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FACULDADES DE ENGENHARIA KENNEDY
ENGENHARIA CIVIL
NOTAS DE AULA
INFRAESTRUTURA DE VIAS URBANAS, ESTRADAS PORTOS E AEROPORTOS
TERRAPLENAGEM
2020
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a) CONCEITOS BÁSICOS:
Plataforma de terraplenagem:
Superfície final, construída a partir das operações de terraplenagem, limitada lateralmente por
taludes de corte ou aterro.
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b) OBRAS DE TERRAPLENAGEM
Terraplenagem: Conformação do terreno para implantação de obras de engenharia.
Seções transversais típicas de terraplenagem:
• Seção em aterro.
Seção mista, com parte da seção em corte e parte em aterro.
Seção mista típica para rodovia de pista simples
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Seção típica para ferrovia
Seção típica para rodovia
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b.1. ATIVIDADES PRELIMINARES À EXECUÇÃO DA TERRAPLENAGEM:
a) Abertura e melhoria de caminhos de serviço: Serviços que visam garantir o acesso
seguro dos equipamentos aos diversos cortes e aterros necessários à execução da obra.
Podem ser utilizados como acesso à obras, os caminhos rurais existentes, executando,
caso necessário, melhorias nestes caminhos (reforços e reformas mata-burros e
pontilhões, abertura da plataforma, etc).
b) Desmatamento, destocamento e limpeza: Serviços realizado após a locação do eixo de
projeto e a marcação dos limites da faixa de domínio, consistindo de:
Retirada de toda a vegetação existente na faixa de domínio;
Arrancamento dos tocos de árvores;
Retirada de toda a camada de terra vegetal, em média de 50 em de espessura.
c) Implantação de bueiros de grota: São bueiros executados nos talvegues sob os aterros,
visando permitir o esgotamento de águas. Deverão ser construídos antes da execução dos
aterros.
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d) Rebaixamento de Lençol Freático:
Técnica que consiste em rebaixar artificialmente o nível d'água em aqüífero freáticos de forma a se
criar uma área seca onde se possa trabalhar.
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e) Consolidação dos terrenos de fundação dos aterros:
Solos com baixa capacidade de suporte se carregados com o peso próprio do aterro, levam a
ocorrência de recalques exagerados e, eventualmente, a escorregamentos laterais.
Solos Moles: apresentam baixa resistência à penetração, ou seja, valores de SPT inferiores a 4
golpes, em que a fração argila imprime características de solo coesivo e compressível. São argilas
moles ou areias fofas.
Alguns métodos de consolidação de solos:
A escolha da intervenção mais adequada depende da análise de alguns fatores:
Tipo e condições do solo,
Grau de melhoramento pretendido,
Nível de tolerância dos recalques,
Custo previsto
Prazo de execução,
Espaço e equipamentos disponíveis para a execução dos serviços.
Substituição do solo “mole”
Viável para pequenas alturas
Remoção de solos moles: é o processo de retirada total da camada de solo de baixa resistência ao
cisalhamento, incluindo o transporte e a disposição na forma de bota fora. Esta solução só deve ser
aplicada quando a camada de solo mole for totalmente substituída e para espessuras de solos
moles inferiores a 4,00 m, sendo estas condições necessárias para a aplicação desta especificação.
DER PR
Executada principalmente com o uso de maquinário de escavação, como “drag–lines” ou dragas, ou
até mesmo por explosivos, que liquefazem os solos moles. ( Massad,2003)
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Os equipamentos apropriados à remoção de solos moles:
escavadeira de arrasto (“drag-line”);
caminhão basculante;
bombas para esgotamento;
trator de esteiras leve.
Lançamento de camada de “rachão de pedra”
Camada final de terraplenagem executada com pedras provenientes do britador primário,
espalhada mecanicamente e comprimida. Sobre esta camada será espalhado pó de pedra ou
areia e vibrados até o completo preenchimento dos vazios, alcançando-
se o embricamento do material pétreo.
A camada inferior do rachão deverá ser constituída de material drenante de espessura mínima
de 0,05 cm
Implantação de drenos verticais para acelerar a consolidação
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Geodrenos:
Técnica que consiste em colocar no solo uma quantidade de drenos verticais, uma camada drenante
e sobre tudo, um aterro com altura estudada para promover um adensamento lento do solo (em
torno de 3 a 8 meses).
Quando este adensamento tiver uma taxa que não provoque colapso na estrutura, o aterro é
eliminado e posteriormente a obra poderá ser executada.
Pode implicar em prazos extensos de execução ( consolidação pode demorar )
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Construção de aterro para pre-carregamento:
Aplicação de uma sobrecarga temporária ( geralmente de 25 a 30% do peso do aterro ) para acelerar
os recalques.
O tempo de permanencia da sobrecarga é determinado através de estudos de adensamento e,
posteriormente verificado no campo por instrumentação para avaliação dos recalques.
Jet Grouting:
É um sistema que modifica completamente o solo, tornando-o um solo-cimento. Consiste introduzir
no solo uma haste, tendo na sua extremidade uma hélice. Esta hélice gira como um liquidificador
destruindo o solo, concomitantemente, é injetado no solo a calda de cimento e água, sob pressão de
200 a 400Kgf/cm2.
Com isso, são formadas colunas de grouting no solo, até atingir o solo resistente.
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CPR (Compactação Profunda Radial) :
Consiste da injeção de um graute para solos, SOLOMAX GRAUTE, com características especiais. É
injetado, formando uma coluna, só que, com baixa pressão (em torno de 5MPa), ao mesmo tempo,
que promove a consolidação do solo vizinho, por compressão lateral, só que de forma rápida.
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Estacas :
Este sistema, é composto de diversas tecnologias, sendo sua característica principal a transferência
das cargas da estrutura para o solo resistente através da estaca.
Entre outras temos estacas metálicas, de concreto, estacas de areias, etc.
ESTACAS INJETADAS: Moldadas no próprio local com argamassa ou nata de cimento,
injetadas sob pressão após a perfuração. Possuem elevada tensão de trabalho, tem seu fuste
rigorosamente contínuo e são armadas ao longo de todo o seu comprimento. São utilizadas
para fundações normais, estabilização de taludes e também para reforços de fundações
MICRO ESTACAS: Estacas de pequeno diâmetro, menor que 20 cm, que trabalham
predominantemente por atrito lateral criado artificialmente pela injeção no trecho ancorado. Ao
se injetar sob pressão obtem-se um efeito duplo: “protensão” da região de ancoragem e
melhoria do solo circundante
Grampeamento de Solos :
Método estabilizante de taludes e cortes, onde promovemos a fixação de barras metálicas no
solo.
