Aula 04 Unip

7/21/2019 Aula 04 Unip

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MECÂNICA DOS SOLOS EGEOLOGIA

CLASSIFICAÇÃO ECOMPACTAÇÃO DO SOLO

CAMPUS BRASÍLIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

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Estado das areia - Compacidade

• Índice de vazio não é suficiente pararepresentar o estado de uma areia

1. SOLOS

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Descrição da areia emin emax

Areia uniforme de grãos angulares 0,70 1,10

Areia bem graduada de grãosangulares

0,45 0,75

Areia uniforme de grão arredondados 0,45 0,75

0,65Areia bem graduada de grãosarredondados

0,35 0,65

1. SOLOS

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Classificação CR

Areia fofa 0,33

Areia de m!diacom"acidade

0,33CR0,66

Areia com"ac#a $0,66

minmax

max

ee

eeCRnat

−

−=

1. SOLOS

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Estado das argilas – Consistência

• O estado das argilas são indicados pelaresistência.

σ

ε

σ

1. SOLOS

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Estado das argilas – Consistência

• ClassificaãoClassificação R%&'a(

)ui#o mole *5)ole *5 a 50

)!dia 50 a 100

Ri+a 100 a *00

)ui#o ri+a *00 a 400

Dura $ 400

1. SOLOS

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Estado das argilas – !ensitividade

• Conceito – reduão da resistência "uando aargila é manuseada. Est# associada a estrutura

das part$culas.ensi#i-idade Classificação

1 .nsensi#i-a

1 a * /aixa sensi#i-idade

* a 4 )!dia sensi#i-idade

4 a ensi#i-a

$ l#ra2sensi#i-idade

%molgada

aindeformad

R

RS =

1. SOLOS

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CLASSIFICAÇÃO DO SOLOSO objetivo da classificaço dos solos! sob o "o#to de

vista de e#$e#%a&ia! ' "ode& esti(a& o "&ov)vel

co("o&ta(e#to do solo o*! "elo (e#os ! o de o&ie#ta& o

"&o$&a(a de i#vesti$aço #ecess)&io "a&a "e&(iti& a

ade+*ada a#)lise de *( "&oble(a $eot'c#ico.

A classificação dos solos é feita em duas etapas: A classificação dos solos é feita em duas etapas:

1a Etapa (Classificação preliminar) – durante a coleta no campo é

feita com base na textura, aparência da amostra, cor, cheiro, presença

de matéria orgnica, pro!"!el composição mineral#gica, hist#riageol#gica, etc$

%a Etapa – consiste na determinação das caracter&sticas f&sicas do

solo, atra!és dos ensaios de laborat#rio, chamados de ensaios de

caracteri'ação$

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Os solos so classificados de (odo a fo&(*la& ('todosde "&ojeto baseados e( al$*(as "&o"&iedades de cada$&*"o. Deste (odo fo&a( dese#volvidos dive&sossiste(as de classificaço! cada *( ade+*ado a *(a*tili,aço o* ('todo de "&ojeto.

E-iste( v)&io siste(as de classificaço

Classificaço $&a#*lo('t&ica

Classificaço t&ili#ea&

Siste(a /#ificado 0S/CS

Classificaço T23 0a#ti$a 423

Classificaço MCT 0 Metodolo$ia de solos t&o"icais

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS

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Classificaço 5&a#*lo('t&ica

Solos Grossos Solos Grossos&& solos com φ ≥ '(')*mm e suas part$culas tem forma

arredondada poliédrica( e angulosa.

Pedregulho: !ão classificados como pedregul+o as part$culas de solo com dimens,esmaiores "ue ('mm /0E1( 234( %5246

Areia& as part$culas com dimens,es entre ('mm e '(')*mm /0E16( ('mm e '('7mm

2346 ou ainda ('mm e '('8mm %5046.

