Terraplanagem Para VC_2
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INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA Seção de Engª de Fortificação e Construção
TERRAPLANAGEM E BRITAGEM
PROFº: Maj BEN-HUR
CURSO DE ENGENHARIA DE FORTIFICAÇÃO E CONSTRUÇÃO
TERRAPLANAGEM • Introdução; • Características dos materiais; • Execução dos serviços; • Equipamentos (tipos, usos, ...); • Custo do serviço.
BRITAGEM • Introdução; • Exploração de jazidas; • Uso de explosivos; • Tipos de britadores; • Custo do serviço.
BIBLIOGRAFIA - Manual Prático de Escavação - Hélio de Souza Ricardo e Guilherme Cavalcanti – Editora Pini- 3ª Ed. 2007 - Manual de Produção- Caterpillar do Brasil S/A - Especificações Gerais para Obras Rodoviárias- DNIT - Notas de Aula
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INTRODUÇÃO - O que é TERRAPLANAGEM? - Histórico - Terraplanagem Manual e Mecanizada - Serviços básicos de Terraplanagem: - Escavação, carga, transporte, descarga, espalhamento, compactação e acabamento. - Serviços Preliminares: - Desmatamento, destocamento e limpeza. - Onde encontrar as especificações? - DNIT => IPR: http://ipr.dnit.gov.br/
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Orçamento de Obras
Terraplanagem Drenagem Pavimentação OAC e OAE
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CARACTERÍSTICAS DO SOLO 1-Classificação: 1ª Categoria; 2ª Categoria; 3ª Categoria 2- Empolamento (fator de empolamento - e)
s e 1 c
Vc e 1 Vs
3-Percentagem de Empolamento
f
Vs Vc 100 Vc
Vs f 1100 Vc
1 f 1100 e
Material
f(%)
e
Solo argiloso
40
0,71
Terra comum seca
25
0,80
Terra comum úmida
25
0,80
Solo arenoso seco
12
0,89
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CARACTERÍSTICAS DO SOLO 4-Grau de Compactabilidade
c
c
comp
então
Vcomp
logo
Vc
Vcomp c x e x Vs
Vcomp c x Vc
e
Vc e x Vs
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PESO ESPECÍFICO APARENTE PARA DIVERSOS MATERIAIS
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APLICAÇÃO Ex. 1: Um caminhão basculante que transporta material solto, tem capacidade de 5m3. a) A que volume corresponderá no corte, este volume solto, sabendose que e=0,80? b) Qual a percentagem de empolamento ?
Ex.2: Calcular o volume medido no corte e o volume a transportar necessário para executar 54m3 de uma barragem de terra sabendo-se que a redução volumétrica deste solo é de 10% e seu fator de empolamento é 0,8.
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De maneira simplificada (cálc. expeditos):
x 1,25
x 1,25
Compactado (base, subbase, etc.)
No corte (jazida)
Transportado (solto)
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PROVIDÊNCIAS PRELIMINARES ADMINISTRATIVAS PARA SERVIÇOS DE TERRAPLANAGEM a) Providências ao Iniciar uma Obra de Terraplenagem - Aluguel ou compra de equipamento mecânico; - Transporte de equipamento para o local de serviço; - Determinação dos caminhos de serviço; - Terraplenagem e drenagem da área destinada ao acampamento; - Obtenção de luz e água; - Recrutamento do pessoal técnico, administrativo e operário; sempre que possível, utilizar mão de obra da cidade mais próxima da obra. b) Canteiro de Obra - Instalação provisória de uma obra fixa - Deve estar situado: 1) próximo a cidade 2) próximo a estradas existentes 3) próximo a fontes de água e de energia elétrica 4) próximo ao local da obra 5) fora do local que possa ser atingido pela obra.
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PROVIDÊNCIAS PRELIMINARES ADMINISTRATIVAS PARA SERVIÇOS DE TERRAPLANAGEM (Cont.) c) Almoxarifado - Destinado ao armazenamento de peças de reposição - Sua dimensão é função do número de máquinas - 2 barracões: a) peças uso freqüente b) peças pesadas - Pessoal Especializado e de Confiança d) Escritório - Deve ter a) contabilidade (Apropriação de Custos – OCA) b) seção técnica c) arquivo d) sala da Fiscalização e do Eng. Resp. e) sala do Eng. produção, mecânico, etc. f) Instalações do Laboratório
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PROVIDÊNCIAS PRELIMINARES ADMINISTRATIVAS PARA SERVIÇOS DE TERRAPLANAGEM (Cont.) e) Outras Construções - cantina, guaritas, oficinas; - enfermaria; - armazenamento de combustíveis e lubrificantes; - salas de lazer (TV, som), quadras poliesportivas, etc.
