Indice de Suporte California

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ – UEM

CENTRO DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

INDICE DE SUPORTE CALIFORNIA

NOME R.A.

BÁRBARA JÚLIA DE SOUZA MOTA 79244

JEAN CARLOS DA SILVA LEMOS 81051

ENGENHARIA CIVIL

LABORATÓRIO DE PAVIMENTAÇÃO

TURMA: 2596/003

MARINGÁ

2015

1

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO ........................................................................................................................................ 2

2. REVISÃO TEÓRICA .............................................................................................................................. 3

3. MATERIAIS E MÉTODOS .................................................................................................................... 4

3.1 MOLDAGEM DOS CORPOS DE PROVA E COMPACTAÇÃO: ...................................................... 4

3.2 EXPANSÃO:.......................................................................................................................................... 4

3.3 PENETRAÇÃO: .................................................................................................................................... 5

4. RESULTADOS E ANÁLISES ................................................................................................................ 6

4.1 COMPACTAÇÃO ................................................................................................................................. 6

4.2 EXPANSÃO ........................................................................................................................................... 7

4.3 ÍNDICE DE SUPORTE CALIFÓRNIA - CBR ................................................................................... 12

5. CONCLUSÕES E DISCUSSÕES ......................................................................................................... 22

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................................. 23

2

1. INTRODUÇÃO

Para que se obtenha uma estrutura durável e segura faz-se necessário conhecer os materiais que

serão empregados na execução desta, bem como a base sobre a qual ela será executada. Dessa forma,

além de caracterizar os agregados e ligantes, para pavimentação deve-se avaliar o solo que suportará

o pavimento. Assim, devido às necessidades mencionadas, aderiu-se a um ensaio que pudesse prever

o comportamento dos solos em subleitos de pavimentos por meio de um índice, denominado Índice

de Suporte Califórnia (ISC), que fornece, além da relação de resistência com um corpo de prova

padronizado, a expansão do solo.

A fim de quantificar a resistência do solo em estudo e sua expansão em condição saturada, o

ensaio de Índice de Suporte Califórnia foi realizado e descrito nos procedimentos seguintes com as

devidas análises de resultados.

3

2. REVISÃO TEÓRICA

O ensaio CBR foi criado pelo Departamento de Estradas de Rodagem da California (USA) e

consiste na determinação da relação entre a pressão necessária para produzir uma penetração de um

pistão num corpo de prova de solo, e a pressão necessária para produzir a mesma penetração em uma

mistura padrão de brita estabilizada granulometricamente (resistência 100%). Essa relação é expressa

em porcentagem. Através do ensaio de CBR é possível saber qual será a expansão de um solo sob um

pavimento quando estiver saturado, e fornece indicações da perda de resistência do solo com a

saturação. Apesar de ter um caráter empírico, o ensaio de CBR é mundialmente difundido e serve de

base para dimensionamento para pavimentações flexíveis.

Em relação à compactação o ensaio pode ser realizado de duas formas: moldando-se um corpo de

prova com teor de umidade próximo ao ótimo (determinado previamente em ensaio de compactação)

ou moldando-se corpos de prova para o ensaio de compactação (em teores de umidade crescentes),

com posterior ensaio de penetração desses mesmos corpos de prova, obtendo-se simultaneamente os

parâmetros de compactação e os valores de CBR.

Para a compactação do corpo de prova vale os mesmos critérios da norma que regulamenta a

compactação, ou seja, opta-se entre as três possíveis energias (normal, intermediária ou modificada)

e com o soquete grande ou pequeno faz-se a compactação do corpo de prova de acordo com o número

de golpes determinado em cada camada.

Os valores de pressão obtidos com o ensaio CBR são comparados ao padrão (Equação 1),

determinado com brita graduada e correspondente à 100% de resistência.

𝐶𝐵𝑅 =𝑝𝑟𝑒𝑠𝑠ã𝑜 𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑎

𝑝𝑟𝑒𝑠𝑠ã𝑜 𝑝𝑎𝑑𝑟ã𝑜. 100 (1)

4

3. MATERIAIS E MÉTODOS

O ensaio CBR é constituído de três etapas: compactação do solo em corpos de prova através do

ensaio de Proctor, cálculo de expansão através da imersão do corpo de prova em água e ensaio de

penetração.

