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1 VIAS DE COMUNICAÇÃO IST, RESUMOS TÓPICOS: 2 - Principais elementos duma estrada 3 - Traçado em planta 4 - Traçado em perfil longitudinal 5 - Principais condicionantes dum traçado 6 - Perfil transversal 7 - Movimento de terras 8 - Pavimentos. Constituição e materiais 9 - Dimensionamento de pavimentos 10 - Drenagem em infraestruturas de transporte 11 - Princípios de intervenções de segurança rodoviária 12 - Impacte ambiental de infraestruturas de transporte Keywords: Emulsão Betuminosa, Pavimento Flexível, Pavimento Rígido, Betume Asfáltico, Lama Asfáltica, Betão Betuminoso, Stone Mastic Asphalt (SMA), Passagens hidráulicas, Dreno de intercepção Transversal e Longitudinal, Valeta de plataforma, Valeta de Crista, Valeta de Pé de talude de aterro e de Topo, Marshall, Rasante, Curva Circular e de Transição, Alinhamento Reto, Velocidades, Distâncias de visibilidade, Perfil Transversal tipo e Tempo de Retorno de caudais de cheia. RaquelS. 2 UMA EMULSÃO BETUMINOSA: Þ se catiónica a rotura dá-se também quimicamente Þ é usada sobretudo em regas de colagem, impregnações e camadas delgadas. Þ é um betume asfáltico convencional disperso em água para poder ser usado à temperatura ambiente em pavimentação (se temperatura>30ºC) ou no fabrico camadas de desgaste delgadas. UM PAVIMENTO FLEXÍVEL: Þ tem camadas betuminosas e granulares. Þ a distribuição das tensões é local afetando mais a fundação que no caso dum pavimento rígido. Þ adapta-se melhor que um rígido às deformações localizadas na fundação. Þ é o mais usado na tecnologia portuguesa. Dimensionamento Expedito: Þ fundação com CBR superior para o mesmo número de pesados então leva a uma espessura menor de misturas betuminosas e a mesma de camadas granulares. Þ mais eixos-padrão e um menor E da fundação pode levar a uma mudança do tipo de estrutura, por exemplo de base B para base G. Þ menos eixos-padrão e menor E da fundação pode levar a uma mudança do tipo de estrutura, por exemplo de base BB para base Gr. Þ menos eixos-padrão e maior E da fundação leva a menor espessura de misturas betuminosas e a e a mesma de camadas granulares. Þ menor tráfego, para o mesmo E da fundação leva, em geral, a menor espessura de misturas betuminosas e à mesma de camadas granulares Þ menor E da fundação leva, em geral, a uma espessura maior de misturas betuminosas e a mesma de camadas granulares. Þ um menor E da fundação para o mesmo tráfego leva a uma espessura maior de misturas betuminosas e a mesma de camadas granulares. 3 Base Granular Þ tem camadas granulares britadas e betuminosas Þ a distribuição das tensões é local afetando mais a fundação que no caso dum pavimento rígido ou semi-rigido. Þ é o mais usado para fundação pouco resistente. Þ tem geralmente duas camadas granulares (espessura: 15cm+15cm ou 20cm+20cm). Þ é um dos dois mais usados na tecnologia portuguesa. Þ é muito sensível às condições de humidade, mais do que um pavimento flexível de base betuminosa. Base Betuminosa Þ tem uma camada granular. Þ tem camadas granulares e com misturas betuminosas. Þ a distribuição das tensões é local afetando mais a fundação que no caso dum pavimento semi-rígido. Para o mesmo E da fundação, um pavimento flexível de base betuminosa é preferível a um de base granular quando o E da fundação é grande (>100 MPa). Sub-base de cimento Þ tem camadas betuminosas, granulares e ligadas com cimento UM PAVIMENTO RÍGIDO: Þ tem camadas granulares e com ligantes hidráulicos. Þ tem camadas granulares e ligadas com cimento. Þ promove uma boa distribuição das tensões pela fundação afetando-a menos que um pavimento flexível. Þ é praticamente insensível às condições de humidade circundantes. 4 BETUME ASFÁLTICO Þ é um ligante usado no fabrico de misturas betuminosas e camadas delgadas para desgaste. Þ designa-se pela sua penetração a 25ºC expressa em 1/10mm e o mais usado na tecnologia portuguesa é o 35/50. LAMA ASFÁLTICA Þ a percentagem de betume é elevada (±8%). (=Microaglomerado betuminoso) Þ o agregado é do tipo pó-de-pedra (granulometria 0/4) e a espessura final ronda 1,0 cm. Para camada de desgaste Þ tem predominantemente uma granulometria 0/2 mm. Þ aplica-se em estradas de muito baixo tráfego pesado. Þ é aconselhada para situações com tráfego ligeiro e secções correntes sem singularidades. Þ em geral tem uma espessura final inferior a 15 mm. BETÃO BETUMINOSO Convencional para camada de desgaste Þ caracteriza-se por ter granulometria contínua 