Apostila1-projeto estradas

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UNIVERSIDADE CATÓLICA DE GOIÁS
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA
DISCIPLINA: TRANSPORTES I
PROFESSOR: ALBERTO DE ARAUJO DAFICO
I - ESCOLHA DO TRAÇADO DE UMA ESTRADA:
1 - Considerações Gerais:
A definição da oportunidade de construir uma determinada estrada, em uma determi-
nada época, deve começar por um planejamento de transportes em geral que analisando ne-
cessidades e características regionais defina os meios de transporte a serem utilizados e
distribua convenientemente essas necessidades entre os meios mais adequados a atendê-las.
Assim, o planejamento geral de transportes gera um planejamento viário que definirá
a oportunidade da construção de uma determinada estrada.
O problema da escolha do traçado de uma determinada estrada nasce, em linhas ge-
rais, da necessidade ou conveniência da ligação entre dois locais.
Raramente a linha que une esses locais ( caminho mais curto ) poderá ser tomada
como eixo da ligação, em virtude de uma série de condicionamentos existentes na área
intermediária entre os locais a serem ligados.
Esses condicionamentos interferem e assumem importância porque, dentro da concei-
tuação da engenharia, não basta que se pense na ligação pura e simples, é necessário também
que essa ligação seja feita de forma a melhor atender aos interesses da comunidade, da forma
mais econômica possível. É preciso, portanto, que haja um balanço entre o custo total da
obra executada, incluindo custos de projetos, construção, desapropriação e manutenção
( pelo menos em parte ) e os benefícios, diretos e indiretos, advindos da execução da obra.
2 - Principais Fatores que Influem na Escolha do Traçado:
Na escolha do local por onde passará a estrada, todos os fatores deverão ser analisa-
dos e balanceados conjuntamente, para permitir a escolha de um local adequado onde se
possa construir uma boa estrada, com custo mínimo e benefício máximo.
A topografia da região é o fator predominante, pois a escolha de traçados sobre re-
giões topograficamente desfavoráveis acarreta grandes movimentos de terra e consequente-
mente altos custos na execução da infraestrutura da estrada.
As condições geológicas e geotécnicas dos locais por onde a estrada vai passar tam-
bém são importantes, pois as obras adicionais necessárias à estabilização de cortes e aterros
em terrenos desfavoráveis podem, em alguns casos, representar custos adicionais significati-
vos.
A hidrologia da região é um terceiro fator importante, pois a escolha de um traçado
ruim pode levar a um custo elevado em obras de drenagem, desnecessárias em um traçado
mais adequado.
A existência de benfeitorias no local escolhido aumenta os custos de desapropriação
da faixa para construção da estrada, assim, sempre que possível, deverão ser escolhidos tra-
çados que atravessem terrenos de baixo valor.
Por outro lado, determinados traçados podem aumentar os benefícios consequentes
da construção da estrada, por isso, a escolha de um traçado é sempre o resultado de uma
análise e balanceamento dos custos e benefícios.
II - LOCALIZAÇÃO DO TRAÇADO:
O método clássico para escolha do traçado de uma estrada consiste das seguintes fa-
ses:
- reconhecimento
- exploração
- projeto
1 - Reconhecimento:
É a fase inicial da escolha do traçado e tem por objetivo o levantamento e a análise
de dados da região necessários à definição dos possíveis locais por onde a estrada possa
passar.
Engloba todos os estudos preliminares, tais como: reconhecimento geológico,
econômico e social da região.
Nessa fase são definidos os principais obstáculos topográficos, geológicos ou geo-
técnicos e escolhidos possíveis locais para o lançamento do ante-projeto.
Algumas regiões do Brasil estão cobertas por levantamentos aerofotogramétricos de
precisão, existindo restituições aerofotogramétricas em escala 1:10.000 que fornecem os da-
dos topográficos, econômicos e sociais da região necessários ao lançamento dos ante-proje-
tos.
Nessas regiões já cobertas por levantamentos de precisão, as informações geológicas,
geotécnicas e hidrológicas preliminares podem também ser obtidas através de técnicas mo-
dernas de interpretação das fotografias aéreas disponíveis.
