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CONSIDERAÇÕES GERAIS PROJETO GEOMÉTRICO Profa. Claudia Scoton A. Marques INTRODUÇÃO PROJETO GEOMÉTRICO DE ESTRADA: * Processo de correlacionar os elementos físicos com as características de Operação, Frenagem, Aceleração, Condições de Segurança, Conforto, etc. A construção de uma estrada deve ser tecnicamente possível, economicamente viável e socialmente abrangente ESTUDOS PARA CONSTRUÇÃO DE ESTRADA ESTUDOS: 1. tráfego; 2. viabilidade técnica – econômica - financeira, 3. geológicos e geotécnicos; 4. hidrológicos; 5. topográficos; 6. Ambientais PROJETOS: 1. Geométrico; (reconhecimento, exploração e projeto) 2. terraplanagem; 3. pavimentação; ESTUDOS PARA CONSTRUÇÃO DE ESTRADA PROJETOS: 4. drenagem; 5. obras de arte correntes; 6. obras de arte especiais; 7. viabilidade econômica; 8. desapropriação; 9. interseções, retornos e acessos; 10.sinalização; 11.elementos de segurança; • Orçamento da obra e Plano de execução e manutenção • Relatório de Impacto Ambiental ESTUDOS PARA CONSTRUÇÃO DE ESTRADA • Assim, o projeto geométrico de uma rodovia, é o estudo dos elementos de planta, perfil longitudinal e seção transversal de uma via, com o objetivo fornecer aos veículos condições de operações compatíveis no que se refere à segurança, conforto e economia. FASE DE RECONHECIMENTO 1ª Fase para definição do traçado Objetivo principal: lev. topográfico e análise de dados da região necessários para definir os possíveis locais de passagem. Definição dos obstáculos topográficos, geológicos, hidrológicos e locais para o lançamento do ante projetos. FASE DE RECONHECIMENTO O traçado poderá ser desviado da diretriz do projeto, passando por “PONTOS OBRIGATÓRIOS”, porque se afastarmos deles poderemos enfrentar outros problemas em sentido contrário; • Pontos obrigados de condição: são pontos de passagem obrigatório (existência de cidades, portos etc). • Pontos obrigados de passagem : são pontos de passagem mais “favoráveis”, devido a razões de ordem técnica, face à ocorrência de condições topográficas, geotécnicas, hidrológicas e outras que possam determinar a passagem da rodovia, “PONTOS de PASSAGEM OBRIGADOS” Garganta A e B pontos extremos; Reta AB diretriz geral; Cidade C e porto D pontos obrigados de condição Garganta G, E, F nos rios pontos obrigados de passagem; Considerando isto, os elementos necessários para a fase de reconhecimento são: a) Localização dos pontos inicial e final da estrada; b) Indicação dos pontos obrigatórios de passagem; c) Retas que ligam os pontos obrigatórios de passagem. c.1) Diretriz Geral: É a reta que liga os pontos extremos da estrada; c.2) Diretriz Parcial: É cada uma das retas que liga dois pontos obrigatórios intermediários. Tarefas desta fase (reconhecimento) • Coleta de dados sobre a região; • Observação do terreno dentro do qual se situam os pontos obrigados de condição; • A determinação das diretrizes geral e parciais, considerando-se apenas os pontos obrigatórios de condição; • Escolha dos pontos obrigatórios de passagem de circunstância; • Determinação das diversas diretrizes parciais possíveis; • Seleção das diretrizes parciais que forneçam o traçado mais próximo da diretriz geral; • Levantamento de quantitativos e custos preliminares das alternativas; • Avaliação dos traçados. • Escalas planta e linha de reconhecimento (1:2.000horz., e 1:200 vert) EXPLORAÇÃO • Levantamento topográfico de uma faixa limitada do terreno, com métodos e instrumentos mais precisos que o anterior; • Desenvolvimento de outros estudos como: tráfego, hidrologia, geologia, geotecnia, entre outros; • Elaborar anteprojetos: