Compactação de Solos e Base

Compactação é o preenchimento dos espaços (vazios) de uma camada, através do adensamento do solo, com aumento de capacidade de suporte do mesmo. Se a compactação não for bem executada, todas as camadas construídas acima podem ser comprometidas com futuros afundamentos e deformações do subleito.

Os rolos compactadores vibratórios são os equipamentos que executam este trabalho. O sistema vibratório é acionado através do giro em alta velocidade de um peso excêntrico, localizado no eixo central do cilindro, cuja rotação faz com que o cilindro execute movimentos de subida e descida com impacto no solo. A altura que o cilindro atinge desde o solo é denominada Amplitude de Vibração, medido em milímetros. A quantidade de impactos por segundo com que o cilindro golpeia o solo é chamado de Frequência de Vibração, medido em Hertz. 

 

A compactação por sistema vibratório apresenta vantagens em relação a compactação estática, que é executada pela ação do peso do equipamento. Já a vibração potencializa a força aplicada em até duas vezes e meia o peso operacional do compactador. As ondas de choques geradas provocam vibrações que reduzem o atrito interno entre as partículas do solo, assim facilitando a compactação.

 

Etapa inicial do processo construtivo de rodovias, a compactação das primeiras camadas da estrutura do futuro pavimento rodoviário é fundamental ter uma boa execução. Porém costuma não receber a devida importância, sem ter o mesmo controle de execução em relação às demais etapas do processo construtivo. É bastante comum que não haja o devido treinamento, acompanhamento e conferência do trabalho executado pelo operador do rolo. A cultura nas obras pelo Brasil é simplesmente “andar pra frente e pra trás”. Normalmente, o rolo é a primeira máquina que um trabalhador de obra opera. Geralmente sem orientação adequada.

O planejamento da execução da compactação também é falha em grande parte das obras pelo país. O ideal é que se faça um estudo do tipo de solo, a escolha de um modelo de rolo compactador ideal, o uso do cilindro correto (liso ou pata) e testes experimentais do número de passadas. O fenômeno da supercompactação (chamado também de sobrecompactação), que é o número de passadas em excesso, geralmente é desconhecido.

Os solos basicamente são divididos em dois grupos principais: coesivos e granulares (não-coesivos). Um solo é considerado coesivo quando mais de 35% de seu material é passante na peneira 200 (#200), que tem abertura de malha de 0,074 mm. Argila e Silte são os solos coesivos mais comuns no Brasil. Já um solo é classificado como granular quando menos de 35% do material passa na mesma peneira 200. Como exemplo, temos a Areia, Cascalhos, Britas, etc. O solo granular apresenta drenagem livre. Já o solo coesivo apresenta retenção de água.

 

Em determinadas regiões, em épocas de chuva, as obras simplesmente são interrompidas pelo excesso de umidade do solo. Esta é uma grande dificuldade das obras no Brasil, um país de solo predominantemente coesivo. Para possibilitar a compactação, é preciso que o solo esteja próximo de sua umidade ótima. Ou seja, nem muito seco, nem muito úmido. Se estiver muito seco, o atrito entre as partículas internas agem como forças contrárias ao adensamento do solo. Para isto, é necessário que haja umidade em pequena quantidade para “lubrificar” estes atritos internos e favorecer a compactação. Mas se o solo estiver com excesso de umidade, a presença de água em excesso nos vazios entre as partículas também age como uma força contrária à compactação.

 

O rolo compactador pode ser configurado com cilindro liso ou cilindro corrugado, chamado também de rolo pata ou pé-de-carneiro. O cilindro liso é destinado aos solos granulares, enquanto o cilindro pata é destinado aos solos coesivos, cuja função é aumentar a área de contato com o solo, potencializando a quebra da coesão entre as micropartículas e favorecendo a evaporação da água retida neste tipo de solo. Com uma menor umidade, o solo pode ser compactado. Se o solo coesivo estiver úmido, o efeito da passada do rolo compactador será como a de uma borracha, pois o solo deforma e volta ao seu volume original.

 

Muitos erros de execução são cometidos na etapa de terraplenagem. Os mais comuns são as passadas em excesso e a velocidade inadequada do rolo.  Se há passadas em demasia, o solo pode começar a desagregar. Após atingir sua densidade máxima, o excesso de forças aplicado ao solo provoca o efeito da sobrecompactação. Rachaduras, trincas e fissuras começam a surgir e provocar o efeito contrário a compactação. Já a velocidade inadequada de compactação, esta pode ser para menos ou para mais. Se a velocidade for baixa, os impactos da vibração do cilindro se sobrepõem uma as outras. Se a velocidade for alta, estes impactos não são aplicados de forma contínua no solo, com espaços sem receber a vibração. A velocidade ideal de compactação é de aproximadamente 4 km/h.

 

É muito comum encontrar nas obras rolos compactadores velhos e em mau estado de conservação. As tecnologias existentes nos rolos atuais são menosprezadas, embora sejam projetadas justamente para otimizar o trabalho de compactação. Como exemplo, os compactadores HAMM apresentam sistema de frequência e amplitude de vibração que se adapta ao tipo de solo (granular ou coesivo), controle de tração para trabalho em trechos íngremes e dispositivos que orientam o operador quanto aos parâmetros de compactação, como velocímetro e sensor para rolos lisos que detecta e informa o operador quanto ao preenchimento dos vazios do solo.