Curso de Obras Viárias p/ Concurso CGM-SP

Aula 00

Obras Virias p/ CGM/SP - Auditor de Controle Interno - rea Infraestrutura

Professor: Marcus Campiteli

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Obras Virias e Ambiental CGM-SP/2015 Questes Comentadas

Profs. Marcus V. Campiteli Aula 0

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Ol, Pessoal

Esto abertas as inscries para o cargo de Auditor Municipal de

Controle Interno da Prefeitura de So Paulo, na rea de

Infraestrutura.

So 8 vagas imediatas e sero classificados 32 candidatos, que

tero a prova discursiva corrigida (item 7.38.1).

A prova est marcada para o dia 15 de novembro de 2015.

Portanto, d tempo de se preparar, desde que de forma objetiva e

focada. E esse o objetivo deste curso, ao apresentar a vocs a

teoria das normas e livros de forma consolidada e amigvel,

juntamente com as questes da Vunesp e FCC comentadas relativas

aos assuntos tratados.

Este curso, de Teoria, Vdeo-Aulas e Questes Comentadas de

Obras Rodovirias, abranger as seguintes matrias do edital, com as

respectivas datas das aulas:

Aula Assunto Data

0 Terraplenagem Imediato

1 Questes de Terraplenagem Comentadas 21/9

2 Caractersticas dos Materiais 28/9

3 Sondagens 5/10

4 Pavimentao 12/10

5 Anlise Oramentria e SICRO 16/10

6 Ensaios 19/10

7 Drenagem 23/10

8 Obras de Arte Especiais 26/10

9 Meio Ambiente 30/10

10 Acompanhamento de obras 2/11

11 Sinalizao 6/11

12 Canteiro de Obras 9/11

Agora, antes de apresentar a Aula 0, deixe eu me apresentar.

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Sou engenheiro civil formado pelo Instituto Militar de

Engenharia - IME e trabalho como auditor de controle externo no

Tribunal de Contas da Unio TCU. Fiz mestrado em engenharia civil

na UnB e conclu com a dissertao: Medidas para Evitar o

Superfaturamento em Obras Pblicas decorrente dos Jogos de

Planilha.

Na trajetria de concursos, aps a elaborao de resumos,

resoluo de muitas questes e estudo focado, obtive aprovao nos

concursos de Perito da Polcia Federal em Engenharia Civil, em 2004,

e Auditor Federal de Controle Externo do TCU na rea de obras

pblicas, em 2005. Hoje trabalho neste ltimo.

Trabalhei durante seis anos como engenheiro militar e estou a

oito no TCU, sempre participando de auditorias em obras pblicas.

Na rea de aulas, ministrei cursos de engenharia civil,

presenciais e distncia, para o concurso do TCU de 2009 e 2011,

TCM/RJ de 2011, TC/DF de 2012, TC/ES 2012, Cmara dos

Deputados de 2012, CGU de 2012, Perito da Polcia Federal 2013,

INPI 2013, CNJ 2013, DNIT 2013, CEF 2013, ANTT 2013, Bacen

2013, MPU 2013, TRT/15 2013, TRT/17 2013, TRF/3 2013, PF Adm

2014, Suframa 2014, CEF 2014, CBTU 2014, TJ-PA/2014, TCE-

RS/2014, TRF1/2014, TCE-GO/2014, Pref. Florianpolis/2014,

Petrobras/2014, TCM-GO/2015, CGE-PI/2015, TCE-CE/2015, TCM-

SP/2015, TRT-MG/2015 e MPOG/2015.

Agora que vocs me conheceram um pouco, retornemos ao

nosso curso.

Sabemos que as bancas cobram detalhes da bibliografia

disponvel nos livros e nas normas acerca do abrangente campo da

engenharia civil previsto no edital. Por isso, apresento a teoria dos

assuntos e as questes comentadas da Vunesp e FCC com base nas

normas e manuais do DNIT.

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3

Busco mesclar figuras e fotos didticas aos textos na busca de

tornar a matria o mais amigvel possvel, de forma a facilitar ao

mximo o entendimento das informaes truncadas das normas.

O desafio do estudo dessa especialidade conseguir

objetividade diante da sua vasta abrangncia. E pretendo alcanar

esse objetivo neste curso por meio da apresentao das questes.

Afinal, no temos tempo a perder.

Primeiramente apresento a vocs as questes comentadas e,

na parte final, reapresento as questes tratadas na aula, com o

gabarito na ltima folha, para que vocs possam treinar.

Em muitas das questes, os comentrios complementam a

teoria trazendo mais informaes.

Costumo destacar em negrito informaes que acho com cara

de questo.

Crticas e sugestes podero ser feitas no prprio sistema do

Estrategia assim como encaminhadas ao seguinte endereo de e-

mail: [email protected].

Estarei no frum de dvidas para respond-los.

Espero que caia na prova somente o que vocs estudem !!!

Bons estudos e boa sorte !!!

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AULA 0: TERRAPLENAGEM

SUMRIO PGINA

1. Terraplenagem 5

1.1 Conceitos Bsicos 5

1.2 Projeto de Terraplenagem 9

1.2.1 Caractersticas dos Solos 18

1.2.2 Distribuio de Massas 22

1.2.3 Definio de Jazidas 34

1.3 Compactao dos Aterros 35

1.3.1 Aterros sobre solos com baixa capacidade de

suporte 41

2. Equipamentos de Terraplenagem 45

2.1 Unidades de trao (tratores) 46

2.2 Unidades Escavoempurradoras 50

2.3 Unidades Escavotransportadoras 50

2.4 Unidades Escavocarregadoras 54

2.5 Unidades de Transporte 58

2.6 Unidades Aplainadoras 61

2.7 Unidades Compactadoras 61

3. Especificaes de Servios 66

3.1 Servios preliminares 66

3.2 Cortes 68

3.3 Emprstimos 73

3.4 Aterros 76

3.5 Caminhos de servio 83

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4. QUESTES COMENTADAS 85

5. LISTA DE QUESTES APRESENTADAS NA AULA 91

6. GABARITO 118

7. BIBLIOGRAFIA 119

Ol pessoal,

A parte terica desta aula de autoria do professor Fbio

Amorim, auditor do TCU na rea de obras rodovirias, formado em

Engenharia de Fortificao e Construo pelo Instituto Militar de

Engenharia IME.

Eu apresento a vdeo-aula e as questes comentadas.

Bons estudos!

1. Terraplenagem

1.1. Conceitos Bsicos

O DNIT define terraplenagem como o conjunto de operaes de

escavao, carga, transporte, descarga e compactao dos solos,

aplicadas da construo de aterros e cortes, dando superfcie do

terreno a forma projetada para construo de rodovias.

Em outras palavras, a terraplenagem propicia a obteno da forma da

rodovia. Para tal, so realizadas diversas operaes de movimentao

de terra, de forma a escavar o solo em determinados locais e

deposit-lo nos locais em que isso seja necessrio. Essas aes do

alinhamento e harmonia rodovia.

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Essa movimentao de terra advm do princpio de que os desvios no

alinhamento vertical de uma rodovia (subidas e descidas), bem como

no seu alinhamento horizontal (curvas), devem ser os mais amenos

possveis, de modo a garantir segurana, funcionalidade e conforto

aos futuros usurios.

Rodovia dos Bandeirantes - So Paulo

Assim, esses desvios amenos somente so conseguidos graas

terraplenagem, possibilitando assim a obteno de uma rodovia

segura, funcional, e tambm confortvel.

Longitudinalmente, podemos simplificar a terraplenagem da seguinte

forma:

Incio do Segmento Fim do Segmento

Corte Corte

Aterro

1

2

3

km 0

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A linha em verde retrata o perfil vertical do terreno natural, no

segmento onde a rodovia dever ser construda. J a linha em

vermelho retrata o perfil vertical projetado da rodovia. Percebam que

para se chegar ao alinhamento adequado, dever haver uma

considervel movimentao de terra no segmento a ser construdo.

Nesse exemplo, o solo ser escavado e carregado dos segmentos (1)

e (3), transportado e descarregado para o segmento (2). Para

completar a operao de terraplenagem, o solo descarregado no

segmento (2) ser espalhado, conformado e compactado, de modo a

alcanar o alinhamento e resistncia necessrios para a construo

posterior do pavimento da rodovia.

Os segmentos (1) e (3) so chamados de segmentos de corte, pois

neles, o alinhamento ser conseguido com a escavao do terreno

natural. J o segmento (2) chamado de segmento em aterro, pois

nele, o alinhamento ser conseguido com o acrscimo de solo.

Transversalmente, visualizamos da seguinte forma os segmentos de

corte (1) e (3) e os segmentos de aterro (2):

km 20

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Seo de Corte

Seo de Aterro

Para finalizar esses conceitos bsicos, preciso dizer que nem

sempre o volume de corte disponvel suficiente para realizar todas

as operaes de aterro. Nesse caso, devero ser escavados solos

oriundos de outros segmentos da prpria rodovia, ou ento, de

jazidas com material qualificado, localizadas nas proximidades ou at

distantes da rodovia. A essa operao d-se o nome de emprstimo.

