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UNIDADE III ELEMENTOS PLANIMÉTRICOS III.1 INTRODUÇÃO O eixo de uma rodovia é constituído por uma poligonal aberta, orientada, cujos alinhamentos são concordados nos vértices por curvas horizontais. Assim o eixo compreenderá trechos retos (tangentes) e curvos. Como ele é orientado, isto é, tem um ponto de origem e um sentido definidos, as curvas horizontais podem ser curvas à direita ou a esquerda, conforme o sentido do desenvolvimento das curvas.As distâncias são tomadas horizontalmente. 1 INTRODUÇÃO . 2 ESTAQUEAMENTO Para fins de caracterização dos elementos que constituirão a rodovia, estes deverão ter sua geometria definida, pelo projeto, em pontos sucessivos ao longo do eixo, pontos esses que servirão para materialização do eixo projetado e demais elementos constituintes. Esses pontos chamados de estacas, são marcados a cada 20,00m de distância um do outro, o que chamamos de estaqueamento. O ponto inicial de partida é a estaca 0, representada por 0=PP os demais pontos com espaçamento de 20,00m. 2 ESTAQUEAMENTO Os trechos em curva ocorre alguma perda de precisão, ao passo que as distâncias reais (assim como as de projeto) entre as estacas correspondem a arcos de curvas. Visando minimizar esses erros de mensuração e de referenciamento dos trechos curvos do eixo, as Normas do DNIT estabelecem a obrigatoriedade de se marcar, nos trechos em curva, além dos pontos correspondentes às estacas inteiras, outros pontos – correspondentes a estacas intermediárias – de forma a melhorar a precisão na caracterização do eixo nas curvas. UNIDADE III CURVAS CIRCULARES 3 CURVA CIRCULAR SIMPLES Para a concordância entre duas tangentes que se interceptam em um vértice, utiliza-se a curva circular simples, esta é devida às boas propriedades que a curva circular oferece tanto para o tráfego (pelo usuário) como para o próprio projeto da curva e da posterior materialização (locação) no campo. PI: Ponto de interseção PC: Ponto de curva PT: Ponto de tangente I: Ângulo de inflexão AC: Ângulo central T: Tangente externa D: desenvolvimento da curva (m) R: Raio da curva O: Centro da curva circular 3 CURVA CIRCULAR SIMPLES Ao se projetar uma concordância horizontal, parte-se do conhecimento dos elementos da poligonal, que são principalmente o comprimento dos alinhamentos e os ângulos de deflexão nos vértices. O ângulo central é sempre igual a deflexão: O raio quanto maior, melhor será a concordância para o usuário, pois ela resultará mais suave, com melhores condições de visibilidade. Mas há limitações de ordem prática num limite de 5.000m, pois curvas com raios superiores a esse tendem a se confundir visualmente com tangentes e dificultam a manutenção do veículo na trajetória da curva, devido à sensibilidade mecânica do comportamento de mudança de direção dos veículos. Cálculo da concordância (3.1) 3 CURVA CIRCULAR SIMPLES As normas do DNIT estabelecem também, para cada classe e para diferentes condições de relevo o raio mínimo a ser utilizado. Cálculo da concordância Figura 2.8 3 CURVA CIRCULAR SIMPLES O raio de curvatura a ser adotado para uma concordância horizontal é estabelecido, em geral, pelas condições topográficas locais, procurando-se: a) projetar curvas suaves; b) ajustar o traçado da rodovia à configuração do terreno; c) minimizar as intervenções que se farão necessárias: escavações e aterros. Fixado o raio da curva, a concordância poderá ser calculada analiticamente, definindo-se primeiramente o valor da tangente exterior (T) e, após os valores dos demais parâmetros da concordância. Cálculo da concordância 3 CURVA CIRCULAR SIMPLES . Cálculo da concordância onde: T : tangente exterior (m); R : raio da curva circular (m); AC : ângulo central (lembrando que é numericamente igual à deflexão ); I D : desenvolvimento em curva (m). (3.2) (3.3) 3 CURVA CIRCULAR SIMPLES Exemplo: 38º110m 200m Segue o projeto de um eixo com os alinhamentos definidos na figura abaixo, efetuar a concordância considerando o raio R = 190,00m e a estaca no ponto A é PP: AC = 38º T = 190.tg(38º/2) = 65,42m D = 38º . 190 . Π / 180º = 126,01m PC = (AB) - T = 110 -65,42 = 44,58 ≈ 2 + 4,58 m PT = PC + D = 44,58 + 126,01 = 170,58 ≈ 8 + 10,59 m 3 CURVA CIRCULAR SIMPLES A marcação do “desenho” do eixo projetado em escala real, no campo, consiste na marcação de pontos representativos do eixo, materializados por meio estacas; A materialização dos alinhamentos retos não oferece dificuldades maiores, pois consiste basicamente na medida de ângulos e de distâncias ao longo de alinhamentos retos. Mas a locação dos trechos em curva deve ser feita por método apropriado, já que não é praticável “riscar” a curva no terreno com auxílio de algum compasso, e nem se conseguem visadas curvas ou marcação de distâncias curvas com os recursos da topografia. Locação de curvas circulares 3 CURVA CIRCULAR SIMPLES O Método de locação por deflexões acumuladas: consiste no posicionamento de pontos da curva a partir das medidas dos ângulos de deflexão em relação à tangente à curva onde está instalado o teodolito, e das respectivas distâncias, medidas ao longo da curva, desde o teodolito até os pontos em questão. Locação de curvas circulares 3 CURVA CIRCULAR SIMPLES O O Grau de uma curva (G ) para uma determinada corda (c) é, por definição, o ângulo central que corresponde à corda considerada. Na figura 4.6 está representada uma corda (c) de arco de círculo de raio R, a qual compreende um ângulo central (G ), que é o grau da curva para a corda considerada. Grau de curva 3 CURVA CIRCULAR SIMPLES Traçando-se a bissetriz desse ângulo, define-se o triângulo retângulo OMP, a partir do qual se pode estabelecer a seguinte relação: O grau de uma curva para uma dada corda c é uma forma alternativa de definir a geometria de uma curva circular. Grau de curva (3.4) 3 CURVA CIRCULAR SIMPLES Seguindo no exemplo, temos: Como o raio é 190,00m temos: c = 10,00m Exemplo: Gc = 2 arc sem (10/2.190) = 3,0159 ≈ 3º 00’ 57” 3 CURVA CIRCULAR SIMPLES A deflexão (d) de uma curva circular, para uma corda (c) é, por definição, o ângulo formado entre essa corda e a tangente à curva em uma das extremidades da corda. Deflexão de uma curva circular 3 CURVA CIRCULAR SIMPLES Sendo a tangente perpendicular