Cap20_Equipamentos de Terraplenagem

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Capítulo 20
Equipamentos de Terraplenagem
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	Terraplenagem é o conjunto de operações de escavação, carga, transporte, descarga, compactação e acabamento, executados a fim de passar do terreno natural para a plataforma projetada.
INTRODUÇÃO
	Na construção de estradas, a terraplenagem é o trabalho de construir o leito da estrada na sua altura certa. Sobre esse leito, posteriormente, é construído um pavimento que recebe as cargas do tráfego de veículo. A terraplenagem compreende a desobstrução do local em que vai ser construída a estrada, o preparo das fundações, as escavações, o transporte, colocação, compactação e conformação dos materiais que vão formar o corpo da estrada, o ajardinamento, a limpeza da área construída e outras operações eventuais. A drenagem, também pode ser considerada como integrante da terraplenagem.
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Classificação dos materiais ocorrentes nos cortes
Material de 1ª categoria
Compreende a terra em geral, a piçarra ou argila, rocha em adiantado estágio de decomposição, seixos rolados ou não, com diâmetro máximo de15 cm, qualquer que seja o teor de umidade, compatíveis com a utilização de “dozer”, “scraper” rebocado ou motorizado.
Material de 2ª categoria
Constituída por rocha com resistência à penetração mecânica inferior ao granito, blocos de pedra de volume inferior a 1m3, matacões1 e pedras de diâmetro médio superior a 15 cm, cuja extração se processa com emprego de explosivo ou uso combinado de explosivos, máquinas de terraplenagem e ferramentas manuais comuns.
1Os matacões são blocos de rocha que podem ser subterrâneos ou superficialmente expostos. Geralmente têm formato arredondado, moldados pela ação de intemperismos - variação de temperatura, ação de ventos e da água de chuva e das águas residuais presentes no solo do entorno.
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Material de 3ª categoria
Compreende a rocha com resistência à penetração mecânica igual ou superior ao granito e blocos de rocha (pedaços da rocha tendo diâmetro médio superior a 1m) de volume igual ou superior a 1m3 , cuja extração e redução (a fim de possibilitar o carregamento) se processem com o emprego contínuo de explosivos.
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Solos atríticos ou incoerentes – solos grosseiros, formados maioritariamente por partículas arenoso-cascalhentas.
Solos coesivos ou coerentes – solos finos, formados maioritariamente por partículas de pequena dimensão, do tipo silto-argiloso.
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Rocha sã: sujeita a variações térmicas que causam contração e dilatação.
Fraturamento da rocha em função de intempéries sofridas pela rocha sã.
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PROPORÇÃO DOS PREÇOS DE REMUNERAÇÃO DAS TRÊS CATEGORIAS
1: 2 : 6
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Unidades de Tração (Tratores);
2. Unidades Escavo-Empurradoras; 
3. Unidades Escavo-Transportadoras;
4. Unidades Escavo-Carregadoras;
5. Unidades Aplanadoras;
6. Unidades de Transportes;
 
7. Unidades Compactadoras;
8. Unidades Escavo-Elevadoras.
CLASSIFICAÇÃO DOS EQUIPAMENTOS DE TERRAPLENAGEM
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I. UNIDADES DE TRAÇÃO (TRATORES)
	A Unidade de Tração (Trator) é a máquina básica de terraplenagem, pois todos os equipamentos à disposição para executá-la são tratores devidamente modificados ou adaptados para realizar as operações básicas de terraplenagem.
	Chama-se trator a unidade autônoma que executa a tração ou empurra outras máquinas e pode receber diversos implementos destinados a diferentes tarefas.
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Essa unidade básica pode ser montada sobre:
a) Esteiras: De modo geral, as esteiras exercem pressões sobre o terreno portante da ordem de 0,5 a 0,8 kgf/cm2 aproximadamente, igual à pressão exercida por um homem em pé, sobre o chão.
b) Pneumáticos: Os equipamentos de rodas, ao contrário, transmitem ao terreno pressões da ordem de 3 a 6 kgf/cm2.
