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Engenharia

Obras Rodoviárias – Terraplanagem

By 11 de março de 2019 No Comments

1. Introdução

A terraplenagem ou movimento de terras pode ser entendida como o conjunto de operações de escavação , carga , transporte , descarga e compactação de solos, necessárias para remover a terra dos locais em que se encontra em excesso (executando cortes ) para aqueles em que há falta (executando aterros ), tendo em vista um determinado projeto a ser implantado, no caso desta aula para construção de rodovias.

Quando o volume proveniente de cortes é insuficiente para a execução dos aterros, devem ser realizados empréstimos de outras partes da rodovia ou mesmo de fora desta. Por outro lado, quando há sobra de material, ele deve ser transportado e depositado em bota-foras .

O projeto de terraplenagem deve determinar: os quantitativos das operações a serem realizadas; os parâmetros geotécnicos dos materiais a serem utilizados; a localização dos empréstimos e bota-foras; a distribuição e orientação do movimento de terra.

O custo da terraplenagem é relevante no orçamento da rodovia, o que aumenta a necessidade de se minimizar o transporte de terras ao mesmo tempo mantendo as condições necessárias de segurança e conforto do usuário final.

2. Serviços Preliminares

São as operações de preparação das áreas da rodovia e dos empréstimos, pela remoção de qualquer obstrução. Englobam a remoção de: material vegetal pelo desmatamento (corte, remoção e limpeza) e pelo destocamento (escavação e remoção total de tocos, raízes e solo orgânico); blocos de rocha e pedras isoladas; linhas de transmissão (removidas pelas próprias concessionárias); cercas (após construção de nova cerca), construções e outras benfeitorias (requerem desapropriação).

Preferencialmente, devem ser utilizados tratores de esteiras com lâminas e motosserras, sendo frequentemente utilizados o empurrador de árvore, o destocador e o ancinho.

Especificações de Serviço

  • As operações devem restringir-se aos limites dos off-set acrescidos de uma faixa mínima indispensável a sua utilização.
  • Nas áreas de cortes, camada de 60 cm abaixo do greide projetado deve ficar totalmente livre de tocos ou raízes.
  • Nas áreas de aterros com cota vermelha inferior a 2m ,deve-se remover totalmente a camada de terreno natural contendo tocos e raízes . Já para aterros de altura superior a 2 m , não há necessidade de destocamento, mas o desmatamento deve fazer o corte das árvores ficar nivelado ao terreno natural, no máximo.
  • Vegetação de porte reduzido ( até 15 cm de diâmetro medido a 1 m do solo) requer apenas desmatamento com possível uso exclusivo de tratores de esteiras, sem necessidade de destocamento. A medição do serviço é feita em metros quadrados de área trabalhada.
  • Vegetação de maior porte (diâmetro superior a 15 cm ) requer     uso adicional de motosserras e posterior destocamento . A medição do serviço é feita em unidades destocadas, divididas em árvores de diâmetro de 15 a 30 cm e árvores de diâmetro superior a 30 cm     .
  • É admitida, como tolerância ,uma variação na largura da faixa a ser trabalhada de +15 cm , não sendo admitida variação negativa .

 

3. Categorias dos Solos

De acordo com as características de sua composição, sua trabalhabilidade e os equipamentos que serão utilizados para sua escavação, os solos são classificados pelo DNIT em três categorias. Os equipamentos serão detalhados mais à frente nesta aula.

1ª categoria:

Compreende os solos em geral, residuais ou sedimentares, seixos rolados ou não, com diâmetro máximo inferior a 15 cm , qualquer que seja o teor de umidade apresentado. O processo de extração é compatível com a utilização de “ Dozer ” ou “ Scraper ” rebocado ou motorizado.

2ª categoria:

Compreende os solos de resistência ao desmonte mecânico inferior à da rocha não alterada, cuja extração se processe por combinação de métodos que obriguem a utilização do maior equipamento de escarificação exigido contratualmente; a extração eventualmente pode envolver o uso de explosivo ou processo manual adequado. Estão incluídos nesta categoria os blocos de rocha de volume inferior a 2 m³ e os matacões ou pedras de diâmetro médio compreendido entre 0,15 m e 1,00 m .

3ª categoria:

Compreende os materiais com resistência ao desmonte mecânico equivalente à rocha não alterada e blocos de rocha com diâmetro médio superior a 1,00 m , ou de volume igual ou superior a 2 m³ , cuja extração e redução, a fim de possibilitar o carregamento, se processem com o emprego contínuo de explosivos .

 

4. Distribuição de Massas

A distribuição teórica do material a ser escavado consiste em definir-se toda a origem e destino dos materiais envolvidos na terraplenagem, seus volumes e classificação, e as distâncias médias de transporte.

 

Cálculo de Volumes

A partir da definição do greide e consequente perfil longitudinal da rodovia, é possível definir as seções transversais de cada segmento. Consideram-se variações lineares entre seções consecutivas.

Calcula-se o volume pelo método da média das áreas:

Onde d é a distância entre as seções subsequentes.

Vale ressaltar que ao calcular os volumes de cortes e aterros, deve-se considerar a influência da operação de limpeza de camada vegetal , cujo volume será somado ao volume do aterro e subtraído do volume de corte para se obter os volumes efetivos .

 

Fatores de Conversão

Na terraplenagem é necessário conhecer as variações volumétricas dos materiais a serem trabalhados. Um fenômeno característico dos solos é o empolamento ou expansão volumétrica, que ocorre ao se escavar o terreno em seu estado natural. Uma mesma quantidade (massa) de terra no corte de origem possui volume V CORTE menor que a terra escavada ( V SOLTO ). Logo, a densidade no corte (ou densidade in situ , D CORTE ) é maior que a densidade do material solto ( D SOLTO ).

O fator de empolamento , como definido pelo DNIT, é a relação entre a densidade solta e a densidade no corte:

Diversos autores definem fator de empolamento como a razão inversa da exposta acima, mas optamos pela definição constante no material do DNIT.

Chama-se porcentagem de empolamento a relação que representa o incremento percentual de volume que resulta a escavação do material:

Após a compactação, o solo passa a ter maior densidade que em seu estado natural. O fator de contração mede essa relação, e é usado para estimar a quantidade de material no corte necessário à confecção de certo aterro:

Por fim, o fator de homogeneização é a relação entre o volume do material no corte de origem e o volume que este mesmo material ocupará no aterro, após ser compactado. É, portanto, o inverso do fator de contração. Este fator normalmente é avaliado pela relação inversa das correspondentes densidades aparentes secas, ou seja:

Dada as relações expostas, prevalece para solos terraplenados que:

 

Momento de Transporte

O momento de transporte é o produto de um volume escavado pela distância segundo a qual este volume é transportado:

Onde Vi são os volumes parciais escavados e di as distâncias de transporte parciais respectivas. A distância média de transporte é a relação do momento de transporte com o volume total transportado, correspondendo à distância entre os centros de gravidade de cada escavação e cada aterro :

Diagrama de Brückner

Com os cálculos de volumes de cortes e aterros de cada seção e estabelecidos os demais controles do projeto de terraplenagem (classificação quanto à dificuldade extrativa, critérios para a seleção qualitativa e fatores de homogeneização), passa-se à distribuição teórica do material.

