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FAVIP – Faculdade do Vale do Ipojuca Engenharia Civil Estradas I FAVIP – Faculdade do Vale do Ipojuca Engenharia Civil – Estradas I PROJETO GEOMÉTRICO DA RODOVIA Ronard Barros Aldieres França Washington Bernardino Rodolfo Campos Eduardo Queiroz Macbanai Passos CARUARU 2013 i FAVIP – Faculdade do Vale do Ipojuca Engenharia Civil Estradas I Ronard Barros Aldieres França Washington Bernardino Rodolfo Campos Eduardo Queiroz Macbanai Passos PROJETO GEOMÉTRICO DA RODOVIA RODOVIA PROJETADA Projeto apresentado para avaliação na disciplina de Estradas I do Curso de Engenharia Civil da FAVIP – Faculdade Vale do Ipojuca. Profº. Martônio Francelino CARUARU 2013 ii FAVIP – Faculdade do Vale do Ipojuca Engenharia Civil Estradas I Ronard Barros Aldieres França Washington Bernardino Rodolfo Campos Eduardo Queiroz Macbanai Passos PROJETO GEOMÉTRICO DA RODOVIA Projeto submetido, para avaliação na disciplina de Estradas I do Curso de Engenharia Civil da Faculdade do Vale do Ipojuca – FAVIP. Examinador: Profº. Martônio Francelino Nota: ________________________ Assinatura: ________________________ iii FAVIP – Faculdade do Vale do Ipojuca Engenharia Civil Estradas I RESUMO Projeto geométrico é a fase do projeto de rodovias que estuda as diversas características geométricas do traçado, principalmente em função das leis do movimento, características de operação dos veículos, reação dos motoristas, segurança e eficiência das estradas e o volume de tráfego. A escolha de um traçado de uma rodovia começa na necessidade de ligação entre dois locais, mas raramente uma linha reta que une esses locais poderá ser tomada como eixo da ligação, em virtude de uma série de condicionamentos existentes na área intermediária entre os locais. A rodovia é um ente tridimensional que deve se ajustar da forma harmônica á topografia da região, se possível, sem agredi-la. Portanto um bom projeto deve atender as necessidades de tráfego, respeitar as características técnicas do traçado e de um bom perfil, estar em harmonia com a região atravessada e, na medida do possível, ter um baixo custo. A escolha dessas características deve levar em consideração possíveis variações de volume ou de características que o tráfego possa sofrer durante a vida útil da estrada. Outro ponto é que características geométricas inadequadas são as causas de acidentes de tráfego, baixa eficiência e obsolescência precoce das rodovias. Visando atender melhor aos objetivos para os quais a rodovia foi projetada e justificando o investimento realizado devemos tomar alguns cuidados técnicos, que serão apresentados neste projeto, que foi dividido uma fase inicial teórica onde abordaremos os tópicos necessários para realização do projeto, e uma segunda fase onde apresentaremos os cálculos do projeto bem como os gráficos e imagens gerados. iv FAVIP – Faculdade do Vale do Ipojuca Engenharia Civil Estradas I LISTA DE ILUSTRAÇÕES (TABELAS/FIGURAS) Tabela 01 – Classificação Classe do Projeto 7 Tabela 02 – Raios mínimos (DNER) 9 Figura 01 – Seções de Corte, Aterro e Mista 12 Tabela 03 – Inclinação Máxima das Rampas 13 Figura 02 – Pavimento em Placa de Concreto em Seção de Aterro 14 Tabela 04 – Largura da Faixa de Rolamento em Tangente, em função do Relevo e Classe de Projeto 15 Figura 03 – Seções de Corte, Aterro e Mista 16 Figura 04 – Método Geométrico 17 v FAVIP – Faculdade do Vale do Ipojuca Engenharia Civil Estradas I ANEXOS • CÁLCULOS • PROJETOS GEOMÉTRICOS vi FAVIP – Faculdade do Vale do Ipojuca Engenharia Civil Estradas I SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO ......................................................................................... 1 2. ESTUDOS PARA A CONSTRUÇÃO DE UMA RODOVIA ............... 2 2.1. Estudo do Traçado de Rodovia .................................................................................................. 2 2.2. Desenvolvimento do Traçado de Rodovia ................................................................................. 3 2.3. Fatores Condicionantes do Traçado .......................................................................................... 3 2.4. Topografia da Região ................................................................................................................. 3 2.5. Geologia da Região .................................................................................................................... 