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CARACTERÍSTICAS A SEREM CONSIDERADAS NOS EQUIPAMENTOS
Esforço Trator: É a força que o trator possui na barra de tração (no caso de esteiras) ou nas rodas motrizes (no caso de tratores de rodas) para executar as funções de rebocar ou de empurrar outros equipamentos ou implementos;
b) Velocidade: É a velocidade de deslocamento da máquina, que depende, sobretudo, do dispositivo de montagem, sobre esteiras ou sobre rodas;
c) Aderência: É a maior ou menor capacidade do trator de deslocar-se sobre os diversos terrenos ou superfícies revestidas, sem haver a patinagem da esteira (ou dos pneus) sobre o solo (ou revestimento) que o suporta;
d) Flutuação: É a característica que permite ao trator deslocar-se sobre terrenos de baixa capacidade de suporte, sem haver o afundamento excessivo da esteira, ou dos pneus, na superfície que o sustém;
e) Balanceamento: É a qualidade que deve possuir o trator, proveniente de uma boa distribuição de massas e de um centro de gravidade a pequena altura do chão, dando-lhe boas condições de equilíbrio, sob as mais variadas condições de trabalho.
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COMPARAÇÃO ENTRE TRATORES SOBRE RODAS E SOBRE ESTEIRAS
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Trator de Esteira
	- Esforços Tratores elevados
	- Vence rampas de grande declividade	
	- Trabalha em terrenos de baixa capacidade de suporte
Obs.: Não teremos velocidade de operação, o que resulta em baixa produtividade.
b) Trator de Rodas
	- Trabalha em terrenos com Topografia Favorável
	- Terrenos com condições de bom suporte
	- Terrenos com boas condições de aderência
	
Obs.: As máquinas de pneu são insuperáveis em relação a velocidade, significando maior produção.
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II. UNIDADES ESCAVO-EMPURRADORAS
	Constam, normalmente, de uma concha ou “dozer”, provida de uma lâmina na parte inferior e montada na parte dianteira de um trator, geralmente de grande potência.
	São conhecidas também como “trator de lâmina”, “topadoras” ou “dozer” e são utilizadas para escavar e empurrar material.
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POSIÇÕES DA LÂMINA (OU CONCHA)
Lâmina Reta ou Fixa: é aquela que é perpendicular ao eixo longitudinal do trator e não pode ser angulada. Neste caso, o equipamento recebe o nome particular de “DOZER-RETO” ou “BULL-DOZER”.
Lâmina Angulável ou “Angle-Dozer”: equipamento trabalha com giro da lâmina em torno de um eixo vertical.
Lâmina Inclinável ou “Tilting-Dozer”: equipamento trabalha com giro da lâmina em torno do eixo longitudinal da máquina.
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		Geralmente é com o “bull-dozer” que se procede a limpeza e o desmatamento do terreno na fase dos trabalhos preparatórios de terraplenagem. O ataque a árvores de porte médio e avantajado é um dos trabalhos interessantes executados pelos “dozers” que, numa primeira fase, abalam a fixação das raízes e, em seguida, derrubam a árvore, levando-a para fora da faixa a ser limpa.
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DERRUBADA DE ÁRVORES
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	Na terraplenagem propriamente dita, os “dozers” (ou unidades escavo-empurradoras) trabalham essencialmente em seção mista.
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	Na operação de raspagem, geralmente o “dozer” trabalha em escavação contínua. Após os primeiros metros de escavação, o material que o “dozer” empurra excede o volume da capacidade de corte da lâmina; o excesso forma cordões (leiras) laterais de material. Trabalhando em “angle-dozer”, pode-se orientar essa leira de material para uma das extremidades da lâmina.
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	Com dois “dozers” em deslocamento paralelo, pode-se evitar a formação da leira entre as duas máquinas, o que resulta em melhoria de rendimento.
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III. UNIDADES ESCAVO-TRANSPORTADORAS
	São as que escavam, carregam e transportam materiais a distâncias médias. Além disso, dado o seu peso, iniciam a compactação do aterro. Constam de uma caçamba montada sobre um dos eixos, com rodas pneumáticas de baixa pressão.
	São representados por dois tipos básicos:
Rebocados por trator: scrapers;
Possuindo tração própria: motoscrapers.
