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CURSO DE ENGENHARIA CIVIL ESTRADAS I DISTÂNCIAS DE VISIBILIDADE DISTÂNCIA DE VISIBILIDADE A possibilidade que é oferecida aos usuários para enxergar as maiores extensões possíveis de rodovia à sua frente, é de fundamental importância para que os mesmos possam operar com eficiência os veículos e para a segurança do trânsito em geral Distância de visibilidade comprimento da rodovia, em extensão contínua, que é visível ao usuário, à sua frente Traçado em curva horizontal pode limitar a distância de visibilidade, em função da existência de obstáculos laterais situados às margens da rodovia edificações, vegetação e rampas de corte Rampa de corte limita a distância de visibilidade do motorista de um veículo, numa curva horizontal, à extensão E da pista A existência de uma curva vertical pode limitar a porção de uma rodovia que é visível ao motorista E1: extensão da rodovia que permanece visível à frente do motorista E2: distância à frente do veículo em que o motorista pode visualizar um objeto que tenha uma certa altura sobre a pista Projeto cálculos e verificações referentes às distâncias de visibilidade, considera-se que os olhos dos motoristas estejam postados, acima da pista de rolamento, na altura de: • 1,07 m para o caso dos carros de passageiros, os mais baixos • 2,40 m no caso de caminhões Objetos a serem visualizados sobre a pista, à frente dos veículos, que demandem alguma ação ou manobra por parte dos motoristas, são de três tipos básicos: • obstáculo fixo altura de 0,15 m, que requeira a realização de manobras de parada ou de desvio dos veículos; • luzes traseiras de veículos que se deslocam no mesmo sentido, postadas entre 0,46 m e 0,60 m de altura acima da pista; • veículo deslocando-se em sentido contrário altura de 1,30 m acima da pista Consideração DNIT: Altura de 1,10 m acima da pista para os olhos dos motoristas de carros de passageiros Altura de 1,37 m para os veículos que se deslocam em sentido contrário DISTÂNCIA DE VISIBILIDADE DE PARADA Varia ao longo do traçado de uma rodovia: diferentes acuidades visuais dos motoristas as condições atmosféricas os tipos, formatos e cores dos obstáculos o tipo e condição da superfície de rolamento da pista Rodovia segura menores distâncias de visibilidade devem ser longas o bastante para permitir que o motorista de um veículo, trafegando à velocidade diretriz, seja capaz de parar o veículo, no caso de avistar um obstáculo situado sobre a pista, na sua trajetória, e decidir-se pela parada Distância à frente do veículo que se desloca com certa velocidade, necessária e suficiente para que o motorista possa: (i) perceber a existência de um obstáculo que motive a necessidade de parar o veículo; (ii) reagir à presença desse obstáculo, acionando o sistema de frenagem; (iii) parar completamente o veículo, antes que este se choque com o obstáculo DISTÂNCIA DE VISIBILIDADE DE PARADA A distância de visibilidade de parada pode ser calculada pela soma de duas parcelas: Distância percorrida pelo veículo durante o tempo de percepção e reação do motorista Distância percorrida pelo veículo durante o processo de frenagem mecânica DISTÂNCIA DE VISIBILIDADE DE PARADA Tempos aumentados em cerca de 35 %, ou seja, cerca de 2,7 s Tempos de reação de motoristas para a frenagem dos veículos Sinais esperados Sinais não esperados 0,6 s em média, com alguns indivíduos mostrando valores de até 2,0 s DISTÂNCIA DE VISIBILIDADE DE PARADA Condições normais das rodovias (não para situações mais complexas projetos de interseções e similares), considera-se adequado adotar 2,5 s como o tempo de percepção e reação, no cálculo da distância de visibilidade de parada Tempos de reação de motoristas para a frenagem dos veículos DISTÂNCIA DE VISIBILIDADE DE PARADA DISTÂNCIA DE VISIBILIDADE DE PARADA 1) Fixado o tempo de percepção e reação, calcula-se a distância