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.
