Eluísio Gonçalo - Construção de Estradas Vol.I

2006

ÍNDICE

Capítulo 1 – Generalidades

1. 1 – Definição .......................................................... 1

1.2 – Trabalhos de terraplenagem............................. 1

1.3 – Serviços preliminares ....................................... 1

1.4 – Características do solo para terraplenagem..... 2

1.4.1 – Classificação............................................. 2

1.4.2 – Empolamento............................................ 2

1.4.3 – Grau de empolamento .............................. 3

1.4.4 – Percentagem de empolamento................. 3

1.4.5 – Grau de compactabilidade........................ 3

1.4.6 – Aplicação .................................................. 4

1.5 – Especificações do DNIT ................................... 5

1.5.1 – Cortes ....................................................... 5

a. Generalidades ......................................... 5

b. Materiais .................................................. 5

c. Equipamentos .......................................... 6

d. Execução................................................. 6

e. Controle ................................................... 7

f. Medição .................................................... 7

g. Pagamentos............................................. 7

1.5.2 – Empréstimos............................................ 8

a. Materiais .................................................. 8

b. Execução................................................. 8

c. Medição ................................................... 8

d. Pagamento .............................................. 9

i

1.5.3 – Aterros .................................................... 9

a. Generalidades ........................................ 9

b. Materiais ................................................. 10

c. Equipamentos ......................................... 10

d. Execução................................................ 10

e. Controles ................................................ 13

f. Medição ................................................... 14

g. Pagamento ............................................. 14

1.6 – Locomoção dos equipamentos.......................... 14

1.6.1 – Principais equipamentos........................... 14

1.6.2 – Implementos de terraplenagem................ 16

1.6.3 – Estudos dos esforços tratores .................. 16

a. Esforço trator e velocidade de trabalho.. 16

b. Resistências ao movimento.................... 16

b.1 - Resistência ao rolamento ............... 17

b.2 – Resistência de rampa.................... 19

b.3 – Resistência de inércia.................... 20

c. Coeficiente de aderência ........................ 20

d. Tipos de esforços tratores ...................... 21

d.1 – Esforço motor ................................ 22

d.2 – Esforço trator utilizável .................. 22

d.3 – Esforço trator de trabalho .............. 22

d.4 – Esforço trator disponível ................ 23

e. Aplicações .............................................. 23

f. Tempo de ciclo ........................................ 30

f.1 – Generalidades ................................ 30

f.2 – Aplicação ........................................ 31

f.3 – Redução no tempo de ciclo para

motorescreipers .............................. 38

ii

f.4 – Eficiência ........................................ 38

Capítulo 2 – Estudos dos equipamentos

2.1 – Tratores ............................................................. 40

2.1.1 Generalidades ............................................. 40

2.1.2 Tratores de esteira....................................... 40

2.1.3 Tratores de rodas ........................................ 41

2.1.4 Trator com lâmina........................................ 41

a. Generalidades ........................................ 41

b. Emprego ................................................. 42

b.1 - Trabalhos preliminares ................... 42

b.2 – Terraplenagem propriamente dita . 42

c. Distância econômica............................... 43

d. Tempo de ciclo ....................................... 44

e. Capacidade de carga.............................. 44

f. Fatores que afetam a capacidade .......... 45

g. Produção horária .................................... 46

h. Aplicação ................................................ 46

2.2 – Escravo transportador ....................................... 51

2.2.1 Generalidades ............................................. 51

2.2.2 Distância econômica.................................... 53

2.2.3 Principais serviços....................................... 53

2.2.4 Caminhos de serviço ................................... 53

2.2.5 Emprego do pusher ..................................... 53

2.2.6 Distância de carga....................................... 54

2.2.7 Técnica de emprego.................................... 54

a. Na escavação......................................... 54

b. No transporte .......................................... 54

c. Na descarga e espalhamento ................. 55

iii

2.2.8 Produção horária ......................................... 55

2.2.9 Tempo de ciclo ............................................ 55

a. Tempo fixo .............................................. 55

b. Tempo variável ....................................... 56

2.2.10 Tempo de ciclo do pusher ......................... 57

2.2.11 Número de escreipers ou motoescreipes

atendidos por um pusher ........................... 57

2.2.12 Aplicação ................................................... 57

2.3 – Escravo carregadoras........................................ 72

2.3.1 Generalidades ............................................. 72

2.3.2 Escavadeiras ............................................... 72

a. Escavadeira com shovel......................... 73

a.1 - Produção horária ............................ 73

a.2 - Aplicação........................................ 75

b. Escavadeira com drag-line ..................... 76

b.1 - Generalidades ................................ 76

b.2 - Produção horária ............................ 77

b.3 - Aplicação........................................ 79

c. Escavadeira com clam-shell ................... 80

c.1 – Generalidades................................ 80

d. Escavadeiras com comando hidráulico .. 81

d.1 – Generalidades ............................... 81

d.2 – Produção horária ........................... 81

d.3 – Dados para escavadeira de

acionamento hidráulico com lança

retroescavadeira............................ 82

d.4 – Dados para escavadeira de

comando hidráulico com shovel .... 83

d.5 – Aplicação ....................................... 84

iv

2.3.3 Carregadeiras .............................................. 85

a. Produção horária .................................... 85

b. Capacidade de carga de carregadeira

com esteira ............................................. 86

c. Tempo de ciclo total para carregadeiras

de esteira ................................................ 87

d. Capacidade e tempo de ciclo básico

para carregadeiras de pneus.................. 87

e. Fator de carga de caçamba para

carregadeiras sobre esteiras e pneus .... 88

f. Tempo de percurso para carregadeiras

de pneus................................................. 88

g. Aplicação ................................................ 89

2.4 – Motoniveladoras ................................................ 91

2.4.1 Generalidades ............................................. 91

2.4.2 Principais serviços....................................... 92

2.4.3 Movimentos da lâmina................................. 92

2.4.4 Movimento especial das rodas .................... 92

2.4.5 Comprimento útil da lâmina ......................... 93

2.4.6 Tempo necessário para realização

de serviços .................................................. 93

2.4.7 Velocidade média ........................................ 93


2.4.9 Aplicação ..................................................... 94

2.5 – Unidade de transporte ....................................... 96

2.5.1 Principais tipos............................................. 96


2.5.3 Número de viagem por hora ........................ 97

2.5.4 Tempo de ciclo ............................................ 97

v

2.5.5 Tempo de transporte ................................... 97

2.5.6 Tempo de carga........................................... 98

2.5.7 Número de caçambadas.............................. 98

2.5.8 Número de caminhões para atender

uma carregadeira......................................... 98

2.6 – Escarificador ...................................................... 99

2.6.1 Generalidades ............................................. 99

2.6.2 Número de dentes ....................................... 99


2.6.4 Tempo para execução do serviço................ 100

2.7 – Compactadores ................................................. 100

2.7.1 Generalidades ............................................. 100


2.7.3 Largura útil................................................... 102

2.8 – Patrulha de terraplenagem – aplicação............. 102

vi

CAPÍTULO 1 – GENERALIDADES

1. NOÇÕES GERAIS

1.1. DEFINIÇÃO

Terraplanagem é a etapa da construção de uma estrada que transforma a faixa

de domínio de seu estado natural de modo a conformá-la às seções e ao greide

indicados no projeto.

1.2. TRABALHOS DE TERRAPLENAGEM

Escavação

Carga

Transporte

Descarga

Espalhamento

Compactação

Acabamento

1.3. SERVIÇOS PRELIMINARES

Desmatamento

Destocamento

Limpeza

1

1.4. CARACTERÍSTICAS DO SOLO PARA TERRAPLANAGEM

1.4.1. CLASSIFICAÇÃO

1.ª CATEGORIA

• Terra, piçarra ou argila, seixos com d ≤ 15 cm.

• Equipamento: trator com lâmina ou escreiper.

2.ª CATEGORIA

• Rocha com resistência à penetração inferior ao granito, bloco de

pedras com diâmetro inferior a 1m.

• Emprego de escarificador eventualmente auxiliado por explosivos.

3.ª CATEGORIA

• Rocha com resistência à penetração superior ou igual à do granito e

blocos de rocha com volume superior a 1 m3.

• Emprego contínuo de explosivos.

1.4.2. EMPOLAMENTO

Aumento de volume de um material, quando removido de seu estado

natural.

2

1.4.3. FATOR DE CONVERSÃO OU GRAU DE EMPOLAMENTO ( ) e

cse

γγ

= < 1

Onde: sγ = massa específica do material solto

cγ = massa específica do material no corte

Como: Vsms =γ e

Vcmc =γ

Temos: VsVc

VcmVsm

e == e Vc Vse ×=

Onde: Vc = Volume do material no corte

Vs = Volume do material solto

1.4.4. PERCENTAGEM DE EMPOLAMENTO (ƒ)

VcVcVsf −

= x 100

1001

−=VcVsf

10011

−=

ef

1.4.5. GRAU DE COMPACTABILIDADE (C)

comp

ccγ

γ= =

VcVcomp

3

Vcomp = c x Vc

Como: Vc = e x Vs

Vcomp = c x e x Vs

Onde: γcomp = massa específica do material compactado

Vcomp = volume do material compactado

1.4.6. APLICAÇÃO

Ex. 1: Um caminhão basculante que transporta material solto, tem capacidade de 5m3.

a) A que volume corresponderá no corte, este volume solto, sabendo-se que

0,80? =e

Vc = ×e Vs = 0,8 x 5 = 4m3

b) Qual a percentagem de empolamento ?

100×−

=c

cs

VVVf

%251004

45=×

−=f ou %251001

8,0110011

=

−=

−=

ef

Ex.2: Calcular o volume medido no corte e o volume a transportar necessário para

executar 54m3 de uma barragem de terra sabendo-se que a redução volumétrica

deste solo é de 10% e seu fator de conversão é 0,8.

Redução de 10% c = 0,9

4

Vcomp. = c x Vc

9,0

54=Vc = 60,0 m3

Vc 60 = 0,8 x Vs Vse ×=

Vs = 75 m3

1.5. ESPECIFICAÇÕES GERAIS DO DNIT

1.5.1. CORTES

a. GENERALIDADES

• Operações de corte

- Escavação até o greide

- Escavação abaixo do greide: 40 cm quando ocorrer rocha e 60cm

quando ocorrerem solos de elevada expansão, baixa capacidade

de suporte ou solo orgânico.

- Transporte dos materiais para aterros ou bota-foras.

- Retirada de camada de má qualidade visando ao preparo das

fundações de aterros.

b. MATERIAIS

• Classificados por categoria

5

c. EQUIPAMENTOS

• Cortes em solo:

Tratores, escreipers, escarificadores etc.

• Tratores e motoniveladoras para manutenção dos caminhos de

serviço.

d. EXECUÇÃO

• Em princípio, o material escavado terá a destinação prevista em

projeto.

• A critério da Fiscalização os volumes destinados a bota-foras

poderão ser integrados aos aterros como alargamento, adoçamentos

de taludes ou bermas de equilíbrio. Estas operações deverão ser

efetuadas desde a etapa inicial do aterro.

• A ocorrência de rocha na plataforma obriga a um rebaixamento de

40cm e posterior preenchimento com material selecionado.

• A ocorrência de material de baixa capacidade de suporte ou de solos

com expansão superior a 2% na plataforma obriga a um

rebaixamento de 60cm e posterior preenchimento com material

selecionado.

• Nos pontos de passagem de corte para aterro, antes de iniciar o

aterro, será procedida escavação transversal ao eixo até a

profundidade necessária para evitar recalques diferenciais.

• Nos cortes indicados no projeto e naqueles em que ocorrerem

deslizamentos serão executadas banquetas, obras de drenagem,

6

bem como revestimento das saias dos taludes. Quando necessário,

antes do revestimento, as saias serão compactadas.

• As valetas de proteção dos cortes serão obrigatoriamente executadas

e revestidas.

e. CONTROLE

• Na conformação da plataforma admitem-se as seguintes tolerâncias:

- Variação de altura no eixo e bordos : ± 0,10 m

- Variação de largura : + 0,20 m

f. MEDIÇÃO

• Material escavado medido no corte

- Distância de transporte: será a projeção horizontal do percurso

seguido pela unidade transportadora entre os centros de

gravidade das massas.

g. PAGAMENTO

• Segundo preços unitários contratuais.

• Neste preço estão incluídos os encargos de manutenção dos

caminhos de serviço, escarificação, conformação de taludes e

sarjetas.

7

1.5.2. EMPRÉSTIMOS

a. MATERIAIS

• Selecionados dentre os de 1.ª e 2.ª categorias

b. EXECUÇÃO

• Sempre que possível serão executados contíguos ao corpo estradal,

como alargamento de cortes.

• Os alargamentos deverão, em princípio, atingir a cota do greide, não

sendo permitida, em qualquer fase da execução, a condução de

águas pluviais para a plataforma.

• Nos trechos em curva, sempre que possível, os empréstimos situar-

se-ão no lado interno da mesma.

• Quando executados ao lado de aterros, o bordo interno da caixa de

empréstimo deverá localizar-se à distância mínima de 5m do pé do

aterro.