percorrida por um veículo durante esse tempo D1: distância percorrida pelo veículo durante o tempo de percepção e reação (m) t: tempo de percepção e reação (s) v: velocidade do veículo (m/s) Tempo de percepção e reação de 2,5 s (convertendo a velocidade em km/h) DISTÂNCIA DE VISIBILIDADE DE PARADA 2) Distância percorrida pelo veículo durante o processo de frenagem efetuada considerando que o trabalho mecânico da frenagem deva ser igual à variação da energia total experimentada pelo veículo, desde o início da frenagem até a completa parada do mesmo Trabalho mecânico de frenagem, desenvolvido pelas forças que atuam paralelamente ao plano da pista, ao longo da distância di Trabalho mecânico de frenagem Distância percorrida pelo veículo durante o processo de frenagem, medida horizontalmente Trabalho mecânico de frenagem Distância percorrida pelo veículo durante o processo de frenagem, medida horizontalmente τ: trabalho mecânico de frenagem (N.m) D2: distância percorrida durante a frenagem do veículo (m) Fa: força de atrito entre o pneu e o pavimento (N) Pi: componente da força peso, paralela ao plano da pista de rolamento (N) Energia do veículo (que possui massa m), no início do processo de frenagem, é dada pela sua energia cinética (EC) Final do processo de frenagem, após percorrer a distância (inclinada) di, o veículo terá sua velocidade reduzida a zero, estando a uma altura (distância vertical) dv, e sua energia será medida pela energia potencial (EP) Variação de energia (EF) experimentada pelo veículo, em decorrência do processo de frenagem, pode ser então calculada pela diferença entre as energias Movimento retilíneo uniformemente variado que o veículo executa segundo a componente vertical, sujeito à aceleração normal da gravidade (g), as relações entre a velocidade vertical (vv), a distância percorrida (dv) e o tempo de percurso (t) Distância percorrida (dv) Velocidade vertical (vv) EF: variação de energia experimentada pelo veículo, devida à frenagem (N.m) m: massa do veículo (kg) v: velocidade do veículo no plano horizontal (m/s) Trabalho mecânico de frenagem igual à variação de energia do veículo ? Coeficiente de atrito, entre pneu e pavimento relação entre a força de atrito (Fa) e a força que atua perpendicularmente entre as superfícies de contato, dada pela componente Pn da força peso fL: coeficiente de atrito longitudinal entre o pneu e o pavimento (adimensional) Velocidade na unidade usual em projeto geométrico (km/h) m/s para km/h Distância de visibilidade de parada pode ser finalmente calcula por meio da soma das distâncias D1 e D2 D: distância de visibilidade de parada (m) V: velocidade diretriz ou média de viagem (km/h) fL: coeficiente de atrito longitudinal para frenagem i: declividade longitudinal da pista (proporção) considerado algebricamente, tomando-se como positivas as inclinações ascendentes e negativas as inclinações descendentes Dias chuvosos redução na velocidade média de percurso nos fluxos de trânsito nas rodovias Cada velocidade diretriz velocidade média de percurso Coeficiente de atrito longitudinal entre o pneu e o pavimento (fL) A favor da segurança fL é feita para a condição de pavimento molhado. Valores de fL: envolver pavimentos em bom estado e ao final da vida útil representar pneus em bom estado e os desgastados, para praticamente todos os tipos e desenhos de bandas de rodagem dos pneus utilizados nas rodovias Distância mínima de visibilidade de parada a considerar no projeto Há duas distâncias de visibilidade de parada para cada velocidade diretriz Veículos trafegando na velocidade diretriz Veículostrafegando em velocidade inferior Valor desejável de distância de visibilidade de parada a considerar para fins de projeto Valores já incorporam margem de segurança suficiente para permitir a desconsideração das influências dos greides ascendentes ou descendentes Fonte: AASHTO Média