ao raio e a bissetriz perpendicular à corda, o ângulo de deflexão resulta sempre igual a metade do ângulo central correspondente à corda, conforme se pode visualizar na figura. Deflexão de uma curva circular 3 CURVA CIRCULAR SIMPLES No caso do exemplo dado, o cálculo da deflexão para uma corda c fica assim: Exemplo dc = Gc / 2 = 3,0159 / 2 = ≈ 1º 30’ 29” 3 CURVA CIRCULAR SIMPLES Na locação de uma curva circular, é frequente a necessidade de se determinar valores de deflexão da curva para arcos fracionários, ou seja, não coincidentes com os valores “inteiros” de 5,00m, de 10,00 m ou de 20,00 m Visando facilitar o cálculo de deflexões para os arcos fracionários, define-se a deflexão por metro (d) como sendo o valor da deflexão correspondente ao arco (ou à corda) de 1,00 m, calculando o seu valor, de forma simplificada, em proporção direta ao da deflexão correspondente à corda inteira. Ou seja, sendo dc o valor da deflexão para uma corda c, o valor da deflexão por metro é dado por: Deflexão por metro (3.5) 3 CURVA CIRCULAR SIMPLES Na locação de uma curva circular projetada, inicia-se a locação por uma extremidadeda curva circular, instalando-se o teodolito no PC e tomando-se a direção da tangente como referência ou origem para a contagem dos ângulos de deflexão. Locação por estaca fracionada Como o PC, o PT resulta geralmente em pontos correspondentes a estacas fracionadas, e dado que a curva deverá ser marcada por pontos que compreendam cordas iguais ou menores que as cordas máximas permitidas para os diferentes raios. 3 CURVA CIRCULAR SIMPLES Exemplo: No caso do exemplo dado, a última estaca fracionada a locar, correspondendo a arco inteiro, seria 8+4,58m, remanescendo um arco fracionário de 6,01m de comprimento (pois o PT está na estaca 8+10,59. Um modelo simples de caderneta de locação pode ser empregado para o registro dos elementos necessários, conforme a seguir: ESTACAS ARCOS (m) DEFLEXÕES AZ OBS Simples Acumuladas PC=2+4,58 2+14,58 10,00 1⁰30'29" 1⁰30'29" 3+4,58 10,00 1⁰30'29" 3⁰00'57" 3+14,58 10,00 1⁰30'29" 4⁰31'26" 4+4,58 10,00 1⁰30'29" 6⁰01'55" 4+14,58 10,00 1⁰30'29" 7⁰03'14" . . . . . . . . . . . . 7+14,58 10,00 1⁰30'29" 16⁰35'15" 8+4,58 10,00 1⁰30'29" 18⁰05'44" 8+10,59 6,01 0⁰54'22" 19⁰00'06" EXERCÍCIOS 1. Segue o projeto de um eixo, com os alinhamentos definidos conforme a figura a seguir. Efetue a concordância com os raios R1= 200m e R2=250m 2. Dados I = 24º 20’ e R = 1500m. Locar o PC e o PT, sabendo que a estaca do PI é 360+12,45: EXERCÍCIOS 3. Considerando os raios de curva do exercício 1. Determine o grau da curva para uma corda de 10,00m, representado por (G10) e determine a deflexão (d10). 4. Em um traçado com curvas horizontais circulares, conforme a diretriz na figura a seguir, e supondo que se queira manter os dois raios iguais, pergunta-se: a) - Qual o maior raio possível? b) - Qual o maior raio possível para manter um trecho em tangente entre o ponto 1 e o ponto 2 de 80m? UNIDADE III SUPERELEVAÇÃO 4 INTRODUÇÃO 4 INTRODUÇÃO Ao se definir a velocidade diretriz para o projeto geométrico de uma rodovia, procura-se estabelecer, ao longo do traçado em projeto, condições tais que permitam aos usuários o desenvolvimento e a manutenção de velocidades de percurso próximas à velocidade de referência, em condições de conforto e segurança (conceito de velocidade diretriz). 4 INTRODUÇÃO No projeto em planta, o eixo é constituído por trechos em tangente e em curva: Quando percorre um trecho em tangente: o usuário experimenta uma certa sensação de liberdade (ou facilidade) para efetuar pequenas manobras de ajuste lateral no seu curso, não estando sujeito, em princípio, a esforços laterais devido a geometria da rodovia. 4 INTRODUÇÃO Ao percorrer um trecho em curva, no entanto, as condições operacionais se alteram, devido principalmente ao surgimento de esforços laterais, que passam a atuar sobre o veículo, e devido sensação de maior confinamento que um trecho em curva impõe ao usuário que a percorre. Estes fatores podem afetar, em seu conjunto, a disposição do usuário em manter a mesma velocidade de operação nos trechos em tangente e nos trechos em curva. 5 CONCEITOS E CARACTERÍSTICAS Visando minimizar a impactação negativa desses fatores inerentes aos trechos curvos, são introduzidos os conceitos de superelevação e de superlargura que, devidamente considerados nos projetos das curvas horizontais, ensejam condições de operação mais homogêneas para os usuários ao longo das rodovias. 5 CONCEITOS E CARACTERÍSTICAS 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. Para equilibrar esta solicitação, além da força de atrito entre o pneu e a pista, utiliza-se o artifício de se executar uma inclinação transversal da pista, com caimento para o lado interno da curva, SUPERELEVAÇÃO de maneira que a força peso do veículo tenha uma componente na mesma direção e em sentido contrário à referida força centrífuga. 5 CONCEITOS E CARACTERÍSTICAS Superelevação da pista de rolamento é a declividade transversal da pista nos trechos em curva, introduzida com a finalidade de em curva reduzir ou eliminar os efeitos das forças laterais sobre os passageiros e as cargas dos veículos em movimento. A figura a seguir representa em seção transversal, um veículo em movimento, descrevendo uma trajetória circular (em planta), com uma velocidade longitudinal (tangencial), numa pista inclinada transversalmente. Estando a pista inclinada com um ângulo α, a superelevação (e) pode ser expressa por: Fórmula (4.1) 5 CONCEITOS E CARACTERÍSTICAS o Se aumentarmos o raio da curva a força centrífuga diminui, sendo possível o equilíbrio unicamente com o atrito transversal, dispensando a superelevação. o São fatores que influenciam o comprimento do trecho de transição: a) Velocidade de giro da pista em torno do eixo de rotação; b) Aparência visual e estética do alinhamento; c) Intervalo de tempo em que ocorre o aumento da aceleração centrífuga entre a seção normal em tangente e a situação em curva circular. 5 CONCEITOS E CARACTERÍSTICAS O desenvolvimento da Superelevação deve ser gradativo (inclinação crescente) e ocorrer ao longo do trecho da curva de transição. 