Solos Finos Solos Finos "uando as part$culas "ue constituem o solo possuem dimens,esmenores "ue '(')*mm /0E16( ou '('8mm %5046

Argila: % fraão granulométrica do solo classificada como argila di9metro inferior a'(''mm6 se caracteriza pela sua plasticidade marcante.

Silte solos de granulaão fina apresentam pouca ou nen+uma plasticidade.

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CLASSICAÇÃO T2ILI6EA2

iagrama rilinear iagrama rilinear

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SISTEMA /6IFICADO 0S/CS

Co#side&a "o&ce#ta$e#s de "ed&e$*l%os! a&eias e

fi#os! fo&(a da c*&va $&a#*lo('t&ica!"lasticidade e co("&essibilidade.

A classificaço *#ificada f*#da(e#ta7se• 6a te-t*&a8

• 6a "lasticidade8

1. SOLOS


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SISTEMA/6IFICADO DECLASSIFICAÇÃO

DE SOLOS 0S/CS

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SISTEMA /6IFICADO 0S/CS

Ped&e$*l%oGW Ped&e$*l%os be( $&ad*ados o* (ist*&as de a&eia

e "ed&e$*l%o co( #e#%*( fi#o

SOLOS DEPed&e$*l%os

50% ou mais dase( fi#os GP Ped&e$*l%os (a* $&ad*ados o* (ist*&as de a&eia

e "ed&e$*l%o co( "o*co o* #e#%*( fi#o

52AD/AÇÃO52OSSA

fração graúda retida

na peneira n o 4 Ped&e$*l%oG Ped&e$*l%os siltosos o* (ist*&as de "ed&e$*l%o!

a&eia e silteco( fi#os G! Ped&e$*l%os a&$ilosos o* (ist*&as de

"ed&e$*l%o! a&eia e a&$ila

mais de 50%

retido na A&eias A&eias se( SW A&eias be( $&ad*adas o* a&eias"ed&e$*l%osas!

co( "o*co o* #e#%*( fi#os

peneira n o "00 mais de 50% da

fração graúda

fi#os SP A&eias (al $&ad*adas o* a&eias co("ed&e$*l%osas co( "o*co o* #e#%*( fi#os

passando na A&eias co( S A&eiassiltosas 9 (ist*&as de a&eia e silte peneira n o 4 fi#os S! A&eias a&$ilosas 9 (ist*&as de a&eia e a&$ila

# Siltes i#o&$:#icos 9 a&eias (*ito fi#as 9 a&eiasfi#as siltosas e a&$ilosas

SOLOS DE

52AD/AÇÃO

Siltes e A&$ilas

; L< =>

!# A&$ilas i#o&$:#icas de bai-a e ('dia "lasticidade

7 a&$ilas"ed&e$*l%osas! a&e#osas e siltosasFI6A $# Siltes o&$:#icos 9 a&$ilas siltosas o&$:#icas de

bai-a "lasticidade

50% ou mais

passando na Siltes e A&$ilas Siltes 9 A&eias fi#as o*siltes (ec:#icos 9 Siltes

"l)sticos peneira ; L? => ! A&$ilas i#o&$:#icas de alta "lasticidade

n o "00 $ A&$ilas o&$:#icas de alta e ('dia "lasticidade

Solos alta(e#te o&$:#icos P& T*&fas e o*t&os solos alta(e#te o&$:#icos

Ped&e$*l%oGW Ped&e$*l%os be( $&ad*ados o* (ist*&as de a&eia

e "ed&e$*l%o co( #e#%*( fi#o

SOLOS DEPed&e$*l%os

50% ou mais dase( fi#os GP Ped&e$*l%os (a* $&ad*ados o* (ist*&as de a&eia

e "ed&e$*l%o co( "o*co o* #e#%*( fi#o

52AD/AÇÃO52OSSA

fração graúda retida

na peneira n o 4 Ped&e$*l%oG Ped&e$*l%os siltosos o* (ist*&as de "ed&e$*l%o!