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Dreno Horizontal Profundo
O Dreno Horizontal Profundo, ou DHP, tem por finalidade drenar a água do solo a fim de minimizar a
carga que o solo exerce sobre o talude ou muro de contenção.
.
É uma técnica recomendada para solos com grande concentração de água ou muros de contenção
que foram edificados abaixo do nível de afloramento da água.
b.2. CONSIDERAÇÕES SOBRE OS SERVIÇOS DE TERRAPLENAGEM
Todo o trabalho de Terraplenagem deverá ser devidamente legalizado, ter toda a documentação e
aprovações necessárias, além do acompanhamento de um profissional responsável e devidamente
cadastrado nos órgãos competentes.
Nem todo material escavado em terraplenagem é destinado à confecção de aterro, podendo ser
descartado como bota-fora;
2.2.1 Etapas dos Serviços de Terraplenagem:
Escavação (trator de esteira (TE));
Carregamento (pá carregadeira (PC));
Transporte (caminhão basculante (CB));
Espalhamento(motonivelador (MN)) .
• ESCAVAÇÃO: é um processo empregado para romper a compacidade do solo em seu estado
natural tornando possível o seu manuseio.
• CARGA DO MATERIAL ESCAVADO: corresponde ao enchimento da caçamba ou ao acúmulo
diante da lâmina da máquina, do material escavado.
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• TRANSPORTE: é a movimentação de terra do local escavado (origem) para o local onde será
depositado em definitivo e posterior retorno do equipamento descarregado.
• DESCARGA E ESPALHAMENTO: é a execução do aterro propriamente dito, seguido da
operação de adensamento do solo.
CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS PARA FINS DE MOVIMENTAÇÃO DE TERRA:
Material de 1º categoria: Materiais escaváveis pela lâmina de um trator de esteira.
• solos normais, de predominância argilosa, siltosa ou arenosa, e pedregulhos e pedras;
• Os matacões (blocos de rocha) de até 1m3, que possam ser facilmente carregados e
transportados.
Equipamentos usados:
Trator de esteiras com lâmina;
Motoscraper;
Escavadeira hidráulica ou pá - carregadeira e caminhão transportador;
Motoniveladora – para acabamento dos taludes e da plataforma.
Material de 2º categoria: Materiais que necessitam do uso do escarificador de um trator de esteira
para sua escavação, podendo, eventualmente, ser necessário o uso de explosivos.
• Solos sedimentares em processo adiantado de rochificação e as rochas em processo adiantado
de deteriorização.
• Blocos de rocha com volume superior a I m3, que necessitam de fragmentação com explosivos
para permitir o carregamento e o transporte.
• Rochas brandas ou rochas alteradas, que necessitam do uso esporádico de explosivo para o seu
desmonte.
Equipamento principal usado no desmonte:
Escarificador – montado em trator de esteiras de elevada potência e grande esforço trator;
Outros equipamentos usados nos serviços de corte:
Escavo-transportador;
Trator de esteiras;
Escavadeira hidráulica ou pá-carregadeira associado a unidade de transporte (caminhão
basculante, caminhão fora de estrada, etc);
Motoniveladora.
Material de 3º categoria : Rochas sãs e duras, que necessitam do uso contínuo de explosivos para
serem escavadas.
Equipamentos:
Compressor de ar ;
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Perfuratriz pneumática ou elétrica;
Escavadeira hidráulica ou pá carregadeira associado à unidade de transporte (Caminhão
basculante, fora de estrada, etc);
Trator de esteiras c/ lâmina
b.2.1. Taludes:
Superfície inclinada do terreno natural de um corte ou de um aterro
A inclinação do talude é variável com a natureza do terreno
Devem ser observadas as indicações dos Estudos Geotécnicos.
As inclinações ( V:H) recomendadas a seguir são meramente indicativas:
Para aterros:
1:2 solos arenosos;
1:1,5 solos argilosos;
1:1 aterros com fragmento de rocha
Para cortes:
4:1 rocha sã;
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1,5:1 terrenos sem escorregamentos;
1:1 terrenos com escorregamentos; e
1:1,5 empréstimos, estética e erosão.
Talude em corte:
o Terrenos com possibilidade de escorregamento ou desmoronamento: V:H = 1:1;
o Terrenos sem possibilidade de escorregamento ou desmoronamento: V:H = 3:2;
o Terrenos de rocha viva: Vertical
Talude em aterro
o Aterros com menos de 3,00 m de altura máxima: V:H = 1:2;
o Aterros com mais de 3,00 m de altura máxima: V:H = 1:4.
Relação:
V : H entre os catetos vertical (v) e horizontal (h) de um retângulo.
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Um talude na proporção 3:2 significa que a cada 2 m de avanço no plano horizontal teremos 3m no
plano vertical
b.2.2. Cortes :
São segmentos que requerem a escavação do material constituinte do terreno natural, ao longo do
eixo e no interior dos limites das seções do projeto que definem o greide da via.
São ainda considerados como serviços de corte: ( DER/PR EST-T 02/05)
As operações de cortes compreendem:
Escavação do terreno natural até o nível (greide) da terraplenagem, indicado no projeto;
Escavação do terreno natural, abaixo do greide da terraplenagem, na espessura de 40 cm,
nos cortes onde haja ocorrência de rocha sã ou em decomposição, para posterior
substituição por solos selecionados.
Escavação do terreno natural, abaixo do greide de terraplenagem, na espessura de 60 cm,
nos cortes onde haja ocorrência de solos de elevada expansão, baixa capacidade de
suporte ou solos orgânicos, para posterior substituição por solos selecionados.
Retirada das camadas de materiais de má qualidade com a finalidade de preparar as
fundações dos aterros, de acordo com as indicações do projeto.