• Entre o bordo externo da caixa de empréstimo e o limite da faixa de

domínio, deverá ser mantida uma faixa de 1m de largura, em terreno

natural. No caso de alargamento de corte esta faixa terá largura

mínima de 3m, para implantação da valeta de proteção.

• O acabamento dos bordos deverá ser executado sob taludes

estáveis.

c. MEDIÇÃO

• O volume extraído será o medido no empréstimo.

8

• Para a determinação do volume será aplicado o método da “rede de

malhas cotadas” ou o da “média das áreas”.

• A distância de transporte será obtida do mesmo modo descrito nos

cortes.

d. PAGAMENTOS

• Os serviços serão pagos pelos preços unitários contratuais.

• Os preços de escavação incluem os encargos de manutenção dos

caminhos de serviço, conformação de taludes e sarjetas.

1.5.3. ATERROS

a. GENERALIDADES

As operações de aterros compreendem:

• descarga, espalhamento, umedecimento ou aeração e

compactação para:

• construção do corpo de aterro até 0,60 m abaixo do greide;

• construção da camada final até a cota do greide de

terraplanagem;

• substituição de materiais de qualidade inferior, previamente

retirados, a fim de melhorar as fundações dos aterros.

9

b. MATERIAIS

• 1.ª, 2.ª e, eventualmente, 3.ª categoria, selecionados em projeto. Sua

substituição só é possível com aprovação da fiscalização.

• Os solos para aterros deverão ser isentos de matéria orgânica,

micáceas, diatomáceas, bem como de turfas e argilas orgânicas.

• No corpo do aterro não será permitido o uso de materiais de baixa

capacidade de suporte e expansão superior a 4%.

• A camada final dos aterros (0,60 m) será executado com solos

selecionados e de expansão inferior a 2%.

c. EQUIPAMENTOS

• Tratores de lâmina

• Escavo-transportadores

• Moto-escavo-transportadores

• Caminhões basculantes

• Motoniveladoras

• Rolos lisos

• Rolos de pneus

• Rolos pé de carneiro

• Etc.

d. EXECUÇÃO

• Em princípio, será executado conforme especificações do projeto.

10

• Antes da execução dos aterros, deverão estar concluídas as obras de

arte correntes necessárias à drenagem da bacia hidrográfica

interceptada.

• Em aterros assentes sobre encostas com inclinação transversal

acentuada, estas encostas deverão ser escarificadas, podendo a

fiscalização exigir a execução de degraus.

• A espessura das camadas compactadas no corpo de aterro não

deverá ultrapassar a 0,30 m (depois de compactada).

• A espessura das camadas compactadas nos últimos 0,60 m do aterro

não deverá ultrapassar a 0,20 m (depois de compactada).

• A compactação das camadas do corpo de aterro deverá ser feita na

umidade ótima mais ou menos 3%, até se obter a massa específica

aparente seca correspondente a 95% da massa específica aparente

máxima seca, obtida no ensaio de compactação.

• Para as camadas finais a massa específica aparente seca deverá

corresponder a 100% da massa específica aparente máxima seca do

ensaio de compactação.

• No caso de alargamento de aterros, sua execução será de baixo para

cima acompanhada de degraus nos taludes. Desde que justificado

em projeto, poderá a execução ser feita por arrasamento parcial do

aterro existente, até que o material escavado preencha a nova seção

transversal, completando-se depois com material importado.

• No caso de aterros em meia encosta, o terreno natural será escavado

em degraus.

• Para a construção de aterros assentes sobre terreno de fundação de

baixa capacidade de carga, o projeto deverá prever a solução a ser

seguida. No caso de consolidação, por adensamento da camada

11

mole, será exigido o controle por medição de recalques e, quando

prevista, a observação da variação das pressões neutras.

• Os aterros-barragens terão seu projeto e construção fundamentados

nas considerações de problemas referentes à compactação de solos,

estabilidade do terreno de fundação, estabilidade dos taludes e

percolação da água nos meios permeáveis.

• Na execução de aterros com material rochoso, as camadas até

2,00m abaixo do greide terão espessura máxima de 0,75m. Os

últimos dois metros serão executados com camadas de, no máximo,

0,30m de espessura. O material deverá ser compactado com rolos

vibratórios. Deverão ser evitados grandes vazios e engaiolamentos.

• Em aterros executados com areia deverão ser executadas leivas de

contenção sobre material terroso e a compactação das camadas de

material terroso subseqüente ao aterro em areia.

• É sempre aconselhável que, na construção de um aterro, seja

lançada uma primeira camada de material granular permeável, de

espessura prevista em projeto, a qual atuará como dreno para as

águas de infiltração no aterro.

• Nos taludes dos aterros serão executadas as obras de drenagem,

plantação de gramíneas, pintura betuminosa e/ou a execução de

patamares para diminuir o efeito das águas.

• Havendo possibilidade de solapamento da saia do aterro, será

executado enrocamento no pé do mesmo.

• Sempre que possível, nos locais de pontes ou viadutos a construção

dos aterros deve anteceder à das obras de arte. Quando isso não for

possível, cuidados especiais deverão ser tomados na execução dos

aterros para evitar tensões indevidas nas obras de arte. 12

• O enchimento de cavas de fundações nos aterros próximos a

encontros de pontes e o enchimento das trincheiras dos bueiros

serão compactados com soquetes manuais ou sapos mecânicos.

e. CONTROLES

e.1. Tecnológicos

• Um ensaio de compactação para cada 1.000 m3 do mesmo

material empregado no corpo do aterro.

• Um ensaio de compactação para cada 200 m3 de um mesmo

material da camada final do aterro.

• Um ensaio para determinação da massa específica aparente

seca, in situ, para cada 1.000 m3 de material compactado no

corpo de aterro e, no mínimo, duas determinações, por camada,

por dia.

• Um ensaio para determinação da massa específica aparente,

seca, in situ, para cada 100 m da camada final do aterro,

alternadamente no eixo e bordos.

• Um ensaio de granulometria, do limite de liquidez e do limite de

plasticidade, para todo o grupo de dez amostras submetidas ao

ensaio de compactação do corpo do aterro.

• Um ensaio de granulometria, do limite de liquidez e do limite de

plasticidade para todo o grupo de quatro amostras submetidas ao

ensaio de compactação das camadas finais.

13

• Um ensaio do índice de suporte califórnia, para cada grupo de 4

amostras submetidas ao ensaio de compactação das camadas

finais.

e.2. Geométricos

Variação da altura ± 0,05 m para o eixo e bordos.

Variação da largura + 0,30 m

f. MEDIÇÃO

O volume transportado é o mesmo medido nos cortes e empréstimos.

Para efeito de compactação, será considerado o volume de aterro

determinado de acordo com a seção transversal do projeto.

g. PAGAMENTO

Os serviços serão pagos pelos preços unitários do contrato.

1.6. LOCOMOÇÃO DOS EQUIPAMENTOS

1.6.1. PRINCIPAIS EQUIPAMENTOS

• Trator de esteira

• Trator de roda

• Escavo-transportador

- de carregamento por empuxo

- auto-carregável

14

• Escavadeira sobre esteira, rodas ou caminhão

- com pá mecânica

- com caçamba de mandíbula

- com caçamba de arrasto

- com pá invertida

• Escavo carregador frontal

- sobre esteiras

- sobre rodas

• Motoniveladoras

• Veículos transportadores

- reboques

- semi-reboques

- caminhão médio

- caminhão pesado

- carros pipa ou tanque

- comboios para lubrificação

- caminhões fora de estrada

• Compressores de ar

- sobre rodas

- sobre esteiras

- sobre caminhões

• Perfuratrizes

• Compactadores

15

1.6.2. IMPLEMENTOS DE TERRAPLENAGEM

Os principais implementos empregados em terraplenagem são:

• Lâmina

• Escarificador

• Guinchos

• Arado de disco (ou grade de disco)

1.6.3. ESTUDO DOS ESFORÇOS TRATORES

a. ESFORÇO TRATOR E VELOCIDADE DE TRABALHO

Para calcular a velocidade de trabalho de qualquer máquina é preciso

determinar o esforço trator necessário para vencer o somatório de resistências que se

opõem ao movimento.

A velocidade de trabalho é determinada através da expressão:

T

op EPV ξ××

=8,273

Onde: Vop = velocidade de trabalho em Km / h

P = potência em H.P.

ξ = eficiência da transmissão da máquina (entre 0,8 e 0,9)

= esforço de trabalho produzido pela máquina para vencer as resistências,

em kg

TE

16

b. RESISTÊNCIAS AO MOVIMENTO

Em geral, no movimento das máquinas, são consideradas as resistências ao

ROLAMENTO, de RAMPA e de INÉRCIA (que surge quando se quer mudar de

velocidade).

b.1. Resistência ao rolamento

A resistência ao rolamento é constituída por uma perda de esforço

trator que pode ser dividida em duas parcelas:

• Esforço necessário para movimentar um veículo sobre uma superfície

horizontal, plana, lisa e rígida.

• Esforço necessário para vencer as irregularidades da pista e, ainda, a

penetração dos pneus e o abaixamento da superfície da pista sob o

material rodante.

A resistência ao rolamento é expressa em Kg, sendo definida pela

fórmula:

PbfrRr ×=

Onde: R r = Resistência ao rolamento em Kg

fr = fator de resistência ao rolamento em Kg / t

PB = peso bruto do veículo em toneladas.

Coeficientes de resistência ao rolamento ( ) fr

A tabela a seguir indica valores médios de coeficientes de resistência ao

rolamento, considerando alguns tipos de superfícies, em Kg / t.

Nas tabelas fornecidas por fabricantes de tratores de esteiras, que indicam os

esforços de tração na barra, os mesmos já se acham descontados do esforço trator

17

necessário para vencer uma resistência ao rolamento de 55 Kg / t . Logo, para estes

casos, a resistência ao rolamento poderá ser assim calculada:

rR = ( - 55 ) Pfr B

Tab1 – COEFICIENTES DE RESISTÊNCIA AO ROLAMENTO (Kg/t)

SISTEMAS DE TRAÇÃO TIPOS DE SUPERFÍCIE DE ROLAMENTO

ESTEIRA PNEUS

Placas de concreto de cimento 27,5 22,5

Concreto betuminoso 32,5 27,5

Estrada em terra compactada, bem conservada 35,0 30,0

Estrada em terra, apresentando sulcos,

conservação precária 47,5 40,0

Terra escarificada 65,0 75,0

Estrada em terra, apresentado sulcos, lamacenta,

sem conservação 80,0 87,5

Areia e cascalho soltos 90,0 120,0

Estrada em terra, apresentado sulcos, muito

lamacenta e mole 115,0 160,0

No caso de tratores de pneus, admite-se que o esforço necessário para

movimentar um equipamento numa superfície lisa e rígida é de 20 Kg / t.

Levando-se em consideração experiências realizadas, a resistência ao

rolamento aumenta de 15 Kg / t, para cada 2,5cm de penetração do pneu na

superfície de trabalho.

18

b.2. Resistência de rampa

O esforço necessário para vencer a resistência de rampa é representado pela

componente do peso paralela ao plano de rolamento.

Este esforço pode ser positivo, no caso da máquina subir o plano inclinado ou

negativo, em caso de descida.

Sendo:

PB → peso bruto da máquina, em toneladas

Ri → resistência da rampa, em Kg

θ → ângulo de inclinação

Temos:

Ri = 1000 PB sen θ

Mas, para θ pequenos, sen θ tg θ ≅

Por sua vez tg θ é a porcentagem da rampa dividida por 100.

Ex.: Rampa 100

6 significa:

19

tg θ = %6100

6= Logo, Ri = 1000 PB

100i

Ri = 10 PB x i (i em porcentagem)

b.3. Resistência à inércia

Esta resistência ocorre toda vez que a velocidade do veículo sofre alteração,

podendo ser positiva ou negativa, conforme ocorra aceleração ou desaceleração.

O valor da aceleração depende do peso do veículo e da força disponível para

aceleração. Só poderá haver aumento de velocidade do veículo se houver

disponibilidade de esforço trator.

F = m x a mas, m = gP

Logo, F = gP x a , esta é a força necessária para acelerar um corpo.

Esta mesma fórmula pode ser assim escrita: = aEgP x a

Onde:

= esforço necessário para acelerar o veículo (numericamente igual à

resistência à inércia)

aE

PB = peso bruto do veículo

g = aceleração da gravidade

a = aceleração que se dá ao veículo

c. COEFICIENTE DE ADERÊNCIA

A máquina pode produzir um esforço motor ( ) que é dado em catálogo,

para cada marcha.

mE

20

Entretanto, dependendo das condições de solo, a máquina patinará se for

utilizado todo este esforço.

Entende-se por coeficiente de aderência o fator que multiplicado pelo peso

atuante nas rodas matrizes, dá o esforço trator utilizável em determinado terreno.

=Eut ϕ x mP

Onde: esforço utilizável em Kg Eut

ϕ = coeficiente de aderência

Pm = peso atuante nas rodas motrizes ou esteira, em Kg.

A tabela a seguir indica valores médios de coeficiente de aderência para

diversos tipos de superfícies de rolamento e sistemas de tração.