4 2.6. Estudo Hidrológico .................................................................................................................... 4 2.7. Impacto Ambiental .................................................................................................................... 5 2.8. Tráfego e Determinação da Classe de Projeto .......................................................................... 6 2.8.1. Velocidade de Projeto (Velocidade Diretriz) ............................................................................. 7 2.8.2. Superelevação ........................................................................................................................... 8 3. ELEMENTOS GEOMÉTRICOS DAS RODOVIAS .......................... 10 3.1. Elementos Geométricos – Planimétricos................................................................................. 10 3.1.1. Seção Longitudinal do Terreno – Curvas Horizontais .............................................................. 11 3.2. Elementos Geométricos – Altimétricos ................................................................................... 12 3.2.1. Greide da Rodovia ................................................................................................................... 13 3.2.2. Seção Transversal do Terreno – Curvas Verticais .................................................................... 14 3.2.3. Seção Transversal da Rodovia – Esquema ............................................................................... 14 3.2.4. Cardeneta ou Notas de Serviço ............................................................................................... 15 vii FAVIP – Faculdade do Vale do Ipojuca Engenharia Civil Estradas I 3.3. Elementos Geométricos – Transversais................................................................................... 16 4. CONCLUSÃO.......................................................................................... 17 5. REFERÊNCIAS ...................................................................................... 18 ANEXOS ........................................................................................................ 19 •••• CÁLCULOS............................................................................................. 19 1 FAVIP – Faculdade do Vale do Ipojuca Engenharia Civil Estradas I 1. INTRODUÇÃO O Projeto Geométrico de uma rodovia é o 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 rodovias baseiam-se em princípios de geometria,de física e nas características de operação dos veículos. Fazendo uso não somente de cálculos teóricos, mas também de resultados empíricos deduzidos de numerosas observações e análises do comportamento dos motoristas, reações humanas, capacidade das estradas já existentes, entre outras. Para iniciar um projeto de uma rodovia precisamos entender as condicionantes de um estudo de traçado, então iremos apresentar primeiramente uma parte teórica dos estudos envolvidos no projeto e em seguida apresentaremos os cálculos da construção do traçado da rodovia. Devemos ter em mente que a construção de uma rodovia deve obedecer primeiramente à possibilidade técnica de sua construção, a viabilidade econômica e a sua abrangência social. 2 FAVIP – Faculdade do Vale do Ipojuca Engenharia Civil Estradas I 2. ESTUDOS PARA A CONSTRUÇÃO DE UMA RODOVIA Os trabalhos para construção de uma rodovia iniciam-se por meio de estudos de Planejamento de Transporte. Esses estudos têm por objetivo verificar o comportamento do sistema viário existente para, posteriormente, estabelecer prioridades de ligação com vistas às demandas de tráfego detectadas e projetadas, de acordo com os dados sócio-econômicos da região em estudo. As principais atividades para elaboração de um projeto viário são: Estudo de Tráfego, Estudos Geológicos e Geotécnicos, Estudos Hidrológicos, Estudos Topográficos, Projeto Geométrico, Projeto de Terraplenagem, Pavimentação, Drenagem, Obras de Arte Correntes, Obras de Arte Especiais, Projeto de Viabilidade Econômica, Projeto de Desapropriação, Projeto de Interseções, Retornos e Acesso, Projeto de Sinalização, Projeto de Elementos de Segurança, Orçamento da Obra e Plano de Execução e o Relatório de Impacto Ambiental. 