Transporte dos materiais retirados para aterros, depósitos ou locais de “bota-fora”
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EQUIPAMENTOS
O equipamento básico para a execução de cortes em geral em solos de 1ª, 2ª e 3ª categoria,
compreende as seguintes unidades:
• Tratores de esteira equipados com lâminas;
• Escavadores conjugados com transportadores diversos;
• Caminhão basculante;
• Motoniveladoras pesadas equipadas com escarificador;
• Tratores empurradores (“pushers”);
• Perfuratrizes pneumáticas ou elétricas;
• Explosivos e detonadores;
• Retroescavadeiras e escavadeiras.
É fundamental observar o ângulo de talude estabelecido em projeto, caso contrário a largura da
plataforma pode estreitar ou alargar, provocando correções onerosas.
A inclinação do talude de corte deve ser tal que garanta a estabilidade dos maciços.
b.2.3. Empréstimos
Áreas indicadas no projeto, ou selecionadas, onde serão escavados materiais a utilizar na execução
da plataforma da rodovia, nos segmentos em aterro. Tais áreas são utilizadas para suprir a
deficiência ou insuficiência de materiais extraídos dos cortes.
Os materiais deverão atender ao seguinte:
Ser preferencialmente utilizados atendendo à qualidade e à destinação prévia indicadas no projeto
de engenharia.
Ser isentos de matérias orgânicas. Não deverão ser constituídos de turfas ou argilas orgânicas.
Para efeito de execução do corpo do aterro, apresentar capacidade de suporte compatível
(ISC ≥ 2%) e expansão menor ou igual a 4%.
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Para execução da camada final dos aterros apresentar, dentro das disponibilidades e em
consonância com os preceitos de ordem técnico-econômica, a melhor capacidade de suporte e
expansão menor ou igual a 2%.
Tipos de Empréstimos
Empréstimos Laterais
Escavações efetuadas próximas ao corpo estradal, sempre dentro dos limites da faixa de domínio.
• Nos casos de segmentos de cortes se processa o alargamento da plataforma com conseqüente
deslocamento dos taludes e, no caso de aterros, escavações do tipo “valetões”, em um ou
ambos os lados.
• O que vai definir a execução ou não desses empréstimos é a qualidade do material adjacente
aos cortes ou aterros em que se fará a escavação e o volume necessário para suprir a carência
de material no aterro de destino.
Na execução dos empréstimos laterais algumas exigências devem ser devidamente atendidas:
1. A conformação final da escavação, tanto em corte como nas adjacências dos aterros, deve seguir
uma geometria bem definida, para que proporcione uma aparência estética adequada;
2. Nos casos de cortes, deve-se dar preferência para escavações do lado interno às curvas, o que
aumentará as condições de visibilidade;
3. Em faixas laterais a aterros não devem ser efetuadas escavações muito profundas, com
declividades excessivas, mantendo as condições de segurança e evitando grandes acúmulos
de água e erosões. Também nesses casos devem-se tomar todas as precauções para que não
sejam comprometidas as obras de arte correntes (bueiros).
4. Os eventuais prejuízos ambientais decorrentes da abertura dos empréstimos deverão ser sempre
minimizados, impondo-se uma conformação adequada que assegure a correta drenagem das
águas precipitadas, assim como a posterior proteção vegetaldas áreas deixadas a descoberto.
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Empréstimos Concentrados
Escavações efetuadas em áreas fora da faixa de domínio, em locais que contenham materiais
em quantidade e qualidade adequada para confecção dos aterros.
Bota-fora
Local onde são descartados os materiais provenientes de obras de terraplenagem
que envolvam escavação e remoção de terra ou ainda, demolições e reformas que necessitem
de remoção de entulhos.
• Materiais de escavação dos cortes, que não será aproveitado em novos aterros, devido à sua
má qualidade, ao seu volume excessivo, ou à excessiva distância de transporte, e que é
depositado fora da plataforma da rodovia, de preferência nos limites de faixa de domínio,
quando possível.
Cálculo das DMTs
• As distancias expressam a extensão horizontal ao longo da qual o volume será transportado
entre a origem e o destino;
• Em geral as distancias são medidas entre os centros geométricos dos segmentos de corte e
aterro;
• Não são consideradas os deslocamentos transversais nas mesmas seções (seções mistas);
• As distancias são calculadas em metro ou km
• Quando o material é de empréstimo, a distância é calculada para o centro geométrico do
aterro pelo trajeto mais curto e viável;
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b.2.4. Aterros :
São segmentos da obra cuja implantação requer deposição de materiais provenientes de cortes ou
de empréstimos, no interior dos limites das seções de projeto que definem o empreendimento.
Corpo de aterro: parte do aterro constituída de material lançado e compactado em camadas de
espessuras uniformes, situadas no horizonte entre o terreno natural e a linha delimitadora do início
da camada final do aterro.
Corpo do aterro: compreende a parte inferior do aterro, situada além de 0,60m abaixo do greide de
terraplenagem
Camada final: parte do aterro constituído de material selecionado lançado e compactado em
camadas de espessuras uniformes, situadas no horizonte entre o greide de terraplenagem e o corpo
de aterro, com 1,00 m ( ou 0,60 m ) de espessura.
Os materiais a serem utilizados devem apresentar os seguintes requisitos gerais:
• Isenção de matéria orgânica, micácia ou diatomácia;
• Expansão máxima, determinada no ensaio de Índice de Suporte Califórnia, utilizando-se a
energia de compactação normal, de:
o 2% para camada final;
o 4% para o corpo do aterro.
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“Aterro” consiste no preenchimento ou recomposição de escavações, utilizando-se material de
empréstimo, para elevação de greide ou de cotas de terraplenos
“Reaterro” consiste no preenchimento ou recomposição de escavações, utilizando-se o
próprio material escavado.
Terraplenagem e Recursos Hdricos に TRT-6/2017 Teoria e Questıes Prof. Marcus V. Campiteli
ALGUMAS TÉCNICAS UTILIZADAS NO TRATAMENTO DE TALUDES
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1. Hidrossemeadura
Consiste em uma mistura de sementes, adubos minerais, massa orgânica, mulch e adesivos, que
são colocadas no caminhão de hidrossemeadura, e posteriormente, por uma mangueira, o
jateamento desta mistura feita é processado utilizando a água como veículo.
O Mulch é um composto rico em fibras vegetais e matéria orgânica, formando uma manta sobre o solo, protegendo as sementes e
demais insumos da ação dos predadores e das intempéries;
2. Biomanta Antierosiva
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Fabricadas a partir de fibras vegetais (palha agrícola, fibra de coco) e fibras sintéticas. As fibras são
costuradas industrialmente, formando uma trama resistente, protegidas por redes de polipropileno ou
juta, o que permite programar sua degradabilidade.