3.1 MOLDAGEM DOS CORPOS DE PROVA E COMPACTAÇÃO:

O solo foi compactado com cinco teores de umidade de acordo com o método Proctor, isto é,

a amostra foi compactada em um cilindro de 150mm de diâmetro e 125mm de altura com base

perfurada, contendo um disco espaçador ao fundo (expansão do solo) e folhas de papel filtro, em

cinco camadas com energia de compactação normal (Proctor normal) com doze golpes por camada .

Após a compactação, retirou-se o molde da base perfurada, invertendo-o para retirada do disco

espaçador. A massa do conjunto foi aferida. Determinou-se o teor de umidade e a massa específica

do solo, o que possibilitou o traçado da curva de compactação.

3.2 EXPANSÃO:

Realizada a compactação e, portanto, obtidos os valores de densidade máxima e teor de

umidade ótimo do solo, adicionou-se uma sobrecarga (maior que 4,536 Kg) ao cilindro do corpo de

prova e o imergiu em água por quatro dias para verificar a expansão do solo por meio de uma haste

ligada à um extensômetro com uma leitura inicial maior que zero, para aferir possíveis retrações do

solo.

Os valores de expansão ou retração foram dados a partir da diferença de leituras no

extensômetro e calculando-se a expansão axial do material em relação à altura inicial do corpo-de-

prova.

Passados os quatro dias, com leituras realizadas à cada 24 horas (em mm), o corpo de prova

foi retirado da imersão e sem a sobrecarga escoou por, aproximadamente, quinze minutos para retirar

o excesso de água. Após o escoamento da água foi realizada a pesagem do conjunto com solo.

5

3.3 PENETRAÇÃO:

Saturou-se os corpos de prova durante quatro dias para considerar-se a condição mais

desfavorável, ou seja, o solo saturado. Feito isso, mediu-se a resistência à penetração de cada um

deles mediante a pressão na base superior da amostra, de um pistão com 4,96 cm de diâmetro com

uma velocidade de penetração de 1,27 mm/min, em uma prensa onde foram realizadas leituras em

um extensômetro, da penetração do solo. As leituras do extensômetro do anel mediam seus

encurtamentos diametrais provenientes da atuação das cargas.

No gráfico de aferição do anel tem-se a correspondência entre as leituras lidas no

extensômetro do anel e as cargas atuantes. As cargas correspondentes foram determinadas através do

extensômetro, integrante do anel dinamométrico, por meio destas leituras e da curva de aferição,

conhecendo-se as cargas atuantes no pistão que divididas pela área forneceram as pressões aplicadas

à amostra. As curvas pressão-penetração, em casos de inflexão no início da curva, tiveram que ser

corrigidas devido aos efeitos provenientes da irregularidade do corpo de prova.

Todo o procedimento é padronizado no Brasil pelo DNER, através da norma rodoviária

DNER-ME 049/94 e também pela NBR 9895-87. Além disso, utiliza-se a NBR 7182/1986 - Solo –

Ensaio de compactação para a obtenção do ISC.

6

4. RESULTADOS E ANÁLISES

4.1 COMPACTAÇÃO

Os dados obtidos para este ensaio foram coletados de todas as 8 turmas. Sendo assim, a partir

do ensaio de compactação foram obtidos os resultados do solo ensaiado, contido na Tabela 1.

ENSAIO DE COMPACTAÇÃO

CILINDRO N⁰ 1 6 2 3 9 5 7 4

ÁGUA ACRESCENTADA (g)