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MOTOSCRAPER CONVENCIONAL
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MOTOSCRAPER COM MOTOR TRASEIRO COM TRAÇÃO NAS QUATRO RODAS
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		A caçamba do Motoscraper possui três peças essenciais, cujas funções são as seguintes:
Lâmina de fundo: trata-se de lâmina cortante que, quando baixada, penetra no terreno. Com o movimento
da máquina, o material penetra na caçamba, de baixo para cima.
Avental: é uma peça que gira em torno de um eixo, de modo a fechar ou abrir a parede da caçamba. Quando baixado, completa a vedação da caçamba.
Ejetor: é uma peça que serve para a limpeza completa da caçamba, após cada operação completa.
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RESUMO DAS OPERAÇÕES DO MOTOSCRAPER
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“PUSHER”
O PUSHER possui uma lâmina bastante reforçada, usada para empurrar o “scraper” durante a operação de carga. Sua função principal não é a de movimentar terras, mas sim auxiliar outros equipamentos no aumento do seu esforço de tração. 
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“PUSH-PULL”
	O sistema “push-pull” (empurra e puxa) é aquele no qual dois motoscrapers de motor traseiro se ajudam mutuamente na operação de carga, sem intervenção de qualquer outra máquina.
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MOTOSCRAPER COM ELEVADORES
	Quando na parte dianteira da caçamba do motoscraper coloca-se um conjunto de caçambas ou barras cortantes, montados sobre um sistema semelhante às esteiras transportadoras que, com seu movimento, em primeiro lugar escarificam o terreno antes de ser atingido pela lâmina de fundo; em segundo lugar, a esteira ajuda o material a entrar na caçamba, de baixo para cima. Assim sendo, a lâmina de fundo já encontra o material descompactado e a carga é facilitada, o que dispensa a utilização do “pusher”. 
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IV. UNIDADES ESCAVO-CARREGADORAS
	São as unidades que escavam e carregam o material sobre um outro equipamento, que o transporta até o local de descarga, de modo que o ciclo completo da terraplenagem, compreendendo as quatro operações básicas, é executado por duas máquinas distintas.
	
	Podem ser subdivididas em:
 CARREGADEIRAS;
 ESCAVADEIRAS.
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 CARREGADEIRAS:
	São também denominadas pás-carregadeiras e podem ser montadas sobre esteiras ou sobre rodas com pneumáticos. Geralmente operam em conjunto com caminhões basculantes.
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	São máquinas muito versáteis, usadas principalmente quando as distâncias de transporte forem longas.
	Apresentam a vantagem de poder deslocar-se até as unidades de transporte. Isto reduz tempo de espera e posicionamento, aumentando a produção.
	As escavadeiras de pneus só podem ser usadas em terreno firme, e na carga de materiais de fácil desagregação.
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CARGA DE UM CAMINHÃO BASCULANTE POR UMA CARREGADEIRA
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b) ESCAVADEIRAS:
	São máquinas de escavação bastante antigas, tendo surgido em meados do século XIX. É um equipamento que trabalha estacionado.
	Os principais tipos são:
 escavadeiras com caçamba shovel;
 escavadeiras com caçamba de arrasto (drag-line);
 escavadeiras com caçamba de mandíbula (clam-shell);
 retroescavadeiras (shovel).
 
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Escavadeiras de Lança com Pá Frontal (shovel) 
	A escavadeira shovel consiste numa caçamba sustentada por um braço articulado na lança. Além do movimento de rotação em torno da articulação, o braço pode ter movimento de avanço e recuo do corpo da máquina.
	Das escavadeiras é a que mais se adapta aos serviços de terraplenagem propriamente ditos. Não tem o inconveniente da caçamba oscilar acima da caçamba dos caminhões, na operação de descargas.
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	Utilizadas para corte acima do nível da máquina. Se o terreno tem baixa capacidade de suporte, deve-se apoiá-la sobre estivas (plataformas de madeira). Trabalham qualquer tipo de material, exceto rocha, aceitando até rocha fragmentada, mas tem grande produção com material de primeira categoria. A caçamba deve ser cheia com um movimento único, sem aprofundar demais.
