Prévia do material em texto
Elementos de Terraplenagem ECI 010 – Estradas I Nas rodovias as seções transversais representam a declividade do terreno no sentido transversal ao estaqueamento, e permitem o cálculo de volumes de corte e aterro ao longo do perfil longitudinal LP = largura da plataforma LF = largura da faixa de levantamento topográfico Oe … ne = pontos à esquerda do estaqueamento Od … nd = pontos à direita do estaqueamento Cálculo de Volumes de Terraplenagem Seção transversal de terraplenagem Elementos de Terraplenagem Seção transversal de terraplenagem Elementos de Terraplenagem Em função das características geotécnicas do terreno, pode-se utilizar: Talude de corte (H:V) 1:1 Talude de aterro (H:V) 1:1,5 Inclinação dos Taludes a) A seção transversal é dividida em 4 triângulos. A soma das áreas A1, A2, A3 e A4 será a área total da seção transversal Cálculo de Área da Seção Transversal b) Método de Gauss Cálculo de Área da Seção Transversal Supor que existe um determinado sólido geométrico cujo volume total pode ser calculado, inicialmente pelo volume de cada segmento compreendido entre duas seções consecutivas e, após, considerando todos os segmentos envolvidos naquele traçado Se as duas seções forem de corte - volume de corte Se as duas seções forem de aterro - volume de aterro Para uma seção de corte e uma de aterro (seção mista) - volume de corte e aterro no mesmo segmento, a serem calculados separadamente Cálculo do Volume de Terra a ser Movimentado Método usual - considerar o volume proveniente de uma série de prismas (sólidos geométricos limitados nos extremos por faces paralelas e lateralmente por superfícies planas) Volume do segmento - calculado de forma simplificada multiplicando a média das áreas pela distância entre as seções •Seções mistas – multiplicando a média das áreas de corte pela distância obtém-se o volume de corte e, multiplicando a média das áreas de aterro pela distância, o volume de aterro •Uma seção mista e outra não - mesmo procedimento, considerando zero o valor da área inexistente na última seção Elementos de Terraplenagem Seções em CORTE Seções em ATERRO Seções MISTAS Elementos de Terraplenagem a) Volume pela fórmula das áreas médias V = L´ (A1 +A2 ) 2 Cálculo de Volume Cálculo de Volume Obtém-se valores exatos para os volumes quando ambas as seções transversais são iguais. Para outras condições, os resultados são ligeiramente diferentes. Neste caso, b) Fórmula do tronco de pirâmide 2121 AB.ABABAB 3 L V c) Fórmula do prismóide V = L 6 (A1 + 4A2 +A3) Na prática, o erro cometido é geralmente menor que 2% Cálculo de Volume Quando possível, o material escavado nos cortes deve ser aproveitado nos aterros para evitar nova escavação (novos custos) Compensação de volumes Distribuição do Material Escavado 6.5 – Distribuição do material escavado Sempre que possível, o material escavado nos cortes deve ser aproveitado nos aterros para evitar nova escavação, o que aumentaria o custo da construção desnecessariamente. A esse aproveitamento do material dos cortes para construção dos aterros, damos o nome de compensação longitudinal de volumes ou simplesmente compensação de volumes. Quando o material de corte não for adequado para aterro (solo brejoso ou rocha) Ou quando o volume de corte for maior que o volume necessário para aterro deve ser descartado, transportado e depositado em local conveniente Operação Bota-fora Distribuição do Material Escavado Quando o material de corte é insuficiente para construção de aterros novas escavações em local apropriado em função da distância e qualidade do solo Operação de Empréstimo Distribuição do Material Escavado Quando há material disponível nos cortes mas os aterros estão distantes, com custo de transporte maior que o custo de novas escavações Bota-fora e Empréstimo (ao invés de compensação de volumes) Distribuição do Material Escavado Quando o material escavado no corte é colocado no aterro, este precisa ser compactado para adquirir estabilidade. Além disso, se o aterro for construído com a mesma densidade do terreno natural, provavelmente não terá a capacidade de suporte desejada em relação ao tráfego A densidade do solo compactado é maior do que tinha antes de ser escavado A compactação do aterro acarreta diminuição do volume do material escavado REDUÇÃO Redução é a diferença relativa de volume: R = redução (%) Vn = volume natural Vr = volume reduzido após a compactação REDUÇÃO Vn = 1 1-R ´Vr R= Vn -Vr Vn fr é o fator de redução e indica por quanto devemos multiplicar o volume geométrico do aterro para obter o volume necessário para construí-lo ✓O fator de redução depende do material e do seu grau de compacidade na natureza, obtido através de ensaio de laboratório fr = 1 1-R REDUÇÃO Na ausência do valor real podemos estimar pela tabela: REDUÇÃO O fator de redução ou de homogeneização é aplicado sobre os volumes de aterro como um fator multiplicador. Na prática, é aplicado um fator de segurança de 5% para compensar perdas durante o transporte ou excesso de compactação REDUÇÃO Fator = 1,2 necessário escavar cerca de 1,2 MCC (Metro Cúbico no Corte) para obter 1,0 MCCo (Metro Cúbico de aterro Compactado) O volume a ser transportado de 1,5 MCS (Metro Cúbico Solto) é maior devido ao fenômeno de empolamento O fator de redução ou de homogeneização é aplicado sobre os volumes de aterro, como um multiplicador. Na prática, é utilizado ainda um fator de segurança de 5%, de modo a compensar as perdas que ocorrem durante o transporte dos solos e possíveis excessos na compactação dos mesmos. 1,2 m³ 1,5 m³ 1 m³ Num corte feito em material argiloso foram obtidas três seções transversais distantes 20 m uma da outra. Calculadas as áreas, calcular o volume de material escavado nessas seções Exercício 1 Considerando a cota vermelha de 4,02 m numa seção de aterro, a declividade do terreno da esquerda para a direita de 12% e os taludes de aterro de 2:3 (V:H), qual a distância para a marcação do offset de uma estaca à direita? Exercício 2 Calcular o volume de terraplenagem pela fórmula do prismóide e pela fórmula das áreas médias. Exercício 3 Ao invés de recuperar uma camada de base da rodovia, o engenheiro decidiu substituir a camada por solo laterítico. O transporte do volume de 2.000 m3 deste solo foi feito por caminhão basculante com capacidade de 5 m3. Sabendo-se que a densidade do solo compactado é de 2,035 t/m3 e a densidade solta é de 1,10 t/m3, calcular o no de viagens necessárias para transportar todo o volume Exercício 4