aula 03 - empolamento
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Profª MSc: Claudia Scoton A. [email protected]
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INTRODUÇÃOINTRODUÇÃOOs volumes de corte e de aterro e as distâncias de
transporte são definidos com base no diagrama de massa.
Análise do material para transporteFatores básicos para terraplenagem que caracterizam
um material quanto ao movimento de terra: tipo, peso específico; empolamento e redução.
Tipo de materialCondiciona, por exemplo o tipo de equipamento a ser
usado. Lembrando que solos e rochas não são transportados pelo mesmo tipo de equipamento.
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ANÁLISE DO MATERIAL ANÁLISE DO MATERIAL 1. Peso específico
Todo equipamento possui volume máximo de
carregamento (Vmax) e capacidade máxima de peso (Pmax)
relativo à potência do motor e às condições estruturais da
máquina.
Sendo:P = Peso (kg);V = volume (m³)
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EMPOLAMENTOEMPOLAMENTOCaracteriza o aumento de volume sofrido pelo
material, em consequência da destruição da sua estrutura natural.
Aumento do volume de vazios devido à separação da estrutura natural do solo.
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EMPOLAMENTOEMPOLAMENTO
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EMPOLAMENTOEMPOLAMENTO
EMPOLAMENTO é definido como o aumento de volume sofrido por um material
ao ser removido do seu estado natural
O empolamento é definido como:
Sendo:E=empolamento;Vn= volume natural (metragem paga);
Vs= volume do solto ou volume empolado.
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EMPOLAMENTOEMPOLAMENTO
Assim, conhecido Vs (volume da caçamba de um equipamento,
por exemplo), pode-se conhecer Vn segundo:
fE – fator de empolamento ou fator de conversão
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EMPOLAMENTOEMPOLAMENTO
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EMPOLAMENTOEMPOLAMENTO
Sn VfV E
Exemplo: Qual a metragem paga para um scraper com capacidade de 20 m3, numa área de terreno argilo-siltoso com E=25%?
Ou seja, 16 m3 de solo natural equivalem a 20 m3 do mesmo material, empolado.
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EMPOLAMENTOEMPOLAMENTO Redução (R) ou Contração
É a diminuição de volume experimentada pelo material, por
efeito da compactação durante a implantação do aterro.
Diminuição do volume de vazios do solo natural.
É definido como:
Sendo: Vn – volume natural;
Vr – volume do aterro.
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EMPOLAMENTOEMPOLAMENTO Redução (R) ou Contração
É a diminuição de volume experimentada pelo material, por
efeito da compactação durante a implantação do aterro.
Diminuição do volume de vazios do solo natural.
É definido como:
Sendo: Vn – volume natural;
Vr – volume do aterro.
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EMPOLAMENTOEMPOLAMENTOAssim, conhecido Vr , pode-se conhecer Vn segundo
Com fR = fator de correção
Então:
Vn – volume natural;
Vr – volume do aterro
rRn VfV
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EMPOLAMENTOEMPOLAMENTOO peso total do material, nos dois casos é
constante Pn = Pr = P – para as mesmas condições de umidade;
Vn Vr, porque Vr Vn
Assim a relação entre pesos específicos e conhecidos r e n, é possível encontrar o fator de redução - fr.
Como: V
Pγ , temos :
- Para Corte: n
n
V
Pγ
- Para Aterro: r
r
V
Pγ
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EMPOLAMENTOEMPOLAMENTO
Tipo de solo fE(%) E
Solos argilosos secos 40 1,40
Solos comuns secos ou úmidos 25 1,25
Solos arenosos secos 12 1,12
Tabela 1 – Valores Típicos de empolamento e fator de empolamento
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EXERCÍCIOSEXERCÍCIOS1. Calcular o volume de corte para um aterro de 30.000 m3,
sabendo-se que o material a ser usado tem uma redução de 10%.
2. Admitindo-se como parâmetros médios n = 1,7 t/m3 e r = at =
1,9 t/m3, calcular o volume de corte necessário para um aterro de 50.000 m3.
3. Dado: Custo de escavação – R$ 0,30/m³Custo de transporte – R$ 2,00/ m³Custo de compactação – 0,70/m³Capacidade volumétrica do caminhão transportador = 5m³Empolamento do material – E=21%
Pede-se: calcular o número de viagens do caminhão e o custo de terraplenagem nos dois casos.
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EQUIPAMENTOS DE TERRAPLENAGEMEQUIPAMENTOS DE TERRAPLENAGEM
O serviço de terraplenagem compreende quatro etapas. Para cada uma das etapas existe um equipamento projetado para executá-la.
escavação - (unidade de tração - trator de esteira -TE);carregamento - pá carregadeira (PC);transporte - caminhão basculante (CB);espalhamento - motonivelador (MN).