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Por outro lado, pode acontecer de o volume dos cortes ser superior

ao necessrio para realizar os aterros. Ou ento, pode acontecer de a

qualidade do material de corte no ser adequado para a construo

dos aterros. Nesses casos, faz-se necessrio depositar os solos

excedentes ou inapropriados em locais pr-determinados. A esses

locais damos o nome de bota-fora, os quais se localizam fora da

plataforma da rodovia, e, de preferncia, dentro dos limites da faixa

de domnio.

Pessoal, feita essa parte introdutria, vamos nos ater ao programa do

nosso concurso!

1.2. Projeto de Terraplenagem

Os estudos geotcnicos que vimos na ltima aula, bem como a

definio do projeto geomtrico da rodovia possibilitam ao projetista

confeccionar o projeto de terraplenagem.

Objetivo

O Projeto de Terraplenagem tem por objetivo:

a) a determinao dos quantitativos de servios de

terraplenagem;

b) a determinao dos locais de emprstimos e bota-foras;

c) a caracterizao precisa, em termos de todos os parmetros

geotcnicos, dos materiais a serem utilizados;

d) a apresentao de quadros de distribuio e orientao do

movimento de terra.

Elaborao do Projeto - premissas

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O projeto de uma rodovia deve ser escolhido de forma a harmonizar

os elementos geomtricos da planta e do perfil, fornecendo uma

estrada segura, confortvel e adequada regio por ela percorrida e,

de preferncia, com baixo custo de construo.

Planta e Perfil de um Projeto de Rodovia

O custo do movimento de terra significativo em relao ao custo

total da obra, por isso, sempre que possvel deve ser feito o equilbrio

entre volumes de cortes e aterros, emprstimos e bota-foras, de

forma a se ter movimentos de terra equilibrados e com reduzidas

distncias de transporte.

Definio das Sees Transversais

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Um dos primeiros passos na elaborao do projeto de terraplenagem

a definio da plataforma de terraplenagem, com base nas

diretrizes do projeto como um todo.

Assim, a partir das medidas projetadas para a plataforma do

pavimento, possvel calcularmos a largura da plataforma de

terraplenagem, bem como determinar seus principais elementos.

Seo transversal tipo em reta

Seo transversal tipo em curva

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Percebam nas sees transversais tipo mostradas na figura anterior,

a definio das medidas da plataforma de terraplenagem, da

inclinao dos taludes de corte e aterro, bem como a previso dos

elementos de drenagem como sarjetas e valetas.

Definio do Perfil Longitudinal

Um dos produtos esperados do projeto geomtrico de uma rodovia

a definio do perfil longitudinal do terreno. a partir desse perfil que

sero calculados os volumes de cortes e aterros.

possvel, entretanto, que os resultados do projeto de terraplenagem

impliquem em pontuais alteraes no projeto geomtrico. Assim,

esses ajustes no projeto de terraplenagem e no geomtrico so feitos

iterativamente, de forma a se obter a melhor soluo para a

distribuio de cortes e aterros, bem como para a geometria, sempre

atendendo s diretrizes principais de projeto.

Perfil Longitudinal de um Segmento de Rodovia Projeto

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Clculo de Volumes

Definido o perfil vertical da rodovia e a seo transversal tipo,

possvel obter todas as sees transversais do segmento a ser

construdo.

Convencionalmente, so obtidas as sees transversais a cada 20m

de extenso, a partir da origem, considerando-se que haja variaes

lineares entre duas sees consecutivas. Cada seo transversal

corresponde a uma estaca. No exemplo abaixo, a estaca 2186

representa o km 43+720 da obra (2186 x 20 = 43720).

Sees transversais consecutivas

Assim, partir do volume do prisma formado por duas sees

consecutivas, pode-se calcular o volume entre essas duas sees,

conforme mostra a figura a seguir:

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O volume do prisma calculado pela seguinte frmula:

Como estamos calculando o volume entre duas estacas consecutivas,

o volume obtido a partir da seguinte frmula:

Atualmente, com o avano da computao, esses clculos so

efetuados todos por softwares especializados, no havendo para o

projetista, nesta etapa, dificuldades na obteno das reas das

sees.

O resultado, pois, so registrados em planilhas com as seguintes

informaes:

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Na planilha mostrada, observem que para cada estaca (primeira

coluna) indicada, direita, a rea de corte e/ou aterro respectiva,

detalhando-se ainda o seguinte:

a) nas sees em corte, discriminam-se as reas para cada categoria

de material, segundo as definies do DNIT (1 categoria, 2

categoria e 3 categoria);

b) nas sees em aterro, discriminam-se as reas para o corpo do

aterro (primeiras camadas), e para a camada final do aterro (ltimos

60cm).

Nas prximas colunas direita constam os volumes de cada prisma

formado por duas sees consecutivas, conforme vimos

anteriormente.

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Por fim, as ltimas colunas direita retratam os volumes acumulados

em corte e em aterro, ou seja, a soma dos volumes calculados

conforme descrito no pargrafo anterior.

Assim, ao final, possvel obter as seguintes informaes:

Volume de corte entre cada seo consecutiva;

Volume de aterro entre cada seo consecutiva;

Volume total de corte para os materiais de 1, 2 e 3

categorias;

Volume total para o corpo de aterro;

Volume total para a camada final de aterro.

Essas informaes so um primeiro passo para que o projeto possa

cumprir um de seus objetivos que a determinao dos

quantitativos de servios de terraplenagem.

A partir dessas informaes, possvel ainda avaliar se foi

conseguido um equilbrio entre os volumes de corte e volumes de

aterro, de modo a minimizar a necessidade de utilizao caixas de

emprstimo e bota-foras ao longo da rodovia.

Influncia das Operaes de Limpeza

Nos segmentos a serem construdos em terrenos virgens,

necessrio que se faa a remoo, antes de qualquer operao de

terraplenagem, de todas as espcies vegetais e tambm da camada

superior do terreno (camada vegetal) de caractersticas geotcnicas

inadequadas para fins rodovirios.

Como as operaes de limpeza removem a poro superior do

terreno natural, ento:

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a) Para sees de corte, o volume com que se pode contar obtido

pela diferena entre a rea total e a rea resultante da remoo da

camada superior, ou seja: efetiva total superior

b) Para as sees em aterro, o processo o inverso: a remoo da

camada vegetal feita antes da execuo do aterro e torna a rea

efetiva, e consequentemente o volume a aterrar, maior do que a rea

total, ou seja: efetiva total vegetal

efetiva

superior

vegetal

total Eixo 00000000000

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Essas correes a serem feitas nas reas de corte e aterro j devem

estar contabilizadas quando do clculo dos volumes, na planilha que

vimos anteriormente.

1.2.1. Caractersticas dos solos

Vimos na nossa aula n 4 que os estudos geotcnicos possuem como

objetivo a definio das caractersticas tcnicas do subleito, os quais

fundamentam, de forma decisiva, o projeto de terraplenagem. Uma

importante informao a definio da categoria dos solos.

Definio das categorias de solos

A forma como a escavao feita depende, entre outros fatores, do

tipo de solo que est sendo escavado, o que influencia diretamente

na escolha dos equipamentos, na dificuldade de execuo e na

produtividade do servio.

Nesse sentido, torna-se importante a definio do tipo de solo a ser

trabalhado em cada segmento de rodovia. A metodologia elaborada

pelo DNIT define o solo em trs categorias:

a) 1 categoria:

terra em geral, piarra ou argila, rocha em adiantado estado de

decomposio, seixos1 rolados ou no, com dimetro mximo

inferior de 15 cm, qualquer que seja o teor de umidade,

compatveis com a utilizao de dozer, scraper rebocado ou

motorizado;

1 Fragmentos de rocha com dimenso maior entre 2 e 50mm. Fragmento de rocha arredondado que se encontra beira-mar e em leito de rios caudalosos.

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Escavadeira operando em um material de 1 categoria

b) 2 categoria

(segundo o Manual de Implantao Bsica do DNIT): rocha

com resistncia penetrao mecnica inferior ao granito, blocos

de pedra de volume inferior a 1m, mataces e pedras de

dimetro mdio superior a 15 cm, cuja extrao se processa com

emprego de explosivo ou uso combinado de explosivos, mquinas de

terraplenagem e ferramentas manuais comuns;

(segundo a Norma DNIT 106/2009-ES): compreende os solos de

resistncia ao desmonte mecnico inferior da rocha no

alterada, cuja extrao se processe por combinao de mtodos que

obriguem a utilizao do maior equipamento de escarificao exigido

contratualmente; a extrao eventualmente pode envolver o uso

de explosivos ou processo manual adequado. Esto includos nesta

categoria os blocos de rocha de volume inferior a 2 m e os

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mataces ou pedras de dimetro mdio compreendido entre 0,15 m e

1,00 m.