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Solo ancorado
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Sistema Vetiver
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• Drenos MacDrain® V para acelerar o adensamento do solo;
• Geotêxteis não tecidos MacTex® H N para separar camadas inferiores de materiais melhores para
construção dos aterrros;
• Geotêxteis tecidos MacTex® W1 e W2 para reforçar e separar os materiais da fundação;
• Geogrelhas MacGrid® WG de alta resistência e baixa deformação para reforçar as fundações dos
aterros
Uma associação de duas ou mais soluções é frequentemente necessária para atender todas às
solicitações de um projeto de aterro sobre solo mole.
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MacMat® R é um geocomposto formado por uma geomanta flexível tridimensional que apresenta
mais de 90% de vazios, fabricada a partir de filamentos grossos de polipropileno fundidos nos pontos
de contato, e um reforço metálico em malha hexagonal de dupla torção.
Para situações onde há um talude suscetível à processos erosivos, com grande altura e inclinação
acentuada, onde a solicitação de esforços é maior, a solução de revestimento mais indicada é a
geomanta MacMat® R.
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TERRAMESH
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BOLSACRETO
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b.2.4.1. Compactação
Processo manual ou mecânico que visa reduzir o volume de seus vazios e, assim, aumentar sua
resistência, tornando-o mais estável.
Tem como objetivo melhorar suas características, não só quanto à resistência, mas também em
relação à permeabilidade, compressibilidade e absorção de água.
Solos coesivos
Solos muito finos, com predominância de silte e argila.
Na compactação dos solos coesivos, a função da Água é envolver as partículas mais finas de
solo, dotando-as de coesão.
Qualquer acréscimo de Água superior ao necessário faz com que as partículas se separem;
O esforço de compactação é utilizado para expulsar a Água, procurando a reaproximação das
partículas.
Solos granulares
São solos com predominância de grãos de rocha de tamanho variável.
A parte fina destes solos pode ser arenosa ou siltosa.
Nos solos granulares, durante a compactação, a Água funciona como lubrificante, facilitando a
movimentação e o entrosamento das partículas.
• Dois fatores são fundamentais na compactação:
o O teor de umidade do solo
O teor de umidade ótima se atinge a máxima massa específica seca (kg/m3), que corresponde à
maior resistência do solo
Teor de umidade
Para umidades muito baixas: o atrito grão a grão do solo é muito alto e não se consegue uma
densidade adequada.
Para umidades mais elevadas: a água provoca efeito de lubrificação entre as partículas que se
acomodam em um arranjo mais compacto.
À partir de certa umidade não se consegue mais expulsar o ar dos vazios, ficando envolto por água,
não conseguindo sair do interior do solo.
A densidade de um solo aumenta à medida que o teor de água vai aumentando, passando por um
valor máximo para depois diminuir.
A densidade máxima corresponde à quantidade mínima de vazios do solo
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Para uma determinada energia aplicada no solo (nºde golpes), existe apenas uma umidade que
conduz ao máximo valor de densidade ou massa específica
o A energia empregada na aproximação dos grãos (energia de compactação).
Para execução do corpo de aterro o Ensaio de Proctor utilizado é o normal com grau de
compactação igual ou maior que 95% e desvio de umidade ótima de mais ou menos 3%.
Compactação no Laboratório
O ensaio de compactação tem a finalidade de determinar a função de variação da massa específica
aparente seca com o teor de umidade, para uma dada energia de compactação, aplicada ao solo
através de um processo dinâmico
Compactação do solo em camadas, dentro de um cilindro metálico, aplicando-se golpes de um
soquete com massa e altura de queda definidos
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o Compactação no campo
Procedimento:
o Lançamento do material solto em camadas de pequena espessura;
o Homogeneização;
o Correção da umidade;
o Compactação;
Em campo, a energia de compactação pode ser transmitida ao solo por:
o pressão;
o impacto;
o vibração.
Para solos arenosos utiliza-se rolo lisoPara solos argilosos rolo pé de carneiro e pata curta
Os rolos pneumáticos são adaptáveis a quase todos os tipos de terreno.
A quantidade de água a ser adicionada ao solo é calculada em função da descarga da barra
de distribuição e da velocidade do carro pipa.
O número de passadas do equipamento de compactação, podem ser determinados
controlando-se os resultados obtidos em um trecho experimental escolhido.
Corpo de aterro:
o Grau de compactação: iqual ou maior que 95% do proctor normal
o CBR igual ou maior que 2%
o Expansão igual ou menor que 4%.
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Camada final de aterro :
o Grau de compactação: igual ou maior que 100% do proctor normal,
o CBR igual ou maior que 8%
o Expansão igual ou menor que 2%.
Controle de compactação:
a) Durante a fase de execução – o controle deve incidir sobre a granulometria do material, o
equipamento utilizado, o número de passagens, a espessura da camada, a quantidade de água
adicionada, etc;
b) Após a compactação – o controle é realizado comparando os resultados obtidos em campo com os
determinados em ensaios de referência realizados em laboratório.
Fatores que influem na compactação
Aterro Compactado
O projeto de terraplenagem deve especificar a compactação do Aterro Compactado para que não
ocorram patologias após as obras tais como:
Recalques dos platôs finais de terraplenagem (a compactação diminui os vazios do solo);
Deslizamento de solo em taludes (a compactação aumenta a resistência do solo);
Diminuição das erosões devido a incidência de águas pluviais (o solo com menos vazios e
mais resistente torna-se menos erosivo).
Para obtenção de maiores graus de compactação, deve-se pela ordem tentar:
a) aumentar o peso (P) do rolo;
b) aumentar o número (N) de passadas;
c) diminuir a velocidade (v) do equipamento de compactação;
d) reduzir a espessura (e) da camada.
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- Numero de passadas:
o O grau de compactação aumenta substancialmente nas primeiras passadas, as seguintes não
contribuem significativamente para essa elevação.
o Um número excessivo de passadas produz supercompactação superficial, principalmente
quando se trata de rolo vibratório.
o Insistir em aumentar o número de passadas pode produzir perda no grau de compactação, por
destruição de uma estrutura que acabou de ser formada.
