Terraplanagem ou Terraplenagem (os dois estão corretos), é o conjunto de operações realizadas para a remoção do excesso de terra para locais em falta, de acordo com o projeto que será implantado.

Algumas ideias-chaves ligadas: Movimentação de terra, corte e aterro, nivelamento do terreno, empolamento e compactação.

São 4 as operações básicas realizadas em uma terraplanagem, que se configuram em um ciclo:

1. ESCAVAÇÃO: Etapa de rompimento da compacidade do solo em seu estado natural, a fim de manuseá-lo. Feito com equipamentos cortantes;

2. CARGA DO MATERIAL: Etapa do enchimento da caçamba ou acúmulo diante da lâmina;

3. TRANSPORTE: Essa etapa consiste na locomoção da máquina do local da escavação para o local da descarga (com carga) ou do local da descarga para o local da escavação (sem carga). Os custos são diferentes entre os dois;

4. DESCARGA E ESPALHAMENTO: Depósito do material no local de destino. Nessa etapa é executado o aterro propriamente dito.

ESCAVAÇÃO: Trator de esteira.
CARGA DO MATERIAL ESCAVADO: Pá-carregadeira.
TRANSPORTE/DESCARGA: Caminhão basculante.
ESPALHAMENTO: Motonivelador.
TODAS AS ETAPAS: Motoscraper.

▪ COMPRESSÃO
▪ AMASSAMENTO
▪ IMPACTO
▪ VIBRAÇÃO
▪ MISTO

CURVA DE COMPACTAÇÃO:
É relação da massa específica aparente seca em relação a umidade. São realizados teste para descobrir a melhor relação entre esses dois dois fatores, tendo os parâmetros de compactação de ρdmáx e hot, consultivamente  gerado a curva de saturação dentro o ramo seco e o ramo úmido.

CURVAS DE COMPACTAÇÃO DE DIFERENTES TIPOS DE SOLOS:
A análise granulométrica, também chamada de análise de textura, é um tipo de análise física que determina a textura do solo resultante da proporção relativa entre os diferentes grupos de partículas primárias (areia, silte e argila existentes em uma massa de solo) de acordo com seus diâmetros.

Ensaio de Compactação:
▪ Essencial para ter como referência em campo
▪ Normatizado pela ABNT NBR 7182:2016 Versão Corrigida:2020;
▪ Complemento DNER - ME 162:1994 e DNER - ME164:2013;
▪ Tem como objetivo definir a curva de compactação.

ENERGIAS DE COMPACTAÇÃO:
São crescente sua energia de compactação de normal, intermediaria e modificada. 
▪ Energia Normal: ensaio de proctor normal; 
▪ Energia Intermediária: ensaio de proctor intermediário; 
▪ Energia Modificada: ensaio de proctor modificado.
A diferença entre ensaio Proctor normal modificado e intermediário é que, o ensaio denominado Intermediário difere do modificado só pelo número de golpes por camada que corresponde a 26 golpes por camada, sendo aplicado nas camadas intermediárias do pavimento.

ETAPAS DA COMPACTAÇÃO NO CAMPO:
1) Transporte e espalhamento do solo;
2) Acerto da umidade por irrigação ou aeração;
3) Uniformização da umidade e homogeneização do solo;
4) Compactação propriamente dita;

CONTROLE DE COMPACTAÇÃO:
O solo pode ter diversos fatores que podem sofrer influencias, por isso a importância de ter um controle de compactação, para isso é importante a realização de ensaios, o controle tecnológico das obras das rodoviárias

Métodos de ensaio para determinação dadensidade "in situ":
▪ Ensaio do Frasco de areia (DNER - ME092:1994);
▪ Balão de borracha (DNER - ME 036:1994);
▪ Densímetro eletromagnético (DNIT - ME417:2019);
▪ Medidor Nuclear (DNIT - ME 405:2017).

