TERRAPLENAGEM 1) Um solo foi escavado e transportado em caminhão para uma área de depósito. Sabendo-se que as densidades no corte = 1,75 e no transporte = 1,4. Qual o valor do empolamento no material ?

Corte Transporte do solo fofo dc . Vc = dT .VT

T

c

T

C Vd

dV )( 8,0

75,1

4,1

c

T

d

df

10011

f %251001

8,0

1

2) Um moto-scraper de 20 m3 de capacidade de caçamba executa um corte de 5.000 m3 a uma distancia média de transporte de 1.500 m. Pede-se: a) O rendimento no corte e no aterro; b) O volume do aterro compactado; c) o número de viagens dados pelo moto-scraper; d) o tempo total para execução do corte considerando uma jornada diária de 10 horas. São dados:

Motoscraper: E = 0,75; Vel. ida= 40 km/h; Vel. volta= 60 km/h; to = 3,25 min

Solo : dc = 1,8 ; dt = 1,1 ; da = 1,6

= Solução = a) Rendimento no corte e no atêrro: R = (Q.f.E.60) / T . Ciclo completo: T = to + tv tv = x/Vi + x/Vv = 1.500x60/40 + 1.500x60/60 = 3,75 min

T = 3,25 + 3,75 T = 7 min - Rendimento medido no corte: .Capacidade da caçamba correspondente ao material solto: f = dt/dc = 1,1/1,8 = 0, 611

Rc = (20 x 0,611 x 0,75 x 60)/ 7,0 Rc = 78,56 m3/h - Rendimento medido no atêrro: .Capacidade da caçamba em relação ao atêrro : f = dt/dc = 1,1/1,6 = 0,6875

RA = (20 x 0,6875 x 0,75 x 60)/7,0 RA = 88,39 m3/h .Volume de material solto: VC = (dt/dc) x Vt

Vt = 5.000/0,611 Vt = 8.181,8 m3 b) Volume de aterro compactado.

Vc . dc = VA . dA

VA = (5.000 x 1,8)/1,6 VA = 5.625 m3 c) Número de Viagens: n = Volume total transportado/capacidade da caçamba = Vt/Q

n = 8.181,8/20 n = 409 viagens d) Tempo para execução do corte: Jornada de 10 h/dia

R = V/t t = V/R t = 5.000/78,56 = 63,645 h

63,645 h : 10 h/dia = 6,36 dias 1 semana 3) Uma Pá-Mecânica cuja capacidade da caçamba é de 2,0 m3 está executando escavação com depósito lateral num ciclo completo de aproximadamente 50 segundos. Qual a sua Produção Horária ? São conhecidos:

- Densidade no corte: 1, 6 - Densidade na caçamba: 1,2 - Eficiência = 80% - Fator solo (k) = 0,92

- Cálculo do fator de conversão de volumes: f = dt/dc = 1,2/1,6 f = 0,75 - Cálculo da Produção Horária (Rendimento):

R = Q f E k

T

. . . .3600

R = 2 0 0 75 0 80 0 92 3600

50

, , , ,x x x x

R = 79,5 m3/h

4) Calcular o número de caminhões basculantes de 6 m3, necessários ao trabalho

contínuo de uma escavadora de 1,4 m3, para uma distancia de transporte de 3.000 metros . São dados: Basculante: q = 6 m3 ; tf = td = 2 min ; V1 = 40 km/h ; V2 = 60 km/h Escavadora: Q = 1,4 m3 ; k = 0,90 ; T = 30 seg

= Solução =

a) No de caçambas (escavadora) para preencher 1 basculante :

caçambaskQ

qn 5

9,04,1

0,6

.

b) Tempo necessário para encher as 5 caçambas da escavadora

)arg(min5,260

305

60

.acdetempot

Tnt Cm

c) Tempo total de operação dos basculantes (tb)

min120,260/000.160

000.3

60/100040

000.35,2

21

bdcb ttV

x

V

xtt

d) Número de caminhões basculantes necessários

sbasculantehõescaNt

tN C

m

b

C min68,55,2

1211

5) Compactou-se um trecho de aterro utilizando-se um rolo pé-de-carneiro. São conhecidos: - Velocidade do rolo = 5 km/h - Eficiência = 0,70 - Espessura da camada = 30 cm - Largura total do rolo compactador = 2,0 m - No de passadas = 10 Pede-se: a) O rendimento do compactador: b) Trabalhando cerca de 8 horas/dia, em quanto tempo será concluído cerca de 8.500 m3 de aterro ?