Talude em material de 2 categoria

c) 3 categoria

(segundo o Manual de Implantao Bsica do DNIT): rocha com

resistncia penetrao mecnica superior ou igual do granito e

blocos de rocha de volume igual ou superior a 1 m, cuja extrao

e reduo, para tornar possvel o carregamento, se processam com o

emprego contnuo de explosivo.

(segundo a Norma DNIT 106/2009-ES): compreende os

materiais com resistncia ao desmonte mecnico equivalente rocha

no alterada e blocos de rocha com dimetro mdio superior a 1,00

m, ou de volume igual ou superior a 2 m, cuja extrao e

reduo, a fim de possibilitar o carregamento, se processem com o

emprego contnuo de explosivos.

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Talude em material de 3 categoria

A definio de cada categoria de solo em todos os segmentos da

rodovia a ser terraplenada, aliada ao produto dos estudos geotcnicos

da rodovia, faz com que os materiais a serem utilizados na

terraplenagem sejam precisamente caracterizados, em termos de

todos os parmetros geotcnicos, atendendo, assim, a um dos

objetivos do projeto de terraplenagem.

1.2.2. Distribuio de massas

No processo de confeco do projeto de terraplenagem, cabe agora,

ao projetista, definir o destino de cada solo escavado na rodovia. A

partir da origem e do destino de cada material possvel quantificar

as distncias de transporte de cada volume terraplenado, atendendo

a outro objetivo do projeto de terraplenagem, que a confeco de

um quadro de distribuio de materiais. Vamos ver agora como

conseguir esse objetivo!

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Variaes Volumtricas dos Solos

Pessoal, para ns conseguirmos compactar 1 m de solo, quantos

metros cbicos so necessrios escavar? E, quantos metros cbicos

so necessrios transportar? A pergunta pode parecer simples, mas a

resposta nem tanto!

Um material a ser terraplenado, possuidor de uma massa m, ocupa

no corte de origem um volume Vcorte. Ao ser escavado, esse material

sofre um desarranjo em suas partculas, de forma que a mesma

massa passa a ocupar um volume Vsolto. Finalmente, aps ser

descarregado e submetido a um processo mecnico de compactao,

o material ocupar um terceiro volume Vcomp. Para os solos

terraplenados, prevalece a seguinte relao:

Vsolto>Vcorte>Vcomp

Assim, em se tratando da mesma massa m, podemos concluir que:

Dcomp>Dcorte>Dsolto

Nota-se, portanto, que o material compactado no aterro ter uma

densidade final superior quela do seu local de origem e,

consequentemente, ocupar um volume menor do que o ocupado

originalmente.

O valor dessas densidades intrnseco a cada solo, e deve ser

determinado a partir dos ensaios de compactao realizados durante

os estudos geotcnicos do projeto. Desse modo, para cada solo ter-

se- uma relao entre os volumes de corte e os volumes

compactados.

Para fins de simplificao dos clculos durante o projeto, o DNIT

admite que o projetista considere uma relao mdia entre essas

densidades.

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Assim, para materiais de 1 categoria, o DNIT adota, de forma

generalista, a seguinte relao:

Densidade compactado = 1,3 x Densidade corte

Densidade compactado = 1,6 x Densidade solto

Ou ento,

Volume corte = 1,3 x Volume compactado

Volume transportado = 1,6 x Volume compactado

Essas relaes j incluem o percentual de perdas no transporte, da

ordem de 5%.

A figura a seguir ilustra essa situao:

Variaes volumtricas dos solos segundo o DNIT

Dentro desse contexto, surgem trs coeficientes comumente

aplicados para se efetuar a converso dos volumes de solos, so eles:

a) Fator de Empolamento a relao entre o volume solto e o

volume no corte.

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b) Fator de Contrao - a relao entre o volume compactado e o

volume no corte.

c) Fator de Homogeneizao - a relao entre o volume no corte

e o volume compactado.

Diagrama de Brckner

O diagrama de massas ou de Brckner facilita sobremaneira a anlise

da melhor distribuio dos materiais escavados. Essa distribuio visa

a definir a origem e o destino dos solos e rochas objetos das

operaes de terraplenagem, e obtida a partir da tabela dos

volumes acumulados (ver figura a seguir), que serve como base para

construo do diagrama.

Uma observao importante que deve ser feita nessa planilha, que

os volumes de aterro no se referem ao volume compactado, mas

sim, referem-se aos volumes de corte necessrio para compactar os

respectivos volumes de aterro de cada estaca. Assim, os volumes de

aterro j devem considerar o fator de homogeneizao como

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conversor dos volumes de aterro em volumes de corte. Ou seja,

vamos supor que em uma determinada estaca, o volume de aterro

seja de 400 m. Para podermos realizar o aterro nessa estaca,

necessitaremos de um volume maior de corte, no 400 m, mas sim,

(400 m x Fh), que o volume a ser inserido na coluna dos aterros,

onde Fh indica o fator de homogeneizao do material a ser

compactado.

Feita essa observao, vamos conhecer o Diagrama!

Para a construo do diagrama, calculam-se inicialmente as

chamadas ordenadas de Brckner. Essas ordenadas correspondem

aos volumes de cortes (convencionalmente positivos) e aterros

(convencionalmente negativos) acumulados a cada estaca. A

somatria dos volumes feita a partir de uma ordenada inicial

arbitrria.

No caso de sees mistas, as ordenadas de Brckner consideram

apenas a diferena entre os volumes de corte e aterro, haja vista que

essa diferena representa o volume disponvel para ser movimentado

ao longo da rodovia. O mesmo no acontece com os volumes de

compensao lateral, os quais so desconsiderados no clculo das

ordenadas de Brckner.

O exemplo a seguir ilustra a situao:

Estaca

Volume

Corte

(m)

Volume

Aterro

(m)

Compensao

Lateral (m)

Ordenada

de

Brckner

1 100 200 100 -100

2 150 0 0 50

3 200 40 40 210

4 0 100 0 110

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As ordenadas calculadas so impressas, de preferncia sobre uma

cpia do perfil longitudinal do projeto. No eixo das abscissas

indicado o estaqueamento da rodovia, e no eixo das ordenadas,

numa escala adequada, os valores acumulados para as ordenadas de

Brckner, seo a seo. Os pontos assim marcados, unidos por uma

linha curva, forma o Diagrama de Brckner.

A figura a seguir apresenta o perfil longitudinal de um trecho de

rodovia e o digrama de massas correspondente.

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Vale destacar que o diagrama de massas no um perfil, ou seja, a

forma do diagrama de massas no guarda relao direta com a

topografia do terreno.

Como mostra a figura anterior, todo trecho ascendente do

diagrama corresponde a um trecho de corte (ou de sees

mistas com predominncia de corte). Alm disso, todo o trecho

descendente do diagrama corresponde a um trecho de aterro

(ou de sees mistas com predominncia de aterros em sees

mistas).

Vale observar tambm que inclinaes muito elevadas das linhas do

diagrama indicam grandes movimentos de terra, seja em corte

(ascendente) ou em aterro (descendente).

Os pontos notveis do grfico so, da mesma forma, muito

importantes. Os pontos de mximo correspondem passagem de

corte para aterro, e os pontos de mnimo correspondem

passagem de aterro para corte.

A partir do diagrama, pode-se calcular o volume de terra entre duas

estacas. Esse volume obtido a partir da diferena de ordenadas

entre dois pontos do diagrama.

Vo

lum

es A

cum

ula

do

s

VA A

VB B

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00000000000 - DEMO



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Assim, o volume entre os pontos A e B da figura anterior

representado pela diferena (VA - VB), representando um trecho em

aterro, j que o grfico est numa trajetria descendente.

Alm disso, qualquer linha horizontal traada sobre o diagrama

determina trechos de volumes compensados (volume de corte =

volume de aterro corrigido), conforme veremos a seguir.

Segundo a figura acima, entre o ponto C e o ponto D tem-se um

segmento em corte, cujo volume (VD VC). Entre o ponto D, e o

ponto E, tem-se um trecho em aterro, cujo volume (VD VE), que

igual a (VD VC). Portanto, entre os pontos C e E tm-se volumes

compensando-se longitudinalmente.

Esta horizontal, por conseguinte, chamada de linha de

compensao (ou linha de terra). A medida do volume dada pela

diferena de ordenadas entre o ponto mximo ou mnimo do trecho

compensado e a linha horizontal de compensao.

Dentro desse conceito, a posio da onda do diagrama em relao

linha de compensao indica a direo do movimento de terra. Ondas

positivas (linha do diagrama acima da linha de compensao) indicam

o transporte de terra no sentido crescente do estaqueamento da

Vo

lum

es A

cum

ula

do

s

VD D

Linha de compensao VC = VE E

C

00000000000

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29

estrada. Ondas negativas indicam transporte no sentido contrrio ao

estaqueamento.

Importante observar ainda, que a rea compreendida entre a curva

do diagrama e a linha de compensao mede o momento de

transporte da distribuio considerada.