2.1. Estudo do Traçado de Rodovia O projeto geométrico de uma estrada comporta uma série de operações que consistem no levantamento e a análise de dados da região necessários à definição dos possíveis locais por onde a estrada possa passar. Sendo detectados os principais obstáculos topográficos, geológicos, hidrológicos e escolhidos locais para o lançamento de anteprojetos (reconhecimento). Com o objetivo de realizar o Projeto Definitivo de Engenharia da Estrada, executa-se uma segunda etapa do levantamento, onde são desenvolvidos outros estudos, além dos topográficos, como os relativos a tráfego, hidrologia, geologia, geotécnica, etc. Estes Estudos possibilitam a elaboração dos projetos geométricos, drenagem, terraplenagem, pavimentação, etc. Lançamento do Eixo da Poligonal, Nivelamento e Contranivelamento da Poligonal, Levantamento das Seções Transversais (exploração). Com base nesses dados executamos o projeto definitivo que será locado em campo (locação). 3 FAVIP – Faculdade do Vale do Ipojuca Engenharia Civil Estradas I 2.2. Desenvolvimento do Traçado de Rodovia 2.3. Fatores Condicionantes do Traçado São vários os fatores que interferem na definição do traçado de uma estrada. Dentre eles, destacam-se: a topografia da região, as condições geológicas e geotécnicas do terreno, a hidrologia e a hidrografia da região e a presença de benfeitorias ao longo da faixa de domínio da estrada. 2.4. Topografia da Região Em um projeto rodoviário, a movimentação de terra representa um elevado custo na construção da rodovia, se a região onde a rodovia estiver sendo executada for de uma topografia não favorável, haverá grandes cortes e aterros elevando consideravelmente o custo final da rodovia, sendo necessária algumas vezes a construção de túneis e viadutos, por isso a topografia é de uma elevada importância na execução das estradas, pois a partir dela teremos noções dos volumes de cortes e aterros a serem executados, podendo assim verificar se é viável ou não a execução dessa rodovia por essa área. A topografia deve estar presente do primeiro ao último momento deste tipo de obra de engenharia. Segundo Pimenta e Oliveira. (PIMENTA; OLIVEIRA), os projetistas de estradas resolveram classificar a topografia de região em três grandes grupos: • Terreno plano – quando a topografia da região é suficientemente suave; • Terreno ondulado – quando o terreno natural possui inclinações não muito fortes ou algumas escarpas ocasionais que exigem um movimento de terra médio; • Terreno montanhoso – quando a topografia apresenta mudanças significativas nas elevações do terreno; 4 FAVIP – Faculdade do Vale do Ipojuca Engenharia Civil Estradas I 2.5. Geologia da Região O estudo geológico e geotécnico da região onde será executada a rodovia é de muita importância para que sejam executadas e garantidas as melhores condições possíveis de conforto, segurança, e economia na construção da rodovia. Na região, serão realizados os estudos de drenagem e de estabilidade de dos cortes, aterros, e dos terrenos de suporte, dimensionamento dos pavimentos e etc. O grande problema de não realizar um estudo geológico da região é a construção da rodovia sobre argilas moles ou terrenos com um grande número de vazios, o que acarretará em grandes recalques ou até mesmo na ruptura da rodovia. A geologia da região é pode ser um fator determinante para a inviabilização (econômica) de determinados traçados inicialmente idealizados. 2.6. Estudo Hidrológico Durante a escolha do traçado da rodovia, devem ser levados em considerações todos esses fatores já citados acima, além deles deve ser considerado também se existe a presença de rios, lagos ou córregos, tentando evitar ao máximo as obras por esses locais, aonde aumentaria os custos com obras de artes especiais como: pontes, galerias, etc. Apesar de algumas vezes ser inevitável a passagem por esses locais deve ser escolhido os locais e as posições mais favoráveis, sendo o mais perpendicular possível, visando reduzir o tamanho dessas obras. Melhorando assim o custo da execução da rodovia. Além do estudo hidrológico da região, devem ser desenvolvidos anteprojetos e projetos de drenagem, drenagem superficial e profunda dos sistemas rodoviários. 