A distribuição de terras deve fornecer a solução teoricamente mais econômica, sob o ponto de vista da distância média de transporte e do aproveitamento dos materiais escavados. O diagrama de Brückner é o método mais utilizado para estimar as distâncias médias de transporte entre trechos compensados, fornecendo uma visualização gráfica da movimentação de terra longitudinal ao longo da diretriz da rodovia, facilitando o projeto de terraplenagem.

A ordenada de um ponto qualquer do diagrama representa a soma algébrica dos volumes acumulados, desde a origem de ordenada arbitrária até este ponto, considerando os volumes de corte positivos e os volumes de aterros negativos. No caso de seções mistas, o valor da ordenada a compor o diagrama é obtido por meio da diferença entre os volumes de corte e aterro da seção, que é o disponível para movimento ao longo da via.

O fator de homogeneização é previamente aplicado aos volumes de aterros e os volumes considerados já são os efetivos, ou seja, incluem a influência da limpeza.

Para o entendimento e utilização do diagrama, observemos suas propriedades:

  • O diagrama de massas não é um perfil e não tem nenhuma relação com a topografia do terreno, mas sim com as operações de corte e aterro;
  • Todo trecho ascendente do diagrama corresponde a um trecho de corte (ou predominância de cortes em seções mistas);
  • Todo trecho descendente do diagrama corresponde de aterros de aterros (ou predominância de aterros em seções mistas);
  • A diferença de ordenadas entre dois pontos do diagrama mede o volume de terra entre esses pontos;

  • Os pontos extremos do diagrama correspondem aos pontos de passagem (PP), no perfil;
  • Pontos de máximo correspondem à passagem de corte para aterro;
  • Pontos de mínimo correspondem à passagem de aterro para corte;
  • Entre dois pontos de interseção consecutivos do diagrama com a linha de terra ou uma linha horizontal paralela a esta, os volumes de corte e aterro se compensam. Essa linha chama-se linha de distribuição ou linha de compensação;

  • A área compreendida entre a curva de Brückner e a linha de compensação mede o momento de transporte da distribuição considerada. Compreendemos essa propriedade considerando que a área seja a soma de diversas fatias horizontais que representam por sua     vez volumes (alturas) transportados ao longo das distâncias (bases), que equivale à fórmula de momento apresentada anteriormente.

  • 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. Para entender, basta lembrar da propriedade anterior (onde     a área equivale ao momento de transporte) e de que a altura é o volume total transportado do corte para o aterro. Como a distância média é o momento de transporte (área) dividido pelo volume total     (altura), resta que ela é a base de tal retângulo.

  • 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 no sentido contrário ao estaqueamento da estrada.;
  • Quando duas linhas de distribuição sucessivas fazem um degrau para baixo, temos a necessidade de um empréstimo; quando o degrau é para cima, temos um bota-fora;

 

5. Cortes

Cortes são segmentos de rodovia, em que a implantação requer escavação do terreno natural, ao longo do eixo e no interior dos limites das seções do projeto ( off sets ) que definem o corpo estradal.

Tipos de Cortes

Talude de Corte

Talude é a superfície inclinada do terreno natural, do corte ou do aterro. Também pode ser chamada de saia do corte ou saia do aterro. Nos cortes em solos finos e expansivos, o talude deve ter maior inclinação do que nos solos estáveis, chegando a vertical em cortes em rocha sã.

A estabilidade de um talude é sua capacidade de permanecer inalterado após sua execução, resistindo à ação do intemperismo. O talude pode sofrer desprendimento (separação de um fragmento que cai livremente), escorregamento (deslocamento rápido de uma massa de solo) ou rastejo (deslocamento lento e contínuo), provocados por inclinação inadequada, sobrecarga, excesso de umidade, fendas ou fraturas, escavações no pé do talude, altura excessiva ou baixo suporte dos solos de fundação.

Para grandes alturas, executam-se taludes escalonados, em que se praticam banquetas, com vistas à redução da velocidade das águas pluviais superficiais, para facilitar a drenagem e aumentar a estabilidade do maciço.

Preparo dos Serviços

São pré-requisitos para execução dos cortes:

  • As áreas a serem objeto de escavação, para efeito da implantação de segmento de corte, devem apresentar-se conveniente desmatado e destocado e estando o respectivo entulho devidamente removido.
  • Os segmentos em aterro, os bota-foras e praças para depósitos temporários (bota-esperas) que serão o destino dos solos escavados deverão estar devidamente desmatados, destocados, entre outras operações que os tornem aptos a receber os materiais provenientes do corte em foco.
  • As obras de arte correntes previstas nos segmentos em aterro que receberão o material do corte devem estar devidamente construídas.
  • As marcações do eixo e dos off sets , bem como as referências de nível (RN) relacionadas com os     segmentos interferentes com os serviços, devem, após as operações de desmatamento e destocamento, ser devidamente checadas e, se for o caso, revistas, de sorte a guardarem consonância com o Projeto Geométrico.
  • As correspondentes fontes ou tomadas d‘água indicadas no Projeto de Engenharia, devem estar, na forma devida, preparadas e equipadas, e em condições de municiarem, regularmente, as operações de compactação dos aterros reportados.
  • Os caminhos de serviço devem estar devidamente concluídos.

 

Execução

A escavação dos cortes deve subordinar-se aos elementos técnicos fornecidos ao executante e constantes das Notas de Serviços elaboradas em conformidade com o projeto de engenharia, que também definirá o transporte e a deposição adequada dos materiais escavados para aterros, bota-foras e praças de depósito provisório.

Quando alcançado o nível da plataforma dos cortes:

  • Se for verificada ocorrência de rocha sã ou em decomposição, deve-ser promover o rebaixamento do greide , da ordem de 40     cm , e o preenchimento do rebaixo com material inerte indicado;
  • Se for verificada a ocorrência de solos de expansão maior que 2% e baixa capacidade de suporte – ISC, deve-se promover sua remoção, com rebaixamento de 60 cm . Em se tratando de solos orgânicos, o projeto ou sua revisão fixarão a espessura a ser removida. Em todos os casos, deve-se proceder à execução de novas camadas, constituídas de materiais selecionados;
  • Devem ser verificadas as condições do solo in natura nas camadas superficiais (últimos 60 cm , equivalentes à camada final de aterros). Tais condições devem atender às especificações para essas camadas finais, no tocante às condições mínimas de compactação;
  • Os taludes dos cortes devem apresentar, após a operação de terraplenagem, a inclinação indicada no projeto de engenharia.

