Rodovias CAP 08-09-2008 Terraplenagem

Apostila de Rodovias I

8. TERRAPLENAGEM .............................................................................................................. 3

8.1 Consideraes iniciais ................................................................................................... 3

8.2 Classificao dos materiais de terraplenagem ............................................................ 4

8.3 Princpios bsicos .......................................................................................................... 6 8.3.1 Tempo de ciclo............................................................................................................ 6 8.3.2 Caractersticas dos equipamentos de terraplenagem................................................. 7 8.3.3 Condio das vias....................................................................................................... 8 8.3.4 Influncia do material a ser transportado.................................................................... 9 8.3.5 Eficincia .................................................................................................................. 10 8.3.6 Potncia dos equipamentos...................................................................................... 10

8.4 Noo de custos ........................................................................................................... 11

8.5 Produo dos equipamentos....................................................................................... 12

8.6 Equipamentos de terraplenagem ................................................................................ 12 8.6.1 Descrio dos equipamentos.................................................................................... 13 8.6.2 Escolha dos equipamentos....................................................................................... 18 8.6.3 Manuteno do Equipamento ................................................................................... 19 8.6.4 Operao do Equipamento ....................................................................................... 20 8.6.5 Produo dos Equipamentos.................................................................................... 20 8.6.6 Constituio das Equipes ......................................................................................... 21

8.7 Terraplenagem em solos moles .................................................................................. 24 8.7.1 Remoo do material................................................................................................ 26 8.7.1.1 Escavao mecnica .......................................................................................... 27 8.7.1.2 Remoo por suco .......................................................................................... 28 8.7.1.3 Expulso do material pelo peso do aterro........................................................... 29 8.7.1.4 Expulso pelo uso de explosivos ........................................................................ 29

8.7.2 Fundaes profundas dos aterros ............................................................................ 31 8.7.3 Estabilizao qumica ............................................................................................... 33 8.7.4 Aterro direto .............................................................................................................. 33 8.7.4.1 Adensamento acelerado ..................................................................................... 34 8.7.4.2 Adensamento normal .......................................................................................... 36

8.8 Desmonte de rochas..................................................................................................... 38 8.8.1 Histrico do desmonte de rochas.............................................................................. 38 8.8.2 Desmonte mecnico ................................................................................................. 38 8.8.2.1 Desmonte de rocha mecnico por percusso..................................................... 39 8.8.2.2 Desmonte de rocha mecnico por escarificao ................................................ 39

8.8.3 Desmonte com o uso de explosivos ......................................................................... 41 8.8.3.1Explosivos............................................................................................................ 41

8.8.4 Equipamentos de perfurao de rochas ................................................................... 48 8.8.4.1 Perfuratrizes........................................................................................................ 49 8.8.4.2 Brocas................................................................................................................. 49

8.8.5 Execuo do desmonte de rochas............................................................................ 50

8.9 Compactao ................................................................................................................ 51 8.9.1 Caracterizao do estado de compactao.............................................................. 52 8.9.1.1 Ensaios de compactao em laboratrio ............................................................ 53 8.9.1.2 Controle da compactao no campo .................................................................. 55 8.9.1.3 Avaliao estrutural durante a execuo da obra ............................................... 58

Apostila de Rodovias II

8.9.2 Fatores que influem na compactao de solos......................................................... 59 8.9.2.1 Energia de compactao .................................................................................... 59 8.9.2.2 Nmero de passadas.......................................................................................... 59 8.9.2.3 Espessura da camada ........................................................................................ 60 8.9.2.4 Umidade do solo ................................................................................................. 61 8.9.2.5 Especificaes para compactao...................................................................... 62

8.9.3 Tipo de energia aplicada aos solos........................................................................... 63 8.9.4 Execuo dos aterros ............................................................................................... 64 8.9.4.1 Seqncia construtiva......................................................................................... 64 8.9.4.2 Aterros com material de rocha ............................................................................ 65

8.9.5 Seleo dos equipamentos de compactao ........................................................... 65

8.10 Uso de geogrelhas em obras rodovirias................................................................. 66

Apostila de Rodovias 3

8. TERRAPLENAGEM

A terraplenagem ou terraplanagem pode ser definida como todo ato intencional de configurao de um terreno consistindo basicamente no movimento de material encontrado no local das obras como solos e rochas sendo que para tanto pode-se faze uso dos seguintes processos: escavao, carga, transporte, descarga e, compactao. ela que d a forma da estrada atravs dos cortes e aterros. Historicamente o homem evoluiu da terraplenagem com a utilizao de ferramentas e equipamentos manuais e trao animal at as modernas mquinas hoje encontradas, que embora em sua maioria muito se paream com seus avs a vapor para equipamentos que utilizam grandes motores diesel e/ou hidrulicos muito mais fceis de operar e que permitem grande produtividade. As normas do DNER pertinentes a este tema so: DNER-PRO 2777/97 Metodologia para controle estatstico de obras e servios DNER-ES 278/97 Servios preliminares DNER-ES 279/97 Caminhos de servio DNER-ES 280/97 Cortes DNER-ES 281/97 Emprstimos DNER-ES 282/97 Aterros O DER/PR possui o Manual de Execuo de Servios Rodovirios um captulo dedicado a terraplenagem as Especificaes de Servios Rodovirios. 8.1 Consideraes iniciais

A seguir, na Figura 8.1, temos a representao das tarefas efetuadas pela terraplenagem:

Servios Preliminares Desmatamento e Limpeza Destocamento Obras de Arte Corrente Bueiros Drenos Terraplenagem Escavao Terraplenagem Carga Transporte Descarga e Espalhamento Compactao Valetas de Proteo Servios Complementares Sarjetas Proteo de Corte

Figura 8.1 Tarefas executadas pela terraplenagem Onde: Servios preliminares so aqueles efetuados antes da terraplenagem

propriamente dita, a preparao do terreno para a terraplenagem;


Desmatamento e limpeza correspondem limpeza da camada superior do terreno, a uma profundidade at 20 cm de profundidade e destocamento de rvores e arbustos com dimetro at 30 cm.

Destocamento a retirada dos tocos das rvores com dimetro superior a 30 cm

Obras de arte corrente a terraplenagem necessria para a execuo das obras de arte corrente como: Bueiros diversos Drenos longitudinais, transversais, em rocha, etc..

Terraplenagem propriamente dita que constituda das seguintes tarefas: Escavao a preparao do material para a fase seguinte, que pode possuir

o afrouxamento por meios fsicos (inclusive com escarificao), ou qumicos (explosivos), pode ser feito na prpria diretriz da estrada ou em caixas de emprstimo1;

Carga o carregamento do material escavado nos equipamentos de transporto;

Transporte a movimentao do material de seu lugar de origem para o local de destino;

Descarga e Espalhamento correspondem tarefa de depositar o material transportado at seu local de uso ou bota-fora2 e seu espalhamento

Compactao o processo de elevar-se a densidade do material aos nveis mximos;

Servios complementares so todos aqueles necessrios mas no suficientes execuo de uma rodovia dais como: Valetas de proteo so aquelas construdas para captar e retirar a gua da

parte superior do corte ou inferior dos aterros; Sarjetas so as estruturas construdas ao longo das rodovias para captar e

conduzir as guas das chuvas para locais convenientes Proteo de corte so os servios executados para proteger a estabilidade e

integridade dos cortes. 8.2 Classificao dos materiais de terraplenagem

Com a finalidade de uma justa remunerao aos empreiteiros das obras de terraplenagem, classificam-se os materiais, visto que a maior dificuldade nos servios corresponde a um maior nmero de horas trabalhadas, equipamentos mais pesados e, por conseguinte mais caros, maior custo de operao e conservao dos equipamentos, uso de explosivos e, portanto maior cuidado com a segurana, armazenamento e manuseio, etc.. Os materiais, para fins de terraplenagem so classificados em: Materiais de 1 categoria so materiais com dimetro mximo das partculas at

15 cm, podendo ser trabalhos com certa facilidade por equipamentos usuais; Materiais de 2 categoria correspondem a materiais como rochas com dureza

mdia ou baixa, inferiores do granito, blocos com dimetro mximo de 1 metro cuja extrao pode ser feita apenas com equipamentos tradicionais, mas pesados ou ainda com uso de explosivos;

1 Caixas de emprstimo so locais de onde se retira o material a ser utilizado pelas obras, preferencialmente deve

ser localizado ao logo da estrada de forma a aumentar sua plataforma e diminuir os custos de desapropriao. 2 Bota-foras so locais onde so depositados os materiais resultantes da terraplenagem e sem uso. Um bom

projeto de terraplenagem minimiza ao mximo esta sobra de material, restringindo-a aos materiais sem as

caractersticas tcnicas mnimas desejadas.


Materiais de 3 categoria materiais de alta dureza e grande dificuldade de extrao exigindo o uso de explosivos para sua reduo.

O reconhecimento dos materiais pode ser feito atravs de furos de onde retiramos amostras para posterior classificao, ou modernamente, com a utilizao de metodologias oriundas da prospeco de petrleo onde se utilizam ondas ssmicas resultantes de abalos provocados por exploses e captados por sensores apropriados. Para abertura dos furos podemos utilizar p e picareta, trados manuais ou mecnicos, ou ainda perfuratrizes rotativas. Para qualquer processo de terraplenagem faz-se importante saber seu peso, sua expanso volumtrica ou empolamento, e a compactabilidade, que so: Umidade: Todo material contm certo grau de umidade, que pode e deve ser

inclusive controlado durante a execuo dos servios. Materiais granulares tem suas propriedades qumicas e fsicas menos influenciadas pela presena da gua, a argila e o silte so mais sensveis gua.

Peso: O peso do material muito importante para a escolha adequada dos equipamentos de terraplenagem. Dele depender a capacidade do equipamento, sua potncia, rendimento, etc..