5 FAVIP – Faculdade do Vale do Ipojuca Engenharia Civil Estradas I 2.7. Impacto Ambiental No passado, a questão ambiental não fazia parte do desenvolvimento e implantação dos projetos rodoviários. Porém, com o passar do tempo, essa relação do impacto ambiental com a execução da rodovia foi ficando cada vez mais seria. Alguns efeitos dos impactos ambientais causados pelas rodovias são: • Alteração de lençol freático; • Compactação ou erosão do solo; • Modificação do relevo e de cursos d’água; • Possibilidade de contaminação das águas e do solo por óleo e combustível de máquinas; Apesar de todos esses riscos na execução de uma rodovia, existem diversos fatores que podem tentar diminuir ao máximo esses riscos, são eles: • O controle dos processos erosivos e de instabilidade; • A recuperação das áreas degradadas, a recuperação vegetação natural e paisagismo; • O controle da emissão de ruídos, gases e materiais. Segundo o livro (PIMENTA; OLIVEIRA), uma rota alternativa, que não represente a melhor solução técnica para o projeto, pode beneficiar a região atravessada pela estrada dando uma nova opção que melhor atenda aos interesses locais, sendo socialmente abrangente. 6 FAVIP – Faculdade do Vale do Ipojuca Engenharia Civil Estradas I 2.8. Tráfego e Determinação da Classe de Projeto Um dos principais elementos que vai determinar as características de uma rodovia é o tráfego que a mesma deverá suportar. O projeto geométrico de uma rodovia é condicionado, principalmente, pelo tráfego previsto para nela circular. O tráfego permite definir a Classe de Projeto daRodovia e o adequado dimensionamento de todos os seus elementos. Sendo um dos principais aspectos a considerar na Classificação Técnica das Estradas é, certamente, o aspecto operacional, o qual depende, basicamente, da demanda de tráfego, ou seja, o seu volume de tráfego. O Volume de Tráfego é o principal parâmetro no estudo do tráfego. Em projeto é utilizado o Volume Médio Diário (VMD) que é a quantidade média de veículos que passa numa seção da estrada, durante um dia. Atualmente, além do tráfego, a importância e a função da rodovia constituem elementos para seu enquadramento em determinada classe de projeto, podendo as estradas ser classificadas em: • Classe 0: (via expressa) rodovia do mais elevado padrão técnico, com controle total de acesso. O critério de seleção dessas rodovias será o de decisão administrativa dos órgãos competentes. • Classe I: as rodovias integrantes desta classe são subdivididas em estradas de Classe IA (pista dupla) e Classe IB (pista simples). A rodovia classificada na Classe IA possui pista dupla e controle parcial de acesso. Sua necessidade decorrerá quando os volumes de tráfego causam níveis de serviço inferiores aos níveis C ou D, numa pista simples. O número total de faixas será função dos volumes de tráfego previstos para o ano-horizonte de projeto. Já as estradas pertencentes a Classe IB são caracterizadas por rodovias de alto padrão, suportando volumes de tráfego, conforme projetados para o 10º ano após a abertura ao tráfego, com Volume Médio Horário (VMH) > 200 veículos, bidirecionais, ou VMD > 1400 veículos, bidirecionais. 7 FAVIP – Faculdade do Vale do Ipojuca Engenharia Civil Estradas I • Classe II: rodovia de pista simples, suportando volumes de tráfego (10º ano) compreendidos entre os seguintes limites: 1400≤VMD<700 veículos, bidirecionais. • Classe III: rodovia de pista simples, suportando volumes de tráfego (10º ano) compreendidos entre os seguintes limites: 700≤VMD<300 veículos, bidirecionais. • Classe IV: rodovia de pista simples, as quais podem ser subdivididas em estradas Classe IVA ( veículos, bidirecionais) e estradas Classe IVB (VMD < 50 veículos, bidirecionais). Os volumes de tráfego também se referem ao 10º 300≤VM≤ D50ano. 2.8.1. Velocidade de Projeto (Velocidade Diretriz) É definida como sendo a máxima velocidade que um veículo pode manter, em determinado trecho, em condições normais, com segurança. Sendo a velocidade utilizada para fins de projeto da via e que condiciona as principais características da mesma, tais como raios de curvatura, superelevação e distancias de visibilidade, das quais depende a operação segura e confortável dos veículos. Sendo sempre coerente com a topografia da região (uso de velocidades de projeto diferentes, chamadas velocidade de operação) e a classe da rodovia. Velocidade diretriz elevadas requer características geométricas mais amplas (curvas verticais e horizontais, acostamentos e larguras) o que geralmente elevam consideravelmente o custo da construção. Tabela 01 – Classificação Classe do Projeto (Pimenta, Oliveira) Situação do Projeto da Rodovia: Terreno: Plano – Velocidade Diretriz: 100 Km/h – Classe da Rodovia: I-A (Pista Dupla) – Volume Médio Diário (VMD): VMH > 200 ou VMD > 1400 veículos, bidirecionais. 