a&eia e silteco( fi#os G! Ped&e$*l%os a&$ilosos o* (ist*&as de

"ed&e$*l%o! a&eia e a&$ila

mais de 50%

retido na A&eias A&eias se( SW A&eias be( $&ad*adas o* a&eias"ed&e$*l%osas!

co( "o*co o* #e#%*( fi#os

peneira n o "00 mais de 50% da

fração graúda

fi#os SP A&eias (al $&ad*adas o* a&eias co("ed&e$*l%osas co( "o*co o* #e#%*( fi#os

passando na A&eias co( S A&eiassiltosas 9 (ist*&as de a&eia e silte peneira n o 4 fi#os S! A&eias a&$ilosas 9 (ist*&as de a&eia e a&$ila

# Siltes i#o&$:#icos 9 a&eias (*ito fi#as 9 a&eiasfi#as siltosas e a&$ilosas

SOLOS DE

52AD/AÇÃO

Siltes e A&$ilas

; L< =>

!# A&$ilas i#o&$:#icas de bai-a e ('dia "lasticidade

7 a&$ilas"ed&e$*l%osas! a&e#osas e siltosasFI6A $# Siltes o&$:#icos 9 a&$ilas siltosas o&$:#icas de

bai-a "lasticidade

50% ou mais

passando na Siltes e A&$ilas Siltes 9 A&eias fi#as o*siltes (ec:#icos 9 Siltes

"l)sticos peneira ; L? => ! A&$ilas i#o&$:#icas de alta "lasticidade

n o "00 $ A&$ilas o&$:#icas de alta e ('dia "lasticidade

Solos alta(e#te o&$:#icos P& T*&fas e o*t&os solos alta(e#te o&$:#icos

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SISTEMAS 423% classificaão 4.2.34.2.3. :ig+;a< 1esearc+ 5oard6 tem origem na

classificaão do Public Roads Administration. =undamenta-se na

granulometria( limite de li"uidez e $ndice de plasticidade e foi

proposta para analisar materiais para >ase e su>->ase de pavimentos

Os solos são classificados em grupos( de %-? a %-).

Siste(a de Classificaço 2odovi)&io

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CLASSIFICAÇÃO T23 0A6TI5A 423

A classificaço T23 f*#da(e#ta7se

• 6a te-t*&a8

• 6a "lasticidade8

• 6o @#dice de 5&*"o O #dice de $&*"o 'calc*lado a "a&ti& dos &es*ltados $&a#*lo('t&icos ede "lasticidade.


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CLASSIFICAÇÃO MCT

A (etolo$ia MCT teve o&i$e( #os est*dos elabo&ados"o& Pa&so#s 01B e foi i#t&od*,ida #o 3&asil "o&6o$a(i e illibo& 01B>. Este siste(a de classificaço!"elas "&G"&ias di(e#sHes dos co&"os de "&ova 0=>-=>(( se desti#a aos solos fi#os.

0,5

1

1,5

*

0 0,5 1 1,5 * *,5 3

Coeficien#e c

4 n d i c e e

3A

A

A

573

A

@ A @ater$tico

0 A 0ão @ater$tico% A %reia

%B A %renoso

B A %rgiloso

!B A !iltoso

1. SOLOS


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CLASSIFICAÇÃO MCT

C*+E - . olos de comportamento nãolater&tico

* . olos de comportamentolater&tico

/023 -++reias -+4+renosos -4iltosos -/4+rgilosos *++reias *+4+renosos */4+rgilosos/0+-*35E06+ 726C+

(56-E0+6) (1)

areias,areiassiltosas,siltes

(8)

areiassiltosas,areias

argilosas

siltessiltes

arenososargilosos

(9, m)

argilas,argilas

arenosas esiltosas

areiascom

poucaargila

areiasargilosas,

argilasarenosas

argilas,argilas

arenosas

Capacidade

de

56-6 C:0sem

imersão

(;)

muito alto < =>alto 1% . =>médio ? – 1%

baixo @ ?