PESO DO CILINDRO (gf) 5503 5544 5314 5527 5600 5252 5455 5663

VOLUME DO CILINDRO V(cm³) 2073,3 2078,8 2094,1 2079,1 2080 2090 2085,9 2077,7

PESO DO CILINDRO + SOLO ÚMIDO (gf) 9229 9649 9775 10029 10133 9822 10000 10155

PESO DO SOLO ÚMIDO (gf) 3726 4105 4461 4502 4533 4570 4545 4492

NÚMERO DE GOLPES POR CAMADA (un) 26 26 26 26 26 26 26 26

PESO ESP. DO SOLO ÚMIDO (gf/cm³) 1,795 1,975 2,13 2,165 2,179 2,187 2,179 2,162

DETERMINAÇÃO DO TEOR DE UMIDADE

CÁPSULA N⁰ 3 1 18 16 5 13 s/n 17

AMOSTRA ÚMIDA + CÁPSULA (g) 93,21 121,19 117,98 111,21 119,51 120,28 104,47 105,64

AMOSTRA SECA + CÁPSULA (g) 88,66 113,26 109,78 102,86 110,10 109,84 95,42 95,75

MASSA DE ÁGUA (g) 4,55 7,93 8,20 8,35 9,41 10,44 9,05 9,89

MASSA DE CÁPSULA (g) 25,52 25,32 28,96 25,49 26,31 23,36 22,75 24,18

MASSA DE SÓLIDOS (g) 63,14 87,94 80,82 77,37 83,79 86,48 72,67 71,57

UMIDADE (%) 7,21 9,02 10,15 10,79 11,23 12,07 12,45 13,82

PESO ESP. APAR. DO SOLO SECO (g/cm³) 1,674 1,811 1,934 1,954 1,959 1,951 1,938 1,900

Tabela 1 - Peso específico úmido e umidade do solo para cada amostra.

Gráfico 1 - Umidade (%) x Peso Específico Aparente Seco (kN/m³) para cada amostra

1,650

1,700

1,750

1,800

1,850

1,900

1,950

2,000

7,00 8,00 9,00 10,00 11,00 12,00 13,00 14,00 15,00

PES

O E

SP. A

PA

REN

TE D

O S

OLO

SEC

O (

G/C

M³)

UMIDADE (%)

CURVA DE COMPACTAÇÃO

7

Com os dados obtidos da Tabela 1 e demonstrados graficamente conforme apresentado no

Gráfico 1, conclui-se que, com o aumento do teor de umidade melhora a compactação do solo, isso

se dá pelo fato da água preencher os vazios do solo e melhorando a interação no dos grãos do solo,

no entanto a partir de um ponto o solo passa do ponto de saturação, e a compactação passa a diminuir

novamente, ou seja a água que atuava como um elo de ligação dos grãos do solo agora em quantidade

demasiada prejudica a interação dos grãos, desta forma verificou-se que o ponto teor de umidade

ótima foi de 11,20%, onde este valor corresponde ao peso específico aparente seco máximo.

4.2 EXPANSÃO

Após terminado o ensaio de compactação do solo, as oito amostras de solo foram separadas e

destinadas para o tanque de água onde ficaram em repouso por quatro dias. A altura do corpo de prova

de cada cilindro está contida na Tabela 2

CILINDRO ALTURA

(MM)

1 113,9

6 114.0

2 114,5

3 113,9

9 113,9

5 113,9

7 113,9

4 113,9

Tabela 2 – Altura dos corpos de prova.

Os resultados obtidos para a expansão foram obtidos com as diferenças de leituras realizadas

diariamente no intervalo de quatro dias e esta diferença é dividida pela altura do corpo, presente na

Tabela 2, os resultados para cada corpo de prova estão contidos nas tabelas 3 a 10.

DATA HORA LEITURA DIFERENÇA (%)

31.7 11:00 2,00 0 0

1.8 11:00 3,35 1,35 1,18525

2.8 11:00 3,37 0,02 0,017559

3.8 11:00 3,38 0,01 0,00878

4.8 11:00 3,39 0,01 0,00878

Tabela 3 – Dados do ensaio de expansão do solo do cilindro 1.

8


31.7 11:00 1,00 0 0

1.8 11:00 1,29 0,29 0,254386

2.8 11:00 1,31 0,02 0,017544

3.8 11:00 1,32 0,01 0,008772

4.8 11:00 1,32 0,00 0



31.7 11:00 1,00 0 0

1.8 11:00 1,04 0,04 0,034934

2.8 11:00 1,06 0,02 0,017467

3.8 11:00 1,07 0,01 0,008734

4.8 11:00 1,07 0,00 0



31.7 11:00 1,00 0 0

1.8 11:00 1,01 0,01 0,00878

2.8 11:00 1,02 0,01 0,00878

3.8 11:00 1,02 0,00 0

4.8 11:00 1,02 0,00 0



31.7 11:00 1,00 0 0

1.8 11:00 1,08 0,08 0,070237

2.8 11:00 1,09 0,01 0,00878

3.8 11:00 1,09 0,00 0

4.8 11:00 1,09 0,00 0



31.7 11:00 1,00 0 0

1.8 11:00 1,04 0,04 0,035119

2.8 11:00 1,06 0,02 0,017559

3.8 11:00 1,06 0,00 0

4.8 11:00 1,06 0,00 0



31.7 11:00 1,00 0 0

1.8 11:00 1,11 0,11 0,096576

2.8 11:00 1,13 0,02 0,017559

3.8 11:00 1,10 -0,03 -0,02634

4.8 11:00 1,08 -0,02 -0,01756


9


31.7 11:00 1,00 0 0

1.8 11:00 1,02 0,02 0,017559

2.8 11:00 1,03 0,01 0,00878

3.8 11:00 1,01 -0,02 -0,01756

4.8 11:00 1,00 -0,01 -0,00878


Com os dados obtidos do ensaio de expansão, é possível realizar a confecção de um gráfico para cada