EQUIPAMENTOS DE COMPACTAÇÃO:
▪ Rolo Pé de Carneiro;
▪ Rolo Liso Vibratório;
▪ Rolo Pneumático;
Equipamentos auxiliares:
▪ Compactador de impulsão tipo "sapinho";
▪ Motoniveladoras;
▪ Caminhões irrigadores;
▪ Gradeamento.

A classificação é feita em 3 categorias. 

1º categoria: são solos predominantemente argiloso, siltoso ou arenoso, e pedregulhos e pedras. Podendo ser escavados com equipamentos comuns. 

2º categoria: nessa categoria o solo apresenta um processo adiantado de rochificação e rocha em processo de adiantado de deterioração. Podem ser removidos também com equipamentos comuns, mas precisa ser feito um desmonte prévio com escarificador ou explosivos de baixa potência.  

3º categoria: materiais com alta resistência que tem a necessidade de explosivos de alta potência para sua escavação.

 Importância econômica da classificação 

Cada categoria tem um valor econômico diferente e tem a proporção 1:2:6.

Fazer um mapa mental sobre empolamento dos solos e índice de contração para entregar até o dia 08/03 as 23:58, valendo 0,6 pontos. Na próxima aula haverá uma atividade em sala valendo 1,4 pontos. 

Iniciou o assunto sobre equipamentos de terraplanagem falando das unidades de tração 

Força que o trator tem para rebocar ou empurrar equipamentos.

Velocidade da máquina sobre esteira ou rodas. 

É o que faça o trator ter boas condições de equilíbrio diante de várias condições de trabalho.

Permite o trator se deslocar sobre a superfície sem ter um afundamento excessivo da esteira ou pneu 

Capacidade do trator de se deslocar sobre a superfície sem o patinamento da esteia ou pneu. 

A atividade foi em ambiente virtual contendo 7 questões de múltipla escolha divididas em 3 rodadas, cada rodada com tempo de 10 minutos para resolução, ao final de cada rodada a professora explicou as questões tirando duvidas quanto as alternativas identificando as corretas das erradas e também resolvendo cálculos das mesmas com auxilio dos alunos.

BREVE RESUMO DOS TEMAS ABORDADOS NA ATIVIDADE

Empolamento é um fenômeno característico dos solos, que ocorre pela sua expansão volumétrica ao ser escavado, devido a introdução de ar nos vazios.
O empolamento é importante para a cubagem do material a ser empregado e o transporte do mesmo que é determinante na composição do custo para o serviço.

Taxas de empolamento pré-definidas por "Ricardo e Catalani 1990":
ROCHA DETONADA - 50% ou 0,50

SOLO ARGILOSO - 40% ou 0,40

TERRA COMUM - 25% ou 0,25

SOLO ARENOSO SECO - 12% ou 0,12

Equações Empolamento:
𝛾𝑆 < 𝛾𝑁
𝑉𝑆 > 𝑉N
𝛾𝑆 = 𝑚 / 𝑉𝑆
𝛾𝑁 = 𝑚 / 𝑉N
(𝑓𝑎𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑒𝑚𝑝𝑜𝑙𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜) 𝜑1 = 𝛾𝑆 / 𝛾𝑁 < 1
𝜑1 = 1 / 𝑒𝑝
𝑒𝑝 (𝑒𝑚𝑝𝑜𝑙𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜) = 𝑉𝑆 / 𝑉𝑁 > 1
𝜑1 = 𝑉𝐶 / 𝑉s
𝑓 𝑜𝑢 𝑝 (%) = ((1 / 𝜑1) − 1) 𝑥 100 
𝑓 𝑜𝑢 𝑝 (%) = (𝑒𝑝 − 1) 𝑥 100 

Os solos quando compactados sofrem elevada diminuição de volume, ou compactação, causada pela aproximação dos grãos, devido à redução do volume de vazios ocasionada pela compactação realizada através de processos mecânicos.
O índice de contração se for desconsiderado para orçar uma obra pode trazer atrasos e elevação dos custos.

