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ESTRADAS SUPERELEVAÇÃO E SUPERLARGURA É o valor da Tangente do ângulo formado pela reta de maior declive da seção transversal com o plano horizontal, com a finalidade de contrabalancear a ação da Força Centrípeta que atua sobre um veículo que executa uma trajetória curvilínea. SUPERELEVAÇÃO veículo que executa uma trajetória curvilínea. Logo a Superelevação é uma artifício geométrico utilizado para reduzir o efeitos das forças laterais, procurando oferecer aos usuários melhores condições de conforto e de segurança no percurso das curvas horizontais. SUPERELEVAÇÃO CG = Centro de Gravidade α = Ângulo da Superelevação Fa = Força de Atrito (Pneus) Fc = Força Centrípeta(Horizontal) Ft ( ForçaTangencial) = Fc*cos α Fn ( Força Normal) = Fc*sen αFn ( Força Normal) = Fc*sen α P = Força Peso Pt (Peso Tangencial) = Fc*sen α Pn (Peso Normal) = Fc*cos α SUPERELEVAÇÃO e = Superelevação (%) V = Velocidade Diretriz (km/h) R = Raio da Curva (m) f = Coeficiente de AtritoTransversal (Pneu/Pavimento) V 2 f R 127 V e 2 − ∗ = Equação Geral para Superelevação Obs.: e = tg α (m/m ) ou e = 100*tg α (% ) COEFICIENTE DE ATRITO O coeficiente de atrito f difere do conceito puro de coeficiente de atrito da Física Clássica, pois trata-se de um coeficiente de atrito de deslizamento lateral, medido dinamicamente, isto é, com o veículo em movimento. Os valores máximos admissíveis para os coeficientes de atrito transversal (f) são fornecidos pelo DNER em de atrito transversal (f) são fornecidos pelo DNER em função da velocidade a ser aplicada na estrada V (km/h) 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 f 0,20 0,18 0,16 0,15 0,15 0,14 0,14 0,13 0,12 0,11 COEFICIENTE DE ATRITO A AASHTO recomenda a seguinte equação para a determinação do coeficiente de atrito transversal de acordo com a velocidade controlada (km/h).(km/h). 1600 V 0,19 f −= RAIOS SEM SUPERELEVAÇÃO Para curvas com raios muito grandes em relação à velocidade diretriz de projeto, os efeitos da força centrífuga se mostram desprezíveis, podendo-se projetar seções desprezíveis, podendo-se projetar seções transversais da pista nessas curvas nas mesmas condições consideradas para os trechos em tangente, ou seja, com abaulamentos, dispensando-se o uso de superelevações. CURVAS QUE DISPENSAM SUPERELEVAÇÃO A superelevação mínima admissível, nesses casos, mesmo quando as forças centrífugas envolvidas não a demandem, deverá ter valor igual ao do abaulamento, para fins de assegurar a devida ao do abaulamento, para fins de assegurar a devida drenagem superficial. V (km/h) 30 40 50 60 70 80 90 >100 R (m) 450 800 1250 1800 2450 3200 4050 5000 RAIOS MÍNIMOS PARA SUPERELEVAÇÃO emáx VELOCIDADE DIRETIZ (km/h) 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 4% 30 60 100 150 205 280 355 465 595 755 6% 25 55 90 135 185 250 320 415 530 665 8% 25 50 80 125 170 230 290 375 475 595 10% 25 45 75 115 155 210 265 345 435 540 12% 20 45 70 105 145 195 245 315 400 490 PORCENTAGEM DE SUPERELEVAÇÃO O valor máximo admissível de superelevação a ser adotado, para as concordâncias horizontais com raios pequenos, é estabelecido em função de outros critérios é estabelecido em função de outros critérios de ordem prática, levando-se em consideração aspectos técnicos e econômicos. A maior taxa de superelevação admitida para fins de projeto de rodovias no Brasil é de 12 %. PORCENTAGEM DE SUPERELEVAÇÃO emáx CASOS DE EMPREGO 12% MÁXIMO ABSOLUTO. Em circunstâncias específicas 10% MÁXIMO NORMAL. Adequado Para Fluxo Ininterrupto. Adotar Para As Classes 0 E 1 Em Regiões Planas E Onduladas 8% VALOR SUPERIOR NORMAL. Adotar para as rodovias classe 1 em regioões montanhosas e rodovias das demais classes de projeto 6% VALOR INFERIOR NORMAL. Adotar para projetos em áreas urbanizadas ou em situações onde o tráfego está sujeito à reduções de velocidades ou paradas 4% MÍNIMO. Adotar em situações extremas, com intensa ocupação do solo adjacente PORCENTAGEM DE SUPERELEVAÇÃO A tabela a seguir mostra os máximos valores de Superelevação em para as Classes de Rodovia em Função do tipo de terreno. TERRENO CLASSE 0 CLASSE 1 CLASSE 2 CLASSE 3 CLASSE 40 1 2 3 4 PLANA 10 10 8 8 8 ONDULADA 10 10 8 8 8 MONTANHOSA 10 10* 8 8 8 *Classe IA e IB, considerar 