Expanso volumtrica ou empolamento3: o aumento volumtrico do material aps ser retirado de sua situao inicial de compactao natural. Quando escavamos o material, soltamos suas partculas, aumentando o volume de vazios. Quando o compactamos posteriormente, podemos alcanar um grau de compactao superior sua condio inicial. Assim, normalmente encontramos o caso onde 1 m3 de solo natural, ao ser transportado, devido ao empolamento, passa a ter um volume de superior a 1 m3, ao ser compactado vem a apresentar um volume inferior a 1 m3 mas sempre com o mesmo peso inicial. O quadro 8.1, a seguir, nos d algumas caractersticas aproximadas de diversos materiais: Quadro 8.1: Caractersticas tpicas de alguns materiais de uso rodovirio

Material Kg/m3 corte

Empolamento %

Fator de Converso

Kg/m3 solto

Argila 1.720 40 0,72 1.240 Argila com pedregulho, seca. 1.780 40 0,72 1.300 Argila com pedregulho, molhada. 2.200 40 0,72 1.580 Terra comum, seca. 1.550 25 0,80 1.250 Terra comum, molhada. 2.000 25 0,80 1.600 Pedregulho com 1 cm 5cm, seco 1.840 12 0,89 1.640 Pedregulho com 1 cm 5cm, molhado 2.000 12 0,89 1.780 Calcrio 2.620 67 0,60 1.570 Areia solta, seca. 1.780 12 0,89 1.580 Areia molhada, compactada. 2.100 12 0,89 1.870 Arenito 2.420 54 0,65 1.520

Fonte: Caterpillar do Brasil S.A., Princpios Bsicos de Terraplenagem. Compactabilidade: A princpio, como vimos, todo material possui um grau de

compactao quando em seu estado natural, quando solto e aps sua compactao mecnica. A compactabilidade a capacidade de um material

3 Ver Item 4.10.3.1 - Reduo e empolamento de volumes de terraplenagem


sofrer adensamento, com conseqente aumento de seu peso especfico e diminuio de seus volumes de vazios.

8.3 Princpios bsicos

Os equipamentos utilizados na terraplenagem compreendem uma categoria especial que se movimentam por simples aderncia e possuem estabelecer-se suas curvas de desempenho, de forma que podemos conhecer seu tempo de ciclo e consumo de energia. Devido necessidade de obter-se alto desempenho estes equipamentos so de forma geral, grandes, pesados, caros, lentos e trabalham nas condies mais adversas. 8.3.1 Tempo de ciclo

O tempo de ciclo o tempo total que um equipamento consome para efetuar um ciclo completo de suas tarefas. o tempo total necessrio para carregar, transportar, despejar e retornar para novo carregamento. Este tempo determinante, portanto, na produo de um equipamento, j que ele determina o nmero de viagens que podem ser alcanadas em uma hora e pode ser dividido em tempo fixo e tempo varivel. O tempo fixo o tempo necessrio para que o equipamento carregue o material, descarregue, faa a manobra de retorno, acelere e desacelere. muito fcil de ser medido, possui pouca variao e j vem at tabelado para cada equipamento, conforme podemos ver no quadro 8.2, a seguir. Quadro 8.2 Tempo de ciclos fixo, em minutos.

Unidades trator de esteira - scraper Movimento Carregamento sozinho Carregamento com pusher4 Carregamento 1,5 1,0 Descarga e volta 1,0 1,0 Total 2,5 2,0

Unidades trator de pneus - scraper Movimento 16 km/h 24 km/h 40 km/h Carregamento 1,0 1,0 1,0 Descarga e volta 0,5 0,5 0,5 Acelerao e desacelerao 0,4 0,8 1,5 Total 1,9 2,3 3,0

Trator de esteira Trabalho Tempo fixo total para um ciclo Avano e recuo na mesma velocidade usando apenas a alavanca de reverso (avante a r)

0,15

Mudando para velocidade mais alta para o retorno em marcha a r

0,30

O tempo varivel depende de diversos fatores e caracterstico para cada servio, e condies locais, como, aderncia da vias, distncia a ser percorrida, velocidade de operao do veculo, etc.. Embora possa ser medido quando da operao do 4 O pusher o procedimento onde um trator de esteira empurra um scraper, acrescentando energia ao processo de

carregamento do mesmo.


l

equipamento, este tempo pode tambm ser calculado antecipadamente, o que muito importante para a determinao do custo da obra. interessante que se planeje bem a operao dos equipamentos, evitando rampas fortes e estradas de servio em ms condies de uso, mesmo que para isso seja necessrio manter-se um equipamento auxiliar constantemente conservando a estrada a ser utilizada pelos demais equipamentos. Este um pequeno custo que traz economia final terraplenagem. 8.3.2 Caractersticas dos equipamentos de terraplenagem

Geralmente, os fatores importantes a serem conhecidos dos equipamentos so: seu peso, potncia e capacidade, sendo fornecidos pelos fabricantes ou tabelados e disponveis na literatura. Com base na potncia disponvel (ver item 8.3.6, a seguir, e caracterstica mecnicas de cada equipamento teremos a fora disponvel na roda motriz dada por:

Onde: T = torque do motor R = reduo das engrenagens

= rendimento das transmisses r = raio da roda Sendo que o torque T est relacionado potncia P, atravs da seguinte expresso: Onde:

N = nmero de rotaes do motor Como N est relacionado s velocidades desenvolvidas, devidos s redues e dimenses das peas, ento o fabricante nos fornece para cada marcha o esforo disponvel e a velocidade a ele associada. Este valor terico e influenciado pela aderncia e a altitude onde opera o equipamento. A aderncia uma questo de atrito, referindo-se a habilidade do material rodante em fixar-se superfcie sobre a qual se desloca. A aderncia depende do peso do equipamento, e do coeficiente de atrito entre a superfcie e as rodas motrizes ou esteira. O quadro 8.3, a seguir nos mostra estes valores. Estes coeficientes multiplicados pelo peso atuante na esteira ou pneus das rodas motrizes nos do a fora motriz mxima que pode ser utilizada sem que aja deslizamento ou patinagem do equipamento.

r

RTF

l..=

)..(12,716

.vc

TNP =


Quadro 8.3 Coeficiente de aderncia tpicos para alguns materiais Material Trator de esteira Trator de pneu Concreto 0,45 0,90 Solo firme 0,85 0,90 0,50 0,60 Solo solto 0,60 0,40 0,50 Areia fofa 0,30 0,20 0,35 Pedra - 0,60 0,70 Estrada cascalhada - 0,35 Tambm a altitude em que opera o equipamento bastante importante. Sendo que devido diminuio do teor de oxignio a ser queimado na combusto do motor, com o aumento da altitude, existe um decrscimo de potncia principalmente para altitudes superiores a 1000 metros. 8.3.3 Condio das vias

Para os equipamentos de terraplenagem, o fator mais importante o peso prprio do equipamento e o peso do material, pois so eles que definiro a potncia necessria. Este peso ser deslocado pelas vias de forma mais fcil ou custosa conforme sua conformao, sempre tendo que vencer as resistncias advindas da via. Estas resistncias so: resistncia ao rolamento e resistncia de rampa. A resistncia ao rolamento aquele originado pelo contato da roda ou esteira com a superfcie considerada em nvel. Normalmente fala-se em resistncia especfica ao rolamento, que expressa em quilogramas por tonelada fora despendida pelo equipamento (kg/tf), sendo resultante de: Atrito interno dos eixos; Velocidade do equipamento; Flexibilidade das paredes dos pneus e; Penetrao dos pneus ou esteira no terreno (que funo da capacidade de

suporte do terreno). Os trs primeiros fatores variam pouco e podem ser considerados, na prtica, fixos com o valor de 20 kg/tf. O ltimo fator pode ser resumido nos seguintes valores encontrados no quadro 8.4: Quadro 8.4 Resistncia ao rolamento Material Resistncia ao rolamento

Kg/tf Estrada rija sem penetrao dos pneus ( estrada pavimentada ou estabilizada)

20

Estrada firme cedendo levemente sob os pneus (macadames, estabilizao, etc.)

30

Estrada em Terra no tratada com penetrao dos pneus a razo de 2 ou 3 cm

50

Idem, com penetrao entre 10 e 15 cm 70 Estrada de terra solta ou fofa, com barro ou areia 100 200


Esta resistncia ao rolamento no se aplica aos tratores de esteira, j que eles trafegam sobre uma estrada de ao, que so suas esteiras, independentemente das condies dos materiais na pista. A resistncia que deve ser considerada para este tipo de equipamento a resistncia interna, que j vem calculada pelo fabricante quando nos fornece a potncia na barra de trao, ao contrrio dos equipamentos com pneus onde a potncia mencionada a no volante. Na prtica, para os tratores de esteira, se considera a resistncia ao rolamento como sendo nula. No caso de uma rampa existe uma componente do peso total do equipamento que se opor ao rolamento quando este sobe ou ajudar o movimento, nas descidas. De maneira geral utilizamos o valor fixo de 10 kg/tf para cada 1,0% de rampa ascendente, quando se trata de rampas com pouca inclinao. Para o caso geral utilizamos a seguinte expresso: Resistncia ao rolamento = 10 kg/tf . cos por % de rampa ascendente e

por tonelada Sendo o ngulo de inclinao da rampa. 8.3.4 Influncia do material a ser transportado

O material o fator principal na escolha do equipamento de terraplenagem. Dele precisamos saber caractersticas como peso, volume, resistncia a desagregao, umidade, etc.. Sabendo-se o peso especfico e o volume encontramos facilmente o peso do material a ser transportado, tendo o peso especfico e volume tambm. Da a importncia de conhecermos os peso especfico dos materiais com os quais trabalharemos. O quadro 8.5 a seguir nos d um tabelamento disto: Quadro 8.5 Pesos especficos naturais de alguns materiais Material Peso especfico natural ( t/m3 ) Argila muito mole 1,10 1,40 Argila mole 1,40 1,60 Argila mdia 1,60 1,80 Argila rija 1,80 1,90 Argila dura 1,90 2,00 Areia fofa 1,40 1,60 Areia pouco compacta 1,60 1,80 Areia medianamente compacta 1,80 2,00 Areia compacta 2,00 2,20 Areia muito compacta 2,20 Pedregulho 1,40 2,34 Calcrio 2,62 Arenito 2,30 2,40 Granito 2,73 Piarra 2,64


8.3.5 Eficincia

A eficincia da produo de um equipamento de terraplenagem definida pela razo entre o tempo realmente trabalhado e o tempo disponvel. Esta razo no chega a 1,00, pois existe o cansao do operador, a manuteno do equipamento, esperas, etc.. O quadro 8.6 nos mostra o valor da eficincia para alguns equipamentos: Quadro 8.6 Eficincia de alguns tipos de equipamentos Trabalho Trator Eficincia (min/hora) Fator em eficincia

Esteira 50 0,83 Diurno Pneus 45 0,75 Esteira 45 0,75 Noturno Pneus 40 0,67

8.3.6 Potncia dos equipamentos

Quando nos referimos ao termo potncia pode-se encontrar vrias diferenciaes que so importantes. A seguir as estudaremos:

Potncia a energia em ao, o trabalho realizado em determinado perodo de tempo, sendo normalmente utilizada como unidade de medida o cavalo-fora ou HP.

