O Índice de Suporte Califórnia (CBR) é um parâmetro amplamente utilizado na engenharia geotécnica e pavimentação para avaliar a capacidade de suporte dos solos. Desenvolvido pelo Departamento de Transportes da Califórnia nos anos 1920, o ensaio CBR é essencial para o projeto de pavimentos rodoviários, determinando a espessura necessária das camadas de sub-base, base e revestimento.

Objetivo do Ensaio CBR

O objetivo principal do ensaio CBR é determinar a resistência do solo e sua capacidade de suportar cargas. Esse índice permite comparar a resistência de um solo com a de um solo padrão, fornecendo uma medida relativa da sua qualidade e adequação para uso em estradas e aeroportos.

Equipamento e Preparação da Amostra

Para a realização do ensaio CBR, são necessários os seguintes equipamentos:

• Cilindro metálico com 152 mm de diâmetro e 178 mm de altura.
• Prensa de CBR com pistão de penetração com 50 mm de diâmetro.
• Soquete de compactação.
• Disco espaçador, pesos para sobrecarga e placa de perfuração.

Preparação da Amostra

1. Coleta de Amostra: A amostra de solo é coletada no campo, garantindo que represente as condições reais do local.
2. Compactação: A amostra é compactada em camadas no cilindro metálico, utilizando o equipamento de compactação adequado, geralmente um soquete manual ou mecânico.
3. Saturação: A amostra compactada é saturada com água, simulando as condições de campo em períodos de alta umidade ou chuva.

Procedimento do Ensaio

1. Montagem: A amostra saturada é colocada na máquina de ensaio, e um disco espaçador é posicionado sobre a amostra. Pesos adicionais podem ser adicionados para simular a sobrecarga da pavimentação.
2. Penetração: O pistão de penetração é movido para baixo a uma velocidade constante de 1,27 mm/min, e a força necessária para penetrar a amostra é registrada a cada 0,64 mm de penetração, até atingir 7,62 mm.
3. Cálculo do CBR: A força de penetração registrada é comparada com a força necessária para penetrar um solo padrão. O índice CBR é calculado pela fórmula:

CBR (%)= (Carga padrão/Carga aplicada na amostra​)×100

Os valores típicos de carga padrão são:

• 13,2 kN para 2,54 mm de penetração.
• 19,95 kN para 5,08 mm de penetração.

Análise dos Resultados

Os resultados do ensaio CBR são apresentados como uma porcentagem que indica a qualidade do solo. Valores mais altos de CBR indicam solos com maior capacidade de suporte, adequados para pavimentação com menor espessura. Valores baixos indicam necessidade de tratamento ou reforço do solo.

Classificação dos Solos

• CBR > 80%: Solos de excelente qualidade, geralmente areia ou cascalho bem graduados.
• CBR 20-80%: Solos de qualidade moderada, necessitando de alguma estabilização ou reforço.
• CBR < 20%: Solos de baixa qualidade, inadequados para uso direto em pavimentação sem tratamento significativo.

Aplicações na Engenharia

O índice CBR é amplamente utilizado em:

1. Projeto de Pavimentos Rodoviários: Determinação da espessura das camadas de pavimento, sub-base e base.
2. Avaliação de Solos para Aeroportos: Projeto de pistas de pouso e taxiamento.
3. Estudos de Viabilidade: Avaliação da adequação do solo para construção de estradas e outras infraestruturas de transporte.
4. Controle de Qualidade: Verificação da compactação e resistência de solos em obras de pavimentação.

Conclusão

O ensaio de Índice de Suporte Califórnia (CBR) é uma ferramenta essencial na engenharia geotécnica e de pavimentação, proporcionando uma medida confiável da capacidade de suporte dos solos. Seus resultados são fundamentais para garantir a durabilidade e a segurança das estruturas de pavimentação, otimizando o uso de materiais e recursos no desenvolvimento de infraestruturas viárias.

Referências

• ASTM D1883: Standard Test Method for CBR (California Bearing Ratio) of Laboratory-Compacted Soils.
• AASHTO T193: Standard Method of Test for The California Bearing Ratio.
• ABNT NBR 9895:2020 – Solo – Determinação do Índice de Suporte Califórnia (CBR) – Método de ensaio.
• DNIT 172/2016 – ME: Solos – Determinação do Índice de Suporte Califórnia utilizando amostras não trabalhadas – Método de ensaio.