a) n

eELuVmR

... { Lu L 0 30, ; m = 1 rolo compactador

hmR /5,17810

30,070,070,1000.5 3

b) t

VR t horas

8500

178 547 62

,, t = 6 dias

4) Conhecido o Diagrama de Massas do trecho de Terraplenagem mostrado abaixo, pede-se: a) O volume total de corte e de aterro no trecho entre as estacas 0 – 70. b) A equipe Escavadora X caminhões para executar o trecho entre as estacas 0–15 . c) O tempo total necessário para execução do trecho citado acima (item b). d) O momento de transporte, em m3xdam, da compensação longitudinal do trecho. Sâo conhecidos: Escavadora: Q = 1,2 m3 ; k = 0,90 ; T = 40 Seg ; E = 0,85 Caminhão: q = 5 m3; tm+ td = 2 min V1 = 40 km/h ; V2 = 60 km/h ; Dist. bota-fora/empréstimo=1.000 m. Densidades: dT = 1,2 ; dC = 1,6 Jornada de trabalho: 8 h/dia Solução: a) Corte (Onda ascendente): 45.000 - 15.000 = 30.000 m3

35.000 – 20.000 = 15.000 m3

VC = 45.000 m3

Aterro (Onda descendente) : 45.000 – 20.000 = 25.000

VA = 25.000 m3

b) Estaca 0 – 15 Bota-fora : 20.000 m3 f = 1,2/1,6 = 0,75

Escavadora: RE = T

kEfQ 3600.... =

40

360085,090,075,02,1 xxxx RE = 61,965 m3/h

n = kQ

q

.=

90,02,1

5

x= 4,62 5 caçambadas para encher o basculante

tC = 60

.Tn =

60

405x= 3,33 min (tempo de carga do basculante) t =

v

x

tb = tC + td + tm + t1 + t2 (tempo total de operação do caminhão)

tb = 3,33 + 2 + 1,5 + 1 tb = 7,83 min

N = 1 + c

b

t

t = 1 +

33,3

83,7 = 3,35 ou N = 4 caminhões x 1 Escavadora

c) t = R

V =

925,61

000.20 = 322,76 h ou t = 40,35 dias

d) Compensação longitudinal 2 trechos : estacas 15 a 70 MT = V x d Trecho 1: d1 = 37 – 20 = 17 est x 20 m = 340 m = 34 dam V1 = 10.000 m3

Trecho 2: d2 = 65 – 45 = 20 est x 20 m = 400 m = 40 dam V2 = 15.000 m3

Vol. Acumulado ( x 103 m

3)

t1 =1.000x60/40x1.000 = 1,5 min

t2 = 1.000x60/60x1.000 = 1 min

MT = 10.000 x 34 + 15.000 x 40 = 940.000 = 94 x 104 m3 . dam 5) Calcular o número de scrapers CAT 621 B necessários para construir 540.000 m3 de aterro, em 6 meses, trabalho de 8 h por dia e Eficiência de 0,80. Dados: Distancia média de transporte = 250 m dA = 1,9 t/m3 ; dT = 1,4 t/m3 Disponibilidade de trabalho considerando domingos, feriados, precipitações pluviométricas, etc. Meses: Jul Ago Set Out Nov Dez 18 21 22 24 23 23 = Solução = O cálculo será feito nas seguintes etapas:

- Tempo total disponível para execução do aterro - Produção horária da máquina - Produção requerida para conclusão do serviço no prazo estipulado - No de scrapers - No de tratores (Pusher)

7.1- Calculo do tempo disponível para o serviço

Td = 18 + 21 + 22 + 24 + 23 + 23 = 131 dias ou 1.048 horas 7.2 - Produção horária do Scraper CAT 621 B - Necessita de um Trator D8k (Dozer) para carga - Tempo fixo: to = 1,4 min (carga, descarga, manobra) - Capacidade da caçamba: 15,3 m3 - Vel. Ida = Vel. Volta = 18 km/h

tv = V

x=

000.118

602502

tv = 1,66 min

Tempo de ciclo completo : T = to + tv = 1,4 + 1,66 T = 3,1 min

Fator de conversão de volumes: corte aterro f = 9,1

4,1 f = 0,74

Produção horária: PH = T

fEQ 60... =

1,3

6074,080,03,15 PH = 175,3 m3/h

7.3 -- Produção requerida para conclusão do serviço no prazo

PHR = disponíveltotalTempo

AterroVolume

....

