Máquinas e
Equipamentos
NOÇÕES GERAIS
Terraplenagem
Definido como sendo o conjunto de
operações de escavação, carga,
transporte e descarga, com
eventual compactação e
acabamento executados a fim de
passar-se de um terreno em seu
estado natural para uma nova
conformação topográfica desejada.
Terraplenagem
Terraplenagem manual.
Terraplenagem mecanizada.
Terraplanagem mecanizada
Grandes investimentos: alto custo;
Exige serviços bem planejados e
executados;
- Reduz a mão de obra, porém exige
mão de obra especializada;
- Permite que as operações sejam de
grande volume de material.
Ciclo de operação:
- Escavação;
- Carga do material escavado;
- Transporte;
- Descarga e espalhamento.
Terraplanagem
Existe grande diversidade de solos.
Logo, há necessidade de uma
classificação específica dos solos
para os trabalhos de
terraplenagem.
Classificação dos materiais de
superfície - conceitos
Rochas: materiais da crosta
terrestre. Provenientes da
solidificação do magma ou da
consolidação de depósitos
sedimentares;
Solos - conceito
Materiais constituintes da crosta
terrestre provenientes da
decomposição “in situ” das rochas
pelos agentes geológicos e/ou
agentes atmosféricos.
Terminologia das rochas.
Bloco de rocha: pedaço isolado de rocha com
 médio superior a 1 m.
Matacão: pedaço de rocha com  médio
superior a 25 cm e inferior a 1 m.
Pedra: pedaço de rocha com
 médio
compreendido entre 7,6 cm e 25 cm.
Obs.: desmonte de rochas
Rocha branda – constituída por materiais
compactos que exigem o emprego de
explosivos de baixa potência.
Rocha dura – rocha cujo desmonte só se
torna possível com emprego de
explosivos de alta potência.
Rochas: observação
As rochas podem apresentar Grau de
compacidade diferente em conta seu
estado de alteração, provocado por
agentes naturais (intemperismo).
Esse aspecto altera suas características
originais de resistência mecânica.
Terminologia dos solos
1. Pedregulho: solos com  superiores a
4,8 mm e inferiores a 76 mm.
2. Areia: com  máximos superiores a
0,05 mm e inferiores a 4,8 mm.
3. Silte: solo que apresenta coesão para
formar quando seco torrões facilmente
desagregáveis, com
 máximo
superiores a 0,005 mm e inferiores a
0,05 mm.
Terminologia dos solos
4. Argila: solo que apresenta característica
marcante de plasticidade, quando úmido
apresenta fácil moldagem, quando seco
apresenta coesão com difícil
desagregação por pressão dos dedos,
apresenta  máximos inferiores a 0,005
mm.
Terminologia dos solos
5) Solos que não apresentam
predominância de propriedades
caracterizadas anteriormente são
designados pelo nome composto.
Exemplo: argila arenosa, siltoargiloso, etc.
Terminologia dos solos
6.
Solos
com
matéria
orgânica:
apresentam teor apreciável de material
orgânico.
7.
Turfas: grandes porcentagem de
partículas
fibrosas
de
material
carbonoso ao lado de matéria orgânica
do estado coloidal.
Critério para a classificação em
relação à escavação.
O principal critério consiste na maior ou
menor dificuldade ou resistência ao
desmonte, seja manual ou mecanizado.
Obs.: Em relação a classificação geológica,
não há uma relação entre a classificação e
a dificuldade de desmonte. Ou seja, uma
rocha classificada na mesma categoria
pode ter diversos graus de compacidade.
Fatores que influenciam a escavação
1. Tamanho e forma das partículas.
a.Quanto maior o tamanho das partículas
individuais de um solo, mais difícil será o
desmonte pelas bordas das lâminas e das
caçambas.
b. Partículas com arestas vivas resistem mais
ao corte e requerem maior potência para
efetuá-lo do que as com formas
arredondadas.
Fatores que influenciam a escavação:
2. Vazios
Quanto menor o volume de vazios, as
partículas individuais terão maior área
de contato com as outras que as
circundam, o que implica aumento do
atrito de partícula a partícula.
Um solo bem compactado, que tem
pequeno volume de vazios oferece
maior resistência ao corte.
Fatores que influenciam a escavação:
3. Teor de umidade
Os baixos teores de umidade aumentam o atrito
entre os grãos, desta forma temos maior
dificuldade no desmonte dos solos mais secos.
Solos muito úmidos que possuem grande
quantidade de água nos interstícios têm
densidades maiores, o que significa maior
potência da máquina a ser utilizadas.