Potncia disponvel aquela potncia que o equipamento realmente pode fornecer para a execuo do trabalho j descontando as resistncias internas.

Potncia usvel aquela que o usurio pode utilizar na prtica, dentro de todas as limitaes locais, como resistncia de rampa e de rolamento.

A potncia nominal do motor que indica a capacidade de uma mquina executar trabalho a uma determinada velocidade, sendo medida em HP, ou cavalo-fora. A fora disponibilizada ao equipamento atravs de engrenagens de transmisso de fora, variando para cada velocidade desejada. Assim sendo a velocidade desejada para a locomoo que determinar a fora disponvel.

Cada fabricante fornecer uma tabela contendo a fora disponvel para cada marcha, ou no caso dos equipamentos com conversores de torque, e tambm com transmisso Power Shift, existem grficos especficos. O grfico apresentado na Figura 8.2, abaixo, exemplifica a relao potncia disponvel e a velocidade dos equipamentos. Por exemplo, supondo-se que o total da resistncia de rolamento e de rampa nos deu determinado valor R, portanto a fora que deve estar disponvel pelo equipamento deve ser igual ou superior a este valor, ou seja F R, procurando na tabela fornecida pelo fabricante encontramos que a primeira velocidade que disponibiliza fornea tratora nominal superior a esta a 3 marcha. Esta ento a marcha que deve ser utilizada para trafegar e que nos dar tambm a velocidade do equipamento, para estas condies.


Figura 8.2 Exemplo da relao potncia disponvel e a velocidade dos equipamentos Caso quisssemos utilizar a fora tratora mxima e no a nominal, isto at poderia ser possvel, mas custa de um desgaste maior do equipamento e da diminuio da velocidade. 8.4 Noo de custos

O custo pode ser avaliado atravs de diferentes perspectivas de acordo com os interesses de quem o utiliza, para ns, quando nos referimos a terraplenagem, o que geralmente nos interessa o custo por metro cbico produzido, j que a produo mediada em m3/hora e os custos so mais facilmente obtidos em termos de custos horrios. Desta forma o custo mdio por m3 pode ser dado pela equao:

A dificuldade que encontramos nesta equao determinar o custo horrio de operao visto que ele varivel de acordo com as condies de trabalho, condies climticas, do material trabalhado, habilidade do operador, altitude, etc.. Tambm poderamos acrescentar ao numerador desta equao os custos administrativos, visto que muitos deles so diretamente ligados ao uso do equipamento. Aqui no nos ateremos a eles por fugirem da rea de interesse deste estudo. O custo horrio de aquisio encontrado somando-se o custo do produto a todos os outros custos relacionados com a compra, tais como: taxas, impostos, fretes, juros, depreciao, opcionais, etc.. A depreciao o valor correspondente a subtrao do preo pago na compra atualizado pelo preo alcanada na venda do equipamento. o valor que devemos acrescentar ao valor do nosso equipamento para troca-lo por outro novo. Na prtica este um custo contbil regulamentado por leis e considerado como uma despesa, podendo ser calculado para o perodo de uma hora como:

Velocidade

Potncia Disponvel

1

2

3 4

5

6

Potncia necessria

horriaoduo

operaodahorrioCustoaquisiodahorrioCustomdioCusto

Pr

+=

horasemodepreciadatotalPerodo

pneusdoseocompradeeohoraodepreciadaCusto

PrPr/

=


Os custos de operao compreendem basicamente a soma dos custos referentes a: operador, combustvel, lubrificao, reparao, pneus, e outros. Para calcularmos seu valor horrio precisamos, portanto encontrar valores mdios de consumo de combustvel, lubrificante, etc., o que feito atravs de tabelas fornecidas pelo fabricante ou pela apropriao de servios executados anteriormente.

8.5 Produo dos equipamentos

A produo de um equipamento de terraplenagem definida pela quantidade de material que este pode transportar por hora, sendo funo da quantidade de viagens por hora e do volume, em metros cbicos, transportados em cada viagem. O ideal termos o mximo de volume transportado em cada viagem a um custo mnimo. A produo horria calculada pela equao:

importante que trabalhemos com volumes semelhantes, ou seja se medirmos o volume transportado ento tudo tem que ser medido com o volume j empolado, se medirmos o volume no corte, tudo tem que sem medido sem empolamento. 8.6 Equipamentos de terraplenagem

Os equipamentos utilizados em terraplenagem so aqueles com capacidade de escavar, transportar, espalhar ou compactar os materiais, podendo ser analisados segundo as seguintes caractersticas: Esforo trator que a fora disponvel na barra de trao ou nas rodas motrizes; Velocidade que vai influenciar diretamente na produo do equipamento; Aderncia que vai permitir ao equipamento evitar que patine sobre os terrenos,

desperdiando energia; Flutuao que permite ao equipamento deslocar-se sobre terrenos de baixa

capacidade de suporte sem afundar; Balanceamento que permitir ao equipamento boas condies de equilbrio e

distribuio do peso Conforme o equipamento seja montado sobre esteiras, ou pneus suas caractersticas de operao sero diferenciadas. A grande vantagem dos equipamentos de esteiras que suas rodas deslocam-se sobre uma estrada de ao, com rea suficiente para permitir baixa presso sobre o solo, equivalente a exercida por uma pessoa e geralmente por volta de 0,5 a 0,8 kg/cm2 . As esteiras so constitudas por placas de ao rgidas, articuladas entre si possuem garras que asseguram tambm uma maior aderncia ao solo. Estes equipamentos so capazes de deslocar-se em terrenos bastante acidentados e bastante ngremes. Os equipamentos montados sobre rodas possuem mais agilidade, alcanando velocidades bem maiores, mas a fora exercida sobre o solo situa-se entre 3 e 6 kg/cm2 no conseguindo movimentar-se seguramente sobre solos onde a esteira no encontra dificuldades. Tambm seu esforo trator prejudicado pela baixa aderncia ao solo.

horaporviagensmemVolumemhorriaoduo .)(Pr 33 =


O quadro 8.7 nos mostra um resumo das principais diferenas entre as caractersticas de equipamentos de esteiras e de pneus : Quadro 8.7 Caractersticas das unidades de trao

Trator de esteiras Trator de pneus Esforo trator Elevado Limitado pela aderncia Aderncia Boa Sofrvel Flutuao Boa Regular a m Balanceamento Bom Bom Velocidade Baixa ( < 10 km/h) Alta ( < 70 km/h) Fonte: RICARDO, Hlio de Souza & CATALANI, Guilherme. Manual Prtico de Escavao. Terraplenagem e Escavao em Rocha. PINI, 2 ed. So Paulo, 1990. 8.6.1 Descrio dos equipamentos

A natureza das obras rodovirias exige equipamentos adaptados s suas necessidades, considerando sempre a magnitude dos quantitativos envolvidos, as solues adotadas pelo projeto, os tipos de materiais, a localizao da obra, etc.. Assim os equipamentos so fabricados para otimizar sua capacidade em determinado servio, contudo praticamente todos possuem alguma capacidade marginal que lhe permite maior versatilidade.

Os autores classificam os equipamentos de diversas maneiras, aqui apresentamos a forma proposta por Rego Chaves e tambm utilizada por Hlio de Souza Ricardo e Guilherme Catalani.

8.6.1.1 Unidades escavo-empurradoras

So aquelas que possuem uma lmina, capaz de escavar e empurrar o material a curtas distncias. Podem ser construdas sobre pneus, mas geralmente so montadas sobre tratores de esteiras. As lminas possuem vrios formatos e so geralmente mveis de forma a podermos variar seu angulo em relao ao eixo longitudinal do trator. Possuem tambm movimento vertical, de sobe e desce e de rotao em torno de um eixo transversal. Ver Figura 8.3 comum o trator de esteira com lminas, tambm chamado de Bulldozer possurem em sua traseira o que chamamos de escarificador ou Ripper, que nada mais so do que unhas que penetram o solo rasgando-o e desagregando as partculas. de uso corrente tratores de esteiras fornecerem potncia adicional aos Scrapers empurrando-os durante o processo de escavao.

Figura 8.3 Tratores escavo-empurradores de esteira


8.6.1.2 Unidades escavo-transportadoras

Estes equipamentos so conhecidos usualmente por Scrapers podendo ser rebocados por outro equipamento ou possurem sua prpria fonte de potncia, quando so chamados de Motoscrapers. Executam operaes de escavao, carga, transporte e descarga de materiais de consistncia mole ou mdia, em mdias distncias. Ver Figuras 8.4 e 8.5, a seguir. Durante o processo de escavao comum a utilizao de um trator de esteira na operao de Pusher, onde este fornece potncia e aderncia adicional quando ela mais necessria. Em alguns casos outro motoscraper pode substituir o trator de esteira e denominada de push-pull, ou empurra-puxa. Quando executando a operao de carga, a superfcie inferior do recipiente de transporte abaixada e por possuir uma lmina afiada vai cortando o solo, carregando-se com o material. Aps o carregamento a superfcie inferior sobe, fechando o recipiente e o equipamento procede ao transporte. Ao chegar ao seu destino a superfcie inferior desce um pouco e um pisto empurra a superfcie posterior do recipiente para frente despejando o material.

Figura 8.5 - Esquema de funcionamento de um scraper.

