M�quinas e Equipamentos by HC111210205718

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									Máquinas e
Equipamentos

NOÇÕES GERAIS
       Terraplenagem

Definido como sendo o conjunto de
  operações de escavação, carga,
    transporte e descarga, com
       eventual compactação e
  acabamento executados a fim de
  passar-se de um terreno em seu
   estado natural para uma nova
 conformação topográfica desejada.
Terraplenagem


Terraplenagem manual.
Terraplenagem mecanizada.
Terraplanagem mecanizada

  Grandes investimentos: alto custo;
   Exige serviços bem planejados e
              executados;
- Reduz a mão de obra, porém exige
      mão de obra especializada;
- Permite que as operações sejam de
       grande volume de material.
Ciclo de operação:


           - Escavação;
   - Carga do material escavado;
           - Transporte;
    - Descarga e espalhamento.
Terraplanagem


Existe grande diversidade de solos.
  Logo, há necessidade de uma
 classificação específica dos solos
         para os trabalhos de
           terraplenagem.
Classificação dos materiais de
superfície - conceitos

Rochas: materiais da crosta
 terrestre. Provenientes da
 solidificação do magma ou da
 consolidação de depósitos
 sedimentares;
       Solos - conceito


Materiais constituintes da crosta
    terrestre provenientes da
decomposição “in situ” das rochas
  pelos agentes geológicos e/ou
      agentes atmosféricos.
         Terminologia das rochas.

Bloco de rocha: pedaço isolado de rocha com
    médio superior a 1 m.
Matacão: pedaço de rocha com  médio
   superior a 25 cm e inferior a 1 m.
Pedra: pedaço de rocha com             médio
   compreendido entre 7,6 cm e 25 cm.
Obs.: desmonte de rochas

Rocha branda – constituída por materiais
 compactos que exigem o emprego de
 explosivos de baixa potência.
Rocha dura – rocha cujo desmonte só se
 torna possível com emprego de
 explosivos de alta potência.
     Rochas: observação

 As rochas podem apresentar Grau de
  compacidade diferente em conta seu
   estado de alteração, provocado por
    agentes naturais (intemperismo).
Esse aspecto altera suas características
    originais de resistência mecânica.
Terminologia dos solos

1. Pedregulho: solos com  superiores a
   4,8 mm e inferiores a 76 mm.
2. Areia: com  máximos superiores a
   0,05 mm e inferiores a 4,8 mm.
3. Silte: solo que apresenta coesão para
   formar quando seco torrões facilmente
   desagregáveis, com          máximo
   superiores a 0,005 mm e inferiores a
   0,05 mm.
Terminologia dos solos

4. Argila: solo que apresenta característica
  marcante de plasticidade, quando úmido
   apresenta fácil moldagem, quando seco
         apresenta coesão com difícil
    desagregação por pressão dos dedos,
   apresenta  máximos inferiores a 0,005
                     mm.
    Terminologia dos solos


Solos    que    não     apresentam
 predominância de propriedades
 caracterizadas anteriormente são
 designados pelo nome composto.
Exemplo: argila arenosa, silto-
 argiloso, etc.
Terminologia dos solos

5.      Solos   com    matéria    orgânica:
     apresentam teor apreciável de material
     orgânico.

6.     Turfas: grandes porcentagem de
     partículas    fibrosas de     material
     carbonoso ao lado de matéria orgânica
     do estado coloidal.
Critério para a classificação em
relação à escavação.

  O principal critério consiste na maior ou
     menor dificuldade ou resistência ao
   desmonte, seja manual ou mecanizado.

 Obs.: Em relação a classificação geológica,
  não há uma relação entre a classificação e
         a dificuldade de desmonte.
Fatores que influenciam a escavação


1. Tamanho e forma das partículas.
  a.Quanto maior o tamanho das partículas
     individuais de um solo, mais difícil será o
    desmonte pelas bordas das lâminas e das
                     caçambas.
  b. Partículas com arestas vivas resistem mais
  ao corte e requerem maior potência para
  efetuá-lo do que as com formas
  arredondadas.
Fatores que influenciam a escavação:


                  2. Vazios
  Quanto menor o volume de vazios, as
   partículas individuais terão maior área
      de contato com as outras que as
   circundam, o que implica aumento do
        atrito de partícula a partícula.
   Um solo bem compactado, que tem
    pequeno volume de vazios oferece
         maior resistência ao corte.
Fatores que influenciam a escavação:


          3. Teor de umidade
Os baixos teores de umidade aumentam o atrito
     entre os grãos, desta forma temos maior
 dificuldade no desmonte dos solos mais secos.
   Solos muito úmidos que possuem grande
      quantidade de água nos interstícios têm
    densidades maiores, o que significa maior
       potência da máquina a ser utilizadas.
Classificação dos solos