Tab.2 COEFICIENTE DE ADERÊNCIA

SISTEMAS DE TRAÇÃO SUPERFÍCIE DE ROLAMENTO

ESTEIRA PNEUS

Placas de concreto de cimento 0,45 0,90

Argila seca 0,90 0,60

Argila úmida 0,70 0,45

Argila úmida e cascalho 0,35 0,35

Areia seca e solta 0,30 0,25

d. TIPOS DE ESFORÇOS TRATORES

Em uma máquina em atividade podemos distinguir quatro tipos de esforços a

saber:

21

- Esforço motor ( E m )

- Esforço trator utilizável ( ) Eut

- Esforço trator de trabalho ( ) Et

- Esforço trator disponível ( ) Ed

d.1. Esforço motor ( ) Em

É uma característica da máquina e normalmente consta dos catálogos, em

função das marchas, pois seu valor varia com a velocidade.

VPEm ξ××

=8,273

Onde:

esforço motor característico de determinada marcha, em Kg =Em

=P potência em H.P.

=ξ eficiência da transmissão ( 0,8 ou 0,9 )

=V velocidade da marcha em Km / h

d.2. Esforço trator utilizável

Depende do coeficiente de aderência e características da máquina.

ϕ×= PmEut

Onde:

esforço utilizável em Kg. =Eut

peso no eixo motor ou na esteira em Kg. =Pm

=ϕ coeficiente de aderência

d.3. Esforço trator de trabalho

É o esforço necessário para vencer a resistência o rolamento e a resistência de

rampa (veja a relação entre a Velocidade de Trabalho e este esforço na pág. 16).

22

RiRrEt +=

Onde:

=Et esforço de trabalho, em Kg

=Rr resistência de rolamento, em Kg

=Ri resistência de rampa, em Kg

d.4. Esforço trator disponível

É a diferença entre o menor dos esforços (motor ou utilizável) e o esforço de

trabalho. É a folga para acelerar e mudar de marcha.

EutEd (= ou ) - Em Et

Quando se utiliza o esforço trator disponível para aceleração, recomenda-se

aplicar redutores de 0,55 para 1.ª marcha, 0,65 para 2.ª marcha, 0,75 para 3.ª marcha

e 0,80 para 4.ª marcha. Estas reduções são devidas à relutância do operador em

aplicar toda a potência, bem como às elevadas perdas mecânicas nas primeiras

marchas.

e. APLICAÇÕES

Exemplo 1: Determinar o esforço trator disponível com que poderá contar um trator

de esteira operando num caminho de serviço horizontal, de argila úmida, com

conservação precária.

Características do trator:

- Potência : 180 HP

- Peso : 15.400 Kg

23

MARCHA ( Kg ) V ( Km / h ) Em

1.ª 20.000 2,4

2.ª 16.650 3,5

3.ª 9.200 5,0

4.ª 7.450 7,4

5.ª 4.530 9,5

Solução:

1. Cálculo do esforço trator utilizável

PmEut ×= ϕ

=ϕ 0,7 ( tabela 2 – trator de esteira em argila úmida)

=Pm 15.400 Kg (todo o seu peso vai para a esteira)

=Eut 15.400 x 0,7 = 10.780 Kg

2. Cálculo do esforço de trabalho

RiRrEt +=

=Ri 0 (terreno plano)

BPfrRr ×=

fr = 47,5 Kg / t (tabela 1 – caminho de serviço, conservação precária e trator

de esteira).

BP = 15,4 t

=Rr 15,4 x 47,5 = 731,5 Kg = 732 Kg

0 + 732 Kg = 732 Kg =Et

24

3. Cálculo do esforço disponível

Como Eut < ( nas 1ª e 2ª marchas) Em

Ed = Eut – Et

10.780 - 732 = 10.048 Kg =Ed

Observando as características do trator, vê-se que o mesmo poderá, por

exemplo atuar em 3.ª marcha a uma velocidade de 5 Km / h, com 9200 Kg de esforço

trator e seu esforço trator disponível nesta marcha seria:

9.200 – 732 = 8.468 Kg =Ed

Exemplo 2 :

Um caminhão fora de estrada, apresenta as seguintes características:

Potência no motor : 239 HP

Peso do chassis com guincho: 11,5 t

Peso da caçamba : 3,5 t

Peso total com carga: 37,2 t

Distribuição da carga no eixo motor: vazio = 56% e carregado = 74%

Velocidades por marcha:

1.ª 5,6 Km/ h

2.ª 10,4 Km/ h

3.ª 20,5 Km/ h

4.ª 36,0 Km/ h

5.ª 56,0 Km/ h

Pede-se:

1. Cálculo do esforço motor produzido em cada marcha, considerando que a

eficiência da transmissão é de 85%.

25

2. Considerando que o veículo carregado desloca-se numa estrada, com

coeficiente de aderência 0,5 e coeficiente de rolamento de 30 Kg/ t , com greide em

nível, pede-se determinar o tempo total aproximado, para movimentar o veículo do

repouso até a última marcha.

Solução:

Item 1.

- Cálculo do esforço motor de cada marcha:

V

EPEm ××=

8,273

VVEm 47,622.5585,02398,273

=××

= 932.96,5

47,622.551 ==Em Kg

348.54,10

47,622.552 ==Em Kg 713.2

5,2047,622.55

3 ==Em Kg

545.136

47,622.554 ==Em Kg 993

5647,622.55

5 ==Em Kg

Item 2.

a) Cálculo do esforço utilizável

PmEut ×= ϕ

=ϕ 0,5 =Pm 0,74 x 37,2 = 27,53 t

26

=Eut 0,5 x 27,53 = 13.770 Kg

Eut > → logo posso usar total. 1Em 1Em

b) Cálculo do esforço de trabalho

RiRrEt += BPfrRr ×= = 30 x 37,2 = 1.116 Kg

0=Ri 116.10116.1 =+=Et Kg

c) Cálculo do esforço disponível

EtEmEd −= KgEd 816.8116.1932.91 =−=

KgEd 232.4116.1348.52 =−=

KgEd 597.1116.1713.23 =−=

KgEd 429116.1545.14 =−=

KgEd 123116.19935 −=−=

Obs.: a última marcha em que o veículo pode operar é a 4.ª marcha.

d) Tempo para sair do repouso e atingir 5,6 Km / h ( T1 )

• Esforço usado na aceleração 27

Ea1 = 0,55 x Ed1 Ea1 = 0,55 x 8.816 = 4.848 Kg

• Cálculo da aceleração

Ea1 = 1agPB ×

a1 =BP

gEa ×1 2/10 segmg =

21 /30,1

2,3710848,4 segma =

×= seghKma ×=×= /69,4

000.1600.330,11

.min/5,2816069,41 ×=×= hKma

• Cálculo do tempo T1

atVoV += 0 =Vo

taV ×= aVt = logo, min02,0

5,2816,5

1 ==T

e) Tempo gasto para atingir 10,4 Km/h ( T2 )

KgEdEa 750.2232.465,065,0 22 =×=×=

212 /74,0

2,371075,2 segm

PgEaa

B

=×

=×

=

28

hKmxa /84,15921674,0000.1

60600.374,02 ==×

×=

22 a

VoVT −= min03,0

84,1596,54,10

=−

=

f) Tempo para atingir 20,5 Km/h

KgEdEa 197.1597.175,075,0 33 =×=×=

2,3710197,13

3×

=×

=BP

gEaa 2/32,0 segm= min/5,6921632,03 ×=×= hKma

3

03 a

VVT −=

min15,05,69

4,105,203 =

−=T

g) Cálculo do tempo para atingir 36,0 Km/h

KgEa 3438,04294 =×=

244 /09,0

2,3710343,0 segm

PgEaa

B

=×

=×

= 4a min/44,1909,0216 ×=×= hKm

.min80,044,19

5,20364 =

−=T

29

h) Tempo total = 0,02 + 0,03 + 0,15 + 0,80 = 1 min.

Considerando que o operador gaste 4 seg. para engatar cada marcha teremos:

4x4=16 seg.

Resposta: 1 min. e 16 seg.

f. TEMPO DE CICLO

f.1. GENERALIDADES

É o tempo que uma máquina gasta para executar uma operação completa.

Exemplos:

• Caminhão: carga

transporte

descarga

retorno

• Trator como pusher: empurrar

parar

retroceder

Na prática é fácil determiná-lo. Entretanto, ao planejar um trabalho para

concorrência ou para posterior realização, este tempo será calculado em escritório.

Para calcular este tempo necessita-se conhecer:

- esforço motor da máquina

- condições do local de trabalho

30

f.2. APLICAÇÃO Exemplo:

Um motoescreiper opera na implantação de um trecho rodoviário nas seguintes

condições:

- escavação em material de corte, onde 3/6,1 mtc =γ

- grau de empolamento 7,0=e

- distância de transporte 600m

- rampa do corte para o aterro 4%, em declive

- coeficiente de aderência do percurso 5,0=ϕ

- coeficiente de resistência ao rolamento tKgfr /50=

- velocidade máxima permitida no trecho : 40Km/h

- a escavação e a descarga são feitas em 1.ª marcha

- o tempo gasto nas operações de carga, descarga e voltas é de 3 min.

As características da máquina são:

- potência: 400 HP

- peso: 35 t

- peso no eixo motor: vazio 67%

carregado 52%

- eficiência na transmissão : 80%

- velocidade: 1.ª - 8,8 ; 2.ª - 21 ; 3.ª - 51 Km/h

- capacidades: carga rasa: 16m3

carga coroada: 22,9 m3

em peso: 32,4 t

Pede-se determinar o tempo de ciclo deste equipamento.

Solução:

• Ciclo de um MS: carga

transporte

descarga

retorno

31

A – Tempo gasto na ida.

1. Determinação do Esforço Motor em 1.ª marcha:

KgV

PEm 956.98,8

8,04008,2738,273=

××=

××=

ξ

2. Esforço utilizável

PmEut ×= ϕ 0 5,=ϕ

Peso do veículo: 35 t

Peso da carga coroada

ecVolPc ××= γ tPc 65,257,06,19,22 =××=

Como a capacidade em peso é de 32,4 t, posso operar com carga coroada.

( ) tPm 54,3165,253552,0 =+= KgEut 770.1554,315,0 =×=

Como > → trabalha-se com Eut Em Em

3. Determinação do esforço de trabalho

RiRrEt += ( ) KgPfrRr B 032.365,253550 =+=×=

( ) KgiPRi B 426.2465,6010.10 −=−×=××=

KgEt 606426.2032.3 =−=

32

4. Cálculo do esforço disponível em 1ª marcha

KgEtEmEd 350.9606956.91 =−=−=

Como o esforço de trabalho é muito pequeno, a máquina poderá deslocar-se em 3.ª

marcha à velocidade máxima de 40Km/h. Verificação:

KgEm 190.240

8,04008,2733 =

××=

Como 2.190Kg > 606Kg ( O . K . )Et

(O operador passará da 1.ª para a 3.ª marcha)

5. Cálculo do esforço de aceleração para atingir 40Km/h

5,012.7935075,075, 11 =×=×= EdoEa kg

6. Cálculo da aceleração

BP

gEaa ×=1 = 2/16,1

65,6010012,7 segm=

×

seghKma ×=×= /16,46,316,11

7. Cálculo do tempo gasto na aceleração

atVoV +=

segt 5,716,4

8,8401 =

−=

33

8. Espaço percorrido em 7,5seg.

21 2

1 atVotS +=

segmhKmVo /44,26,38,8/8,8 === 2

1 5,716,1215,744,2 ××+×=S

mS 93,5063,323,181 =+=

9. Tempo de desaceleração e espaço percorrido na desaceleração (idênticos aos da

aceleração)

segt 5,72 = mS 93,502 =

10. Espaço a ser percorrido com 40Km/h

mxS 14,49893,5026003 =−=

11. Tempo gasto para percorrer 498,14 m

VS

t 33 = segmhKmV /11,11

6,340/40 ===

seg83,4411,1111,498

3 ==t

12. Tempo gasto em mudanças de marcha

segt 8424 =×=

34

13. Tempo total de ida

segttttTida 83,67883,445,75,74321 =+++=+++=

B – Tempo gasto no retorno

1. Cálculo do esforço utilizável

tPmPmEut

45,2367,035 =×=×= ϕ

KgtEut 730.1173,1145,235,0 ==×=

Como 11.730 > 9.956 , utilizarei todo o esforço motor

2. Cálculo do esforço de trabalho

RiRrEt +=

KgPfrRr B 750.13550 =×=×= KgiPRi B 400.14351010 =××=××=

KgEt 3150400.1750.1 =+=

3. Cálculo do esforço disponível

KgEtEmEd 806.6150.3956.91 =−=−=

4. Cálculo da velocidade máxima de operação

hKmV /81,27150.3

8,04008,273=

××=

35 ( O operador passará de 1.ª para 3.ª marcha )

5. Cálculo do esforço de aceleração para atingir 27,81Km/h

KgEdEa 104.5806.675,075,0 11 =×=×=

6. Cálculo da aceleração

2/46,135

10104,5 segmP

gEaaB

=×

=×

=

25,56,346,1 =×=a km/h x seg

7. Cálculo do tempo necessário para passar de 8,8 para 27,81Km/h

atVoV += .62,325,5

8,881,271 segt =

−=

8. Distância percorrida em 3,62 Seg.

21 2

1 atVotS += 21 62,346,1

2162,344,2 ××+×=S 57,983,8 +=

ou mS 40,181 = mtVVS 41,1862,32

81,2787,8.2

211 =×

+=

+=

9. Tempo e espaço de desaceleração

segt 62,32 = 4,182 =S m

10. Espaço a percorrer com 27,81Km/h

mxS 20,5634,1826003 =−=

36

11. Tempo para percorrer 563,20m

VS

t 33 = segmV /73,7

6,381,27

==

seg86,7273,720,563

3 ==t

12. Tempo gasto em mudança de marcha

segt 8424 =×=

13.Tempo total de retorno

T segttttR 10,88886,7262,362,34321 =+++=+++=

T segR 10,88=

C – Tempo gasto em manobras, carga e descarga

T .180min3 segF ==

D – Tempo de ciclo

T segTTT FRIC 93,3351801,8883,67 =++=++=

.min60,5=CT

37

f.3. Redução no tempo de ciclo para motoescreipers

Para reduzir o tempo fixo:

• sempre que possível, organizar o serviço de modo que o

carregamento seja efetuado colina abaixo.