8% - Manual do DNIT DIMENSIONAMENTO DA SUPERELEVAÇÃO - DNER eR = Superelevação para a curva com raio R (%) emáx = Superelevação máxima, classe de projeto (%); Rmin = Raio mínimo para a velocidade diretriz (m) R = Raio da curva circular utilizada (m) − ∗ ∗= 2 2 minmin máxR R R R R2 e e DISTRIBUIÇÃO DA SUPERELEVAÇÃO DISTRIBUIÇÃO DA SUPERELEVAÇÃO O comprimento do trecho que compreende a variação da Superelevação é definido pela distribuição de 60% pela distribuição de 60% do valor antes do trecho curvo e 40% no trecho curvo. Valendo a regra para trechos com ou sem Espirais de transição. DISTRIBUIÇÃO DA SUPERELEVAÇÃO ce DI'L += Se LI'L += CURVA CIRCULAR CURVA COM ESPIRAL Le= Comprimento da Variação da Superelevação I’ = Parcela do Comprimento na tangente Dc = Comprimento da Variação na Curva Circular Ls = Comprimento da Variação na Espiral de Transição DISTRIBUIÇÃO DA SUPERELEVAÇÃO - CIRCULAR V (km/h) 40 50 60 70 80 90 100 Dc (m) 20 30 30 40 40 50 60 cDi I' ∗ = R c e Di I' ∗ = i = Inclinação Transversal em Tangente Dc = Comprimento da Variação na Curva Circular er = Superelevação da curva em estudo DISTRIBUIÇÃO DA SUPERELEVAÇÃO - ESPIRAL R S e Li I' ∗ = Re i = Inclinação Transversal em Tangente Ls = Comprimento da Espiral de projeto er = Superelevação da curva em estudo A Superlargura é um alargamento que se dá às faixas de rolamento nos trecho curvos, com a finalidade de melhorar as condições de segurança do tráfego, principalmente no que se refere à SUPERLARGURA do tráfego, principalmente no que se refere à inscrição de veículos longos à curva. A superlargura é definida como a soma dos espaços necessários adicionais à faixa no qual um veículo realize o traçado curvo, na velocidade diretriz, sem invasão da faixa adjacente. SUPERLARGURA SUPERLARGURA SUPERLARGURA S = Superlargura Total da Pista LT = Largura Total em Curva da Pista de 2 faixas de rolamento LB = Largura Básica da Pista para o trecho em Tangente GC = Gabarito Estático do Veículo de Projeto em CurvaGC = Gabarito Estático do Veículo de Projeto em Curva GL = Gabarito do Veículo de Projeto em Movimento GBD = Gabarito requerido pelo percurso do Balanço Dianteiro do Veículo de Projeto em Curva FD = Folga Dinâmica. Folga Transversal adicional para considerar a maior dificuldade em manter a trajetória de veículos em curvas CÁLCULO DA SUPERLARGURA - DNER SuperLargura Total da Pista BT LLS −= ( ){ } FDGGG2L BDLCT +++∗= Largura Total em Curva CÁLCULO DA SUPERLARGURA Gabarito Estático do Veículo de Projeto R2 E LG 2 VC ∗ += R2 LG VC ∗ += LV = Largura Física do Veículo de projeto (m) E = Distância entre Eixos do Veículo de Projeto (m) R = Raio da Curva (m) CÁLCULO DA SUPERLARGURA Os valores de GL à serem adotados são os seguintes, em função da Largura da Pista de Rolamento em Tangente LB: LB (m) 6,00/ 6,40 6,60/ 6,80 7,00/ 7,20 GL (m) 0,60 0,75 0,90 CÁLCULO DA SUPERLARGURA Gabarito requerido pelo percurso do Balanço Dianteiro ( ) RBDE*2BDRG 2BD −+∗+= ( ) RBDE*2BDRGBD −+∗+= BD= Balanço Dianteiro do Veículo de projeto (m) E = Distância entre Eixos do Veículo de Projeto (m) R = Raioda Curva (m) CÁLCULO DA SUPERLARGURA Folga Dinâmica R10 V FD ∗ = R10 FD ∗ = V = Velocidade Diretriz (Km/h) R = Raio da Curva (m) GABARITOS DOS VEÍCULOS DE PROJETO – VEÍCULO VP GABARITOS DOS VEÍCULOS DE PROJETO – VEÍCULO CO GABARITOS DOS VEÍCULOS DE PROJETO – VEÍCULO O GABARITOS DOS VEÍCULOS DE PROJETO – VEÍCULO SR DISTRIBUIÇÃO DA SUPERLARGURA O comprimento e a distribuição da Superlargura, se fazem exatamente como na Superelevação, visto que os dois elementos desenvolvem-se na mesma proporção, com a finalidade de proporcionar o máximo de conforto finalidade de proporcionar o máximo de conforto ao motorista. Adota-se no mínimo o valor S=0,40m, para justificar a utilização de Superlargura, abaixo disso, torna-se desprezível sua utilização DISTRIBUIÇÃO DA SUPERLARGURA A tabela à seguir, informa os valores de raios que dispensam Superlargura. LARGURA BÁSICA DA PISTA EM TANGENTE = 7,20m (FAIXA 3,60m) V (Km/h) 30 40 50 60 70 80 90 100 TIPO DE VEÍCULO R (m) 130 160 190 220 260 310 360 420 CO R (m) 270 300 340 380 430 480 540 600 SR LARGURA BÁSICA DA PISTA EM TANGENTE = 6,60m (FAIXA 3,30m) V (Km/h) 30 40 50 60 70 80 TIPO DE VEÍCULO R (m) 340 430 550 680 840 1000 CO