Equações Índice de Contração:
𝜌𝑐𝑜𝑚𝑝 > 𝜌n
𝑉𝑐𝑜𝑚𝑝 < 𝑉n
𝜌𝑐𝑜𝑚𝑝 = m / 𝑉𝑐𝑜𝑚𝑝
𝜑2 = 𝜌n / 𝜌𝑐𝑜𝑚𝑝  ou 𝑉𝑐𝑜𝑚𝑝 / 𝑉n
𝑉𝑐𝑜𝑚𝑝 = 𝜑1 . 𝜑2 . Vs
𝑉𝑐𝑜𝑚𝑝 = 𝜑2 . 𝑉n
𝑉n = 𝜑1 . Vs
𝐼𝐶 𝑜𝑢 𝜑2 = [ 1 − (Variação Volumétrica) ]𝑋 100

6ª aula - Infraestrutura e Estradas.

A professora Thays realizou a 6ª aula no laboratório de engenharia da Unifap. Em primeira mão ela começou fazendo comentários sobre o resumo da aula anterior, logo em seguida deu continuidade na aula onde a gente iria ver o teste na pratica DENSIDADE IN SITU,  não tivemos o teste pratico pois teria necessidade de ser em campo e no horário da noite não teria como, para que tivéssemos esse teste pratico no laboratório serio necessário o improviso de outras ferramentas que não estava disponível naquele momento.

A professora passou um vídeo com o teste pratico, realizado por um professor de uma universidade federal, onde ela foi pausando em cada etapa e fazendo cálculos juntamente com os alunos.

No vídeo vimos diversos fatores que podem influenciar a compactação dos solos no campo; 
vimos um dos parâmetros que se usa para verificar se a compactação de campo atende as exigências do projeto.  
 No teste foi utilizado: Frasco de areia, Balão de borracha, Densímetro eletromagnético e medidor nuclear.

Formula:
GC=Yd campo/yd max do laboratório x 100

Todos os dados e informações visto em aula é para ser utilizado em um relatório, onde foi alinhado com a professora Thays que será entregue em equipes de ate cinco pessoas.

Muito utilizada em obras de construção civil, se consolidando, cada vez mais, no mercado como item essencial para a realização de terraplenagem. Sua principal função é fazer a terraplenagem de terrenos. Ou seja, nivelar determinado perímetro do solo.

Aplicações:

A etapa de compactação de solos e asfaltos é uma das fases mais importantes na construção de rodovias. Quaisquer falhas nesse processo pode comprometer o andamento da obra e se não for corrigida, ocasionar problemas na estrutura após a conclusão.

É importante ter sempre o conhecimento do tipo de solo que será trabalhado para que seja possível optar pelo melhor rolo compactador que será utilizado no ambiente. Os processos e resultados são diferentes, dependendo do cilindro que o rolo possui, o que pode ser fundamental para o resultado do trabalho.

Os rolos compactadores são utilizados para compactar todo tipo de terreno, visando um melhor resultado na preparação do solo para construção de edifícios, represas, aeroportos, barragens, portos, manutenção de estradas, operação tapa-buracos, entre outros. Para cada tipo de solo, terreno ou aplicação há um modelo específico.

Rolo compactador Liso:

Com estrutura semelhante a do rolo compactador tipo pé de carneiro, uma das principais diferenças entre o rolo compactador liso e o pé de carneiro é o seu cilindro, que não tem as saliências, além de possuir frequências de vibração e impactos diferentes. Muito comum no mercado de terraplenagem e pavimentação. Os rolos compactadores lisos são máquinas versáteis. Geralmente, são usados em pisos e pavimentações de concreto, asfalto, brita e terra batida, dependendo da sua configuração e frequência, mas existem situações em que o rolo compactador do tipo liso apresenta eficiência na compactação de materiais argilosos.