• eliminar o tempo de espera no corte, combinando o número de

escreipers e pushers numa proporção correta.

• os pushers podem ser equipados com escarificadores. Em alguns

casos, a desagregação do solo é indispensável.

Para reduzir o tempo variável:

• planejar cuidadosamente, o traçado das estradas de transporte. Este

é aliás, um dos mais importantes aspectos em projetos de

terraplanagem. Embora a linha reta seja a distância mais curta entre

dois pontos, às vezes, é conveniente contornar elevações e terrenos

acidentados.

• é importante o trabalho de conservação das estradas de transporte.

Geralmente, isso é serviço para uma motoniveladora trabalhando em

regime de tempo integral. Boas estradas de transporte pagam-se por

si mesmas com o tempo economizado pelo equipamento no trabalho.

f.4. Eficiência

As horas corridas em que um equipamento encontra-se à disposição da obra

englobam horas de atividades e horas de paralização ( manutenção, chuva, falta de

operador, etc.) , logo: Hc = Ha + Hp

Por sua vez, as horas de atividades compreendem duas parcelas: horas

produtivas (H prod) e horas não produtivas (Hn prod), gastas em deslocamentos até a

posição do serviço, etc.

38

Chama-se eficiência operacional (Eop) à razão:

Ha

HprodEop =

Chama-se eficiência geral ( Eg ) à razão:

Hc

HprodEg =

A eficiência operacional é empregada na fórmula de produção horária, quando

se calcula o custo do serviço, já que o custo do equipamento é calculado em função

de suas horas de atividade.

A eficiência geral é empregada na fórmula de produção horária, quando se

dimensionam equipes ou calcula-se o prazo de execução de uma obra.

39

CAPÍTULO 2 – ESTUDOS DOS EQUIPAMENTOS

2.1. TRATORES

2.1.1. GENERALIDADES

• São máquinas capazes de tracionar ou empurar a maioria dos

equipamentos.

• Quanto ao sistema de tração classificam-se em:

− Tratores de esteira

− Tratores de rodas

− sobre um eixo

− sobre dois eixos

2.1.2. TRATORES DE ESTEIRA

• São veículos motorizados que movimentam-se sobre esteiras, e geram o

esforço trator para o empuxo, reboque e operação de implementos e

máquinas para escavação, transporte e espalhamento.

• São destinados a serviços pesados, possuem grande capacidade de tração

e boa distribuição de carga, sendo indicados para terrenos de baixa

capacidade de suporte.

• São classificados por seu peso e potência.

• No caso de tratores de esteira, os fabricantes indicam, em geral, a potência

na barra de tração, que devido as perda de transmissão é da ordem de 80%

a 90% da potência no motor. Esta potência, indicada pelos fabricantes,

refere-se ao trator operando a uma temperatura de 15ºC e ao nível do mar.

40

• Para corrigir a potência devido à altitude e temperatura, consideram-se as

seguintes perdas:

− 3% para cada 10m de elevação

− 1% para cada acréscimo de 5ºC.

2.1.3. TRATORES DE RODAS

• Realizam praticamente os mesmos serviços dos tratores de esteira e em

relação a estes podemos dizer que possuem:

− Maior mobilidade

− Maior velocidade

− Menor condição de tração

− Menor rendimento em terrenos acidentados

• Como os de esteira, são classificados por seu peso e potência.

2.1.4. TRATOR COM LÂMINA

a. GENERALIDADES

É um equipamento constituído por um trator apresentando, na sua frente, uma

lâmina. Tendo em vista os movimentos do implemento, este equipamento recebe as

seguintes denominações:

− Bulldozer: a lâmina é reta e fixa.

− Angledozer: a lâmina gira em torno do eixo vertical

− Tiltdozer: a lâmina gira em torno do eixo longitudinal da máquina

Em qualquer tipo, a lâmina pode ser abaixada ou levantada permitindo, assim,

ao operador controlar a espessura de corte.

41

b. EMPREGO

Estas unidades têm grande aplicação em serviços de terraplanagem, tais como:

b.1. Trabalhos preliminares

• Desmatamento e limpeza de trecho que apresenta vegetação constituída

por arbustos menores que 1,5m e de diâmetro inferior a 15cm. Este serviço

é realizado em bulldozer, com lâmina abaixada, de modo a remover a

camada de terra vegetal.

• Destocamento e remoção de matacão. Neste serviço, a lâmina deve entrar

no solo o suficiente para forçar o objeto a ser extraído para cima. Existem

implementos especiais para este tipo de serviço: stumper, para

destocamento e rockrake para remoção de blocos de rocha.

• Derrubada de árvores (d > 15cm). Esta operação é realizada em duas

etapas. Na 1ª etapa, a lâmina em posição alta, empura a àrvore até afrouxar

as raízes. Na 2ª etapa, o trator, com a lâmina em escavação, arranca as

raízes que ainda prendem a árvore ao solo.

b.2. Terraplanagem propriamente dita:

• Escavação em meia encosta.

Trabalho realizado em duas etapas. Na primeira etapa o trator em posição

bulldozer inicia a escavação partindo da crista do corte, trabalhando perpendicular ao

eixo da estrada. O material escavado é descarregado sobre o terreno natural. Esta

fase tem por objetivo a obtenção de uma banqueta na parte superior do corte.

Na segunda etapa, com a máquina paralela ao eixo e a lâmina em posição

angledozer, escava e alarga a banqueta, depositando o solo no terreno natural.

Quando o declive não é muito forte, o trabalho será realizado executando-se

apenas a segunda etapa. 42

• Escavação em corte pleno.

Serviço realizado em duas etapas. A primeira etapa compreende a escavação

de corte, com a lâmina na posição bulldozer e a máquina sempre paralela ao eixo, A

segunda etapa compreende o transporte e espalhamento do material no aterro,

sempre com a lâmina na posição bulldozer.

• Taludamento de cortes

O trator com a lâmina em posição bulldozer, faz o desbastamento de baixo para

cima. Em caso de material duro, utiliza-se o canto da a lâmina inclinada, trabalhando-

se paralelo ao talude.

• Espalhamento do material no aterro

Emprega-se a lâmina em posição bulldozer, mantendo-a elevada na altura

adequada à espessurara fixada para a compactação.

c. DISTÂNCIA ECONÔMICA

Os tratores com lâmina têm um limite de distância econômica, acima do qual,

deverão ser usadas unidades mais adequadas. Podem ser consideradas, como

econômicas, as seguintes distâncias:

− Trator sobre esteira → D ≤ 60m

− Trator sobre rodas → D ≤ 100m

Fig. 1 Trator com lâmina

43

d. TEMPO DE CICLO DE TRATOR

O ciclo de operação de um trator com lâmina compreende:

• Escavação em 1ª marcha

• Transporte de carga até o aterro

• Descarga do material

• Retorno em ré, em alta

Calcula-se o tempo de ciclo pela expressão:

ric ttT +=

Tanto “ti” como “tr” são compostos por duas parcelas:

− 1.ª parcela → Tempo de aceleração e desaceleração, que são assim avaliados:

• Trator sobre esteiras → 0,5min

• Trator sobre rodas → 1,0 min

− 2.ª parcela → Tempo para percorrer a distância de transporte restante, à

velocidade constante.

e. CAPACIDADE DE CARGA

É fornecida em catálogos ou assim calculada:

Admitindo-se que a seção reta da carga seja um triângulo retângulo, temos:

44

b

h h = altura da lâmina θ = ângulo de repouso do material

2hbS ×

= mas, θtgh

=b logo, θtg

h2

2

=S

α××= lSC ou αθ

××

=tg

lh2

2

C

Onde: C = capacidade em m3

l = comprimento da lâmina ( m )

θ = ângulo de repouso do material

α = coeficiente de correção , com os seguintes valores:

8,0=α para areia e cascalho

0,1=α para argila

f. FATORES QUE AFETAM A CAPACIDADE

− Se o transporte é em nível há uma perda de 5% para cada 30m de transporte,

devido à fuga do material pelo lado da lâmina, fato que não ocorre se a escavação

é contínua.

− Se o transporte é em declive, haverá um acréscimo de 6% por porcentagem de

rampa em relação ao volume obtido para o transporte em nível.

45

− Se o transporte é em aclive, haverá um decréscimo de 3% por porcentagem de

rampa em relação ao volume obtido para o transporte em nível.

g. PRODUÇÃO HORÁRIA DE TRATOR

É dada pela expressão: Tc

ECPh ××=

60

Onde: Ph = produção horária em m3/h

C = capacidade de carga corrigida ( m3 )

E = eficiência geral operacional

Tc = tempo de ciclo ( min)

h. APLICAÇÃO

Dispõe-se de um trator de esteira, munido de bulldozer, para executar as

seguintes operações, cujos prazos se quer saber:

• 1.ª operação: escavar 5.000m3, medidos no corte, em terra comum e

descarregá-la, sempre escavando, num bota-fora, distante 60m.

• 2.ª operação : transportar terra já escavada para um aterro, distante 50m, que

após compactado apresentará um volume de 6.000m3.

Na primeira operação, a escavação é em declive com 3m de desnível

e o grau de empolamento do material é 0,9.

Na segunda operação o transporte é em nível. O grau de

empolamento do solo é de 0,9 e o grau de compactabilidade é 0,8.

46

• Características da máquina:

- Eficiência geral : 0,7

- Eficiência operacional : 0,8

- Capacidade da lâmina : 6m3

- Velocidades: 1.ª → 0 a 3,8 ( Km/h)

2.ª → 0 a 6,7 ( Km/h)

3.ª → 0 a 10,4 (Km/h)

Ré baixa → 0 a 4,8 (Km/h)

Ré alta → 0 a 12.7 (Km/h)

SOLUÇÃO:

A – 1.ª operação:

1) Cálculo do espaço percorrido na aceleração e desaceleração

t seg30min5,01 ==

hKm /9,12

8,30=

+=Vm

11 tVmS ×= m83,15306,39,1

=×=

2) Espaço percorrido com V hKm /8,3=

mS 17,4483,15602 =−=

3) Tempo para percorrer 44,17m

VS

t 22 = segt 84,41

8,36,317,44

2 =×

=

47

4) Tempo de ida

segttTI 84,7184,413021 =+=+=

5) Espaço de aceleração + desaceleração no retorno

segt 30min5,01 ==

hKmVm /35,62

7,120=

+=

mtVmS 92,52306,335,6

11 =×=×=

6) Espaço percorrido com V=12,7 Km/h

mS 08,792,52602 =−=


segVST 01,2

7,126,308,72

2 =×

==

8) Tempo de retorno

segttTR 01,3201,23021 =+=+=

9) Tempo de ciclo

.85,10301,3284,71 segTTT RIC =+=+=

min73,160

85,103==CT

48

10) Cálculo da capacidade

- Não há perda em nível, pois o trator escava em todo o percurso.

- Acréscimo devido ao desnível

%5100603

=×=i

(material solto) 380,75606,06 mC =××+=

Para material medido no corte

302,79,080,780,7 meC =×=×=

11) Eficiência

Como é para calcular prazo – Eg = 0,7

12) Produção horária

hmT

EgCPhC

/43,17073,1

7,002,76060 3=××

=××

=

13) Prazo

Prazo = Ph

Volume )(34,2943,170

5000 corridashorasP ==

B . Segunda operação

Como a máquina é a mesma, os espaços percorridos na aceleração e

desaceleração são os mesmos da 1.ª operação: t1= 30 Seg e S1 = 15,83m.