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ESPECIFICAÇÕES DE SERVIÇO RODOVIÁRIO (DNIT) 1) SERVIÇOS PRELIMINARES (DNIT 104/2009): : São os serviços de preparação das áreas destinadas à implantação do corpo estradal, áreas de empréstimo e ocorrência de material, pela remoção de material vegetal e outros, tais como: árvores, arbustos, tocos, raízes, entulho, matacões, além de qualquer outro considerado como elemento de obstrução. São eles: - Desmatamento; - Destocamento e limpeza.
CONDIÇÕES GERAIS: - Após cuidadoso exame do projeto de engenharia, definem-se os equipamentos e pessoal a serem empregados; - Verificação e checagem do apoio topográfico (elementos de planimetria e altimetria, assim como as RNs) => Cubação futura! - Locação do eixo da rodovia (estaqueamento a cada 20 metros);
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ESPECIFICAÇÕES DE SERVIÇO RODOVIÁRIO (DNIT) CONDIÇÕES GERAIS (Cont.): - Os equipamentos (preferencialmente TE) devem ser escolhidos de acordo com a densidade da vegetação e o prazo exigido; - Atentar para a segurança do equipamento e do operador; - Atender ao projeto (manejo ambiental) no que diz respeito à destinação dos materiais removidos; - Nas áreas destinadas ao corte, 60 cm abaixo do greide projetado tem que ser totalmente isento de tocos e raízes; - Nas áreas destinadas a aterros com Cota vermelha inferior a 2,0 m, a camada superficial do terreno natural contendo raízes e restos vegetais deve ser removida (destocamento). Para Cotas maiores que 2,0 m não há necessidade do destocamento, apenas desmatamento; - Quando houver ocorrência de vegetação de porte reduzido ou médio (até 15,0 cm a altura de 1,0 m do solo) faz-se apenas o desmatamento com TE. No caso de vegetação de maior porte, haverá a necessidade de destocamento;
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ESPECIFICAÇÕES DE SERVIÇO RODOVIÁRIO (DNIT) CONDIÇÕES GERAIS (Cont.): - Quando o terreno for inclinado o trator deve trabalhar de cima para baixo; - No caso de remoção de cercas, deve-se primeiro construir a nova cerca antes de demolir a antiga; - Observância rigorosa à legislação ambiental e à segurança do trabalho; - O controle geométrico deve ser feito com auxílio da topografia, aceitase como tolerância 0,15 m (apenas positivos) para cada lado do eixo; - A medição é feita em m2 para árvores com diâmetro menor que 15 cm, e em unidades de árvores para aquelas com diâmetro maior ou igual a 15 cm (a 1,0 m do solo).
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ESPECIFICAÇÕES DE SERVIÇO RODOVIÁRIO (DNIT) Produção horária do desmatamento:
LxV 1 Q x 1ha 10 -
Q = produção em ha/h L= largura da lâmina (m) v=velocidade da máquina (km/h)
Caso Real Dispõe-se de um trator D8L, com lâmina 8S, com largura de 4,17 m, que trabalha a uma velocidade de 6,8 km/h (4ª marcha). A vegetação é de cerrado. Quanto tempo para realizar o serviço?
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ESPECIFICAÇÕES DE SERVIÇO RODOVIÁRIO (DNIT) 2) CAMINHOS DE SERVIÇO (DNIT 105/2009): São vias implantadas e/ou utilizadas em caráter provisório, para propiciar o deslocamento de equipamentos e veículos utilizados na obra. CONDIÇÕES GERAIS: - Deve ser previamente informada e autorizada pela Fiscalização (em planilha); - Atentar para a manutenção da via e para a segurança do tráfego (necessidade de Rev. primário); - Posteriormente a via deverá retornar às condições iniciais; - Preferencialmente uso de TE com lâmina angulável, MN, CR, CB, CTA e eventualmente rolo compactador (KL); - Deve possuir adequado escoamento das águas pluviais (1% a 2% de caimento transversal); - Evitar curvas horizontais de pequeno raio (acidentes);
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ESPECIFICAÇÕES DE SERVIÇO RODOVIÁRIO (DNIT) CONDIÇÕES GERAIS (Cont.): - Preocupação ambiental, horário de trabalho, segurança de moradores; - Contatos com outros órgãos para evitar as interferências; - Medição: se estiver dentro do off-set não se faz medição específica para os caminhos de serviço; se estiver fora da faixa de domínio, fazse medição específica, inclusive da manutenção e preservação ambiental.
