Ensaio CBR e Índice de Suporte Califórnia

O ensaio CBR (California Bearing Ratio), ou ensaio do Índice de Suporte Califórnia (ISC), mede a resistência de um solo compactado à penetração de um pistão padronizado e a expressa em porcentagem da resistência de uma brita padrão. O pistão, de 49,6 mm de diâmetro (19,32 cm²), penetra a 1,27 mm/min num corpo de prova que ficou 4 dias imerso em água, e a pressão lida em 2,54 mm e em 5,08 mm é dividida pela pressão-padrão da brita nessas penetrações: ISC (%) = pressão corrigida / pressão-padrão × 100, com 6,9 MPa a 2,54 mm e 10,35 MPa a 5,08 mm. Um ISC de 15 % significa que o solo resiste a 15 % do que resiste a brita de referência.

No Brasil o ensaio segue a ABNT NBR 9895:2025 e a DNIT 172/2016-ME, e o resultado é a base para aceitar materiais de subleito, reforço, sub-base e base e para dimensionar pavimentos flexíveis pelo método do DNER. A seguir estão o que o ensaio mede, as normas, o passo a passo das três fases, o cálculo com a correção da curva, um exemplo resolvido, os valores exigidos por camada, o uso no dimensionamento e os erros que mais distorcem o resultado.

O que é o ensaio CBR e para que serve

O ensaio CBR é um ensaio de laboratório de solos, empírico, que compara o comportamento de um solo com o de um material de referência. A sigla vem do inglês California Bearing Ratio; ISC é o nome em português. Os dois termos designam o mesmo ensaio e o mesmo número.

O que é um ensaio de CBR?

É um ensaio de penetração. Um pistão cilíndrico é empurrado com velocidade constante para dentro de um corpo de prova de solo compactado num molde, e a prensa registra a força a cada penetração. A força dividida pela área do pistão dá a pressão; no fundo, é um ensaio de compressão localizado, com controle de deslocamento. A pressão que o mesmo pistão precisa para penetrar uma pedra britada de referência, chamada pressão-padrão, corresponde por definição a ISC de 100 %. O ISC do solo é a razão entre as duas pressões, em porcentagem.

Por ser uma comparação com a brita, o ISC não é uma propriedade física do solo como o módulo de elasticidade. Ele depende da umidade de moldagem, da massa específica alcançada e da energia de compactação, e por isso a norma fixa todas essas condições. Mudou a condição, mudou o número.

Para que serve o ensaio de CBR?

O ensaio CBR serve para medir a capacidade de suporte do solo em comparação a uma brita padrão, e esse valor é fundamental na pavimentação, principalmente em estradas e rodovias. Na prática, ele tem dois usos. O primeiro é a aceitação de materiais: as especificações do DNIT fixam um ISC mínimo e uma expansão máxima para cada camada do pavimento. O segundo é o dimensionamento: no método do DNER, a espessura do pavimento sobre o subleito sai do ISC do subleito e do tráfego. Fora das rodovias, o mesmo índice entra no projeto de pavimentos de aeroportos, de pátios e pisos industriais apoiados no solo, de vias urbanas e de loteamentos, e no controle de jazidas e de aterros.

Que materiais o ensaio CBR avalia?

O ensaio CBR avalia solos e materiais granulares compactados: argilas e siltes de subleito, areias, pedregulhos, misturas de solo e brita e os materiais de reforço, sub-base e base. A fração retida na peneira de 19 mm é desprezada ou substituída antes da moldagem, conforme a quantidade, como mostra a preparação da amostra. Materiais estabilizados com cimento ou cal têm especificações próprias e, no dimensionamento mecanístico, são caracterizados por módulo de resiliência e fadiga, não só pelo ISC.

Compactação e CBR: qual a diferença?

São duas medições feitas sobre os mesmos corpos de prova. A compactação dos corpos de prova do CBR é feita no molde do próprio ensaio, com as energias da NBR 7182:2025 (ver o guia da compactação do solo e do ensaio Proctor), e dá a curva de umidade por massa específica aparente seca, com a umidade ótima e a massa específica seca máxima. Os mesmos corpos de prova seguem para a imersão de 96 horas, que mede a expansão, e depois para a penetração, que dá o ISC. As curvas de compactação, de ISC e de expansão são traçadas na mesma folha, com a mesma escala de umidade. A DNIT 172/2016-ME lê o ISC do solo na umidade ótima; a NBR 9895:2025 manda lê-lo na curva conforme o critério do projeto.

Origem do ensaio

O método foi criado no fim da década de 1920 por O. J. Porter, na California Division of Highways, para avaliar materiais de rodovias. Em 1942 o Corps of Engineers do exército dos Estados Unidos o adaptou para pistas de aeroportos militares, e foi essa versão que se difundiu. No Brasil, o método de dimensionamento de pavimentos flexíveis do antigo DNER, de Murillo Lopes de Souza, usa o CBR do subleito e das camadas, o que explica a presença do ensaio em praticamente todo laboratório de solos rodoviário. O ensaio é parte do dia a dia da engenharia civil de infraestrutura.

Principais normas para realização do Ensaio CBR / Índice de Suporte Califórnia

No Brasil há duas normas de método para o ensaio CBR, uma da ABNT e uma do DNIT, que coincidem nos pontos centrais: molde, pistão, imersão de 96 horas, velocidade de 1,27 mm/min, pressões-padrão e a regra de adotar o maior dos dois ISC. A preparação da amostra e a compactação têm normas próprias. As edições abaixo foram conferidas em 01/10/2026 no catálogo da ABNT (Target), no portal do DNIT (gov.br) e na loja da ASTM, e o texto da NBR 9895:2025 foi conferido em 05/10/2026.