Em regiões onde não existam plantas topográficas de precisão ou fotografias aéreas
disponíveis, há necessidade de execução de um levantamento aerofotogramétrico que
permita a obtenção de restituições topográficas na escala de 1:10.000 ou 1:5.000
acompanhadas das respectivas fotografias aéreas, geralmente na escala de 1:25.000 .
O reconhecimento da região pode ainda ser feito com o uso de linhas de ensaio,
levantadas por métodos topográficos de baixa precisão, em locais escolhidos "in loco" para a
passagem da estrada. Essa linha é usada para a obtenção do primeiro mapeamento da faixa
de terreno por onde deverá passar a estrada. Os mapas assim obtidos, embora sejam de baixa
precisão, servirão para o lançamento do ante-projeto da estrada.
A fase de reconhecimento engloba também o levantamento de todas as demais infor-
mações que possam ter interesse no estudo da estrada.
É importante o conhecimento de aspectos sociais e econômicos da região, suas
produções agrícolas e industriais e especialmente suas necessidades de transporte. Sempre
que possível o traçado deverá ser localizado de forma a melhor atender às necessidades de
transporte da região.
É necessário o levantamento de informações sobre a existência de projetos de
concessionárias de serviços públicos ou mesmo particulares que possam no futuro interferir
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com a estrada. Muitas vezes pequenas alterações em um projeto podem evitar interferências
futuras com outros projetos.
2 - Exploração:
É a fase que engloba o estudo detalhado de uma ou mais faixas de terreno escolhidas
para a passagem da estrada. Essas faixas, definidas na fase de reconhecimento, são
levantadas por processos aerofotogramétricos ou topográficos de maior precisão de forma a
obter-se restituições aerofotogramétricas na escala de 1:2.000 ou 1:1.000 e fotografias na
escala de 1:8.000 .
O resultado dos trabalhos de interpretação das fotografias aéreas fornece
informações gerais sobre as condições hidrológicas, geológicas e geotécnicas das faixas
escolhidas.
Com esse conjunto de informações é iniciado o lançamento dos ante-projetos da
estrada sobre as plantas topográficas das faixas escolhidas, tendo-se em vista as
recomendações técnicas contidas nas normas para projeto rodoviário, tais como: raio
mínimo, rampa máxima, tangentes mínimas, distância de visibilidade, etc.
O lançamento do ante-projeto segue normalmente a seguinte sequência:
- escolha dos pontos de interseção das tangentes ( PI ) em planta 
- definição das coordenadas dos PIs
- marcação das tangentes entre os diversos PIs e cálculo do comprimento das tan-
gentes
- escolha dos raios mais convenientes para as curvas circulares, de forma a
acomodar a estrada à topografia da faixa, evitando os obstáculos
- cálculo das coordenadas dos pontos de curva ( PC ) e pontos de tangência (PT)
- cálculo do estaqueamento do traçado, estacas de 20 m
- escolha dos pontos de interseção das rampas ( PIV ), em perfil
- determinação de cotas e estacas dos PIVs escolhidos
- cálculo das rampas resultantes: inclinação e extensão
- escolha das curvas verticais e cálculo das cotas e estacas dos pontos de curva
vertical ( PCV ) e pontos de tangência vertical ( PTV )
Nesta fase de lançamento do ante-projeto devem também ser observadas as recomen-
dações a seguir, as quais, apesar de não formalmente prescritas nas normas, atendem aos re-
quisitos de boa técnica, segurança e economia:
- evitar que o traçado atravesse as cidades por ele servidas, isto é, que passe pelas
ruas centrais. Deve-se, tanto quanto possível, procurar as cercanias da cidade ou
no máximo atingira zona suburbana.
- os cursos d'agua devem ser atravessados normalmente à sua direção, porém, se
isso obriga a um traçado pior, a travessia pode ser esconsa. Por exemplo, se a
travessia segundo a normal obriga ao projeto de curvas imediatas de sentidos
contrários, é preferível a esconsidade da obra.
- as grandes extensões de retas devem ser concordadas por curvas de grandes
raios ( evitar, no caso, o raio mínimo ).