corpo de prova ensaio, onde este gráficos apresentam os valores em expansão pela data de leitura, os

gráficos para cada corpo de prova estão representados nos Gráficos de 2 a 9

Gráfico 2 – Expansão (%) por Data de leitura para o cilindro 1.


-0,2

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

30.7 31.7 31.7 1.8 1.8 2.8 2.8 3.8 3.8 4.8 4.8

EXP

AN

SÃO

(%

)

DATA DA LEITURA

-0,05

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

30.7 31.7 31.7 1.8 1.8 2.8 2.8 3.8 3.8 4.8 4.8

EXP

AN

SÃO

(%

)

DATA DA LEITURA

10




0

0,005

0,01

0,015

0,02

0,025

0,03

0,035

0,04

30.7 31.7 31.7 1.8 1.8 2.8 2.8 3.8 3.8 4.8 4.8

EXP

AN

SÃO

(%

)

DATA DA LEITURA

-0,002

0

0,002

0,004

0,006

0,008

0,01

0,012

30.7 31.7 31.7 1.8 1.8 2.8 2.8 3.8 3.8 4.8 4.8

EXP

AN

SÃO

(%

)

DATA DA LEITURA

-0,01

0

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

0,07

0,08

30.7 31.7 31.7 1.8 1.8 2.8 2.8 3.8 3.8 4.8 4.8

EXP

AN

SÃO

(%

)

DATA DA LEITURA

11




-0,005

0

0,005

0,01

0,015

0,02

0,025

0,03

0,035

0,04

30.7 31.7 31.7 1.8 1.8 2.8 2.8 3.8 3.8 4.8 4.8

EXP

AN

SÃO

(%

)

DATA DA LEITURA

-0,04

-0,02

0

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

0,12

30.7 31.7 31.7 1.8 1.8 2.8 2.8 3.8 3.8 4.8 4.8

EXP

AN

SÃO

(%

)

DATA DA LEITURA

-0,02

-0,015

-0,01

-0,005

0

0,005

0,01

0,015

0,02

30.7 31.7 31.7 1.8 1.8 2.8 2.8 3.8 3.8 4.8 4.8

EXP

AN

SÃO

(%

)

DATA DA LEITURA

12

De acordo com o Manual de Pavimentação do DNIT (2006, p. 136) a expansão máxima

aceitável é de 0,5%, desta forma é possível verificar que pelos gráficos de expansão por data de leitura

de cada corpo de prova que o corpo de prova obteve expansão acima do limite, nos cilindros 7 e 4

além de apresentar expansão estes também apresentaram retração, porem esta ficou dentro do limite

aceitável, nas demais amostras apresentaram expansão, mas estas sempre dentro do limite aceitável.

Gráfico 10 – Expansão máxima (%) pela Umidade (%) de cada amostra de solo

Pelo gráfico 10, pode-se analisar que as amostras com teor de umidade mais elevado

apresentavam valores de expansão menores, e ainda vale ressaltar que nos corpos de prova com teor

de umidade mais elevado estes apresentaram além da expansão, a retração. Para que se tenha uma

expansão controlada, é necessário que ao menos o solo tenha umidade no valor de 8,5 %.

4.3 ÍNDICE DE SUPORTE CALIFÓRNIA - CBR

Após os 4 dias de repouso do ensaio de expansão, os corpos de prova foram submetidos ao

ensaio de Índice de Suporte Califórnia, onde foi obtida a penetração de cada amostra em função da

pressão exercida pelo equipamento descrito anteriormente, e ainda tendo em mente que os corpos de

prova tinham teores de umidade diferentes, para a determinação do CBR (California Bearing Ratio),

foram utilizadas as Equações 1 e 2.

𝐶𝐵𝑅2.54 =𝑃2.54

70∗ 100% Equação 1.