6 DESENVOLVIMENTO DA SUPERELEVAÇÃO Consiste em fazê-la passar linearmente do valor de superelevação zero, no início da curva de transição, ao valor da SUPERELEVAÇÃO plena a ser adotada na curva circular, na extremidade da curva de transição. 6 DESENVOLVIMENTO DA SUPERELEVAÇÃO Extensão, ao longo da qual, se processa o giro da pista para eliminar a declividade transversal. COMPRIMENTO DE TRANSIÇÃO DO ABAULAMENTO (T) 6 DESENVOLVIMENTO DA SUPERELEVAÇÃO Extensão, ao longo da qual, se processa o giro da pista em torno do eixo de rotação para dotá-la da superelevação a ser mantida no trecho circular. COMPRIMENTO DE TRANSIÇÃO DA SUPERELEVAÇÃO (L) 7 CÁLCULO DA SUPERELEVAÇÃO Diagrama de forças que atua sobre um veículo em movimento, descrevendo uma trajetória circular, com uma dada velocidade longitudinal (tangencial), numa pista inclinada: 7 CÁLCULO DA SUPERELEVAÇÃO A força de atrito (Fa), que atua sobre as faces dos pneus em contato com a pista; Força centrífuga (Fc), que é horizontal e atua sobre o centro de gravidade do veículo, podendo ser decomposta segundo as componentes: • Tangencial à pista, dada por: Ft= Fc . cos (α); • Normal à pista, dada por: Fn = Fc . sem (α); Força peso do veículo (P), que é vertical e atua sobre o centro de gravidade de veículo, e que pode ser decomposta segundo componentes: • Tangencial à pista, dada por: Pt= P . cos (α); • Normal à pista, dada por: Pn = P . sen (α); Diagrama de forças que atua sobre um veículo em 7 CÁLCULO DA SUPERELEVAÇÃO Quanto maior for a superelevação menor será a participação da força de atrito, diminuindo portanto a intensidade das forças laterais que atuam sobre os passageiros e sobre as cargas. Fórmula (4.2) 7 CÁLCULO DA SUPERELEVAÇÃO Essa fórmula exprime a relação geral entre valores quaisquer de velocidade, raio da curva, superelevação e o correspondente coeficiente de atrito transversal. EQUAÇÃO RESULTANTE DO EQUILÍBRIO DE FORÇAS - SUPERELEVAÇÃO Fórmula (4.3) 7 CÁLCULO DA SUPERELEVAÇÃO O coeficiente de atrito f difere do conceito puro da física clássica, pois se trata de um coeficiente de deslizamento lateral, medido dinamicamente, isto é do veículo em movimento.O valor deste coeficiente é variável e diminui a medida que aumenta a velocidade tangencial do veículo. Os valores a adotar para o coeficiente f são fixados pelas normas de projeto geométrico do DNIT, tendo sido obtidos a partir de resultados de medições de campo e confirmados pela AASHTO. NECESSIDADE DA SUPERELEVAÇÃO 7 CÁLCULO DA SUPERELEVAÇÃO Os valores máximos admissíveis para o coeficiente de atrito transversal (fmáx) entre pneu e pista constam da Tabela abaixo; Estes valores máximos admissíveis somente são empregados, em princípio, nas condições limites, ou seja, para as concordâncias horizontais com curvas de raios mínimos e com as superelevações máximas admitidas para o projeto. NECESSIDADE DA SUPERELEVAÇÃO Tabela 4.1 8 VALORES LIMITES DE SUPERELEVAÇÃO No projeto de uma rodovia, os trechos em tangente tem o abaulamento, para facilitar a condução das águas pluviais. O acúmulo de água na pista poderia causar a aquaplanagem, além de favorecer a infiltração para as camadas inferiores do pavimento. As normas do DNIT consideram adequada a utilização dos seguintes valores para o abaulamento: a) Revertimentos asfálticos com granulometria aberta: 2,5% a 3,0%; b) Revestimentos asfálticos de alta qualidade (CAUQ): 2,0%; c) Pavimentos de concreto de cimento: 1,5% 8 VALORES LIMITES DE SUPERELEVAÇÃO Nos trechos em curva com raios muito grandes em relação à velocidade diretriz de projeto, os efeitos da força centrífuga resultariam desprezíveis, podendo-se projetar as seções transversais nas mesmas condições dos trechos em tangente, ou seja dispensando a superelevação. Os valores de raios de curva aos quais o DNIT sugere considerar as curvas como se fossem tangentes estão no quadro a seguir: Tabela 4.2 8 VALORES LIMITES DE SUPERELEVAÇÃO Valores limites de superelevação – O DNIT admite no máximo 10% e 12% para situações especiais para ajustes em rodovias já existentes para aumento de velocidade . – Deve se respeitar um valor mínimo de superelevação da ordem de 2%. Tabela 4.3 9 RAIOS MÍNIMOS DA CONCORDÂNCIAS HORIZONTAL Uma vez estabelecida a superelevação máxima a ser observada nas concordâncias horizontais para determinada condição ou classe de projeto, fica definido o menor raio de curva que pode ser utilizado, de forma a não haver necessidade de empregar superelevações maiores que a máxima fixada. A fórmula 4.3 devidamente convertida, é utilizada pelas normas para a determinação dos raios mínimos de curva admissíveis nos projetos. Explicitando o raio R tem-se que: Fórmula (4.4) 9 RAIOS MÍNIMOS DA CONCORDÂNCIAS 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; Fórmula (4.4) Tabela 4.4 10 SUPERELEVAÇÃO A SER ADOTADA NAS CONCORDÂNCIAS A superelevação máxima estabelecida para o projeto somente deve ser utilizada nas concordâncias projetadas com o raio mínimo, que é uma condição extrema do projeto, a ser evitada sempre que possível e razoável. Quando se empregam raios de curva maiores que o mínimo, as forças centrífugas diminuem à medida que aumenta o raio de curva, reduzindo consequentemente, as intensidades das forças de atrito. Esta condição está matematicamente implícita na fórmula 4.3 que pode ser convenientemente transformada, resultando na igualdade: Efeito da força centrífuga Coeficiente de atrito Superelevação 10 SUPERELEVAÇÃO A SER ADOTADA NAS CONCORDÂNCIAS Para fins de projeto considera-se que a velocidade média real de operação dos veículos (VR) é menor que a velocidade diretriz (V). Pela AASHTO os valores de velocidades considerados e os correspondentes valores de coeficiente de atrito máximo admissível (fmáx) são apresentados nesta tabela: Tabela 4.5 10 SUPERELEVAÇÃO A SER ADOTADA NAS CONCORDÂNCIAS REFERÊNCIAS • SHU, Han Lee – “Introdução ao Projeto Geométrico de Rodovias”, Editora da Universidade Federal de Santa Catarina, 2002. • Notas de Aulas – Prof. Dr. Rodrigo Alvarenga Rosa. UFES • DNER – “Instruções para o Projeto Geométrico de Rodovias Rurais”, Rio de Janeiro, 1979. • DNER – “Manual de Projeto Geométrico de Rodovias Rurais”, Rio de Janeiro, 1999. • PROJETO GEOMÉTRICO DE RODOVIAS: Profs: Djalma Martins Pereira / Eduardo Ratton / Gilza Fernandes Blasi / Márcia de Andrade Pereira / Wilson Küster Filho . UFPR EXERCÍCIOS 1. Qual seria o valor da superelevação de um trecho em curva circular com raio de 50,58m, de acordo com a fórmula da superelevação teórica (fórmula 4.3), para uma velocidade de 100km/h considerando-se os valores dos coeficientes de atrito (f) dados na tabela 4.1? A curva poderia ser construída, na prática com a inclinação transversal encontrada? 