0/14-16 ou 0/10. Þ a percentagem de betume é elevada (10%). Þ o mesmo tipo de BB serve para camadas de ligação. Þ a porosidade é baixa (4-6%). Convencional para camada de regularização/ligação Þ caracteriza-se por ter granulometria contínua 0/20. Þ a porosidade é baixa (4-6%). Þ a percentagem de betume ronda os 5%. Þ o primeiro peneiro com retidos é o de 20mm. 5 Rugoso para camada de desgaste Þ caracteriza-se por ter granulometria descontínua 0/14-16 ou 0/10. Þ a percentagem de betume é de valor em geral inferior ao do betão betuminoso convencional. Þ é aplicável mas não é usado em camadas de regularização. Þ tem uma porosidade em geral baixa (4-6%) mas pode ter valores entre 6 e 10%. Rugoso com borracha Þ tem uma granulometria do agregado descontínua e a borracha é um componente usado para + durabilidade. SMA – STONE MASTIC ASPHALT Þ tem uma granulometria marcadamente descontínua. Þ deve conter fibras celulósicas para evitar a drenagem do betume/ligante. DIMENSIONAR PASSAGEM HIDRÁULICA Þ deve privilegiar a escolha dum escoamento final em superfície livre. Þ pode dispensar a indicação dum dissipador à saída se a velocidade de escoamento for inferior à suportada pelo leito natural da linha de água. Þ é estabelecida com um tempo de retorno maior se os prejuízos por mau funcionamento forem elevados. Þ é em geral de secção quadrada ou circular e de betão, simples ou armado, pré- fabricada ou feita no local. Þ deve evitar-se, não havendo afogamento previsível, o controlo à saída porque isso implica escoamento forçado em boa parte da passagem hidráulica. Þ deve limitar a altura crítica para limitar o efeito de acumulação de caudal sólido. Þ deve ser colocada mesmo que a linha de água não tenha caudal suficiente para fazer auto-limpeza. Þ deve fazer com que a velocidade à saída seja compatível com a preservação do leito da linha de água. 6 SECÇÃO PASSAGEM HIDRÁULICA Þ pode ter uma boca de entrada em escavação. Þ deve ser maior quanto maiores forem os prejuízos causados pelo seu mau funcionamento. // é estabelecida para um TR que é tanto maior quanto maiores forem os prejuízos causados por mau funcionamento. Þ é em geral de seção quadrada ou circular e de betão, simples ou armado, ou metálica. Þ deve ser colocada sempre que haja a possibilidade de correr água e afetar o funcionamento da estrada. DRENO INTERCEPÇÃO TRANSVERSAL Þ é colocado na zona do leito do pavimento Þ é uma caixa (30x40 cm2) de brita envolvida por geotêxtil. Þ destina-se a drenar a água que pode correr por debaixo do pavimento nas zonas de transição escavação/aterro. Þ drena para a valeta de plataforma ou para o dreno de intersecção longitudinal que lhe está associado. Þ é, em planta, colocado em espinha, nas zonas de passagem escavação-aterro e ligado à valeta de plataforma, para posterior escoamento. Þ é em planta colocado em espinha nas zonas longitudinais de passagem escavação-aterro. DRENO DE INTERCEPÇÃO LONGITUDINAL Þ colocado por debaixo da valeta de plataforma e é uma caixa de brita envolvida por geotêxtil e tem um tubo de drenagem assente (s)em fundação de betão. Þ Colocado para evitar que a água subterrânea dos maciços circundantesafetem o pavimento. 7 VALETA DE PLATAFORMA Þ não pode dispensar a depuração da água à saída para a linha de água natural onde é despejada. Þ a seção deve ser a mesma por razões industriais. Þ é em geral estabelecida para um Tr=10 anos. Þ é em geral de secção triangular por razões de segurança dos veículos em caso de despiste Þ deve ser usada do lado da escavação. Þ quando usada ao nível do topo do talude de aterro chama-se valeta de berma. VALETA DE CRISTA Þ se funcionar mal leva à possibilidade de erosão do talude de escavação ou pode provocar acumulação de água na valeta de plataforma. Þ não deve variar a secção para o mesmo trecho. Þ deve usar um tempo de retorno igual ao usado para a valeta de plataforma. Þ deve garantir que a velocidade máxima seja adequada à linha de água natural se aí despejar e não pode dispensar depuração. VALETA DE PÉ DE TALUDE DE ATERRO Þ deve usar um tempo de retorno igual ao usado para a valeta de plataforma. Þ não pode dispensar a depuração da água à saída para a linha de água natural onde vai despejar. Þ deve garantir que a velocidade de entrada na linha de água natural onde vai despejar não cause erosão nesta. VALETA DE TOPO DE TALUDE DE ATERRO Þ é em geral estabelecida para um Tr=10 anos. Þ é de secção semi-circular por razões de facilidade de execução para um elemento