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VOLUME 12 / ME-7
EMPRESA DE MANUTENÇÃO E LIMPEZA URBANA
ASSUNTO: MÉTODOS DE ENSAIOS PARA PAVIMENTAÇÃO
ENSAIO NORMAL, INTERMEDIÁRIO E MODIFICADO DE COMPACTAÇÃO DE SOLOS
DATA
2003
ME-7
MÉTODOS DE ENSAIO
ENSAIO NORMAL, INTERMEDIÁRIO E MODIFICADO
DE COMPACTAÇÃO DE SOLOS
DOCUMENTO DE CIRCULAÇÃO EXTERNA
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2003
ÍNDICE
PÁG.
1. INTRODUÇÃO ................................................................................................. 3
2. OBJETIVO ....................................................................................................... 3
3. REFERÊNCIAS E NORMAS COMPLEMENTARES ....................................... 3
4. APARELHAGEM ............................................................................................. 4
5. ENERGIA DE COMPACTAÇÃO...................................................................... 5
6. EXECUÇÃO DO ENSAIO ................................................................................ 6
7. CÁLCULOS.................................................................................................... 11
8. RESULTADOS............................................................................................... 12
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DATA
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1. INTRODUÇÃO
Este método de ensaio adotado pela PCR corresponde à NBR 7182 de Agosto/86, da
ABNT.
2. OBJETIVO
Este método prescreve o procedimento para determinar a relação entre o teor de
umidade e a massa específica aparente seca de solos quando compactados, de acordo
com o procedimento especificado.
3. REFERÊNCIAS E NORMAS COMPLEMENTARES
Na aplicação desta Norma é necessário consultar:
• NBR-NM-ISO 2395:97 – Peneiras de Ensaio e Ensaio de Peneiramento – Vocabulário;
• NBR-NM-ISO 3310-1:97 – Peneiras de Ensaio – Requisitos Técnicos e Verificação –
Parte 1 – Peneiras de Ensaio com Tela de Tecido Metálico;
• NBR-NM-ISO 3310-2:97 – Peneiras de Ensaio – Requisitos Técnicos e Verificação –
Parte 2 – Peneiras de Ensaio com Chapa Metálica Perfurada;
• ME-1 – Método de Ensaio – Amostras de solo - Preparação para ensaios de
compactação e ensaios de caracterização – Método de Ensaio, da PCR;
• ME-2 – Método de Ensaio – Grãos de solo que passam na peneira de 4,8 mm –
Determinação de massa específica real dos grãos de solo - Método de Ensaio, da PCR;
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• ME-3 – Método de Ensaio – Grãos de pedregulho retidos na peneira de 4,8 mm –
Determinação da massa específica, da massa específica aparente e da absorção de
água, da PCR.
4. APARELHAGEM
A aparelhagem necessária para a execução do ensaio é a seguinte:
a) Balanças que permitam pesar nominalmente 10 kg e 200 g, com resoluções de 1 g e
0,01 g, respectivamente, e sensibilidades compatíveis;
b) Peneiras de 19 e 4,8 mm, de acordo com as normas NBR-NM-ISO 2395:97, NBRNMISO 3310-1:97 e NBR-NM-ISO 3310-2:97;
c) Estufa capaz de manter a temperatura entre 105oC e 110oC;
d) Cápsulas metálicas, com tampa, para determinação de teor de umidade;
e) Bandejas metálicas de 75 x 50 x 5 cm;
f) Régua de aço biselada com comprimento de 30 cm;
g) Espátulas de lâmina flexível com aproximadamente 10 cm e 2 cm de largura e 12 cm
de comprimento, respectivamente;
h) Cilindro metálico pequeno (cilindro de proctor): compreende o molde cilíndrico, sua
base e cilindro complementar de mesmo diâmetro (colarinho); as dimensões a serem
respeitadas estão indicadas na Figura 1;
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i) Cilindro metálico grande (cilindro de CBR): compreende o molde cilíndrico, sua base,
cilindro complementar de mesmo diâmetro (colarinho) e disco espaçador metálico; as
dimensões a serem respeitadas estão indicadas na Figura 2;
j) Soquete pequeno: consiste de um soquete metálico com massa de (2.500 ± 10) g e
dotado de dispositivo de controle de altura de queda (guia), que é de (305 ± 2) mm;
dimensões a serem respeitadas na Figura 3;
k) Soquete grande: consiste de um soquete metálico com massa de (4.536 ± 10) g e
dotado de dispositivo de controle de altura de queda (guia), que é de (457 ± 2) mm; as
dimensões a serem respeitadas na Figura 4;
l) Provetas de vidro com capacidade de 1.000 cm³, 200 cm³ e 100 cm³ e com graduações
de 10 cm³, 2 cm³ e 1 cm³, respectivamente;
m) Desempenadeira de madeira com 13 cm x 25 cm;
n) Extrator de corpo-de-prova;
o) Conchas metálicas com capacidade de 1.000 cm³ e 500 cm³;
p) Base rígida, preferencialmente de concreto, com massa superior a 100 kg;
q) Papel filtro com diâmetro igual ao do molde empregado.