Não deve ser permitida a presença de blocos de rocha nos taludes que possam colocar em risco a segurança do trânsito.

Constatada a conveniência técnica e econômica de reserva de materiais escavados nos cortes, para a confecção das camadas superficiais da plataforma, deve ser procedido o depósito dos referidos materiais, para sua oportuna utilização.

Atendido o projeto e, desde que técnica e economicamente aconselhável, a juízo da Fiscalização, as massas em excesso, que resultariam em bota-foras, podem ser integradas aos aterros, constituindo alargamentos da plataforma, adoçamento dos taludes ou bermas de equilíbrio.

As massas excedentes que não tiverem aproveitamento devem ser objeto de deposição em bota-foras, de modo a não se constituírem em ameaça à estabilidade da rodovia e nem prejudicarem o aspecto paisagístico da região.

Os cortes em rochas (materiais de 3 a categoria) devem obedecer às seguintes regras de segurança:

  • Estabelecer um horário rígido de detonação, e cumpri-lo a risca;
  • Não trabalhar com explosivos à noite;
  • Abrigar bem o equipamento e zelar pela proteção do pessoal contra os lançamentos da explosão;
  • Avisar a comunidade local e ao tráfego usuário eventualmente existente sobre o período de detonação e colocar vigias para evitar a aproximação de pessoal estranho nas vizinhanças do corte na hora da explosão;
  • Somente permitir manuseio de explosivo sempre pelas mesmas pessoas habilitadas, em menor número possível;
  • Somente trazer do depósito a quantidade de explosivo necessário à detonação, não permitindo sobras.

Nos cortes de altura elevada , em função do definido no projeto de engenharia, deve ser procedida a implantação de patamares , com banquetas de largura mínima de 3 m, valetas revestidas e proteção vegetal.

Nos cortes em que, eventualmente, vierem a ocorrer deslizamentos , devem ser executados o terraceamento e respectivas obras de drenagem dos patamares, bem como o revestimento das saias dos taludes , para proteção contra a erosão. Quando necessário, antes da aplicação do revestimento de proteção, a saia do talude deve ser compactada.

No caso de acentuada interferência com o tráfego usuário, e desde que este acuse significativa magnitude, o transporte dos materiais dos cortes para os locais de deposição deve ser efetivado, obrigatoriamente, por caminhões basculantes.

 

Controle

O controle tecnológico dos materiais utilizados para eventual substituição e/ou tratamento das camadas superficiais dos cortes deve ser feito aos mesmos moldes do controle tecnológico das camadas de aterro .

O controle geométrico da execução dos serviços deve ser feito por levantamento topográfico e com gabarito apropriado. Através do nivelamento do eixo e das bordas e de medidas da largura, deve ser verificado se foi alcançada a conformação da seção transversal do projeto de engenharia, admitidas as seguintes tolerâncias :

  • Variação de altura máxima , para eixo e bordas:
    • Cortes em solo: ± 5 cm ;
    • Cortes em rocha: ± 10 cm         .
  • Variação de largura máxima de + 20 cm para cada semiplataforma, não se admitindo variação negativa .

O controle da configuração dos taludes deve ser visual, considerando-se o definido no projeto de engenharia. Outros controles são visuais e abordam a ocorrência de solos inadequados e respectivas remoções, os dispositivos de drenagem superficial e profunda, a ocorrência ou risco de instabilidade e as escavações de corta-rios.

 

Medição

A medição dos serviços deve levar em consideração o volume de material extraído e a respectiva dificuldade de extração, medido e avaliado no corte (volume in natura ) e a distância de transporte percorrida , entre o corte e o local de deposição.

A cubação dos materiais escavados deve ser efetivada com base no apoio topográfico e referências de nível (RN) integrantes do projeto de engenharia, utilizando-se o método da média das áreas definido anteriormente.

Os materiais dos cortes devem ser classificados quanto a sua categoria.

Para cada corte, no que respeita ao transporte do material escavado, a distância correspondente deve ser determinada em termos de extensão axial entre o centro de gravidade de cada corte e o centro de gravidade do segmento de aterro em construção, onde deve ser depositado o material. No caso de deposição provisória ou bota-fora, deve ser devidamente considerada a distância adicional decorrente do afastamento lateral.

 

6. Empréstimos

Empréstimos são áreas indicadas no projeto, ou selecionadas, onde devem ser escavados materiais a utilizar na execução da plataforma da rodovia, nos segmentos em aterro. Tais áreas são utilizadas para suprir a deficiência (qualidade inadequada), a insuficiência (quantidade insuficiente), ou ainda a inviabilidade econômica (longas distâncias de transporte) de materiais extraídos dos cortes .

O processo de seleção e/ou utilização de empréstimos, além de atender aos preceitos do Projeto de Terraplenagem, deve também beneficiar as condições da estrada, seja melhorando as condições topográficas ou de visibilidade, seja garantindo uma melhor drenagem.

Tipos de Empréstimos

Empréstimos laterais são 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 consequente deslocamento dos taludes e, no caso de aterros, escavações do tipo “valetões”, em um ou ambos os lados. Logicamente, 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:

  • 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;
  • Nos cortes, de uma maneira geral, deve ser adotada alternativamente: a)     a adoção de uma maior inclinação dos taludes , de modo a suavizá-los e melhorar sua estabilidade, ou b) o rebaixamento do fundo do corte , com modificação do greide, para melhorá-lo;
  • Nos cortes em segmento de curva, deve ser feito no lado interno da curva , em toda altura ou não, melhorando as condições de visibilidade;
  • Nos cortes em tangente, para os de pequena altura , deve ser alargado em toda a altura , para melhorar as condições de drenagem e de visibilidade. Para os de grande altura , o corte deve ser alargado criando-se banquetas e melhorando a estabilidade dos taludes;
  • No caso de aterros, deve ser feito lateralmente, com o intuito de diminuir a distância de transporte do equipamento, melhorando as condições de drenagem (elevação do greide);
  • 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);
  • 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 vegetal das áreas deixadas a descoberto.

Empréstimos concentrados são escavações efetuadas em áreas fora da faixa de domínio, em locais que contenham materiais em quantidade e qualidade adequada para confecção dos aterros. A utilização desse tipo de empréstimo se dá quando não existem materiais adequados nas faixas laterais a cortes ou aterros para efetivação de empréstimos laterais, ou quando esses últimos não proporcionam a retirada do volume total necessário.