Classificação dos solos
Com a mecanização, a classificação passou a ser
definida pelo equipamento capaz de realizar as
atividades de desmonte economicamente,
sendo definida a classificação em categorias de
materiais de escavação.
1ª Categoria – Terra em geral, piçarra ou argila,
rocha em adiantado estado de decomposição,
seixos rolados ou não, com diâmetro inferior a
15 cm, qualquer que seja o teor de umidade,
compatíveis com a utilização de dozer, scraper
rebocado ou motorizado
Classificação dos solos
1ª Categoria
– facilmente escaváveis com equipamentos
normais
Mesmo que apresentem-se rijos em função de
baixo teor de umidade;
Ainda que estejam misturados com pedras,
seixos rolados ou matacões, desde que
sejam escaváveis com o equipamento
indicados;
No caso de rochas alteradas apresentem pouca
compacidade.
Classificação dos solos
2ª Categoria – Rocha com resistência à
penetração mecânica inferior ao granito,
blocos de pedra de volume inferior a 1
m3, matacões e pedras de diâmetro
médio inferior a 15 cm, cuja extração se
processa com emprego de explosivos,
máquinas de terraplanagem e
ferramentas manuais comuns.
Terraplanagem
2ª Categoria
– são resistentes ao desmonte e não admitem uso de
equipamentos comuns, porém com um tratamento
prévio.
Tratamento prévio: com o emprego de escarificadores
(rippers), acionados hidraulicamente e montados na
parte posterior dos tratores de esteiras – cuja função é
rasgar as superfícies compacta – com várias passadas.
Há necessidade de uso de explosivos de baixa potência;
Classificação dos solos
3ª Categoria – rocha com resistência à
penetração mecânica superior ou igual à
do granito e blocos de rocha de volume
igual ou superior a 1 m3, cuja extração e
redução, para tornar possível o
carregamento, se processam com o
emprego contínuo de explosivo.
Terraplanagem
3ª Categoria
A rocha viva, é a melhor caracterizada,
porque só a ela pertencem os materiais
que apenas admitem o desmonte pelo o
emprego contínuo e exclusivo de
explosivos de média e alta potência, e
apresenta dureza igual ou superior à do
granito.
Observação
No caso de rochas com vária camadas de
alteração poderá ocorrer a utilização
concomitante dos dois processos.
- Uso da pré-escarificação e uso de
explosivos de baixa potência.
Observação
Cabe aqui observar que equipamentos
modernos, dispostos de grande esforço
trator, aliado à grande aderência –
motoscraper de motor traseiro, aliados
por tratores empurradores (pusher), são
empregados com êxito na escavação de
material da 2ª Categoria, desde que o
grau de resistência ao corte não seja
elevado e não se apresente misturado
com matacões ou bloco de rocha viva.
Equipamentos p/ terraplanagem
Motoscraper
Aplainadora
Equipamentos de
Terraplanagem
Moto Scraper
Dozer
Sondagem
O resultado da prospecção de solos define informações
relevantes para definir as camadas dos perfis do solos e
rochas encontradas no subsolo a serem removidos.
Processos de sondagem.
Trado manual: este equipamento permite a perfuração até 3
m em solos de pouca consistência e classificáveis na 1ª
Categoria.
Obs.: os materiais atingem certa compacidade e se
apresentam com baixos teores de umidade, o trado
podem encontrar dificuldades.
Sondagem
Sondagem
Trado portátil acionado por motor: neste caso o trado é
acionado por motor auxiliar de gasolina, o que permite a
penetração em solos mais consistentes até 15 m de
profundidade.
Trado portátil acionado por
motor
A velocidade da perfuração pode ser relacionada com a
consistência do material, de acordo com a tabela.
Tipo de
material
Solos residuais pouco
consistentes
Solos residuais de
consistência média
Velocidade
média – m/h
18 – 27
09 – 18
Classificação
provável
1ª Categoria
2ª Categoria
c/pré-escarificação
Sondagem
Trado rotativo montado sobre caminhão: utilizado para a
sondagem de reconhecimento em materiais de pouca ou
média consistência, incluíndo-se rocha alterada,
atingindo até 60 m de profundidade. É provido de
extremidade com broca o que permite a perfuração de
materiais mais compactos, como rocha em processo de
alteração – inadequado para o corte de rocha dura.
Trado rotativo montado sobre
caminhão
A velocidade da perfuração pode ser relacionada com a
consistência do material, de acordo com a tabela.