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ESPECIFICAÇÕES DE SERVIÇO RODOVIÁRIO (DNIT) 3) CORTES (DNIT 106/2009): São segmentos da rodovia em que a implantação requer a escavação do terreno natural ao longo do eixo e no interior dos limites das seções do projeto (“Off-sets”).
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DEFINIÇÕES: Corte em meia-encosta; corte em seção plena (caixão); corte em seção mista; plataforma da estrada; talude; ângulo de inclinação; talude escalonado; faixa terraplanada; bota-fora; corta-rio; caixa de empréstimo.
Corte em Meia Encosta
Corte em Seção Plena
Corte em Seção Mista
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ESPECIFICAÇÕES DE SERVIÇO RODOVIÁRIO (DNIT) CONDIÇÕES GERAIS: - As áreas são precedidas pelos serviços de desmatamento e destocamento; - Os locais onde serão feitos o “bota-fora” ou as “praças de depósito provisório” deverão estar preparados e aptos para receberem o material; - O perfil geotécnico do Projeto de Engenharia definirá as categorias de material existente (1ª, 2ª ou 3ª Cat.); - Cada categoria de solo exigirá os equipamentos adequados para sua natureza; - Se, ao nível final da plataforma de corte, for verificada a presença de rocha sã ou em decomposição, o greide deverá ser rebaixado em 40,0 cm e preenchido com material inerte; - Se for verificada a existência de solo com expansão maior que 2% e baixo CBR, rebaixa-se o greide em 60,0 cm, preenchendo com material selecionado em projeto (ou revisão do mesmo);
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ESPECIFICAÇÕES DE SERVIÇO RODOVIÁRIO (DNIT) CONDIÇÕES GERAIS(Cont.): - Se o material dos últimos 60,0 cm não possuir condições mínimas de compactação, exigidas em projeto, o mesmo deverá ser escarificado, levado à umidade adequada, homogeneizado e então compactado à energia especificada em projeto; - Os taludes deverão possuir as declividades de projeto e estarem desempenados pelos próprios equipamentos de escavação; - Estimula-se o uso de gabaritos para controle da escavação do talude; - Não poderá haver blocos de rocha nos taludes que coloquem em risco a segurança futura da rodovia; - Nos cortes em rocha, deverão seguir os seguintes cuidados: - Horário rígido de detonação; - Não trabalhar à noite; - Proteger pessoal e equipamentos na hora da detonação; - Avisar à comunidade local e manter vigias em pontos críticos;
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ESPECIFICAÇÕES DE SERVIÇO RODOVIÁRIO (DNIT) CONDIÇÕES GERAIS(Cont.): - Para taludes elevados (>10,0 m), prever patamares com banquetas de largura mínima de 3,0 m com valetas revestidas e proteção vegetal; - Dependendo do material, o talude deverá ser compactado e revestido com cobertura vegetal; - O controle geométrico se dará com o seguinte rigor: - Corte em solo: + ou – 5,0 cm - Corte em rocha: + ou – 10,0 cm - Largura: 20,0 cm para cada semiplataforma (positiva) - Medição feita pelo volume de material extraído (no corte ou “in natura”) com base nas RNs utilizadas no Projeto de Engenharia, e a distância de transporte percorrida entre o corte e o local de deposição; - O método utilizado é o “Método das Áreas”.
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ESPECIFICAÇÕES DE SERVIÇO RODOVIÁRIO (DNIT) CONTROLE TOPOGRÁFICO:
Controle do ângulo do talude com gabarito de madeira e nível de bolha: V/H = 1:1; 3:2; vertical
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SEÇÃO TRANSVERSAL COMPLETA
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CORTES (DNIT 106/2009) - EXECUÇÃO
Taludes com Motoniveladora Taludes com Escavadeira de esteiras
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CORTES (DNIT 106/2009) - EXECUÇÃO Material de 1ª Categoria: Equipamentos usados: Trator de esteiras (TE), motoscraper (MT), escavadeira hidráulica (ES) ou carregadeira (CR), caminhão basculante (CB), motoniveladora (MN). Material de 2ª Categoria: Equipamentos usados: Trator de esteiras (TE) com escarificador, motoscraper (MT), escavadeira hidráulica (ES) ou carregadeira (CR), caminhão basculante (CB), motoniveladora (MN). Alguns Mat 2ª Cat necessitam do uso de explosivos leves, instalados com perfuratirizes
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CORTES (DNIT 106/2009) - EXECUÇÃO Material de 3ª Categoria: Equipamentos usados: compressor de ar (CA), perfuratriz pneumática ou elétrica (PE), escavadeira hidráulica (ES) ou carregadeira (CR), caminhão basculante (CB) ou fora de estrada, trator de esteira (TE).