Os locais dos empréstimos concentrados ou localizados devem ser selecionados dentre as elevações do terreno natural próximas ao aterro a que se destinará o material, devendo-se definir a área e forma de exploração de tal maneira que, após a escavação, se tenha uma aparência topográfica natural. As medidas minimizadoras dos impactos ambientais sugeridas para os empréstimos materiais aplicam-se, na totalidade, aos empréstimos concentrados.

 

Materiais

Os empréstimos definidos e selecionados no projeto de engenharia, para utilização na execução ou na complementação da execução dos aterros, devem ser constituídos de materiais de 1ª e/ou 2ª categoria e atender a vários requisitos, em termos de características mecânicas e físicas.

Neste sentido, os materiais em foco, conforme definido no projeto de engenharia, devem, ordinariamente, atender ao seguinte:

  • Ser preferencialmente utilizados , atendendo à qualidade e à destinação prévia indicadas no projeto de engenharia;
  • Ser isentos de matérias orgânicas , micáceas e diatomáceas. Não devem ser constituídos de turfas ou argilas orgânicas;
  • Para efeito de execução do corpo do aterro , apresentar capacidade de suporte compatível ISC ≥ 2% e expansão ≤ 4% ;
  • Para efeito de execução da camada final de aterros e/ou substituição da camada superficial de cortes , apresentar, dentro das disponibilidades e em consonância com os preceitos de ordem técnico-econômica, a melhor capacidade de suporte (ao menos ISC ≥ 6% ) e expansão ≤ 2% .

 

Execução

A escavação deve ser precedida da execução dos serviços de desmatamento, destocamento e limpeza da área de empréstimo.

Os empréstimos em alargamento de corte devem, preferencialmente, atingir a cota do greide , não sendo permitida, em qualquer fase da execução, a condução de águas pluviais para a plataforma da rodovia. A faixa entre a borda externa das caixas de empréstimos e o limite da faixa de domínio, deve ser mantida sem exploração uma largura mínima de 3,00 m , com a finalidade de permitir, também, a implantação da valeta de proteção e da cerca delimitadora .

No caso das caixas de empréstimos laterais , destinados a aterros construídos em greide elevado, as bordas internas das caixas de empréstimos devem localizar-se à distância mínima de 5,00 m do pé do aterro , bem como executadas com declividade longitudinal, permitindo a drenagem das águas pluviais. Ainda em referência aos empréstimos laterais, entre a borda externa das caixas de empréstimos e o limite da faixa de domínio , deve ser mantida uma faixa mínima de 2,00 m de largura sem exploração , a fim de permitir a implantação da vedação delimitadora .

 

Controle e Medição

O controle e a medição deverão observar os mesmos aspectos citados para as áreas e corte , considerando-se o volume extraído medido na caixa de empréstimo ( in natura ) .

 

7. Aterros

Aterros são segmentos de rodovia cuja implantação requer depósito de materiais provenientes de cortes e/ou de empréstimos no interior dos limites das seções de projeto ( off sets ) que definem o corpo estradal, o qual corresponde à faixa terraplenada.

O corpo do aterro é a parte do aterro situada sobre o terreno natural até 60 cm abaixo da cota do greide de terraplenagem. A camada final é a parte do aterro constituída de material selecionado, com base em preceitos técnico-econômicos, com 60,0 cm de espessura , situada sobre o corpo do aterro ou sobre o terreno remanescente de um corte e cuja superfície é definida pelo greide de terraplenagem.

A execução dos aterros deve ser precedida pelos mesmo Preparo de Serviços especificados para os Cortes .

Os materiais a serem utilizados nos aterros devem seguir as mesmas especificações determinadas na seção de Materiais na parte de Empréstimos . Em regiões onde houver ocorrência de materiais rochosos e na falta de materiais de 1ª e 2ª categoria, admite-se o emprego de materiais de 3ª categoria (rochas), desde que devidamente especificado no projeto de engenharia.

 

Compactação dos Aterros

Compactação é a operação por processo manual ou mecânico, destinada a reduzir o volume dos vazios de um solo ou outro material, com a finalidade de aumentar-lhe a massa específica, resistência e estabilidade.

Dois grandes grupos de solos definem o comportamento da compactação e o uso da água. Solos coesivos são solos muito finos, com predominância de silte e  argila. A coesão tem origem na capacidade desses solos em absorver a umidade. 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, neste caso, é utilizado para expulsar a água, procurando a reaproximação das partículas.

Solos não coesivos ou granulares são solos com predominância de grãos de rocha de tamanho variável, como as areias. A parte fina destes solos pode ser arenosa ou siltosa.Há predominância de partículas sólidas que entram em contato entre si. Durante a compactação, a água funciona como lubrificante, facilitando a movimentação e o entrosamento.

Os equipamentos apropriados a cada tipo de solo serão estudados mais adiante.

A mecânica da compactação envolve quatro processos fundamentais:

  • Compactação por compressão – o esforço é proveniente da aplicação de uma força vertical, de maneira constante, o que provoca o deslocamento vertical do solo. Este deslocamento permite uma melhor arrumação das partículas, objetivando sempre a diminuição do volume de vazios.
  • Compactação por amassamento – consiste na aplicação simultânea de forças verticais e horizontais provenientes do equipamento utilizado. Esta ação simultânea de forças é conseguida pelos rolos compactadores onde os esforços horizontais da tração são somados aos verticais do peso do rolo. Esse processo de compactação é o adequado para os solos coesivos. (ex. rolo pé de carneiro, rolo de pneus etc.).
  • Compactação por impacto – consiste na aplicação de forças verticais, provocando impacto sobre a superfície em que é aplicada, com repetição até de 500 vezes por minuto (ex.: compactador manual).
  • Compactação vibração – quando a aplicação das forças verticais se dá com uma frequência de repetição acima de 500 golpes por minuto. Esse processo de compactação é o adequado para solos arenosos. (ex. rolo liso vibratório).
  • Compactação mista – quando combinadas dois processos num mesmo movimento (ex. rolo pé-de-carneiro vibratório).

 

Execução

O início e o desenvolvimento dos serviços de execução dos aterros devem obedecer, rigorosamente, à programação de obras estabelecida no Projeto. A execução propriamente dita do aterro envolve a descarga (lançamento do material pelo equipamento de transporte), o espalhamento em camadas , a homogeneização , o conveniente umedecimento ou aeração e a compactação dos materiais selecionados, procedentes de cortes ou empréstimos.

O lançamento do material para a construção dos aterros deve ser feito em camadas sucessivas, todas devidamente compactadas, em toda a largura da seção transversal, e em extensões tais que permitam seu umedecimento e compactação, de acordo com o previsto no projeto de engenharia.

A espessura das camadas compactadas devem ser limitadas:

  • Para o corpo dos aterros , em 0,30 m;
  • Para as camadas finais em 0,20 m .