Escavadeiras

A escavadeira é um equipamento utilizado para escavar e mover grandes quantidades de material, como terra, pedras e afins — representando, portanto, algo fundamental à construção civil. Além disso, ela se constitui de uma base de condução, um braço e uma lança, acessório dedicado à escavação. As partes, é claro, variam de acordo com o tipo de uso que a máquina terá.
As escavadeiras podem apresentar uma ampla variedade de tamanhos e capacidades, sendo preciso contar com o devido licenciamento do operador para que a sua operação seja completamente segura e eficaz. Além disso, via de regra, podemos dizer que quanto mais pesada for a unidade, maior será sua capacidade de elevação.

Caminhão Basculante (Caçamba):

Em geral, ele presta suporte em etapas de demolição e escavação. O veículo em si pode ser mantido por padrão, o que se altera caso a caso é a caçamba, ótima para o transporte de terra, entulhos e outras cargas volumosas.

Grade de Disco:

Sobre essa última aplicação, a função da grade de discos é homogeneizar a umidade do solo, visando obter boa qualidade na compactação.

Professor também falou sobe o speed teste 

utilizado para determinação rápida do teor de umidade em solos e agregados miúdos (areias e outros materiais granulares). O processo de Speedy Test é necessário, considerando que é sobre no solo que as estruturas das obras são apoiadas. A leitura dessa pressão em um manômetro permite avaliar o teor de umidade.

 

 

LOCOMOÇÃO DOS EQUIPAMENTOS DE TERRAPLANAGEM.  

            Nessa aula foram apresentadas as formas de estimar a produção dos equipamentos de terraplanagem. Para isso, primeiramente, é preciso compreender a mecânica do movimento das máquinas. Vejamos: 

 

 

Er= esforço trator na roda motriz;

∑R= somatório das resistências opostas ao movimento;

M= massa da máquina;

V=  aceleração.

Desta forma, extrai-se que a força decorrente que atua sobre um corpo é igual ao produto de sua massa pela aceleração. 

Dessa afirmação, decorrem três hipóteses, são elas:

1°: Er - ∑R= m.y > 0     y= dv/dt > 0 ⇢ aceleração;

2°: Er - ∑R= m.y = 0     y= dv/dt = 0 ⇢ velocidade uniforme e máxima;

3°: Er - ∑R= m.y < 0     y= dv/dt < 0 ⇢ desaceleração;

As resistências opostas ao movimento classificam-se em quatro modalidades; resistência de rolamento, resistência de rampa, resistência de inércia e resistência do ar. 

·         RESISTÊNCIA DE ROLAMENTO (Rr)

Rr= resistência de rolamento (kg);

K= coeficiente de rolamento;

P= Peso total do equipamento (t). 

·         RESISTÊNCIA DE RAMPA (Rp) 

Para pequenas inclinações consta-se: senα≈tgα

𝐑𝐩 = 𝐏 . 𝐭𝐠𝛂 = 𝐏 . 𝐢 𝟏𝟎𝟎

P= t        Rp= kg      i = %

Dessa forma, temos: 

𝐑𝐩(𝐤𝐠) = ± 10. P . i

↳ Quando a máquina está em aclive, o sinal é positivo e significa a resistência da rampa; 

Quando a máquina está em declive, o sinal será negativo e representa a assistência da rampa.  

·         RESISTÊNCIA DA INÉRCIA (Ri)

↳ O sinal será positivo quando ∆V = V2-V1, sendo V2>V1 (aceleração), e, será negativo quando V2<V1 (desaceleração).   

P em (t) ;   ∆v em Km/h;  T em s;  G = 9,8 m/s².

 

·         RESISTÊNCIA DO AR (Rar) 

K’ = coeficiente de forma, entre 0 e 150 km/h;

S = área da seção normal à direção do movimento (m²);

V = velocidade de deslocamento (Km/h).