alto amédio

alto médio aalto

alto alto alto amuito alto

alto

uporte (%) 2erda desuporte por imersão (;)

alta < A>média ?>.A>baixa @ ?>

médiaa baixa baixa alta alta baixa baixa baixa

Expansão (;) (%) alta < =média >,B – =

baixa baixa alta alta amédia

baixa baixa baixa

Contração (;) (%) média >,B – =baixa @ >,B

baixa .média

baixa amédia

média alta amédia

baixa baixa amédia

média aalta

2ermeabilidadelog9 (cms) (%)

alta < (.=)média (.=)a(.D)baixa @ (.D)

médiaa

altabaixa

médiaa

baixa

baixaa

média

médiaa

baixabaixa baixa

2lasticidade(;)

altamédiabaixa

62< =>A . =>@ A

*< A>

=> . A>@ =>

baixaa -2

média a-2

média aalta

alta -2 abaixa

baixa amédia

média aalta

203206E+E 726C+ 3 /023 3 3*3(1) 8 F 8uart'o, m F micas, 9 F caulinitas(%) corpos de pro!a compactados na umidade #tima da energia normal, com sobrecarga padrão 8uandopertinente, sem fração retida na peneira de %mm de abertura

C*+E - . olos de comportamento nãolater&tico

* . olos de comportamentolater&tico

/023 -++reias -+4+renosos -4iltosos -/4+rgilosos *++reias *+4+renosos */4+rgilosos/0+-*35E06+ 726C+

(56-E0+6) (1)

areias,areiassiltosas,siltes

(8)

areiassiltosas,areias

argilosas

siltessiltes

arenososargilosos

(9, m)

argilas,argilas

arenosas esiltosas

areiascom

poucaargila

areiasargilosas,

argilasarenosas

argilas,argilas

arenosas

Capacidade

de

56-6 C:0sem

imersão

(;)

muito alto < =>alto 1% . =>médio ? – 1%

baixo @ ?

alto amédio

alto médio aalto

alto alto alto amuito alto

alto

uporte (%) 2erda desuporte por imersão (;)

alta < A>média ?>.A>baixa @ ?>

médiaa baixa baixa alta alta baixa baixa baixa

Expansão (;) (%) alta < =média >,B – =

baixa baixa alta alta amédia

baixa baixa baixa

Contração (;) (%) média >,B – =baixa @ >,B

baixa .média

baixa amédia

média alta amédia

baixa baixa amédia

média aalta

2ermeabilidadelog9 (cms) (%)

alta < (.=)média (.=)a(.D)baixa @ (.D)

médiaa

altabaixa

médiaa

baixa

baixaa

média

médiaa

baixabaixa baixa

2lasticidade(;)

altamédiabaixa

62< =>A . =>@ A

*< A>

=> . A>@ =>

baixaa -2

média a-2

média aalta

alta -2 abaixa

baixa amédia

média aalta

203206E+E 726C+ 3 /023 3 3*3(1) 8 F 8uart'o, m F micas, 9 F caulinitas(%) corpos de pro!a compactados na umidade #tima da energia normal, com sobrecarga padrão 8uandopertinente, sem fração retida na peneira de %mm de abertura

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Ã

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COMPACTAÇÃO DEFI6IÇÃO Aço (ec:#ica

"o& (eio da +*al se i("He ao

solo *(a &ed*ço de se* #dicede va,ios 0vs.

