Estradas Aula 1

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Estradas e Transportes
Histórico e Principais etapas de um projeto de Estradas
Aula 1
Professor: Leonardo Souza
UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ – UNESA (MACAÉ)
Evolução do conhecimento
Pavimento é uma estrutura de múltiplas camadas de espessuras finitas, construída sobre a superfície final de terraplenagem, destinada técnica e economicamente a resistir aos esforços oriundos do tráfego de veículos e do clima, e a propiciar aos usuários melhoria nas condições de rolamento, com conforto, economia e segurança.
Mais recentemente há uma tendência de usar-se a nomenclatura pavimentos de concreto de cimento Portland (ou simplesmente concreto-cimento) e pavimentos asfálticos, respectivamente, para indicar o tipo de revestimento do pavimento.
Pavimento do Ponto de Vista Estrutural e Funcional
Pavimento do Ponto de Vista Estrutural e Funcional
As camadas de base, sub-base e reforço do subleito são de grande importância estrutural.
Limitar as tensões e deformações na estrutura do pavimento, por meio da combinação de materiais e espessuras das camadas constituintes, é o objetivo da Mecânica dos Pavimentos.
O revestimento asfáltico é a camada superior destinada a resistir diretamente às ações
do tráfego e transmiti-las de forma atenuada às camadas inferiores, impermeabilizar o
pavimento, além de melhorar as condições de rolamento (conforto e segurança).
Todo e qualquer caminho que defina uma rota para possibilitar um meio de transporte transitar sem obstáculos é chamado estrada. Portanto em função da superestrutura para comportar os tipos de meios de transporte podemos classificar as estradas em: Rodovias, Ferrovias, Hidrovias, Aerovias e Especiais.
Histórico e Evolução do Transporte Terrestre
Iniciou-se as construções de estradas
para que fossem facilitadas a transposição de obstáculos naturais, pois suavizando os caminhos era preciso o dispêndio de menos força. Automaticamente com o avanço dos sistemas de transporte, as estradas precisavam ser adaptadas e melhoradas.
Entre os anos 3000 e 540 aC, povos da Mesopotamia usaram betume para
cobrir as estradas que os persas já procuravam aperfeiçoar, usando asfalto natural. O Império Romano, em 312 aC, para expandir-se, construiu 29 rodovias militares, entre as quais tornou-se mais famosa a Via Ápia com 90km.
Esta rodovia por incrível que pareça, ainda existe. A sua estrutura é com 2 camadas de lajes de pedras sobre uma camada de areia ou seixo. Sobre as lajes, foram acomodados seixos com pedras utilizando uma espécie de argamassa, e sobre eles uma camada fina de seixo para servir como revestimento.
Histórico e Evolução do Transporte Terrestre
No Brasil
No Brasil do período colonial, as estradas apresentavam aspectos primitivos e podiam mais propriamente ser designadas como trilhas destinadas ao trânsito de animais. Já durante o império iniciaram-se novos traçados bastantes avançados para a época, onde destacam-se a Rodovia União e Indústria (de Petrópolis a Juiz de Fora), a Rodovia Estrela ( de Magé a Curitiba)
e o Caminho do Mar ( atual Via Anchieta de São Paulo a Santos).
1560 – Caminho do Mar – ligação São Vicente – Piratininga ⇒ recuperada em 1661 como Estrada do Mar ⇒ em 1790 vira Calçada de Lorena
1792 – Estrada Santos - São Paulo: lajes de pedra
1726 – Caminho do Ouro – Minas ao Rio – Resquícios em Parati e 
várias outras cidades. Também chamada Estrada Real 
(Estrada Velha de Parati e Nova que vai para o Rio de Janeiro)
1854 – Primeira ferrovia no Brasil – Mauá a Raiz da Serra (RJ)
1865 – Estrada de rodagem União e Indústria (144km) ligando Petrópolis a Juiz 
de Fora – primeira estrada a usar macadame como base/revestimento no Brasil ⇒ Até aqui era usual o calçamento de ruas com pedras importadas de Portugal
1906 – Calçamento asfáltico em grande escala na cidade do Rio de Janeiro – CAN (Trinidad)- Prefeito Rodrigues Alves
1908: Primeira viagem feita do Rio de Janeiro a São Paulo que demorou 876h.