2. Calcule a superelevação a ser adotada numa concordância horizontal com raio de curva circular R=214,88m, no projeto de uma rodovia nova, em região de relevo ondulado, na Classe II do DNIT: 3. Qual o valor do raio mínimo de curva horizontal a ser empregado, de acordo com as normas do DNIT, no projeto de uma rodovia nova, em área rural a ser desenvolvida na classe IB, em região de relevo ondulado, para uma velocidade diretriz desejada de 90km/h? Compare o resultado encontrado com os valores de raios mínimos apontados na tabela 2.8 : 10 EXERCÍCIOS UNIDADE III SUPERLARGURA 12 INTRODUÇÃO As normas, manuais ou recomendações de projeto geométrico estabelecem as larguras mínimas de faixas de trânsito a adotar para as diferentes classes de projeto. As larguras de faixas de trânsito são fixadas com folgas suficientes em relação à largura máxima dos veículos. Nos trechos em tangente, os usuários de uma rodovia contam com uma certa liberdade de manobra no espaço correspondente à sua faixa de trânsito. 12 INTRODUÇÃO Nos trechos em curva, no entanto, essa condição é alterada, devido a dois fatores principais: a) quando descrevem trajetórias curvas, os veículos ocupam fisicamente espaços laterais maiores que as suas próprias larguras; b) devido a efeitos de deformação visual, causados pela percepção da pista em perspectiva, e devido às dificuldades naturais de operação de um veículo pesado em trajetória curva, os trechos em curva horizontal provocam aparência de estreitamentos da pista à frente dos usuários, provocando sensação de confinamento. 12 INTRODUÇÃO Em uma curva a dificuldade de avaliar distâncias transversais exige algum aumento das distâncias de segurança consideradas em tangente. Portanto, se faz necessário alargar a pista de rolamento na curva para permitir que o veículo a realize sem que invada a contramão ou a outra faixa, garantindo melhores condições de continuidade e fluidez, no que diz respeito à disponibilidade de largura de faixa de trânsito. Quanto menor o raio da curva, maior será o valor da superlargura. 13 DIMENSIONAMENTO Essa largura adicional das faixas de trânsito, é denominada superlargura, sendo representada pela letra S (utiliza-se SR para a superlargura a adotar numa curva circular de raio R). As superlarguras são calculadas considerando sempre veículos de maior porte, não tendo sentido o cálculo para veículos de projeto VP, pois mesmo uma rodovia projetada para este tipo de veículo deverá permitir, ocasionalmente, a passagem de um veículo de maior porte. 13 DIMENSIONAMENTO DIMENSÕES E GABARITOS DE GIRO : VEÍCULO TIPO CO O veículo básico para a determinação da superlargura a adotar numa concordância horizontal é tipoCO, pois os demais tipos de veículos, operarão satisfatoriamente com as superlarguras projetadas para estes veículos. Figura 4.2.1 13 DIMENSIONAMENTO As dimensões básicas dos veículos representativos para fins de projeto estão discriminados na tabela abaixo: Tabela 4.2.1 13 DIMENSIONAMENTO Figura 4.2.2 13 DIMENSIONAMENTO A trajetória de um veículo percorrendo uma curva circular descreve um gabarito (GC) dado pela largura do veículo (LV) acrescida de uma largura adicional (GA) que se deve à disposição do veículo na curva, veículo esse que tem uma distância entre-eixos (EE) entre os eixos traseiro e dianteiro. Figura 4.2.3 14 CÁLCULO DA SUPERLARGURA Figura 4.2.3 [Fórmula: 4.2.1] 14 CÁLCULO DA SUPERLARGURA O veículo ocupa geometricamente um gabarito devido ao balanço dianteiro (GD), que é um acréscimo de largura devido à disposição do veículo na curva, em função do seu balanço dianteiro (BD), medido entre o eixo dianteiro e a frente do veículo; Figura 4.2.3 14 CÁLCULO DA SUPERLARGURA Figura 4.2.3 [Fórmula: 4.2.2] 14 CÁLCULO DA SUPERLARGURA Dependendo do veículo de projeto, pode-se considerar também um gabarito devido ao balanço traseiro (Gr), que é outro acréscimo de largura devido à disposição do veículo na curva, em função do balanço traseiro (BT), medido entre o eixo traseiro e o limite traseiro do veículo; Figura 4.2.3 14 CÁLCULO DA SUPERLARGURA Estabelece-se, para o veículo, um valor de gabarito lateral (GL), que é a folga lateral livre que deve ser mantida para o veículo de projeto em movimento; o gabarito lateral é fixado em função da largura da faixa de trânsito, de acordo com os valores definidos pelo DNIT. Tabela 4.2.1 14 CÁLCULO DA SUPERLARGURA Para compensar as dificuldades naturais de manobra em curva e as diferenças entre as características de operação dos motoristas, considera-se para a pista um acréscimo de largura adicional (FD), denominado de folga dinâmica, dada pela fórmula atribuída a Voshel: [Fórmula: 4.2.3] 14 CÁLCULO DA SUPERLARGURA . Com base nesses critérios, pode-se então determinar a largura total (LT) com a qual deverá ser projetada a pista de uma rodovia em curva, que tenha N faixas de trânsito. Figura 4.2.3 [Fórmula: 4.2.4] [Fórmula: 4.2.5] 14 CÁLCULO DA SUPERLARGURA A superlargura (SR) a adotar para a pista, numa concordância horizontal com raio de curva R, pode ser finalmente expressa por: Obs.: O gabarito devido ao balanço dianteiro do veículo (GD) que percorre a faixa externa da curva não afeta o posicionamento dos veículos nas demais faixas, podendo ser desconsiderado. Figura 4.2.3 [Fórmula: 4.2.6] 15 CONSIDERAÇÕES ADICIONAIS Os valores de superlargura (SR) a considerar nos projetos devem ser arredondados para múltiplos de 0,20 m e limitados inferiormente a 0,40m. As normas do DNIT consideram que superlarguras menores que esse limite não resultariam em efeitos práticos relevantes, podendo ser desconsideradas. 16 DISPOSIÇÃO DA SUPERLARGURA Há basicamente duas formas de disposição da superlargura para o alargamento das faixas de trânsito nos trechos em curva, quais sejam: a) alargamento simétrico da pista: quando a pista é alargada igualmente em ambos os lados do eixo, dispondo-se metade da superlargura no lado interno da curva, e a outra metade no lado externo. O mesmo acontece com a sinalização horizontal ou a junta longitudinal de construção do pavimento. ( especialmente de placas de concreto de cimento portland). O alargamento simétrico é geralmente usado em curvas circulares de transição. 