A massa específica a ser atingida deve obedecer às seguintes regras:

  • Para o corpo dos aterros , na umidade ótima ± 3% , obter a massa específica aparente seca correspondente a 100% da massa específica aparente máxima seca, pela energia proctor normal ;
  • Para  as camadas  finais , obter massa específica aparente seca correspondente a 100% da massa específica aparente máxima seca pela energia proctor intermediário .

Os trechos que não atingirem as condições mínimas de compactação devem ser escarificados, homogeneizados, levados à umidade adequada e novamente compactados, de acordo com o estabelecido no projeto de engenharia.

No caso de alargamento de aterros, sua execução obrigatoriamente deve ser procedida de baixo para cima, acompanhada de degraus nos seus taludes. Desde que justificado em projeto, o alargamento poderá também ser executado por meio do arrasamento parcial do aterro existente.

Sempre que possível, nos locais de travessia de cursos d’água ou passagens superiores , a construção dos aterros deve preceder a das obras de arte projetadas. Em caso contrário, todas as medidas de precaução devem ser tomadas, a fim de que o método construtivo empregado para a construção dos aterros de acesso não origine movimentos ou tensões indevidas em qualquer obra de arte.

Os aterros de acesso próximos dos encontros de pontes, o enchimento de cavas de fundações e das trincheiras de bueiros, bem como todas as áreas de difícil acesso ao equipamento usual de compactação, devem ser compactadas mediante o uso de equipamento adequado, como soquetes manuais, sapos mecânicos, etc. A execução deve ser em camadas, com as mesmas condições de massa específica aparente seca e umidade descritas para o corpo do aterro, e atendendo ao preconizado no projeto de engenharia.

A tabela abaixo resume as especificações numéricas exigidas na execução de aterros.

Camadas Espessura Compactada Grau de Compactação ISC(%) Expansão ≤ Umidade Ótime
Do Corpo ≤ 30 cm 100% P.N. ≥ 2% ≤ 4% ± 3%
Finais ≤ 20 cm 100% P.I. Melhor ≤ 2% ± 3%

 

Aterros com Materiais Rochosos

Em regiões onde houver ocorrência predominante de materiais rochosos, deve ser admitida a execução do corpo do aterro com o emprego dos mesmos materiais, conforme definido no projeto de engenharia, ou desde que haja conveniência, e a critério da fiscalização.

A execução deste serviço deve observar as diretrizes a seguir:

  • O corpo dos aterros de rocha deve ser construído em camadas sucessivas, para toda a largura da seção transversal, com espessura máxima de 0,75 m. A maior dimensão de qualquer pedra utilizada deve ser, no máximo, igual a 0,60 m ;
  • A primeira camada deve ser executada mediante descarga da rocha no ponto mais baixo do trecho em execução e com utilização de trator de esteiras com lâmina para espalhamento do material na espessura indicada
  • Cada camada subsequente deve ser construída a partir de uma extremidade, lançando-se a rocha no topo da camada em construção e, após, empurrando-se o material para frente com trator de lâmina, de tal modo que as pedras sejam acomodadas sobre a camada precedente;
  • Os interstícios entre as pedras maiores devem ser preenchidos com pedras de menor tamanho e com fragmentos produzidos por essa operação e pela colocação de carregamentos sucessivos de material
  • Os últimos 2,0 m do aterro devem ser executados em camada , cuja espessura não pode ser superior a 0,30 m nem conter pedras com dimensão superior a 2/3 da espessura da     camada, devendo ser usados rolos vibratórios apropriados;
  • A camada final deve ser constituída com granulometria tal que assegure uniformidade à superfície;
  • Os materiais de dimensões maiores que as especificadas devem ser reduzidos por marroagem ou outros métodos.

 

Aterros com Materiais Arenosos

Em regiões onde houver ocorrência predominante de areia, deve ser admitido seu uso na execução de aterros. O projeto de engenharia deve definir a espessura e demais características das camadas de areia e de material terroso subsequente. Ambas as camadas devem ser convenientemente compactadas. A camada de material terroso deve receber leivas de gramíneas, para sua proteção.

Os taludes devem ser protegidos contra os efeitos da erosão, deve ser procedida a sua conveniente drenagem e obras de proteção, mediante a plantação de gramíneas ou a execução de patamares, com o objetivo de diminuir o efeito erosivo da água, tudo em conformidade com o estabelecido no projeto de engenharia.

 

Aterros sobre Solos Moles

Introdução

Em algumas situações peculiares impostas pela geologia regional, o projetista de terraplenagem pode se deparar com problemas nas fundações dos aterros. Esses problemas dizem respeito à ocorrência, nos terrenos de fundação, de solos possuidores de baixa resistência de suporte, incapazes de resistir às pressões exercidas pelos aterros sem apresentar rupturas ou deformações apreciáveis.

Esses solos normalmente são formados pela presença direta da água (banhados), gerando materiais com forte contribuição orgânica e de péssimo comportamento geotécnico (solos moles ou solos hidromórficos). Duas situações são potencialmente favoráveis à ocorrência deste fenômeno:

  1. Em zonas baixas, correspondentes a talvegues intermitentes interceptados pelo traçado, como se ilustra no perfil longitudinal abaixo:

  1. Em zonas alagadiças, correspondentes a planícies de inundação de cursos d’água, conforme esquematizado no perfil a seguir:

Problemas

Dois itens principais afetam a estabilidade dos aterros: a fundação e a compactação .

Ainda que a compactação da massa do aterro seja feita com todos os cuidados técnicos, a sua estabilidade pode ficar prejudicada irremediavelmente, se o mesmo não tiver como fundação uma camada de bom suporte, resultando daí em recalques excessivos ou, eventualmente, em escorregamentos laterais, que comprometem totalmente a sua utilização.

Algumas camadas têm capacidade de suporte tão baixa, além de possuírem alta compressibilidade, que qualquer aterro executado sobre elas apresentaria um comportamento indesejável, no que se refere aos recalques ou escorregamentos. Três são os principais tipos de ocorrências:

1. Recalque por adensamento : Resulta da pressão proveniente do peso     próprio e das cargas móveis que trafegam sobre o aterro, nas camadas compressíveis, ocasionando a diminuição lenta do volume de vazios pela expulsão da fase líquida, devido ao aumento da pressão neutra, resultando no adensamento da camada e, em consequência, na     ocorrência de recalques;

2. Ruptura por afundamento : Pode ocorrer quando a camada portante for de muito baixa capacidade de suporte e atingir grande profundidade. Nesse caso, o corpo do aterro sofre um deslocamento vertical e afunda por igual no terreno mole, havendo a expulsão lateral do material de má qualidade, com água;

3. Ruptura por escorregamento : A ruptura por escorregamento acontece     quando o aterro é construído sobre uma camada muito mole, com baixa resistência ao cisalhamento e que se apóia sobre uma mais resistente. Na ocasião de chuvas intensas, o aumento da pressão hidrostática, devido à elevação do lençol freático, se traduz     pelo aumento da pressão neutra, reduzindo sensivelmente a resistência ao cisalhamento, formando uma superfície de     escorregamento que afeta o aterro, levando-o à ruptura.