8.6.1.3 Unidades escavo-carregadoras

Estes equipamentos so aqueles que possuem como funo principal a escavao e o carregamento do material em outro equipamento que ento transporte e descarrega o material. Podem ser classificadas em duas categorias Escavadeiras

Figura 8.4 Unidade escavo-transportadora -Motoscraper

Movimento do

Scraper

Movimento de fechamento para transporte

Movimento de

fechamento Pisto para empurrar a

Lmina interna na operao

de descarregamento


As escavadeiras podem ser de esteira ou de pneus possuindo geralmente na frente, uma caamba que escava e transporta o material. O brao que suporta a caamba e a liga com o equipamento predominantemente horizontal. Este brao pequeno, no permitindo um distanciamento muito grande entre o equipamento e a caamba, o que a inviabiliza, a princpio, o seu uso em solos moles. Carregadeiras So equipamentos de origem muito antiga que em meados do sculo passado funcionavam a vapor. Tambm possuem uma caamba, mas os braos articulados so posicionados na vertical. A caamba pode ainda estar presa por correntes a uma lana comprida, sendo arrastada durante o processo de carregamento. Ver Figura 8.6. Este tipo de equipamento possui um alcance maior que as escavadeiras sendo por isso utilizadas em locais de acesso difcil como solos moles, j que enquanto o equipamento est sobre um local de suporte suficiente a lana leva a caamba a uma distncia razovel para a operao de escavao.

8.6.1.4 Unidades aplainadoras As unidades aplainadoras, mais conhecidas por motoniveladoras so equipamentos utilizados no acabamento da terraplenagem devido a sua grande mobilidade e preciso de sua lmina de corte. Tambm muito utilizada no espalhamento de material, e quando devidamente equipada com ripper pode ser utilizada para executar servios de escavao superficial. Ver Figura 8.7. 8.6.1.5 Unidades transportadoras Basicamente, a utilizao das unidades transportadoras feita para grandes distncias, quando o uso de empurradores ou escavo-transportadores deixa de ser econmico. Podemos encontrar os seguintes tipos de equipamentos de transportes:

Figura 8.6 - Escavadeiras

Figura 8.7 Unidades aplainadoras Motoniveladoras


Caminhes fora de estrada, como pode ser visto na Figura 8.8, que so caminhes dimensionados e construdos especialmente para o trabalho pesado (ver foto ao lado). Suas dimenses e a grande tonelagem restringem seu uso ao canteiro de obras impedindo-os de trafegar em estradas de trfego normal.

Caminhes basculantes so caminhes com uma caamba basculante como a dos caminhes fora-de-estrada, mas sua construo prev seu uso em estradas de trfego normal.

Vages so equipamentos de grande porte composto por uma caamba rebocada e um trator geralmente similar ao utilizado nos motoscrapers, podendo fazer o descarregamento atravs de um fundo mvel, basculante traseira ou descarregamento lateral.

A literatura cita ainda o uso de dumpers, que so equipamentos parecidos com os caminhes fora-de-estrada. Seu uso pouco comum.

8.6.1.6 Unidades compactadoras A estes equipamentos cabe a tarefa de compactao dos solos atravs do uso de seu peso prprio ou de energia vibratrio aplicada a materiais granulares, como pode ser visto na Figura 8.9. A escolha do tipo de compactador feita em funo do material a ser adensado, que podem ser: Rolo liso aquele que possui o(s) cilindro(s) de compactao lisos, podendo ser

encontrados modelos auto-propelidos ou rebocados. Quando possuem dois cilindros lisos so chamados de rolos em tandem;

Rolo p de carneiro o equipamento muito utilizado para solos coesivos, e compe-se de um cilindro onde ficam inseridas salincias ou patas de 20 a 25 cm, dispostas em fileiras desencontradas. O processo de compactao faz-se de baixo para cima visto que as patas penetram na camada solta atingindo o fundo da camada de compactao. Podem ser auto-propelidos ou rebocados;

Rolo de pneus so aqueles que utilizar-se de pneumticos para fazer o contato com o material a ser compactado. Possuem duas fileiras de rodas disposta de forma desencontrada permitido que a falha deixada entre pneus da fileira dianteira seja compactada pela fileira de pneus traseira. So muito utilizados para compactao e acabamento de materiais asflticos. Geralmente so encontrados os modelos auto-propelidos e possuem capacidade de alterar a presso dos pneus, o que por sua vez corresponde a alterao da presso exercida sobre o material;

Rolo vibratrio so aqueles que permitem aos cilindros compactadores uma vibrao, da ordem de 1.000 a 4.800 ciclos por segundo, o que bastante til para a compactao de materiais no coesivos. So encontrados modelos auto-propelidos e modelos rebocados;

Rolos combinados so aqueles que utilizam duas ou mais caractersticas enumeradas acima. Usualmente encontramos os seguintes modelos: Tandem vibratrios Pneu e cilindro liso vibratrio (ver foto ao lado) Pneu e p-de-carneiro vibratrio

Figura 8.8 Caminho fora-de-estrada


Outros Rolos especiais que so aqueles equipamentos compactadores cujas

caractersticas no cabem nas acima citadas.

Figura 8.9 Rolos compactadores Tandem (a), P-de-carneiro (b) e (d) , Pneus (c) 8.6.1.7 Unidades escavo-elevadoras So equipamentos cujo ciclo de operao contnuo, ao contrrio do que acontece com equipamentos similares como os escavo carregadores. Neles enquanto o equipamento vai se deslocando existe a escavao e o material retirado transportado por correias at o equipamento de transporte. 8.6.1.8 Outros equipamentos

Existem ainda muitos outros tipos de equipamentos de terraplenagem, geralmente de uso bastante restrito e por isso pouco comuns. Segue abaixo alguns exemplos: Retroescavadeira, como apresentado na Figura 8.10, um equipamento

bastante utilizado devido a sua grande versatilidade para trabalhos de menor porte. Conjuga a capacidade de carregadeira frontal e escavadeira (disposta em sua traseira)

Foto do fabricante

(a) (b)

(c) (d)


Escavadeiras rotativas: so equipamentos cuja escavao feita por pequenas

caambas dispostas num roda giratria despejadas numa esteira que transportars o material at o equipamento de transporte.

Valetadeiras: so equipamentos similares as escavadeiras rotativas, mas despejam o material ao lado, no carregando-o em equipamentos de transporte. Ver Figura 8.11

8.6.2 Escolha dos equipamentos

Embora no seja uma regra pode-se considerar como referncia o proposto no Quadro 8.8 como sugesto para a escolha dos equipamentos para cada tipo dos principais servios de terraplenagem. . A execuo de uma determinada camada de pavimento, compreendendo, via de regra, vrios itens de servios, demandando, a utilizao conjugada de diversos equipamentos cujo conjunto constitui a patrulha de equipamentos que dimensionada de modo a atender a produo compatvel com o cronograma de obra.

Figura 8.10 - Retroescavadeira

Figura 8.11 - Valetadeira


Quadro 8.8 Quadro auxiliar na escola de equipamentos Servios Equipamentos Utilizados

Desmatamento e limpeza Tratores de esteira com lmina. Escavao de solos Escavadeiras e/ou tratores de esteira com lminas Extrao de rocha Compressores de ar, marteletes ou perfuratrizes de

carreta e tratores de esteira para o transporte. Extrao de areia Bombas de suco, escavadeiras com caambas

tipo drag-line ou clam-shell, ou Cargas de materiais Carregadeiras, escavadeiras. Produo de brita Britadores de mandbulas, girosfricos, peneiras e

correias transportadoras. Transporte de materiais Caminhes diversos, carretas prancha, carretas

tanque, caminhes fora-de-estradas. Espalhamento de materiais terrosos Motoniveladoras, tratores de esteira com lmina. Umedecimento de solos na pista Caminhes pipa Misturas de solos e homogeneizao de umidade na pista

Pulvi-misturadoras Arados e grade de discos Motoniveladora, usinas.

Compactao propriamente dita Rolo p-de-carneiro Rolo de pneu (presso varivel) Rolo vibratrio liso e/ou corrugado

Espalhamento/distribuio de agregados e solos usinados

Distribuidor de agregados Acabadora com controle eletrnico Motoniveladoras

Distribuio de materiais betuminosos Caminho com tanque distribuidor de asfalto Limpeza e varredura de pista Vassoura mecnica e trator de pneus Estocagem de materiais betuminosos Tanques de asfalto com aquecimento a vapor Preparo de concreto betuminoso usinado quente e mistura asfltica usinada

Usina de asfalto e carregadeira

Preparo do pr-misturado a frio Usina de solos e carregadeira Espalhamento de concreto betuminoso usinado a quente

Vibroacabadora de asfalto, rolos de pneus de presso varivel. rolos lisos tandem vibratrio

Espalhamento de pr-misturado a frio Vibroacabadora de asfalto, rolos tandem, rolos lisos tandem vibratrio, rolos de pneus de presso varivel

Servios auxiliares Tratores de pneus e retro-escavadeiras Preparo de concreto de cimento Betoneiras, central de concreto cimento, ou central

dosadora, e carregadeira. Transporte do concreto de cimento Caminhes dumpers ou caminhes betoneiras Espalhamento do concreto de cimento Acabadora de concreto cimento Fonte: Desconhecida 8.6.3 Manuteno do Equipamento

importante que todos os equipamentos alocados obra sejam mantidos sempre em boas condies de trabalho, j que eventuais paralisaes de qualquer equipamento podero acarretar a paralisao de toda uma equipe, com prejuzos para a programao fsico-financeira de toda a obra. Assim, evidencia-se a importncia da implantao de uma manuteno adequada, que contemple todos os equipamentos, com intervenes de carter preventivo e corretivo.


