Aula 03 - Empolamento

Profª MSc: Claudia Scoton A. [email protected]

INTRODUÇÃOINTRODUÇÃOOs volumes de corte e de aterro e as distâncias de

transporte são definidos com base no diagrama de massa.

Análise do material para transporteFatores básicos para terraplenagem que caracterizam

um material quanto ao movimento de terra: tipo, peso específico; empolamento e redução.

Tipo de materialCondiciona, por exemplo o tipo de equipamento a ser

usado. Lembrando que solos e rochas não são transportados pelo mesmo tipo de equipamento.

ANÁLISE DO MATERIAL ANÁLISE DO MATERIAL 1. Peso específico

Todo equipamento possui volume máximo de

carregamento (Vmax) e capacidade máxima de peso (Pmax)

relativo à potência do motor e às condições estruturais da

máquina.

Sendo:P = Peso (kg);V = volume (m³)

EMPOLAMENTOEMPOLAMENTOCaracteriza o aumento de volume sofrido pelo

material, em consequência da destruição da sua estrutura natural.

Aumento do volume de vazios devido à separação da estrutura natural do solo.

EMPOLAMENTOEMPOLAMENTO


EMPOLAMENTO é definido como o aumento de volume sofrido por um material

ao ser removido do seu estado natural

O empolamento é definido como:

Sendo:E=empolamento;Vn= volume natural (metragem paga);

Vs= volume do solto ou volume empolado.


Assim, conhecido Vs (volume da caçamba de um equipamento,

por exemplo), pode-se conhecer Vn segundo:

fE – fator de empolamento ou fator de conversão


Sn VfV E

Exemplo: Qual a metragem paga para um scraper com capacidade de 20 m3, numa área de terreno argilo-siltoso com E=25%?

Ou seja, 16 m3 de solo natural equivalem a 20 m3 do mesmo material, empolado.

EMPOLAMENTOEMPOLAMENTO Redução (R) ou Contração

É a diminuição de volume experimentada pelo material, por

efeito da compactação durante a implantação do aterro.

Diminuição do volume de vazios do solo natural.

É definido como:

Sendo: Vn – volume natural;

Vr – volume do aterro.

EMPOLAMENTOEMPOLAMENTOAssim, conhecido Vr , pode-se conhecer Vn segundo

Com fR = fator de correção

Então:

Vn – volume natural;

Vr – volume do aterro

rRn VfV

EMPOLAMENTOEMPOLAMENTOO peso total do material, nos dois casos é

constante Pn = Pr = P – para as mesmas condições de umidade;

Vn Vr, porque Vr Vn

Assim a relação entre pesos específicos e conhecidos r e n, é possível encontrar o fator de redução - fr.

Como: V

Pγ , temos :

- Para Corte: n

n

V

Pγ

- Para Aterro: r

r

V

Pγ


Tipo de solo fE(%) E

Solos argilosos secos 40 1,40

Solos comuns secos ou úmidos 25 1,25

Solos arenosos secos 12 1,12

Tabela 1 – Valores Típicos de empolamento e fator de empolamento

EXERCÍCIOSEXERCÍCIOS1. Calcular o volume de corte para um aterro de 30.000 m3,

sabendo-se que o material a ser usado tem uma redução de 10%.

2. Admitindo-se como parâmetros médios n = 1,7 t/m3 e r = at =

1,9 t/m3, calcular o volume de corte necessário para um aterro de 50.000 m3.

3. Dado: Custo de escavação – R$ 0,30/m³Custo de transporte – R$ 2,00/ m³Custo de compactação – 0,70/m³Capacidade volumétrica do caminhão transportador = 5m³Empolamento do material – E=21%

Pede-se: calcular o número de viagens do caminhão e o custo de terraplenagem nos dois casos.

EQUIPAMENTOS DE TERRAPLENAGEMEQUIPAMENTOS DE TERRAPLENAGEM

O serviço de terraplenagem compreende quatro etapas. Para cada uma das etapas existe um equipamento projetado para executá-la.

escavação - (unidade de tração - trator de esteira -TE);carregamento - pá carregadeira (PC);transporte - caminhão basculante (CB);espalhamento - motonivelador (MN).