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CLASSIFICAÇÃO DOS EQUIPAMENTOSCLASSIFICAÇÃO DOS EQUIPAMENTOS
Unidades de Tração (Tratores);
Unidades Escavo-Empurradoras;
Unidades Escavo-Transportadoras;
Unidades Escavo-Carregadoras;
Unidades Aplanadoras;
Unidades de Transportes;
Unidades Compactadoras
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UNIDADES DE TRAÇÃOUNIDADES DE TRAÇÃO
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.
Essa unidade básica pode ser montada sobre:a) Esteiras: De modo geral, as esteiras exercem pressões sobre o terreno 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 de contato da ordem de 3 a 6 kgf/cm
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UNIDADES DE TRAÇÃOUNIDADES DE TRAÇÃO
A parte principal de um trator de esteira é a lâmina Escavadora.
Esta é contituída por uma base, e por lâminas de corte e cantos
de lâmina trocáveis. A esteira metálica permite o uso do TE em
quase todos os tipos de terrenos.
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UNIDADES ESCAVO-EMPURRADORASUNIDADES ESCAVO-EMPURRADORAS
O trator de esteira ou de pneus, que é a máquina básica da terraplenagem, pode receber a adaptação de um implemento que o transforma numa unidade capaz de escavar e empurrar a terra, chamando-se por isso, unidade escavo-empurradora.(pá carregadeira)
Esse implemento é denominado lâmina e o equipamento passa a denominar-se trator de lâmina ou buldôzer.
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UNIDADES ESCAVO-EMPURRADORASUNIDADES ESCAVO-EMPURRADORAS
Outros Implementos - Escarificador ou “Ripper”Utilizado em material de 2a categoria - Munidos de pistões
hidráulicos, de duplo sentido com bomba de alta pressão.
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UNIDADES ESCAVO-TRANSPORTADORASUNIDADES ESCAVO-TRANSPORTADORAS
As unidades Escavo-Transportadoras são as que escavam, carregam e transportam materiais de consistências média a distâncias médias.
São representadas por dois tipos básicos: Scraper Rebocado - consiste numa caçamba montada sobre
um eixo com dois pneumáticos, rebocada por um trator. Scraper automotriz ou motoscraper. - consiste em um
scraper de único eixo que se apoia sobre um rebocador de um ou dois eixos, através do pescoço.
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UNIDADES ESCAVO-TRANSPORTADORASUNIDADES ESCAVO-TRANSPORTADORAS
A motoniveladora é projetada para espalhamento do material descarregado e para acabamento, por raspagem, de superfícies.
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UNIDADES ESCAVO-TRANSPORTADORASUNIDADES ESCAVO-TRANSPORTADORAS
O motoscraper (MS) é projetado para executar as quatro etapas do
serviço de terraplenagem. O MS é constituído basicamente por um
cavalo-mecânico tracionador e por uma caçamba (scraper) capaz de
executar a escavação, o auto-carregamento, o transporte e o
espalhamento do material escavado.
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UNIDADES ESCAVO-TRANSPORTADORASUNIDADES ESCAVO-TRANSPORTADORAS
O moto-scraper (MS) comum não tem tração suficiente para iniciar a
escavação, sendo necessário o auxílio de um TE sem lâmina,
denominado pusher (empurrador), empurrando o MS no início da
escavação. Rapidamente o MS atinge sua velocidade normal de
escavação, ficando o pusher liberado para auxiliar no início de
escavação do próximo MS. O MS faz o empalhamento em
movimento, simplesmente deixando o material cair. Como a superfície
formada é muito irregular, é necessário o auxílio de uma
motoniveladora (MN) executando o acabamento superficial do
material espalhado, garantindo uma superfície regular para o tráfego
dos MS.
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UNIDADES ESCAVO-TRANSPORTADORASUNIDADES ESCAVO-TRANSPORTADORAS
Elementos Principais
7 - Avental8 - Ejetor9 - Lâmina de Corte10 - Pistão Hidráulico
A escavação é feita pelo movimento sincronizado da Lâmina de Corte que entra em contato com o terreno pelo abaixamento da caçamba, ao mesmo tempo que o Avental é elevado com a movimentação gradual do Ejetor.
A carga se faz pelo arrastamento do scraper, com o qual a lâmina penetra no solo, empurrando-o para o interior da caçamba.
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UNIDADES ESCAVO-TRANSPORTADORASUNIDADES ESCAVO-TRANSPORTADORAS
A carga se faz pelo arrastamento do scraper, com o qual a lâmina penetra no solo, empurrando-o para o interior da caçamba.
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UNIDADES ESCAVO-TRANSPORTADORASUNIDADES ESCAVO-TRANSPORTADORAS
Existem também equipamentos de pequeno porte, apelidados "caixotes",
com os mesmos princípios de trabalho, cuja descarga é executada por um
grande giro da caçamba, não existindo o ejetor. Um exemplo são scrapers
com capacidade da caçamba da ordem de 3 a 4 m³. Em geral são agrupados
(dois) e rebocados por um trator agrícola, onde ficam os controles.