A manuteno preventiva a interveno deve ocorrer em horas e dias programados, e se destinada a prevenir defeitos, corrigir vazamentos ou substituir peas ou conjuntos, cuja vida til est por vencer. Para manter-se uma eficiente manuteno preventiva faz-se necessrio um controle efetivo das horas operadas pela mquina, por cada um dos seus conjuntos e da mensurao daquelas partes sujeitas ao desgaste. Aparentemente pode parecer uma interveno onerosa, na verdade, ela permite a racionalizao do uso do equipamento e um dimensionamento das suas horas operadas corretamente, porque ela reduz as paradas no administradas. Essas intervenes so feitas normalmente no campo, quando os servios so de pequena monta ou na oficina quando implique na troca de conjuntos. Hoje em dia, com a permuta de conjuntos usados por reformados, com os "dealers", a manuteno preventiva uma condicionante da racionalizao na operao dos equipamentos. A interveno corretiva aquela que ocorre quando da quebra do equipamento. A obra deve estar equipada para resolver com rapidez esta interrupo atravs da sua estrutura de oficina (pessoal e ferramental), do almoxarifado de peas, ou do setor de aprovisionamento. 8.6.4 Operao do Equipamento

Para uma operao eficiente do equipamento, torna-se indispensvel sua adequao ao servio que ir fazer. A adequao compreende o tipo de equipamento, sua potncia, natureza do implemento acoplado e facilidade de manuteno e de assistncia tcnica. Os servios de pavimentao tm exigncias tcnicas que impem uma seleo naqueles que operaro os equipamentos integrantes da patrulha executiva. Assim, operadores qualificados so uma exigncia indispensvel ao sucesso da camada do pavimento concluda. As equipes para abastecimento de combustvel e de lubrificao devem operar nos momentos em que cada equipamento esteja parado, evitando intervir nas horas de operao. 8.6.5 Produo dos Equipamentos

Cada equipamento, adequadamente escolhido, tem uma produo terica dada pelo fabricante. Esta produo considerada a produo mxima. necessrio, entretanto, dimensionar-se o nmero de cada equipamento que integra a equipe. Para isso indispensvel a pr-determinao dos tempos de ciclos despendidos na execuo dos trabalhos. Estes tempos so o somatrio dos tempos elementares gastos nas diversas tarefas que compem o trabalho, necessitando para alguns equipamentos, o conhecimento prvio das extenses dos trechos a serem executados, das velocidades de operao, e das distncias das fontes de materiais. Com esses dados, dimensiona-se a produo horria efetiva do equipamento para as condies de trabalho locais. Funo de produo total a ser feita, do nmero de dias operveis, do nmero de horas dos turnos de trabalho, da produo horria e da eficincia mecnica,


determina-se o nmero de equipamentos por equipe. Esse nmero pode variar ao longo dos meses de produo em funo do cronograma de cada ms. Como os servios de pavimentao desenvolvem-se com a terraplenagem j concluda, fatores que condicionam a produtividade dos equipamentos de terraplenagem no interferem na dos equipamentos de pavimentao. No entanto, os caminhos de servios bem conservados, e a transferncia do trfego de veculos que utilizam a estrada para variantes construdas, evitando a sua passagem nos trechos em execuo, uma providncia que aumenta grandemente o rendimento operacional das equipes, principalmente em determinadas fases do processo construtivo. H inclusive determinadas solues tcnicas para camadas do pavimento, que a possibilidade do desvio do trfego comercial uma condio imperativa para a racionalidade da soluo e qualidade da camada executada. 8.6.6 Constituio das Equipes

Os tipos de equipamentos usualmente utilizados para a execuo dos servios mais comuns de pavimentao esto apresentados no Quadro 10.5 que se segue, onde constam ainda referncias relativamente s Especificaes Gerais do DNER - bem como unidade de medio e a produo convencionalmente adotada.


Quadro 8.9 - Constituio de equipes de servios e sua produo estimada DI S C R I M I N A C O D O S E Q U I P A M E N T O S

DISCRIMINAO DOS

SERVIOS

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Regularizao do subleito 06/71 m2 302 1 1 1 1 2 Reforo do subleito 07/71 m3 98 Sub-base estabil, grnulos. 08/71 m3 98 1 2 1 1 1 Sub-base de solo melhorado 09/71 m3 74 1 1 1 1 1 1 com cimento Base estabil. grnulos 10/71 m3 98 1 2 1 1 1 Base de solo melhorado 11/71 m3 74 1 1 1 1 1 1 com cimento Base de solo cimento 12/71 m3 74 1 1 1 1 2 Base de macadame hidrulico

46/71 m3 74 1 2 1 1

Base estabilizada grnulos 47/74 m3 98 1 2 1 2 1 1 c/til. de solos laterticos Sub-base estabil. grnulos 48/74 m3 98 1 2 c/util. de solos laterticos Macadame betuminoso 20/71 m3 62 1 1 6 Imprimao 14/71 m2 510 1 1 1 1 Pintura de ligao 15/71 m2 520 1 1 1 1 Tratamento superficial simples

16/71 m2 513 1 1 1 1 3 1 1

Tratamento superficial duplo 17/71 m2 342 1 1 1 1 3 1 1 Tratamento superficial triplo 18/71 m2 244 1 1 1 1 3 1 1 Concreto betuminoso usinado a quente

22/71 ton. 43 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Obs.: Fonte desconhecida. As produes consignadas esto vinculadas s caractersticas dos equipamentos discriminados. Comportam, assim, outras

alternativas - em funo das mencionadas caractersticas das condies de execuo dos servios.


8.7 Terraplenagem em solos moles

Um problema de difcil e cara soluo com que os engenheiros de estradas se defrontam so os chamados solos moles, aqueles que devido a suas caractersticas qumicas e/ou fsicas no se prestam ao uso em estradas por apresentarem baixa resistncia e alta compressibilidade. Sua origem sedimentar como as argilas moles e as turfas, materiais instveis, encontrados normalmente em locais onde o lenol fretico apresenta-se prximos superfcie ou est aflorante como nas baixadas junto a rios, lagos ou o mar. A construo de obras sobre estes materiais resulta em recalques indesejveis. A falncia do aterro pode ocorrer tanto por problemas de estabilidade decorrentes de uma m compactao quanto de sua inapropriada fundao, o que leva a trs ocorrncias potenciais: A ruptura pelo afundamento

Este o caso em que a camada de solo mole cede sob a ao do peso do aterro, deslocando-o verticalmente e ocasionando um deslocamento proporcional do material natural para as laterais, como pode ser visto na Figura 8.12.

Recalque por adensamento

O recalque por adensamento acontece devido ao peso prprio do aterro de das cargas que sobre ele atuam, obrigando a expulso da gua dos vazios do solo natural devido a um lento adensamento. Uma imagem do que acontece pode ser vista na Figura 8.13, a seguir.

Ruptura por escorregamento

Este tipo de falncia acontece quando o aterro executado sobre uma camada de material com resistncia ao cisalhamento muito baixa que por sua vez est assentada sobre outra de material de melhor qualidade. No material de menor resistncia ao cisalhamento ocorre formao de uma superfcie de

Figura 8.12 Ruptura por afundamento de aterro sobre solos moles

r = Recalque

Figura 8.13 Recalque por adensamento de um aterro sobre solos moles


escorregamento lateral que leva a ruptura. A Figura 8.14 a seguir mostra como isto acontece.

A primeira alternativa a ser considerada quando um engenheiro encontra solos moles a de evitar suas ocorrncias. Isto uma deciso sbia porque seja qual for a soluo adotada ela ser, a princpio, cara e de difcil execuo e manuteno. Outra opo a execuo de estruturas de concreto para vencer os vos. Esta soluo envolve a construo de estruturas semelhantes s pontes que devem se estender por grandes distncias, o que significa altos custos. At algum tempo atrs, praticamente a nica soluo vivel era a retirada do material com sua substituio por outro de melhores caractersticas. Hoje em dia possumos disposio muitas outras metodologias. Algumas podem ser vista na classificao apresentada na Figura 8.15.

Figura 8.14 Ruptura por escorregamento de um aterro sobre solos moles

Camada de baixa resistncia ao cisalhamento

Camada de com maior resistncia ao cisalhamento


8.7.1 Remoo do material

A remoo do material a soluo utilizada quando se resolve retirar ou expulsar o material mole e substitui-lo por outro de melhor qualidade. Esta ocupao do volume retirado deve ser simultnea retirada, ou no mnimo to rpida quanto possvel, j que o espao vazio ser imediatamente invadido pelo material mole sua volta que geralmente bastante fludo. O Manual de Execuo de Servios Rodovirios do DER/PR sugere a seguinte seqncia de operaes para a remoo e substituio de solo mole por outro de melhor qualidade como apresentado nas Figuras 8.16.

Figura 8.16 a Remoo do solo mole com escavadeira Drag-Line.

Estabilizao qumica

Fundaes profundas dos aterros

Terraplenagem em solos moles

Remoo do

solo mole

Escavao mecnica

Remoo por suco

Expulso pelo peso do aterro

Expulso com o uso de explosivos

Mtodo da trincheira

Mtodo do avano por ponta

Mtodos profundos o Construo de todo o aterro antes da detonao

o Construo de aterro raso sobre o eixo com alargamento posterior antes das detonaes

Aterro direto

Adensamento acelerado

Escavao e deslocamentos parciais

Recalque com uso de jatos de gua


Utilizao de sobrecargas

Adensamento dinmico

Drenos verticais

Adensamento Normal

Aterro lento em etapas

Bermas de equilbrio

Aterro com baixo peso especfico

Tapete resistente

Figura 7.15 Classificao de alguns servios de terraplenagem em solos moles


8.7.1.1 Escavao mecnica

A retirada dos solos moles pode ser feito com a escavao total do material com equipamentos escavadores tais como as que fazem uso de lana: shovel. Drag-line, mandbula (clam-shell) e back-shovel ou hoe. A seguir podem ser vistos alguns modelos. Ver Figuras 8.17 a seguir.