..

PHR =

048.1

000.540 PHR = 515,3 m3/h

7.4 - Cálculo do número de scrapers

N = horáriaodução

requeridaodução

.Pr

.Pr =

3,175

3,515 = 2,94 3 scrapers

Serão necessários 3 scrapers para executar o serviço no prazo de 6 meses.

7.5 - Calculo do número de D8k necessários para carga

Tempo de ciclo do Pusher TP: é a soma do tempo de carregamento do scraper (tc); tempo de contato e impulso (ti); tempo de manobras e retorno (tm) Tc = 0,7 min ; ti = 0,25 min ; tm = 0,28 min

TP = 1,23 min

Número de scrapers acionados por um Pusher : n = PT

T =

23,1

1,3 = 2,52

2,52 scrapers poderão ser acionados por um único D8k. Como o no de

scrapers é 3, calcula-se o número de D8k necessários.

n = 52,2

3 = 1,19 D8k

Para termos uma eficiência de 100% deve ter dois D8k.

6) Calcular o número de motoniveladoras CAT 120 G necessárias para espalhar o volume correspondente a Produção horária da equipe de motoscrapers, numa espessura de 20 cm por camada com eficiência de 0,70. O volume corresponde ao dos 3 motoscrapers do exercício anterior. Dados: Comprimento da lâmina: a = 3,658 m ;

Ângulo médio de inclinação da lâmina: = 60o No de passadas/Faixa : 4 Velocidade média = 7 km/h Produção horária do motoscraper: 175,3 m3/h

= Solução =

a) Calculo da área a ser coberta por hora: S = e

V

V = 3 x 175,3 m3/h = 525,9 m3/h (Produção horária total da equipe de motoscrapers)

S = 20,0

9,525 S = 2.629,5 m2/h

b) Calculo da Produção horária da motoniveladora: PHm = n

ELVm

L = a . sen L = 3,17 m

PHm = 4

70,017,3000.7 PHm = 3.883 m2/h

c) Número de motoniveladoras necessárias: N = mPH

S

S = 883.3

5,629.2 = 0,68 ~ 1,0

Será necessário apenas 1 motoniveladora para o espalhamento do material.

Exercícios para Resolver 1) A partir do Diagrama de massas abaixo determinar: a - o Volume do corte C1 ; o volume de aterro A2 ; b - a extensão do trecho de maior corte; c - o intervalo entre estacas dos trechos descompensados; d – o Momento de transporte devido aos empréstimos e/ou bota-foras (m3.dam) (considerar DMT = 150 m)

2) Para execução

do movimento de terra da

figura, foi escolhida a

linha de equilíbrio (LE). Sabendo-se que os eventuais bota-foras e/ ou empréstimos terão uma distancia de transporte de 40 dam, calcular:

a) quantos m3 serão transportados do corte C1 para o aterro A1. b) O volume do aterro A1 e do corte C2. c) O momento de transporte do bota-fora/ ou empréstimo, em m3 . dam

3) Qual o no de moto-scrapers e o tempo necessários para executar o desmonte total do corte C1 (figura acima). Dados: Q = 10 m3 ; to = 1 min; E = 90% ; Vida = 45 km/h; Vvolta = 60 km/h; dT = 1,1; dC = 1,7; jornada = 10 h/dia 4) Num aterro, após a passagem do Rolo pé-de-carneiro, foi obtida a densidade de campo igual a 1,65 pelo processo do Frasco de Areia. No ensaio de compactação com a energia do Proctor Padrão, no laboratório, o solo apresentou umidade ótima de 10%. Sabe-se que o Grau de compactação especificado para o aterro é de 94%. Pede-se: (a) Qual o valor do peso específico total úmido correspondente a umidade ótima de compactação ? ; (b) Se o grau de compactação exigido for 100%, qual o valor mínimo de densidade campo que deverá ter o aterro ?