- os traçados devem ficar sempre em cota superior às de máxima enchente,
quando correm pelos vales.
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- os banhados e brejos, se inevitáveis, devem ser atravessados na posição de
menor percurso possível.
- o cruzamento de rodovia com ferrovia, em nível, deve ser tal que a rodovia o
faça normalmente, com 50 ou mais metros de reta para cada lado da ferrovia.
Quando for inevitável o cruzamento em curva, esta deve ser de grande raio.
Quando for inevitável a esconsidade, esta deve ser maior que 60 graus. Convém
que a travessia se faça em posição que permita ver 50 ou mais metros para cada
lado dentro da ferrovia. Não deve existir rampa na travessia, se isso for inevitá-
vel, será no máximo de 3%
Paralelamente à elaboração do ante-projeto geométrico são também iniciados estudos
da infraestrutura e superestrutura da estrada, objetivando principalmente o levantamento de
problemas que poderão mostrar a conveniência de alteração do ante-projeto geométrico
escolhido.
É normalmente executado um ante-projeto sobre cada uma das faixas de terreno sele-
cionadas para o estudo da estrada.
A definição dos ante-projetos e as informações obtidas da interpretação de
fotografias aéreas fornecem os dados necessários para o planejamento dos levantamentos
geológicos, geotécnicos e hidrológicos de campo, sondagens e ensaios.
Com os dados obtidos nessa fase é possível uma primeira avaliação de custos e bene-
fícios de cada uma das soluções propostas e assim escolher entre os diversos ante-projetos o
mais adequado.
3 - Projeto:
Com base nas informações obtidas na fase de exploração e análise das soluções
possíveis para os diversos problemas encontrados, fazem-se as alterações que forem
necessárias no ante-projeto escolhido.
Passa-se então para a fase seguinte, a qual consiste no estudo e levantamento de-
talhado de dados relativos ao ante-projeto definitivo.
3.1 - Locação do Ante-Projeto:
Após a definição do traçado passa-se à fase de locação do ante-projeto, efetuando-se
a locação e amarração do eixo escolhido, o nivelamento e contra-nivelamento e finalmente o
levantamento das seções transversais.
Complementando-se esta fase do estudo é feito o levantamento detalhado dos locais
de acesso, das travessias dos cursos d'agua, dos locais de ocorrência de materiais, bem como
o levantamento cadastral da faixa de domínio.
3.1.1 - Locação e Amarração do Eixo:
Para a locação e amarração do eixo utiliza-se o teodolito e para as medidas lineares a
trena de aço.
A locação do eixo projetado é materializada no terreno com o auxílio de piquetes
distanciados longitudinalmente de 20 m, em tangente, sendo também locados todos os
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pontos notáveis das curvas - tais como TS, SC, CS, ST, PC e PT - e todos os acidentes
topográficos - fundos de grota, cristas de morros, margens de rios e córregos, cruzamento
com estradas, etc.
Em todos os piquetes implantados são colocadas estacas testemunhas, com cerca de
30 cm de altura, providas de entalhe, onde se escreve o número respectivo. Considerando-se
o sentido crescente do estaqueamento, estas estacas são usualmente colocadas à esquerda
dos piquetes e com o número voltado para eles.
A distância referida entre os piquetes só é alterada para os pontos notáveis já
referidos e para os pontos localizados em curvas de pequeno raio, onde se procede à locação
de pontos distanciados entre si de 10 m .
Os piquetes correspondentes aos pontos de tangência ( PC, PT, TS e ST ) são
amarrados a pontos de segurança constituídos por quatro marcos de concreto. Amarram-se
também os piquetes, de idêntica forma, distanciados de 2 quilômetros nas tangentes longas.
Simultaneamente, os valores desta locação e de sua amarração são registrados em ca-
dernetas próprias.
Para cálculo do azimute verdadeiro, para efeito do cálculo das coordenadas, procede-
se a leituras de sol no início e no final do trecho.
3.1.2 - Nivelamento e Contranivelamento:
Após a locação deste eixo, e com o auxílio de níveis de precisão, procede-se ao seu
nivelamento e contranivelamento, sendo implantadas referências de nível ( RN ) estáveis,
espaçadas de 500 m entre si.