Norma	Título	O que define no ensaio
ABNT NBR 9895:2025	Solo: Índice de suporte Califórnia (ISC): Método de ensaio	Método do ISC e da expansão em laboratório, com amostras deformadas e não reutilizadas de material que passa na peneira de 19 mm, no mínimo cinco corpos de prova
DNIT 172/2016-ME	Solos: Determinação do Índice de Suporte Califórnia utilizando amostras não trabalhadas	Aparelhagem, golpes por camada, imersão, penetração, Tabela 3 de pressões-padrão e correção da curva; cancela a DNER-ME 049/94
DNER-ME 162/94	Solos: ensaio de compactação utilizando amostras trabalhadas	Compactação com amostra reutilizada
DNIT 164/2013-ME	Solos: compactação utilizando amostras não trabalhadas	Compactação exigida nas especificações de camada
ABNT NBR 6457:2024	Solos: Preparação de amostras para ensaios de compactação, caracterização e determinação do teor de umidade	Secagem, destorroamento e teor de umidade da amostra
ABNT NBR 7182:2025	Solos: Ensaio de compactação	Relação entre umidade e massa específica seca (Proctor)
DNIT 459/2025-ME	Solos: Análise granulométrica	Granulometria do solo exigida nas especificações de camada; cancela as DNER-ME 051/94 e 080/94
DNIT 254/2023-ME	Solos: Compactação em equipamento miniatura: Mini-CBR e expansão	Versão miniatura do ensaio, em corpo de prova de 50 mm, para solos tropicais; cancela a DNER-ME 254/97
ASTM D1883-21	California Bearing Ratio (CBR) of Laboratory-Compacted Soils	Referência internacional; mesmas penetrações, com as pressões-padrão de 1.000 e 1.500 psi

Um ponto que confunde: a NBR 6457 não é o ensaio de compactação. Ela trata da preparação das amostras (secagem prévia, destorroamento, quarteamento e determinação do teor de umidade). As energias de compactação Proctor normal, intermediária e modificada pertencem à NBR 7182. A NBR 9895 teve edições em 1987, 2016 (com versão corrigida em 2017, confirmada em 2020) e 2025 (3ª edição, de julho de 2025, que cancela e substitui a de 2016); quem ainda cita a edição de 2016 em laudo novo deve atualizar a referência. A DNIT 172/2016-ME continua vigente (conferida na coletânea do DNIT em 01/10/2026). Fora do Brasil, além da ASTM D1883, existe a AASHTO T 193, o método da AASHTO para o mesmo ensaio.

A granulometria, que as especificações pedem junto com o ISC, também mudou de norma no DNIT. Para solos, vale a DNIT 459/2025-ME, aprovada em julho de 2025 e corrigida pela Errata 1 em abril de 2026, que cancelou a DNER-ME 051/94 e a DNER-ME 080/94; a equivalente da ABNT é a NBR 7181:2025. Para agregados, vale a DNIT 412/2025-ME, que substituiu a DNER-ME 083/98. As especificações de sub-base e base de 2010 ainda citam as normas antigas, e o laudo novo deve citar as atuais.

Mini-CBR

O Mini-CBR é a versão miniatura do ensaio, padronizada pela DNIT 254/2023-ME. Ele usa corpos de prova de 50 mm de diâmetro, compactados em equipamento miniatura pela DNIT 228/2023-ME, e serve para avaliar de forma expedita a capacidade de suporte de solos finos tropicais, dentro da metodologia MCT. A prensa é semelhante à do CBR, com conjunto dinamométrico de 4.905 N (500 kgf). O Mini-CBR não substitui o ISC da DNIT 172/2016-ME nas especificações de camada.

Como realizar o ensaio CBR / Índice de Suporte Califórnia?

O ensaio é dividido em 3 fases principais, nesta ordem: compactação dos corpos de prova, expansão durante a imersão e resistência à penetração. Antes delas vêm o equipamento e a preparação da amostra, que definem se o resultado é comparável com a pressão-padrão. O procedimento descrito aqui segue a DNIT 172/2016-ME, que é o texto público do método. A NBR 9895:2025 tem a mesma sequência, com diferenças de detalhe que são apontadas em cada etapa: 14 penetrações de leitura em vez de 9, sobrecarga de 4.540 ± 20 g, base rígida acima de 100 kg, uma regra própria para a fração acima de 19 mm e o ISC final lido conforme o critério do projeto.

Equipamento do ensaio

O molde do CBR é maior que o do Proctor convencional, porque o corpo de prova precisa ter diâmetro suficiente para que o pistão penetre longe das paredes. O disco espaçador é colocado no fundo durante a compactação e depois retirado, deixando acima do solo o espaço onde entram o prato perfurado e a sobrecarga. A tabela resume as dimensões da DNIT 172/2016-ME:

Item	Valor	Função
Molde cilíndrico	Ø interno 152,4 mm, altura 177,8 mm, com cilindro complementar	Confina o corpo de prova
Disco espaçador	Ø 150 mm (150,8 mm na NBR 9895), altura 63,5 mm	Fundo falso na compactação
Soquete	4,536 kg, Ø 50,8 mm, queda de 457,2 mm	Aplica a energia de compactação
Sobrecarga	discos anelares de 2,27 kg, total acima de 4,536 kg (4,54 kg ± 20 g pela NBR 9895)	Simula o peso das camadas de cima
Extensômetro de expansão	graduado em 0,01 mm, curso mínimo de 10 mm	Lê a expansão no tripé
Pistão de penetração	Ø 49,6 mm (área de 1.932 mm²)	Penetra o corpo de prova
Conjunto dinamométrico	50 kN, sensível a 25 N, ou célula de carga	Mede a força
Extensômetro de penetração	graduado em 0,01 mm, curso maior que 12,70 mm	Mede a penetração do pistão

A DNIT 172/2016-ME e a NBR 9895:2025 admitem substituir o anel dinamométrico por um sistema de célula de carga com unidade de leitura, que dá a carga direto, sem o gráfico de aferição do anel. As duas pressões-padrão, multiplicadas pela área do pistão, equivalem a cerca de 13,3 kN a 2,54 mm e 20,0 kN a 5,08 mm: é a força que uma brita de ISC 100 % exige, e cabe com folga no conjunto de 50 kN da norma.