Figura 8.16 b Esgotamento da gua e do lodo

Figura 8.16.c Remoo do material imprprio remanescente

Figura 7.16 d Preenchimento da vala

Figura 8.16 e Seqncia do preenchimento com material melhor


Alm destes, pequenos equipamentos como as retro-escavadeiras podem ser utilizadas em servios de menor porte. Normalmente opta-se por equipamentos cuja locomoo se faz com esteiras, pois so os mais adequados a deslocarem-se sobre solos com suporte bastante baixo. H casos em que necessria a utilizao de estivas para que o equipamento chegue junto ao local de servio. Estas estivas nada mais so do que a disposio de troncos sobre o terreno em que os equipamentos trafegaro, de forma a aumentar a rea de transferncia de carga sobre o solo, diminuindo a presso. Para melhorar a capacidade de suporte do solo comum que em solos mais permeveis sejam feitas valetas de drenagem que abaixam o lenol fretico melhorando a capacidade de suporte e os infortnios que a presena da gua traz. Este procedimento incuo em solos pouco permeveis como os argilosos. 8.7.1.2 Remoo por suco

Esta tcnica pode se mostrar bastante interessante caso o material a ser retirado apresente-se to fluido e isento de partculas maiores que possa ser retirado com

Figura 8.17 Alguns tipos de escavadeiras de lana utilizados para remoo de solos moles.

Escavadeira com lana shovel

Escavadeira com lana de mandbula (clam-shell)

Escavadeira com lana drag-line Escavadeira com lana back-shovel


uma bomba de suco. Para tanto se utiliza uma bomba de suco ligada a um motor que suga o material atravs de um sistema de tubulao. A cabea de suco do equipamento pode possuir um sistema que permite agitar o material de forma a facilitar seu escoamento. 8.7.1.3 Expulso do material pelo peso do aterro

A expulso do material pelo peso do aterro acontece quando se vai fazendo um aterro no alinhamento previsto pelo projeto geomtrico, do eixo da via para os bordo, com material de boa qualidade e mais denso que o encontrado no local. O peso do material de aterro incumbe-se de ir expulsando o material de qualidade inferior. 8.7.1.4 Expulso pelo uso de explosivos

O uso dos explosivos pode ser utilizado para gerar uma vibrao que auxilia a expulso do material mole pelo peso de um aterro pr-executado. Esta uma opo bastante interessante no caso de solos moles com caractersticas tixotrpicas5 ou quando a camada de solo mole bastante espessa. Sua execuo consiste em, aps a execuo do aterro, executarem-se furos numa seqncia longitudinal sob o eixo, as cristas do aterro e os ps do aterro. Neles so introduzidos os explosivos. Mtodo da trincheira

Este mtodo utilizado para espessuras de solos moles na ordem de at 6 metros que possuem estabilidade suficiente para no escorregar para dentro do vazio deixado pela expulso do material pela detonao dos explosivos. Nele so colocados uma ou mais fileiras de cargas prximas ao fundo do horizonte de material mole e que aps a detonao deixaro aberta a trincheira a ser aterrada com material de boa qualidade. Graficamente pode-se ver o que acontece na Figura 8.18 a seguir.

Mtodo do avano por ponta

Quando o solo pouco resistente ao cisalhamento sendo inevitvel seu escorregamento, a melhor opo acaba sendo esta que se diferencia da anterior pelo fato que as cargas ficam prximas frente do aterro. O processo prev que o 5 Tixotropia uma caracterstica que certos materiais apresentem de responderem como fludos quando agitados

e como slidos quando em repouso.

Figura 8.18 Mtodo da trincheira de expulso de solos moles com uso de explosivo.


aterro executado, e pelo seu peso prprio desloca o material mole para frente, formando uma elevao. Nesta elevao efetuado o carregamento dos explosivos que pela detonao removero o solo mole. Graficamente o processo est resumido na Figura 8.19.

Outra variao do mtodo, que utilizada em espessuras maiores de solo ruim, a de distribuir-se os explosivos tambm em outros pontos, alm do fundo. Mtodos profundos

Estes mtodos so utilizados quando a espessura do material mole muito grande e/ou quando sobre a camada de solo mole existe uma camada de outro material de melhor qualidade ou at mesmo solo ruim com vegetao ou material fibroso. Apresentam-se duas diferentes solues:

Construo de todo o aterro antes da detonao Nela, como se pode ver na Figura 8.20 construdo todo o aterro que ficar suspenso sobre uma camada de solo mole que com o tempo sofrer os inconvenientes recalques. Para retirar este material empregam-se duas linhas de explosivos junto ao fundo da camada, uma sob o eixo e uma de cada lada dos offsets. Detonam-se as cargas laterais que abriro espao para o material a ser expulso pela posterior detonao das cargas centrais. O peso prprio do aterro incumbe-se de forar o aterro para ocupar o espao deixado.

Figura 8.19 Mtodo do avano de ponta com uso de explosivos.


Construo de aterro raso sobre o eixo com alargamento posterior antes das

detonaes A Figura 8.21 mostra a seguir o caso em que se faz primeiramente um aterro raso junto linha central do aterro, sob ele dispe-se os explosivos em linha de forma a ficarem sob o eixo da futura estrada. Posteriormente o aterro aumentado em largura e altura num processo que obriga o solo mole a deslocar-se para os lados. Aps este fase ento detonada a linha com explosivos que expulsar o solo de baixa capacidade sob o aterro.

8.7.2 Fundaes profundas dos aterros

Esta soluo se caracteriza por transferir as cargas, como pode ser visto na Figura 8.22, prprias do aterro e das solicitaes de trfego, at um horizonte resistente mais profundo com emprego de estacas, evitando-se a aplicao de cargas no horizonte constitudo por material com caractersticas mecnicas de resistncia e deformao desfavorveis. Sua utilizao tem se tornado bastante popular devido a introduo de novos materiais geossintticos de elevada resistncia e pequena deformabilidade, tais como, geogrelhadas e geoclulas.

Figura 8.20 Mtodo profundo para expulso de solos moles com aterro completo anterior detonao dos explosivos

Figura 8.21 Aterro com alargamento sucessivo e posterior detonao


Existem vrias solues para a transferncia de carga em aterros estaqueados, tais como: Estiva de madeira Embora pouco comum, existem casos de obra resolvidos

com o emprego de estivas de madeira (trancos de eucaliptos, bambu, e outras), onde se dispe uma malha ortogonal e espaamento constante diretamente abaixo do aterro e acima de estacas de madeira. o mesmo princpio do uso dos geossintticos, com a armao do solo com elementos que resistem trao, e a vantagem que tambm resistem flexo. Devem ser tomados cuidados especiais quanto durabilidade da madeira, como seu tratamento qumico e a estabilizao do lenol fretico j que a pior situao a da alternncia da situao seca e mida da madeira.

Lajes de concreto - A transferncia das cargas para as estacas pode ser feita atravs do emprego de lajes de concreto que cobrem toda a rea sobre as estacas. Nestes casos, normalmente so empregadas lajes apoiadas sobre capitis de forma a diminuir as tenses de puncionamento.

Arqueamento em solos - a forma mais encontrada na literatura especializada e que aproveita do fenmeno do arqueamento em solos granulares, que como nas demais estruturas em arco, quando se dispem peas convenientemente arranjadas e intertravadas desviam as cargas verticais agindo sobre o arco em direo s suas bases, desde que apresentem pouca deformao. Desta mesma maneira, no interior de uma massa de solo granular, se existirem pontos de apoio com pequena deformao, e entre estes reas com deformao relativamente bastante superior, haver uma concentrao de tenso nos pontos menos deformveis. Se a espessura da massa de solo for suficientemente grande quando comparada com a distncia entre os pontos de apoio (superior a uma altura crtica), podero ocorrer reaes em arcos pelo atrito entre estes pontos de apoio, e todo o carregamento poder ser suportado. Ver Figura 8.23. Na prtica, so empregados capitis sobre as estacas, de forma a diminuir as tenses de contato com o solo e prevenir possveis rupturas.

Figura 8.23 Exemplo do arqueamento das areias sobre estacas

Figura 8.22 esquema geral de fundao de aterros com estacas e capitis.


Emprego de Geossintticos atualmente tem sido utilizadas camadas de geossintticos, como geogrelhas e geoclulas, que introduzidas dentro do aterro granular melhoram o arqueamento e suportam por si s o volume de material localizado abaixo dos arcos (ver Figura 8.24). Os geossintticos podem ento desempenhar duas funes quando empregados sobre os capitis: melhorar o ngulo de atrito do material de lastro diminuindo a espessura necessria de aterro e resistir como membrana o peso do material situado abaixo da zona comprimida do arco.

8.7.3 Estabilizao qumica

Melhoria do solo de fundao se faz pela injeo com alta presso de algum tipo de estabilizante de maneira a melhorar a resistncia e diminuir a compressibilidade do solo. Uma das tcnicas o Jet Grouting, onde se injeta nata de cimento com o uso de uma haste rotativa que faz a mistura do cimento com o material natural.

Esta soluo s possvel quando o solo mole local assim permitir, pois solos muito orgnicos, por exemplo, dificultam as reaes qumicas.

8.7.4 Aterro direto

A utilizao do aterro direto sobre os solos moles tende a ser uma das solues mais viveis economicamente, embora nem sempre seja vivel. Neste caso, como se pode ver na Figura 8.25, vai-se construindo o aterro e o seu peso prprio ser o responsvel pela expulso do material imprprio devido ao fato que as tenses de cisalhamento ultrapassam sua resistncia natural. O material do aterro ocupa o espao antes ocupado pelo material de pior qualidade e este se acumula nas laterais do aterro. O problema desta soluo que no se consegue um controle efetivo sobre a homogeneidade da camada, pois podem permanecer bolses de solo ruim que comprometem o comportamento da obra. Tambm esta soluo incorre num consumo excessivo de material. Para ser utilizada o solo natural dever atender s exigncias de resistncia necessrias a suportar o aterro mais as cargas que nele atuaro. Isto s acontecer aps seu adensamento, o que leva algum tempo para acontecer ou quando o aterro expulsar o material em que estava assentando vindo a se apoiar sobre uma camada

Figura 8.24 Utilizao de geossintticos sobre aterros estaqueados.


de maior resistncia. Caso seja necessria a agilizao da construo pode-se fazer uso dos mtodos de adensamento acelerado mostrados a seguir. 8.7.4.1 Adensamento acelerado

Conforme a necessidade da obra ela pode exigir um ritmo de construo mais rpido o que leva ao engenheiro a procurar solues que permitam que o adensamento e a conseqente resistncia do solo seja mais rpido para tanto se pode utilizar dos seguintes mtodos: Recalque com uso de jatos de gua Caso o terreno natural suporte a carga do aterro, mas no a futura carga de trfego sem um recalque indesejvel, pode-se utilizar fortes jatos de gua para saturar o material mole e medida que o aterro vai avanando ele provoca a ruptura do solo natural. Outro princpio que pode ser utilizado o de saturar o terreno natural com a cravao rpida de uma tubulao e a retirada lenta de forma a saturar tanto o solo que apenas o aumento da fluidez e de seu peso prprio j chegue a ser suficiente para iniciar o deslocamento do material. Utilizao de sobrecargas

Sobrecarga uma carga superior quela necessria no projeto. Quanto maior a altura do aterro maior ser a sobrecarga. Considerando-se tambm que os solos possuem a caracterstica de que no importa qual seja o carregamento que lhe seja imposto, o tempo para o recalque final ser sempre o mesmo. Considerando isto e tambm que quanto maior a carga maior o recalque pode-se com a utilizao de sobrecargas agilizar o processo de adensamento e recalque do solo natural. Pode-se ver isto exposto graficamente na Figura 8.25 onde se v que o recalque com sobrecarga acontecer mais rpido permitindo alcanar-se o recalque final mais cedo agilizando a obra.