P ar ad a M ín im a P ar ad a D es ej ad a DISTÂNCIA DE VISIBILIDADE PARA TOMADA DE DECISÃO Ao longo de toda a extensão de uma rodovia, distâncias de visibilidade para que os motoristas possam parar os veículos com segurança No caso de obstáculos à sua frente, nem sempre essas distâncias serão suficientes para outras circunstâncias motoristas tomar decisões mais complexas, devido a dificuldades de percepção das informações ou à necessidade de manobras súbitas e pouco comuns Distância de visibilidade para tomada de decisão distância necessária para que um motorista detecte a existência de uma situação de risco à sua frente Pode ser inesperada ou difícil de perceber Reconheça e avalie o perigo ou ameaça potencial Decida-se quanto ao tipo de manobra adequada e inicie a sua execução, selecionando a velocidade e a trajetória a seguir, e complete a manobra de forma segura e eficiente DISTÂNCIA DE VISIBILIDADE PARA TOMADA DE DECISÃO DISTÂNCIA DE VISIBILIDADE PARA TOMADA DE DECISÃO Manobra tipo C: com mudança de velocidade, trajetória e direção, com decisão final de desviar do obstáculo Distância de visibilidade para tomada de decisão Dixadas pela AASHTO desenvolvidas a partir de dados empíricos, para aplicação nos projetos geométricos de rodovias rurais, referem-se a dois tipos específicos de manobras Manobra tipo A: com decisão final de parar na rodovia DISTÂNCIA DE VISIBILIDADE PARA TOMADA DE DECISÃO Não seja obrigatória Locais potencialmente perigosos, onde sua observância poderá contribuir significativamente para a redução de acidentes, aumentando as condições de segurança para os usuários DISTÂNCIA DE VISIBILIDADE DE ULTRAPASSAGEM As ultrapassagens, no entanto, somente podem ser realizadas com segurança em trechos que ofereçam condições de visibilidade adequadas para que tais manobras sejam iniciadas e completadas com sucesso Rodovias com pista simples e duas faixas de trânsito, uma para cada sentido de percurso A distância livre à sua frente que um motorista, desejando ultrapassar um veículo mais lento, necessita para tomar a decisão de efetuar a manobra de ultrapassagem e completar tal manobra com segurança, retornando normalmente à sua faixa de trânsito a uma distância segura de um veículo que, deslocando-se em sentido contrário, tenha surgido na faixa oposta durante a realização da manobra DISTÂNCIA DE VISIBILIDADE DE ULTRAPASSAGEM DISTÂNCIA DE VISIBILIDADE DE ULTRAPASSAGEM DISTÂNCIA DE VISIBILIDADE DE ULTRAPASSAGEM Na prática, há situações em que podem ocorrer ultrapassagens múltiplas, envolvendo dois ou mais veículos sendo ultrapassados; mas, para fins de determinação de distâncias mínimas de visibilidade de ultrapassagem a serem observadas nos projetos, considera-se a situação mais simples, de um veículo que ultrapassa outro mais lento à sua frente Determinação das distâncias mínimas de visibilidade de ultrapassagem, para fins de projeto geométrico, é feita observando as seguintes condições, julgadas representativas do comportamento de uma percentagem elevada dos motoristas, e não do motorista médio Condição 1: Veículo a ser ultrapassado trafega a uma velocidade constante (vL), mais lenta que a do veículo que ele deseja ultrapassar Condição 2: Motorista do veículo que deseja ultrapassar reduz a sua velocidade para a mesma velocidade (vL) do veículo a ser ultrapassado, acompanhando-o até chegar ao trecho da ultrapassagem Condição 3: Ponto de início da ultrapassagem, o motorista do veículo que deseja ultrapassar inicia a manobra de ultrapassagem, gastando um certo tempo (t1) para perceber a possibilidade de efetuá-la e reagir, iniciando seu deslocamento para a faixa de trânsito oposta, posicionando o veículo junto à linha central Condição 4: Motorista do veículo que deseja ultrapassar acelera o veículo a partir do início da manobra, até atingir uma velocidade igual à velocidade média de ultrapassagem (v) que é cerca