de secção reduzida. Þ é usada para evitar a erosão do talude de aterro. Þ pode ser dispensada para alturas de aterro < 3m. 8 MARSHALL Þ a dimensão dos provetes é uma desvantagem (insuficiente para representar o comportamento real nomeadamente do AC32). Þ a temperatura do ensaio (de compressão) é desadequada para representar a realidade. Þ determina-se a % de betume conveniente para uma mistura betuminosa de granulometria contínua. Þ a força de rotura e a deformação dão a medida da resistência mecânica da mistura. Þ quanto menor a % de betume, menor o potencial de deformação permanente na camada. Þ quanto maior a % de betume, menor o potencial de fadiga na camada. Þ quanto maior a baridade dos provetes, maior o potencial de deformação permanente na camada. Þ quanto menor a baridade aparente, maior a porosidade final A baridade máxima teórica Þ o cálculo da porosidade e do VMA Þ quanto maior, maior a densificação possível para a mistura betuminosa. A porosidade Þ permite o cálculo do VMA. Þ é calculada conhecendo as baridades max teórica e a aparente. Þ permite o cálculo do grau de saturação em betume. Þ quanto maior, menor a densificação da mistura. Þ quanto menor, maior a potencial deformação permanente na camada. 9 RASANTE Þ ter volumes de terraplenagem pequenos e equilibrados. Þ garantir a coordenação planta-perfil e a homogeneidade. Þ facilitar a integração paisagística e diminuir o impacto ambiental. Þ garantir a drenagem superficial e a distância de visibilidade de paragem. Þ a sucessão de curvas deve coordenar-se com a planta. Þ deve ser usada para quebrar a monotonia em caso de região plana com AR extensos em planta. Þ usando um valor de raio mínimo para uma curva convexa ela não deve estar colocada imediatamente antes dum entroncamento. Þ as curvas convexas/côncavas não devem estar desfasadas de curvas próximas em planta com raio pequeno. HOMOGENEIDADE Þ destina-se a garantir uma velocidade de operação estável e confortável para o condutor (implica características geométricas expectáveis). Þ não garante a coordenação planta-perfil. Þ expressa-se por raios circulares semelhantes para curvas sucessivas no traçado. Þ expressa-se também através da sobreposição da extensão das curvas em planta à extensão das curvas verticais que lhes estejam associadas. VELOCIDADE ESPECÍFICA Þ serve para avaliar a homogeneidade duma secção dessa estrada. Þ é aquela que permite circular em segurança nesse elemento considerado isoladamente. Þ é determinada pelo raio usado em cada caso. 10 VELOCIDADE BASE Þ serve, em conjugação com a velocidade de tráfego, para determinar as condicionantes geométricas dum traçado. Þ serve para impor os raios mínimos, absoluto e normal, de curvas circulares. Þ O alinhamento reto entre concordâncias consecutivas tem um comprimento mínimo e máximo dependente da velocidade base. VELOCIDADE DE TRÁFEGO Þ é aquela que dá a medida dos veículos mais condicionantes e é usada para estabelecer as distâncias de visibilidade. DISTÂNCIA DE VISIBILIDADE DE DECISÃO Þ deve ser garantida sempre que o condutor tenha de decidir entre alternativas (cruzamentos...). Þ é usada na aproximação de intersecções para dar mais tempo ao condutor para tomar uma decisão (sair ou não sair). Þ não garante condições para a ultrapassagem dum veículo por outro. DISTÂNCIA DE VISIBILIDADE DE PARAGEM Þ tem, no mínimo, de ser feita em todo o traçado (tanto em planta como em perfil). Þ pode não ser suficiente em algumas secções com características específicas como as que incorporam cruzamentos por hesitações na tomada de decisões. Þ é garantida desde que se cumpram os parâmetros normais, mínimos ou máximos, de qualquer elemento da geometria. Þ não garante condições para a ultrapassagem dum veículo por outro. DISTÂNCIA DE VISIBILIDADE DE ULTRAPASSAGEM Þ permite a avaliação do nível de serviço porque ajuda a estabelecer a dimensão dos impasses de circulação. Þ permite a avaliação correta das distâncias e velocidades para uma melhor fluidez e segurança. 