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ESPECIFICAÇÕES DE SERVIÇO RODOVIÁRIO (DNIT) 4) ATERROS (DNIT 108/2009): São segmentos da rodovia cuja execução requer depósito de materiais provenientes de cortes e/ou empréstimos no interior dos limites das seções de projeto (off-sets) que definem o corpo estradal.
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ESPECIFICAÇÕES DE SERVIÇO RODOVIÁRIO (DNIT)
DEFINIÇÕES: - Corpo de aterro: parte do aterro sobre o terreno natural até 60,0 cm abaixo da cota final de terraplanagem (greide de terraplanagem); - Camada final: Parte do aterro constituída de material selecionado , com 60,0 cm de espessura situada sobre o corpo do aterro ou sobre o terreno remanescente de um corte, e cuja superfície é definida pelo greide de terraplanagem.
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ESPECIFICAÇÕES DE SERVIÇO RODOVIÁRIO (DNIT) CONDIÇÕES GERAIS: - As áreas são precedidas pelos serviços de desmatamento, destocamento e remoção de entulho (tanto as de empréstimo quanto as que receberão material); - As obra-de-arte correntes (OAC) deverão estar concluídas; - Os caminhos de serviço deverão estar concluídos; - Devem-se checar as marcações do eixo e dos off-sets após o desmatamento e limpeza, e refeitos os levantamentos das seções transversais, as quais serão as “seções primitivas” que serão utilizadas no controle geométrico e na medição dos serviços. MATERIAIS: - Serão provenientes de escavações de cortes ou de áreas de empréstimos (selecionados nos Estudos Geotécnicos do Projeto de Engenharia);
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ESPECIFICAÇÕES DE SERVIÇO RODOVIÁRIO (DNIT) MATERIAIS: - Requisitos técnicos: - Enquadrarem-se nas classificações de 1ª ou 2ª categorias; - Isentos de matérias orgânicas (turfas e argilas orgânicas); - CBR > 2% e expansão < 4%. Se for camada final do aterro a expansão Acrescenta ou retira água; • Compactação propriamente dita de cada camada; • Regularização conforme projeto.
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ESPECIFICAÇÕES DE SERVIÇO RODOVIÁRIO (DNIT) ATERROS - EXECUÇÃO: - A situação mais sensível à execução de aterro é a ocorrência de uma chuva quando o material está espalhado e pulverizado, antes da compactação; - Na possibilidade desta ocorrência, a camada deverá ser "SELADA", isto é, ser rapidamente compactada com rolos lisos ou equipamento de pneus para que seu topo seja adensado e “impermeabilizado”; - Caso contrário, a camada encharcada deverá ser totalmente removida para bota-fora ou submetida à ciclos de secagem antes do prosseguimento dos serviços; - Em aterros executados sobre área alagada, antes da execução da primeira camada do aterro deve ser viabilizada a drenagem da área; - Não havendo possibilidade de escoamento ou remoção da água existente, a primeira camada do aterro deve ser executada com material granular permeável (areia, pedregulho ou fragmentos de rocha), funcionando como dreno que evita ascensão de água capilar advinda da fundação.
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ATERROS - EXECUÇÃO: -Em regiões com predominância de areia, havendo conveniência técnica e permissão dos fiscais, pode-se admitir a execução do aterro com esse material.
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ATERROS - EXECUÇÃO: - Os caminhões caçamba, após serem carregados pelas carregadeiras ou escavadeiras descarregam o material no local especificado em projeto; - Os tratores com lâmina e/ou motoniveladoras viabilizam o espalhamento (as motoniveladoras possuem maior produtividade).
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ESPECIFICAÇÕES DE SERVIÇO RODOVIÁRIO (DNIT) EXECUÇÃO: - Embora seja um serviço difícil, é preciso compactar a superfície da saia de aterro, após o acerto final. Isto pode ser conseguido com pequenos rolos compactadores tracionados por guincho acoplado à tratores.