Define-se Momento de Transporte como o produto dos volumes

transportados pelas distncias mdias de transporte:

Momento (m x km) = Volume (m) x DMT (km)

A distncia mdia de transporte (DMT) de cada distribuio pode ser

considerada como a base de um retngulo de rea equivalente do

segmento compensado e de altura igual mxima ordenada desde

segmento. Vejamos a figura a seguir.

Vo

lum

es A

cum

ula

do

s

Linha de compensao

Linha de compensao

Sentido do transporte

Sentido do transporte

rea = Momento de Transporte DMT

Vo

lum

es A

cum

ula

do

s

Linha de compensao

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00000000000 - DEMO



30

Quando executado um transporte de solo de um corte para um

aterro, as distncias de transporte se alteram a cada viagem, sendo

necessria, portanto, a determinao de uma distncia mdia de

transporte, que dever ser igual distncia entre os centros de

gravidade dos trechos de cortes e aterros compensados.

Resultados do Diagrama

Existem vrias maneiras de se executar uma distribuio de massa

em um projeto de terraplenagem. Cada uma das alternativas

corresponder a uma distncia mdia de transporte global e, por

conseguinte, um determinado custo de terraplenagem. Logo, um

projeto racional de terraplenagem dever indicar a melhor

distribuio de terras, de maneira que a distncia mdia de

transporte e o custo das operaes de terraplenagem sejam

reduzidos a valores mnimos.

Mas, como conseguir isso com o diagrama de Brckner? Resposta:

por meio do lanamento racional de diversas linhas de compensao

dentro do Diagrama de Brckner!

Vamos mostrar um exemplo para vocs para podermos entender

melhor. Vejamos o diagrama a seguir, com uma soluo otimizada de

distribuio.

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00000000000 - DEMO



31

Entre os pontos A e C, C e E, E e G, e H e J traamos linhas de

compensao. De forma que:

De A a B temos um segmento em aterro com volume de 1500 m

ajustados. Entre os pontos B e C temos um corte com volume

tambm de 1500 m, havendo, pois, uma compensao.

O momento de transporte igual a 1500 m x km, o que implica

dizer que a distncia de transporte de 1 km (1500 m x km / 1500

m) para essa compensao.

Seguindo esse mesmo raciocnio, a distncia de transporte na

compensao entre os pontos C e E igual a 0,85 km, ou 850 m,

entre os pontos E e G igual a 1 km, e, entre os pontos H e J igual

a 1,1 km. Tentem chegar tambm a esses resultados!

Percebam que entre os pontos G e H surgiu um descompasso entre

as linhas de compensao. Essa descontinuidade representa um

Vo

lum

e s

Acu

mu

lad

os

(m)

3800

2000

1500

4500

A

B

C

D

E

F

G

H

I

J 1700

rea=1500

rea=1700

rea=4500

rea=2310

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32

segmento em corte, j que um segmento ascendente. S que entre

esses dois pontos, no h compensao, ou seja, nenhum aterro ir

receber esse solo, pois os demais pontos j sofreram compensao.

Sendo assim, o volume entre os pontos G e H (1700 m) ter que ser

conduzido para um bota-fora.

As linhas de compensao podem ser traadas de diversas formas em

um diagrama de Brckner. A escolha das melhores linhas que

propiciar a distribuio de massas mais eficiente possvel.

Vejam pelo diagrama abaixo como a mesma situao pode ser

elaborada de forma antieconmica.

Nesse caso, entre os pontos A e B teremos um volume de aterro sem

compensao, isso significa a necessidade de obtermos uma caixa de

emprstimo para abastecer esse segmento, com volume na ordem de

1.500 m.

Vo

lum

e s

Acu

mu

lad

os

(m)

3800

2000

1500

4500

A

B D

C

E

G

H

I 1700

F

00000000000

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33

Entre os pontos F e G teremos um volume de corte sem

compensao, isso significa a necessidade de obtermos um bota-fora

com volume na ordem de 3.200 m, ou um bota-fora com volume de

1.700m, e transportar esse solo at o segmento AB, por meio de

uma relevante distncia mdia.

Planilha de ORIGEM-DESTINO

O resultado da distribuio de massas a planilha de origem

destino dos materiais, conforme o exemplo a seguir.

Em sequncia, elabora-se, para todo o trecho, o Resumo da

Movimentao de Terras, conforme o modelo a seguir.

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34

Por essa planilha, cada servio de escavao, carga e transporte

discriminado por intervalos de DMT, e por categorias de material.

O resultado a obteno de todos os quantitativos de servios de

terraplenagem, o que faz cumprir um dos objetivos do projeto de

terraplenagem, conforme vimos no incio desta aula.

1.2.3. Definio de jazidas

Como vimos na Aula 4, os estudos geotcnicos possuem, como um de

seus objetivos, a avaliao da ocorrncia de jazidas de emprstimos

para o aproveitamento no projeto de terraplenagem.

Ao final dos estudos, cumpre ao projeto de terraplenagem selecionar

as jazidas que sero utilizadas, devendo-se avaliar tanto os critrios

tcnicos quanto econmicos.

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35

Ao passo que desejvel a utilizao de jazidas com timos

resultados de CBR e expanso, no se pode abrir mo de grandes

custos para que essas jazidas sejam aproveitveis.

As jazidas consideradas aptas pelos estudos geotcnicos sero

utilizadas para realizar a compensao de volumes em segmentos

onde isso no seja possvel, conforme visto no diagrama de Brckner.

Paralelamente a isso, no se pode afastar o atendimento s

condicionantes ambientais, as quais impem tambm a necessidade

de recuperar as reas degradadas nas jazidas de emprstimos,

implicando, tambm, em custos adicionais.

As reas destinadas a bota-fora tambm devem ser determinadas

pelo projeto de terraplenagem. Elas sero utilizadas para depositar o

volume de solo excedente na distribuio de massas.

1.3. Compactao dos Aterros

Introduo

O aterro definido como segmento de rodovia cuja implantao

requer depsito de materiais provenientes de cortes e/ou de

emprstimos, no interior dos limites das sees de projeto (offsets)

que definem o corpo estradal.

Em outras palavras, o aterro ocorre quando a cota projetada da

rodovia supera a cota do terreno natural em um determinado

segmento especfico. Assim, para que se atinja a cota de projeto

nesse segmento necessrio adicionar camadas de solo compactado,

provenientes de cortes do prprio eixo estradal, ou ento, de

jazidas de emprstimo de solo localizadas nas proximidades da

rodovia.

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36

Seo Tpica de Aterro

Nesse contexto veremos a partir de agora, aspectos importantes

sobre a execuo dos aterros, de acordo com as normas existentes

no DNIT.

Caractersticas dos Solos aplicadas compactao

No tocante compactao de aterros, existem dois grandes grupos

de solo:

Solos coesivos So solos muito finos, com predominncia de silte2

e argila3. A coeso tem origem na capacidade desses solos em

absorver a umidade.

Na compactao dos solos coesivos, a funo da gua envolver as

partculas mais finas de solo, dotando-as de coeso. Qualquer

acrscimo de gua superior ao necessrio faz com que as partculas

se separem; o esforo de compactao, neste caso, utilizado para

expulsar a gua, procurando a reaproximao das partculas.

2 Solo constitudo de pequenas partculas de minerais diversos de tamanho de gros entre 0,05mm e 0,005mm. 3 Solo que apresenta caractersticas marcantes de plasticidade; quando suficientemente mido, molda-se facilmente em diferentes formas; quando seco, apresenta coeso bastante para formar torres dificilmente desagregveis presso dos dedos. O tamanho do seu gro inferior a 0,005mm.

1:1,5

Offset

Offset

Eixo Cota projetada

Cota natural

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37

Solos no coesivos (granulares) So solos com predominncia de

gros de rocha de tamanho varivel. A parte fina destes solos pode

ser arenosa ou siltosa. Exemplo: areias.

Nos solos granulares (arenosos), h predominncia de partculas

slidas que entram em contato entre si. Durante a compactao, a

gua funciona como lubrificante, facilitando a movimentao e o

entrosamento.

Aspectos Tericos sobre a Compactao

Teoricamente falando, a compactao o processo manual ou

mecnico de aplicao de foras destinadas a reduzir o volume do

solo at atingir sua densidade mxima. Entre outras razes, a

diminuio do volume deve-se a:

Melhor disposio dos gros do solo, permitindo aos menores

ocupar os espaos deixados pelos maiores;

Diminuio do volume de vazios pela nova arrumao do solo;

Utilizao da gua como lubrificante.

Cabe ainda considerar que essa reduo de volume pela compactao

possvel at determinado ponto, onde a maior parte das partculas

entra em contato umas com as outras, ocasionando uma quantidade

mnima de vazios.

Mecnica da compactao

Em resumo, para realizar a compactao de um solo, necessrio:

(1) equipamento adequado que fornea a energia de compactao

(rolos compactadores) e (2) gua natural ou adicionada, para servir

como lubrificante entre as partculas slidas.