- ESPESSURA DA CAMADA:
o Por razões econômicas: espessura maior possível
o Mas características do material, tipo de equipamento e finalidade do aterro são fatores que
devem predominar.
o Equipamentos diversos exigem espessuras de camada diferentes.
- HOMOGENEIZAÇÃO DA CAMADA:
A homogeneização da camada será feita através da remoção ou fragmentação de torrões secos,
remoção de material conglomerado, de blocos ou de matacões de rocha alterada e de matéria
orgânica.
o Feita com motoniveladoras, grades e arados especiais,
o A camada solta deve estar bem pulverizada, sem torrões muito secos, blocos ou fragmentos
de rocha, antes da compactação.
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- VELOCIDADE DE ROLAGEM:
o Rolos pé de carneiro: no início se deslocam em baixa velocidade. À medida que a parte
inferior da camada se adensa, a velocidade aumenta naturalmente.
o Para equipamentos vibratórios, recomenda-se baixa velocidade, a fim de que seja possível a
compactação com menor número de passadas, pelo efeito mais intenso das vibrações.
o As velocidades mais indicadas para cada tipo de rolo compactador devem ser testadas e
determinadas em aterros experimentais, em função do tipo de solo que será compactado.
Rolos pneumáticos: de 10 a 15 km/h
Rolos pé-de-carneiro: de 5 a 10 km/h
Rolos vibratórios: de 3 a 4 km/
- INFLUÊNCIA DA AMPLITUDE E FREQÜÊNCIA DAS VIBRAÇÕES (rolos vibratórios)
o A frequência recomendada é de 1500 a 3000 vibrações por minuto (25-50Hz), mas alterações
entre esses valores alteram pouco o efeito da compactação.
o A amplitude aumentada causa sensível aumento no grau de compactação, para todas as
freqüências, pois acrescenta ao peso do rolo vibratório o efeito de impacto.
A tabela abaixo são apenas indicações, uma orientação geral para os tipos de compactadores mais
frequentemente usados conforme os tipos de solo.
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CONTROLE DE QUALIDADE
Em três partes:
• Controle visual;
• Controle geométrico de acabamento;
• Controle tecnológico e liberação das camadas compactadas.
Na inspeção deverão ser observadas:
1. escarificação, destorroamento e homogeneização do solo das camadas a serem
compactadas;
2. o gradeamento para destorroamento do material lançado;
3. o espalhamento e o controle da espessura da camada de solo a ser compactada, com relação
às cruzetas de referência ;
4. os serviços de remoção de raízes, madeira, detritos e outros materiais inadequados, das
áreas de trabalho;
5. a ocorrência de camadas ressecadas, fissuradas ou com fendas;
6. a ligação entre camadas do mesmo material ou de materiais diferentes;
7. as inclinações das superfícies dos maciços, de modo que permitam uma drenagem das águas
de chuvas;
8. a distribuição, nas áreas de trabalho, dos equipamentos de terraplenagem, para o controle da
uniformidade de compactação;
9. as condições e características dos equipamentos; • a velocidade de operação dos rolos
compactadores;
10. o número de passadas dos rolos e a cobertura adequada da faixa durante a compactação.
Controle geométrico de acabamento
• O controle de acabamento será realizado por meio de um levantamento topográfico das seções
transversais concluídas.
• O acabamento da plataforma de aterro será realizado mecanicamente, de forma a alcançar a
conformação da seção transversal do projeto,
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Controle tecnológico e liberação das camadas compactadas
Deverá ser feita através de ensaios, onde se pode obter o grau de compactação e desvio de
umidade, especificados no projeto do aterro compactado
BW 213 DH-4 BVC com placa vibratória
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Rolos lisos de rodas de aço
Os fatores que interferem na compactação são a carga por unidade de largura das rodas, largura e
diâmetro das rodas.
• São utilizados para compactar pedregulhos, areias bem graduadas, misturas de areia a argila de
média plasticidade e para a compactação de acabamento.
• Não são recomendados para areias uniformes e solos finos com elevada plasticidade,
podendo ocorrer má compactação das camadas inferiores.
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Rolos pneumáticos:
Os principais fatores que interferem na compactação são a pressão de enchimento dos pneus, área
de contato entre pneu e superfície e a pressão de contato.
São aplicados para solos arenosos ou pouco coesivos, devendo-se ter cuidados especiais com a
velocidade de operação (5 a 8 km/h).
Na seleção do tipo de equipamento a ser utilizado deve-se observar o espaçamento entre rodas,
peso bruto e número de rodas.
Na sua estrutura apresentam espaços vazios que podem ser cheios de material pesado para
aumentar o peso, se necessário;
São usados para compactação de camadas delgadas de materiais e pavimentos betuminosos.
Rolos pé-de-carneiro:
Os fatores que interferem na compactação são a pressão dos pés-de-carneiro ,extensão da camada
comprimida pelo rolo, peso total do rolo, área de contato de cada pé, número de pés em contato com
a camada num dado tempo e o número total de pés por tambor.
Estes rolos são compostos de cilindros metálicos ocos com “patas” adaptadas (15 a 25 cm).
Geralmente, as filas com as “patas” são alternadas com 4 “patas” por fila e o diâmetro do tambor
varia entre 1,0 e 1,5 m.
São usados na compactação de solos coesivos (materiais argilosos e siltosos).
O adensamento se completa quando quase não há mais a penetração das patas no solo.
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Os cilindros são ocos e nelespode -se colocar areia e água para aumentar o peso, se
necessário;
Os rolos pés de carneiro podem ser vibratórios
Rolos vibratórios:
Os fatores que interferem são a freqüência de vibração (1750 vpm a 3000 vpm), amplitude (0,3 mm a
0,7 mm), força dinâmica, força estática, formas e dimensões da área de contato e estabilidade do
equipamento.
Podem ser compostos por um ou dois cilindros, rebocados ou não e são eficientes para materiais
não coesivos.
Constam de rolos lisos, com um motor vibratório, cuja, freqüência e amplitude se propagam pelo
tambor até o terreno.
Para a maior produtividade dos serviços, a operação deve se dar à baixa velocidade.
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• Compactadores portátil, manual ou mecânico.
São recomendados em operações de compactação de áreas com solos granulares, mistos e
coesivos.
Compactação do fundo de valetas, fechamento de valas, compactação de alicerces,
reservatórios de águas, canais de irrigação, etc.