geométrico, terraplenagem, drenagem, pavimentação etc. Implantação do ante-projeto 1. Escolha dos pontos de interseção das tangentes (PI) em planta; 2. Definição das coordenadas dos PIs; 3. Cálculo dos comprimentos das tangentes e das deflexões (AC); 4. Escolha dos raios (R) mais convenientes para as curvas circulares 5. Dimensionar a curva horizontal; 6. Estaquear o traçado (20 em 20 metros); 7. Levantamento do perfil do terreno sobre o traçado escolhido; 8. Escolha dos pontos de interseção das rampas (PIV) em perfil; 9. Determinação de cotas e estacas dos PIV´s escolhidos; 10.Cálculo das declividades (rampas): inclinação e extensão; 11. Escolha das curvas verticais, 12. Dimensionar curvas verticais. Implantação do ante-projeto Escalas: das plantas para apresentação: 1:2000 do perfil longitudinal: 1:2000(hz) e 1:200(v) seções transversais de preferência: 1:100 Dados obtidos avaliação custo/beneficio escolher (+ adequado) PROJETO DEFINITIVO É a fase de detalhamento e eventual alteração do ante-projeto escolhido. O projeto final é o conjunto de todos os projetos complementares por memórias de cálculo, justificativa de solução e processos adotados, quantificação de serviços, especificações de materiais, métodos de execução e orçamento. Uma estrada bem projetada não deverá apresentar inconvenientes tais como: curvas fechadas e frequentes, greide muito quebrado com declividades fortes ou visibilidade deficiente. Regra Básica: Curvas com maior raio possível; Rampa máxima só em casos particulares (menor extensão possível); Visibilidade assegurada em todo traçado (Curvas hz/V e Cruzamento) Minimizar ou evitar cortes em rocha; Compensar cortes e aterros; Distâncias de transportes menores possíveis. PROJETO DEFINITIVO Planta deve conter: Eixo da estrada, com a indicação do estaqueamento, e a representação do relevo do terreno com curvas de nível a cada metro; Bordas da pista, pontos notáveis, e elementos das curvas; Localização de obras de arte; Limites da faixa de domínio, equipamentos de drenagem, etc. Serviços públicos existentes, bem como de agriculturas Desenhos complementares, (drenagem, pavimentação, etc) Os elementos em vermelho correspondem ao traçado da rodovia. Trechos AB, DE, GH - Trechos em Tangente; Trechos BC, CD, EF, FG - Tangentes Externas. Trechos BD, EG - Desenvolvimento em curvas horizontais; R1, R2 - Raios das curvas horizontais; , - Ângulos de deflexão das tangentes; AC - Ângulo Central da curva; O - Centro da curva horizontal; C e F - pontos das intersecções das tangentes (PI’s). PROJETO DEFINITIVO Perfil Longitudinal Perfil do Terreno; Linha de greide; Estacas e cotas dos Pontos Notáveis; Comprimentos das curvas verticais; Rampas, em porcentagem; Raios da curvas verticais; Ordenadas dos PIV´s; Cotas da linha de greide em estacas inteiras e em locais de seções transversais inteiras; Localização e limites das obras de arte; Perfil geológico. Os elementos em vermelho correspondem ao traçado da rodovia, na projeção vertical; - A linha em verde corresponde ao perfil do terreno natural; - PCV - Ponto de Concordância Vertical - PIV - Ponto Intersecção Vertical - PTV - Ponto de Tangência Vertical - Os valores do greide são dados por inclinação de rampa, em porcentagem (%); PERFIL ALINHAMENTO - 01 (1) 491 COTAS TERRENO/PROJETO ESTAQUEAMENTO QUILOMETRAGEM PLANIMETRIA 4 9 9 . 2 3 A 4 9 7 . 2 7 5 4 9 7 . 6 7 4 9 6 . 8 7 4 9 8 . 7 2 10 4 9 6 . 6 9 4 9 7 . 2 5 4 9 7 . 9 4 4 9 9 . 6 4 5 0 3 . 3 5 15 5 0 0 . 5 8 5 0 1 . 5 1 5 0 2 . 4 0 5 0 4 . 2 4 5 0 7 . 5 3 20 5 0 5 . 0 8 5 0 5 . 9 1 5 0 6 . 7 2 5 0 8. 3 0 5 0 7 . 6 1 25 = PCV 5 0 8 . 3 7 5 0 8 . 1 9 5 0 8 . 0 0 489 509 5 0 7 . 2 7 5 0 4 . 9 1 30 = PIV 5 0 7 . 