16 DISPOSIÇÃO DA SUPERLARGURA 16 DISPOSIÇÃO DA SUPERLARGURA b) alargamento assimétrico da pista: quando a pista é alargada somente no lado interno da curva, onde se dispõe toda a superlargura, parte na tangente e parte na curva. c) O alargamento asimétrico é geralmente usado em curvas circulares simples. 16 DISPOSIÇÃO DA SUPERLARGURA 16 DISPOSIÇÃO DA SUPERLARGURA Em ambos os casos, uma vez delimitadas as bordas da pista alargada, esta é dividida ao meio para a marcação da linha central da pista. Deve-se suavizar as quebras do alinhamento das bordas da pista nos pontos de início e término do alargamento. Na hipótese de alargamento simétrico da pista REFERÊNCIAS • SHU, Han Lee – “Introdução ao Projeto Geométrico de Rodovias”, Editora da Universidade Federal de Santa Catarina, 2002. • Notas de Aulas – Prof. Dr. Rodrigo Alvarenga Rosa. UFES • DNER – “Instruções para o Projeto Geométrico de Rodovias Rurais”, Rio de Janeiro, 1979. • DNER – “Manual de Projeto Geométrico de Rodovias Rurais”, Rio de Janeiro, 1999. • PROJETO GEOMÉTRICO DE RODOVIAS: Profs: Djalma Martins Pereira / Eduardo Ratton / Gilza Fernandes Blasi / Márcia de Andrade Pereira / Wilson Küster Filho . UFPR EXERCÍCIOS 1. Calcular a superlargura, sendo dados os seguintes elementos: a) Largura do veículo: Lv=2,50m b) Distância entre os eixos do veículo: EE=6,50m c) Distância entre a frente do veículo e o eixo dianteiro: BD=1,10m d) Raio da curva: R=280m e) Velocidade de projeto: V=90km/h f) Faixas de tráfego de 3,3m (LN = 6,6m) g) Número de faixas: 2 2. Calcular a superlargura necessária numa curva: Dados: R=250m: LN=7,20m: V=100km/h Veículo SR. Sendo veículo SR considerar: EEeq= 10m; BD=1,2m e LV=2,6m UNIDADE III CURVAS DE TRANSIÇÃO 17 INTRODUÇÃO As concordâncias com curvas circulares simples, quando corretamente projetadas, resultam em traçado fluente e contínuo do eixo, sem descontinuidade do ponto de vista geométrico. Para o usuário, no entanto, essas condições ficam prejudicadas, devido ao surgimento de forças laterais que atuam sobre os veículos nas curvas. Esses fatores, têm seus efeitos minimizados com a superelevação e a superlargura. Há uma nova questão: como proceder para introduzir estes dois elementos quando se passa da condição de trecho em tangente para o trecho em curva circular? 17 INTRODUÇÃO Para evitar uma espécie de choque dinâmico propiciado pela passagem instantânea de traçado em tangente (com raio infinito e força centrífuga nula) para traçado em curva circular (com raio limitado e força centrífuga constante), são introduzidas curvas especiais, entre a tangente e a curva circular, denominadas curvas de transição, projetadas de forma a permitir uma passagem suave entre a condição de trecho em tangente e a de trecho em curva circular. 17 INTRODUÇÃO Casos em que o DNIT dispensa o uso de curvas de transição nas concordâncias horizontais: Tabela 6.1 – Valores limites dos raios R acima dos quais podem ser dispensadas as curvas de transição. 17 INTRODUÇÃO A curva de transição é aquela cujo raio instantâneo varia em cada ponto desde o valor Rc (na concordância com o trecho circular) até o valor infinito (na concordância com o trecho em tangente). Exerce basicamente três funções: Propicia um crescimento gradual da aceleração centrífuga que surge na passagem de um trecho em tangente para um trecho curvo; Constitui uma adequada extensão para efetuar o giro da pista até a posição superelevada em curva; Faz a transição gradual da trajetória do veículo em planta e conduz a um traçado fluente e visualmente satisfatório. 18 ESPIRAL DE TRANSIÇÃO A Espiral em transição sugere essa passagem gradativa de tangente para o trecho em curva, e a formulação intuitiva apropriada, para tanto está representada na figura 6.1, onde a curva de transição, com a origem no ponto 0 e extremidade C, tem comprimento total Lc,estando inserida entre a tangente e a curva circular. As espirais são também chamadas de Clotóide ou Espiral de Cornu, onde o raio instantâneo de curvatura R é inversamente proporcional ao desenvolvimento da curva (L). 18 ESPIRAL DE TRANSIÇÃO Formulação intuitiva de uma curva apropriada: Origem no ponto O; Extremidade no ponto C; Comprimento total LC; Inserida entre a tangente e a curva circular; Raio ρo = ∞ na origem; Raio de curvatura (ρ) que diminui gradativamente ao longo do seu comprimento (Lc ) até atingir, em sua extremidade, o valor ρc = R, igual ao raio da curva circular. Figura 6.1 18 ESPIRAL DE TRANSIÇÃO Um critério imediato para estabelecer a equação dessa curva de transição consiste em se imaginar uma geometria tal que a aceleração centrípeta atuante sobre um veículo que se desloque sobre a curva com velocidade linear constante varie gradualmente, ao longo da curva, desde o valor nulo, no início da curva, até atingir o valor máximo, na sua extremidade. Num ponto M qualquer da curva, onde o raio de curvatura é ρ, compreendendo um arco de comprimento L, a aceleração centrípeta (aM) que atua sobre um veículo se deslocando com a velocidade tangencial v é dada por: 18 ESPIRAL DE TRANSIÇÃO Formulação intuitiva de uma curva apropriada: Figura 6.1 18 ESPIRAL DE TRANSIÇÃO Formulação intuitiva de uma curva apropriada: Figura 6.1 A aceleração centrípeta máxima (aM) se verificará na extremidade da curva de transição (no ponto C), onde o raio de curvatura é R, igual ao da curva circular que se segue, podendo ser expressa por: 18 ESPIRAL DE TRANSIÇÃO Formulação intuitiva de uma curva apropriada: Figura 6.1 Fórmula 6.1 18 ESPIRAL DE TRANSIÇÃO Fórmula 6.2 19 TIPOS DE TRANSIÇÃO Transição de raio conservados 4 ESQUEMA DA TRANSIÇÃO EM ESPIRAL 20 ESQUEMA DA TRANSIÇÃO EM ESPIRAL Pontos de contato das tangentes com as esperais e destas com a curva circular 21 DESENVOLVIMENTO DA SUPERLARGURA E DA SUPERELEVAÇÃO Definida a curva de transição, a superelevação e a superlargura podem ser distribuídas linearmente ao longo do comprimento dessa curva, caso o seu comprimento seja suficiente para tanto. 