Aula 04 Viária II

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INFRAESTRUTURA VIÁRIA II
Engenharia Civil
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Professor. Aldeir José Moura da Silva
E-Mail: aldeir.jose@unp.edu.br
Facebook: Aldeir José
ESTUDO DOS EQUIPAMENTOS DE TERRAPLENAGEM
INFRAESTRUTURA VIÁRIA II
Dimensionamento
- PRODUÇÃO DE UM EQUIPAMENTO.
A produção horária de um equipamento de escavação é a simples
relação entre o volume de material (em metros cúbicos) que ele
movimenta em uma hora de trabalho.
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Dimensionamento
- PRODUÇÃO DE UM EQUIPAMENTO.
Teoricamente pode ser determinado em função da capacidade
volumétrica do dispositivo de escavação C, pelo produto do número
de ciclos de trabalho efetuados em uma hora nc.
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Dimensionamento
- PRODUÇÃO DE UM EQUIPAMENTO.
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Dimensionamento
- PRODUÇÃO DE UM EQUIPAMENTO.
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Dimensionamento
- PRODUÇÃO DE UM EQUIPAMENTO.
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- PRODUÇÃO DE UM EQUIPAMENTO.
Os equipamento de escavação, a fórmula da produção horária
teórica recebe novos fatores:
Fatores que podem ser considerados: 
a) Empolamento e compactação dos materiais do solo; 
b) Resistência ao rolamento; 
c) Resistência de rampa; 
d) Altitude (geográfica) do local de trabalho; 
e) Fator de eficiência do equipamento; 
f) Componentes do tempo de ciclo.
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- MECÂNICA DO MOVIMENTO.
RESISTÊNCIA AO ROLAMENTO
Resistência ao rolamento é a força paralela ao terreno que se opõe
ao rolamento das rodas de um equipamento, sobre a superfície de
um terreno ou pavimento.
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RESISTÊNCIA AO ROLAMENTO
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RESISTÊNCIA AO ROLAMENTO
A resistência ao rolamento é obtida em função do peso do
equipamento, em toneladas, multiplicado pelo fator de resistência
ao rolamento extraído da Tabela.
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RESISTÊNCIA AO ROLAMENTO
FRO = RRO . P
Onde:
FRO (kg), RRO (kg/ton) e P (ton)
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RESISTÊNCIA DE RAMPA
Resistência de rampa é a força paralela ao terreno que se opõe a
locomoção dos veículos e equipamentos nos aclives.
Essa resistência deve ser considerada para os equipamentos de
rodas e de esteiras.
Nos declives essa força se soma a força de tração e é denominada
de assistência de rampa. A resistência de rampa pode ser designada
pela sigla RRa.
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RESISTÊNCIA DE RAMPA
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RESISTÊNCIA DE RAMPA
- ASCENDENTE – resistência;
- DESCENDENTE - ajuda, assistência de rampa.
A resistência de rampa é comumente expressa como porcentagem 
positiva (+).
E a assistência de rampa, como porcentagem negativa (-).
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RESISTÊNCIA DE RAMPA
FRA = + 10 . i . P
Onde:
FRA (kg), i (%) e P (ton)
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Resistência Total
É o efeito combinado da resistência ao rolamento (nos 
veículos de rodas) e da resistência de rampa.
Resistência Total = Resist. ao Rolamento + Resist. de Rampa
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ADERÊNCIA 
A aderência é a capacidade que tem as rodas motrizes (ou esteiras)
de um equipamento de aderirem ao terreno.
A aderência varia de acordo com o peso aplicado pelas rodas motoras
(ou esteiras), pelo desenho e da forma da banda de rodagem (ou
forma e dimensões das garras da esteira), tipo e condições da
superfície do terreno.
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Aderência insuficiente (patinação) 
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ADERÊNCIA 
A Tabela fornece os coeficientes de aderência mais usuais.
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ADERÊNCIA 
O produto resultante do peso transmitido pelo conjunto propulsor de
um equipamento (rodas motrizes ou esteiras), pelo coeficiente de
aderência, fornece no sistema de unidades adotado, a máxima força
de tração possível nesse terreno.
Se for exigida uma maior tração, o equipamento “patinará”.
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ADERÊNCIA 
ET máx = A = Pm . ϕϕϕϕ
Onde:
ET máx
A e Pm (peso nos eixos motrizes) - kg
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ADERÊNCIA 
Quando ET marcha (para uma dada velocidade) for menor que ET máx:
ET dispon = ET marcha - ∑∑∑∑ Fresist
(sobra, em termos de esforço trator, que pode ser usada, por
exemplo, para aumentar a velocidade de operação).
Peso atuante nos eixos motrizes – normalmente é indicado pelo
fabricante da máquina.
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Potência Disponível
Objetivo: determinação da força de tração disponível em uma 
máquina para a execução de um trabalho.
Fatores que a determinam:
Potência - relaciona o trabalho realizado por uma força com o tempo 
gasto para a realização desse trabalho; é um valor constante, para um 
dado veículo.