1913 – Rodovia Santos - São Paulo
1922 – Estrada Rio - Petrópolis – Pavimento de concreto Malha ferroviária brasileira: 3.000km
1922: Washington Luiz, então governador de São Paulo, iniciou o desenvolvimento da política rodoviária no Brasil, prosseguindo em 1926 quando Presidente da República
1925:Segunda viagem entre Rio de Janeiro e São Paulo com caminhos já melhorados, durou 144h (Extensão de 580 Km).
1937 – Criação do DNER
1942 – 1.300km de rodovias pavimentadas, uma das menores extensões da América Latina. Eng. Murilo Lopes de Souza, método empírico baseado em critério de resistência/ruptura por cisalhamento também conhecido como método do CBR e do DNER, baseado no tráfego USACE ( TURNBULL, FOSTER, AHLVIN) ASSHTO 
1945 – Rodovia Rio - Bahia
1945: Organização sistêmica e o efetivo desenvolvimento do setor de transporte rodoviário no Brasil, com suporte legal, institucional e financeiro, no contexto de um Sistema Nacional de Viação, tiveram seu efetivo início logo após o encerramento da Segunda Guerra Mundial, com a instituição do Decreto-Lei n° 8.463, de 27 dez.
1945, representado pelo Engenheiro Maurício Joppert da Silva (1891 - 1985), quando exercia o cargo de Ministro de Estado dos Negócios da Viação e Obras Públicas, ao então Presidente da República, José Linhares.O citado Decreto-Lei ficou conhecido como Lei Joppert.
Histórico e Evolução do Transporte Terrestre
Histórico e Evolução do Transporte Terrestre
1959 – Criação da Associação Brasileira de Pavimentação (ABPv)
1960 – Fim do Governo de Juscelino Kubischekcriação de Brasília – Estradas radiais e Plano
Nacional de Viação Malha ferroviária totalizava 38.000km
1964 – Alguns projetos de pavimentação do Governo militar: Transamazônica/Ponte Rio – Niterói. A partir de 1964, com a instituição do II Plano Nacional de Viação, 
1986 – 95.000km de rodovias pavimentadas: 45.000km federais e 50.000km estaduais e municipais
1988 – 140.000km de rodovias pavimentadas (maior extensão da América Latina) Malha ferroviária: 30.000km
1996 – Início do programa de concessões
2002 – 165.000km de rodovias pavimentadas 55.000km federais / 1.600.000km de rodovias não pavimentadas (federais, estaduais e municipais) / Malha ferroviária: 29.000km
Introdução
Entende-se por projeto geométrico de uma estrada ao processo de correlacionar os seus elementos físicos com as características de operação, frenagem, aceleração, condições de segurança, conforto, etc.
Os critérios para o projeto geométrico de estradas baseiam-se em princípios de geometria, de física e nas características de operação dos veículos. Incluem não somente cálculos teóricos, mas também resultados empíricos deduzidos de numerosas observações e análises do comportamento dos motoristas, reações humanas, capacidades das estradas já existentes, entre outras. A construção de uma estrada deve ser tecnicamente possível, economicamente viável e socialmente abrangente. 
Deverá então o projetista escolher os traçados possíveis e, em seguida, compará-los entre si, atendendo a diversos critérios que serão apresentados ao longo desta disciplina, tais como raios mínimos de curvas horizontais, inclinações de rampas, curvas verticais, volumes de cortes e aterros, superelevação, superlargura, etc.).
Estudos necessários para a construção de uma estrada
As principais atividades para elaboração de um projeto viário são:
• Estudos de tráfego;
• Estudos geológicos e geotécnicos;
• Estudos hidrológicos;
• Estudos topográficos;
• Projeto geométrico;
• Projeto de terraplenagem
• Projeto de pavimentação;
• Projeto de drenagem;
• Projeto de obras de arte correntes;
• Projeto de obras de arte especiais;
• Projeto de viabilidade econômica;
• Projeto de desapropriação;
• Projetos de interseções, retornos e acessos;
• Projeto de sinalização;
• Projeto de elementos de segurança;
• Orçamento da obra e plano de execução;
• Relatório de impacto ambiental.