21 DESENVOLVIMENTO DA SUPERLARGURA E DA SUPERELEVAÇÃO Sendo LC o comprimento da curva de transição, a superelevação e a superlargura serão desenvolvidas linearmente ao longo desse comprimento, passando dos valores nulos que correspondem às necessidades da condição de tangente aos valores plenos a serem aplicados para a condição de curva circular. Desenvolvimento com curva de transição 21 DESENVOLVIMENTO DA SUPERLARGURA E DA SUPERELEVAÇÃO 21 DESENVOLVIMENTO DA SUPERLARGURA E DA SUPERELEVAÇÃO O desenvolvimento da superlargura é a mais simples, bastando fazê‐la passar do valor de superlargura zero, no início da curva de transição, ao valor de superlargura Sr que será adotado na curva circular, na extremidade da curva de transição, de forma linear. Desenvolvimento da Superlargura 21 DESENVOLVIMENTO DA SUPERLARGURA E DA SUPERELEVAÇÃO O valor da superlargura (s) em um ponto M qualquer, que dista de um arco de comprimento L da origem da curva de transição, poderá ser determinado por simples proporção, pois: Desenvolvimento da Superlargura 21 DESENVOLVIMENTO DA SUPERLARGURA E DA SUPERELEVAÇÃO Imagine-se que tenha sido projetada, para o PI1 dos alinhamentos representados na figura 4.3, uma nova concordância horizontal, nas seguintes condições: • projeto de rodovia nova em região de relevo ondulado; • projeto na Classe II do DNER; • concordância com curva de transição ; • raio de curva circular R1 = 214,88m; • comprimento da curva de transição LC1 = 50,00m. Exemplo: 21 DESENVOLVIMENTO DA SUPERLARGURA E DA SUPERELEVAÇÃO Admitindo-se que se tenha determinado o seguinte posicionamento dos pontos singulares da concordância: TS1= 3 + 2,79m, SC1= 5 + 12,79m, CS1= 7 + 13,59m e ST1= 10 + 3,59m, pode-se determinar o valor da superlargura a adotar em qualquer ponto do eixo, ao longo da concordância. Foi calculado no exercício 2 da aula 4.2 - Sr = 0,80m. A partir dessas condicionantes, pode-se desenhar o esquema do desenvolvimento da superlargura ao longo da concordância, tal como representado na figura a seguir. Exemplo: 21 DESENVOLVIMENTO DA SUPERLARGURA E DA SUPERELEVAÇÃO Exemplo: 21 DESENVOLVIMENTO DA SUPERLARGURA E DA SUPERELEVAÇÃO Os valores de superlargura ao longo da concordância (considerando, para maior simplicidade, apenas as estacas inteiras): s4+ 0,00m = (17,21 / 50,00) . 0,80 = 0,28m; s5+0,00m = (37,21 / 50,00) . 0,80 = 0,60m; s6+0,00m = (na curva circular) = 0,80m; s7+0,00m = (na curva circular) = 0,80m; s8+0,00m = (43,59 / 50,00) . 0,80 = 0,70m; s9+0,00m = (23,59 / 50,00) . 0,80 = 0,38m; s10+0,00m = (3,59 / 50,00) . 0,80 = 0,06m. Exemplo: 21 DESENVOLVIMENTO DA SUPERLARGURA E DA SUPERELEVAÇÃO O critério para o desenvolvimento da superelevação é basicamente o mesmo que o adotado para o desenvolvimento da superlargura, consistindo em fazê-la passar linearmente do valor de superelevação zero, no início da curva de transição, ao valor da superelevação plena eR a ser adotada na curva circular, na extremidade da curva de transição. Desenvolvimento da Superelevação 21 DESENVOLVIMENTO DA SUPERLARGURA E DA SUPERELEVAÇÃO Neste caso, há um fator adicional a ser considerado, que é a questão da existência do abaulamento da pista, adotado nos trechos em tangente: Desenvolvimento da Superelevação 21 DESENVOLVIMENTO DA SUPERLARGURA E DA SUPERELEVAÇÃO A faixa do lado externo da curva, no entanto, tem inclinação no sentido contrário ao da superelevação, devendo então tal inclinação contrária ser gradualmente reduzida ainda na tangente, de forma a que a inclinação resulte nula ao se atingir o início da curva de transição. Desenvolvimento da Superelevação 21 DESENVOLVIMENTO DA SUPERLARGURA E DA SUPERELEVAÇÃO Variação da seção da pista na implantação da superelevação: Desenvolvimento da Superelevação 21 DESENVOLVIMENTO DA SUPERLARGURA E DA SUPERELEVAÇÃO Considerando a mesma concordância horizontal do exemplo anterior, considerando um abaulamento de 2% para as faixas de trânsito e uma superelevação de 7,7%, pode-se elaborar um diagrama correspondente ao desenvolvimento da superelevação ao longo da concordância, tal como o representado na figura a seguir: LT= 50 x 2% = 12,99m Exemplo: 7,7% 3+2,79 - 3+0,00 = 2,79mEstaca inteira 3+0,00 : 21 DESENVOLVIMENTO DA SUPERLARGURA E DA SUPERELEVAÇÃO Exemplo: 21 DESENVOLVIMENTO DA SUPERLARGURA E DA SUPERELEVAÇÃO As inclinações transversais da pista nas estacas inteiras ao longo da concordância podem ser determinadas calculando-se as proporções: e3+ 0,00m = (2,79 / 12,99) . (- 2,000) = - 0,430 % (faixa esquerda); e3+0,00m = 2,000 % (faixa direita, por leitura direta); e4+0,00m = (17,21 / 50,00) . 7,700 = 2,650 % (ambas as faixas); e5+0,00m = (37,21 / 50,00) . 7,700 = 5,730 % (ambas as faixas); e6+0,00m = 7,700 % (ambas as faixas, curva circular); e7+0,00m = 7,700 % (ambas as faixas, curva circular); e8+0,00m = (43,59 / 50,00) . 7,700 = 6,713 % (ambas as faixas); e9+0,00m = (23,59 / 50,00) . 7,700 = 3,633 % (ambas as faixas); e10+0,00m = (3,59 / 50,00) . 7,700 = 0,553 % (faixa esquerda); e10+0,00m = 2,000 % (faixa direita, por leitura direta). Exemplo: e = 2% x L Lt e = 7,7% x L Lc 22 COMPRIMENTO DE TRANSIÇÃO O comprimento de transição é a distância ao longo da qual se procede à distribuiçãoda superelevação (e por conveniência a da superlargura), passando-se da condição de tangente, onde tem valor nulo, à condição de curva circular. Os limites mínimos para os comprimentos de transição são estabelecidos em função de aspectos de segurança e conforto dos usuários. Comprimentos demasiadamente pequenos ensejariam a passagem de forma abrupta. Comprimento mínimo: 22 COMPRIMENTO DE TRANSIÇÃO O comprimento máximo corresponde a um valor nulo para o desenvolvimento do trecho circular (D=0), ou seja: Alguns autores utilizam o valor adotado de 3 x LSmin Comprimento máximo: Comprimento desejável: UNIDADE III DISTÂNCIA DE VISIBILIDADE 23 INTRODUÇÃO Um dos fatores mais importantes para a segurança e eficiência operacional de uma estrada é a sua capacidade de poder proporcionar boas condições de visibilidade aos motoristas que por ela trafegarem. Segundo o DNER, as distâncias de visibilidade traduzem os padrões de visibilidade a serem proporcionados ao motorista, de modo que este não sofra limitações visuais diretamente vinculadas às características geométricas da rodovia. 