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38

Porm, cada tipo de solo possui um processo de compactao mais

eficiente. Assim, so conhecidos quatro processos fundamentais de

compactao:

a) Por compresso o esforo proveniente da aplicao de uma

fora vertical, de maneira constante, o que provoca o deslocamento

vertical do solo. Este deslocamento permite uma melhor arrumao

das partculas, objetivando sempre a diminuio do volume de vazios.

b) Por amassamento consiste na aplicao simultnea de foras

verticais e horizontais provenientes do equipamento utilizado. Esta

ao simultnea de foras conseguida pelos rolos compactadores

onde os esforos horizontais da trao so somados aos verticais do

peso do rolo. Esse processo de compactao o adequado para os

solos coesivos. (ex. rolo p de carneiro, rolo de pneus etc.).

c) Por impacto consiste na aplicao de foras verticais,

provocando impacto sobre a superfcie em que aplicada, com

repetio at de 500 vezes por minuto (ex.: compactador manual).

d) Por vibrao quando a aplicao das foras verticais se d com

uma frequncia de repetio acima de 500 golpes por minuto. Esse

processo de compactao o adequado para solos arenosos. (ex.

rolo liso vibratrio).

e) Misto quando combinadas dois processos num mesmo

movimento (ex. rolo p-de-carneiro vibratrio).

Equipamentos de compactao

Os principais tipos de rolos compactadores so: p de carneiro,

esttico ou vibratrio; de pneus com presso fixa ou varivel; e liso,

esttico ou vibratrio.

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39

importante destacar que cada tipo de rolo tem suas caractersticas

especficas, o que os tornam adequados para cada tipo especfico de

solo, o que no invalida o seu uso em outros solos, desde que se leve

em conta a reduo do rendimento.

Para os rolos acima citados, as principais caractersticas so:

a) Rolos p de carneiro - Os rolos p de carneiro so mais

eficientes em solos coesivos (argilosos e siltosos), nos quais

necessrio aplicar altas presses para vencer a coeso do solo, com

as patas penetrando na parte mais profunda.

Devido a esta caracterstica, a compactao realizada de baixo para

cima, possibilitando um grau de compactao uniforme em toda a

espessura.

A camada solta pode ter uma espessura at 25% maior do que a

altura da pata, que da ordem de 20 cm. medida que o solo

compactado, a profundidade em que a pata penetra vai diminuindo,

at o ponto em que o rolo praticamente passeia. A eficincia do rolo

termina nos ltimos 5,0 cm da camada, sendo, da em diante,

improdutiva a sua utilizao.

Os rolos p de carneiro no devem ser utilizados na

compactao de solos granulares ou de pouca coeso, pois seu

efeito praticamente nulo.

Nos casos de solos em que haja a mistura de argila e areia, o rolo p-

de-carneiro deve ser aplicado com vibrao, havendo, portanto, uma

compactao mista nesses casos: por amassamento, e ao mesmo

tempo por vibrao.

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40

Rolos p de carneiro realizando a compactao

b) Rolos de pneus - Podem ser classificados em leves, mdios e

pesados. O nmero de pneus e a rea de contato so de grande

importncia no valor da presso efetiva de compactao.

Este tipo de rolo o mais verstil e pode ser utilizado na maioria dos

solos (misturas de areia, silte e argila), pelas vantagens do efeito de

amassamento produzido pelos pneus. No entanto, possui boa

eficincia em solos de granulao fina arenosa (misturas de areia

com silte ou argila).

Devido ao resultante da distribuio de presses pelos pneus e o

efeito do amassamento, a compactao se d em toda a espessura

da camada, com a particularidade de deixar a superfcie totalmente

fechada (selada).

c) Rolos lisos vibratrios - So rolos metlicos dotados de um

sistema vibratrio, que permite aplicar ao solo determinado nmero

de golpes por minuto (frequncia).

Este tipo de rolo de alta eficincia principalmente para solos

granulares, arenosos. Sua eficincia se traduz numa rpida

arrumao dos gros, atingindo em pouco tempo a densidade

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41

mxima. O seu emprego, porm, est condicionado correta

utilizao das vibraes transmitidas ao solo.

Os rolos lisos estticos so de pouca aplicao em terraplenagem. O

efeito de compactao destes rolos dado de cima para baixo,

provocando, em certos casos, o aparecimento de uma camada

superficial compactada deixando a parte mais profunda parcialmente

solta.

Resumo:

A figura a seguir resume a aplicao de cada rolo para cada tipo de

solo:

1.3.1. Aterros sobre solos com baixa

capacidade de suporte

Em algumas situaes peculiares impostas pela geologia regional, o

projetista de terraplenagem pode se deparar com problemas nas

fundaes dos aterros. Esses problemas dizem respeito ocorrncia,

nos terrenos de fundao, de solos possuidores de baixa resistncia

de suporte, incapazes de resistir s presses exercidas pelos aterros

sem apresentar rupturas ou deformaes apreciveis.

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42

Esses solos normalmente so formados pela presena direta da gua

(banhados), gerando materiais com forte contribuio orgnica e de

pssimo comportamento geotcnico.

Admitindo-se como premissas bsicas que os solos ocorrentes nos

terrenos de fundao de um determinado aterro a ser construdo so

efetivamente moles e que qualquer mudana de traado seria

impraticvel, podem ser cogitados diversos procedimentos especiais,

com vistas viabilizao tcnica da construo do aterro projetado.

1 Soluo: Remoo da camada de solo mole

Trata-se de procedimento executivo bastante recomendvel,

principalmente par remoes com altura inferior a 3,0 m. Essa

soluo consiste, em linhas gerais, na remoo da camada

problemtica por equipamentos escavadores especiais, substituindo-

se o volume resultante desta remoo por material de boa qualidade,

normalmente inerte ao da gua. Depois de ultrapassar o nvel

dgua, executa-se normalmente o aterro projetado.

2 soluo: Execuo de bermas de equilbrio

Esse procedimento consiste na execuo de aterro envolto por

banquetas laterais, gradualmente decrescentes em altura, de sorte

que a distribuio das tenses se faz em rea bem mais ampla do

que aquela que resultaria da utilizao de um aterro convencional.

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43

3 soluo: Execuo de aterros por etapas

Esse procedimento consiste em sobrepor ao terreno de baixa

resistncia ao cisalhamento, por sucessivas vezes, fraes do aterro

projetado. A cada nova deposio de material, o adensamento da

camada mole monitorado, at que a sua estabilidade permita a

adio da prxima camada de solo no aterro.

Esse processo repetido at que haja a estabilidade total do aterro,

permitindo, assim, o alcance das cotas de aterro projetadas.

4 Soluo: Execuo de drenos verticais

Essa soluo fundamentada no fato de que a remoo da gua

acelera o processo de adensamento da camada de solo de baixa

resistncia. Uma prtica a execuo de drenos verticais preenchidos

com areia, adequadamente dispostos em planta e seo transversal,

aos quais se sobrepe um colcho drenante, composto pelo mesmo

material. Posteriormente, segue-se a execuo sobre esse colcho de

parte do aterro, a qual exercer presso sobre o sistema, forando a

gua de saturao a atingir os drenos verticais, ascender por estes e

ser eliminada pela camada drenante.

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44

Na atualidade, os chamados geodrenos apresentam-se como uma

opo interessante em comparao aos drenos verticais de areia

convencionais.

Instalao dos Geodrenos

5 Soluo: Reforo de Terreno de Fundao com

Geossinttico

Essa tcnica consiste em aplicar sobre a superfcie do terreno de

fundao um geossinttico do tipo geotxtil, geoclula ou geogrelha.

Esse tipo de reforo atua na estabilidade do aterro e na reduo dos

deslocamentos laterais, mas sem nenhuma influncia significativa nos

recalques dos aterros.

As caractersticas principais desse geossinttico so a longa

durabilidade, a alta resistncia trao, e flexibilidade, tornando a

soluo bastante prtica e competitiva.

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45

Geossinttico aplicado como sobre a superfcie do terreno

2. Equipamentos de Terraplenagem

Os servios de terraplenagem, por sua natureza,

diversificao e magnitude, requerem um processo executivo

mecanizado, envolvendo a utilizao de uma variedade de

equipamentos pesados.

Podemos classificar os equipamentos de terraplenagem, de

acordo com a sua finalidade, da seguinte forma:

a) Unidades de trao (tratores);

b) Unidades escavoempurradoras;

c) Unidades escavotransportadoras;

d) Unidades escavocarregadoras;

e) Unidades de transporte;

f) Unidades aplainadoras;

g) Unidades compactadoras.

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46

As unidades de a a e so responsveis pelas quatro

operaes bsicas da terraplenagem: escavao, carga,

transporte e descarga. Essas operaes podem ser realizadas pelo

mesmo equipamento, ou por meio de uma equipe de equipamentos,

atuando em harmonia em busca da maior produtividade possvel

dentro de uma obra. As unidades f e g so responsveis pelas

operaes complementares de conformao e compactao do

terreno.

Nesse contexto, iremos falar mais detalhadamente sobre

cada tipo de equipamento.

2.1. Unidades de trao (tratores)

Os tratores so unidades autnomas, bsicas, as quais

executam a trao ou empurram outras mquinas, podendo receber

diversos implementos destinados a diferentes tarefas.