Obtém bons resultados na compactação de todo tipo de material, porém o mais adequado a máquina
são os solos argilosos úmidos, terra solta procedente de cortes, terra misturada com cascalho.
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Especificações para compactação
O Grau de compactação é definido por
peso específico aparente seco máximo de campo (kN/m3)
peso específico aparente seco máximo determinado em laboratório (kN/m3).
As especificações gerais do DNER exigem:
Gc% mínimo = 100% nos 60 cm superiores do aterro;
G% mínimo = 95%, abaixo de 60 cm;
Tais condições são definidas para compactação feita na umidade ótima, com uma variação
admissível de ± 3 %;
Qualidade dos materiais: deverão ser evitados solos com CBR < 2 e com expansão maior que
2%
Execução da Terraplenagem
Controle topográfico:
• Locação de eixos e/ou linhas-base
• Marcação de offsets
• Verificação de inclinação de taludes
• Conferência de larguras e declividades
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• Conferência de cotas
• Conferência de espessuras de camadas
• Levantamentos planialtimétrico de áreas de bota-fora e empréstimo
• Nivelamentos para medição de volumes de aterros, cortes e empréstimos.
Controle Geotécnico
• Verificação da compactação e umidade;
• Caracterização do material: CBR, LL, LP e Granulometria
Componente Ambiental:
• Estudos Ambientais
• Projeto Ambiental
FASES DO PROJETO DE TERRAPLENAGEM
FASE DE ANTEPROJETO
Estudo de alternativas de traçado para definição de uma única diretriz a ser levada à Fase de
Projeto.
• Todos os trabalhos desenvolvidos visam a obtenção de dados para um comparativo técnico-
econômico ao final desta fase (Estudos de Traçado).
• Não se dispõe de dados de grande precisão.
• Para o Anteprojeto de Terraplenagem, conta-se com subsídios retirados do Anteprojeto
Geométrico e das investigações geotécnicas desenvolvidas em cada alternativa.
• Os Estudos Geotécnicos investigam a natureza dos cortes e subleitos
• O Anteprojeto de Terraplenagem, procurará determinar, com as aproximações possíveis, os
serviços e as consequentes quantidades, com vistas à definição dos custos envolvidos, para
cada uma das alternativas.
FASE DE PROJETO
Determinação de todos os elementos necessários à construção, bem como para a elaboração
de Editais e Propostas de Empresas Construtoras para execução dos serviços.
O Projeto de Terraplenagem terá, precisão compatível com a alternativa desenvolvida no projeto,
e não poderá deixar dúvidas acerca dos problemas e soluções construtivas.
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Procedimentos para a elaboração do projeto de terraplenagem
A) Avaliação da dificuldade extrativa dos materiais a serem escavados
Para possibilitar a estimativa da dificuldade extrativa dos materiais, deverão ser executadas
sondagens durante a elaboração dos Estudos Geotécnicos.
• Sondagens Manuais Diretas
o Sondagens a trado
o Sondagens a pá e picareta.
Sondagem a trado:
• Os trados normalmente utilizados são do tipo “helicoidal”, podendo também fazer-se uso do
tipo “cavadeira”, este para iniciar a prospecção.
• Prospecção com pequeno poder de penetração.
• A abertura no terreno é do tipo furo (diâmetro de 4” até 10”).
• A profundidade normalmente prospectável com este tipo de instrumento é de até 8 m, na
dependência do tipo de material ocorrente.
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Sondagens a pá e picareta.
• Apresentam um poder de penetração superior ao das sondagens a trado.
• A prospecção é do tipo poço, e o sondador consegue visualizar o material ocorrente “in situ”.
A principal limitação destes métodos de reconhecimento é a limitação da profundidade escavada, em função das
características dos materiais e da posição do lençol freático.
Critério expedito, utilizável na avaliação das categorias dos materiais dos cortes, com base
nos resultados destas sondagens manuais:
• Materiais de 1ª categoria: penetráveis com facilidade ao trado e à pá e picareta.
• Materiais de 2ª categoria: impenetráveis ao trado, porém penetráveis, com dificuldade, à pá e
picareta.
• Materiais de 3ª categoria: impenetráveis a ambos os tipos de prospecção.
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• Sondagens Mecânicas Diretas
o Sondagens Rotativas
o Sondagens a Percussão
B) Seleção qualitativa de materiais na terraplenagem
Seleção qualitativa de materiais: processo que visa selecionar aqueles materiais locais que se
apresentam técnica e economicamente como os mais favoráveis, conferindo a essas camadas
adequadas condições para suportar a superestrutura projetada.
Aspectos a serem considerados no projeto:
As características mecânicas dos materiais envolvidos;
As características físicas destes materiais
Características Mecânicas (de Trabalhabilidade)
Camadas finais compostas por materiais de 1ª categoria (solos, em geral), admitindo-se o emprego
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de materiais de 2ª e 3ª categorias somente no corpo dos aterros.
Aos materiais de 3ª categoria associam-se problemas de drenagem profunda (subleito dos cortes) ou
de granulometria (camada final dos aterros).
Pavimentos executados diretamente sobre leitos rochosos podem apresentar inúmeros defeitos
associados a problemas de subdrenagem, pois as rochas apresentam, usualmente, grande número
de fissuras pelas quais ascendem à plataforma as águas freáticas.
Para materiais de 3ª categoria, a solução de rebaixamento de greide e execução de camada
drenante é praticamente imprescindível.
O emprego de materiais de 3ª categoria em camadas finais de aterros:
• pode causar problemas de ordem granulométrica, pois os produtos extraídos dos cortes
apresentam fragmentos de diversos tamanhos, conduzindo a um subleito de comportamento
heterogêneo.
• pode apresentar problemas de acomodamento posterior, além de fuga do material fino da
camada inferior do pavimento.
Características Físicas
De interesse direto para a seleção qualitativa, estão as propriedades dos solos relacionados
capacidade de suporte e expansão.
• Estes dois parâmetros podem ser determinados através do ensaio de CBR-California Bearing
Ratio.
Como regra geral, um material para emprego em terraplenagem será tanto melhor quanto
maior for a sua capacidade de suporte (CBR) e quanto menor for a sua expansão (e) em
presença da água.