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ATERROS - EXECUÇÃO: -Todas as camadas do aterro devem ser compactadas à umidade ótima mais ou menos 3% até se obter massa específica aparente seca máxima de 100%; - Os trechos que não atingirem as condições mínimas de compactação, devem ser escarificados, homogeneizados, levados á umidade ótima e novamente compactados; - Deve ser cuidadosamente verificada a inclinação dos taludes; - No caso de execução de aterros sobre solos moles ou de baixo suporte, estes devem ser retirados, executando-se nichos de no máximo 5 m (perpendicular ao eixo) x 10 m (ao longo do eixo); - Reaterrar os nichos logo após a escavação; - Deve-se proteger os taludes com drenagem adequada e plantação de gramíneas.
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FATORES QUE INFLUENCIAM NA COMPACTAÇÃO – Energia de Compactação: -
Pressão estática (peso do rolo); Número de passadas (N); Velocidade do rolo (v); Espessura da camada (e).
P, N E f v, e
Compactação
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ESPECIFICAÇÕES DE SERVIÇO RODOVIÁRIO (DNIT) Compactação - Pressão estática e Vibração: -
-
Pressão estática (rolo liso) => deformação “plástica” => Solos argilosos (3 a 5 kg/cm2); Pressão vibratória (rolo liso ou corrugado) => redução de vazios por “fricção” entre as partículas do solo => solos arenosos (0,5 a 1 kg/cm2) e argilosos; Maior força de coesão => maior pressão necessária; Compactadores leves ( Solo arenoso; Compactadores pesados (>10,0 t) => Solo argiloso.
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Zona de Aplicação dos Rolos Compactadaores
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Rolos Compactadaores
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ESPECIFICAÇÕES DE SERVIÇO RODOVIÁRIO (DNIT) Compactação – Especificações: - As especificações modernas definem apenas o Grau de Compactação (G%) mínimo a ser atingido; - Corpo de Aterro (60,0 cm até a CFT) => G=95% PN; - Camada Final de Aterro (CFA) => G=100% PN; - A umidade deverá estar compreendida entre Wót-3% < W < Wót+3%; - As espessuras das camadas finais deverão estar entre 20 e 30 cm; - A exigência do G% aumenta com a importância da obra (Ex.: base de pavimentos para grandes cargas rodoviárias, barragens, fundação de edifícios, etc.); - O controle da compactação deverá ser feito da seguinte forma: - 01 ensaio de compactação para cada 1.000 m3 de corpo de aterro; - 01 ensaio de densidade “in situ” para cada 100 m da CFA (alternando posições).
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ESPECIFICAÇÕES DE SERVIÇO RODOVIÁRIO (DNIT) CONTROLE TOPOGRÁFICO DA EXECUÇÃO - ATERROS: 1) Controle de cotas (uso de cruzetas de marcação a cada 20 m) – admitese erro de 5,0 cm; 2) Controle de largura (com trena a cada 20 m); 3) Controle do ângulo do talude (Teodolito e mira ou gabarito de madeira);
Acabamento (MN)
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ESPECIFICAÇÕES DE SERVIÇO RODOVIÁRIO (DNIT)
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ESPECIFICAÇÕES DE SERVIÇO RODOVIÁRIO (DNIT) 5) EMPRÉSTIMOS (DNIT 107/2009): São áreas indicadas no projeto onde devem ser escavados materiais a utilizar na execução de aterros. Tais áreas servem para suprir a deficiência volumétrica proveniente dos cortes.
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ESPECIFICAÇÕES DE SERVIÇO RODOVIÁRIO (DNIT) Condições gerais: - Precedido pelas operações de desmatamento, destocamento e limpeza, e verificação dos marcos topográficos (RN’s); - Procura-se sempre agregar finalidade à escolha de um área para empréstimo (melhorar a drenagem, suavizar a topografia, permitir a visibilidade, etc.); - Alarga-se o corte para melhorar visibilidade e drenagem; - Cria-se banquetas de corte; - Retira-se material do lado interno de curvas (evitando-se sempre Mat. 3ª Cat.).
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ESPECIFICAÇÕES DE SERVIÇO RODOVIÁRIO (DNIT)
Materiais: - Preferencialmente materiais de 1ª e 2ª Cat.; - Devem ser isentos de matérias orgânicas; - Para corpo de aterro: CBR>2% e Exp.
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