𝐶𝐵𝑅5.08 =𝑃5.08

105∗ 100% Equação 2.

0,000

0,200

0,400

0,600

0,800

1,000

1,200

1,400

7 8 9 10 11 12 13 14

EXP

AN

SÃO

(%

)

UMIDADE (%)

13

Para a determinação dos CBR’s foram empregados os índices de pressão padrão (kgf/cm²) os

valores de 70 e 105 para as penetrações de 0,1 e 0,2 pol. (2,54mm e 5,08mm) respectivamente

estabelecidos pela norma rodoviária DNER ME 049/1994. Os valores de P2.54 e P5.08 da equação

acima, foram encontrados utilizando a equação de calibração da prensa de CBR, onde encontra-se o

valor da carga. Dividindo-se a carga pela área da base do pistão, obtém-se as pressões P2.54 e P5.08.

O CBR então será a pressão calculada dividido pela pressão padrão correspondente às

penetrações padrões citadas anteriormente, ainda tendo conhecimento de que o diâmetro da agulha

de penetração tem valor de 4,96 cm e por consequência a área da base da agulha tem o valor de 19,32

cm², e a equação de calibração da curva é dada pela Equação 3.

𝑌 = 2.1819 ∗ 𝑋 + 11.5650 Equação 3.

Desta forma, os resultados dos cálculos do CBR estão contidos nas Tabelas 11 a 19.

PEN. TEMPO (MIN)

LEITURA 0,001 mm

PRESSÃO (Kgf/cm²) CBR (%)

CALC. CORRIG.

0,63 0,50 9 1,61

1,27 1,00 14 2,18

1,90 1,50 17 2,50

2,54 2,00 18 2,63 2,63 3,76

3,17 2,50 20 2,86

3,81 3,00 21 2,97

4,44 3,50 22 3,08

5,08 4,00 24 3,31 3,31 3,15

6,35 5,00 26 3,53

7,62 6,00 28 3,76

8,89 7,00 30 3,99

10,16 8,00 32 4,21

11,43 9,00 34 4,44

12,70 10,00 35 4,55

Tabela 11 – Dados do ensaio de penetração do cilindro 1.

14

PEN. TEMPO (MIN)

LEITURA 0,001 mm


CALC. CORRIG.

0,63 0,50 45 5,68

1,27 1,00 67 8,16

1,90 1,50 74 8,95

2,54 2,00 78 9,41 9,41 13,44

3,17 2,50 82 9,86

3,81 3,00 85 10,20

4,44 3,50 87 10,42

5,08 4,00 89 10,65 10,65 10,14

6,35 5,00 94 11,21

7,62 6,00 97 11,55

8,89 7,00 101 12,00

10,16 8,00 104 12,34

11,43 9,00 108 12,79

12,70 10,00 112 13,25


PEN. TEMPO (MIN)

LEITURA 0,001 mm


CALC. CORRIG.

0,63 0,50 128 15,05

1,27 1,00 203 23,52

1,90 1,50 249 28,72

2,54 2,00 282 32,44 32,44 46,35

3,17 2,50 304 34,93

3,81 3,00 315 36,17

4,44 3,50 318 36,51

5,08 4,00 318 36,51 36,51 34,77

6,35 5,00 316 36,28

7,62 6,00 316 36,28

8,89 7,00 316 36,28

10,16 8,00 320 36,73

11,43 9,00 326 37,41

12,70 10,00 333 38,20


15

PEN. TEMPO (MIN)

LEITURA 0,001 mm


CALC. CORRIG.

0,63 0,50 43 5,45

1,27 1,00 114 13,47

1,90 1,50 168 19,57

2,54 2,00 217 25,10 25,10 35,86

3,17 2,50 258 29,73

3,81 3,00 298 34,25

4,44 3,50 332 38,09

5,08 4,00 363 41,59 41,59 39,61

6,35 5,00 416 47,57

7,62 6,00 458 52,32

8,89 7,00 489 55,82

10,16 8,00 510 58,19

11,43 9,00 522 59,54

12,70 10,00 520 59,32


PEN. TEMPO (MIN)

LEITURA 0,001 mm


CALC. CORRIG.