Assim, o trator pode ser montado sobre esteiras ou sobre

pneus, recebendo a denominao genrica de trator de esteiras e

trator de pneus, respectivamente.

Trator de esteiras e trator de pneus

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47

Caractersticas

Esses equipamentos possuem determinadas caractersticas

comuns:

a) Esforo trator: a fora que o trator possui na barra de

trao (no caso de esteiras) ou nas rodas motrizes (no caso de

tratores de rodas), para executar as funes de rebocar ou de

empurrar outros equipamentos ou implementos;

b) Velocidade: a velocidade de deslocamento da mquina,

que depende, sobretudo, do dispositivo de montagem, sobre esteiras

ou sobre rodas;

c) Aderncia: a maior ou menor capacidade do trator de

deslocar-se sobre diversos terrenos ou superfcies revestidas, sem

haver a patinagem da esteira (ou dos pneus) sobre o solo (ou

revestimento) que o suporta;

d) Flutuao: a caracterstica que permite ao trator

deslocar-se sobre terrenos de baixa capacidade de suporte, sem

afundamento excessivo da esteira, ou dos pneus, na superfcie que o

sustenta;

e) Balanceamento: a qualidade que deve possuir o trator,

proveniente de uma boa distribuio de massa e de um centro de

gravidade a pequena altura do cho, dando-lhe boas condies de

equilbrio, sob as mais variadas condies de trabalho.

Com base nessas caractersticas, podemos estabelecer uma

comparao entre os tratores de pneus e os tratores de esteiras.

Os tratores de esteiras apresentam uma melhor aderncia

em comparao com os tratores de pneus. Essa vantagem

propiciada por salincias contidas nas esteiras. A consequncia disso

a possibilidade de o trator de esteiras deterem uma grande

capacidade de esforo trator.

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48

Melhor explicando, no caso dos tratores de rodas, em

funo da aderncia limitada, de nada adiantaria o trator de pneus

possuir um grande esforo trator, pois a aplicao dessa trao iria

implicar na patinao das rodas, impossibilitando o aproveitamento

dessa grande potncia. Desse modo, a aderncia um fator limitante

para a trao dos tratores de pneus.

Portanto, como o trator de esteiras possui uma boa

aderncia, isso possibilita a esse equipamento dotar de um maior

esforo trator.

Esteiras, com detalhe para as salincias que possibilitam uma melhor aderncia.

As esteiras tambm possuem uma qualidade importante que

a baixa presso exercida no solo. Enquanto que a presso de

contato das esteiras da ordem de 0,6 kg/cm, a presso de contato

dos pneus prximo a 4,5 kg/cm. A consequncia disso a melhor

flutuao do trator de esteiras em comparao ao trator de pneus.

Uma desvantagem importante dos tratores de esteiras a

baixa velocidade de deslocamento (no mximo 10 km/h) em

comparao capacidade dos tratores de pneus (at 70 km/h). Como

consequncia, os tratores de pneus so mais utilizados em trabalhos

de longas distncias.

Por fim, quanto ao balanceamento, tanto o trator de esteiras

quanto o trator de pneus possuem um bom desempenho, impedindo

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49

que haja o tombamento desses equipamentos sob as mais adversas

condies de carga e rampa.

Utilizao

Como vimos, os tratores de esteiras e os tratores de pneus

possuem caractersticas diferentes, por isso, seus campos de

aplicao so diferenciados.

Os tratores de esteiras so indicados para servios que

requerem elevados esforos de trao, com rampas de grande

declividade, ou para servios em terrenos de baixa capacidade de

suporte, no importando o fator velocidade.

Os tratores de pneus so indicados para servios de

terrenos de baixa declividade, com boas condies de suporte e

aderncia, quando, consequentemente, pode-se aproveitar a boa

velocidade empregada por esses equipamentos.

Como dissemos anteriormente, os tratores so unidades

autnomas e bsicas. Ou seja, sua utilizao nos servios de

terraplenagem depende de determinados implementos que

transformam os tratores em unidades escavoempurradoras,

escavocarregadoras, aplainadoras ou compactadoras.

Sem os implementos, os tratores so limitados a pequenos

servios auxiliares, como o reboque de pequenas carretas, o

desatolamento de caminhes ou rebocar a grade de discos.

Sobre essa ltima aplicao, a funo da grade de discos

homogeneizar a umidade do solo, visando obter boa qualidade na

compactao, conforme a imagem a seguir:

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50

Trator agrcola rebocando uma grade de discos

Como esse tipo de servio executado em aterros, de

pequenas declividades, com boa capacidade de suporte e aderncia,

o trator de pneus o equipamento mais indicado para esse servio,

quando a velocidade de deslocamento contribui bastante para a boa

produtividade do servio.

Vamos falar agora dos demais equipamentos!

2.2. Unidades Escavoempurradoras

Para os tratores de pneus, e, principalmente para os

tratores de esteiras, so convencionalmente implantadas lminas que

fazem desses equipamentos unidades escavoempurradoras.

Sendo assim, com a implantao da lmina o equipamento

passa a se chamar trator de esteiras (ou de pneus) com lmina ou

buldozer, sendo destinados funo de escavao dos solos4 na

terraplenagem. Em alguns desses tratores so tambm

implementados os escarificadores, cujo objetivo facilitar o trabalho

de escavao em solos mais duros5. Alm disso, os tratores de

4 http://www.youtube.com/watch?v=6LVbK4KP99I 5 http://www.youtube.com/watch?v=h_HWiPC8_LM

00000000000

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51

esteiras com lmina so utilizados tambm nas operaes de

desmatamento e limpeza da camada vegetal existente nas reas

onde se implantar a rodovia.

Trator de esteiras com lmina

Os servios de escavao realizados por tratores com lmina

so realizados em terrenos com grande dificuldade de suporte e

aderncia, sendo, portanto, indicada a utilizao de tratores de

esteiras, e no pneus, para esses servios.

2.3. Unidades Escavotransportadoras

As unidades escavotransportadoras realizam as quatro

operaes bsicas da terraplenagem: escavao, carga, transporte e

descarga de solos de consistncia mdia a distncias mdias. So

representados por dois tipos bsicos: o scraper rebocado, o moto-

scraper ou scraper automotriz.

escarificador

lmina

esteira

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52

Scraper Rebocado

O scraper rebocado uma caamba montada sobre dois

eixos com pneumticos, normalmente tracionado por trator de

esteiras. Possui a mesma funo dos moto-scrapers, com a diferena

de que o moto-scraper autopropulsado, e o scraper rebocado por

um trator de esteiras ou de pneus.

Como esses equipamentos so recomendados para

condies especficas, em relao distncia de transporte,

consistncia e caracterstica do terreno, no comum observar a

utilizao do scraper rebocado nas obras de terraplenagem

atualmente.

Scraper rebocado

Princpio de funcionamento

A escavao do solo pelo scraper feita por uma lmina de

corte, que entra em contato com o terreno pelo abaixamento da

caamba do scraper.

Ao se deslocar, o scraper carrega o solo escavado em sua

caamba. Essas operaes de escavao e carga so as que exigem

um maior esforo trator.

Feito o carregamento, cumpre ao scraper tambm o

transporte do solo at o local de destino, cuja distncia, como vimos

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53

deve ser limitada para que se possa ter uma boa produtividade do

servio.

Por fim, a descarga realizada pelo equipamento com o

auxlio de um ejetor, o qual se desloca dentro da caamba e ajuda a

sada do material. Em pequenos equipamentos, essa descarga pode

ser efetuada pela basculagem da caamba6.

Moto-scraper

O moto-scraper ou scraper automotriz um scraper, s que

unido com um rebocador motorizado, de pneus, unido por meio de

um ou dois eixos. Assim como o scraper rebocado, o moto-scraper

executa a escavao, a carga, o transporte e a descarga dos solos.

Esse equipamento possui um bom desempenho e produo

em distncias pequenas de transporte, que variam entre 200 e 500

metros. Existem trs tipos de moto-scrapers: o convencional, o

autocarregvel e o push-pull.

O moto-scraper convencional7, apesar de ter um motor

prprio para a trao, no dispensa o auxlio de um trator de esteiras

para efetuar a escavao do material, pois, caso contrrio, o moto-

scraper no consegue realizar a escavao num tempo razovel, alm

de poder sofrer dificuldade na trao e at mesmo a paralisao do

motor por falta de torque.

6 http://www.youtube.com/watch?v=LroCvExqr2M 7 http://www.youtube.com/watch?v=cFQAh1p36no

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Moto-scraper auxiliado por um trator de esteiras

O moto-scraper autocarregvel procura suprir essa

necessidade de auxlio do trator de esteiras em algumas condies de

trabalho. Esse tipo de moto-scraper possui uma fora motriz tambm

no scraper, propiciando uma maior fora de escavao ao

equipamento com a utilizao de dois motores.

J o moto-scraper push-pull consiste no encaixe de dois

moto-scrapers que se ajudam mutuamente na operao de

escavao e carga, sem a necessidade de outro equipamento auxiliar.