Soluções

Admitindo-se como premissas básicas que os solos ocorrentes nos terrenos de fundação de um determinado aterro a ser construído são efetivamente “moles” e que qualquer mudança de traçado seria impraticável, podem ser cogitados diversos procedimentos especiais, com vistas à viabilização técnica da construção do aterro projetado.

1. Remoção da camada inconsistente

a . Escavação completa

A remoção por escavação completa, adequada a trechos onde a espessura de material compressível é pequena, sendo certamente econômico quando ela é de no máximo de 3 m . Em certos casos, como o de encontro de pontes, têm sido removidas camadas de espessuras maiores.

O processo é especialmente indicado quando se deseja atingir rapidamente condições ideais de estabilidade e de eliminação dos recalques após a construção. Em geral, a remoção é feita com escavadeiras do tipo drag-line ou clamshell, e o enchimento da cava, abaixo do nível da água, com clamshell ou mediante o descarregamento direto de caminhão.

Substitui-se o volume resultante desta remoção por material de boa qualidade, normalmente inerte à ação da água. Depois de ultrapassar o nível d’água, executa-se normalmente o aterro projetado.

b.   Escavação parcial

Quando a camada de argila mole for muito espessa , sua remoção pode ser parcial. Esta opção pode ser especialmente interessante, quando a zona superior de argila apresentar compressibilidade maior e resistência menor que a camada inferior, caso em que os recalques finais são menores e as bermas, desnecessárias ou de pequena dimensão.

Usualmente, a escavação parcial é feita com drag-line, podendo também ser utilizadas dragas, quando o local a ser escavado estiver situado em regiões de mangues navegáveis.

 

2. Remoção por deslocamento

Quando a camada é muito mole, a ponto de não permitir a passagem das máquinas, ou possui espessura muito grande, tornando impraticável ou muito onerosa a remoção, adotam-se outros métodos:

a. Deslocamento por sobrecarga

Aproveita-se o peso do próprio aterro para provocar o deslocamento do material instável, lateralmente, através da mobilização de tensões de cisalhamento que ultrapassam sua capacidade de resistência.

Pode-se colocar excesso de carga no aterro, executando-o com altura maior do que a do projeto, a fim de que as maiores pressões geradas por esta sobrecarga (pré-adensamento) apressem o processo de adensamento, reduzindo substancialmente o tempo de recalque.

Assim, com a expulsão da camada mole, o material do aterro afunda, vindo a ocupar parcialmente o espaço antes ocupado por ela. A porção deslocada vem aflorar na superfície, ao lado do aterro, elevando o terreno natural pela formação de bulbos.

Prosseguindo-se em várias etapas, obtém-se a expulsão total da camada mole, substituindo-a por solo de melhor qualidade, até encontrar o terreno firme subjacente.

As desvantagens do processo estão no consumo excessivo de terra, que ocorre frequentemente para conseguir-se a estabilização do aterro, onerando demasiadamente o custo das obras. Outra dificuldade é não ser possível o controle efetivo da homogeneidade da camada, sendo normal a permanência de bolsões de material mole, que podem prejudicar o comportamento do aterro, sem que haja possibilidade de removê-los.

b. Deslocamento por explosivos

Há casos em que a camada mole suporta, sem a ocorrência de escorregamento lateral, o peso do aterro, de maneira que o método de expulsão não é aplicável. Por outro lado, sendo a camada profunda, torna-se antieconômica a sua remoção. Tem sido utilizado, com êxito, o processo de deslocamento do material instável com o emprego de explosivos.

3. Execução de drenos verticais

Essa solução é fundamentada no fato de que a remoção da água acelera o processo de adensamento da camada de solo de baixa resistência. Uma prática é a execução de drenos verticais preenchidos com areia, adequadamente dispostos em planta e seção transversal, aos quais se sobrepõe um colchão drenante, composto pelo mesmo material. Posteriormente, segue-se a execução sobre esse colchão de parte do aterro, a qual exercerá pressão sobre o sistema, forçando a água de saturação a atingir os drenos verticais, ascender por estes e ser eliminada pela camada drenante.

Na atualidade, os chamados “geodrenos” apresentam-se como uma opção interessante em comparação aos drenos verticais de areia convencionais.

4. Execução de bermas de equilíbrio

Sob certas condições, é possível evitar-se o deslocamento dos materiais instáveis, durante a execução do aterro, construindo-se camadas laterais, que servem de contrapeso aos empuxos resultantes da carga do aterro principal, denominadas bermas de equilíbrio. Evitam a formação dos bulbos e o deslocamento do material instável, bem como o afundamento do material de boa qualidade do aterro, obtendo-se um processo de estabilização rápido e econômico.

 

5. Execução por etapas

Esse procedimento consiste em sobrepor ao terreno de baixa resistência ao cisalhamento, por sucessivas vezes, frações do aterro projetado. A cada nova deposição de material, o adensamento da camada mole é monitorado, até que a sua estabilidade permita a adição da próxima camada de solo no aterro.

Esse processo é repetido até que haja a estabilidade total do aterro, permitindo, assim, o alcance das cotas de aterro projetadas.

 

6. Utilização de geotêxteis

Vem sendo de uso cada vez maior na execução de aterros sobre solos moles. Consiste em colocação de mantas com características apropriadas, em posições cuidadosamente definidas (horizontal e verticalmente), sobre as quais vão sendo colocadas as diversas camadas de solo.

Requerem cuidados especiais para garantia da drenagem e do próprio andamento dos trabalhos, geralmente exigindo a execução manual de aterro nas suas primeiras camadas.

O geotêxtil distribui carga do maciço e facilita a drenagem. É de fácil aplicação e tem custo bastante competitivo, quando comparado com o de outras soluções.

 

7. Utilização de geogrades

As geogrades são estruturas que oferecem uma opção no reforço interno do solo, o que permite a construção de estruturas de terra de baixo custo e com boa confiabilidade. Esse reforço interno permite substituir encostas convencionais, de pouca inclinação, por encostas com inclinações mais acentuadas. A economia consequente da diminuição do volume de terraplenagem pelo uso de geogrades deve ser mais significativa, quanto maior for a altura do aterro.

Assim, já não mais limitados pelo ângulo natural de repouso do solo, os projetistas estão criando encostas mais íngremes ao invés de muros de contenção.