Si(ila&idade co( Ade#sa(e#to

+*a#to J &ed*ço de va,ios

Solo

K$*a

A&

Solo

K$*a

A&

%ntes daCompactaão

%pDs aCompactaão

COMPACTAÇÃO DOS SOLOS

Ã

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Dife&e#ça do "&ocesso de Ade#sa(e#to – +*a#to ao (eio• ade#sa(e#to 77? e-"*lso de )$*a• co("actaço 77? e-"*lso de a&

– +*a#to ao te("o• ade#sa(e#to 77? le#to• co("actaço 77? &)"ido

Efeito da co("actaço –

(el%o&ia das "&o"&iedades (ec:#icas e%id&)*licas do solo d 0ef f*#ço 0ti"o de solo! ti"o de co("actaço!

e#e&$ia a"licada! estado i#icial do solo


Ã

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Ti"os de co("actaço – Est)tica

• co("&esso 0&olo liso

• a(assa(e#to 0&olo "' de ca&#ei&o

– Di#:(ica

• i("acto

• vib&atG&ia


Ã

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TEO2IA DA COMPACTAÇÃO

P&octo&! 1B Co("actaço! *(a f*#ço de N va&i)veis

– "eso es"ecfico a"a&e#te seco! d – teo& de *(idade! ;

– e#e&$ia 0i#cl*i#do ('todo de co("actaço e # de"assadas

– ti"o de solo 0$&adaço! (i#e&alo$ia! +*(ica


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2elaço 0 - ; co(o ela va&ia

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2elaço d 0 d - ;! co(o ela va&ia

– 2a(o seco 9 Co( o a*(e#to de ; a s*cço di(i#*i eo* al*b&ificaço e#t&e os $&os a*(e#ta! co( isso

τ

di(i#*i"e&(iti#do a co("actaço e co#se+e#te a*(e#to de d

– 2a(o Q(ido 9 Co#ti#*a#do o a*(e#to de ;! co( a ocl*so dafase a& $e&a7se "&esso #e*t&a "ositiva! di(i#*i#do a e#e&$iaefetiva de co("actaço e! "o&ta#to! d

R Ã

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I6FL/R6CIA DA E6E25IA DE COMPACTAÇÃO

@in+a tima

@in+a de !aturaão

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I6FL/R6CIA DA E6E25IA

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I6FL/R6CIA DO TIPO DE SOLO

Labo&atG&io


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P2OP2IEDADES DO SOLO COMPACTADO

Pe&(eabilidade

• e a#isot&o"ia de ' f*#ço de 0;! d

• (#

≈ ;Gt

0$e&al(e#te

Co("&essibilidade 7 f*#ço do #vel de te#sHes

• f*#ço do #vel de te#sHes e de 0;! d

- solos co("actados #o &a(o Q(ido so (aisco("&essveis +*e os co("actados #o &a(o seco

- solos co("actados co( (e#o& e#e&$ia so (ais

co("&essveis


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2esist#cia &e$&a $e&al

7 as a(ost&as co("actadas #o &a(o seco t(&esist#cias s*"e&io&es J+*elas co("actadas #o &a(oQ(ido

7 a &esist#cia #o &a(o Q(ido sof&e i#fl*#cia do

('todo de co("actaço devido Js dife&e#ças deest&*t*&a i#d*,idas "o& esses ('todos.

P2OP2IEDADES DO SOLO COMPACTADO


Ã

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1*,0

1*,5

13,0

13,514,0

14,5

15,0

15,5

16,016,5

17,0

16 17 1 18 *0 *1 ** *3 *4 *5 *6 *7 * *8 30 (;)

d

( 9 - C m = )

Fi$*&a 7 C*&vas de sat*&aço

wS

S

sw

W s

d

....γ γ

γ γ γ +

=

C/2A DE SAT/2AÇÃO


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EST2/T/2A DOS SOLOS

COMPACTADOS 2a(o seco

"o*ca )$*a! "&edo(i#:#cia defo&ças de at&aço 77? est&*t*&afloc*lada

2a(o Q(ido

(*ita )$*a! "&edo(i#:#cia defo&ças de &e"*lso 77? est&*t*&adis"e&sa 0o&ie#tada


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EST2/T/2A DO SOLO COMPACTADO