2.4. Unidades escavocarregadoras

Essas unidades so representadas por equipamentos que

tem a capacidade de escavar e carregar o material at as unidades

transportadoras.

Os equipamentos que possuem essa capacidade so as

carregadeiras, as escavadeiras, e as retroescavadeiras.

Carregadeiras

As carregadeiras podem ser montadas sobre esteiras,

entretanto, a forma mais comum a montagem sobre pneus. Uma

vantagem das carregadeiras sobre pneus a maior agilidade no

carregamento.

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A operao da carregadeira (tambm chamada de p-

carregadeira) garantida pela caamba frontal do equipamento, onde

feita a escavao, carga e descarga do material na unidade

transportadora.

Importante destacar que as carregadeiras tm a

capacidade, apenas, de fazer a escavao de materiais soltos8 ou a

escavao de materiais de pouca resistncia. Sendo assim,

normalmente, nas operaes de terraplenagem em que so

empregadas as carregadeiras, a escavao do material realizada

pelo trator de esteiras, e o carregamento, pela carregadeira.

Carregadeira de pneus

Escavadeiras

As escavadeiras (ou escavadeiras hidrulicas) so

equipamentos destinados a realizar a escavao e carga dos

materiais at as unidades transportadoras, assim como as

carregadeiras. Entretanto, o poder de escavao da escavadeira

muito superior ao da carregadeira. 8 http://www.youtube.com/watch?v=uwZzdnQqStg

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Observao: alguns autores denominam a escavadeira

hidrulica como retroescavadeira, haja vista que o processo de

escavao feito para trs, da o nome retro. Entretanto, utilizamos

nesta aula a denominao adotada pelo DNIT em suas referncias.

As escavadeiras podem ser montadas sobre esteiras (mais

comum) ou sobre pneus.

Uma das vantagens das escavadeiras hidrulicas a

capacidade de trabalhar sobre qualquer terreno, pois um

equipamento que trabalha praticamente parado, utilizando-se de seu

eixo giratrio, que possibilita ao equipamento um giro de 360 sobre

seu eixo.

Alm disso, podem ser equipadas com diferentes lanas:

a) shovel (concha) - possuem a capacidade de fazer a

escavao em taludes de cortes altos, sendo esse seu emprego

especfico em terraplenagem9.

Escavadeira hidrulica com concha

9 http://www.youtube.com/watch?v=fmC2bvznvkw&feature=related

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b) drag-line (draga de arrasto) possui uma lana

diferente, em forma de trelia, e uma caamba que possibilita ao

equipamento, a dragagem de cursos dgua, lagos, atoleiros, e a

raspagem em terras pouco consistentes e escavao de solos em

nvel bastante inferior ao do equipamento10. Porm, a escavadeira do

tipo drag-line no um equipamento comum de ser usado em

rodovias.

Escadeira hidrulica do tipo drag-line

c) clamshell (mandbulas) as escavadeiras com a lana

do tipo trelia podem tambm possuir uma concha na forma de

mandbula, cuja funo efetuar a escavao e o carregamento de

materiais soltos. A escavao se faz pela queda da caamba e

posteriormente pelo fechamento das mandbulas, de modo que a

remoo do material avana verticalmente em profundidade.

Por ser um implemento fechado nos quatro lados, o

clamshell apropriado para a escavao dentro dgua11, sendo,

tambm, pouco utilizado em rodovias.

10 http://www.youtube.com/watch?v=MnpIGzUSnYk 11 http://www.youtube.com/watch?v=cOClO-zYWV0

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Retroescavadeiras

J as retroescavadeiras so equipamentos bastante

versteis, montados sobre rodas, e que possuem dois implementos:

(1) uma lana com concha do tipo shovel, e (2) uma concha

carregadeira.

Retroescavadeira

Em obras rodovirias, esse equipamento bastante

utilizado na escavao de valas para a implantao de drenos

profundos, sendo pouco utilizado nas operaes de terraplenagem

propriamente ditas.

2.5. Unidades de Transporte

As unidades transportadoras so utilizadas na

terraplenagem quando as distncias de transporte so de tal

grandeza que o emprego de moto-scraper ou scraper rebocado se

torna antieconmico para transportar o material.

Assim, para grandes distncias, deve-se optar pelo uso de

equipamentos mais rpidos, de baixo custo e com maior produo.

concha

carregadeira

lana com

concha

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Para esses casos, so utilizados, basicamente, os caminhes

basculantes comuns e os caminhes basculantes fora-de-estrada.

Alm disso, so utilizados caminhes do tipo tanque, para o

transporte de gua, conforme veremos a seguir.

Caminhes Basculantes

Os caminhes basculantes so equipamentos destinados ao

transporte de solos e at de pedras. Esses equipamentos so usados

com maior eficincia quando as distncias de transporte so grandes,

isto , quando so superiores a 1.000m, preferencialmente superiores

a 5 km. O solo transportado pelo caminho pode ser carregado por

carregadeiras, por escavadeiras ou at por retroescavadeiras em

alguns casos.

Caminhes basculantes

Caminhes Basculantes Fora-de-estrada

Os caminhes basculantes fora-de-estrada so caminhes

de estrutura reforada, que se destinam a trabalhos muito pesados e

em condies muito severas. So utilizados, principalmente, para o

transporte de pedras.

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Caminho basculante fora-de-estrada

Caminhes Tanque

Os caminhes tanque (pipas) so caminhes utilizados no

umedecimento dos solos durante o processo de compactao.

Caminho tanque

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2.6. Unidades Aplainadoras

Os equipamentos estudados at agora so utilizados nas

operaes bsicas de terraplenagem: escavao, carga, transporte e

descarga. Porm, os servios de terraplenagem no se limitam a

essas operaes.

So importantes, tambm, as operaes de conformao e

compactao.

As unidades aplainadoras atuam na operao de

conformao, ou seja, essas unidades so especialmente empregadas

no acabamento da terraplenagem (etapa final), isto , as operaes

de conformao do terreno ao greide final de projeto, que

representam o ajuste fino da geometria da via conforme o

estabelecido pelo projeto.

O equipamento que possui essa funo denominado

motoniveladora, e, ao final das operaes de terraplenagem, efetua a

operao de regularizao do subleito, necessria para a execuo do

pavimento da rodovia.

Como principais caractersticas, esses equipamentos

apresentam grande mobilidade da lmina de corte e preciso de

movimentos, o que possibilita seu posicionamento nas situaes mais

diversas.

Sua lmina, que na maioria das operaes trabalha em

posio horizontal12, possui uma facilidade de movimentao que

permite o posicionamento da lmina inclusive para fora do

equipamento, possibilitando, assim, a regularizao de taludes13.

Alm disso, so equipados com escarificadores que podem facilitar o

trabalho em solos mais duros. 12 http://www.youtube.com/watch?v=XTScm0bkLIY 13 http://www.youtube.com/watch?v=Kwgqf_X01dQ&feature=related

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Motoniveladora

2.7. Unidades Compactadoras

Essas unidades destinam-se a efetuar a operao

denominada compactao, isto , o processo mecnico de

adensamento dos solos.

Melhor explicando, os solos devem preencher certos

requisitos para que possam servir como suporte da rodovia, ou seja,

devem possuir certas propriedades que melhoram o seu

comportamento tcnico. Esse objetivo atingido de maneira rpida e

econmica por meio das operaes de compactao.

Como as caractersticas dos solos so variveis, as unidades

compactadoras apresentam diferenas entre si para melhor atender

s exigncias de compactao de cada tipo de solo.

Sendo assim, os diferentes equipamentos utilizados so os

rolos p de carneiro e os rolos lisos, que podem ser estticos ou

vibratrios. Alm disso, existem os rolos de pneus, que podem ser de

presso constante ou de presso varivel.

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Rolo p de carneiro

um dos mais antigos equipamentos empregados na

compactao dos aterros. Com ele obtm-se uma boa compactao

em grande parte dos solos onde empregado. Sua utilizao ideal

para solos coesivos (argila, por exemplo).

O rolo p de carneiro formado por um tambor oco, no qual

existem salincias de comprimentos variando entre 20 e 25 cm (ou

mais), denominadas patas, e que se posicionam em fileiras

desencontradas.

Rolo p de carneiro

Rolo Liso

Nos solos no coesivos, isto , que dispem de baixas

porcentagens de argila (solos arenosos), os rolos p-de-carneiro

mostram-se totalmente inadequados para efetuar a compactao,

pois apenas conseguem revolver o terreno, sem nenhum

adensamento.

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Assim, o rolo liso realiza a compactao dos solos no

coesivos a partir da passagem do rolo com certa vibrao que se

propaga pelo tambor at o terreno.

As frequncias empregadas oscilam entre 1000 a 4800

ciclos por minuto, sendo mais utilizadas, em geral, as mais baixas.

Verificou-se, tambm, experimentalmente, que os rolos lisos

vibratrios tm maior rendimento a baixas velocidades de

deslocamento, pois a compactao depende do tempo total em que

as oscilaes so aplicadas sobre a superfcie.

