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Implantação de estradas TERRAPLANAGEM Prof. Msc.: Ivarlene Marques Unidade 01 – Terraplanagem UCV – Engenharia Civil 1 INTRODUÇÃO O estudo da geometria de uma rodovia: • Projeto Geométrico. Este projeto expressa a geometria da rodovia através da “planta” e do “perfil longitudinal”, complementados pelas “seções transversais. • As imposições quanto à geometria antes referidas são relacionadas para diferentes “classes” de rodovias. que determinarão, em última análise, o volume e a composição do tráfego que utilizará a rodovia ao longo de sua vida útil. • As mais elevadas classes de projeto impõem condições geométricas mais arrojadas, o que implica, na dependência da topografia vigente na região em estudo, maiores investimentos em terraplenagem. • Para a definição das alturas de aterros, depara-se ainda com o condicionamento imposto pela rede hidrográfica da região onde se insere a rodovia. Assim, teremos alturas mínimas para suplantar máximas cheias em regiões frequentemente alagadiças ou para possibilitar a introdução de obras de arte em travessias de cursos d’água. Unidade 01 – Terraplanagem UCV – Engenharia Civil 2 INTRODUÇÃO Após caracterizada a geometria, resta a necessidade do conhecimento do tipo e da qualidade dos materiais que estarão envolvidos nas operações de terraplenagem. Neste caso, participam os subsídios obtidos a partir de investigações geológico-geotécnicas, sondagens e posteriores ensaios de laboratório. Com apoio nestas informações, serão definidas as condições e restrições ao aproveitamento dos materiais e estimadas as dificuldades a serem encontradas quando da execução de cortes e aterros. Unidade 01 – Terraplanagem UCV – Engenharia Civil 3 Introdução Unidade 01 – Terraplanagem UCV – Engenharia Civil 4 Terraplanagem ou Terraplenagem? Os dois estão corretos. O que é? Terraplenar significa "encher com terra“. È a arte de mudar intencionalmente a configuração de um terreno. INTRODUÇÃO • TERRAPLENAGEM MANUAL • Estima-se que para obter a produção de 50m3/h de escavação, empregar-se- iam, pelo menos 100 homens. Tal produção é obtida com uma escavadeira operada apenas por um homem. • Dado o seu pequeno rendimento, a terraplenagem manual dependia da mão- de-obra abundante e barata, fator que o desenvolvimento tecnológico e social foi tornando cada vez mais escasso e oneroso. Unidade 01 – Terraplanagem UCV – Engenharia Civil 5 INTRODUÇÃO • TERRAPLENAGEM MECANIZADA O aparecimento dos equipamentos mecanizados aliado ao custo de mão-de-obra cada vez mais cara e escassa e a alta produtividade, tornou competitivo o preço do movimento de terras, apesar do elevado custo de aquisição dessas máquinas. • Requerer grandes investimentos em equipamentos; • Exigir servidos racionalmente planejados e executados • Reduzir substancialmente a mão de obra empregada, mas exige profissional a especializado e consequentemente melhor remunerado; • Permitir a movimento de grandes volumes de terra em prazos curtos, graças á eficiência de operação, sobretudo pela grande velocidade no transporte, o que leva a preços unitários extremamente baixos, apesar do custo elevado do equipamento. Unidade 01 – Terraplanagem UCV – Engenharia Civil 6 INTRODUÇÃO Quatro operações básicas que ocorrem em sequência: • Escavação • Carga do material escavado • Transporte • Descarga e espalhamento. Essas operações básicas podem ser executados por uma máquina ou por equipamentos diversos. Exemplificando, um trator de esteira, provido de lâmina, executa sozinho todas as operações acima indicadas, sendo que as três primeiras com simultaneidade. Unidade 01 – Terraplanagem UCV – Engenharia Civil 7 Introdução • A escavação é o processo empregado para romper a compacidade do solo do seu estado natural, através do emprego de ferramentas cortantes, tais como a faca da lâmina ou os