11 CURVA CIRCULAR Þ um raio da CC maior implica uma aceleração centrífuga menor aplicada ao veículo. Þ deve conter-se num intervalo que garanta a segurança e a previsibilidade do traçado. Þ o raio determina a homogeneidade dum traçado. Þ o uso de comprimento máximo está associado à necessidade de percepção da curva pelo condutor. Þ determina localmente a realização de volumes de escavação e aterro equilibrados e da menor dimensão possível, em coordenação com a rasante. Þ deve usar-se raios grandes (2x o Rmín) havendo a possibilidade existirem curvas verticais consecutivas associadas à zona. Raio mínimo absoluto: Þ é estabelecido com a sobreelevação máxima (7%) e máxima “ac” admissível. Þ é para ser usado em condições especiais, por exemplo em terreno acidentado. Raio mínimo normal Þ é estabelecido com a sobreelevação de 5% e limitando a “ac” a metade do admissível. CURVA TRANSIÇÃO Þ depende do raio da curva circular associada e do ângulo dos alinhamentos quando se pensa usar o comprimento máximo. Þ o uso do comprimento máximo está associado ao uso de concordâncias abertas e raios grandes de curva circular ou ao uso de alinhamentos retos de ângulo aberto e raios grandes de curva circular. Þ servem para oferecer ao condutor uma melhor leitura do traçado na aproximação duma CC. Þ serve para limitar a variação da aceleração centrífuga aplicada ao veículo e ainda a diminuir o grau de incómodo quando se passa de AR para CC. 12 Þ permite um disfarce eficiente da sobreelevação aplicada em CC. (e da sobrelargura) Þ podem não ser aplicadas se os raios das curvas circulares (CC) forem suficientemente grandes. Þ não devem ser aplicadas duas consecutivas de parâmetro diferente. Þ permitem inserções adequadas do traçado em zonas muito acidentadas (lacetes). Þ Amin: segurança, comodidade óptica, disfarce da sobreelevação; Amax: para ser possível a introdução geométrica para o mesmo raio da circular. Þ é preferível ter o parâmetro (A2=RxL) o maior possível para o mesmo raio mais pequeno do que ter este maior e o A mais pequeno Þ é preferível ter A=400m e R=200m (na curva circular) do que A=300m e R= 300m. Uma curva convexa é mais perigosa para a circulação que uma curva côncava sempre que ambas forem normais e inseridas no traçado respeitando os valores de raiomínimo. Uma curva convexa/côncava é perigosa para a circulação sempre que: Þ inserida no traçado sem respeitar o raio mínimo. Þ usando um valor de raio próximo de mínimo estiver colocada imediatamente antes duma curva circular de raio também próximo do mínimo ou se estiver colocada imediatamente antes dum entroncamento. Þ Convexa: usando um valor de raio próximo de mínimo estiver colocada em recta sem comprimento (2 x t) suficiente. Þ Concava: usando um valor de raio mínimo o seu vértice estiver na zona do disfarce da sobreelevação em AR. 13 ALINHAMENTOS RETOS: Þ Devem ser avaliados de modo a atenuar o efeito da dificuldade que criam se forem extensos, nomeadamente a dificuldade de avaliar as distâncias e do encadeamento em período noturno. Þ Devem ser avaliados de modo a atenuar o efeito da dificuldade que criam se forem demasiados curtos, nomeadamente boa percepção do traçado. Þ Devem conter as interseções de nível, nomeadamente com extensão suficiente para possibilitar o uso da distância de decisão. HIERARQUIA DE REDES RODOVIÁRIAS: Þ define-se para ter em conta a importância da ligação estabelecendo desta forma a qualidade da estrada. Þ Numa distribuidora principal a partilha entre motorizados e vulneráveis, é em geral muito regulamentada com semaforização e até separação física dos movimentos já que se deve admitir que as distribuidoras principais rodoviárias são para ser partilhadas com os peões ou ciclistas. Þ as distribuidoras locais são destinadas a veículos motorizados e a todos os outros utentes. Þ Rede transportes: para zona urbana, deve admitir que as arteriais rodoviárias são para ser partilhadas com os peões ou ciclistas. Þ Rede rodoviária: as arteriais são só destinadas a tráfego motorizado. PERFIL TRANSVERSAL TIPO Þ Tem as dimensões da faixa de rodagem, das bermas, do separador, das camadas de pavimento e da transição da plataforma para os taludes Þ colocação dos dispositivos de drenagem. Þ As inclinações transversais da faixa de rodagem e das bermas e ainda dos taludes de escavação e aterro. 14 PROJECTOS DEFINEM: Þ Terraplanagens Þ Obras de arte Þ Drenagem Þ Pavimentação Þ Equipamento de segurança Þ Sinalização Þ Vedação TEMPO DE RETORNO NO CÁLCULO DO CAUDAL DE CHEIA Þ quanto maior, maior caudal de cheia e menos riscos para a infraestrutura e a região afetada. Þ se for de 100 anos está a tratar-se duma situação tipicamente com risco para ocupação humana e para a envolvente. Þ se for de 20 anos está a tratar-se duma situação com risco baixo para a envolvente. Þ se for de 50 anos está a tratar-se duma situação tipicamente com risco para a atividade económica.
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