23 INTRODUÇÃO Distância de visibilidade é o comprimento da rodovia em extensão contínua, que é visível ao condutor de um veículo à sua frente. Um traçado em curva pode limitar a distância de visibilidade em função da existência de obstáculos laterais situados às margens da rodovia, tais como edificações, vegetação e rampas de corte. 23 INTRODUÇÃO O projeto de uma estrada deve sempre ser definido de forma que o motorista tenha a melhor visibilidade possível em toda a estrada. A visibilidade também é limitada pelas curvas verticais. Em qualquer trecho da estrada, o motorista deverá dispor de visibilidade, tanto em planta como em perfil, para que possa frear o veículo ante a presença de um obstáculo. 23 INTRODUÇÃO Para fins de projeto, nos 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: 1,07m para o caso de veículos VP; e 2,4m no caso de caminhões CO. 24 DISTÂNCIA DE VISIBILIDADE DE PARADA É a distância mínima necessária para que um veículo que percorre uma estrada possa parar antes de atingir um obstáculo na sua trajetória. Distinguem-se dois grupos de valores mínimos para as distâncias de visibilidade de parada a serem proporcionadas aos motoristas: Valores mínimos recomendados: neste caso a velocidade de operação do veículo é reduzida, em condições chuvosas, para um valor médio inferior a velocidade diretriz. Valores mínimos desejáveis: refere-se ao uso de valores excepcionais e está sujeito à aprovação prévia do DNER. (tendência dos motoristas de trafegarem mais rápido possível) 24 DISTÂNCIA DE VISIBILIDADE DE PARADA A distância de visibilidade de parada pode ser calculada pela soma de duas parcelas: D1 - a distância percorrida pelo veículo durante o tempo de percepção e reação do motorista até o momento em que inicia o processo de frenagem do veículo. Fórmula 5.1 24 DISTÂNCIA DE VISIBILIDADE DE PARADA D2 - a distância percorrida pelo veículo durante o processo de frenagem mecânica propriamente dito. Assim a distância de visibilidade de parada é a soma das duas parcelas Fórmula 5.2 Fórmula 5.3 24 DISTÂNCIA DE VISIBILIDADE DE PARADA O valor da declividade longitudinal deve ser considerada algebricamente, tomando-se como positivas as inclinações ascendentes e negativas as descendentes. O coeficiente de atrito longitudinal entre os pneus e o pavimento (fL) pode ser obtido a partir de determinações experimentais. Posto que não se trata de um coeficiente de atrito estático (pois os veículos estão em movimento), os valores da física clássica variam de acordo com a velocidade. V Diretriz (km/h) 30 40 50 60 70 80 90 100 120 V Média (km/h) 30 38 46 54 62 71 79 86 98 f = fL 0,40 0,38 0,36 0,34 0,32 0,31 0,30 0,30 0,28 Tabela 5.1 24 DISTÂNCIA DE VISIBILIDADE DE PARADA Na tabela abaixo apresenta valores de velocidade diretriz, as normas do DNIT fixaram dois valores de coeficiente longitudinal de atrito para frenagem (fL): um que corresponde à velocidade diretriz, e outro, à velocidade média de percurso dos veículos. Tabela 5.2 25 DISTÂNCIA DE VISIBILIDADE DE ULTRAPASSAGEM É a distância que deve ser proporcionada ao veículo, numa pista simples e de mão dupla para que, quando estiver trafegando atrás de um veículo mais lento, possa efetuar uma manobra de ultrapassagem em condições aceitáveis de segurança e conforto. A determinação das distâncias mínimas para fins de projeto é feita observando as seguintes condições, julgadas representativas do comportamento de uma percentagem elevada dos motoristas, e não do motorista médio: 25 DISTÂNCIA DE VISIBILIDADE DE ULTRAPASSAGEM a) O veículo a ser ultrapassado trafega a uma velocidade constante (VL) mais lenta que do veículo que deseja ultrapassar. b) Este reduz a velocidade (VL) com a mesma do veículo a ser ultrapassado, acompanhando-o até chegar em um trecho que o deseje ultrapassar. c) No ponto de início da ultrapassagem, o veículo que deseja ultrapassar inicia a manobra, gastando um certo tempo (t1) para receber a possibilidade de efetuá-la e reagir, iniciando o deslocamento para a faixa de trânsito oposta. d) O motorista do veículo que deseja ultrapassar acelera o veículo a partir do início da manobra, até atingir uma velocidade relativa igual a 15km/h que é a média de ultrapassagem. 25 DISTÂNCIA DE VISIBILIDADE DE ULTRAPASSAGEM e) 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 tenha se deslocado em sentido contrário, à mesma velocidade v. Observadas essas condições, a distância mínima de visibilidade de ultrapassagem para rodovias de pista simples, com dois sentidos de percurso, pode ser determinada como sendo a soma das quatro distâncias, ilustradas a seguir: 25 DISTÂNCIA DE VISIBILIDADE DE ULTRAPASSAGEM 25 DISTÂNCIA DE VISIBILIDADE DE ULTRAPASSAGEM I. A distância d1 é aquela percorrida pelo veículo durante o tempo de percepção e reação do motorista que deseja efetuar a ultrapassagem, incluindo o posicionamento do veículo junto a linha central, para avançar sobre a faixa de trânsito. II. A distância d2 é a distância 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. sendo, Mv a velocidade relativa d2 = 0,278 . V . t2 Fórmula 5.4 Fórmula 5.5 25 DISTÂNCIA DE VISIBILIDADE DE ULTRAPASSAGEM III. A distância d3 é a distância entre o veículo que efetua a ultrapassagem e o veículo em sentido oposto. É a distância de segurança, variando de 30 a 90m. IV. A distância percorrida pelo veículo em sentido oposto. Segundo a AASHTO, o valor desta distância é estimado em 2/3 de d2. Conhecida as quatro distâncias consideradas, a distância mínima de visibilidade de ultrapassagem (DVU) será dada pela soma das mesmas, ou seja: Fórmula 5.6 Fórmula 5.7 25 DISTÂNCIA DE VISIBILIDADE DE ULTRAPASSAGEM Na tabela estão representados, juntamente com os valores dos parâmetros mencionados, os das distâncias de visibilidade de ultrapassagem calculados para as diferentes velocidades médias de ultrapassagem. Tabela 5.3 25 DISTÂNCIA DE VISIBILIDADE DE ULTRAPASSAGEM Os valores dos parâmetros medidos experimentalmente foram ajustados pela AASHTOde forma a se obter uma relação linear entre as distâncias d1 a d4 (e por conseguinte, entre as distância mínima de visibilidade de ultrapassagem) e a velocidade média de ultrapassagem. Essa relação pode ser expressa por: Fórmula 5.8 25 DISTÂNCIA DE VISIBILIDADE DE ULTRAPASSAGEM Para