ZPara a execução de um aterro utilizando a energia do Proctor Normal, foi realizado um aterro experimental com o objetivo de avaliar o número de ciclos do equipamento de compactação, estabelecendo um total de 8 ciclos por camada. O solo utilizado na obra apresentava uma umidade média próxima do valor ótimo definido pelos ensaios de compactação. Com a intenção de construir um aterro com elevada resistência, o construtor decidiu aumentar o número de passadas do compactador para um total de 12 ciclos por camada, resultando em um grau de compactação de 108 \%. No entanto, após a execução das primeiras camadas, ensaios realizados em amostras indeformadas mostraram que o solo compactado possuía uma resistência à compressão inferior ao valor estimado preliminarmente em laboratório. Explique o motivo dessa redução de resistência. Defina também duas medidas que poderiam ser adotadas para evitar a perda de resistência no aterro.

Passo 1

O enunciado trata de compactação de um solo pelo ensaio de Proctor Normal (energia padrão), em que originalmente se usavam 8 ciclos por camada e a umidade estava próxima da umidade ótima (w_{\rm opt}) do ensaio. O construtor aumentou para 12 ciclos gerando um grau de compactação de 108\%, mas constatou resistência à compressão in situ menor do que a prevista em laboratório. Vamos usar os conceitos de curva de compactação (relação entre umidade e densidade seca em diferentes energias) e os efeitos de excesso de energia sobre a estrutura do solo para explicar a perda de resistência e então propor duas ações corretivas.

Passo 2

Segundo a curva de compactação, para cada energia de compactação há uma umidade ótima w_{\rm opt} em que se atinge a máxima densidade seca \rho_{d\max}. Se aumentamos a energia (de 8 para 12 ciclos), a nova curva tem um \rho_{d\max} maior e um w_{\rm opt} menor. Como o solo foi mantido na umidade antiga (próxima do w_{\rm opt} de 8 ciclos), ao usar 12 ciclos essa umidade ficou acima do novo w_{\rm opt}, o que causa redução da sucção capilar e favorece a presença de água livre nos poros em excesso, reduzindo a resistência mecânica.
Além disso, excesso de passes do equipamento pode provocar esmagamento de partículas mais frágeis e aumento do teor de finos, alterando a granulação original. Esse “quebramento” aumenta a fração de partículas finas, reduzindo o atrito interno e, consequentemente, a resistência à compressão do solo compactado.

Passo 3

Portanto, a redução de resistência se deve a dois fenômenos simultâneos:
  1. umidade de compactação acima do w_{\rm opt} correspondente à energia real aplicada (12 ciclos), com queda de sucção e menor resistência;
  2. dano mecânico às partículas pelo excesso de passadas, gerando mais finos e reduzindo o atrito interno.

Passo 4

Medida 1: refazer ensaios de Proctor considerando a energia efetiva de campo (12 ciclos) para obter o novo w_{\rm opt} e a \rho_{d\max}. Em obra, controlar rigorosamente a umidade de camada para mantê-la dentro de \pm 2 p.p. do w_{\rm opt} recalculado.
Medida 2: limitar o número de passadas do rolo compactador ao valor recomendado pelo ensaio de Proctor Normal (8 ciclos), ou então usar um ensaio de Proctor Modificado se se deseja conservar mais energia de compactação. Assim evita-se o esmagamento excessivo das partículas e mantém-se a distribuição de granulometria projetada.

Resposta

A resistência caiu porque, ao aumentar a energia de compactação sem ajustar a umidade, o solo ficou acima do novo ponto ótimo (reduzindo sucção e resistência) e sofreu esmagamento de partículas (aumento de finos e queda do atrito interno).
Duas medidas para evitar isso são:
(a) refazer o Proctor para 12 ciclos e controlar a umidade em campo conforme o novo w_{\rm opt};
(b) não exceder o número de passadas do rolo determinado pelo Proctor Normal ou utilizar o Proctor Modificado como referência.

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