de 15 km/h maior do que a velocidade do veículo a ser ultrapassado Condição 5: Completando a manobra de ultrapassagem, o motorista fará o veículo retornar à sua faixa de trânsito, a uma distância livre adequada de um veículo que venha se deslocando em sentido contrário, na faixa oposta, à mesma velocidade (v) É determinada como sendo a soma de quatro distâncias DISTÂNCIA DE VISIBILIDADE DE ULTRAPASSAGEM Distância d1 percorrida pelo veículo durante o tempo de percepção e reação do motorista que deseja efetuar a ultrapassagem, incluindo o posicionamento do veículo junto à linha central, para avançar sobre a faixa de trânsito oposta Durante esse período de tempo (t1), o veículo executa um movimento uniformemente variado, partindo de uma velocidade inicial (vL) igual à do veículo mais lento a ser ultrapassado, sendo submetido a uma aceleração média (a) até atingir sua velocidade média de ultrapassagem (v) mv diferença entre a velocidade média de ultrapassagem (v) do veículo que efetua a ultrapassagem e a velocidade (vL) do veículo mais lento a ser ultrapassado d1: distância percorrida durante o tempo de manobra inicial (m) t1 : tempo de manobra inicial (s) A: aceleração média (km/h/s) V: velocidade média do veículo que ultrapassa (km/h) Mv: diferença de velocidades entre o veículo que ultrapassa e o ultrapassado (km/h) Convertendo as unidades velocidades - km/h e a aceleração - km/h/s Distância d2 percorrida pelo veículo que efetua a manobra de ultrapassagem, desde o instante em que ingressa na faixa oposta até o instante em que retorna à sua faixa de trânsito, à frente do veículo ultrapassado, esta distância pode ser calculada em função do tempo (t2) que o veículo leva para percorrê-la à velocidade média (V) d2: distância percorrida pelo veículo que ultrapassa, enquanto ocupa a faixa oposta, até retornar à sua faixa (m) V : velocidade média do veículo que ultrapassa (km/h) t2 : tempo durante o qual o veículo que ultrapassa ocupa a faixa oposta, até retornar à frente do veículo ultrapassado (s) Distância d3 distância de segurança entre o veículo que completa a manobra de ultrapassagem e o veículo que se desloca em sentido contrário, na faixa oposta, foi fixada em valor que varia entre 30 m e 90 m, dependendo das velocidades médias de ultrapassagem, a partir de distâncias observadas experimentalmente, ajustadas para fins de consistência dos resultados práticos Distância d4 percorrida por um veículo que se desloca no sentido contrário ao do veículo que ultrapassa, e que surge no campo de visão do motorista que iniciou a manobra de ultrapassagem, no instante em que o mesmo já se posicionou na faixa oposta Veículo que ultrapassa percorre 1/3 da distância d2 desde que inicia seu deslocamento para a faixa oposta até se posicionar inteiramente na mesma. Veículo deslocando-se em sentido contrário à mesma velocidade (média) de percurso distância d4 que este último percorrerá, até o final da manobra de ultrapassagem, será igual à distância remanescente a ser percorrida pelo veículo que ultrapassa Distância mínima de visibilidade de ultrapassagem (DVU) Valores das distâncias de visibilidade de ultrapassagem calculados para as diferentes velocidades médias de ultrapassagem referenciadas nos estudos em que se baseou a AASHTOValores dos parâmetros medidos experimentalmente foram ajustados pela AASHTO de forma a se obter uma relação linear entre as distâncias d1 a d4 e, por conseguinte, entre a distância mínima de visibilidade de ultrapassagem e a velocidade média de ultrapassagem DVU: distância mínima de visibilidade de ultrapassagem (m) V : velocidade do veículo que ultrapassa (km/h) Correlacionar a distância mínima de visibilidade de ultrapassagem com a velocidade diretriz tomar a relação existente entre a velocidade diretriz e a velocidade média de percurso dos fluxos de tráfego
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