dentes da caçamba de uma carregadeira, desagregando-o, tornando possível o seu manuseio. • A carga consiste no enchimento da caçamba, ou no acúmulo diante da lâmina, do material que já sofreu o processo de desagregação, ou seja, que já foi escavado. • O transporte consiste na movimentação da terra do local em que escavada, para o local em que será colocada em definitivo. • A descarga e o espalhamento constituem a execução do aterro propriamente dito. Quando as especificações determinam a obtenção de certo grau de compactação no aterro, haverá, ainda, a operação final de adensamento do solo até os índices mínimos estabelecidos. Unidade 01 – Terraplanagem UCV – Engenharia Civil 8 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. Unidade 02 – Terraplenagem UCV - Engenharia Civil 9 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. Facilmente escaváveis com equipamentos normais. Mesmo que apresentem-se rijos em função de baixo teor de umidade; Ainda que estejam misturados com pedras, seixos rolados ou matacões, desde que sejam escaváveis com o equipamento indicados; No caso de rochas alteradas com pouca compacidade. Unidade 02 – Terraplenagem UCV - Engenharia Civil 10 Classificação dos materiais ocorrentes nos cortes Material de 2ª categoria Constituída por rocha com resistência à penetração mecânica inferior ao granito, blocos de pedra de volume inferior a 1m 3 , matacões 1 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. Unidade 02 – Terraplenagem UCV - Engenharia Civil 11 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 1m 3 , cuja extração e redução (a fim de possibilitar o carregamento) se processem com o emprego contínuo de explosivos. A rocha viva, é a melhor caracterizada, porque só a ela pertencem os materiais que apenas admitem o desmonte pelo o emprego contínuo e exclusivo de explosivos de média e alta potência, e apresenta dureza igual ou superior à do granito. Unidade 02 – Terraplenagem UCV - Engenharia Civil 12 Solos atríticosou 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. Unidade 02 – Terraplenagem UCV - Engenharia Civil 13 Unidade 01 – Terraplanagem UCV – Engenharia Civil 14 Serviços Preliminares Desmatamento envolve o corte e a remoção de toda a vegetação, qualquer que seja a sua densidade. O destocamento e a limpeza compreendem a escavação e a remoção total dos tocos e da camada de solo orgânico. Além dessas operações, dependendo da situação do trecho em projeto, podem ser introduzidos outros serviços preliminares, como por exemplo: • Remanejamento de postes; • Remoção de cercas; • Remoção de estruturas de madeira; • Demolição de muros, e • Demolição de estruturas de alvenaria Unidade 02 – Terraplenagem UCV - Engenharia Civil 15 EXECUÇÃO E COMPACTAÇÃO DE ATERROS • Maior preocupação: obter as massas específicas indicadas pelas Especificações da Obra. Unidade 02 – Terraplenagem UCV - Engenharia Civil 16 ESPECIFICAÇÕES PARA COMPACTAÇÃO • Quanto à qualidade dos materiais, que deverão ser evitados solos com CBR < 2, e com expansão maior que 4%. Graus de compactação recomendados Unidade 02 – Terraplenagem UCV - Engenharia Civil 17 Finalidade Recomendação Aterro rodoviário 90-95% do Proctor modificado(topo do aterro,60 cm) 95-100 % do Proctor normal Barragens de terra 95-100 % do Proctor modificado Aterros sob fundação de prédios 90-95% do Proctor modificado(topo do aterro) 95-100 % do Proctor normal Camadas de base de pavimentos 95-100 % do Proctor modificado Introdução aos Equipamentos de Terraplenagem • Para executar a movimentação de terra existem no mercado os mais diversos tipos de equipamento a disposição dos empreiteiros. • Unidades de tração (tratores). Unidades escavo-empurradoras. • Unidades escavo-transportadoras. Unidades escavo-carregadoras. • Unidades aplainadoras. Unidades de transporte. • Unidades Compactadoras. Unidades escavo-elevadoras.