Fases do estudo do traçado de uma estrada
1-Reconhecimento ou Anteprojeto;
2-Exploração ou Projeto;
3-Locação ou Projeto Definitivo.
1-Reconhecimento ou Anteprojeto
É a primeira fase da escolha do traçado de uma estrada. Tem por objetivo principal o
levantamento e a análise de dados da região necessários à definição dos possíveis locais por
onde a estrada possa passar. Nesta fase são detectados os principais obstáculos topográficos,
geológicos, hidrológicos e escolhidos locais para o lançamento de anteprojetos.
1-Elementos necessários para a fase de reconhecimento
a) Localização dos pontos inicial e final da estrada;
b) Indicação dos pontos obrigatórios de passagem;
b.1) Pontos Obrigatórios de Passagem de Condição: são pontos estabelecidos
antes de qualquer estudo, condicionando a construção da estrada à passagem por eles.
São determinados por fatores não técnicos, como fatores políticos, econômicos,
sociais, históricos, etc.
b.2) Pontos Obrigatórios de Passagem de Circunstância : são pontos
selecionados no terreno, durante o reconhecimento, pelos quais será tecnicamente mais
vantajoso passar a estrada (seja para se obter melhores condições de tráfego e/ou para
possibilitar obras menos dispendiosas). A escolha desses pontos é, portanto, um problema
essencialmente técnico.
Fases do estudo do traçado de uma estrada
c) Retas que ligam os pontos obrigatórios de passagem.
c.1) Diretriz Geral: É a reta que liga os pontos extremos da estrada, representando a solução de menor distância para realizar a ligação entre os pontos extremos.
c.2) Diretriz Parcial: É cada uma das retas que liga dois pontos obrigatórios intermediários. Do estudo de todas as diretrizes parciais resulta a escolha das diretrizes que fornecerão o traçado final da estrada.
Figura: Diretrizes de uma estrada (Fonte: PONTES FILHO, 1998)
1-Reconhecimento
Principais tarefas na fase de reconhecimento
• Coleta de dados sobre a região (mapas, cartas, fotos aéreas, topografia, dados socioeconômicos, tráfego, estudos geológicos e hidrológicos existentes, etc);
• Observação do terreno dentro do qual se situam os pontos obrigatórios de passagem
de condição (no campo, em cartas ou em fotografias aéreas);
• A determinação das diretrizes geral e parciais, considerando-se apenas os pontos
obrigatórios de condição;
• Determinação 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.
1-Tipos de reconhecimento
a) Reconhecimento com cartas e fotos
b) Reconhecimento aerofotogramétrico
c) Reconhecimento terrestre
1-Trabalhos de escritório na etapa de reconhecimento
• Descrição dos dados coletados no reconhecimento;
• Descrição das alternativas estudadas;
• Descrição de subtrechos de cada alternativa, caso 
existam;
• Descrição das características geométricas adotadas;
• Apresentação dos quantitativos e custos preliminares (Orçamento Preliminar);
• Análise técnica-econômica e financeira dos traçados.
2-Exploração ou Projeto
Com o objetivo de realizar o Projeto Definitivo de Engenharia da Estrada, executa-se
uma segunda etapa de estudos, com mais detalhes, possibilitando a obtenção de todos os
demais elementos para a elaboração de um projeto inicial da estrada. Esta nova etapa é
denominada Exploração ou Projeto.
Durante a fase de exploração são desenvolvidos outros estudos, além dos topográficos,
como os relativos à tráfego, hidrologia, geologia, geotécnica, etc. Estes estudos possibilitam a
elaboração dos projetos geométrico, drenagem, terraplenagem, pavimentação, etc...