5. ENERGIA DE COMPACTAÇÃO
As energias de compactação especificadas neste método são: normal, intermediária e
modificada. Na Tabela 1 estão assinaladas as características inerentes à energia.
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Tabela 1
Energias de compactação
O cilindro pequeno pode ser utilizado somente quando a amostra, após a preparação,
passa integralmente na peneira 4,8 mm.
6. EXECUÇÃO DO ENSAIO
6.1 ENSAIO REALIZADO COM REUSO DE MATERIAL, SOBRE AMOSTRAS PREPARADAS COM
SECAGEM PRÉVIA ATÉ A UMIDADE HIGROSCÓPICA
a) Fixar o molde cilíndrico à sua base, acoplar o cilindro complementar e apoiar o
conjunto em uma base rígida. Caso se utilize o cilindro grande, colocar o disco
espaçador. Se necessário, colocar uma folha de papel, filtro com diâmetro igual ao do
molde utilizado, de modo a evitar a aderência do solo compactado com a superfície
metálica da base ou do disco espaçador.
b) Tomar a amostra preparada para ensaios com reuso de material de acordo com o
Método de Ensaio – ME-1, da PCR.
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c) Na bandeja metálica, com auxílio da proveta de vidro, adicionar água destilada,
gradativamente e removendo continuamente o material, de forma a se obter o teor de
umidade em torno de 5% abaixo do teor de umidade ótima presumível.
Para determinados solos, a uniformização da umidade, quando da incorporação da água
no material seco até a umidade de higroscópica, pode apresentar algumas dificuldades.
Neste caso, recomenda-se que a amostra a ser ensaiada, após a adição da água e o
revolvimento do material, seja colocada em saco plástico vedado e mantida em processo
de cura numa câmara úmida durante 24 horas. Antes da compactação, deve-se proceder
a um revolvimento adicional da amostra.
Para o ensaio realizado sem reuso do material, proceder de forma análoga, para cada
uma das porções a serem ensaiadas. Quando for adotado este procedimento, o mesmo
deve ser explicitado junto com os resultados.
d) Após completa homogeneização do material, proceder à sua compactação, atendo-se
ao soquete, número de camadas e número de golpes por camada, correspondentes à
energia desejada, como especificado no Capítulo 4. Os golpes do soquete devem ser
aplicados perpendicularmente e distribuídos uniformemente sobre a superfície de cada
camada,
sendo
que
as
alturas
das
camadas
compactadas
devem
resultar
aproximadamente iguais. A compactação de cada camada deve ser precedida de uma
ligeira escarificação da camada subjacente.
Quando o corpo-de-prova estiver sendo moldado para a realização de outros ensaios
(CBR, compressão simples, permeabilidade), a determinação do teor de umidade, h,
deve ser feita com uma porção da amostra remanescente na bandeja, retirada
imediatamente após a compactação da segunda camada, e de acordo com o Método de
Ensaio – ME-1, da PCR. Neste caso, fica sem efeito o procedimento preconizado na
alínea g.
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e) Após a compactação da última camada, retirar o cilindro complementar depois de
escarificar o material em contato com a parede do mesmo, com auxílio de espátula.
Deve haver um excesso de, no máximo, 10 mm de solo compactado acima do molde que
deverá ser removido e rasado com auxílio de régua biselada. Feito isso, remover o molde
cilíndrico de sua base e, no caso do cilindro pequeno, rasar também a outra face.
f) Pesar o conjunto, com resolução de 1 g e por subtração do peso do molde cilíndrico,
obter o peso úmido do solo compactado, Ph.
g) Com auxílio do extrator, retirar o corpo-de-prova do molde e do centro do mesmo,
tomar uma amostra para determinação do teor de umidade, h, de acordo com o Método
de Ensaio – ME-1, da PCR.
h) Destorroar o material, com auxílio da desempenadeira e da espátula, até que passe
integralmente na peneira de 4,8 mm ou na de 19 mm, respectivamente, conforme a
amostra, após preparada, tenha ou não passado integralmente na peneira de 4,8 mm.
i) Juntar o material assim obtido com o remanescente na bandeja e adicionar água
destilada, revolvendo o material, de forma a incrementar o teor de umidade de
aproximadamente 2%.
j) Repetir as operações descritas nas alíneas a e d em diante, até se obter cincos pontos,
sendo dois no ramo seco, um próximo ao teor de umidade ótima, preferencialmente no
ramo seco, e dois no ramo úmido da curva de compactação.
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6.2 ENSAIO REALIZADO SEM O REUSO DO MATERIAL, SOBRE AMOSTRAS PREPARADAS COM
SECAGEM PRÉVIA ATÉ A UMIDADE HIGROSCÓPICA
Tomar a amostra preparada para ensaios sem reuso de material, de acordo com o
Método de Ensaio – ME-1, da PCR e dividi-la em cinco porções iguais.
A seguir, com cada uma dessas porções proceder como descrito nas alíneas “a” e “c” a
“g” do item 6.1, ressalvando que a primeira porção deve estar com o teor de umidade em
torno de 5% abaixo do teor de umidade ótima presumível, a segunda com umidade 2%
superior à primeira, e assim por diante.