Preparação da amostra

Pela DNIT 172/2016-ME, a amostra é seca ao ar, destorroada, homogeneizada e reduzida por quarteamento até 6.000 g, para solos siltosos ou argilosos, ou 7.000 g, para solos arenosos ou pedregulhosos, por corpo de prova; a NBR 9895:2025 recomenda 50 kg de amostra no total, preparada pela NBR 6457. Ela passa na peneira de 19 mm, e o material retido é substituído por igual massa de material que passa na de 19 mm e fica retido na de 4,8 mm, tirado de outra porção da mesma amostra. Pela NBR 9895:2025, a substituição só vale quando o retido na 19 mm passa de 10 %; abaixo disso ele é desprezado, e acima de 30 % o método não se aplica. A operação se repete para cada corpo de prova, no mínimo cinco. A amostra é não trabalhada: cada corpo de prova usa solo que nunca foi compactado antes, porque o reaproveitamento quebra grãos e altera o resultado.

Compactação do corpo de prova

Os corpos de prova, no mínimo 5, são compactados no molde, sobre o disco espaçador, em 5 camadas iguais, até cerca de 12,5 cm de solo. O molde fica apoiado numa base rígida de pelo menos 90 kg pela DNIT 172/2016-ME (acima de 100 kg, de preferência de concreto, pela NBR 9895:2025), para que a energia dos golpes não se perca. Cada um recebe uma umidade maior que o anterior, para que o conjunto desenhe a curva de compactação. A NBR 9895:2025 pede começar cerca de 5 pontos percentuais abaixo da umidade ótima presumível, escarificar levemente cada camada antes de lançar a seguinte e deixar no máximo 10 mm de excesso acima do molde.

A água de cada corpo de prova sai da umidade atual da amostra. A conta abaixo é a do manual didático da UNILA (2022), e as normas não a escrevem: a massa seca é Ps = Ph / (1 + h/100), com Ph a massa úmida e h a umidade atual em %; a massa na umidade desejada w é Ps × (1 + w/100); e a diferença entre as duas, em gramas, é o volume de água a acrescentar, em mililitros. Para 6.000 g de solo com 8 % de umidade e meta de 14 %, Ps = 6.000 / 1,08 = 5.556 g, a massa na meta é 5.556 × 1,14 = 6.333 g, e entram 333 mL de água.

O número de golpes por camada define a energia e acompanha a camada a que o material se destina:

Energia	Golpes por camada	Camadas	Uso na DNIT 172/2016-ME
Normal	12	5	Subleito
Intermediária	26	5	Sub-base
Modificada	55	5	Base

O esquema abaixo mostra o molde em corte durante a compactação, com as cotas da DNIT 172/2016-ME. Observe o disco espaçador de 63,5 mm ocupando o fundo, o cilindro complementar de 60,8 mm recebendo o excesso da 5ª camada, a linha tracejada onde o solo é rasado no topo do molde e o conjunto apoiado numa base rígida de pelo menos 90 kg, como a DNIT 172/2016-ME pede.

Proctor normal é o nome corrente da energia normal de compactação, herdado do ensaio de compactação publicado por R. R. Proctor em 1933; as energias intermediária e modificada aplicam mais golpes com o mesmo soquete. No molde grande do CBR, as três usam o soquete de 4,536 kg com queda de 457,2 mm, em 5 camadas, e diferem só no número de golpes da tabela acima. No cilindro pequeno da NBR 7182:2025 os golpes e o soquete são outros, por isso a energia deve ser citada junto com o molde.

A energia escolhida tem de corresponder à compactação prevista em campo; o projeto pode propor outra energia, com aprovação do IPR/DNIT. Depois de compactar, o cilindro complementar é retirado, o solo é rasado no topo do molde e o conjunto é pesado com aproximação de 5 g. Uma amostra de cerca de 100 g do excesso vai à estufa a 105 °C a 110 °C para dar a umidade de moldagem. Esses dois detalhes são da DNIT 172/2016-ME; pela NBR 9895:2025, a pesagem tem resolução de 1 g e a umidade é tirada de uma porção que ficou na bandeja, logo após a compactação da 2ª camada. Com a massa e a umidade calcula-se a massa específica aparente seca, e os pontos dos cinco corpos de prova formam a curva de compactação: o pico dá a massa específica seca máxima e a umidade ótima. O gráfico abaixo mostra uma curva típica, com pico de 1,55 g/cm³ em 22 % de umidade:

Expansão

Terminada a compactação, o disco espaçador é retirado e o molde é invertido e fixado na base perfurada, de modo que o espaço de 63,5 mm deixado pelo disco fica sobre o solo. Ali entram o prato perfurado com haste e a sobrecarga anelar, com massa acima de 4,536 kg pela DNIT 172/2016-ME; a NBR 9895:2025 fixa dois discos anelares com massa total de 4.540 ± 20 g. Um extensômetro preso a um tripé, apoiado na borda do molde, encosta na haste. O conjunto fica imerso em água por 96 horas (4 dias; no mínimo 96 horas, pela NBR 9895), com leitura a cada 24 horas. O esquema abaixo mostra o molde em corte nessa fase, com as cotas que entram no cálculo:

A expansão é a variação de altura do corpo de prova em porcentagem da altura inicial, que é a altura do molde menos a do disco espaçador: 177,8 − 63,5 = 114,3 mm. A imersão coloca o solo na pior condição de umidade que ele deve encontrar em serviço, e a sobrecarga representa o peso do pavimento acima. Solos com argilominerais expansivos incham bastante nessa fase, e uma expansão alta reprova o material mesmo que o ISC seja bom. Ao fim dos 4 dias, o molde sai da água e escorre por 15 minutos. Plotada contra a umidade de moldagem, a expansão costuma cair à medida que a umidade sobe, como mostra o gráfico:

Resistência à penetração

Após a drenagem, o corpo de prova vai à prensa com as mesmas sobrecargas da expansão. O pistão é assentado no solo com uma carga de cerca de 45 N, os dois extensômetros (o de carga e o de penetração) são zerados e a prensa avança a 1,27 mm/min. As leituras de carga são feitas nas penetrações da Tabela 3 da DNIT 172/2016-ME: 0,63; 1,27; 1,90; 2,54; 3,81; 5,08; 7,62; 10,16 e 12,70 mm. Na velocidade da norma, a penetração de 12,70 mm é alcançada em 10 minutos. A NBR 9895:2025 acrescenta cinco leituras, a 3,17; 4,44; 6,35; 8,89 e 11,43 mm (2,5; 3,5; 5; 7 e 9 min), num total de 14. Com cada força dividida pela área do pistão, obtém-se a curva pressão × penetração de cada corpo de prova, que é a matéria-prima do cálculo da seção seguinte.

Na prensa manual descrita pela DNIT 172/2016-ME, o pistão de 49,6 mm passa pelo furo de 54 mm da sobrecarga anelar, o anel dinamométrico suspenso da travessa mede a força e o extensômetro de penetração, preso ao pistão, apoia o pino na borda do molde. O esquema abaixo mostra essa montagem e, embaixo, as nove penetrações de leitura com os tempos que correspondem a 1,27 mm/min; as de 2,54 e 5,08 mm, em laranja, são as que entram no ISC.

Na prensa automática, a célula de carga e o transdutor de deslocamento registram os pares força e penetração continuamente, e o software monta a curva em tempo real. Na prensa manual, o operador gira a manivela tentando manter 1,27 mm/min e anota as leituras do anel nos tempos da tabela, o que torna a velocidade e a leitura dependentes de quem opera. A simulação a seguir percorre as três fases, compactação, expansão e penetração, e mostra o ISC lido a 2,54 e a 5,08 mm para diferentes solos e energias.

Como calcular o CBR: fórmula, pressões-padrão e correção da curva

Para calcular o CBR, divida a força lida no pistão pela área dele, 19,32 cm² (1.932 mm², diâmetro de 49,6 mm), e divida essa pressão pela pressão-padrão da brita: 6,9 MPa a 2,54 mm e 10,35 MPa a 5,08 mm. Multiplique por 100. Pela DNIT 172/2016-ME e pela NBR 9895:2025, adota-se o maior dos dois valores.

O cálculo transforma a curva pressão × penetração de cada corpo de prova em dois números, o ISC a 2,54 mm e o ISC a 5,08 mm, e escolhe um deles. Antes disso, a curva pode precisar de correção. Depois, o ISC de cada corpo de prova é plotado contra a umidade, e o ISC do solo é lido nessa curva: na umidade ótima, pela DNIT 172/2016-ME, e conforme o critério do projeto, pela NBR 9895:2025.

Fórmula do ISC

A pressão no pistão é a força dividida pela área: p = F / A, com A = π × 49,6² / 4 = 1.932 mm². Com F em newtons, p sai em MPa. O índice é:

ISC (%) = pressão calculada ou corrigida / pressão-padrão × 100

A pressão é calculada a 2,54 mm e a 5,08 mm, cada uma dividida pela sua pressão-padrão. A DNIT 172/2016-ME e a NBR 9895:2025 (nota de 5.5.3.3) mandam adotar o maior dos dois valores. A massa específica aparente seca de cada corpo de prova sai de ρ_h = M_h / V e ρ_s = ρ_h / (1 + w/100), com V = volume do solo compactado no molde e w = umidade de moldagem em %. A expansão é (leitura final − leitura inicial) / altura inicial × 100.

Pressões-padrão da brita

As pressões-padrão são as que uma pedra britada de referência, com ISC de 100 %, oferece ao pistão em cada penetração. A DNIT 172/2016-ME as tabela em kgf/cm²; a conversão exata usa 1 kgf/cm² = 0,0980665 MPa. A tabela mostra os valores usados no cálculo:

Penetração	kgf/cm² (DNIT 172)	MPa	Força equivalente no pistão
2,54 mm (0,1 pol)	70,31	6,9	cerca de 13,3 kN
5,08 mm (0,2 pol)	105,46	10,35	cerca de 20,0 kN
7,62 mm (0,3 pol)	131,58	12,9	cerca de 24,9 kN
10,16 mm (0,4 pol)	161,71	15,9	cerca de 30,6 kN
12,70 mm (0,5 pol)	182,80	17,9	cerca de 34,6 kN

Só as duas primeiras linhas entram no ISC. A DNIT 172/2016-ME tabela as demais sem uso no cálculo; a NBR 9895:2025 traz só as duas, já em MPa (6,90 e 10,35). A conferência é direta: 70,31 × 0,0980665 = 6,895 MPa e 105,46 × 0,0980665 = 10,342 MPa, que a prática arredonda para 6,9 e 10,35 MPa; o arredondamento muda o ISC em menos de 0,1 %. A nota da DNIT 172/2016-ME que aproxima 1 kgf/cm² por 0,1 MPa só desloca o ISC, em cerca de 2 %, se for usada numa das pressões e não na outra. A ASTM D1883 expressa as mesmas pressões como 1.000 e 1.500 psi e arredonda a segunda para 10,3 MPa; a simulação interativa, acima, usa esse arredondamento, o que muda o ISC a 5,08 mm em menos de 0,5 %.