Inscreve-se o número correspondente em cada RN, constituídas por marcos de
concreto, sendo também inscrita a cota respectiva nas RN espaçadas de 5.000 m, por meio
de uma plaqueta colocada no seu topo.
A implantação destes marcos é feita fora das linhas de off-sets.
Fecha-se o contranivelamento em cada RN com a tolerância permitida nas normas em
vigor do DNER ( NP-05 ).
Procede-se igualmente ao nivelamento das linhas de água - cotas do nível da água e
do fundo do leito - e procura-se investigar a cota da máxima enchente de cada curso d'agua,
registrando-se na caderneta respectiva.
Nos cursos d'agua em que se previu a construção de Obras de Arte Especiais nivela-
se o fundo do leito para efeito dos cálculos respectivos das pontes.
3.1.3 - Levantamento de Seções Transversais:
Após o nivelamento do eixo procede-se ao levantamento, a régua, das seções trans-
versais em cada piquete implantado.
Cada seção é levantada 20 m para cada lado do eixo locado, salvo onde houver ne-
cessidade de as prolongar mais, como nos casos de linhas de água importantes.
Os valores destes levantamentos são registrados em cadernetas próprias, nas quais se
registram também outros elementos de interesse, como cercas, margens de rios, estradas, ca-
sas, pedreiras e todos os acidentes atingidos pela seção. Menciona-se também nestas
cadernetas o tipo de lavoura.
Para prosseguimento do projeto estas cadernetas são posteriormente codificadas em
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impressos próprios para gravação em computador, através do qual são calculadas as cotas
inteiras e os planos cotados.
3.1.4 - Levantamento de Interseções e Acessos:
Em todas as interseções com outras rodovias procede-se ao levantamento da área a
fim de se estudarem as mesmas.
3.1.5 - Levantamento das Ocorrências:
De acordo com a NP-05 do DNER, procede-se ao levantamento das ocorrências des-
tinadas ao pavimento da rodovia.
Para tanto utilizam-se poligonais secundárias que possibilitam o desenho das
ocorrências com curvas de nível espaçadas de 5 m. Estas ocorrências são amarradas ao eixo
locado a fim de facilitar a sua localização durante a construção da rodovia.
O levantamento das ocorrências é registrado em cadernetas próprias - croquis da
ocorrência, poligonal e demais elementos necessários para se possibilitar o seu desenho.
3.1.6 - Cadastro da Faixa de Domínio:
Procede-se ao cadastro da faixa de domínio para se elaborar o respectivo projeto de
desapropriação.
3.2 - Estudos Geotécnicos:
3.2.1 - Estudos do Sub-leito:
De acordo com o recomendado nas normas em vigor, efetua-se ao longo do eixo lo-
cado a sondagem e coleta de amostras a cada 400 m até a profundidade de 60 cm abaixo do
greide; em trecho virgem a coleta de amostras é efetuada sobre o eixo locado; em trecho já
implantado as amostras são retiradas alternadamente nos bordos e no eixo.
Além destes pontos coletam-se amostras nos pontos de passagem aterro-corte e nos
pontos mais altos dos cortes.
Com o material coletado efetuam-se os seguintes ensaios no laboratório:
- granulometria
- índices físicos ( IP e LL )
- compactação e ISC
3.2.2 - Estudos de Empréstimos para Corpo de Aterros:
Quando existirem aterros cujo volume não seja compensadolongitudinalmente,
procede-se ao estudo de caixas de empréstimo para os mesmos. Os ensaios a realizar neste
caso são os mesmos realizados para o estudo do sub-leito.
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3.2.3 - Estudo das Ocorrências para Pavimento da Rodovia:
Para o pavimento da rodovia pesquisam-se as diversas ocorrências, nas quais se cole-
tam amostras para os seguintes ensaios:
- granulometria
- índices físicos
- equivalente de areia
- compactação e ISC
Para a coleta de amostras efetua-se uma malha quadrada de 60 m de lado, dentro da
ocorrência a estudar, sendo retiradas amostras em todos os vértices.