Com a mecanização, a classificação passou a ser
  definida pelo equipamento capaz de realizar as
  atividades de desmonte economicamente,
  sendo definida a classificação em categorias de
  materiais de escavação.
 1ª Categoria – Terra em geral, piçarra ou argila,
   rocha em adiantado estado de decomposição,
   seixos rolados ou não, com diâmetro inferior a
    15 cm, qualquer que seja o teor de umidade,
   compatíveis com a utilização de dozer, scraper
              rebocado ou motorizado
 Classificação dos solos
1ª Categoria
– facilmente escaváveis com equipamentos
  normais
Mesmo que apresentem-se rijos em função de
  baixo teor de umidade;
Ainda que estejam misturados com pedras,
  seixos rolados ou matacões, desde que
  sejam escaváveis com o equipamento
  indicados;
No caso de rochas alteradas apresentem pouca
  compacidade.
Classificação dos solos

 2ª Categoria – Rocha com resistência à
  penetração mecânica inferior ao granito,
   blocos de pedra de volume inferior a 1
    m3, matacões e pedras de diâmetro
  médio inferior a 15 cm, cuja extração se
   processa com emprego de explosivos,
       máquinas de terraplanagem e
       ferramentas manuais comuns.
Terraplanagem
2ª Categoria
    – são resistentes ao desmonte e não admitem uso de
       equipamentos comuns, porém com um tratamento
                            prévio.

  Tratamento prévio: com o emprego de escarificadores
     (rippers), acionados hidraulicamente e montados na
    parte posterior dos tratores de esteiras – cuja função é
   rasgar as superfícies compacta – com várias passadas.
 Há necessidade de uso de explosivos de baixa potência;
Classificação dos solos

 3ª Categoria – rocha com resistência à
 penetração mecânica superior ou igual à
  do granito e blocos de rocha de volume
 igual ou superior a 1 m3, cuja extração e
      redução, para tornar possível o
    carregamento, se processam com o
      emprego contínuo de explosivo.
Terraplanagem
3ª Categoria


  A rocha viva, é a melhor caracterizada,
   porque só a ela pertencem os materiais
  que apenas admitem o desmonte pelo o
      emprego contínuo e exclusivo de
    explosivos de média e alta potência, e
  apresenta dureza igual ou superior à do
                   granito.
Observação

No caso de rochas com vária camadas de
    alteração poderá ocorrer a utilização
     concomitante dos dois processos.
   - Uso da pré-escarificação e uso de
        explosivos de baixa potência.
Observação

 Cabe aqui observar que equipamentos
 modernos, dispostos de grande esforço
    trator, aliado à grande aderência –
  motoscraper de motor traseiro, aliados
 por tratores empurradores (pusher), são
 empregados com êxito na escavação de
  material da 2ª Categoria, desde que o
   grau de resistência ao corte não seja
  elevado e não se apresente misturado
  com matacões ou bloco de rocha viva.
Equipamentos p/ terraplanagem

Motoscraper




Aplainadora
Equipamentos de
Terraplanagem

Moto Scraper      Dozer
Sondagem
  O resultado da prospecção de solos define informações
   relevantes para definir as camadas dos perfis do solos e
      rochas encontradas no subsolo a serem removidos.
          Processos de sondagem.
Trado manual: este equipamento permite a perfuração até 3
   m em solos de pouca consistência e classificáveis na 1ª
                           Categoria.
    Obs.: os materiais atingem certa compacidade e se
     apresentam com baixos teores de umidade, o trado
                podem encontrar dificuldades.
Sondagem
Sondagem
 Trado portátil acionado por motor: neste caso o trado é
  acionado por motor auxiliar de gasolina, o que permite a
    penetração em solos mais consistentes até 15 m de
                       profundidade.
Trado portátil acionado por
motor
A velocidade da perfuração pode ser relacionada com a
   consistência do material, de acordo com a tabela.

Tipo de                 Velocidade          Classificação
material                média – m/h           provável
Solos residuais pouco     18 – 27           1ª Categoria
   consistentes

Solos residuais de        09 – 18            2ª Categoria
consistência média                     c/pré-escarificação
Sondagem
Trado rotativo montado sobre caminhão: utilizado para a
 sondagem de reconhecimento em materiais de pouca ou
      média consistência, incluíndo-se rocha alterada,
     atingindo até 60 m de profundidade. É provido de
  extremidade com broca o que permite a perfuração de
  materiais mais compactos, como rocha em processo de
    alteração – inadequado para o corte de rocha dura.
Trado rotativo montado sobre
caminhão
A velocidade da perfuração pode ser relacionada com a
   consistência do material, de acordo com a tabela.