Ficha de leituras da penetração

A ficha abaixo segue os tempos e as penetrações da Tabela 3 da NBR 9895:2025, com 14 leituras; as 9 marcadas com "sim" são as da DNIT 172/2016-ME. Ela está preenchida com o corpo de prova do exemplo resolvido mais adiante (1,30 kN a 2,54 mm e 2,05 kN a 5,08 mm). As demais forças são valores didáticos da mesma curva, sem inflexão inicial, e a pressão é a força dividida por 1.932 mm².

Tempo (min)	Penetração (mm)	Leitura na DNIT 172	Força (N)	Pressão (MPa)	Pressão-padrão (MPa)	ISC (%)
0,5	0,63	sim	400	0,207
1,0	1,27	sim	750	0,388
1,5	1,90	sim	1.050	0,543
2,0	2,54	sim	1.300	0,673	6,9	9,8
2,5	3,17	não	1.520	0,787
3,0	3,81	sim	1.720	0,890
3,5	4,44	não	1.890	0,978
4,0	5,08	sim	2.050	1,061	10,35	10,3
5,0	6,35	não	2.320	1,201
6,0	7,62	sim	2.550	1,320
7,0	8,89	não	2.740	1,418
8,0	10,16	sim	2.900	1,501
9,0	11,43	não	3.040	1,573
10,0	12,70	sim	3.160	1,635

Na prensa manual, a coluna de força é a leitura do anel convertida pela curva de aferição; com célula de carga, ela já sai em newtons. As leituras intermediárias não entram no ISC, mas desenham a curva e mostram se há ponto de inflexão a corrigir.

Correção da curva pelo ponto de inflexão

Uma curva pressão × penetração ideal começa reta ou côncava para baixo. Quando o topo do corpo de prova é irregular, causa que a DNIT 172/2016-ME aponta, ou o pistão não assentou bem, o início da curva fica côncavo para cima: o pistão afunda sem resistência real nos primeiros décimos de milímetro, e as pressões lidas em 2,54 e 5,08 mm ficam menores do que o solo de fato oferece. A correção da DNIT 172/2016-ME e da NBR 9895 desloca a origem da curva:

1. localizar o ponto de inflexão, onde a curva muda de côncava para convexa;
2. traçar a tangente à curva nesse ponto até cortar o eixo das penetrações;
3. medir a distância c entre esse ponto e a origem;
4. somar c às penetrações de 2,54 e 5,08 mm e ler as pressões corrigidas nas novas abscissas.

O gráfico abaixo aplica o procedimento a uma curva didática com c = 0,50 mm: as pressões, que seriam lidas em 2,54 e 5,08 mm, passam a ser lidas em 3,04 e 5,58 mm, e o ISC adotado sobe de 18,4 % para 20,3 %:

Sem correção, as pressões lidas seriam 1,15 MPa (ISC 16,7 %) e 1,91 MPa (ISC 18,4 %), e o laudo daria 18,4 %. Com correção, 1,40 / 6,9 = 20,3 % e 1,95 / 10,35 = 18,8 %, e o resultado é 20,3 %. A correção só se aplica quando há inflexão; curva que já começa convexa não é corrigida.

Qual valor adotar: 2,54 ou 5,08 mm

Normalmente o ISC a 2,54 mm é o maior, e é o resultado. Quando o de 5,08 mm sai maior, a DNIT 172/2016-ME e a NBR 9895:2025 adotam simplesmente o maior, sem repetir o ensaio. A ASTM D1883 segue outra lógica: reporta o valor de 2,54 mm e, se o de 5,08 mm for maior, manda repetir o ensaio; confirmado na repetição, vale o de 5,08 mm. A tabela compara as três normas nos pontos que mudam o número final:

Item	DNIT 172/2016-ME	ABNT NBR 9895:2025	ASTM D1883-21
Pistão	Ø 49,6 mm (19,32 cm²)	Ø 49,6 mm (19,32 cm²)	área de 3 pol², cerca de 19,35 cm²
Pressões-padrão	70,31 e 105,46 kgf/cm²	6,90 e 10,35 MPa	1.000 e 1.500 psi
Penetrações de leitura	9, de 0,63 a 12,70 mm	14, de 0,63 a 12,70 mm	não comparado aqui
Valor adotado	o maior entre 2,54 e 5,08 mm	o maior entre 2,54 e 5,08 mm	o de 2,54 mm; se o de 5,08 mm for maior, repete-se o ensaio e, confirmado, vale o de 5,08 mm
ISC do solo na curva	ordenada na umidade ótima	conforme o critério do projeto	não comparado aqui

O laudo deve declarar a norma seguida, porque o mesmo par de leituras pode dar resultados diferentes. A NBR 9895:2025 pede, além disso, que o resultado indique o processo de preparação da amostra e a energia de compactação.