Máquinas de obra –K’ = 0,07.

 

·         Resulta-se que, o somatório de todas as resistências (∑R) que abrangem um veículo, a todo tempo, será expressa por:                     

                                          

P= peso da máquina (t)

i= inclinação do terreno

V = velocidade (km/h)

S= Área da seção frontal (m2)

K= Coeficiente de rolamento (kg/t)

K’= Coeficiente de forma: cte entre 0 e 150km/h= ( 0,07)

 

Obs 1: 28,3.P. ∆V  é considerada empiricamente 

                         t

Obs 2:  K'  SV² valor ínfimo que pode ser desprezado 

            13                                                          

            

·  PRIMEIRA CONDIÇÃO DE MOVIMENTO

        Para execução do movimento da máquina, é essencial a seguinte condição:            𝐸𝑟 ≥ ∑𝑅

             De modo que, se o veículo estiver parado, para começar o movimento devemos ter:  𝐸𝑟> ∑𝑅

              Quando em movimento, para assegurar o deslocamento com o movimento uniforme:  𝐸𝑟= ∑𝑅

·SEGUNDA CONDIÇÃO DE MOVIMENTO

Para que haja aderência, é necessário e suficiente que:

Fa = Força de aderência (reação tangencial); f = coeficiente de aderência entre o pneu e o solo; Pm = peso sobre a roda motriz (fabricante);

 - A locomoção só terá início se: ∑𝑅 < 𝐸𝑟 < f x Pm

 - A locomoção se manterá se:  ∑𝑅 ≤ 𝐸𝑟 ≤    f x Pm

·         Estudo das forças motrizes

É a força que impulsionam o equipamento, para que possa ser maior que as resistências ao movimento.
                      𝐸𝑟=(No x nm)/V

 Er = esforço trator aplicado às rodas motrizes; No – Potência de desempenho; nm – coeficiente de rendimento mecânico de transmissão; V – velocidade do veículo.

 

 

Ciclo: Conjunto de operações que um equipamento executa em um determinado tempo

Tempo de Ciclo: Tempo no qual a máquina passa duas vezes por um certo ponto.

Existem os tempos fixos e tempos variáveis, com isso é possível determinar vários tempos de ciclo, como tempo de CICLO MÍNIMO que é a somatória exatamente dos tempos fixos com o tempo móvel, por exemplo. Também existem outros dois tipos de tempo de ciclo, o ciclo efetivo, que é o realmente gasto pela máquina, computando paradas e tudo, e o tempo disponível, que é o tempo no qual o equipamento se encontra disponível para executarmos tal tarefa.

Com certos dados e informações também é possível calcular a produção de um equipamento, que seria Produção do equipamento (Q) = Volume solto na caçamba (C) x o número de ciclos. E a frequência sendo o inverso do período de tempo ficaria Q= C x 1/Tc.

Com isso é possível obter diversos outros fatores, como a produção máxima (Qmax=Cmax*1/Tcmin), a produção efetiva seria (Qef= Cmax x 1/Tef).

Formula que se usa para calcular a produção de um equipamento seria E=Qef/Qmax. Também tem uma fórmula básica para a produção de máquinas de terraplanagem que seria: Qef= C x 𝜑1 x 1/tcmin x E.

Há também maneiras na qual pode-se aumentar a produtividade, e inúmeras causas que causam paradas, como defeitos mecânicos, más condições do solo, falta de habilidade do operador e etc... Outro fator importante que influência na produtividade seria as chuvas, nas quais dependendo da força podem afetar em até 50% mensais a efetividade. Em média e constatado que uma tem seu trabalho efetivo de 50 minutos para cada hora, ou seja uma perca de 10min com paradas, podendo ser essa perca causada por, movimentações indispensáveis, movimentações dentro da obra, manutenção da máquina, espera por equipamentos que precisam ser combinados no mesmo ciclo e entre outros transtornos que podem acontecer nas obras.