6-G*H-C6+ + +0+IJ3

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6-G*H-C6+ + +0+IJ3

0i

d

i ot f

0i4

0f4

0f

0

F 1>>;

Fi$*&a . I#fl*#cia da sat*&aço #o solo co("actado


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@6DICE DE S/PO2TE CALIFU26IA 0C32 5e#e&alidades

– e#saio base de ('todo de di(e#sio#a(e#to de"avi(e#tos &odovi)&ios

– o&i$e( E/A! 1BB! E#$o. Po&te& – i#t&od*,ido #o 3&asil "elo E#$ M*&ilo Lo"es 0dec.

>

P&i#c"io – P&oc*&a7se obte& *( #Q(e&o 0C32 +*e e-"&essa a

&elaço e#t&e a &esist#cia a "e#et&aço de *( "istode di:(et&o defi#ido #o solo e( est*do e e( *(

(ate&ial "ad&o! #o caso a b&ita.



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@6DICE DE S/PO2TE CALIFU26IA 0C32

Co#siste #a dete&(i#aço da &elaço e#t&e a "&esso#ecess)&ia "a&a "&od*,i& *(a "e#et&aço de *( "isto

#*( co&"o7de7"&ova co("actado e a "&esso #ecess)&ia"a&a "&od*,i& a (es(a "e#et&aço #*(a b&ita"ad&o#i,ada..



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O3VETIOS

– Obte& as co#diçHes es"ecificadas "a&a o ca("o 0 d! ; – Obte& *( (ate&ial c*jo co("o&ta(e#to ' o desejado

• 2esist#cia• Co("&essibilidade Defo&(abilidade• Pe&(eabilidade

• I#c%a(e#to co#t&aço



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IMPO2TA6TE Pa&a +*e o co("o&ta(e#to seja o desejado ' #ecess)&io

+*e

– #o ca("o o (ate&ial seja se(el%a#te ao do labo&atG&io8 – A *(idade de co("actaço seja a "&evista8 – O ti"o de co("actaço e a e#e&$ia seja se(el%a#te a de

labo&atG&io.


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EW/IPAME6TOSDE

COMPACTAÇÃO

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• 1olo pé de carneiro

• patas longas

• compactaão de >aixo para cima

• desnecess#rio preparar superf$cie para nova camada• Cilindros ocos com lastros de areia ou #gua

permite regular pressão6

• >aixa velocidade --F >aixa produtividade• sempre "ue poss$vel são su>stitu$dos por outrose"uipamentos de maior produão

• ade"uados para solos coesivos

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• 1olos tipo GtampingHe de pneus

– são os mais utilizados atualmente

– patas curtas tronco cInicas GtampingH6

– compactaão de cima para >aixo

– press,es mais elevadas

– camadas de pe"uena espessura ' a J' cm6

– tratamento de superf$cie umidecimento e

gradeamento6

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• Kro>lemas na compactaão&

– solos muito argilosos• dificuldades de secagem

• dificuldades de +omogeneizaão

– solos muito Lmidos• formaão de G>orrac+udosH

• e"uipamento afunda

• empolamento lateral

• volta parcialmente M situaão inicial el#stico6

• estrutura é afetada

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– !olu,es para o caso de solos muito Lmidos

• aeraão nas #reas de empréstimo escarificaão egradeamento6

• drenagem 0% alto6 com valetas e trinc+eiras

• proteão de superf$cie lonas( camada asf#ltica(compactaão6

• secamento artificial secagem em usina6

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• !olos muito secos( são de dif$cil compactaão – correão de umidade

• irrigaão aspersão6 e gradeamento na praa• irrigaão na #rea de empréstimo• umedecimento por su>mersão

• /eve-se fazer o selamento da superf$cie para evitar oumedecimento por c+uva

• rolo liso ou de pneus• inclinaão da praa

Aula 04 Unip

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