ISC final do solo

Cada um dos cinco ou mais corpos de prova dá um ISC, na sua umidade de moldagem. Pela DNIT 172/2016-ME, esses valores são plotados na mesma folha da curva de compactação, contra as mesmas umidades, e o ISC do solo é a ordenada dessa curva na umidade ótima. A NBR 9895:2025 também pede a mesma folha, com o ISC e a expansão de cada umidade, mas diz que o ISC do ensaio é obtido da curva conforme o critério do projeto; a umidade ótima é o critério mais comum, não uma regra da NBR. O gráfico abaixo mostra o ISC × umidade do mesmo solo da curva de compactação: o máximo, de 10 %, coincide com a umidade ótima de 22 %, e é o valor que vai para o laudo quando o critério é a umidade ótima:

O ISC cai dos dois lados: abaixo da ótima, o solo seco absorve água na imersão e perde resistência; acima dela, há água demais nos vazios e a massa específica é menor. Por isso o controle de umidade na obra é tão importante quanto o ensaio.

Como estimar o CBR pelo DCP

O penetrômetro dinâmico de cone (DCP), padronizado pela ASTM D6951/D6951M-18(2023), mede em campo quantos milímetros a ponteira afunda a cada golpe, o índice DCP. A correlação do US Army Corps of Engineers (Webster e colaboradores, 1992), reproduzida na norma, estima o CBR por CBR = 292 / DCP^1,12, com DCP em mm/golpe: 10 mm/golpe dá cerca de 22 %, e 25 mm/golpe, cerca de 8 %. A própria norma avisa que essa equação não vale para argilas CL com CBR abaixo de 10 nem para argilas CH, que têm equações próprias. O resultado é um CBR de campo estimado, na umidade do dia, e não substitui o ISC de laboratório depois de 96 horas de imersão.

Exemplo resolvido: do corpo de prova ao ISC

O exemplo usa o corpo de prova moldado na umidade ótima do solo dos gráficos acima (w = 22 %), compactado na energia normal, com célula de carga na prensa. Todas as contas podem ser refeitas à mão.

1. Massa específica seca. O solo úmido compactado no molde tem 3.943 g, num volume de 2.085 cm³. Então ρ_h = 3.943 / 2.085 = 1,891 g/cm³ e ρ_s = 1,891 / 1,22 = 1,550 g/cm³. É o pico da curva de compactação, como esperado na umidade ótima.

2. Expansão. O extensômetro marcava 1,20 mm no início da imersão e 1,54 mm após 96 horas. Expansão = (1,54 − 1,20) / 114,3 × 100 = 0,34 / 114,3 × 100 = 0,30 %.

3. Pressões e ISC. A célula de carga leu 1,30 kN a 2,54 mm e 2,05 kN a 5,08 mm, numa curva sem inflexão inicial (sem correção).

• A 2,54 mm: p = 1.300 / 1.932 = 0,673 MPa; ISC = 0,673 / 6,9 × 100 = 9,8 %.
• A 5,08 mm: p = 2.050 / 1.932 = 1,061 MPa; ISC = 1,061 / 10,35 × 100 = 10,3 %.

4. Resultado. Pela DNIT 172/2016-ME e pela NBR 9895 adota-se o maior, ISC = 10,3 %, que o laudo arredonda para 10 %, com expansão de 0,3 %. Pela ASTM D1883, como o valor a 5,08 mm é maior, o ensaio seria repetido antes de adotar 10,3 %.

5. Leitura do resultado. Com ISC de 10 % e expansão de 0,3 %, o solo atende ao subleito (ISC ≥ 2 % e expansão ≤ 2 %) e pode servir de reforço sobre um subleito mais fraco, mas não serve de sub-base, que exige ISC ≥ 20 %. A força máxima medida, 2,05 kN, é cerca de 4 % da capacidade de uma célula de 50 kN, e as forças de um material de base, com ISC de 80 %, chegam perto de 16 kN a 5,08 mm: a mesma célula cobre os dois casos.

Como interpretar o resultado do ensaio CBR

O ISC não tem valor bom ou ruim em absoluto: ele é comparado com a exigência da camada onde o material vai entrar, e sempre junto com a expansão. As exigências vêm do Manual de Pavimentação do DNIT (IPR-719, 3ª edição, 2006) e das especificações de serviço de sub-base e base. O esquema abaixo resume o que cada camada pede:

Qual o CBR ideal?

Não existe um CBR ideal único: o valor exigido depende da camada. A base granular pede ISC de pelo menos 80 % (ou 60 % com N até 5 × 10⁶) e expansão até 0,5 %; a sub-base, ISC de 20 % e expansão até 1 %; o subleito, ISC de 2 % e expansão até 2 %. Os limites vêm da DNIT 141/2022-ES, da DNIT 139/2010-ES e do IPR-719, e são detalhados abaixo.

Qual o CBR mínimo do subleito?

O IPR-719 pede que o subleito tenha ISC ≥ 2 % e expansão ≤ 2 %. Com ISC abaixo de 2 %, o manual recomenda substituir o solo numa espessura de pelo menos 1 m por material com ISC acima de 2 %. Entre esses limites, o subleito é aceito, e o seu ISC é o dado que comanda a espessura total do pavimento: quanto menor o ISC, mais espesso o pavimento.

Qual o CBR ideal para base?

Para base estabilizada granulometricamente, a DNIT 141/2022-ES exige ISC ≥ 80 % quando o número N de repetições do eixo-padrão passa de 5 × 10⁶, e ISC ≥ 60 % quando N ≤ 5 × 10⁶, com expansão máxima de 0,5 %, limite de liquidez ≤ 25 % e índice de plasticidade ≤ 6 % (o Manual admite LL e IP acima disso quando o equivalente de areia é maior que 30). A sub-base estabilizada granulometricamente, pela DNIT 139/2010-ES, pede ISC ≥ 20 %, índice de grupo igual a zero e expansão ≤ 1 %. O reforço do subleito precisa de ISC maior que o do subleito e expansão ≤ 1 %. Na DNIT 141/2022-ES, o ISC mínimo da base vale quando o projeto foi dimensionado pelo método empírico; no dimensionamento mecanístico, a base é controlada por módulo de resiliência e deformação permanente, e a expansão de 0,5 % continua exigida.