A poligonal levantada topograficamente na fase de exploração recebe a denominação
de Eixo de Exploração ou Poligonal de Exploração. É importante observar que esta poligonal não é necessariamente igual à poligonal estabelecida na fase de reconhecimento, pois a equipe de exploração pode encontrar, nesta fase, uma linha tecnicamente mais indicada e que se situe ligeiramente afastada da diretriz do reconhecimento. Observe-se, também, que o eixo de exploração não será necessariamente o eixo de projeto definitivo, isto é, o eixo da estrada a ser construída.
Portanto, os trabalhos de campo tomam como apoio e guia os estudos desenvolvidos
na fase de reconhecimento, os quais servirão para mais facilmente identificar os pontos
obrigatórios de passagem, os acidentes geográficos, as travessias de cursos d´água, etc.
2.1-Trabalhos de campo
Lançamento do eixo da poligonal
Nivelamento e Contranivelamento da poligonal
Levantamento das Seções Transversais
2.2-Trabalhos de Escritório
Perfil Longitudinal
Seção Transversal
Planta Baixa de Exploração
3 -Projeto Definitivo ou Locação
É a fase de detalhamento da fase de exploração (fase anterior), ou seja, o cálculo de
todos os elementos necessários à perfeita definição do projeto em planta, perfil longitudinal e seções transversais. O projeto final da estrada é o conjunto de todos esses projetos, complementado por memórias de cálculo, justificativa de soluções e processos adotados, quantificação de serviços, especificações de materiais, métodos de execução e orçamento.
REGRAS BÁSICAS
• As curvas devem ter o maior raio possível;
• A rampa máxima somente deve ser empregada em casos particulares e com a menor
extensão possível;
• A visibilidade deve ser assegurada em todo o traçado, principalmente nos
cruzamentos e nas curvas horizontais e verticais;
• Devem ser minimizados ou evitados os cortes em rocha;
• Devem ser compensados os cortes e os aterros;
• As distâncias de transporte devem ser as menores possíveis.
Definições
Veículo de Projeto
Veículo com peso, dimensões e características operacionais considerado representativo de determinado grupo da frota circulante, selecionado com vistas a estabelecer parâmetros de controle de projeto para a via. Para sua escolha, deve-se levar em consideração a composição do tráfego previsto para utilização da rodovia.
Velocidade de Projeto
Velocidade selecionada e utilizada para estabelecer determinados parâmetros e características geométricas de uma via. O valor a ser adotado deve ser coerente com o relevo predominante do terreno, com o uso e a ocupação do solo no entorno da via, com a velocidade operacional estimada ao longo da via e com sua classe funcional. Os manuais do Departamento Nacional de Estradas de Rodagem – DNER, atual Departamento Nacional de Infra-estrutura de Transportes – DNIT, referem-se freqüentemente ao mesmo conceito utilizando o termo “velocidade diretriz”.
Velocidade Operacional
Velocidade na qual se observam os condutores operando seus veículos sob condições de
fluxo livre, e que freqüentemente corresponde ao 85º percentil da distribuição de velocidades praticadas, obtido através da curva de freqüências acumuladas.
Distância de Visibilidade de Parada – DVP
Consiste na distância mínima de visibilidade disponível para permitir ao motorista de um
veículo que viaja na velocidade de projeto detectar e analisar uma situação de perigo à sua frente e, se necessário, frear seu veículo antes de atingir um obstáculo, representativo de tal
situação de perigo, em sua trajetória.
Definições
Distância de Visibilidade de Ultrapassagem – DVU
Consiste na distância mínima de visibilidade que deve estar disponível para a ultrapassagem em rodovias de uma pista simples com dois sentidos de tráfego, de tal modo que um veículo possa ultrapassar um outro mais lento com segurança e conforto, sem interferir com a marcha do veículo que se aproxima na direção oposta.
Distância de Visibilidade de Decisão – DVD
Consiste na extensão requerida pelos motoristas para que, em locais da via que possam ser visualmente confusos, eles sejam capazes de:
- detectar e reconhecer informações ou situações de perigo inesperadas e de difícil compreensão;
- decidir e iniciar a ação apropriada a ser tomada, selecionando trajetória e velocidade adequadas para o caso;
- iniciar e concluir a manobra necessária de maneira
segura e eficiente.