CLASSIFICAÇÃO DOS EQUIPAMENTOSCLASSIFICAÇÃO DOS EQUIPAMENTOS

Unidades de Tração (Tratores);

Unidades Escavo-Empurradoras;

Unidades Escavo-Transportadoras;

Unidades Escavo-Carregadoras;

Unidades Aplanadoras;

Unidades de Transportes;

Unidades Compactadoras

UNIDADES DE TRAÇÃOUNIDADES DE TRAÇÃO

A Unidade de Tração (Trator) é a máquina básica de terraplenagem, pois todos os equipamentos à disposição para executá-la são tratores devidamente modificados ou adaptados para realizar as operações básicas de terraplenagem.

Chama-se trator a unidade autônoma que executa a tração ou empurra outras máquinas e pode receber diversos implementos destinados a diferentes tarefas.

Essa unidade básica pode ser montada sobre:a) Esteiras: De modo geral, as esteiras exercem pressões sobre o terreno aproximadamente igual à pressão exercida por um homem em pé, sobre o chão.

b) Pneumáticos: Os equipamentos de rodas, ao contrário, transmitem ao terreno pressões de contato da ordem de 3 a 6 kgf/cm

UNIDADES DE TRAÇÃOUNIDADES DE TRAÇÃO

A parte principal de um trator de esteira é a lâmina Escavadora.

Esta é contituída por uma base, e por lâminas de corte e cantos

de lâmina trocáveis. A esteira metálica permite o uso do TE em

quase todos os tipos de terrenos.

UNIDADES ESCAVO-EMPURRADORASUNIDADES ESCAVO-EMPURRADORAS

O trator de esteira ou de pneus, que é a máquina básica da terraplenagem, pode receber a adaptação de um implemento que o transforma numa unidade capaz de escavar e empurrar a terra, chamando-se por isso, unidade escavo-empurradora.(pá carregadeira)

Esse implemento é denominado lâmina e o equipamento passa a denominar-se trator de lâmina ou buldôzer.

UNIDADES ESCAVO-EMPURRADORASUNIDADES ESCAVO-EMPURRADORAS

Outros Implementos - Escarificador ou “Ripper”Utilizado em material de 2a categoria - Munidos de pistões

hidráulicos, de duplo sentido com bomba de alta pressão.

UNIDADES ESCAVO-TRANSPORTADORASUNIDADES ESCAVO-TRANSPORTADORAS

As unidades Escavo-Transportadoras são as que escavam, carregam e transportam materiais de consistências média a distâncias médias.

São representadas por dois tipos básicos: Scraper Rebocado - consiste numa caçamba montada sobre

um eixo com dois pneumáticos, rebocada por um trator. Scraper automotriz ou motoscraper. - consiste em um

scraper de único eixo que se apoia sobre um rebocador de um ou dois eixos, através do pescoço.


A motoniveladora é projetada para espalhamento do material descarregado e para acabamento, por raspagem, de superfícies.


O motoscraper (MS) é projetado para executar as quatro etapas do

serviço de terraplenagem. O MS é constituído basicamente por um

cavalo-mecânico tracionador e por uma caçamba (scraper) capaz de

executar a escavação, o auto-carregamento, o transporte e o

espalhamento do material escavado.


O moto-scraper (MS) comum não tem tração suficiente para iniciar a

escavação, sendo necessário o auxílio de um TE sem lâmina,

denominado pusher (empurrador), empurrando o MS no início da

escavação. Rapidamente o MS atinge sua velocidade normal de

escavação, ficando o pusher liberado para auxiliar no início de

escavação do próximo MS. O MS faz o empalhamento em

movimento, simplesmente deixando o material cair. Como a superfície

formada é muito irregular, é necessário o auxílio de uma

motoniveladora (MN) executando o acabamento superficial do

material espalhado, garantindo uma superfície regular para o tráfego

dos MS.


Elementos Principais

7 - Avental8 - Ejetor9 - Lâmina de Corte10 - Pistão Hidráulico

A escavação é feita pelo movimento sincronizado da Lâmina de Corte que entra em contato com o terreno pelo abaixamento da caçamba, ao mesmo tempo que o Avental é elevado com a movimentação gradual do Ejetor.

A carga se faz pelo arrastamento do scraper, com o qual a lâmina penetra no solo, empurrando-o para o interior da caçamba.


A carga se faz pelo arrastamento do scraper, com o qual a lâmina penetra no solo, empurrando-o para o interior da caçamba.


Existem também equipamentos de pequeno porte, apelidados "caixotes",

com os mesmos princípios de trabalho, cuja descarga é executada por um

grande giro da caçamba, não existindo o ejetor. Um exemplo são scrapers

com capacidade da caçamba da ordem de 3 a 4 m³. Em geral são agrupados

(dois) e rebocados por um trator agrícola, onde ficam os controles.

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