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
DATA HORA LEITURA DIFERENÇA (%)
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
Tabela 4 – Dados do ensaio de expansão do solo do cilindro 6.
DATA HORA LEITURA DIFERENÇA (%)
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
Tabela 5 – Dados do ensaio de expansão do solo do cilindro 2.
DATA HORA LEITURA DIFERENÇA (%)
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
Tabela 6 – Dados do ensaio de expansão do solo do cilindro 3.
DATA HORA LEITURA DIFERENÇA (%)
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
Tabela 7 – Dados do ensaio de expansão do solo do cilindro 9.
DATA HORA LEITURA DIFERENÇA (%)
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
Tabela 8 – Dados do ensaio de expansão do solo do cilindro 5.
DATA HORA LEITURA DIFERENÇA (%)
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
Tabela 9 – Dados do ensaio de expansão do solo do cilindro 7.
9
DATA HORA LEITURA DIFERENÇA (%)
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
Tabela 10 – Dados do ensaio de expansão do solo do cilindro 4.
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.
Gráfico 3 – Expansão (%) por Data de leitura para o cilindro 6.
-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
Gráfico 4 – Expansão (%) por Data de leitura para o cilindro 2.
Gráfico 5 – Expansão (%) por Data de leitura para o cilindro 3.
Gráfico 6 – Expansão (%) por Data de leitura para o cilindro 9.
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
Gráfico 7 – Expansão (%) por Data de leitura para o cilindro 5.
Gráfico 8 – Expansão (%) por Data de leitura para o cilindro 7.
Gráfico 9 – Expansão (%) por Data de leitura para o cilindro 4.
-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
PRESSÃO (Kgf/cm²) CBR (%)
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
Tabela 12 – Dados do ensaio de penetração do cilindro 6.
PEN. TEMPO (MIN)
LEITURA 0,001 mm
PRESSÃO (Kgf/cm²) CBR (%)
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
Tabela 13 – Dados do ensaio de penetração do cilindro 2.
15
PEN. TEMPO (MIN)
LEITURA 0,001 mm
PRESSÃO (Kgf/cm²) CBR (%)
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
Tabela 14 – Dados do ensaio de penetração do cilindro 3.
PEN. TEMPO (MIN)
LEITURA 0,001 mm
PRESSÃO (Kgf/cm²) CBR (%)
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
Tabela 15 – Dados do ensaio de penetração do cilindro 9.
16
PEN. TEMPO (MIN)
LEITURA 0,001 mm
PRESSÃO (Kgf/cm²) CBR (%)
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
Tabela 16 – Dados do ensaio de penetração do cilindro 5.
PEN. TEMPO (MIN)
LEITURA 0,001 mm
PRESSÃO (Kgf/cm²) CBR (%)
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
Tabela 17 – Dados do ensaio de penetração do cilindro 7.
17
PEN. TEMPO (MIN)
LEITURA 0,001 mm
PRESSÃO (Kgf/cm²) CBR (%)
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
Tabela 18 – Dados do ensaio de penetração do cilindro 4.
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
Gráfico 12 – Pressão (Kgf/cm²) por penetração do cilindro 9.
Gráfico 13 – Pressão (Kgf/cm²) por penetração do cilindro 2.
Gráfico 14 – Pressão (Kgf/cm²) por penetração do cilindro 3.
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
Gráfico 15 – Pressão (Kgf/cm²) por penetração do cilindro 9.
Gráfico 16 – Pressão (Kgf/cm²) por penetração do cilindro 5.
Gráfico 17 – Pressão (Kgf/cm²) por penetração do cilindro 7.
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
Gráfico 18 – Pressão (Kgf/cm²) por penetração do cilindro 4.
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.