Tipo de
material
Solos residuais pouco
consistentes
Solos residuais de
consistência média
Velocidade
média – m/h
18 – 36
0 – 18
Classificação
provável
1ª Categoria
2ª Categoria
c/pré-escarificação
Martelete de ar comprimido
A velocidade da perfuração pode ser relacionada com a
consistência do material, de acordo com a tabela.
Tipo de
material
Rocha bem alterada
Velocidade
média – m/h
4,2 – 06
Rocha medianamente alterada 2,4 – 4,2
consistência média
Rocha dura
0 – 2,4
Classificação
provável
2ª Categoria
c/pré-escarificação
2ª Categoria
c/pré-escarificação
e explosivos
3ª Categoria
Perfuratriz rotativa
Perfuratriz rotativa montada sobre trator: caracterizada com furo de 3
½¨ em sondagem de reconhecimento.
A velocidade da perfuração pode ser relacionada com a consistência
do material, de acordo com a tabela.
Tipo de
Velocidade
Classificação
material
média – m/h
provável
Rocha bem alterada
15 – 22
2ª Categoria
c/pré-escarificação
Rocha medianamente alterada 7,5 – 22
2ª Categoria
consistência média
c/pré-escarificação
e explosivos
Rocha dura
0 – 7,5
3ª Categoria
Método sísmico
Método mais preciso para a determinação
dos perfis das camadas de solo e rocha
no subsolo.
Método sísmico
– este método baseia-se no fato que as
ondas de choque provocadas por
explosivos atravessam as camadas de
diferentes rochas com velocidade
proporcionais ao grua de compacidade
que elas apresentam.
Método sísmico
 Estas ondas obedecem à lei de refração
de Snell e são refratadas da direção
inicial de propagação. Podendo variar da
direção vertical até a horizontal,
dependendo das velocidades de
propagação
Sondagem
Pode-se calcular as velocidades de ondas de choque
através das camadas sucessivas de diferentes
densidades, bem como as espessuras correspondentes.
Importante: Sabe-se que os custos de escavação
aumentam substancialmente com a compacidade dos
materiais. A velocidade é proporcional a compacidade.
Solo natural
Rocha alterada
Rocha dura
Método sísmico para
sondagem - equipamentos
Geofone
Método sísmico para
sondagem
Conhecendo-se as velocidades é possível
conhecer a natureza das camadas das
rochas existentes no subsolo e suas
espessuras, podendo ser estimado o
custo da escavação e melhor planejar a
seleção de equipamentos.
Sondagem
Correlação entre as velocidades de propagação e a
escarificabilidade dos materiais.
Trator com ripper (escarificador) na faixa de 200/300HP, com peso de 30 a 45 t
Velocidade de
Escarificação
Equipamento
Classificação
propagação (m/s)
provável
0 – 450
não necessita
equipamentos normais
1ª Categoria
450 – 900
escarificação leve
trator com ripper
transição
900 –1200
escarificação média
trator com ripper
2ª Categoria
1200 – 1500
escarificação pesada
trator com ripper
2ª Categoria
1500 – 1800
escarificação muito pesada ripper e/ou explosivo
2ª Categoria
c/ explosivo
> 1800
não escariável
p/ desmonte de rocha
3ª Categoria
Conceitos - Empolamento
Empolamento dos solos
Consiste em um aumento de volume devido a
incorporação de vazios.
O terreno no estado natural apresenta um
determinado estado de compactação.
Após o desmonte
Tem-se uma expansão volumétrica considerável.
Volumes
Após o desmonte:
A terra assume um volume maior em relação
ao estado natural.
Desta forma tem-se:
Volume solto Vs > Volume natural Vn.
Massa específica solta ( s) < Massa
específica natural ( n)
1 
1
S 
 1s

N
n
1
Coeficiente de empolamento
Este fator é definido pela relação entre as
massas específicas do material no estado
solto em relação ao material natural.
s
1 
1
n
s 
m
Vs
Coeficiente de empolamento
Pela definição de massa específica tem-se:
m
s 
Vs
m
n 
Vn
s
1 
1
n
m
Vn
Vs
1 

m
Vs
Vn
1 
Vn
Vs
Coeficiente de empolamento
Como a terraplanagem é paga pelo volume medido no
corte, portanto com a massa específica natural, convém
sempre referir-se o volume a seu estado natural ou seja
de corte.
Vc  1.Vs
Vn
1 
Vs
Vn  1.Vs
Vc  1.Vs
FIM