0,63 0,50 34 4,44

1,27 1,00 89 10,65

1,90 1,50 126 14,83

2,54 2,00 165 19,23 19,23 27,47

3,17 2,50 207 23,97

3,81 3,00 238 27,47

4,44 3,50 262 30,18

5,08 4,00 285 32,78 32,78 31,22

6,35 5,00 326 37,41

7,62 6,00 363 41,59

8,89 7,00 392 44,86

10,16 8,00 414 47,35

11,43 9,00 430 49,16

12,70 10,00 443 50,62


16

PEN. TEMPO (MIN)

LEITURA 0,001 mm


CALC. CORRIG.

0,63 0,50 8 1,50

1,27 1,00 18 2,63

1,90 1,50 31 4,10

2,54 2,00 46 5,79 5,79 8,28

3,17 2,50 64 7,83

3,81 3,00 85 10,20

4,44 3,50 106 12,57

5,08 4,00 128 15,05 15,05 14,34

6,35 5,00 175 20,36

7,62 6,00 224 25,89

8,89 7,00 271 31,20

10,16 8,00 316 36,28

11,43 9,00 362 41,48

12,70 10,00 405 46,33


PEN. TEMPO (MIN)

LEITURA 0,001 mm


CALC. CORRIG.

0,63 0,50 6 1,28

1,27 1,00 10 1,73

1,90 1,50 19 2,74

2,54 2,00 29 3,87 12,80 18,29

3,17 2,50 42 5,34

3,81 3,00 57 7,04

4,44 3,50 73 8,84

5,08 4,00 99 11,78 29,00 27,62

6,35 5,00 179 20,81

7,62 6,00 251 28,94

8,89 7,00 289 33,23

10,16 8,00 318 36,51

11,43 9,00 344 39,44

12,70 10,00 369 42,27


17

PEN. TEMPO (MIN)

LEITURA 0,001 mm


CALC. CORRIG.

0,63 0,50 4 1,05

1,27 1,00 6 1,28

1,90 1,50 10 1,73

2,54 2,00 13 2,07 2,07 2,95

3,17 2,50 18 2,63

3,81 3,00 22 3,08

4,44 3,50 26 3,53

5,08 4,00 31 4,10 4,10 3,90

6,35 5,00 41 5,23

7,62 6,00 51 6,36

8,89 7,00 63 7,71

10,16 8,00 76 9,18

11,43 9,00 112 13,25

12,70 10,00 169 19,68


A partir dos resultados encontrados, pode-se traçar as seguintes curvas de penetração em

função da pressão exercida pela agulha para cada uma das amostras com umidades diferentes.

Gráfico 11 – Pressão (Kgf/cm²) por penetração do cilindro 1.

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00

PR

ESSÃ

O (

KG

/CM

²)

PENETRAÇÃO (MM)

18




4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

9,00

10,00

11,00

12,00

13,00

14,00

0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00

PR

ESSÃ

O (

KG

/CM

²)

PENETRAÇÃO (MM)

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

40,00

0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00

PR

ESSÃ

O (

KG

/CM

²)

PENETRAÇÃO (MM)

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00

PR

ESSÃ

O (

KG

/CM

²)

PENETRAÇÃO (MM)

19




0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00

PR

ESSÃ

O (

KG

/CM

²)

PENETRAÇÃO (MM)

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

14,00

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00

PR

ESSÃ

O (

KG

/CM

²)

PENETRAÇÃO (MM)

20


Observando os gráficos das penetrações em função da pressão exercida pela agulha, pode-se

verificar que onde obteve-se os maiores valores de CBR, correspondiam com as mesmas faixas de

umidade, onde o peso especifico aparente seco foi máximo, e portanto valores próximos da umidade

ótima, vale ressaltar que para o cilindro 7 obteve-se um ponto de inflexão na curva de penetração por

pressão, desta forma para a obtenção do valor de pressão, foi necessário realizar uma correção,

traçando uma reta tangente ao ponto de inflexão e no local onde a reta tangente toca a abcissa, obteve-

se uma constante que somada com a abcissa para as penetrações de 0,1 e 0,2 polegadas (2,54 mm e

5,08mm), e rebatendo de volta na curva de penetração por pressão, encontra-se o valore de pressão

corrigida.

Para a determinação da curva do CBR, adotou-se o maior valor obtidos para as penetrações

de 2,54 mm e 5,08 mm, os valores máximos de CBR para cada corpo de prova está contido na Tabela

19.

Umidade CBR

7,21 3,76

9,02 13,44

10,15 46,35

10,79 39,61

11,23 31,22

12,07 14,34

12,45 11,22

13,82 3,90

Tabela 19 – CBR para cada teor de umidade.

