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TERRAPLENAGEM
Prof.: Gerson Amorim de Castro
As etapas que compõem o processo de terraplenagem dependem das
condições do terreno e das características do seu relevo. As principais
etapas da terraplenagem são, a limpeza da área, a escavação, o aterro e a
compactação. Se estas etapas forem executadas com cuidado, o resultado
da estrada terá a qualidade desejada.
É bom lembrar que as necessidades das rodovias e ferrovias, as vezes são
diferentes. Nas rodovias as limitações quanto, por exemplo, a inclinação
das rampas é diferente das limitações das ferrovias. Portanto, os objetivos
podem ser os mesmos, mas as necessidades não, isso exige cuidado na
análise dos volumes a serem remanejados dentre outros aspectos.
TERRAPLENAGEM
CÁLCULO DE VOLUMES
Ao elaborar um projeto de estradas é recomendável encontrar uma solução
que permita a sua construção com o menor movimento de terras possíveis.
Isto é preciso porque, normalmente o custo do movimento de terra é
significativo em relação ao custo total da estrada.
Geralmente o cálculo de volumes, é feito considerando uma série de
prismóides (sólidos geométricos limitados por faces paralelas e
lateralmente por superfícies planas). Na figura a seguir, apresentaremos a
seção de uma estrada, as faces paralelas correspondem às seções
transversais externas, e as superfícies planas laterais correspondem à
plataforma da estrada, os taludes e a superfície do terreno natural.
Uma maneira de calcular esta áreas é pela fórmula das áreas médias.
Como as áreas A1 e A2 não são iguais, ao adotar esta fórmula para os
cálculos, é gerado um erro inferior a 2%, o que é considerado bem
razoável. Para fazer os cálculos, em cada eixo da estrada é feita a seção
transversal de terraplenagem, que vai determinar os volumes dos cortes e
dos aterros do greide projetado. Como já visto, estas seções podem ser de
corte, de aterro ou mistas.
A figura abaixo mostra como cada face do prismóide pode ser dividida
para facilitar o cálculo da área total.
Calculados os valores da áreas A1, A2, A3 e A4, dos dois prismas, basta
utilizar a fórmula para calcular o volume da seção.
FATOR DE EMPOLAMENTO
Quando o terreno natural é escavado, a terra está com um certo grau de
compactação, originado de seu próprio processo de formação, e apresenta
uma expansão volumétrica, esta expansão é denominada de fator de
empolamento.
Após a escavação a terra assume, conforme DNIT (2010), um volume solto
(Vs) maior do que aquele quando se encontrava em seu estado natural.
Assim, considerando (Vc) como volume de corte, o fator de empolamento
(Fe) pode ser obtido pela expressão abaixo.
Como o volume de corte, por definição, é menor que o volume solto,
Fe Volume é de
20.000m3 de corte.
4ª regra - Os pontos extremos do diagrama correspondem aos
pontos de passagem. Desta maneira:
• Pontos de máximo correspondem à passagem de corte para
aterro.
• Pontos de mínimo correspondem à passagem de aterro para corte.
Deste modo as estacas 8 e 30 correspondem a passagem de corte
para aterro e a estaca 18 corresponde a passagem de aterro para
corte.
5ª regra - Qualquer linha horizontal traçada sobre o diagrama
determina os trechos de volumes compensados (Volume de corte =
Volume de aterro corrigido). Esta linha horizontal é chamada de linha
de compensação. Isto quer dizer que o volume de corte nesta seção
é o bastante para fazer o aterro necessário nesta seção. Isto pode ser
observado no exemplo a seguir.
Exemplo: Verifique se o volume de corte e de aterro compactado se
equivalem entre as estacas 4 e 11 e entre as estacas 13 e 22 do
diagrama a seguir.
Solução:
Volume de corte entre estaca 4 e a 8:
V= 40 – 20= 20 => V=20.000m3.
Volume de aterro da estaca 8 à 11:
V= 40 – 20= 20 => V=20.000m3.
Volume de corte da estaca 13 à estaca 18:
V= 0 – (– 40) = 40 => V=40.000m3.
Volume de aterro da estaca 18 à 22:
V= 0 – (– 40) = 40 => V=40.000m3.
6ª regra - A posição da onda do diagrama em relação à linha de
compensação indica a direção do movimento de terra.
Ondas positivas (linha do diagrama acima da linha de compensação):
indicam transporte de terra no sentido do estaqueamento da
estrada.
Ondas negativas: indicam transporte de terra no sentido contrário ao
estaqueamento da estrada.
7ª regra - A distância média de transporte de cada distribuição pode
ser considerada como a base de um retângulo de área equivalente à
do segmento compensado, e de altura igual à máxima ordenada
deste segmento. Em outras palavras, ao determinar a altura média de
uma onda também é determinada a distância média de transporte.
8ª regra - A área compreendida entre a curva de Brückner e a linha
de compensação mede o momento de transporte da distribuição
considerada.
ATÉ A PRÓXIMA AULA!