correlacionar a distância mínima de visibilidade de ultrapassagem com a velocidade diretriz, pode-se tomar a relação existente entre a velocidade diretriz e a velocidade média de percurso dos fluxos de tráfego, para a condição de volumes intermediários de trânsito, conforme a tabela abaixo: Tabela 5.4 25 DISTÂNCIA DE VISIBILIDADE DE ULTRAPASSAGEM As velocidades médias de ultrapassagem consideradas são 15km/h superiores às velocidades médias de percurso, pode-se utilizar a fórmula 5.8 para calcular as distâncias mínimas de visibilidade de ultrapassagem a adotar para cada velocidade diretriz, conforme a tabela. EXERCÍCIOS 1. Calcular a distância de visibilidade de parada recomendada numa estrada cuja velocidade diretriz é 100km/h. 2. O projeto de uma rodovia rural nova, em região de relevo plano, será desenvolvido na classe IA, considerando uma velocidade diretriz de 115km/h. Determine, pelas normas do DNIT, os valores mínimos desejável e absoluto de distâncias de visibilidade de parada a serem observadas no projeto. 3. Qual a distância de visibilidade de ultrapassagem a ser considerada no projeto de uma rodovia rural nova, na classe IA, para uma velocidade diretriz de 115km/h? UNIDADE III INTERSEÇÕES RODOVIÁRIAS 26 INTRODUÇÃO Denomina-se interseção a área em que duas ou mais vias se cruzam ou se unificam, e na qual estão localizados todos os dispositivos destinados a ordenar os diversos movimentos do tráfego. Os objetivos dos elementos geométricos que constituem uma interseção baseia-se, em geral, nos mesmos princípios que orientam o projeto geométrico dos outros componentes da estrada. A qualidade do projeto de uma rodovia, capacidade e velocidade, é afetada significativamente pela qualidade do projeto de suas interseções. 26 INTRODUÇÃO A escolha de um projeto de interseção é baseado principalmente nos seguintes dados: a) Funcionais: classificação funcional das vias, tipos de vias, tipos de controle de acesso, prioridades de passagem e velocidades. b) Físico: topografia, edificações e serviços públicos. c) Tráfego: volume e composição do tráfego, diagrama de fluxos de tráfego e volume de pedestres. d) Acidentes: tipos de acidentes, causas e distribuição no tempo. e) Financeiros: meios disponíveis para o investimento, bem como custos de exploração, manutenção e conservação 27 CLASSIFICAÇÃO As interseções em nível são aquelas em que ocorre, numa certa extensão, a coincidência dos greides das vias. Os principais tipos de interseções são os seguintes: a) Interseções com 3 ramos: São chamadas de interseções em T ou em Y. Formam ângulos entre 70° e 110°. Interseções em nível 27 CLASSIFICAÇÃO b) Interseções com 4 ramos: podem ser retas, oblíquas ou assimétricas. Interseções em nível 27 CLASSIFICAÇÃO c) Interseções de ramos múltiplos: são interseções com cinco ou mais ramos. Interseções em nível 27 CLASSIFICAÇÃO d) Rotatórias: são aquelas na qual o tráfego se move no sentido anti- horário ao redor de uma ilha central. Em certas circunstâncias a rotatória pode ser a solução mais adequada, como por exemplo: interseção com cinco ou mais aproximações e com intensidades de tráfego aproximadamente iguais em todas elas, áreas externas e plantas, pouco movimento de pedestres. Interseções em nível 27 CLASSIFICAÇÃO Os tipos de manobra dos veículos numa interseção em nível estão relacionados a seguir e resumidos na figura: a) Divergente; Interseções em nível TIPOS DE MANOBRAS Tipos de manobra 27 CLASSIFICAÇÃO b) Convergente; c) Cruzamento; Interseções em nível TIPOS DE MANOBRAS 27 CLASSIFICAÇÃO Pontos de conflito de uma estrada são locais onde as correntes de tráfego principais sofrem interferência de outras correntes. a) Conflito de convergência; b) Conflito de divergência; Interseções em nível TIPOS DE CONFLITOS 27 CLASSIFICAÇÃO c) Cruzamento com tráfego direto; d) Cruzamento com tráfego de conversão. Interseções em nível TIPOS DE CONFLITOS 27 CLASSIFICAÇÃO A canalização numa interseção em nível representa a separação ou regulamentação dos movimentos de tráfego conflitantes em trajetória bem definidas, através do uso de marcas no pavimento (sinalização horizontal), ilhas de canalização ou outros meios visando incrementar a segurança e ordenar os movimentos tanto de veículos como de pedestres. Quando forem utilizadas ilhas físicas, estas devem ser delineadas por meios-fios transponíveis. Em alguns casos podem ser requeridas barreiras para proteger os pedestres. Interseções em nível PRINCÍPIOS DE CANALIZAÇÃO DE TRÁFEGO 27 CLASSIFICAÇÃO Os princípios gerais a serem adotados na canalização de uma interseção: 1. Deve-se, sempre que possível, reduzir as áreas de conflito 2. Quando as correntes de tráfego se cruzam sem convergência ou entrelaçamento, o cruzamento deverá ser feito em ângulo reto ou próximo a este. Interseções em nível PRINCÍPIOS DE CANALIZAÇÃO DE TRÁFEGO 27 CLASSIFICAÇÃO 3. A convergência de corrente de tráfego deve ser realizada através de ângulos pequenos, de maneira a minimizar a velocidade relativa dos veículos. Interseções em nível PRINCÍPIOS DE CANALIZAÇÃO DE TRÁFEGO 27 CLASSIFICAÇÃO 4. Pode-se controlar a velocidade da corrente de tráfego que se aproxima da interseção através do afunilamento gradativo da faixa de rolamento. Interseções em nível PRINCÍPIOS DE CANALIZAÇÃO DE TRÁFEGO 27 CLASSIFICAÇÃO São faixas construídas com o objetivo de proporcionar aos veículos espaço adequado que lhes permita manobras de variação de velocidade (aceleração ou desaceleração), sem provocar interferências com o tráfego principal. Interseções em nível FAIXAS DE MUDANÇA DE VOLOCIDADE 27 CLASSIFICAÇÃO Essas faixas facilitam as mudanças de velocidade entre as vias principais e ramos de entrada e saída. Interseções em nível FAIXAS DE MUDANÇA DE VOLOCIDADE 27 CLASSIFICAÇÃO No início e no fim das faixas de mudança de velocidade, geralmente há necessidade de introduzir um trecho de largura variável, denominado teiper. Considerando-se que o deslocamento lateral de um veículo se processa à velocidade de 1,0m/s e que a largura da faixa de mudança de velocidade é geralmente de 3,0 a 3,5m, o veículo leva de 3,0 a 3,5s para percorrer o teiper. Interseções em nível FAIXAS DE MUDANÇA DE VOLOCIDADE No mais, saudades...
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