As porções ensaiadas devem ser desprezadas e, dos cinco pontos obtidos ao final do
ensaio, dois devem estar no ramo seco, um próximo ao teor de umidade ótima,
preferencialmente no ramo seco, e dois no ramo úmido da curva de compactação.
6.3 ENSAIO REALIZADO COM O REUSO DE MATERIAL, SOBRE AMOSTRAS PREPARADAS A 5%
ABAIXO DO TEOR DE UMIDADE ÓTIMA PRESUMÍVEL
Tomar a amostra preparada para ensaio sem reuso de material de acordo com o Método
de Ensaio – ME-1, da PCR.
A seguir, proceder como descrito nas alíneas “a” e “c” a “j” do item 6.1.
6.4 ENSAIO REALIZADO SEM REUSO DE MATERIAL, COM AMOSTRAS PREPARADAS A 5%
ABAIXO DO TEOR DE UMIDADE ÓTIMA PRESUMÍVEL
a) Tomar a amostra preparada para ensaio sem reuso de material, de acordo com o
Método de Ensaio – ME-1, da PCR e dividi-la em cinco porções iguais.
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b) Com a primeira porção, proceder com descrito nas alíneas “a” e “d” a “g” do item 6.1.
Para as demais porções proceder como descrito nas alíneas “a” e “c” a “g” do item 6.1,
ressalvando-se que a segunda porção deve estar com o teor de umidade 2% superior à
primeira, e assim por diante.
c) As porções ensaiadas devem ser desprezadas e, dos cinco pontos obtidos no final do
ensaio, dois devem estar no ramo seco, um próximo à umidade ótima,
preferencialmente no ramo seco, e dois no ramo úmido da curva da compactação.
6.5 ENSAIO REALIZADO SEM REUSO DE MATERIAL, SOBRE AMOSTRAS PREPARADAS A 3%
ACIMA DA UMIDADE ÓTIMA PRESUMÍVEL
a) Tomar a amostra de acordo com o Método de Ensaio – ME-1, da PCR, e dividi-la em
cinco porções iguais.
b) Com a primeira porção, proceder como descrito nas alíneas “a” e “d” a “g” do item 6.1.
Para as demais porções, proceder da mesma forma, ressalvando-se que a segunda
porção deve estar com umidade 2% inferior à primeira, e assim por diante. As condições
de umidade preconizadas devem ser obtidas por secagem das porções ao ar.
c) As porções ensaiadas devem ser desprezadas e, dos cincos pontos obtidos ao final do
ensaio, dois devem estar no ramo seco, um próximo à umidade ótima, preferencialmente
no ramo seco, e dois no ramo úmido da curva de compactação.
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7. CÁLCULOS
a) Determinar a massa específica aparente seca, utilizando-se a expressão:
onde:
ã s = massa específica aparente seca, em g/cm³;
Ph= peso úmido do solo compactado, em g;
V = volume útil do molde cilíndrico, em cm³, e
h = teor de umidade do solo compactado, em %.
b) Recomenda-se determinar a curva de saturação (relação entre a massa específica
aparente seca e o teor de umidade, para grau de saturação do solo igual a 100%)
utilizando-se a expressão:
onde:
γs = massa específica aparente seca, em g/cm³;
S = grau de saturação, igual a 100%;
h = teor de umidade, arbitrado na faixa de interesse, em %;
δ = massa específica dos grãos do solo, determinada de acordo com os Métodos de
Ensaios – ME-2 ou ME-3, da SVP/PMSP, em g/cm³; e
δa = massa específica da água, em g/cm³ ( considerar igual a 1,00 g/cm³).
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8. RESULTADOS
a) Curva de compactação
Utilizando coordenadas cartesianas normais, traçar a curva de compactação, marcandose em abscissas os teores de umidade, h, e em ordenadas as massas específicas
aparentes secas (γs) correspondentes. A curva resultante deve ter um formato
aproximadamente
parabólico.
b) Massa específica aparente seca máxima
Valor correspondente à ordenada máxima da curva de compactação, expresso com
aproximação de 0,01 g/cm³.
c) Teor de umidade ótima
Valor correspondente, na curva de compactação, ao ponto de massa específica seca
máxima, expresso com aproximação de 0,1%.
d) Curva de saturação
Recomenda-se traçar a curva de saturação, no mesmo desenho da curva de
compactação.
e) Características do ensaio
Indicar o processo de preparação da amostra, a energia e o cilindro de compactação
utilizados e o processo de execução do ensaio.
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Figura 1
Cilindro Pequeno (Proctor)
NOTAS: 1-DIMENSÕES EM mm.
2-(A) DIMENSÕES ESSENCIAIS.
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Figura 2
Cilindro grande (CBR)
NOTAS
1-DIMENSÕES EM mm.
2-(A) DIMENSÕES ESSENCIAIS.
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Figura 3
Soquete pequeno
NOTAS
1-DIMENSÕES EM mm.
2-(A) DIMENSÕES ESSENCIAIS.
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Figura 4
Soquete grande
NOTAS
1-DIMENSÕES EM mm.
2-(A) DIMENSÕES ESSENCIAIS.
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