Em cada furo retiram-se amostras a cada metro de profundidade, sendo ensaiadas to-
das as amostras coletadas.
Após efetuados os ensaios, calcula-se o volume disponível de cada ocorrência para
efeito de sua distribuição durante a construção e eventualmente para seu aproveitamento
futuro, durante a conservação.
3.2.4 - Estudo de Fundação de Aterros:
Quando se constata a presença de locais cuja consistência ou resistência é duvidosa,
torna-se necessário o estudo particular de fundação de aterros para estes locais.
3.3 - Estudos Hidrológicos:
São realizados conforme os procedimentos usuais da hidrologia aplicada e tem por fi-
nalidade a estimativa das cheias máximas prováveis, a fim de possibilitar o dimensionamento
das obras de drenagem que se fizerem necessárias.
III - PROJETO FINAL DE ENGENHARIA.
De posse de todos os dados levantados nos estudos referidos anteriormente, passa-se
à fase seguinte que consiste no cálculo, detalhamento, desenho e apresentação.
O projeto final de engenharia de uma estrada é o conjunto dos diversos projetos rela-
cionados a seguir, complementados por memórias de cálculo, justificativa de soluções e pro-
cessos adotados, quantificação de serviços, especificações e materiais, métodos de execução
e orçamento.
1 - Projeto Geométrico:
 É a representação gráfica de cada trecho da estrada, feita por um conjunto de de-
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senhos em planta, perfil longitudinal e seções transversais.
1.1 - Planta:
É a projeção da estrada sobre um plano horizontal, sendo que o desenho em cada
folha representa um trecho de extensão compatível com o tamanho da folha e a escala usada.
Normalmente são usadas as escalas de 1:10.000 e 1:5.000 para a planta de ante-
projetos, 1:2.000 para os projetos executivos, 1:1.000 para os projetos de interseções,
cruzamentos ou outros locais onde seja necessário um maior nível de detalhamento.
A planta consiste no desenho de:
- eixo da estrada estaqueado, com suas características geométricas e elementos
necessários à perfeita localização do traçado escolhido.
- linhas indicativas dos bordos da estrada e da faixa de domínio.
- linhas indicativas dos off-sets dos cortes e aterros com suas respectivas conven-
ções.
- representação da topografia do local através de curvas de nível e indicações de
acidentes topográficos importantes.
- representação da hidrologia através da localização de rios, córregos, lagos, etc.
- representação de todas as RNs e respectivas amarrações; em croquis laterais
indicam-se todas as amarrações dos pontos notáveis.
- quadro de curvas onde são apresentados todos os elementos referentes às curvas
dessa planta, tais como raio, ângulo central, PC, PT, TS, ST, desenvolvimento,
etc.
- junto ao eixo apresenta-se o rumo de cada alinhamento em relação ao Norte
Verdadeiro.
- indicação e localização de elementos diversos que possam de alguma forma
influir no custo da estrada, como: tipo de vegetação, áreas cultivadas, acidentes
geológicos ou geotécnicos notáveis, obras de arte previstas, etc.
- indicação e localização de benfeitorias, divisas de propriedades e outros elemen-
tos que possam auxiliar na determinação dos custos de desapropriação da faixa.
1.2 - Perfil Longitudinal:
É a projeção da estrada sobre uma superfície cilíndrica vertical passando pelo eixo
em planta.
Para uma melhor visualização do projeto, o perfil é um desenho deformado onde a
escala vertical é maior que a escala horizontal adotada.
É aconselhavel o uso de uma escala horizontal igual à escala adotada para a planta do
trecho e uma escala vertical dez vezes maior que a escala horizontal adotada. Assim, os aci-
dentes verticais são destacados, resultando uma melhor visão do projeto.
O perfil longitudinal consiste no desenho de:
- perfil do terreno natural sobre o eixo da estrada.
- perfil da estrada ( greide ) com suas características geométricas e localização em
relação à planta.
- perfil geológico e características dos materiais que possam influir no estudo da
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estabilidade da estrada e no projeto de cortes e aterros.