49

1) Espaço a percorrer com V=3,8Km/h

=−= 83,15501S 17,34


.37,326,38,317,34

2 segx ==t

3) Tempo de ida

T segttI 37,6237,323021 =+=+=

4) Espaço para percorrer com 12,7Km/h

t1 = 30s e S1 = 52,92m (já calculados na ida)

50 – 52,9 = 0

5) Tempo de retorno

T segttR 3003021 =+=+=

6) Tempo de ciclo

T segTT RC 37,923037,621 =+=+=

min54,160

37,92==CT

50

7) Capacidade

Em nível

Perda = 35,030

5005,06 m=××

C = 6 – 0,5 = 5,5m3 (material solto)

Para material compactado

396,38,09,05,55,5 mceC =××=××=


54,1

7,096,36060 ××=

××=

CTEgcPh hmPh /108 3=

9) Prazo

hP 56,55108000.6

== (corridas)

2.2. ESCAVO TRANSPORTADOR


Esta unidade é constituída por um escreiper, rebocado por uma unidade de

tração que executa as operações de escavação, transporte e descarga. 51

Todo esceirper consiste de uma caçamba montada sobre um ou dois eixos com

pneus de baixa pressão. A unidade de dois eixos sustenta todo o seu peso cabendo

ao veículo rebocador, que geralmente é um TRATOR DE ESTEIRA , somente o

esforço de tração; neste caso, o conjunto é chamado de SCRAPER. A unidade de um

eixo transfere parte de seu peso ao veículo rebocador, que é um TRATOR DE PNEUS de um ou dois eixos, recebendo o conjunto a denominação de

MOTOESCREIPER .

A escavação, utilizando estas unidades, é feita em raspagem por uma lâmina

afiada, substituível e adaptada à extremidade dianteira do fundo da caçamba.

O carregamento é feito através de uma janela situada na frente da caçamba,

abertura essa que pode ser fechada por uma comporta, que gira em torno de um eixo

horizontal, denominada avental.

A descarga realiza-se pela mesma janela de carga. Para acelerar esta

operação, na parte traseira da caçamba, existe uma parede móvel, que se desloca

para frente e para trás, denominada ejetor.

Fig. 2 – Motoescreiper com tração nas quatro rodas

52

2.2.2 DISTÂNCIA ECONÔMICA DE TRANSPORTE

Os escreipers, por serem rebocados por tratores de esteira, desenvolvem

pouca velocidade e devem operar a uma distância máxima de transporte de 250m.

Os motoescreipers são geralmente empregados com distâncias de transporte

menores que 2.400m.

2.2.3 PRINCIPAIS SERVIÇOS

Estas unidades são empregadas nos seguintes serviços:

• Limpeza e remoção da terra vegetal, quando o solo é uniforme e a

distância superior a 60m.

• Na escavação de cortes não muito íngremes, com distância de

transporte apropriada. Nesta operação, quando o solo é duro, recomenda-se o

emprego prévio do escarificador.

2.2.4 CAMINHOS DE SERVIÇO

Os caminhos de serviço para estas unidades devem ser abertos por trator e

receber um acabamento com motoniveladora. Não deve possuir tocos, pedras ou

raízes e sua manutenção deve ser cuidadosa e constante.

2.2.5 EMPREGO DE PUSHER

Os motoescreipers convencionais necessitam de uma unidade auxiliar de

tração, durante a carga, que é um trator denominado pusher.

Os motoescreipers autocarregáveis, equipados com dois motores ou com

elevador automático de carga, dispensam a ação do pusher.

53

2.2.6 DISTÂNCIA DE CARGA

A distância de carga para escreipers e motoescreipers, convencionais ou não, é

de aproximadamente 90m.

2.2.7 TÉCNICA DE EMPREGO

a. Na escavação:

• O deslocamento deverá ser paralelo ao eixo do corte e no sentido do

transporte.

• A escavação deve ser realizado dos bordos para o centro do corte,

de modo a manter o talude na inclinação de projeto.

• A primeira carga realiza-se próximo à boca de saída do corte. A

Segunda será feita de modo que 2/3 do percurso se desenvolva em

área virgem e o outro terço sobre o terreno cortado anteriormente.

• Para aumentar a produtividade cortam-se faixas laterais, deixando

uma central de largura ligeiramente menor que o comprimento da

lâmina.

• A escavação deve ser feita, sempre que possível, em desnível, pois o

melhor rendimento dá-se em rampas de 20% a 30%.

• A relação entre a potência do pusher e a capacidade de carga do

escreiper é aproximadamente igual a 10 ou 12 HP por m3 de carga.

b. No transporte:

Por ser a operação mais demorada, deve-se procurar obter no transporte

a maior eficiência, mantendo-se os caminhos de serviço em boas condições de

tráfego, eliminando-se voltas desnecessárias e escolhendo-se, sempre que possível,

o caminho de ida do corte para o aterro em declive.

54

c. Na descarga e espalhamento:

• Ao atingir o aterro, o escreiper ou motoescreiper deverá percorrer o

trecho, já coberto em passadas anteriores, evitando passar sobre a

mesma trilha, para que a própria máquina vá adensando o material

espalhado.

• A disposição do material no aterro é feita sempre dos bordos da

plataforma para o seu centro.

2.2.8 PRODUÇÃO HORÁRIA

A produção horária de escreiper ou motoescreiper é dada pela fórmula:

CT

EgouEopCPh )(60 ××=

Onde: Ph = produção horária em m3/h

C = capacidade da caçamba

Eop = eficiência operacional

0,7 para motoscreiper

0,8 para escreiper

Eg = eficiência geral → 0,7

TC = tempo de ciclo em min.

2.2.9 TEMPO DE CICLO

É composto de duas parcelas , tempo fixo e tempo variável.

a. Tempo fixo:

É o somatório dos tempos gastos em carga, voltas, descarga, aceleração e

desaceleração. Para estas operações são adotados os seguintes valores:

55

• Tempo de escavação e carga

- 1,5 min./ciclo para C ≤ 15m3

- 2,0 min./ciclo para C > 15m3

- onde C = Capacidade do motoescreiper ou escreiper

• Tempo de voltas

- 0,8 min/ciclo ( 2 voltas )

• Tempo de descarga

- 0,2 min/ciclo.

• Tempo de aceleração + desaceleração ( ta )

- 0,5 min./ciclo para motoescreiper

- 1,0 min./ciclo para escreiper

• Tempo total fixo:

- 2,5 min. + ta para C ≤ 15 m3

- 3,0 min. + ta para C > 15 m3

b. Tempo variável:

• É calculado em função da distância de transporte e da velocidade de

operação.

• No caso de motoescreiper não há necessidade de abater-se da

distância de transporte o espaço percorrido na aceleração e

desaceleração. No caso de escreiper este abatimento deve ser

efetuado.

56

2.2.10 TEMPO DE CICLO DO PUSHER

É composto de duas parcelas:

• Tempo para entrar em posição : 0,5min.

• Tempo para empurrar: 1,0min. para C ≤ 15m3

1,5min. para C > 15m3

onde C = Capacidade do escreiper ou motoescreiper

2.2.11 NÚMERO DE ESCREIPERS OU MOTOESCREIPERS ATENDIDOS POR UM PUSHER

TcPTcM

=Nm

onde Nm = número de motoescreipers ou escreipers atendidos por um pusher

TcM = Tempo do ciclo do motoescreiper

TcP = Tempo de ciclo do pusher

2.2.12 APLICAÇÃO

EXERCÍCIO 1

Uma empresa construtora dispõe de três escreipers, rebocados por trator, para

realizar um aterro de 240.000m3. A distância média de transporte é de 300m e o

caminho de serviço é de argila úmida, apresentando sulcos, conservação precária e

em nível.

Sabendo que o material no corte tem massa específica 1,77 t/m3, grau de

empolamento 0,9, grau de compactabilidade 0,8 e que o prazo para a execução do

serviço é de 3 meses, pede-se:

57

A – Se o número de unidades é suficiente para entregar a obra no prazo

estabelecido. (Considerar oito horas de atividade por dia e 24 dias de atividade por

mês).

B – Caso não seja atendido o item “A”, calcular quantas horas extras seriam

necessárias, por dia, para concluir o serviço nos três meses.

ELEMENTOS FORNECIDOS:

• Características do trator:

- Potência : 270 HP

- Peso: 22.600 Kg

- Velocidades: 1.ª → 0 a 3,8 ; 2.ª → 0 a 6.7 ; 3.ª → 0 a 10,4

Ré baixa → 0 a 4,8 e Ré alta → 0 – 12,7 Km / h

- Eficiência na transmissão: 80%

• Características do escreiper

Capacidade : rasa → 16m3

coroada → 21,5m3

em peso → 29,7 t

Peso: 16,4 t

Eficiência geral do conjunto, trator + screiper = 0,7.

SOLUÇÃO:

ITEM ‘A’

1) Cálculo da capacidade do escreiper em ‘ t ’ toneladas

Hipótese 1 → carga coroada

C te c 25,3477,19,05,215,21 =××=××= γ

58

Como 34,25 > 29,7 (capacidade em peso ), não pode operar com carga coroada.

Hipótese 2 → carga rasa

tC 7,294,2577,19,016 <=××=

Deverá operar com carga rasa.

2) Cálculo do Eut na IDA e no RETORNO

PmEut ×= ϕ 7,0=ϕ (argila úmida – tab 2)

tPm 6,,22= ( trator de esteira )

tEut 82,156,227,0 =×=

3) Cálculo do na IDA Et

RiRrEt += 0=Ri ( em nível )

BPfrRr ×= ( fr da tabela 1)

- trator de esteira + sulcos e conservação precária fr tKg /5,47=

- scraper de pneus + sulcos e conservação precária fr tKg /0,40=

672.15,073.1)4,254,16(406,225,47 +=++×=Rr Rr Kg5,745.2=

KgEt 5,745.205,145.2 =+=

Como Et , o trator pode operar com este esforço. Eut<

4) Cálculo da velocidade de trabalho da IDA

5,745.2

8,02708,2738,273 ××=

××=

EtPV ξ V hm /54,21=

59

Entretanto, a velocidade máxima do trator é de 10,4 em terceira marcha. Logo,

trabalhará em 3ª marcha com V = 10,4 Km / h.

5) Cálculo do tempo variável de IDA

5.1) – Tempo de aceleração e desaceleração

- Tempo de aceleração e desaceleração = 1min./ciclo

- Tempo de aceleração e desaceleração na ida é de 0,5min.=30 seg.

5.2) – Espaço percorrido na aceleração e desaceleração

(O escreiper carrega e descarrega em 1.ª marcha, cuja velocidade máxima é

3,8Km/h)

hKm /1,72

4,108,3=

+=Vm

mStVm 17,59306,31,7

11 =×=∴×=S

5.3 ) - Espaço a percorrer, com 10,4 Km/h

mS 83,24017,593002 =−=

5.4 ) - Tempo para percorrer 240,83m

min37,834,10

6,383,2402 =×

=×= tVStVI 39,1

6037,83

==VIt min.

6) Cálculo do no retorno: Et

RrEt = (Ri = 0 )

60

0,6565,1073404,165,476,22 +=×+×=Et

KgEt 5,729.1=

7) Cálculo da Velocidade de trabalho no retorno

hKmEt

PV /2,345,729.1

8,02708,2738,273=

××=

××=

ξ

Logo, operará em 3.ª marcha com 10,4Km/h e terá o mesmo tempo variável de ida.

.min39,1=VRt

8) Tempo de ciclo

vf ttTc +=

como C > 15m3 e escreiper

.min413 =+=ft

.min78,239,139,1 =+=+= VRVIV ttt

.min78,678,24 =+=Tc

9) Cálculo da capacidade em m3

- em solo solto e carga rasa C 316m=

- em aterro C 352,118,09,01616 mce =××=××=

C 352,11 m= 61


hmTc

EgCPh /36,7178,6

7,052,116060 3=××

=××

=

Como estão operando 3 escreipers, a produção horária total será:

hmPh /21436,713 3=×=

11) Tempo necessário para executar o serviço

==PhVolTn horas5,121.1

214000.240

=

tempo de prazo = 3x24x8 =576 horas

Resposta: não é possível cumprir o prazo nas condições impostas.

ITEM “ B”

1) Horas extras necessárias

1.121,5 – 576 = 545,5 horas extras

2) Horas extras por dia

58,72432,545

=×

h ou seja, aproximadamente 8 horas por dia, o que levaria a dois

turnos de 8 horas, incluindo trabalho noturno.

62

EXERCÍCIO 2

Uma empresa pretende executar a terraplanagem de um trecho de estrada

Obs.: Desenho apenas indicativo (fora de escala)

A

C1 = 100.000 m

0 25 50 58

Esta empresa possui os seguintes equipam

• Vários motoescreipers com as seguintes c

− capacidade rasa : 16m3 ; coroada : 22,9m3 ; em p

− peso: 35t

− potência: 400 HP

− eficiência na transmissão: 0,8

− eficiência geral: 0,7

− velocidades: 1.ª : 0 – 8,8 ; 2.ª : 0 – 21 ; 3.ª : 0 – 5

− peso no eixo motor: vazio → 67% ; carregado →

• Um trator pusher com as características:

− potência : 270HP

− peso : 22,6t

63

3

A

l= 4%

65 125 200

entos:

aracterísticas:

eso: 31,4t

1Km / h

52%

Tempo para a execução dos serviços: 2 meses ( admitir 20 dias de trabalho

por mês e 10 horas de trabalho por dia ).

