Projeto de estradas corte e aterro

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AULA 1 – CONCEITOS GERAIS: Projeto de estradas. Terraplenagem, empréstimo, bota-fora e compensação. Diagrama de Brückner.
DEFINIÇÃO:
Entende-se por terraplenagem como sendo o conjunto de operações de escavação, transporte, depósito e compactação de terras, necessárias à realização de uma obra.
IMPORTÂNCIA:
Face à necessidade de preservar o meio ambiente e às exigências das recentes legislações ambientais, o estudo das opções de traçado geométrico de uma estrada, rodovia ou ferrovia, considerando as consequências de cada possibilidade, tornou-se uma das etapas mais importantes da elaboração do projeto.
A compensação dos volumes de corte e de aterro, que visa a minimizar empréstimo e bota-fora externos à faixa da estrada, ganhou importância ainda maior do que apenas aquela relativa à minimização dos custos de transporte. 
O foco atual é a própria redução dos volumes, tanto de corte quanto de aterro, com o emprego de mais obras de arte, viadutos, pontes e túneis, para interferir o mínimo possível no ambiente natural.
OBJETIVO:
Um projeto de terraplanagem tem por objetivo planejar a partir de cálculo de volume (corte/aterro) e análise de custo (transporte/escavação), uma alternativa viável para os trabalhos de movimentação de terra de uma determinada obra, tomando como cenário os aspectos ambientais como ponto chave.
PRINCIPAIS FASES DA CONCEPÇÃO DE UM PROJETO DE TERRAPLENAGEM:
· Serviços Preliminares: Desmatamento e limpeza do perímetro onde a estrada será construída; Destocamento e raspagem da vegetação superficial;
· As seções transversais: Desenhos em projetos de corte e aterros
· Cálculo das áreas
· Cálculo de volumes
· Distribuição do material escavado
· Estudo da taxa de empolamento 
· Compactação do solo
· Redução
DENOMINAÇÕES TÉCNICAS:
“Jazida” = Qualquer área de empréstimo externa, de onde a terra é retirada e trazida para completar os volumes sob a faixa da estrada, representa um dano ao ambiente. 
“Bota-Fora” = Da mesma forma, quaisquer áreas externas de bota-fora, onde será depositado o material escavado que não for reutilizado na faixa da estrada, também representa um dano ao ambiente.
FERRAMENTA:O Diagrama de Massas, ou Diagrama de Brückner, que era a ferramenta ideal para otimizar a compensação dos volumes de cortes e de aterros, por representar a sequência acumulada do dimensionamento de tais volumes, torna-se agora uma ferramenta ainda mais valiosa, para subsidiar as decisões relativas à preservação ambiental.
Para uma primeira proposta de traçado, o eixo longitudinal da estrada, do ponto de origem ao ponto de destino, é lançado em trechos sobre o levantamento topográfico da região, respeitando-se os raios mínimos de curvatura impostos pela classe da estrada, como os representados em planta, na figura 1.
A seguir, esses trechos podem ser lançados sobre um perfil natural de terreno, traçado ao longo do eixo da estrada, respeitando as declividades máximas impostas pela classe da estrada, como os representados na figura 2.
Com esses desenhos, é possível observar a movimentação de terra que esse traçado exigiria, bem como o porte de obras de arte cuja execução seria conveniente. Como mostra a figura 3, no trecho A-B, haveria apenas corte de terra. No trecho B-C, haveria praticamente apenas aterro. Já no trecho C-D, observa-se a conveniência de construir um grande viaduto, cujas colunas poderiam atingir até 80m de altura. É possível verificar também a conveniência de um túnel a partir do ponto D.
Porém, para elevar a precisão da estimativa de volumes de corte e de aterro, é necessário levar em conta também as seções transversais ao eixo da estrada, como as seções 1-1, 2-2, 3-3 e 4-4, indicadas na figura 4 e representadas nas figuras 5 e 6.
O Diagrama de Brückner fundamenta-se no dimensionamento dos volumes de corte ou de aterro que serão necessários para a construção de uma nova estrada, calculados por tramos, isto é, pequenos segmentos consecutivos ao longo do seu eixo longitudinal.
Tais tramos são definidos por estacas, demarcadas no levantamento planialtimétrico, em geral distanciadas de 20m.
Nas seções transversais correspondentes a cada estaca, são traçadas as áreas (A) definidas entre o perfil natural do terreno (PNT), a linha que representa o acabamento da terraplenagem e, também, as linhas que indicam os taludes formados, por corte ou por aterro, na seção.
Dessa forma, entre duas estacas consecutivas, forma-se um prismoide, cujo volume representa o volume aproximado de terra que será movimentado nesse tramo, ilustrado na figura 7. 
O valor aproximado do volume desse prismoide pode ser obtido pela multiplicação do valor da média aritmética das áreas das seções, pelo valor da distância entre elas:
Para a construção do Diagrama de Brückner, os volumes definidos entre duas seções, ou estacas consecutivas, devem ser considerados com valor positivo quando são devidos a corte e com valor negativo quando são devidos a aterro.
A seguir, 
Eixo das abscissas (X) = as estacas são lançadas em sequência na Linha de Distribuição.
Eixo das Ordenadas(Y)= Corresponde para cada estaca, ao valor da soma algébrica acumulada de todos os valores desses volumes, da origem até a respectiva estaca, como ilustrado na figura 8.
O volume necessário de bota-fora ou de empréstimo, desde a origem até um ponto qualquer do eixo da estrada, pode ser obtido pela leitura direta do valor da ordenada correspondente à estaca.
É importante lembrar que, embora se pareça, esse diagrama não representa um perfil de compensação de volumes de cortes e aterros.
Os segmentos ascendentes de uma curva de Brückner = áreas de corte do terreno, já que os valores das suas ordenadas representam a soma acumulada dos valores positivos de volumes a serem movimentados entre duas estacas. Os segmentos descendentes, pelo mesmo motivo, representam áreas de aterro.
Os pontos máximos e mínimos de uma curva de Brückner = representam as transições de corte para aterro e de aterro para corte, respectivamente.
Nas ordenadas de Brückner = a diferença entre dois pontos representa o volume de terra a ser cortado ou aterrado entre essas estacas.
Linhas de compensação = são segmentos de retas horizontais, lançados em ordenadas convenientes, que visam a minimizar o transporte de terra, tanto para fora da faixa da estrada como de fora para dentro dessa faixa.
Uma linha de compensação para certo trecho significa que todo o volume de corte será utilizado para aterro nesse mesmo trecho, sem sobra para bota-fora nem necessidade de empréstimo, ou seja, de trazer terra de uma área externa ao trecho.
Logo, as ordenadas de Brückner no início e no final de uma linha de compensação terão necessariamente o mesmo valor. 
O valor do volume de terra a ser movimentado dentro do trecho= é obtido pela diferença entre o valor da ordenada de Brückner no ponto de máximo, ou de mínimo, e o valor da ordenada dessa linha de compensação, como ilustrado na figura 9.
Além disso, a simples observação de um Diagrama de Brückner pode indicar onde a linha de distribuição pode ser elevada ou rebaixada para que se melhorar o balanço de corte e aterro, visando a minimizar o movimento de terra.
		
PROFESSORA ERIKA PASTORI
CEA - 2019 -UNIP