Pela inexistncia das patas, o rolo liso possui uma menor

superfcie de contato com o solo, e assim, a compactao no se

torna possvel em camadas muito espessas.

Rolo liso

Rolo de Pneus

Os rolos de pneus (ou pneumticos) so constitudos por

uma plataforma metlica, apoiada em dois eixos com pneumticos. O

nmero de pneumticos em cada eixo varivel, com um mnimo de

trs, at seis ou mais.

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Para melhor cobertura do terreno a ser compactado, as

rodas dos eixos so desencontradas em seu alinhamento, de maneira

que as do eixo traseiro correm nos espaos deixados pelas rodas do

eixo dianteiro.

O adensamento dos solos, no caso dos rolos pneumticos,

depende da presso de contato entre os pneus e o terreno. De modo

geral, quanto maior for a presso, maior facilidade h na obteno de

densidades elevadas. Todavia, h uma limitao imposta pela prpria

resistncia oferecida pela camada.

Rolo de pneus

Esses rolos, em terraplenagem, so indicados para a

compactao de solos de granulao fina arenosa.

Compactador Manual

So equipamentos munidos de motores de combusto

interna ou ar comprimido e dotados de uma placa vibratria ou um

soquete, atravs dos quais se realiza a compactao. Tambm so

conhecidos como sapo mecnicos.

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So empregados em reas restritas, onde no possvel o

uso do equipamento convencional de maior porte, como o caso de

reaterro de valas e compactao de material nas vizinhanas de

dispositivos facilmente danificveis pelo equipamento (poos de

visita, caixas, bueiros, etc.).

Compactador Manual

3. Especificaes de servios

Pessoal, neste item da aula vamos fazer um resumo dos principais

aspectos trazidos pelas normas do DNIT que regulamentam a

execuo dos principais servios de terraplenagem. Vamos l?!

3.1. Servios preliminares

Os servios preliminares de terraplenagem, segundo a norma DNIT

104/2009 ES, consistem em todas as operaes de preparao das

reas destinadas implantao do corpo estradal e das reas de

ocorrncias de material, pela remoo de material vegetal e outros,

tais como: rvores, arbustos, tocos, razes, entulhos, mataces, alm

de qualquer outro considerado como elemento de obstruo, como

linhas de transmisso de energia, de telefone, bem como cercas,

construes e outras benfeitorias.

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Desmatamento

A norma estabelece diversos condicionantes para execuo do

desmatamento, so eles:

O desmatamento deve ser realizado dentro dos limites de

offset da plataforma da rodovia, acrescidos de uma faixa

adicional mnima de operao, na largura em que seja

indispensvel a sua utilizao.

Nas reas destinadas a cortes, a camada de 60cm abaixo do

greide de projeto deve ficar totalmente isenta de tocos os

razes.

Nas reas destinadas a aterros, de altura inferior a 2,00 m,

a camada superficial do terreno natural contendo razes e

restos vegetais deve ser totalmente removida.

Nas reas destinadas a aterros, de altura superior a 2,00m,

o desmatamento deve ser executado de modo que o corte das

rvores fique, no mximo, nivelado ao terreno natural, no

havendo necessidade de destocamento14.

Para vegetao de porte reduzido, com dimetro mdio

inferior a 15 cm (medido a uma altura de 1,00 m do solo), o

desmatamento poder ser realizado, exclusivamente, com

tratores de esteiras. A medio desses servios de feita de

acordo com a rea desmatada.

No caso da vegetao de maior porte, de dimetro maior que

15 cm (medido a uma altura de 1,00 m) o processo demanda o

uso adicional de motosserras. Posteriormente, deve ser

procedido o destocamento, que consiste em remover os tocos

remanescentes. A medio desses servios realizada por

14 Operao de remoo total dos tocos e razes das rvores.

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unidade de rvore efetivamente destocada, considerando dois

grupos distintos: (1) rvores com dimetro entre 15 cm e 30

cm, e (2) rvores com dimetro superior a 30 cm.

Podem ser assinaladas ainda pela fiscalizao, rvores de

grande porte a serem preservadas. Nesse caso, as rvores so

transportadas para local determinado, visando posterior

aproveitamento.

Na operao de limpeza, quando o terreno for inclinado, o

trator deve trabalhar sempre de cima para baixo.

A apropriao dos custos do servio deve englobar, alm dos

custos de desmatamento e destocamento, as operaes

referentes remoo/transporte/deposio e respectivo

preparo e distribuio, no local de bota-fora, do material

proveniente do desmatamento, do destocamento e limpeza,

incluindo-se, tambm, as operaes referentes preservao

ambiental.

Outros elementos a serem removidos

Quanto remoo de outros elementos, a norma DNIT 104/2009

ES estabelece o seguinte:

Com relao s linhas de transmisso, o servio normalmente

executado pelas prprias empresas concessionrias, e nenhuma

ao deve ser tomada sem a autorizao dessas empresas.

A remoo de construes ou outras benfeitorias

depender do estgio do processo de desapropriao.

No caso de remoo de cercas, deve-se sempre construir

primeiro a nova cerca, antes de remover a antiga, visando

evitar estragos em plantaes ou pastagens, ou ainda, sada de

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animais para a faixa de domnio, trazendo perigo ao trnsito de

equipamentos.

Todos os servios preliminares executados devem guardar

consonncia com as normas ambientais, com o projeto de

engenharia, com o Plano Bsico Ambiental, alm das

recomendaes e exigncias dos rgos ambientais.

3.2. Cortes

Os servios de escavao, carga, transporte e classificao dos

materiais escavados, so regulamentados pela norma DNIT

106/2009-ES.

A norma define como corte o segmento de rodovia, em que a

implantao requer a escavao do terreno natural, ao longo do eixo

e no interior dos limites das sees do projeto (offsets) que definem o

corpo estradal, o qual corresponde faixa terraplenada.

Preparo dos Servios

Como condicionante ao incio dos trabalhos de corte, estabelecido o

seguinte:

O segmento em corte deve se apresentar convenientemente

desmatado e destocado e estando o respectivo entulho

removido.

Os segmentos em aterro ou bota-fora que sero o destino dos

solos escavados devero estar devidamente desmatados,

destocados, entre outras operaes que os tornem aptos a

receber o solo escavado dos cortes.

As obras de arte correntes previstas nos segmentos em

aterro que recebero o material do corte devem estar

devidamente construdas.

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70

As marcaes topogrficas para o corte devem, aps as

operaes de desmatamento, ser devidamente checadas.

As correspondentes fontes ou tomadas dgua devem estar

preparadas e equipadas, e, em condies de abastecerem

regularmente as operaes de compactao.

Os caminhos de servio devero estar devidamente concludos.

Execuo dos Servios

A escavao dos cortes deve subordinar-se aos elementos tcnicos

determinados pelo projeto de engenharia, inclusive no que tange ao

transporte e deposio adequada dos materiais escavados para

aterros, bota-foras ou praas de depsito provisrio.

Nos cortes de altura elevada, deve ser procedida a implantao de

banquetas, de largura mnima de 3 m, alm de valetas revestidas

e proteo vegetal.

Quando alcanado o nvel da plataforma dos cortes:

Se for verificada a ocorrncia de rocha s ou em

decomposio, deve-se promover o rebaixamento do

greide, da ordem de 0,40 m, e o preenchimento desse rebaixo

com material inerte;

Se for verificada a ocorrncia de solos de expanso maior que

2% e baixa capacidade de suporte, deve-se promover sua

remoo, com rebaixamento de 0,60m. Em se tratando de

solos orgnicos, o projeto ou sua reviso fixaro a espessura a

ser removida;

Devem ser verificadas as condies do solo in natura nas

camadas superficiais (ltimos 60 cm). Tais condies devem

atender s especificaes para essas camadas finais, no tocante

s condies mnimas de compactao;

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71

Os taludes de corte devem apresentar, aps as operaes de

terraplenagem, a inclinao indicada no projeto de engenharia.

No deve ser permitida a presena de blocos de rocha nos

taludes que possam colocar em risco a segurana do trnsito.

Desde que atendido o projeto, e tcnica e economicamente vivel, os

volumes de solos que resultariam em bota-foras podem ser

integradas aos aterros, constituindo alargamentos da

plataforma.

Cortes em material de 3 categoria

Quanto execuo de cortes em material de 3 categoria devem ser

tomados os seguintes cuidados, objetivando a segurana do pessoal e

dos equipamentos:

Estabelecer um horrio rgido de detonao, e cumpri-lo a

risca;

No trabalhar com explosivos noite;

Abrigar bem o equipamento e possibilitar a proteo do

pessoal;

Avisar a comunidade local e ao trfego sobre o perodo de

detonao;

Evitar a aproximao de pessoal estranho nas vizinhanas do

corte na hora da exploso.

Controle

Controle dos Insumos

O controle tecnolgico dos materiais utilizados para eventual

substituio e/ou tratamento das camadas superficiais dos cortes

Engineering

Curso de Obras Viárias p/ Concurso CGM-SP