Um cuidado muito importante a ser tomado que o carregamento no ultrapasse a capacidade do suporte do material local, o que levaria a sua ruptura e o afundamento do aterro.

Recalquesobrecarga

Recalqueprojeto

Altura do aterro

(m)

Recalque

(m)

Altura com sobrecarga

Altura de projeto

Tempo

Hsobrecarga

HProjeto

Recalqueprojeto

Figura 8.25 Evoluo dos recalques do aterro com e sem sobrecarga



De forma a diminuir a resistncia do solo mole pode se fazer a retirada apenas parcial do terreno, o que j ser suficiente para deslocar o material indesejado. Para aumentar a rapidez do processo tambm se pode fazer uso de sobrecargas. A Figura 8.26 a seguir apresenta como isto pode ocorrer.

Drenos verticais

A utilizao dos drenos permite que a gua dispersa entre as partculas do solo mole encontrem um caminho mais fcil para sua expulso. Quanto menor for a distncia entre os drenos mais rpido ser o deslocamento da gua que por ser incompressvel no permite o adensamento do material. Ento com a retirada da gua, o solo apresenta um adensamento que aumentar sua resistncia.

Os drenos normalmente utilizados so os seguintes:

Convencional de areia

Sandwick onde a areia est envolta por um tecido

Modernos que podem ser feitos de tecidos, plsticos, fibras, papelo alcatroado, etc..

Os drenos so normalmente perfurados com o uso de sondas rotativas ou cravados por percusso.

Figura 8.26 Mtodo de escavao parcial


A Figura 8.27 a seguir apresentada nos mostra esquematicamente como funcionam os drenos verticais onde pela presso do aterro o solo natural expulsa a gua para dentro dos drenos verticais e destes para fora do macio.

Adensamento dinmico

Este processo consiste na disponibilizao de grande energia sobre o solo natural sob a forma de uma grande e pesada esfera de ao que deixada cair de uma altura de at 10 metros. Esta energia obriga ao material sofrer um grande adensamento minimizando futuros recalques.

8.7.4.2 Adensamento normal

Para o caso onde as exigncias de tempo no sejam crticas as solues normalmente adotadas so:

Aterro lento em etapas

Pode acontecer que o solo natural apresente uma resistncia muito baixa, neste caso uma boa soluo pode ser a construo em etapas, ao longo de um longo perodo de tempo de forma a que somente aps ter alcanado certo adensamento e conseqente resistncia o solo receber nova fase de aterramento. importante que nunca se ultrapasse a capacidade de suporte do solo pois haveria ento a runa do aterro

Bermas de equilbrio

Peso do aterro

Deslocamento da gua

Dreno Vertical

Aterro Dreno Horizontal

Figura 8.27 Estacas de aterro com material granular

Solo natural com alto teor de umidade


Em um aterro, a ruptura pelo peso do macio acontecer pela expulso do material sob ele para suas laterais. A utilizao das bermas de equilbrio corresponde a colocao lateral de outro aterro de menor porte (ver Figura 8.28), cujas cargas geram deslocamentos que se anularo parcialmente. Isto resulta em maior estabilidade do aterro. Se for o caso outras bermas ainda menores podem ser construdas ao lado das anteriores.

Aterro com baixo peso especfico

a construo de aterros com baixo peso, com a utilizao de materiais cujos pesos especficos so pequenos tais como cinza volante, isopor, concreto celular ou alvio de peso do aterro pela introduo de bueiros no interior do aterro. Ver Figura 8.29. A utilizao deste aterro mais leve deve garantir que as cargas do aterro mais esforos devido ao trfego no gerem tenses superiores quelas suportveis pelo terreno natural.

Tapete resistente A construo de um aterro com a utilizao de um tapete resistente consiste na instalao de geotxteis ou uma malha de outro material de forma a resistir aos esforos de trao, aumentando a resistncia do solo natural das camadas inferiores.

Figura 8.29 Aterros de baixo peso construdos com materiais leves e bueiros

Carga devido ao aterro

Deslocamento do material natural devido ao peso do macio

Deslocamento do material natural devido ao peso da berma

Carga devido a berma

Figura 8.28 Representao das cargas e deslocamentos de material natural devido ao aterro e as bermas


8.8 Desmonte de rochas

O desmonte de rocha pode ser entendido como o ato de separar, fragmentar e deslocar uma predeterminada poro do macio, criando novas superfcies ou fornecendo material para algum uso. Este desmonte pode ser feito atravs de meios mecnicos ou qumicos (explosivos) conforme vrios fatores, tais como:

Custo Volume de material a ser desmontado Disponibilidade de equipamentos Disponibilidade de explosivos Restries ao uso de explosivos outros

Tambm o desmonte pode ser feito no subsolo em forma de tneis ou a cu aberto, caso mais comum na engenharia rodoviria.

8.8.1 Histrico do desmonte de rochas

A histria do desmonte de rochas pode ser resumida na seguinte cronologia: Aquecimento e Resfriamento 600 AC - Fogo Grego (petroleo, cal, enxofre) . 668 AC Primeiro explosivo a ser utilizado foi a plvora negra por uma armada

Bizantina contra os rabes Sculo 10: chineses 1245: Roger Bacon, Inglaterra plvora negra (carvo, S, NP) 1300 - Bertold Schwarz (arma de fogo) 1600 - Plvora na Minerao 1831: estopim, William Bicford - Inglaterra 1846: nitroglicerina, Ascanio Sobrero, Itlia (tnico cardaco) . 1866: dinamite, Alfred Nobel, Sucia. 1868: Detonador eltrico, H. Julius Smith, USA 1907: Cordel detonante, Louis Lheure, Frana 1955: ANFO, Maumee Coal/Spencer Chemical, USA 1964 - Emulso

Sob o ponto de vista histrico, a evoluo do uso dos explosivos industriais pode ser resumida, cronologicamente, nestes trs estgios:

Plvora negra (at meados do sculo XIX); Explosivos nitroglicerinados (de meados do sculo XIX at 1950); Explosivos no convencionais ou no nitroglicerinados (a partir de 1950).

8.8.2 Desmonte mecnico

Aquilo que denominamos desmonte mecnico no se utiliza de explosivos para a fragmentao do macio. Para tanto se pode utilizar equipamentos que fragmentem a rocha por percusso ou por escarificao.


A utilizao do desmonte mecnico pode se fazer necessria em casos como: Restries a abalos ssmicos devido a presena de construes instveis ou

sensveis. Indisponibilidade de explosivos. Volume de desmonte que no justifique o uso de explosivos. Outras. 8.8.2.1 Desmonte de rocha mecnico por percusso

O desmonte de rochas por percusso efetuado com o uso de fora humana ou equipamentos a ar comprimido ou sistemas hidrulicos, os denominados rompedores ou marteletes. Existem no mercado equipamentos para atender a diversas produes, como se pode ver na Figura 8.30.

Figura 8.30 Rompedor manual e rompedor acoplado a um equipamento de grande porte. 8.8.2.2 Desmonte de rocha mecnico por escarificao

A escarificao utilizada em materiais de 1 e 2 categorias j que os materiais de 3 categoria so muito duros para a escarificao. O servio substitui com algumas vantagens o servio de soltar o material com uso de explosivos, tratores de lmina, escavadeiras, scrapers ou ps-carregadeiras, consistindo em se arranhar uma superfcie com unhas de material de grande dureza, puxadas por equipamentos de grande capacidade de trao, deixando o material solto. Os dentes, normalmente em nmero de 1 a 5, penetram na rocha e executam o trabalho de escarificao conforme o mostrado no conjunto tpico de escarificao indicado na Figura 8.31. Nele se pode observar a viga porta-dente, onde se fixam os dentes; a armao articulada para levantar ou baixar o conjunto, que pode ser triangular (rodando ao redor de um eixo) ou em paralelogramo, onde ngulo dente/rocha permanece constante)


Figura 8.31 Detalhes de escarificadores montados em motoniveladora ou trator de esteira.