Controle

Deve ser procedido o controle tecnológico dos materiais terrosos utilizados, objetivando verificar quanto ao atendimento aos vários requisitos, em termos de características físicas e mecânicas, de conformidade com o definido no Projeto de Engenharia. Neste sentido, devem ser adotados os seguintes procedimentos:

  • 1 ensaio de compactação (Energia Proctor Normal) para o corpo de aterro a cada 1.000 m³ de material compactado;
  • 1 ensaio de compactação (Energia Proctor Intermediário) para as camadas finais(últimos 60 cm) a cada 200 m³ de material compactado;

 

  • 1 ensaio de granulometria, limite de liquidez, e limite de plasticidade para o corpo do aterro , para todo grupo de dez amostras submetidas ao ensaio de compactação;
  • 1 ensaio de granulometria, limite de liquidez, e limite de plasticidade para as camadas finais , para todo grupo de quatro amostras submetidas ao ensaio de compactação;
  • 1 ensaio de Índice de Suporte Califórnia (ISC) para as camadas finais, para cada grupo de quatro amostras submetidas ao ensaio de compactação;
  • Ao menos cinco ensaios de massa específica aparente seca in situ em locais escolhidos aleatoriamente, a cada 1200 m³ no corpo do aterro , ou 800 m³ para as camadas finais , a fim de ser determinado o grau de compactação (GC);
  • As determinações do GC devem ser realizadas utilizando-se os valores da massa específica aparente seca de laboratório e da massa específica aparente in situ obtida no campo, devendo ter GC ≥ 100 % para o corpo e para as camadas finais do aterro.

O controle geométrico da execução dos serviços deve ser feito por levantamento topográfico, admitindo-se as seguintes tolerâncias:

  • Variação de altura máxima de ± 4 cm para eixo e bordas;
  • Variação máxima de largura de + 30 cm para a plataforma, não se admitindo variação negativa.

 

Medição

A medição deve levar em consideração o volume compactado , separadamente em relação às camadas do corpo do aterro e às camadas finais do mesmo, utilizando-se do método da média das áreas .

 

8. Caminhos de Serviços

São estradas de padrão apenas suficiente que garanta o trânsito de equipamentos e veículos, com a finalidade de interligar cortes e aterros, assegurar o acesso ao canteiro de serviço, áreas de empréstimos, jazidas, obras de arte, fontes de abastecimento de água e demais instalações previstas no canteiro da obra.

Utiliza-se, normalmente, os caminhos rurais existentes, executando melhorias nestes caminhos, tais como reforços e melhorias na plataforma. A partir dos caminhos rurais existentes implantam-se trechos de acesso direto aos locais de obra.

 

Condições

A abertura de vias situadas fora da faixa de domínio devem apresentar características operacionais estritamente indispensáveis às suas finalidades e ante uma expectativa de prazo atrelada ao cronograma de execução da obra. Ao término da execução, o caminho de serviço deve ser recuperado, restituindo-lhe as condições primitivas.

A abertura de vias situadas dentro da faixa de domínio deve ser considerada como a execução de uma etapa de implantação da rodovia, podendo, assim, assumir características melhores e de conformidade com o definido no projeto de engenharia.

As vias devem estar submetidas a serviço de manutenção atento e permanente, em função da magnitude do tráfego.

Como se tratam de vias provisórias, os requisitos geotécnicos exigidos para os solos são relativamente brandos . Na medida em que ocorram deficiências de cunho geotécnico ou de altimetria, em especial quando associada a volumes mais significativos de tráfego , tornar-se-á necessária a incorporação ao leito natural de materiais um pouco mais nobres . A exigência pode evoluir, a critério da fiscalização, para a execução de revestimento primário. Todavia, trata-se de uma medida de exceção e deve ser expressamente autorizada pela fiscalização.

 

Execução

Caminhos de serviços são obras de baixo custo, com movimentos de terra mínimos, abrangendo plataforma com largura de 4 a 5 metros.

Curvas horizontais de pequeno raio com visibilidade reduzida devem ser evitadas.

Os serviços de manutenção devem ser realizados por meio de motoniveladoras, e, com o umedecimento das pistas com caminhões pipa a fim de combater a formação de poeira.

 

Controle e Medição

O controle geométrico deve ser feito por meio de levantamento topográfico ou de forma visual, estabelecendo-se para a largura da pista uma tolerância de 20 cm , em relação à definida pela fiscalização.

Nos segmentos de caminho de serviço situados dentro da faixa de domínio , a respectiva implantação não deve ser objeto de medição específica , porquanto os serviços são considerados nas medições referentes à implantação da plataforma (medições de cortes, empréstimos e aterros).

Nos segmentos de caminho de serviço situados fora da faixa de domínio , as modalidades de serviços serão medidas conforme cada serviço executado (desmatamento, escavação, compactação, etc.).

 

9. Equipamentos

Foram desenvolvidos diversos equipamentos para execução dos serviços de terraplenagem. A utilização conjugada de vários equipamentos constitui a patrulha de equipamentos, dimensionada de modo a atender à produção compatível com o cronograma de obras.

 

Classificação por Itens-Serviços

A tabela abaixo lista as máquinas mais comumente utilizadas por tipo de serviço realizado:

Item-Serviço Equipamentos utilizados
Escavação de solos Tratores de lâmina / Moto-scrapers / Escavadeiras
Escavação de rochas Perfuratriz / Compressor / Trator de lâmina / Escavadeiras
Extração de areia Drag-line / Retroescavadeiras
Extração de rocha Perfuratriz / Compressor de ar
Carga de materiais Carregadeiras / Escavadeiras
Produção de brita Instalação de britagem
Transporte de materiais Caminhões basculantes / carroceria fixa / fora de estrada
Espalhamento de materiais terrosos Motoniveladoras / Tratores de lâmina
Umedecimento de solos na pista Caminhão tanque
Mistura de solos; homogeneização de umidade na pista Grade de disco / Motoniveladora
Compactação propriamente dita Trator compactador / Rolo de pneu (pressão variável) / Rolo liso vibratório / Rolo pé de carneiro
Serviços auxiliares Tratores de pneus / Retroescavadeiras

 

Classificação por Finalidade

Unidades de Tração

Máquina básica de terraplenagem, autônoma, que executa a tração ou empurra outras máquina e pode receber implementos para diferentes tarefas. Pode ser montada sobre esteiras ( trator de esteiras ) ou sobre pneumáticos ( trator de rodas ou trator de pneus ).

Possuem as seguintes características definidas:

  • Esforço trator : força que o trator de esteiras possui na barra de tração ou força que o trator de rodas possui nas rodas motrizes;
  • Velocidade de deslocamento;
  • Aderência : maior ou menor capacidade de deslocar-se sobre diversos terrenos ou superfícies revestidas sem patinar;
  • Flutuação: capacidade de deslocar-se sobre terrenos de baixa capacidade de suporte, sem afundar;
  • Balanceamento : condições de equilíbrio, sob variadas condições de trabalho, proveniente de boa distribuição de massa e baixo centro de gravidade.