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

14,00

0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00

PR

ESSÃ

O (

KG

/CM

²)

PENETRAÇÃO (MM)

21

De posse destes valores é possível realizar a confecção do gráfico de CBR por teor de

umidade, como está representado no Gráfico 19.

Gráfico 19 - CBR (%) pela Umidade (%) de cada amostra de solo.

Com os resultados obtidos dos ensaios de compactação do solo e o ensaio de penetração é

possível realizar uma relação entre estes dois ensaios, onde para ambos dependem do ponto de um

ponto de umidade ótima, onde para o ensaio de compactação, analisando o Gráfico 1, a umidade

ótima obtida foi de 11,1 %, e para o ensaio de CBR a umidade ótima, analisando o Gráfico 19, a

umidade ótima foi de 10,3%. Desta maneira, a partir da análise gráfica verificou-se que a umidade

ótima não é necessariamente igual, na relação destes dois fatores.

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

40,00

45,00

50,00

7 8 9 10 11 12 13 14 15

CB

R (

%)

UMIDADE (%)

22

5. CONCLUSÕES E DISCUSSÕES

Pela execução deste ensaio foi possível observar o quão importante é necessário ter

conhecimento do solo sobre o qual se realizará o pavimento asfáltico, principalmente com relação ao

teor de umidade presente na região, pois para uma quantidade baixa de teor de umidade o solo é muito

seco e não tem uma perfeita comunicação dos seus grânulos, e para quantidade elevada o solo

apresentará menores valores de peso especifico aparente seco, o que diminuirá a resistência, outro

fator essencial para a análise de um solo para a utilização é a expansão.

Este ensaio é constituído de três etapas, a primeira etapa realizada foi o ensaio de compactação

do solo, onde para este ensaio obteve-se um gráfico de peso especifico aparente seco por umidade,

que foi utilizado para a determinação do teor de umidade ótima, que é onde o valor de peso especifico

aparente seco é máximo, apresentando um valor de 11,1 %, a segunda etapa consistia de deixar os

corpos de provas previamente compactados em um tanque de agua por quatro dias realizando leitura

diariamente para a verificação das amostras quanto à expansão, onde este valor não poderia

ultrapassar 0,5 %, que é o limite de expansão aceitável, nesta etapa do ensaio verificou-se que apenas

o cilindro 1 não obteve valores aceitáveis, mesmo em outros dois cilindros (cilindros 7 e 4)

apresentaram além de expansão, também retenção, porém estes valores não ultrapassaram o valor

aceitável, a última etapa foi o ensaio de determinação do CBR, onde para este obteve-se um gráfico

de CBR por umidade, onde foi observado que no maior valor de umidade, foi obtido um teor de

umidade de 10,3 %.

A partir do gráfico de CBR por teor de umidade, é possível a obtenção do CBR (Índice de

Suporte Califórnia), cujo valor encontrado foi de cerca de 47 %, classificando este valor obtido com

o critério do Highway Research Bureau, tem-se que a qualidade do solo analisado é boa, e este solo

pode ser utilizado tanto para base quanto para sub-base.

Analisando a viabilidade deste ensaio, observou-se algumas vantagens, como a simplicidade

de execução que não demanda cálculos de grande complexibilidade, o fato do ensaio de CBR fornecer

resultados reconhecidos mundialmente e também ser o ensaio mais utilizado para o dimensionamento

de pavimentos flexíveis no Brasil, porem algumas das desvantagens deste ensaio é que demanda uma

grande quantidade de amostra a ser utilizada, além do tempo de saturação do solo que é de quatro

dias, tornando um ensaio de muito lenta realização.

23

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTE. MANUAL DE

PAVIMENTAÇÃO. Rio de Janeiro, 2006.

DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM. DNER-ME 049: Solos –

Determinação do Índice de Suporte Califórnia utilizando amostras não trabalhadas. Rio de Janeiro,

1994.

http://www.civilnet.com.br/ENGCIVIL-FUNDACOES.html. acessado em 22 agosto de 2015.

INDICE DE SUPORTE CALIFORNIA. Disponível em: <http://www.latersolo.com.br/wp-

content/uploads/2015/02/4-CAPACIDADE-DE-SUPORTE-CBR.pdf>. Acessado em 24 de Agosto

de 2015.

Documents

Indice de Suporte California