Estradas Aula 5

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Estradas e Transportes
CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS DAS ESTRADAS
Aula 5
Professor: Leonardo Souza
UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ – UNESA (MACAÉ)
Algumas características geométricas das rodovias são relativas ao valor da velocidade diretriz e outras estão relacionadas à velocidade de operação.
A velocidade diretriz tem participação na determinação do greide máximo, raio mínimo de curvatura horizontal, distância de visibilidade nas curvas verticais, superelevação, superlargura, etc. Para a velocidade de operação temos: Comprimento crítico de rampa, comprimento das pistas de aceleração e desaceleração, etc.
Para melhor entendimento do projeto geométrico de uma estrada, algumas destas características geométricas serão apresentadas:
Introdução
Superelevação
Raio mínimo de curvatura horizontal
Super largura
Rampa máxima
Superelevação
Ao percorrer um trecho de rodovia em curva horizontal com certa velocidade, um veículo fica sujeito à ação de uma força centrífuga, que atua no sentido de dentro para fora da curva, tendendo a mantê-lo em trajetória retilínea, tangente à curva.Isto obriga o condutor do veículo a esterçar o volante no sentido da curva para manter o veículo na trajetória desejada.
Para contrabalançar os efeitos das forças laterais (força de atrito e da força centrífuga), procurando oferecer aos usuários melhores condições de conforto e de segurança no percurso das curvas horizontais, é utilizado o conceito de superelevaçãoda pista de rolamento, que é a declividade transversal da pista nos trechos em curva, introduzida com a finalidade de reduzir ou eliminar os efeitos das forças laterais sobre os passageiros
e sobre as cargas dos veículos em movimento. A superelevação é medida pela inclinação transversal da pista em relação ao plano horizontal, sendo expressa em proporção (m/m) ou em percentagem (%).
NECESSIDADE DA SUPERELEVAÇÃO
a) Proporcionar à pista de rolamento declividade transversal com
caimento orientado para o centro da curva;
b). Giro das rodas direcionais doveículo, tornando-se oblíquas ao eixo
longitudinal do veículo, porém sempre tangentes a cada ponto da trajetória.
Considerando um veículo de peso P, 
percorrendo uma curva circular de raio R, 
com uma superelevação H e velocidade 
diretriz V constante..
No equilíbrio temos:
 
Os valores da expressão (I), para raios inferiores a 250 m, são exagerados, por esse motivo, considera-se para a velocidade diretriz V (75%
da mesma), e f = 0, que conduzirá a expressão a:
RAIO MÍNIMO DE CURVATURA HORIZONTAL
Os raios mínimos de curvatura horizontal são os menores raios que podem ser percorridos à velocidade diretriz e a taxa máxima de superelevação, em condições aceitáveis de segurança e de conforto de viagem. Os valores mínimos para o projeto geométrico de rodovias rurais, encontram-se resumidos abaixo.
As normas do DNER(DNIT) fixam, como valores de coeficientes de atrito transversal máximos admissíveis para fins de projeto, os transcritos na tabela abaixo para diferentes velocidades diretrizes.
Determinação da superelevação máxima pela regra prática (Pacheco de Carvalho)
a) Considerando o raio limite inferior e sua correspondente superelevação, para cada acréscimo de 20m em relação a esse raio, ocorrerá um decréscimo de 0,5% na superelevação correspondente.
b) Considerando o raio limite superior e sua correspondente superelevação, para cada decréscimo de 20m em relação a esse raio, ocorrerá um acréscimo de 0,5% na superelevação correspondente.
Exemplo:
Calcular a superelevação máxima, 
pela regra prática, para a curva
horizontal de Raio igual a 460 m e Classe I.
Considerando o raio limite inferior = 360 m → H = 8% , logo: 460 – 360 = 100/20 = 5x 0,5 = 2,5% → Hmáx = 8 -2,5 = 5,5%
Considerando o raio limite superior = 600 m → H = 2% , logo: 600-460 = 140/20 = 7x 0,5 = 3,5% → Hmáx = 2 + 3,5 = 5,5%
Superlargura
Acréscimo total de largura proporcionado às pistas de rolamento de rodovias em curvas, principalmente às de raios reduzidos, visando evitar que os veículos invadam a faixa oposta, quando forçados pela força centrífuga, derrapagens ou má inscrição na curva e assegurar um padrão adequado de segurança e conforto de dirigir.
Para o DNIT, a determinação da superlargura para uma estrada com n faixas de tráfego é obtida pela expressão denominada de Voshell-Palazzo
Onde:
∆= Superlargura, em metros
n = No de faixas de tráfego da pista de rolamento
R = Raio de curvatura horizontal
V = velocidade diretriz, em Km/h
E = distância, em metros, entre os eixos do veículo, adotado como sendo 6 m (CO)
Veículo Tipo CO
Veículo Comercial Rígido
Rampa máxima
É a declividade longitudinal que varia de acordo com a classe e a classificação 
do trecho
Esses valores podem ser acrescidos de 1% para extensões até 800m em regiões planas, 
300m em regiões onduladas e 250m em regiões montanhosas.
Os valores dados são medidos na horizontal.
Deflexão máxima
É o máximo ângulo possível para que possa inscrever as concordâncias horizontais com um raio maior ou igual ao mínimo de Norma e ainda deixar, entre as curvas, o espaço mínimo necessário.
Deflexão máxima para curvas consecutivas
As curvas consecutivas podem ser de mesmo sentido e de sentido contrário, estas comumente chamadas de curvas reversas.
a) Curvas consecutivas de mesmo sentido
A existência de curvas consecutivas de mesmo sentido, é decorrente da impossibilidade do prosseguimento BC, sendo necessário uma grande deflexão I2 dada no ponto C. Nestas curvas é permitido, em condições críticas, a inexistência de uma reta intercalando as duas curvas.
b) Curvas consecutivas reversas
De acordo com a Figura abaixo. Observa-se que o segmento de reta BC é:
O DNIT determina que, nas curvas consecutivas reversas, de concordância horizontal com curva circular, obrigatoriamente deverá existir uma reta intercalando ambas as curvas e normaliza em 40m, nas condições críticas, ou seja, sempre que possível será utilizada retas maiores.
Tangente mínima
É a menor reta possível de ser utilizada intercalando curvas reversas com o objetivo de anular a força centrífuga, permitindo uma maior estabilidade a quem ali trafegar.
Para obter a deflexão máxima (I2 máx) nas curvas consecutivas reversas, basta fazer na equação geral R1 = R2 = Rmin e d = 40m, logo:
Para obter a deflexão máxima(I2 máx) nas curvas consecutivas de mesmo sentido, basta fazer na equação geral R1 = R2 = Rmin e d = 0, logo:
Conclusões:
1) Quando a deflexão real I2 real for menor que I2 máx calculada, significa que o comprimento BC possui extensão tal que permitirá a concordância das curvas consecutivas, dentro das Normas, utilizando raios R1 ; R2 ≥ Rmin.
2) Quando a deflexão real I2 real for igual a I2 máx calculada, significa que o comprimento BC possui extensão tal que permitirá a concordância das curvas consecutivas, dentro das Normas, utilizando-se apenas do Raio mínimo ( Rmin)
para ambas.
3) ) Quando a deflexão real I2 real for maior que I2 máx calculada, significa que o comprimento BC não possui extensão tal que permitirá a concordância das curvas consecutivas, dentro das Normas, nem mesmo utilizando o Rmin para ambas. O problema deve ser solucionado modificando o valor de I1 ou I2 e aumento o comprimento BC.