Em termos de expansão, as Especificações Gerais admitem os seguintes valores extremos:
1. para camadas finais de terraplenagem, em cortes ou aterros: e < 2%
2. para corpo de aterros: e < 4%
C) Avaliação dos fatores de conversão
É de grande importância para as operações de terraplenagem, que se tenha o adequado
conhecimento das variações volumétricas ocorrentes durante a movimentação dos materiais
envolvidos
EMPOLAMENTO (Manual de Implantação Básica de Rodovia do DNIT - 2010)
Expansão volumétrica de um material, quando removido deseu estado natural.
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• Fator de Empolamento = V corte / V solto < 1
• O volume medido no corte é menor que o transportado
Cada material ou mistura de materiais apresenta fator de empolamento específico.
Fator de Empolamento:
É um parâmetro adimensional, sistematicamente maior do que a unidade. Permite que, conhecidos o
volume a ser cortado e a capacidade volumétrica das unidades transportadoras, se determine o
número de veículos a ser empregado para permitir o transporte do material escavado e “empolado”.
Permite a estimativa do volume ocorrente no corte a partir da cubação do material nas unidades
transportadoras.
Fator de Contração:
A compactação de aterros acarreta a redução de volume do material escavadoo.
É um parâmetro adimensional, assumindo, para os solos, valores inferiores à unidade.
Quando a escavação for executada em materiais compactos (rocha sã, p.ex.) de elevada densidade
“in situ”, resultará fator de contração superior à unidade.
Permite que se faça uma estimativa do material, medido no corte, necessário à confecção de
determinado aterro.
Fator de Homogeneização de volumes:
O fator de homogeneização é utilizado, considerando-se que o grau de compactação do aterro é
maior que o grau de compactação do corte.
Definido pela relação entre o volume de material no corte de origem e o volume que este mesmo
material ocupará no aterro, após ser adequadamente compactado.
Assume valores superiores unidade para solos, e inferiores para materiais compactos.
Parâmetro adimensional, que permite estimar o volume de corte necessário a execução de um
aterro
D) Cálculo de volumes
Diversos são os procedimentos de cálculo que poderão ser mobilizados com vistas à determinação
dos volumes de cortes e aterros
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Seção 1 = área de corte: Ac1
Seção 2 = área de corte : Ac2
Seções de 20 em 20 metros
Vcorte ( entre as seções1 e 2 ) = ( Ac1 + Ac2) * semidistancia ( metade da distancia entre as duas
estacas )
Seção 3 = área de corte : Ac3
Seção 3 = área de aterro: AA3
Vcorte ( entre as seções 2 e 3) = ( Ac2 + Ac3) * semidistancia ( metade da distancia entre as duas
estacas )
V aterro ( entre as seções 2 e 3) = ( AA2 + AA3) * semidistancia ( metade da distancia entre as duas
estacas )
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E) Distribuição do material a ser escavado
Calculados os volumes de cortes e aterros existentes entre cada par de seções sucessivas e
estabelecidos os demais controles do projeto de terraplenagem (classificação quanto à dificuldade
extrativa, critérios para a seleção qualitativa e fatores de homogeneização), é necessário que se
execute a distribuição teórica do material a ser escavado, ou seja: definir toda a origem e destino dos
materiais envolvidos na terraplenagem, seus volumes e classificação e as correspondentes
distâncias médias de transporte.
Compensação de volumes
A execução de escavações em cortes ou empréstimos determina o surgimento de volumes de materiais que
deverão ser transportados para aterros ou bota-foras.
Dependendo da situação topográfica do segmento, teremos caracterizados dois tipos distintos de
compensação de volumes:
Compensação longitudinal
Compensação lateral
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F) Quantificação dos serviços
Em qualquer item do projeto há necessidade de se quantificar os diversos serviços envolvidos, a fim
de se poder, atribuindo-se custos unitários a cada um deles, orçar o item referido e, por conseguinte,
o trecho rodoviário.
EMPRÉSTIMOS:
Empréstimos são escavações destinadas a prover ou complementar o volume necessário à
execução dos aterros por insuficiência do volume dos cortes, por motivos de ordem tecnológica
de seleção de materiais ou razões de ordem econômica.
Variações Volumétricas dos Solos
Solos terraplenados
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para uma mesma massa D = m/V
Para materiais de 1ª categoria, o DNIT adota, de forma generalista, a seguinte relação:
Densidade compactado = 1,3 x Densidade corte
Densidade compactado = 1,6 x Densidade solto
Ou
Volume corte = 1,3 x Volume compactado
Volume transportado = 1,6 x Volume compactado
Essas relações já incluem o percentual de perdas no transporte, da ordem de 5%.
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Coeficientes comumente aplicados para se efetuar a conversão dos volumes de solos:
A) Fator de Empolamento
– É a relação entre o volume no corte e o volume solto.
PERCENTUAL DE EMPOLAMENTO
Taxa de acréscimo aplicada sobre o volume de solo retirado
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B) Fator de Contração
- É a relação entre o volume compactado e o volume no corte.
C) Fator de Homogeneização
- É a relação entre o volume no corte e o volume compactado.
O objetivo deste parâmetro, também adimensional, é similar ao do fator de contração, ou seja,
estimar o volume de corte necessário à confecção de um determinado aterro. Sua aplicação é
voltada para a etapa de projeto constituindo-se em subsídio fundamental ao bom desempenho da
tarefa de distribuição do material escavado.
- Aplicado sobre os volumes de aterro, como multiplicador;
Um fator Fh = 1,4 indica que será necessário escavar cerca de 1,4 m3 corte para obter 1 m de aterro compactado
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OMENTO DE TRANSPORTE
Define-se Momento de Transporte como o produto dos volumes transportados pelas distâncias
médias de transporte:
Onde:
M = momento de transporte, em m3.dam ou m3.km;
V = volume natural do solo, em m3;
dm = distância média de transporte, em dam ou km
dam_ decâmetro
1 dam = 10 m = 0,01 km.
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b.2.4.2. Equipamentos
• Trator de esteira;
A parte principal de um trator de esteira é a lâmina escavadora. Propicia o espalhamento do material
de forma satisfatória.
A esteira metálica permite o uso do TE em quase todos os tipos de terrenos.
Possui pequena velocidade de trabalho;
Não pode ser usado para deslocamentos longos;
Exige cuidados especiais ao se deslocar em superfícies acabadas ou duras.