- indicação do estaqueamento e desenho esquemático da planta para localização
dos acidentes do perfil em relação aos da planta.
- indicação das obras de arte previstas para o trecho.
- cotas de obras existentes que interfiram com o projeto.
1.3 - Seções Transversais:
São projeções da estrada sobre planos verticais perpendiculares ao eixo.
Devem ser desenhadas várias seções tipo, em pontos escolhidos, que permitam a per-
feita definição de todas as características transversais do projeto.
As seções transversais devem conter:
- dimensões e inclinações transversais das faixas de tráfego, pistas, acostamentos,
separadores centrais e demais elementos que compõem a plataforma da estrada.
- taludes de cortes e/ou aterros.
- áreas de cortes e/ou aterros.
- indicações de eventuais obras de arte, obras de proteção de taludes e dispositivos
de segurança.
- indicação e localização de dispositivos de drenagem.
- posição de início de taludes e faixa de domínio.
- outras informações necessárias à definição do projeto.
2 - Projeto de Terraplenagem:
Uma vez definido o Projeto Geométrico em planta e perfil, e considerando-se a seção
transversal tipo e as seções do terreno, procede-se à elaboração do Projeto de
Terraplenagem fazendo-se o cálculo das áreas e do volume de cortes e aterros, desenho do
Diagrama de Bruckner e confecção dos mapas de distribuição de terraplenagem.
O Projeto de Terraplenagem contém:
- seções transversais tipo.
- notas de serviço de terraplenagem.
- quadro de distribuição e orientação dos materiais.
- gráficos de orientação da terraplenagem.
- desenho das seções de alargamento de corte.
- quadro resumo da terraplenagem.
3 - Projeto de Pavimentação:
Com base nos estudos do sub-leito e dos materiais disponíveis para pavimentação
procede-se à elaboração do Projeto de Pavimentação, o qual consiste em: 
- dimensionamento do pavimento.
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- cálculo da espessura de cada uma das camadas constituintes do pavimento.
- especificação dos materiais a serem utilizados em cada uma destas camadas.
- cálculo do volume necessário e utilizável por trecho, por camada e por ocorrên-
cia.
- cálculo das distâncias médias de transporte para os materiais de pavimentação.
- notas de serviço de pavimentação.
4 - Projeto de Drenagem e Obras de Arte Correntes:
Consiste no dimensionamento, localização e especificação de todos os elementos de
drenagem e obras de arte correntes, tais como:
- valetas de proteção de cortes.
- valetas de proteção de aterros.
- sarjetas.
- patamares dos cortes e aterros.
- meio-fios.
- descidas d'agua.
- caixas coletoras.
- bueiros.
- drenos.
5 - Projeto de Obras de Arte Especiais:
Contém o projeto executivo de todas as Obras de Arte Especiais do trecho, tais
como: 
- pontes
- viadutos
- bueiros celulares
- túneis
- muros de arrimo
- etc.
Para o cálculo e detalhamento destas obras ( principalmente para as pontes e bueiros
celulares ) são utilizados os estudos hidrológicos, seções batimétricas dos cursos d'agua,
perfil longitudinal do terreno, cota do nível d'agua, boletins de sondagem, observações das
características dos rios e todos os outros elementos que possamauxiliar na elaboração do
projeto.
6 - Projeto de Sinalização, Cercas e Defensas:
Contém o detalhe, tipo e localização de todos os elementos de sinalização, bem como
a localização e especificação das cercas e das defensas.
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7 - Projeto de Desapropriação:
É feito com base no cadastro topográfico das propriedades levando em consideração
suas benfeitorias e peculiaridades.
Com as áreas das propriedades levantadas e com os preços unitários definidos
através de pesquisa de mercado, procede-se à obtenção dos dados pessoais dos
proprietários, tais como nome, endereço, título de propriedade, cartórios de registro, etc. 
Por fim, procede-se ao cálculo individualizado do preço de cada propriedade.
Este projeto é apresentado através de desenhos com os detalhes em planta das áreas
a desapropriar, e planilhas com os dados do proprietário, descrição da propriedade e valor
calculado para efeito de desapropriação.
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