O que a expansão diz sobre o solo?

A expansão mede quanto o solo incha ao ganhar água sob a sobrecarga. Valor alto indica argilominerais expansivos ou estrutura pouco estável, e esse solo tende a levantar e a perder suporte no pavimento na época de chuva. Por isso a especificação é dupla: um material com ISC de 25 % e expansão de 1,5 % não serve de sub-base. Para solos lateríticos, a DNIT 139/2010-ES admite índice de grupo diferente de zero e expansão acima de 1 % na sub-base, desde que o ensaio de expansibilidade dê menos de 10 %.

Quais valores de CBR são típicos para cada tipo de solo?

Há faixas publicadas por classe do Sistema Unificado (USCS) que ajudam a julgar se um resultado é plausível. As da tabela vêm do Pavement Interactive, que cita o guia de pavimentos do WSDOT, e são norte-americanas: servem só para orientação e não substituem o ensaio. Solos tropicais lateríticos costumam fugir delas, com ISC alto para a fração fina que têm.

Classe USCS	Descrição	CBR típico
GW	Pedregulho bem graduado	40 a 80 %
GP, GM	Pedregulho mal graduado ou siltoso	20 a 60 %
GC, SW	Pedregulho argiloso; areia bem graduada	20 a 40 %
SP, SM	Areia mal graduada ou siltosa	10 a 40 %
SC	Areia argilosa	5 a 20 %
ML, CL, CH	Siltes e argilas	até 15 %
MH	Silte de alta compressibilidade	até 10 %
OL, OH	Solos orgânicos	até 5 %

Um ISC alto garante um bom pavimento?

Não sozinho. O ISC vale para a umidade e a massa específica do ensaio, e a camada só terá esse suporte se for executada com a mesma energia e perto da umidade ótima. Além disso, dois solos com o mesmo ISC podem ter rigidez muito diferente sob carga repetida, que é o que o tráfego aplica. É por isso que o dimensionamento mecanístico usa outro parâmetro, como mostra a seção seguinte.

O CBR de laboratório vale para o campo?

Não diretamente. O ISC de laboratório é medido depois de 96 horas de imersão, com o solo perto da saturação, que é a condição mais desfavorável prevista em serviço. Em campo, o solo está na umidade do momento, e por isso os dois valores não se comparam um a um. O método de CBR in situ da ASTM, a D4429, foi retirado em 2018 sem substituta; em campo, o caminho corrente é estimar o CBR pelo DCP, como mostrado na seção de cálculo, sabendo que o número obtido é de campo e não substitui o ISC de projeto.

O CBR no dimensionamento de pavimentos: método do DNER e MeDiNa

No método de dimensionamento de pavimentos flexíveis do DNER, adotado no IPR-719, a espessura total de pavimento necessária para proteger uma camada sai de um ábaco em função do número N (repetições do eixo simples padrão de 8,2 t durante o período de projeto) e do ISC da camada. O manual traz a equação do ábaco:

H = 77,67 × N^0,0482 × CBR^−0,598 (H em cm, em termos de material granular)

H_m é a espessura sobre o subleito (ISC = m), H_n sobre o reforço e H₂₀ sobre a sub-base, que é sempre tratada como ISC 20, mesmo quando o valor medido é maior. As espessuras reais saem das inequações R·K_R + B·K_B ≥ H₂₀, R·K_R + B·K_B + h₂₀·K_S ≥ H_n e R·K_R + B·K_B + h₂₀·K_S + h_n·K_Ref ≥ H_m; sem reforço, a segunda já se compara direto com H_m, como no exemplo abaixo. Os coeficientes de equivalência estrutural K valem 2,00 para revestimento de concreto betuminoso e 1,00 para camadas granulares.

Exemplo. O subleito é o solo do exemplo resolvido, ISC = 10 %, e o tráfego é N = 2 × 10⁶.

• N^0,0482 = 10^{6,301 × 0,0482} = 10^0,3037 = 2,012.
• H_m = 77,67 × 2,012 × 10^−0,598 = 77,67 × 2,012 × 0,2523 = 39,4 cm.
• H₂₀ = 77,67 × 2,012 × 20^−0,598 = 77,67 × 2,012 × 0,1667 = 26,1 cm.
• Revestimento: para 10⁶ < N ≤ 5 × 10⁶, o IPR-719 pede revestimento betuminoso de 5,0 cm, então R·K_R = 5 × 2 = 10 cm.
• Base: B ≥ 26,1 − 10 = 16,1 cm; adota-se B = 17 cm.
• Sub-base: h₂₀ ≥ 39,4 − 10 − 17 = 12,4 cm; como a espessura construtiva mínima de camada granular é 15 cm, adota-se h₂₀ = 15 cm.

A estrutura fica com 5 cm de revestimento, 17 cm de base e 15 cm de sub-base. Se o subleito tivesse ISC de 5 %, H_m subiria para 77,67 × 2,012 × 5^−0,598 = 59,7 cm, e a sub-base passaria para cerca de 33 cm. Dobrar o ISC do subleito poupa cerca de 18 cm de material granular, o que mostra por que o ensaio precisa ser bem feito.

