, que poderia produzir uma superfície de escorregamento, com conseqüente ruptura. Embora seja um serviço difícil, é preciso compactar a superfície da saia de aterro, após o acerto final. Isto pode ser conseguido com pequenos rolos compactadores tracionados por guincho acoplado a tratores. h) nunca executar uma compactação em umidade diferente da ótima. O empreiteiro que o faz, perde por consumir combustível em excesso, além de arriscar-se a ter a camada recusada, e ser obrigado a arrancá-la ou a corrigir a umidade, homogeneizar, espalhar e compactar novamente, sem ser pago por isso. PREPARO PARA A COMPACTAÇÃO: ESPALHAMENTO, HOMOGENEIZAÇÃO E SECAGEM, UMEDECIMENTO ESPALHAMENTO: Geralmente é feito um primeiro espalhamento com tratores de lâmina, completado com motoniveladoras, ou apenas com motoniveladoras. APLAINAMENTO - Motoniveladoras As motoniveladoras são as máquinas mais versáteis na terraplanagem. Para acabamento, trabalham por raspagem, fazendo pequenos cortes e espalhamento, conformando as cotas finas, acertando taludes, fazendo a manutenção de estradas de terra, pequenas valetas, escarificação e trabalho final de limpeza da faixa. GRADEAMENTO: As grades são rebocadas, em geral, por tratores agrícolas, e são usadas em mistura de solos, secagem do solo antes da compactação, homogeneização de camadas, etc.

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As grades também são usadas após a compactação de uma camada, e antes do espalhamento do material para a seguinte, para arranhar a superfície da camada compactada e garantir uma perfeita aderência com a camada superior. CARROS TANQUE: Usados no transporte de água, em terraplanagem são munidos de um registro e uma barra de aspersão, que permite a regulagem da vazão. Esta, conjugada à velocidade do veículo, permite que, com razoável precisão, seja espalhada no solo a quantidade de água necessária para colocá-lo na umidade desejada. O teor de umidade final é geralmente controlado com o "Speedy Moisture Test", e conferido após a compactação em combinação com ensaios de determinação da massa específica aparente. Usos: umidificação ou umedecimento de aterros antes de compactação, controle de poeira no ambiente de trabalho, transporte de água.