Como principais fatores que influem no resultado da escarificao podemos citar: a velocidade de escarificao no dever ser superior a 2,5 - 3 km/h, para

evitar excessivo desgaste do material o plano de escarificao dever ser descendente ou no mximo horizontal, mas

nunca ascendente devero ser evitadas curvas para evitar excessivas solicitaes da barra o espaamento entre as linhas dever ser imposto pelas caractersticas da

rocha, de 1 a 1,5 m para rochas mais duras e at 2,5 m para rochas mais brandas

O Quadro 8.10 apresenta sugestes de velocidade dos equipamentos operando em servios de escarificao: Quadro 8.10 Velocidades praticveis de escarificao para diversos materiais


Com relao produo, em rochas de dureza mdia podem-se obter produes de escarificao da ordem de 100 a 150 m/h e em rochas brandas a produo pode alcanar 400 ou mais m/h. 8.8.3 Desmonte com o uso de explosivos

O desmonte de rocha com uso de explosivos hoje o mtodo mais comum devido a produtividade e custo que apresenta, contudo existem situaes onde este pode no ser o melhor mtodo a ser empregado. No caso em que o desmonte seja prximo a construes sensveis s ondas ssmicas geradas pela exploso, o desmonte mecnico talvez seja a melhor opo. 8.8.3.1Explosivos

Os explosivos podem ser definidos como sendo substncias qumicas ou misturas que sofrem uma decomposio muito violenta, produzindo grande quantidade de calor e gases, podendo o volume gasoso chegar at 19000 vezes o volume original e a velocidade de at 8000 metros por segundo. J a exploso qualquer expanso violenta provocada seja pela decomposio de matria explosiva, seja por alvio descontrolado de presso, como na exploso de uma garrafa de gs. Para fins industriais, interessa a exploso particularmente denominada detonao que a reao qumica de elementos oxidantes (oxignio) e combustveis (carbono, hidrognio), extremamente violenta e que ultrapassa a velocidade de 1000 metros/seg com liberao de calor (reao exotrmica). Esta reao, uma vez iniciada, auto-propagada. A energia necessria para iniciar a reao de detonao chamada de energia de ativao. Resumidamente podemos dizer que o fenmeno da detonao ocorre naturalmente, isto , com aumento lquido de entropia. Isto quer dizer que os produtos da decomposio de um explosivo so mais estveis que os iniciais, ou seja, tm menor disponibilidade de energia. H, entretanto, uma barreira a ser vencida, a pequena estabilidade do explosivo. A estabilidade do explosivo a segurana contra uma iniciao acidental. Outro conceito importante o da cadeia explosiva que pode ser entendida como um encadeamento lgico de explosivos, segundo a relao sensibilidade x efeito, onde a massa explosiva de cada elemento na cadeia maior do que a massa do elemento antecedente, seguindo o seguinte esquema:

INICIADOR REFORADOR EXPLOSIVO DE RUPTURA. O fato que a energia de ativao a energia necessria para romper a barreira da estabilidade de um explosivo faz com que normalmente tenhamos duas categorias de explosivos: a dos iniciadores e as de ruptura. Os explosivos iniciadores so aqueles destinados a fornecer a energia de ativao ao explosivo de ruptura, que ter a funo de realizar o trabalho principal pretendido, assim os explosivos iniciadores devero ter uma sensibilidade relativamente elevada e por isto sero os mais crticos, devendo ser manipulados com mais cuidado e


sempre armazenados em quantidades reduzidas e obrigatoriamente separados dos explosivos de ruptura (por imposio legal). Numa cadeia explosiva padro, poderamos identificar: explosivo iniciador ou primrio - elemento ativador inicial; explosivo reforador, secundrio ou "BOOSTER", elemento de ligao

entre o iniciador e a carga principal, tendo propriedades intermedirias; explosivo principal ou tercirio - principal elemento de fornecimento de

energia e, portanto, de maior quantidade na cadeia. relativamente insensvel, proporcionando maior segurana no manuseio e armazenamento.

Existem diferentes maneiras de iniciar um explosivo, ou seja, romper a barreira da estabilidade atravs de uma agresso. Teoricamente, aceito que a causa primria da iniciao uma elevao localizada de temperatura, suficiente para atingir a temperatura de exploso. Qualquer ao que possa provocar a elevao localizada de temperatura pode iniciar um explosivo. Como exemplo, citamos: choque, calor, temperatura, centelha (eltrica ou no) etc. Para fins de desmonte de rocha, a iniciao feita atravs de espoleta eltrica ou comum, cordel detonante e estopim. A espoleta eltrica constituda por uma resistncia eltrica envolta em plvora negra (o conjunto chamado "squibb") posicionada junto a um explosivo primrio sensvel chama (em geral, azida de chumbo), que justaposto a um explosivo secundrio (em geral, nitropenta). A est um bom exemplo de cadeia explosiva: a corrente eltrica (no menor que 1 amper) aquece a resistncia, provocando a inflamao da plvora negra. A chama transmitida azida de chumbo, detonando-os. A onda de choque resultante provoca a detonao da nitropenta. A energia liberada pelo conjunto - energia de ativao do explosivo de ruptura - provoca a detonao da carga principal. A espoleta comum no possui "squibb". A CHAMA transmitida azida de chumbo por um estopim que um tubo carregado com plvora negra. A cadeia explosiva processa-se como na espoleta eltrica.

Figura 8.32 Esquema de uma espoleta comum e eltrica

Para transmisso da energia necessria iniciao (praticamente instantnea), em vrios furos ou obteno de efeitos particulares, utiliza-se o cordel detonante, que um tubo plastificado e carregado com nitropenta. Este explosivo possui elevadssima velocidade de decomposio (ordem de 7.000 m/seg), alm de ter caractersticas peculiares iniciao, possibilitando a transmisso da onda de choque em condies praticamente ideais.


Para a obteno de defasamento predeterminado, so utilizadas as espoletas simples de retardo, cujos detalhes podem ser encontrados em qualquer publicao sobre acessrios.

Figura 8.33 - Esquema de uma espoleta simples de retardo (com corte ilustrativo) Devido ao fato que toda e qualquer ao que pode resultar em aumento localizado de temperatura e portanto a iniciao de explosivo. Face s diferenas fsicas e qumicas, os explosivos apresentam diferentes graus de sensibilidade a diferentes tipos de aes agressivas. Como medidas de segurana devem ser obedecidas algumas regras para garantir um mnimo de segurana no manuseio de detonadores (espoletas): Separar explosivos de detonadores. Tratando-se de detonadores comuns, acondicion-los separadamente com

algodo ou espuma, para evitar atrito. Sendo detonadores eltricos, unir as duas pontas dos fios para isolar. No transportar cpsulas explosivas no porta-luvas de viaturas que possuem

equipamentos eletrnicos (rdio transmissor).Eletricidade induzida (os fios funcionariam como antenas).

No usar prximo rede de alta tenso, pois poder detonar por eletricidade esttica.

A espoleta eltrica deve ser colocada no cho e os fios desenrolados tambm no cho.

Para fins de desmonte de rocha, a iniciao feita atravs de: espoleta eltrica espoleta comum, cordel detonante estopim

Didaticamente, podemos estabelecer vrios critrios de classificao dos explosivos, dentre os quais podemos citar: a) Quanto finalidade ou emprego, segundo j visto: Explosivos iniciadores - Exemplo: fulminato de mercrio, azida de chumbo etc. Explosivos de ruptura - Exemplo: trinitrotolueno, nitropenta etc. Propelentes - Destinado a cumprir um trabalho balstico, como, por exemplo,

plvora de base simples ou base dupla. b) Quanto constituio Explosivos Qumicos - So aqueles constitudos por substncias quimicamente

puras. Exemplo: Trinitolueno, nitroglicerina, nitropenta, RDX etc. Explosivos Mecnicos - So aqueles constitudos de substncias explosivas ou

no, misturadas intimamente e que atuaro como combustvel e/ou comburente. Exemplo: Plvora Negra (carvo + salitre + enxofre).


Explosivos Mistos - So aqueles constitudos de dois ou mais explosivos qumicos e de elementos inertes, com um fim especfico. Exemplo: Dinamite nitroglicerinada (nitroglicerina + nitrocelulose + nitrato de amnia + elementos inertes).

c) Quanto velocidade de decomposio Altos explosivos - So aqueles cuja velocidade est compreendida entre 1000

e 8500 m/seg. Nesta classificao, enquadram-se os iniciadores e quase todos os de ruptura.

Baixos explosivos ou propelentes - Tm a velocidade compreendida entre 6 e 400 m/seg. Destinam-se a promover um efeito balstico, seja numa arma de fogo, seja num foguete. Tm como caracterstica essencial o controle do processo, seja por geometria do "gro", seja por adio de sais moderadores de queima na massa.

Para a correta especificao de um explosivo indispensvel o conhecimento de suas propriedades mecnicas, fsicas, qumicas, termodinmicas e de segurana, de forma a garantir a sua melhor interao. evidente que atravs do conhecimento das disponibilidades e limitaes tcnicas dos explosivos, podem ser escolhidos o que melhor se adapta situao. a) Propriedades mecnicas So aquelas que informam a capacidade do explosivo de resistir s solicitaes mecnicas de transporte, armazenamento e emprego. S tem sentido quando todo o cartucho analisado em conjunto. Funo da rusticidade de emprego, especificar-se- a embalagem (plstico rgido, saco de polietileno, papel "KRAFT" etc). b) Propriedades fsicas Estado fsico - que pode ser, didaticamente, slido, lquido e gasoso. Destes, o

explosivo no estado gasoso no tem aplicao prtica. A NG um exemplo de explosivo no estado lquido. Praticamente, so ainda considerados os explosivos de estado intermedirio, como a lama explosiva, normalmente de consistncia pastosa.

Densidade real - a relao entre a massa especfica do explosivo e a massa especfica da gua a 4 C, que unitria no sistema mtrico. , portanto, uma grandeza adimensional.

Densidade gravimtrica - a relao entre a massa e o volume correspondente, em geral expressa em gramas/litro. importante para a determinao da massa carregada no furo (determinao da razo de carga).

Metrolgicas - as dimenses dos explosivos so padronizadas internacional ou regionalmente, face necessidade de compatibilidade entre o explosivo e o furo (sistema de perfurao).

c) Propriedades qumicas Higroscopicidade - o grau de afinidade do explosivo com a gua, isto , a

tendncia de o explosivo absorver umidade. Normalmente, as dinamites base de nitratos (amnio, sdio etc) so higroscpicas e desaconselhadas para carregamento mido, sobretudo se h longo tempo decorrido entre o carregamento e a detonao. Os nitratos so vidos por gua e decompem-se, acarretando detonaes parciais, por vezes com grandes prejuzos obra.


Os explosivos gelatinosos, em geral, e as lamas explosivas so garantidos para aplicaes em presena de umidade por um mnimo de 72 horas. Os semi-gelatinosos (TUNEX), os pulverulentos (TRIMNIOS) e o ANFO so desaconselhados para uso em presena de umidade. Toxidez - Pode dizer respeito ao explosivo "in natura

Rodovias CAP 08-09-2008 Terraplenagem

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