Condições locais:

• Material no corte: − massa específica 1,6t/m3

− grau de empolamento 0,7

− grau de compactabilidade 0,9

• Caminho de serviço:

− com sulcos, conservação precária

− coeficiente de aderência = 0,5

• Velocidade máxima permitida no caminho de serviço: 40 Km/h

Pede-se:

A. Determinar o número de motoescreipers necessários para entregar a obra

no prazo.

B. Verificar se o pusher atende aos motoescreipers, se primeiro concluir A1 e

depois A2.

C. Verificar se o pusher atende aos motoescreipers se estes operarem

conduzindo , simultaneamente, material de corte C1 para A1 e A2.

D. Determinar a eficiência geral do pusher durante a execução de A2 , após a

conclusão de A1.

SOLUÇÃO:

ITEM “ A “

1) Capacidade do MS em peso:

64 Para carga coroada

ceC γ××= 9,22

4,3165,256,17,09,22 <=××= tC t OK

Pode operar com carga coroada.

2) Cálculo do Eut

a) Para MS carregada ( IDA )

tEut

PmEut75,1552,0)63,2535(5,0 =×+×=

×= ϕ

b) Para MS vazia ( retorno)

tEut 73,1167,0355,0 =××=

3) Cálculo do ( IDA – CEt I para AI )

RiRrEt +=

KgfrPRr B 426.240)65,2535( =×+=×=

EutKgEt

KgiPRi B

<=−=

−=−×=××=

5,6065,819.1426.2

5,819.1)3(65,601010

4) Cálculo da Velocidade C1 A1

hKmhKm /40/6,1445,606

8,04008,273>=

××=V

65 O deslocamento será feito a 40Km/h

5) Tempo variável de IDA C1 A1

VSt = mS 66020)2558( =−=

.4,5940

6,3660 segt =×

= .min99,060

4,59==t

6) Cálculo do ( Retorno AEt 1 C1 )

RiRrEt +=

KgfrPRr B 400.14035 =×=×=

050.13351010 =××=××= iPbRi

EutKgEt

RiRrEt

<=+=

+=

450.2050.1400.1

7) Velocidade de Retorno: A1 C1

hKmhKmV /40/76,35450.2

8,04008,273<=

××=

8) Tempo variável de Retorno: A1 C1

.44,6676,35

6,3660 segt =×

= .min11,160

44,66==t

66

9) Tempo de ciclo: C1 A1

varttT fc +=

( é MS ) 5,35,03 =+=ft .min10,211,199,0var =+=t

min60,510,25,3 =+=cT

10) Produção horária: C1 A1

CT

EgCPh ××=

60 343,149,07,09,22 mC =××=

31 2,108

60,57,043,1460 mPh =

××= h/

11) Cálculo do de IDA: CEt 1 A2

RiRrEt +=

KgRr 426.2=

426.2)4(65,601010 −=−×=××= iPRi B Kg

EutEt <= 0

Velocidade a adotar: 40Km/h

67

12) Tempo variável de IDA: C1 A2

VSt = mS 340.120)58125( =−=

.6,12040

6,3340.1 segt =×

= .min01,260

6,120==t

13) Cálculo do de Retorno: AEt 2 C1

RiRrEt +=

KgRr 400.1= KgRi 400.143510 =××=

EutKgEt <=+= 800.2400.1400.1

14) Velocidade de Retorno : A2 C1

hKmhKmPV /40/29,31800.2

8,04008,273800.2

8,273<=

××=

××=

ξ

15) Tempo variável de Retorno: A2 C1

VSt = .19,154

29,316,3340.1 segt =

×= .min57,2

6019,154

==t

16) Tempo de Ciclo: C1 A2

varttT fc += .min5,35,03 =+=ft

.min8,457,201,2var =+=T

.min08,858,45,3 =+=CT

68

17) Produção horária: C1 A2

cTEgC ××

=60Ph

2Ph hm /01,7508,8

7,06043,14 3=××

=

18)Tempo necessário para executar o serviço

horasT 72,3322,108

000.361 == ( A1 )

horasT 90,71901,75

000.542 == ( A2 )

+1TTn = 62,052.190,71972,3322 =+=T

19) Tempo disponível para a obra:

hTd 40010202 =××=

20) Número de Motoescreiper necessário para atender o prazo

63,2400

62,052.1===

TdTnN

Resposta: Necessito, então, de 3 Motoescreipers

69

“ ITEM B “

a) TRECHO C1 A1

Número de MS atendidas pelo pusher

PusherdoTMsdoT

c

c=N

Tc do Pusher C > 15m3

TC = 0,5 + 1,5 = 2 min.

8,226,5

==N logo, não atende bem as 3 unidades.

b) TRECHO C1 A2

PusherTMTN

c

Sc= 04,428,0

== logo, atende com folga.

O melhor seria, para esta alternativa, utilizar 2 em A1 C1 e, depois, 4

em A1 C2

ITEM “ C “

Atendimento simultâneo - O MS deixa de dar 2 voltas.

PusherT

voltastTTN

c

AcAc

22

21×−+

= unidadesN 22,322

8,008,86,5=

×−+

=

Resposta: O pusher atende com folga.

Obs.: A produção horária será maior que a calculada devido à redução do tempo de

ciclo.

70

ITEM “ D “ (1.ª alternativa )

Eficiência do Pusher em A2

− Número de viagens por hora no trecho C1 – A2 ( Para uma MS )

2,508,8

7,060.60=

×==

cTEN viagens/hora

− Número total de viagens/hora

3 x 5,2 = 15,6 viagens / hora = N.º de cargas / hora

− Tempo gasto em cargas

15,6 x 2min. = 31,2 min./ hora = Tempo produtivo

− Eficiência Geral

TtTpEg = %52

602,31

== =Tp tempo produtivo e =Tt tempo total

ITEM “ D “ ( 2.ª alternativa )

• Tempo produtivo do pusher

3 unidades x 2 minutos de carga = 6,0 min.

• Tempo total do pusher à disposição dos Ms Tc = 8,08 min

• Eficiência Geral = %5208,8

7,00,6=

x

71

2.3. ESCAVO CARREGADORAS


Estão incluídas nesta categoria as escavadeiras e as carregadeiras.

− São máquinas que podem operar sobre esteira ou pneus.

− Podem ter suas caçambas com comando a cabo ou hidráulico.

− As escavadeiras podem ter suas caçambas com comando a cabo ou comando

hidráulico, sendo este mais recente e, graças à mobilidade, o responsável pelo

aumento considerável da produção destes equipamentos. Hoje a única

escavadeira cujo comando é apenas a cabo é a drag-line.

− As carregadeiras podem ser sobre rodas ou esteiras e possuem comando

hidráulico para o movimento da caçamba.

2.3.2 ESCAVADEIRAS

As escavadeiras podem ser:

- Com caçamba “shovel”;

- Com caçamba “drag line”

- Com caçamba “clam-shell”;

- Com caçamba retroescavadeira.

72

a. ESCAVADEIRA COM CAÇAMBA SHOVEL

Fig. 3 – Escavadeira com caçamba shovel

a.1. Produção Horária Sua produção horária é assim calculada:

CTEFC 3600×××

=Ph

onde, C - capacidade da caçamba em m3

F - fator de correção da caçamba em função da altura do corte e do giro

(tabelado ).

TC - tabelado em seg.

E - eficiência do equipamento = 0,6

Ph - em m3/h

73

Tabela 3 – Tempo de ciclo para escavadeira shovel

Tempo de ciclo de carga em segundos (sem esperas) Altura ótima de corte

Escação fácil

Escavação média

Escavação difícil Capacidade

da caçamba

Ângulo de giro Ângulo de giro Ângulo de giro

Jardas Cúbicas

45° 90° 135° 180° 45° 90° 135° 180° 45° 90° 135° 180°

1/2 12 16 19 22 15 19 23 26 19 24 29 33

3/4 13 17 20 23 16 20 24 27 20 25 30 34

1 14 18 21 25 17 21 25 29 21 26 31 36

1 1/4 14 18 21 25 17 21 25 29 21 26 31 36

1 1/2 15 19 23 27 18 23 27 31 22 28 33 38

1 3/4 16 20 24 28 19 24 28 32 23 29 34 39

2 17 21 25 30 20 25 29 34 24 30 35 41

Tabela 4 – Altura ótima de corte para escavadeira com “shovel” ( m )

Cap. caçamba

m3 yd3

Escavação fácil

Escavação média

Escavação difícil

0,382 1/2 1,40 1,74 2,14

0,53 3/4 1,62 2,07 2,44

0,765 1 1,83 2,38 2,74

0,956 1 1/4 1,98 2,59 2,99

1,147 1 1/2 2,14 2,80 3,26

1,338 1 3/4 2,26 2,96 3,51

1,529 2 2,38 3,11 3,72

74

Tabela 5 – Fator de correção “F” para escavadeira com shovel

Fator de correção F para ângulo de giro e altura de corte Escavadeira com “Shovel “

Ângulo de giro ( α ) Altura de corte dividida pela

Altura ótima de corte (em %)

45° 60° 75° 90° 120° 150º 180°

40 0,93 0,89 0,85 0,80 0,72 0,65 0,59

60 1,10 1,03 0,96 0,91 0,81 0,73 0,66

80 1,22 1,12 1,04 0,98 0,86 0,77 0,69

100 1,26 1,16 1,07 1,00 0,86 0,79 0,71

120 1,20 1,11 1,03 0,97 0,86 0,77 0,70

140 1,12 1,04 0,97 0,91 0,81 0.73 0.66

160 1,03 0,96 0,90 0,85 0,75 0,67 0,62

a.2. Aplicação

Exemplo:

Calcular a produção horária de uma escavadeira, com caçamba shovel de 1

jarda cúbica (0,765m3 ), trabalhando num corte de 1,90m de altura, com um ângulo de

giro de 120° . Considerar 0,7 o grau de empolamento do solo e a escavação de

dificuldade média.

SOLUÇÃO:

1 ) Cálculo da capacidade

(material solto ) no corte 3765,0 mC = 353,07,0763,0 mC =×=

2 ) Cálculo de F

A altura ótima de corte para 1 e escavação média 3yd mhot 38,2= (tab.4) 75

8010038,290,1100 =×=×

hothc

Da tabela 5 - para 80% e 120° de giro, tira-se F = 0,86

3 ) Tempo de ciclo

Da tabela 3, para C , escavação média e giro 120° ( + prox.135º), temos: 31yd=

.25segTc =

4 ) Produção horária

2536006,086,05,03600 ×××

=×××

=cTEFCPh = 39,38 m3 / h

(medidos no corte) hmPh /38,39 3=

b. ESCAVADEIRA COM CAÇAMBA DRAG-LINE

b.1. GENERALIDADES

A escavadeira com “drag-line” é utilizada em terrenos pouco consistentes e

situados abaixo do nível em que se encontra a máquina.

Os principais usos são:

• Remoção de solo mole. Nesse caso, na maioria das vezes, é necessário

“estiva” ou construir pista de acesso para o equipamento e as unidades de transporte.

• Abertura de valas de grandes dimensões, usando-se os taludes com o

caimento conveniente.

• Abertura de canais de drenagem, corta rios, limpeza de cursos d’água, etc.

76

Fig. 4 – Escavadeira com caçamba drag-line

b.2. PRODUÇÃO HORÁRIA

• Sua produção horária é calculada de modo idêntico ao da caçamba shovel

cTEFC 3600×××

=Ph

Onde:

C – capacidade da caçamba em m3.

F – fator de correção da caçamba em função da altura do corte e do giro

Tc – tabelado em seg.

E – eficiência do equipamento 0,6

Ph – produção horária em m3/h

77

Tabela 6 – Tempo de ciclo para escavadeira drag-line.

Escavação com “drag-line”

Tempo de ciclo da carga em segundos - sem esperas Altura ótima de corte

Capacidade da caçamba

Escavação fácil ângulo de giro

Escavação média ângulo de giro

Escavação difícil ângulo de giro

Jardas cúbicas

45° 90° 135° 180° 45° 90° 135° 180° 45° 90° 135° 180°

1/2 16 19 22 25 20 24 28 31 - - - -

3/4 17 20 24 27 21 26 30 33 25 30 35 39

1 19 22 26 29 23 28 32 35 27 32 37 41

1 1/4 19 23 27 30 23 28 33 36 27 32 38 42

1 1/2 21 25 29 32 25 30 35 38 29 34 40 44

1 3/4 22 26 30 33 26 31 36 39 30 35 41 45

2 23 27 31 35 27 32 37 41 31 37 42 47

Tabela 7 – Altura ótima de corte para escavadeira drag-line

Altura ótima de corte para escavadeiras com “drag-line” ( m )

Capacidade da caçamba Jardas cúbicas

Escavação fácil Escavação média Escavação difícil

1/2 1,65 2,07 2,40

3/4 1,80 2,22 2,61

1 1,89 2,40 2,79

1 1/4 2,10 2,55 3,00

1 1/2 2,22 2,70 3,21

1 3/4 2,31 2,85 3,39

2 2,40 2,97 3,54

78

Tabela 8

Fator de correção F para

ângulo de giro e altura de corte Escavadeiras com “drag-line”

Ângulo de giro ( α )

Altura de corte em % da altura ótima de corte

45° 60° 75° 90° 120° 150° 180°

40 1,08 1,02 0,97 0,93 0,85 0,78 0,72

60 1,13 1,06 1,01 0,97 0,88 0,80 0,74

80 1,17 1,09 1,04 0,99 0,90 0,82 0,76

100 1,18 1,11 1,05 1,00 0,91 0,83 0,77

120 1,17 1,09 1,03 0,98 0,90 0,82 0,76

140 1,14 1,06 1,00 0,96 0,88 0,81 0,75

160 1,10 1,02 0,97 0,93 0,85 0,79 0,73

b.3. APLICAÇÃO Exemplo:

Calcular a produção horária de uma escavadeira com “drag-line” com caçamba

de 2 jardas cúbicas (1,529m3), operando a uma altura de 2,00 m com ângulo de giro

de 90°. Considerar o grau de empolamento do solo 0,8 e a escavação fácil.