5) Deve-se realizar serviços de movimento de terra, num volume de 535.000 m3- medidos no corte- com um equipe de moto-scrapers e num prazo de 3 meses com jornada de 10 h/dia. A velocidade média ida e volta das máquinas é de 60 km/h ; fator de eficiência 50/60 ; Pusher de 2 min de ciclo completo; Dist. Média de transporte 1.800 m; dC = 1,4 ;dT = 1,1 ; Tempo fixo (manobra+carga+descarga) = 3 min. Pede-se: a) o tempo total, em horas, para a realização do serviço; b) o rendimento total necessário da equipe; c) a equipe Pusher x moto-scraper; d) o valor da capacidade mínima das caçambas dos moto-scrapers

6) Deve-se compactar um trecho de revestimento asfaltico usando-se um rolo liso de 6,5 t. São conhecidos: Largura total do rolo = 2,5 m; eficiência = 0,80; Velocidade = 6 km/h; espessura da camada = 10 cm; Numero de passadas = 5/camada. Pede-se:

a) o rendimento da compactação. b) em quanto será executada a compactação de 1 km de pista com largura de 7 m ?

7) Calcular o rendimento de um Dozer, montado em um trator D7 e o tempo de serviço para um volume de 5.000 m3, medido no corte. São conhecidos: Dozer: Lâmina – h = 1,1 m; L = 3,16 m

Solo: = 0,95; = 40o; f = 0,85; E = 50/60. Resp. 2,15 m ; 91,4 m3; 55 horas

8) Três moto-scrapers Allis Chalmers 260, executam um corte de 10.000 m3 a uma distancia média de transporte de 800 m. Calcular o rendimento da equipe, o tempo aproximado de serviço, o número de moto-scrapers que podem ser acionados por um “pusher”, constituído por um trator Allis Chalmers HD-21. Dados do moto-scrapers: Q = 15,2 m3; V = 15 km/h (ida e volta); tempo fixo= 3 min; f = 0,80; E = 80%. Dados do “Pusher”: TP = 1,5 min

Resp. 194,1 m3; 52 horas; 6

9) Para conservação de um trecho de 20 km de estrada de terra, uma motoniveladora precisa passar oito vezes em cada lugar, na seguinte ordem: Duas primeiras passadas: V = 3 km/h Duas passadas seguintes: V = 5 km/h Duas passadas seguintes: V = 6 km/h Duas passadas seguintes: V = 7 km/h Dados: Comprimento útil da lâmina: 2,10 m; Eficiência 80%; espessura da camada 25 cm. Pede-se determinar:

a) Qual o rendimento da motoniveladora em m2/h e m3/h ? b) Qual o tempo total de serviço, admitindo-se um fator de eficiência de 75% ?

10) Uma equipe de moto-scrapers, auxiliada por um ”pusher”, atende a um serviço de terraplenagem, constituído de um corte de 500.000 m3 e dois aterros, com 200.000 m3 e 250.000 m3, respectivamente, cujas distancias médias de transporte encontram-se indicadas na figura. São conhecidos: Pede-se determinar:

a) As equipes pusher x moto-scrapers para cada caso; b) Os rendimentos das equipes; c) Os tempos necessários aos serviços (corte – aterro) d) Adotando-se a equipe com um número menor de moto-scrapers, eliminando-se

as manobras dos mesmos no corte, quais as economias de tempo ? Resp. a) 5 e 6; b) 637 m3/h e 613,8 m3/h; c) 356 horas e 462 horas; d) 3,1 min.

Dados do solo: Densidade no corte: 1,5 Densidade no transporte: 1,3 Densidade no aterro: 1,7 Ciclo completo do “Pusher”: 1 min

Dados do Moto-scraper: Capacidade da caçamba: 15 m3 Velocidade de ida: 50 km/h Velocidade de volta: 70 km/h Tempo de manobras: 3 min Tempo de carga e descarga: 1 min Fator de Eficiência: 48/60