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Quando a altura de corte ultrapassa o alcance do shovel, trabalha-se em terraços, com alturas de ataque de no mínimo, 1,50 m por degrau. Os terraços devem ser abertos de cima para baixo, com distâncias entre frentes de ataque de, no mínimo, 100 m. Ao se atingir o greide, na plataforma mais inferior, deve-se forçar o trajeto das unidades de transporte por ele, contribuindo para a compactação do subleito. As equipes em terraços diferentes devem ser independentes, com as unidades de transporte nunca servindo a mais de uma carregadeira. 
As escavadeiras mais rápidas tem comando hidráulico, concorrendo com as carregadeiras de esteira e pneus. Devem ser dimensionadas de modo a atender, no limite mínimo, a duas unidades de transporte, de forma que quando uma acabe de ser carregada, outra tenha acabado de se posicionar. 
Uma escavadeira nunca deve escavar enquanto gira. Deve-se procurar trabalhar em cortes largos, de preferência com duas saídas para os basculantes. 
Bulldozers podem auxiliar, principalmente no caso de cortes altos ("fazendo terra").
A escavadeira nunca deve se movimentar durante a carga.
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Escavadeiras de arrasto , ou dragas (drag-line)
	O “drag-line” é muito usado para a dragagem de rios e canais. 
	Não se adapta facilmente aos serviços normais de terraplenagem, porque a caçamba, que é sustentada através de cabos de aço, oscila em demasia, dificultando a descarga quando feita sobre caminhões.
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Escavadeiras de mandíbulas (clam-shell) 
 Mesma utilização das dragas;
 Alcance mais reduzido, profundidades maiores;
 Podem levantar a carga enquanto giram.
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RETROESCAVADEIRAS 
		Como as dragas e as escavadeiras de mandíbula, as retroescavadeiras são usadas para escavação abaixo do nível da máquina. Não tem o alcance da draga nem escavam na vertical , como as clam-shell, mas são eficientes na abertura de valas de largura reduzida (que devem ser posteriormente escoradas). Usadas na abertura de canais, remoção de solos ruins, etc.
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	Faz carregamento mais eficiente se em nível superior ao do equipamento de transporte. As de acionamento hidráulico permitem mais precisão de trabalho.
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V. UNIDADES APLAINADORAS
Motoniveladoras: ( plaina ou "patrol" )
	As motoniveladoras são as máquinas mais versáteis na terraplanagem. Para acabamento, trabalham por raspagem, fazendo pequenos cortes e espalhamento, conformando as cotas finas, acerto de taludes, manutenção de estradas de terra, pequenas valetas, escarificação e trabalho final de limpeza da faixa.
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VI. UNIDADES DE TRANSPORTE
	As unidades de transporte ou transportadoras são utilizadas na terraplenagem quando as distâncias de transporte são de tal grandeza que o emprego de motoscraper torna-se antieconômico.
Caminhão basculante comum
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CAMINHÕES “FORA-DE-ESTRADA”
Caminhão Articulado Volvo
A25C – 6 X 6
Capacidade de carga: 22,5 t
Caminhão Articulado Volvo
A35C – 6 X 6
Capacidade de carga: 32 t
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EXEMPLO DE UNIDADES DE TRANSPORTE TRABALHANDO EM CONJUNTO COM ESCAVADEIRAS
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VII. UNIDADES COMPACTADORAS
	
	Compactação é o processo pelo qual se obtém mecanicamente o aumento de resistência do solo. 
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VIII. UNIDADES ESCAVO-ELEVADORAS
		Variante dos escavotransportadores (scrapers) com esteira elevatória, mas com produção contínua e consequente produção maior que a dos scrapers. Também podem ser vistas - do ponto de vista operacional - como um equipamento de carga da família das escavadeiras rotativas.
		Pode ser rebocado por trator de esteiras (de cuja potência depende a produção) ou  ter autopropulsão. Uso limitado por exigir sempre topografia favorável, com terrenos planos ou pouco inclinados, como as escavadeiras rotativas.
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FAIXAS ECONÔMICAS DE UTILIZAÇÃO DOS EQUIPAMENTOS