0 2 5 0 6 . 2 5 5 0 5 . 4 3 5 0 4 . 9 0 5 0 3 . 3 8 35 = PTV 5 0 4 . 8 7 5 0 4 . 6 1 5 0 4 . 0 0 5 0 2 . 7 0 4 9 9 . 8 7 40 5 0 1 . 9 8 5 0 1 . 2 8 5 0 0 . 5 8 4 9 9 . 1 3 4 9 6 . 2 3 45 4 9 8 . 3 8 4 9 7 . 6 7 4 9 6 . 9 4 4 9 5 , 5 5 4 9 2 , 1 6 50 4 9 4 , 9 4 4 9 4 , 0 8 4 9 3 , 1 3 4 9 1 , 2 0 4 9 0 , 4 7 55 4 9 0 , 4 0 4 9 0 , 4 8 4 9 0 , 5 1 4 9 0 , 0 6 3 4 6 . 2 5 60 4 8 9 , 2 0 4 8 9 , 0 8 4 8 9 , 4 9 4 9 3 , 7 9 65 4 9 5 , 7 8 70 5 0 0 , 4 3 2 5 0 1 1 2 4 9 7 . 7 5 PC 493 495 497 499 501 503 505 507 4 8 9 , 1 6 PT 71 i1=+0,9744% i2=-0,5248% R1 = 1145,89 m AC1=54,422 graus T1 = 589,18 m D1=1088,41 m PCV PIV PTV PROJETO DEFINITIVO Seções Transversais: Dimensões e/ou inclinações transversais dos acostamentos, faixas de tráfego e demais elementos que constituem a plataforma da estrada; Taludes de corte e/ou aterro Indicação e localização de obras de arte, dispositivos de drenagem, obras de proteção; Áreas de corte e/ou aterro; Posição de offsets de terraplenagem e faixa de domínio; Outras informações complementares; FATORES QUE INFLUENCIAM NA ESCOLHA DO TRAÇADO Topografia da região – pode acarretar grandes movimentos de terra e consequentemente altos custos para a execução da infraestrutura da estrada; Condições geológicas e geotécnicas locais: necessidade de obras adicionais de estabilização de cortes e aterros executados em terrenos desfavoráveis podem representar custos adicionais. Hidrologia da região: a escolha de um traçado ruim acarreta na necessidade de obras de arte e obras de drenagem a um custo elevado. Existência de benfeitorias no local escolhido: problema devido ao aumento dos custos de desapropriação da faixa para a construção da estrada (escolher terrenos de baixo valor). Interferências no ecossistema: pode dividir duas regiões em áreas isoladas. DESENVOLVIMENTO DO TRAÇADO • Melhor solução Diretriz geral • Regiões montanhosas (íngremes) Impossibilidade de inclinação inferior a valores admissíveis DESENVOLVIMENTO DO TRAÇADO • Relevo montanhoso: mudanças abruptas de elevações entre o terreno natural e a plataforma da rodovia, tanto longitudinal quanto transversalmente, demandando frequentes aterros e cortes nas encostas para se conformar a geometria horizontal e vertical da rodovia. Figura 2 – Traçado de montanha com desenvolvimento artificial (Los Caracoles, Cordilheira dos Andes, rodovia Mendoza (AR) – Santiago (CH) DESENVOLVIMENTO DO TRAÇADO • Com a finalidade de diminuir a declividade e o desenvolvimento do traçado a garganta normalmente, por regra, é transposta em corte. H: diferença de cota entre A e B L: Distancia Hz. entre os pontos h: altura max. de corte e aterro i: rampa max. do projeto Na figura acima: se H/L < i, não é necessário desenvolver o traçado não necessário Corte nemAterro. se H/L > i, podemos ter: (H-2h)/L < i, aterrando em B e cortando em A não necessário desenvolver o traçado. (H-2h)/L > i, é necessário passar em túnel ou desenvolver o traçado. DESENVOLVIMENTO DO TRAÇADO Figura 2 – Traçado de montanha com desenvolvimento artificial (Los Caracoles, Cordilheira dos Andes, rodovia Mendoza (AR) – Santiago (CH) DESENVOLVIMENTO DO TRAÇADO Terreno plano - as distâncias de visibilidade permitidas são longas. Sem dificuldades construtivas ou custos mais elevados DESENVOLVIMENTO DO TRAÇADO • Relevo ondulado: cortes e aterros para a conformação do perfil da rodovia – ocasionais inclinações mais acentuadas - restrição ao desenvolvimento dos alinhamentos horizontais e verticais; Figura 4 – Traçado de direto (rodovia Raposo Tavares) Figura 5 – Traçado região ondulada (rodovia Imigrantes) DESENVOLVIMENTO DO TRAÇADO Figura 6 – Traçado direto (rodovia Yungas, Bolívia)