Velocidade – variável
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Potência Disponível
A relação entre velocidade, potência e tração pode ser expressa por:
Potência = tração × velocidade
Uma vez que a potência será constante, a força de tração disponível 
mudará à medida que a velocidade sofrer alteração.
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EQUIPAMENTOS DE 
TERRAPLENAGEM
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Velocidade versus tração na
barra para um trator de esteiras.
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EFICIÊNCIA
O equipamento disponível em uma obra pode estar “em atividade”
(no local de trabalho, disponível para os serviços) ou parado”. A esse
tempo total chama-se “horas corridas”.
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EFICIÊNCIA
No primeiro caso, engloba horas “produtivas“ e “não produtivas”.
As horas produtivas são exatamente as do tempo de ciclo, e são
gastas para realizar determinado serviço.
As horas não produtivas correspondem a deslocamentos / operações
importantes, indispensáveis aos serviços, porém não incluídas nas
primeiras.
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TEMPO DE CICLO
Tempo de ciclo de um equipamento é o intervalo de tempo
necessário para a execução de uma operação completa de
uma série de operações repetitivas.
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TEMPO DE CICLO
Assim, o tempo de ciclo de um trator de lâmina que
empurra uma certa quantidade de terra, corresponde ao
intervalo de tempo que o mesmo consome em, iniciar o
movimento de empurrar a terra, parar, voltar, parar de
novo e iniciar o movimento de empurrar uma nova carga.
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TEMPO DE CICLO
O tempo de ciclo pode ser decompostoem duas parcelas
denominadas de tempo fixo e tempo variável.
- Tempo fixo: é o necessário para que um equipamento
possa carregar (ou ser carregado), descarregar, fazer a
volta, parar e iniciar um novo ciclo, tempo esse mais ou
menos igual em um dado serviço;
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TEMPO DE CICLO
- Tempo variável: é o necessário para que um equipamento
se locomova do local de carregamento, até o local onde
efetua a descarga e retorne ao local de carregamento.
Os tempos fixos podem ser obtidos de tabelas fornecidas pelos
fabricantes de equipamentos, tabelas que indicam os tempos gastos
em condições normais de trabalho.
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TEMPO DE CICLO
Notações: 
- Tempo de ciclo............T; 
- Tempo fixo.................. tf; 
- Tempo variável.............tv. 
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TEMPO DE CICLO
Notações: 
- Tempo de ciclo............T; 
- Tempo fixo.................. tf; 
- Tempo variável.............tv. 
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TEMPO DE CICLO
Considerando todos os (n) trechos do circuito, tem-se a
seguinte equação que permite obter o tempo variável do
circuito:
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TEMPO DE CICLO
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Exercícios
1) - Um caminhão de 30 ton trafega em um caminho de serviço a uma velocidade
de 60 km/h. O esforço trator na barra de tração é de 9.000 kg e a resistência ao
rolamento, em presença de muita lama, é de 150 kg/ton, e o coeficiente de
aderência é igual a 0,4.
Considerando que o caminhão normalmente opera com tração traseira ( 60%-
vazio, 50% - carregado):
– qual a rampa máxima que o caminhão pode subir nas duas situações? Peso da 
carga = 5 ton.
– considerando a tração nos dois eixos, quais os novos valores de rampa?
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Σ FR = P. (R rol+ R rampa) ≤ ET ≤ A = Pm . ϕ
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a) ida (carregado): 
(30+5) . (150 + 10.imáx ) ≤ 9.000 ≤ (30.000+5.000) . 0,5 . 0,4 = 7.000 kg
i máx ≤ 7.000 – 150 = 5 %
35
retorno (vazio):
30 . (150 +10.i máx ) ≤ 9.000 ≤ 30.000 . 0,6 . 0,4 = 7.200 kg
i máx ≤ 7.200 – 150 = 9 %
30
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b) ida (carregado):
35 . (150 + 10.imáx ) ≤ 9.000 ≤ (30.000+5.000) . 0,4 = 14.000 kg
imáx ≤ 9.000 – 150 = 10,7 %
35
retorno (vazio):
30 . (150 +10.imáx ) ≤ 9.000 ≤ 30.000 . 0,4 = 12.000 kg
imáx ≤ 9.000 – 150 = 15 %
30
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Determinar o esforço máximo de tração que um trator de esteiras
D-7 pode operar sem patinar, considerando:
− terreno com conservação precária (argila úmida) - ϕ = 0,7 e Rrol
= 55 kg/ton (40 a 55 kg/ton)
− peso do trator – P = 15,4 ton
− potência – Pot = 180 HP
ET (kg) 20,800 16.650 9.200 7.450 4.530
V (km/h) 2,4 3,5 5,0 7,4 9,5
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Σ FR = P. (Rrol + Rrampa + Ri ) ≤ ET ≤ A = Pm . ϕ
15,4 . (55 + 0 + 0 ) ≤ ET ≤ 15.400 . 0,7 = 10.800 kg → 3
a
marcha