Solução:

1 ) Capacidade da caçamba

C = 1,529x 0,80 = 1,22 m3 ( material no corte )

2 ) Cálculo de F

Da tabela7 temos para c = 2yd3 e escavação fácil

mhot 40,2= 8310040,200,2100 =×=×

hothc (entra na tabela com 80 )

Da tabela 8 tira-se (para α = 90 ° e % do hot = 80) F = 0,99

79

3 ) Tempo de ciclo

Da tabela 6: α = 90° , cap= 2 jardas cúbicas e escavação fácil → Tc= 27seg.

4) Produção Horária

hmPh /62,9627

36006,099,022,1 3=×××

=

c. ESCAVADEIRA COM CAÇAMBA “CLAM-SHELL”

c.1. GENERALIDADES

As escavadeiras, com clam-shell destinam-se às mesmas tarefas indicadas

para a caçamba drag-line. Apresenta, entretanto, a desvantagem de possuir um raio

de ação reduzido, se comparado com a drag-line. É muito empregada na escavação

em valas escoradas.

Fig. 5 – Escavadeira com caçamba clam-shell

80

d. ESCAVADEIRAS DE COMANDO HIDRÁULICO

d.1. GENERALIDADES

O aparecimento das escavadeiras de acionamento hidráulico, determinou a

rápida absolecência das unidades acionadas a cabo, com exceção das escavadeiras

drag-line.

As carregadeiras com acionamento hidráulico apresentam as seguintes

vantagens em relação às máquinas a cabo:

− A operação e manejo do equipamento é mais fácil.

− Maior força de trabalho.

− Manutenção mais simples.

− Maior produtividade.

d.2. PRODUÇÃO HORÁRIA

A produção horária destas unidades é assim obtida:

TcEFCPh 3600×××

=

onde: Ph = produção horária ( m2/h )

C = capacidade da caçamba

F = fator de correção da caçamba ( tabelado em função do material )

E = Eficiência do equipamento. E = 0,6

Tc = Tempo de ciclo em seg. ( tabelado )

81

d.3. DADOS PARA ESCAVADEIRA DE ACIONAMENTO HIDRÁLICO COM LANÇA RETROESCAVADEIRA

Fig. 6 – Escavadeira hidráulica com lança retroescavadeira

Tabela 9 - Tempo do ciclo ( s )

Equipamento Capacidade Escavação fácil Escavação média Escavação difícil

CAT -215 0,85 m3 (1,12 yd3 ) 13 19 27

CAT - 225 1,05 m3 (1,38 yd3) 15 21 33

CAT - 235 1,60 m3 (2,12yd3) 16 25 37

CAT - 245 2,50 m3 ( 3,25 yd3) 21 30 45

82

Tabela 10 – Fator de carga da caçamba

Fator de carga da caçamba

Argila arenosa 1,00 - 1,10

Areia e cascalho 0,95 - 1,00

Argila compactada 0,80 - 0,90

Rocha bem fraturada 0,60 - 0,75

Rocha mal fraturada 0,40 - 0,50

d.4. DADOS PARA ESCAVADEIRA DE ACIONAMENTO HIDRÁULICO COM CAÇAMBA SHOVEL

Fig. 7 – Escavadeira hidráulica com caçamba retroescavadeira.

83

Tabela 11 – Tempo de ciclo

Tempo do ciclo ( s )

h Cap. caçamba Esc. fácil Esc. média Esc. difícil

despejo frontal despejo fundo Frontal fundo Frontal fundo frontal fundoEquipamento

m3 (yd3 ) m3 ( yd3 )

CAT 235 2,3 ( 3 ) 1,8 ( 2,4 ) 19 14 24 19 31 27

CAT 245 3,8 ( 5 ) 3,1 ( 4 ) 18 19 25 23 31 27

Tabela 12 – Fator de carga da caçamba

Material Fator de carga da caçamba

Argila 1,00 - 1,10

Mistura terra e matações 1,05 - 1,15

Rocha mal fraturada 0,85 - 1,00

Rocha bem fraturada 1,00 - 1,10

Calcário , arenito 0,85 - 1,00

d.5 APLICAÇÃO EXEMPLO 1

Estimar a produção de uma retroescavadeira CAT – 225 , que opera sob

condições médias, sendo o material constituído de areia e cascalho com grau de

empolamento de 0,85.

SOLUÇÃO

Dados obtidos das tabelas:

C = 1,05 m3 ( mat. solto ) – tabela 9

TC = 21 seg. – tabela 9

F = 0,95 ( o menor ) – tabela 10

84

1. Capacidade medida no corte

389,085,005,1 mC =×=

2. Produção horária

hmPh /96,8621

36006,095,089,0 3=×××

=

EXEMPLO 2

Estimar a produção de uma escavadeira shovel, com acionamento hidráulico,

CAT – 235, que carrega terra e matações em local de escavação difícil. Considerar o

grau de empolamento do material de 0,8 e que a caçamba é de despejo frontal.

SOLUÇÃO

Das tabelas:

C = 2,3 m3 – tabela 11

C = 0,8 x 2,3 = 1,84 m3 ( no corte )

TC = 31 seg. – tabela 11

F = 1,05 – tabela 12

hmPh /62,13431

36006,005,184,1 3=×××

=

2.3.3 CARREGADEIRAS

a. PRODUÇÃO HORÁRIA

As carregadeiras podem ser sobre esteiras ou pneus.

A produção horária das carregadeiras é dado por:

cTEFCPh 60×××

=

85

onde : C = capacidade da caçamba em m3.

F = fator de correção da caçamba

E = eficiência do equipamento

E = 0,6

TC = tempo de ciclo total, em min.

TC = tempo de ciclo básico + tempo de percurso, para carregadeiras

sobre rodas.

TC = tempo de ciclo básico para carregadeiras sobre esteiras

b. CAPACIDADE DE CARGA DE CARREGADEIRAS COM ESTEIRA

Tabela - 13

Modelo Capacidade ( m3 ) Carga máxima na caçamba ( Kg )

931 B 0,80 1.360

935 B 1,00 1.700

943 1,15 2.040

953 1,50 2.720

963 2,00 3.400

973 2,80 5.100

Fig. 8 – Carregadeira com esteira

86

c. TEMPO DE CICLO TOTAL PARA CARREGADEIRAS COM ESTEIRA

O tempo de ciclo total é avaliado em 0,33 min.

d. CAPACIDADE E TEMPO DE CICLO BÁSICO DE CARREGADEIRAS DE PNEUS

Tabela - 14

MODELO CAPACIDADE ( m3 ) TC - BÁSICO

930 R 1,73 0,45 – 0,50

966 R 3,06 0,50 – 0,55

988 R 5,00 0,55 – 0,60

Fig. 9 – Carregadeira com pneus

87

e. FATOR DE CARGA DE CAÇAMBA PARA CARREDEIRAS SOBRE ESTEIRAS E PNEUS

Tabela 15

Fator de carga da caçamba F

Agregados úmidos misturados 0,95 – 1,00

Agregados uniformes até 3mm ( 1/8”) 0,95 – 1,00

3mm ( 1/8” ) até 0mm ( 3/8” ) 0,90 – 0,95

12mm ( ½” ) até 20mm ( ¾” ) 0,85 – 0,90

24mm ( 1” ) ou acima 0,85 – 0,90

Rocha fragmentada

Bem fragmentada 0,80 – 0,95

Regularmente fragmentada 0,75 – 0,90

Pouco fragmentada 0,80 – 0,75

Outros

Mistura de terra e pedras 1,00 – 1,20

Argila úmida 1,00 – 1,10

Terra, matacões e raízes 0,80 – 1,00

Material concrecionado 0,80 – 0,95

f. TEMPO DE PERCURSO PARA CARREGADEIRAS SOBRE PNEUS

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

10 20 30 40 50 60

Min

(M)

Tem

po d

e pe

rcur

so (n

um s

entid

o)

Percurso num sentido

3 a réa3 avantea

2 a réa

2 avantea

Gráfico 1

88

g. APLICAÇÃO

EXEMPLO 1

Determinar a produção provável de uma carregadeira de esteiras, com

capacidade de 1,50 m3 . O material a ser carregado é terra úmida com grau de

empolamento de 0,8 e γc = 1,8 t/m3

SOLUÇÃO:

1. Cálculo da capacidade

C = 1,50 m3 ( solto )

C = 1,50 x 0,8 = 1,20 m3 ( no corte )

2. Verificação do peso

PC = 1,20 x γC = 1,20 x 1,8 = 2,16 t.

2,16 < 2,72 (tabela – 13)

3. Tempo total de ciclo

Tc = 0,33 min (esteira)

4. Fator de correção da caçamba

F = 1,00 ( o menor ); da tabela 15


TC

EFCPh 60×××=

hmPh /13033,0

606,00,12,1 3=×××

=

89

EXERCÍCIO 2

Determinar a produção de uma carregadeira de pneus 966, com 60m de

distância de transporte, feito em 2.ª marcha (avante e ré). O material é de rocha bem

fragmentada e seu grau de empolamento é de 0,76.

SOLUÇÃO:

TC

EFCPh 60×××=

1. Cálculo da Capacidade

C = 3,06 m3 (tabela 14)

C = 3,06 x 0,76 = 2,33 m3 ( med. no corte )

2. Cálculo do Fator de correção da caçamba

Da tabela 15 F = 0,8

3. Cálculo do tempo de ciclo

Tc básico = 0,55 min. ( maior ) – tabela 14

Tempo de IDA ( gráfico 1)

Tida = 0,68 min.

Tretorno = 0,48 min.

Tc = 0,55 + 0,68 + 0,48 = 1,71 min.


hmxPh /24,3971,1

606,08,033,2 3=××

=

90

2.4 MOTONIVELADORAS

Fig. 10 - Motoniveladora

2.4.1 GENERALIDADES

São máquinas autopropelidas que dispõem de ferramenta que permite

conformar superfícies e taludes, abrir valetas de pouca profundidade e espalhar

material.

Possuem os seguintes implementos:

- Lâmina → que é a ferramenta de trabalho propriamente dita.

- Escarificador → localizado na frente da lâmina, tem por finalidade afrouxar as

camadas superficiais dos solos mais compactos

91

2.4.2 PRINCIPAIS SERVIÇOS

É, em geral, utilizada nos seguintes serviços:

- Valeteamento em forma de “V”

- Taludamento

- Espalhamento de material

- Acabamento da camada de topo da terraplanagem

- Construção de caminhos de serviço

- Enchimento de valas para assentamento de obras de arte correntes

- Conservação das estradas de terra

2.4.3 MOVIMENTOS DA LÂMINA

A lâmina está montada sob uma roda, localizada logo abaixo do chassis.

- A roda pode baixar ou subir regulando a altura do corte.

- A roda pode girar em torno de um eixo vertical, permitindo que a lâmina forme

ângulos diversos com a direção de marcha.

- A roda pode sair de sob o chassis até tomar a posição lateral, permitindo o

emprego da lâmina inclinada, quase na vertical.

2.4.4 MOVIMENTO ESPECIAL DAS RODAS DIANTEIRAS

As rodas dianteiras são inclináveis para compensar o esforço lateral, quando a lâmina

opera inclinada.

92

2.4.5 COMPRIMENTO ÚTIL DA LÂMINA

θλλ Cosreal ×=

=λ comprimento útil em metros.

=realλ comprimento da lâmina em metros.

θ = ângulo que a lâmina forma com a normal à direção de marcha.

2.4.6 TEMPO NECESSÁRIO A REALIZAÇÃO DE UM SERVIÇO

T = tempo necessário , em horas

n = número de passadas

EVmdnT

××

= d = distância do percurso, em Km

Vm = velocidade média em Km/h

E = eficiência do equipamento E=0,6

2.4.7 VELOCIDADE MÉDIA

TDVm = onde, D = somatório dos percursos realizados

T = somatório dos tempos gastos em cada percurso

logo, n

n

dttddd

Vm++++

=......

21

21 como em geral, d1 = d2 = dn , temos:

VnVVd

ndVm1...11(

21

+++= ou

VnVV

n1...11

21

+++=Vm

93


n

EVmPh ××=

λ1000

onde, Ph = produção horária em m2/h

Vm= velocidade média em Km/h

λ = comprimento útil da lâmina em “m”

E = eficiência do equipamento E = 0,6


2.4.9 APLICAÇÃO

EXERCÍCIO

Para abrir valetas em um caminho de serviço de 1Km, pretende-se usar a

motoniveladora que deverá dar, para concluir o serviço, 9 passadas em cada lado,

com um comprimento útil de lâmina de 3,5 m. Pede-se determinar o tempo necessário

para realizar o serviço e a produção horária do equipamento.