Scraper ou motoscraper;
O motoscraper (MS) é projetado para executar as quatro etapas do serviço de terraplenagem.
Economia de tempo na execução dos serviços;
Baixo custo de operação;
Simplicidade de operação;
Elevada produção.
o Custo elevado de aquisição;
o Custo elevado de manutenção;
o Somente apresentam vantagens financeiras se usados de forma contínua.
• Caminhão basculante, caminhão irrigador;
Os caminhões irrigadores são munidos de um registro e uma barra de aspersão, que permite a
regulagem da vazão que, conjugada à velocidade do veículo, permite que, com razoável precisão,
seja espalhada no solo a quantidade de água necessária para colocá-lo na umidade desejada.
O teor de umidade final é geralmente controlado com o "Speedy Moisture Test", e conferido após a
compactação em combinação com ensaios de determinação da massa específica aparente.
Usos: umidificação ou umedecimento de aterros antes de compactação, controle de
poeira no ambiente de trabalho, transporte de água
• Escavadeiras, carregadeira;
A pá carregadeira é projetada única e exclusivamente para o carregamento, não sendo aconselhado
o seu uso para outros fins.
Escavam, levantam e descarregam material a uma altura de até 3,00m.
Espalhamento de terra, remoção de rochas, raízes e terra vegetal.
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• Carregadeiras com esteiras: Tem maior eficiência de escavação, devido ao maior esforço
trator. São recomendadas para terrenos com baixo suporte ou umedecidos.
• Motoniveladora; (plaina ou “patrol”)
A motoniveladora é projetada para espalhamento do material descarregado e para acabamento, por
raspagem, de superfícies.
São máquinas que possuem um escarificador e uma lâmina central de corte.
São imprescindíveis em serviços de acabamento,moldando o terreno aos greides finais.
Maior produtividade na execução de aterros.
Escarificador ou Ripper:
São “dentes” cortantes, instalados na parte traseira do trator, usados para romper solos compactos
ou para aumentar a eficiência do implemento das lâminas de carga. Utilizado em material de 2a
categoria.
• Rolo compactador;
Rolo pé-de-carneiro:
São usados na compactação de solos coesivos (materiais argilosos e siltosos).
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− Tem um tambor com saliências com 20-25 cm (patas), em fileiras desencontradas que
penetram na camada solta do solo.
− O adensamento se completa quando quase não há mais a penetração das patas no solo.
- Tendo em vista a pequena área dos pés de carneiro, o peso do rolo é transmitido ao terreno com
pressão mais elevada;
- Os cilindros são ocos e neles pode -se colocar areia e água para aumentar o peso, se necessário;
- Os rolos pés de carneiro podem ser vibratórios
Rolos vibratórios
São utilizados em solos arenosos, com baixa porcentagem de argila e pedregulhosos.
Constam de rolos lisos, com um motor vibratório, cuja, freqüência e amplitude se
propagam pelo tambor até o terreno.
Para a maior produtividade dos serviços, a operação deve se dar à baixa velocidade.
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Rolos pneumáticos
o Indicados para a compactação de materiais coesivos e arenosos;
o Na sua estrutura apresentam espaços vazios que podem ser cheios de material pesado para
aumentar o peso, se necessário;
o Montado no chassi há um compressor ligado aos pneus, permitindo variar a pressão desses,
durante a operação.
o São usados para compactação de camadas delgadas de materiais e pavimentos
betuminosos.
• Compactadores portátil, manual ou mecânico.
São recomendados em operações de compactação de áreas com solos granulares, mistos e
coesivos.
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Compactação do fundo de valetas, fechamento de valas, compactação de alicerces,
reservatórios de águas, canais de irrigação, etc.
Obtém bons resultados na compactação de todo tipo de material, porém o mais adequado a máquina
são os solos argilosos úmidos, terra solta procedente de cortes, terra misturada com cascalho.
Solos moles:
− Escavadeira de arrasto ("dragline" );
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− Escavadeira de mandíbula s ("clam-shell");
− Retroescavadeiras e Escavadeiras Hidráulicas.
Cortes em Rocha:
Perfuratrizes pneumáticas ou elétricas (tipo "wagon-drill", "crawller-drill" ou marteletes manuais),
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Referências Bibliográficas:
• Universidade Federal de Santa Maria, RS – Centro de Tecnologia Curso de Engenharia Civil;
• Universidade Federal da Paraíba – Disciplina : Estradas e Transporte – Prof. Ricardo Melo;
• Faculdade de Engenharia Departamento de Estruturas e Fundações Muros de Arrimo Profa Denise M S Gerscovich
• Internet: www.pt.sikipedia.org/wiki/trem;
• Internet: www.anpf,com.br/histnostrilhos/historianostrilhos10_novembro2003;
• Fonte: Cadernos técnicos ALL;
• Associação Brasileira de Normas Técnicas – ABNT/CB6 – 06 - NBR 7511 de 30/05/2005;
• Universidade Federal do Rio Grande do Sul – Escola de
Engenharia Departamento de Eng. de Produção e Transporte - MICHEL, Fernando - Infra Ferro-hidro-aero-dutoviária;
• Manual de Drenagem... (DNIT, 1990) NORMA DNIT 015/2006-ES
• UFBA - Escola Politécnica - CONSTRUÇÃO DE ESTRADAS - Profa Denise Ribeiro
• Construção de Estradas e Vias Urbanas: Profa. Jisela Aparecida Santanna Greco
• http://www.engegraut.com.br/geotecnia.htm
• Fundações em Estacas : Prof. José Mário Doleys Soares
• ETG–033: CONSTRUÇÃO DE ESTRADAS E VIAS URBANAS: prof. Bruno Almeida Cunha de Castro
• Soluções de Engenharia Boletim Técnico 02 www.sasolucoesdeengenharia.com
• NORMA AMBIENTAL VALEC Nº 19
• PROGRAMA DE INTEGRAÇÃO E CAPACITAÇÃO – DER/2008
• MANUAL DE IMPLANTAÇÃO BÁSICA DE RODOVIA - DNIT
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• Obras Rodoviárias p/ DNIT 2018 (Analista de Infraestrutura - Área Engenharia Civil) Com vídeo aulas Professores: Marcus Campiteli, Time
Campiteli
• https://www.arteris.com.br/wp-content/uploads/2018/07/ARTERIS-ES-106.Terraplanagem-Cortes-REV-0.pdf