O DNIT oficializou o MeDiNa (Método de Dimensionamento Nacional), de abordagem mecanístico-empírica, regido pela instrução de serviço IS-247. Nele, os materiais entram com o módulo de resiliência (DNIT 134/2018-ME), obtido no ensaio triaxial de carga repetida, e com a deformação permanente (DNIT 179/2018-IE). O CBR não saiu da rotina: as especificações de camada continuam pedindo expansão pela DNIT 172/2016-ME, e o ISC continua sendo a referência quando o projeto é empírico e na seleção de jazidas. O que o MeDiNa não aceita é estimar o módulo de resiliência a partir do CBR, porque a correlação entre os dois é fraca.

Erros comuns no ensaio CBR

A maior parte das divergências entre laboratórios vem de detalhes de execução, não do cálculo. Os erros abaixo são os que mais alteram o resultado:

• Encurtar a imersão ou esquecer a sobrecarga. Sem os 4 dias imerso e sem a sobrecarga de cerca de 4,54 kg, o corpo de prova não chega à condição de umidade de projeto, e o ISC sai alto demais.
• Velocidade fora de 1,27 mm/min. Na prensa manual, girar a manivela mais rápido ou mais devagar muda a resistência medida e invalida a comparação com a pressão-padrão.
• Não corrigir a curva com inflexão. O ISC fica subestimado, como no exemplo do gráfico, em que o resultado cairia de 20,3 % para 18,4 %.
• Misturar a regra da NBR com a da ASTM. Adotar o maior valor e citar a ASTM D1883 no laudo, ou o contrário, gera resultado incoerente com a norma declarada.
• Inverter a fórmula. A pressão do solo vai no numerador e a pressão-padrão no denominador. A razão invertida, que circula em páginas da internet, dá valores acima de 100 % justamente para os solos mais fracos.
• Usar a área errada do pistão. O pistão da DNIT 172/2016-ME e da NBR 9895:2025 tem 49,6 mm, ou 19,32 cm². Usar 50 mm (19,64 cm²) reduz a pressão calculada em cerca de 1,6 %.
• Misturar unidades na conversão. Se a pressão do solo é calculada em MPa a partir da força em newtons, a pressão-padrão tem de estar em MPa exatos (6,9 e 10,35); convertê-la pela nota da DNIT 172/2016-ME (1 kgf/cm² = 0,1 MPa) desloca o ISC em cerca de 2 %. Com as duas pressões em kgf/cm², o problema não existe.
• Reutilizar amostra. O método é de amostra não trabalhada; solo já compactado tem grãos quebrados e dá outro resultado.
• Ensaiar numa energia e executar em outra. O ISC de 26 golpes não vale para uma camada compactada com energia normal.
• Esquecer a substituição da fração acima de 19 mm. Pedras grandes no molde fazem o pistão bater em grão, e a leitura dispara. Pela NBR 9895:2025, material com mais de 30 % retido na peneira de 19 mm está fora do campo do método.
• Usar tabela de CBR típico no lugar do ensaio. Faixas por classe de solo servem para conferir plausibilidade, não para projeto.
• Citar normas desatualizadas ou atribuir à NBR 6457 o ensaio de compactação, que é da NBR 7182.

Prensa ensaio CBR Manual e Elétrica Automática

A Biopdi fabrica a prensa CBR/Marshall em duas versões, manual e elétrica automática, e as duas fazem o ensaio CBR e o ensaio Marshall; a automática faz também o ensaio de adensamento, com as células de 2" e 3". As figuras abaixo mostram cada versão com os seus componentes: na manual, o anel dinamométrico com o extensômetro que lê a carga, o extensômetro de penetração, o dispositivo CBR e o acionamento manual; na automática, a célula de carga, o LVDT, a tela touchscreen, o dispositivo CBR e o painel eletrônico.

A versão manual usa anel dinamométrico de 500 a 5.000 kgf e relógio comparador, e pode ser atualizada para célula de carga e tela touchscreen. A versão elétrica automática é eletromecânica, com fuso de esferas recirculantes e controle por microprocessador, e é a que o painel abaixo detalha, item por item, frente ao que o ensaio exige:

Na prática, a prensa automática resolve três dos erros comuns: mantém a velocidade de 1,27 mm/min sem depender do operador, registra a curva inteira em vez de nove ou catorze leituras, o que facilita a correção pelo ponto de inflexão, e entrega o gráfico e o relatório sem transcrição manual. A resolução de 0,01 mm do LVDT é a mesma graduação que a DNIT 172/2016-ME pede para o extensômetro de penetração. Para o módulo de resiliência e a deformação permanente do MeDiNa, o equipamento é a prensa triaxial dinâmica; os demais equipamentos estão em ensaios para solos.

Vídeos sobre a prensa CBR / Marshall: elétrica automática

Os vídeos abaixo apresentam a prensa CBR/Marshall elétrica automática e as suas características principais: a montagem do dispositivo, a tela touchscreen e a execução do ensaio.

Conclusão

O ensaio CBR entrega um número simples, uma porcentagem, mas esse número carrega o resultado de três etapas encadeadas: compactação na energia correta, quatro dias de imersão para medir a expansão e, só então, a penetração. Pular ou abreviar qualquer uma delas produz um valor que não representa o comportamento do solo em serviço, e é sobre esse valor que se aceitam as camadas e se dimensiona o pavimento. No cálculo, os pontos que mais pesam são a correção da curva com inflexão e a regra de adotar o maior dos ISC a 2,54 e 5,08 mm.

Os outros ensaios de solos têm artigos próprios: o ensaio de adensamento, o ensaio de cisalhamento direto e o ensaio triaxial. Caso precise de mais informações sobre o ensaio ou sobre o equipamento mais indicado para o seu laboratório, fale com um de nossos especialistas.