DADOS:

Características da máquina

- Velocidades: 1.ª M - 3,9 Km/h ; 2.ª M – 5,9; 3.ª M – 9,1 ; 4.ª M - 14,1 ; 5.ª

M - 20,5 ; 6.ª M - 32,0.

- Operações executadas em cada lado do caminho de serviço:

94

OPERAÇÃO TIPO DE SERVIÇO MARCHA

1.ª Raspagem 2.ª

2.ª Raspagem 1.ª

3.ª Raspagem 1.ª

4.ª Tombamento 2.ª

5.ª Raspagem 1.ª

6.ª Taludamento 1.ª

7.ª Tombamento 2.ª

8.ª Acabamento 3.ª

9.ª Acabamento 3.ª

SOLUÇÃO:

1 ) Cálculo da Velocidade Média

nVVV

nVm1...11

21

+++= hKmVm /14,5

75,19

1,92

9,53

9,34

9==

++=

2 ) Tempo necessário para realizar o serviço

EVm

dnT×

×= horasT 88,5

6,014,5118

=××

=

3 ) Cálculo da produção horária

n

EVmPh ××=

l1000 18

6,0)5,32(14,51000 ××××=Ph

hmPh /190.1 2=

95

2.5 UNIDADES DE TRANSPORTE

2.5.1 PRINCIPAIS TIPOS

Estão incluídos nesta categoria:

- caminhões médios

- caminhões pesados

- caminhões fora de estrada

- reboques, etc.

Fig. 11 – Caminhão fora de estrada


NvQPh ×=

Ph = produção horária (m3/h)

Q = capacidade de transporte em m3

Nv = número de viagem por hora

96

2.5.3 NÚMERO DE VIAGENS POR HORA

T

ENv ×=

60

onde: E = eficiência do caminhão E =0,7

T = tempo de ciclo do caminhão em minutos

2.5.4 TEMPO DE CICLO

T tcar TT +=

onde: Tcar = tempo de carga do caminhão

Tt = tempo de transporte

2.5.5 TEMPO DE TRANSPORTE

++

×+

×= dp tt

VrDr

ViDi 6060Tt

onde : Di = Distância de ida em Km

Dr = Distância de retorno em Km

Vi = Velocidade de ida em Km/h

Vr = Velocidade de retorno em Km/h

tp = Tempo para se colocar em posição de carga. tp = 2 min.

td = Tempo de descarga. td = 1 min.

Tt = Tempo de transporte em min.

97

2.5.6 TEMPO DE CARGA ( Tcar )

ccar TnT ×=

onde: Tcar = tempo de carga do caminhão em min.

n = número de caçambadas para carregar o caminhão

Tc = tempo de ciclo da carregadeira ou escavadeira em min.

2.5.7 NÚMERO DE CAMÇAMBADAS

Eq

Q×

=n

onde: Q capacidade da caçamba do caminhão em m= 3

q = capacidade da caçamba da carregadeira em m3

E = eficiência da carregadeira E = 0,6

2.5.8 NÚMERO DE CAMINHÕES PARA ATENDER UMA CARREGADEIRA

car

car

TTtTN +

= logo,

carTTtN += 1 onde, Tcar = tempo de carga do caminhão

Tt = tempo de transporte do caminhão

Obs.: Para emprego nesta fórmula acima

+++= tC

VrDr

ViDi

ETt 60601 onde: E = 0,7 (eficiência do caminhão)

98

2.6 ESCARIFICADOR

2.6.1 GENERALIDADES

É um implemento, montado, em geral, em um trator de esteiras, que se destina

a abertura de sulcos e desagregação de solos.

Normalmente, é fixado na parte traseira do trator.

Fig. 10 - ESCARIFICADOR

2.6.2 NÚMERO DE DENTES

Estas unidades dispõem, em geral, de três dentes, podendo utilizar um, dois ou

três, dependendo da dureza do terreno.

99


n

EVPh 1000×××=

l

onde : Ph = produção horária, em m2/h

V = velocidade do trator, em Km/h


l = largura útil do escarificador, em “m”.


2.6.4 TEMPO NECESSÁRIO PARA A EXECUÇÃO DO SERVIÇO

EM HORAS

EVm

DnTn×

×=

onde:


D = distância do percurso, em Km

Vm = velocidade do trator ( Km/h )


Tn = tempo necessário (h)

2.7 COMPACTADORES

2.7.1 GENERALIDADES

Este equipamento divide-se em duas famílias:

- com sistema de vibração 100

Qualquer um dos tipos definidos acima podem ser , quando ao tipo de

superfície compactadora:

- lisos

- com patas

- de pneus

- segmentados, etc.

Fig. 13 – Rolo compactador liso (3)


n

whEVPh 000.1××××=

Ph = produção horária em m3/h

V = velocidade em Km/h

E = eficiência = 0,8

h = espessura de compactação, em “m”

w = largura útil , do rolo em metros


101

2.7.3 LARGURA ÚTIL

W = L - 0,30m

onde: L = largura do rolo compactador em metros

0,3 m= superposição de duas passadas consecutivas

2.8 PATRULHA DE TERRAPLENAGEM – APLICAÇÃO

Para a execução de um aterro dispõe-se de um empréstimo com material de

grau de empolamento 0,9 e compactabilidade 0,9.

Este material será escavado por escavadeira shovel, de comando a cabo.

O transporte será executado por caminhões basculantes, a uma distância de

1.500m.

O espalhamento será realizado por motoniveladora Caterpillar.

A compactação será realizada por rolo pneumático de 13 rodas, rebocado por

trator Case

Na irrigação serão empregados carros-tanque Chevrolet.

Pede-se:

A – Tempo necessário, em semanas, para a execução do serviço de escavação,

sabendo-se que o volume a escavar é de 130.000m3 e que a semana tem 45 horas de

trabalho.

B – Número de unidades necessárias para que haja continuidade nas diversas

operações, tendo em vista a produtividade da escavadeira.

C – Velocidade do carro-tanque no aterro

Dados fornecidos:

102

a) Dados de escavação

- capacidade da caçamba 2yd3 = 1,529m3

- altura do corte: 3,00 m

- tipo de escavação: fácil

- angulo de giro: 45°

- Eficiência geral = 0,6

b) Dados de transporte

- Velocidade de ida = 25 Km/h

- Velocidade de retorno = 35 Km/h

- Capacidade da caçamba = 10m3


c) Dados de Espalhamento

- Comprimento real da lâmina = 3,66 m

- Ângulo da lâmina com a direção de marcha: 45.°

- Velocidade média de operação da motoniveladora: 5,8 Km/h

- Número de passadas = 4

- Espessura da camada, em solo solto, igual a 15 cm

d) Dados de Compactação

- Velocidade média do trator: 18 Km/h


- Comprimento do rolo compactador = 2,13 m


e) Dados de irrigação

- Umidade no corte: 3%

- Umidade ótima, % em peso = 8%

- Peso específico do solo úmido no corte = 1,86 t/m3

- Distância do aterro ao ponto de abastecimento = 1.500m

- Capacidade do tanque = 6.000 litros

103

- Velocidade de ida do carro-tanque = 25 Km/h

- Velocidade de retorno do carro-tanque = 35 Km/h

- Vazão da bomba no abastecimento = 1.000 l/min

- Descarga d’água no aterro = 500 l/min

- Eficiência do carro-tanque = 0,8

- Tempo perdido na colocação do mangote, ligação da bomba, etc.=3min.

- Comprimento do tubo de distribuição = 2,00m


SOLUÇÃO:

A – TEMPO NECESSÁRIO PARA ESCAVAÇÃO

1) Capacidade da escavadeira

C ( solto ) 3529,1 m=

C (no corte) 338,19,0529,1 m=×=

2) Cálculo de F

2,126,138,23

00,338,2

≅==

==

hothc

hchot

(tabela 4)

1,2 X 100 = 120%

Ângulo de giro: 45.° e %120=hothc

Da tabela 5 → F=1,2

3) Tempo do ciclo

Da tabela 3 C= 2yd3 α = 45.° Esc. Fácil

temos: 17 segundos Tc = 17 seg.

104


cTEFCPh 3600×××

=

hmPh /21017

36006,02,138,1 3=×××

= (no corte)

5) Produção Semanal

semanamxPS /450.945210 3==

6) Tempo necessário para a escavação

semanasP

Volume

S

76,13450.9000.130

===Tn 14=Tn semanas

B. NÚMERO DE UNIDADES NECESSÁRIAS

1) Número de unidades de transporte

1.1) Número de caçambadas para encher um caminhão

Eq

Qn×

= onde: q e E = Efic. Geral e Cap. escavadeira; Q = Cap.

Caminhão;

9,106,0529,1

10=

×=n ≡ 11

1.2 ) Tempo de carga de um caminhão

T Tcncar ×= 17=cT seg. (escavadeira)

min12,31871711 ==×= segcarT 105

1.3) Tempo de Transporte

E

ttVr

DrVi

Didp

16060×

+++=Tt

7,0

11235

5,16025

5,160×

++

×+

×=Tt

1,137,0

1)1257,26,3( =+++=Tt min.

1.4) Número de Unidades de Transporte

2,512,31,1311 =+=

Τ+=

car

TtN

Logo, 6 unidades de transporte.

2)Número de Motoniveladoras

2.1) Área a espalhar por hora

( )( )cortenocamadadaespessura

cortenoaescavadeirdaPhA =

Espessura da camada : e ( solto ) cm15=

( no corte ) 14,09,015,0 =×=e hmhmA /500.114,0

/210 23

==

106

2.2) Produção horária da motoniveladora

n

EVmPh ××=

l1000 ( )4

6,071,066,38,51000 ××××=Ph

θcos66,3 ×=l

71,066,3 ×=l

hmPh /260.2 2=

2.3) Número de motoniveladoras

66,0260.2500.1

===PhAN

1 MOTONIVELADORA

3) Número de unidades compactadoras

3.1) Produção horária de um rolo

n

whEVPh 000.1××××=

w = L – 0,30m = 2,13 – 0,30 = 1,83 m

hmPh /6586

100083,115,08,018 3=××××

= ( material solto )

( material no corte ) hmPh /5929,0658 3=×=

107

3.2) Número de Compactadores

rCompactadodoPh

raCarregadeidaPhN =

35,0592210

==N logo, 1 ROLO COMPACTADOR

4) Número de Carros-tanque

4.1) Peso da terra escavada por hora

htPh /6,39086,1210 =×= ( úmida )

4.2) Peso da terra seca

h

PhPS +=

1 htPS /22,379

03,016,390

=+

=

4.3) Peso da água a adicionar por hora

% da água de adição = hot – h

% de água = 8% - 3% = 5 %

Pa = 0,05x379,22 = 18,96t/h

4.4) Tempo para encher o carro-tanque

bombadaVazão

quedoCapacidade tan1 =T =

min/10006000

ll = 6 min.

108

4.5) Tempo de ida ao aterro

.min6,325

605,12 =

×==

ViDT

4.6) Tempo de retorno

.min7,235

605,13 =

×=T

4.7) Tempo de espalhamento no aterro

.min12.min/500

000.6tan4 ===

ll

aterronoáguadaVazãoquedoCapacidadeT

4.8) Tempo fixo

T .min35 =

4.9) Tempo de ciclo

TC 54321 ttttt ++++= .min3,273127,26,36 =++++=TC

4.10) Número de viagens por hora

75,13,27

8,06060=

×=

×=

TCENv

4.11) Volume de água transportado por hora

V ha /500.1075,1000.6 l=×=

109

4.12) Número de carros-tanque

aV

PaN = = 81,1/500.10/960.

=hh

l

l18 logo, 2 CARROS - TANQUE

C. VELOCIDADE DO CARRO - TANQUE NO ATERRO

1) Volume de material em um metro quadrado da camada de 0,15 cm ( solto )

Vmat. = 0,15x0,9x1x1 = 0,14 m3 /m2 (no corte )

2) Peso deste material em 1 m2

Pmat. = 0,14 x 1,86 ( no corte ) = 0,25 t/m2

3) Peso do material seco/m2

2/24,003,125,0

1mt

hPmatPs ==

+=

4) Peso da água a adicionar/m2

)03,008,0(24,0)03,008,0.( −=−= PsPa 22 /10/01,0 mmtPa l==

5) Vazão de água por metro

mtubocompm

passadas×=

×= min/250.1

)/.(25min/500

llQ

6) Velocidade do carro-tanque

min/125/10min/250.1

2 mm

m=

×=

l

lV hKmV /5,71000

60125=

×=

V = 7,5 Km / h

110

BIBLIOGRAFIA

1. Manual de Terraplenagem – DNIT

2. Especificações gerais do DNIT – DNIT

3. Terraplenagem mecanizada – A. C. Pizarro

4. Manual prático de escavação – H. de S. Ricardo e G. Catalani

111

Documents

Eluísio Gonçalo - Construção de Estradas Vol.I