As esteiras são formadas por placas de aço articuladas de modo a permitir sua acomodação às irregularidades do terreno. A superfície de contato com o terreno possui saliências denominadas garras , que penetram no solo e aumentam a aderência. Quanto maior a garra, maior a aderência, mas menor a manobrabilidade do trator. Já a largura da esteira está diretamente relacionada à flutuação do trator, pois esteiras mais largas significam menor pressão sobre o solo. Em terrenos de maior suporte, a maior pressão exerce adensamento que resulta maior resistência ao cisalhamento, especialmente em solos argilosos. Já em solos não coesivos (areias, etc.), não ocorre cisalhamento e procura-se aumentar a área de contato para evitar a patinação por falta de aderência.

Os tratores de esteira são indicados para trabalhos que requerem esforços tratores elevados, com rampas de grande declividade ou em terrenos de baixo suporte, não importando a velocidade, que em seu caso limita-se a 10 km/h.

Os tratores de pneus são normalmente utilizados na agricultura, mas também têm uso na terraplenagem, usualmente para puxar pequenas carretas, grades de discos, desatolar caminhões, etc. Para melhorar a aderência, os pneus podem ser enchidos com água até ¾ de sua capacidade. Sua principal vantagem sobre os tratores de esteira é a velocidade que chega aos 70 km/h.

Abaixo segue um resumo comparativo dessas duas espécies de tratores:

Alta (< 70 km/h) Alta (< 70 km/h) Alta (< 70 km/h)
Esforço trator Elevado Elevado mas limitado pela aderência
Aderência Boa Sofrível
Flutuação Boa Regular a má
Balanceamento Bom Bom
Velocidade Baixa (< 10 km/h) Alta (< 70 km/h)

 

Unidades Escavo-Empurradoras

O implemento denominado lâmina é adicionado à unidade tratora, transformando-a em uma unidade capaz de escavar e empurrar a terra que passa a se denominar trator de lâmina ou bulldozer . Alguns tratores são também equipados com escarificadores para facilitar escavação em solos duros.

Unidades Escavo-Transportadoras

Escavam, carregam e transportam materiais de consistência média a médias distâncias. Podem ser ter força motriz própria ( motoscraper ou scraper automotriz) ou não ( scraper rebocado).

O scraper rebocado é uma caçamba sobre dois eixos de pneus, rebocada por trator, estando cada vez mais em desuso.

O motoscraper é um scraper com um único eixo apoiado sobre um rebocador de um ou dois eixos, através do pescoço.

Unidades Escavo-Carregadoras

Essas unidades escavam e carregam o material sobre outro equipamento que efetua o transporte. São as carregadeiras, escavadeiras e retroescavadeiras.

As carregadeiras ou pás-carregadeiras podem fazer escavação apenas em material solto ou de pouca resistência. Sua ferramenta de trabalho é uma caçamba frontal, que realiza a escavação e a carga/descarga. São montadas sobre pneus (mais comum) ou sobre esteiras.

As escavadeiras hidráulicas têm poder de escavação muito superior ao das carregadeiras. São mais comumente instaladas sobre esteiras. Possuem mesa giratória que apoia a cabine e a lança, permitindo rotação completa do equipamento sem se deslocar sobre o solo.

Elas podem ser equipadas com diferentes tipos de lança:

  • Shovel (colher): atacam os cortes altos, sendo esse seu emprego específico em terraplenagem. Serve também à abertura de valas;
  • Drag-line : dragam cursos d’água, lagos e atoleiros, fazendo raspagem em terras pouco consistentes e escavação em nível inferior ao da máquina. Não comum em obras rodoviárias;
  • Clamshell : fazem carregamento de materiais soltos, também pouco utilizado em rodovias;
  • Guindastes: servem ao levantamento de pesos, apiloamento do solo, fracionamento de blocos de pedra, fixação de estacas, etc.

As retroescavadeiras são montadas sobre rodas e possuem uma lança com concha tipo shovel e outra com uma concha do tipo carregadeira.

Unidades Aplainadoras

As motoniveladoras são máquinas indicadas para o acabamento da terraplenagem, ou seja, conformação do terreno aos greides finais do projeto. Caracterizam-se pela grande mobilidade da lâmina de corte e precisão de seus movimentos. A lâmina trabalha usualmente na horizontal, mas pode ficar em qualquer posição, inclusive na vertical, do lado de fora da máquina, o que permite inclusive a regularização de taludes. O equipamento possui ainda escarificadores para possibilitar trabalho em solos duros.

Unidades de Transporte

Quando a distância do transporte torna o uso de motoscrapers antieconômico, utilizam-se equipamentos mais rápidos, de baixo custo e maior produção, mesmo que seja necessário o emprego de um número elevado de unidades. São unidades de transporte: caminhão basculante comum, vagões, dumpers e caminhões fora-de-estrada.

Caminhões basculantes são equipamentos destinados ao transporte de solos e pedras, indicados para distâncias superiores a 1 km, preferencialmente superiores a 5 km.

Caminhões fora-de-estrada possuem construção reforçada e destinam-se a trabalhos muito pesados e em condições muito severas. São utilizados, principalmente, para o transporte de pedras.

Os caminhões pipa são utilizados em obras rodoviárias para o umedecimento dos solos, necessário para a tarefa de compactação.

Unidades Compactadoras

Estas unidades destinam-se ao processo mecânico de adensamento dos solos, obtendo-se, mecanicamente, o aumento de sua resistência. Cada equipamento adequa-se a um tipo diferente de solo:

  • Rolo pé-de-carneiro : constituído de um tambor oco com saliências denominadas patas. Fornece boa compactação em grande parte dos solos onde é empregado, sendo sua utilização ideal para solos coesivos.

  • Rolo vibratório : para solos não coesivos, isto é, que disponham de baixas porcentagens     de argila ( solos arenosos ), o rolo pé-de-carneiro consegue somente revolver o terreno. O     acionamento de uma massa móvel colocada em excentricidade em relação a um eixo provoca vibrações de determinada frequência e amplitude que aceleram o adensamento. Baixas velocidades de deslocamento apresentam rendimento maior.

  • Rolo de pneus : contém dois eixos de pneumáticos não alinhados entre si, de modo a cobrir todo o terreno por qual passam. São indicados para solos de granulação fina arenosa.

  • Compactador manual : trata-se de compactador vibratório composto por um motor a combustão ou a ar comprimido, um sistema de compactação acionado por mola, uma sapata de compactação e um punho. O motor transmite energia pelo sistema de compactação e a sapata de compactação, gerando impactos de forças de percussão para compactar o solo. Esta máquina destina-se a ser utilizada na compactação de solos coesivos, mistos e granulosos em locais confinados.

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