Tipo de                 Velocidade          Classificação
material                média – m/h           provável
Solos residuais pouco     18 – 36           1ª Categoria
   consistentes

Solos residuais de        0 – 18           2ª Categoria
consistência média                     c/pré-escarificação
Martelete de ar comprimido
   A velocidade da perfuração pode ser relacionada com a
       consistência do material, de acordo com a tabela.
Tipo de                    Velocidade         Classificação
material                     média – m/h          provável
Rocha bem alterada          4,2 – 06          2ª Categoria
                                            c/pré-escarificação
Rocha medianamente alterada 2,4 – 4,2         2ª Categoria
consistência média                         c/pré-escarificação
                                           e explosivos
Rocha dura                    0 – 2,4         3ª Categoria
Perfuratriz rotativa
Perfuratriz rotativa montada sobre trator: caracterizada com furo de 3
   ½¨ em sondagem de reconhecimento.
A velocidade da perfuração pode ser relacionada com a consistência
                    do material, de acordo com a tabela.
Tipo de                         Velocidade            Classificação
material                           média – m/h            provável
Rocha bem alterada                15 – 22             2ª Categoria
                                                    c/pré-escarificação
Rocha medianamente alterada 7,5 – 22                 2ª Categoria
consistência média                                 c/pré-escarificação
                                                      e explosivos
Rocha dura                         0 – 7,5            3ª Categoria
Método sísmico

Método mais preciso para a determinação
 dos perfis das camadas de solo e rocha
               no subsolo.
Método sísmico

 – este método baseia-se no fato que as
     ondas de choque provocadas por
  explosivos atravessam as camadas de
     diferentes rochas com velocidade
  proporcionais ao grua de compacidade
           que elas apresentam.
Método sísmico

 Estas ondas obedecem à lei de refração
  de Snell e são refratadas da direção
  inicial de propagação. Podendo variar da
  direção vertical até a horizontal,
  dependendo das velocidades de
  propagação
Sondagem
 Pode-se calcular as velocidades de ondas de choque
     através das camadas sucessivas de diferentes
 densidades, bem como as espessuras correspondentes.
   Importante: Sabe-se que os custos de escavação
  aumentam substancialmente com a compacidade dos
  materiais. A velocidade é proporcional a compacidade.

                                   Solo natural

                                   Rocha alterada



                                   Rocha dura
Método sísmico para
sondagem - equipamentos
Geofone
Método sísmico para
sondagem
Conhecendo-se as velocidades é possível
  conhecer a natureza das camadas das
    rochas existentes no subsolo e suas
   espessuras, podendo ser estimado o
  custo da escavação e melhor planejar a
         seleção de equipamentos.
Sondagem
       Correlação entre as velocidades de propagação e a
                  escarificabilidade dos materiais.
     Trator com ripper (escarificador) na faixa de 200/300HP, com peso de 30 a 45 t
  Velocidade de        Escarificação              Equipamento            Classificação
propagação (m/s)                                                           provável
   0 – 450               não necessita           equipamentos normais     1ª Categoria
450 – 900               escarificação leve             trator com ripper     transição
900 –1200              escarificação média            trator com ripper   2ª Categoria
1200 – 1500            escarificação pesada           trator com ripper   2ª Categoria
1500 – 1800         escarificação muito pesada ripper e/ou explosivo      2ª Categoria
                                                                           c/ explosivo
   > 1800               não escariável            p/ desmonte de rocha   3ª Categoria
Conceitos - Empolamento

       Empolamento dos solos
 Consiste em um aumento de volume devido a
            incorporação de vazios.

   O terreno no estado natural apresenta um
      determinado estado de compactação.

              Após o desmonte

Tem-se uma expansão volumétrica considerável.
 Volumes

             Após o desmonte:
A terra assume um volume maior em relação
              ao estado natural.
            Desta forma tem-se:
  Volume solto Vs > Volume natural Vn.
   Massa específica solta ( s) < Massa
           específica natural ( n)
       S 
1       1
1      s
       N      1
         n


                     Coeficiente de empolamento
                    Este fator é definido pela relação entre as
                    massas específicas do material no estado
                      solto em relação ao material natural.

                                s
                           1     1
                                n
       m
s 
       Vs




                   Coeficiente de empolamento

                        Pela definição de massa específica tem-se:

                 m
            s 
                 Vs                                  m
                                  s
                             1     1         1 
                                                     Vs
                                                        
                                                          Vn
                                  n                 m    Vs
                   m
            n                                      Vn
                   Vn
       Vn
1 
       Vs




             Coeficiente de empolamento
              Como a terraplanagem é paga pelo volume medido no
              corte, portanto com a massa específica natural, convém
               sempre referir-se o volume a seu estado natural ou seja
                                       de corte.
Vc  1.Vs



            Vn                                       Vc  1.Vs
       1                 Vn  1.Vs
            Vs
FIM

								
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