8 FAVIP – Faculdade do Vale do Ipojuca Engenharia Civil Estradas I 2.8.2. 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. Para contrabalançar os efeitos dessas forças laterais, procurando oferecer aos usuários melhores condições de conforto e de segurança no percurso das curvas horizontais, utiliza-se o conceito de superelevação da 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 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 (%). Onde: e = superelevação (m/m); V = velocidade diretriz (km/h); R = raio de curvatura (m); f = coeficiente de atrito transversal, entre pneu/pavimento. No projeto de construção de uma rodovia, os trechos em tangente têm pista dotada de abaulamento, para facilitar a condução das águas pluviais para fora da superfície de rolamento. As normas do DNER consideram adequada a utilização dos seguintes valores para o abaulamento, nos projetos de rodovias com os pavimentos convencionais: • Revestimentos betuminosos com granulometria aberta: 2,5 % a 3,0 %; • Revestimentos betuminosos de alta qualidade (CBUQ): 2,0 % • Pavimento de concreto de cimento: 1,5 %. 9 FAVIP – Faculdade do Vale do Ipojuca Engenharia Civil Estradas I Para o cálculo da superelevação usaremos os seguintes parâmetros: Uma vez estabelecida à superelevação máxima a ser observada nas concordâncias horizontais para determinada condição ou classe de projeto de uma rodovia, fica também 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 equação, devidamente convertida, é utilizada pelas normas com vistas à determinação dos raios mínimos de curva admissíveis nos projetos. Explicitando, na citada equação, o raio R, tem-se: , e na condição limite: As normas do DNER fornecem a Tabela abaixo determina os raios mínimos de curva para projetos para a superelevação máxima, em função da classe da estrada e da região onde a mesma será construída. Tabela 02 – Raios mínimos e Taxa de Superelevação Máxima (%) (DNER) Estudaremos o critério adotado pelo DNER, o qual é assemelhado ao da AASHTO, porém mais simplificado, para a determinação dos valores de superelevação a adotar para 10 FAVIP – Faculdade do Vale do Ipojuca Engenharia Civil Estradas I cada concordância horizontal no projeto de rodovias. A equação dotada por tal critério é a seguinte: onde: eR = superelevação a adotar para a curva com raio R, em %; emáx = superelevação máxima para a classe de projeto, em %; Rmín = raio mínimo de curva para a velocidade diretriz dada, em m; R = raio da curva circular utilizada na concordância, em m. 3. ELEMENTOS GEOMÉTRICOS DAS RODOVIAS A geometria de uma rodovia é definida pelo traçado do seu eixo em planta e pelo perfil longitudinal e transversal. Os principais elementos geométricos de uma rodovia são: os elementos axiais (planimétricos e altimétricos) e os elementos transversais (seções corte, aterro e mista). 3.1. Elementos Geométricos – Planimétricos O Eixo de uma rodovia é o alinhamento longitudinal da mesma. O estudo de um traçado rodoviário é feito com base neste alinhamento. Nas estradas de rodagem, o eixo localiza-se na região central da pista de rolamento. 11 FAVIP – Faculdade do Vale do Ipojuca Engenharia Civil Estradas I A apresentação de um projeto em planta consiste na disposição de uma série de alinhamentos retos, concordados pelas curvas de concordância horizontal. Esses alinhamentos retos por serem tangentes a essas curvas são denominados simplesmente de tangentes. Um alinhamento é caracterizado por sua extensão (comprimento), pela sua posição Relativa (quando se refere ao Azimute, sendo a referencia a linha Norte-Sul) ou Absoluta (quando se refere à deflexão, ou seja, o ângulo que um alinhamento precedente faz com o procedente). 3.1.1. Seção Longitudinal do Terreno – Curvas HorizontaisEm princípio, uma estrada deve ter o traçado mais curto possível. Porém, ligeiras deflexões, quando necessárias, podem harmonizar o traçado da estrada com a topografia local. As Curvas Circulares Simples que servem para concordar dois trechos de retas do alinhamento, ficando perfeitamente definida pelo seu raio R (ou pelo seu Grau G) e pelo seu Ângulo Central (AC). 1) Determinação do Valor da Tangente 2) Deduzindo o valor da Tangente Externa da Estaca do PI temos o PC (PCD ou PCE) 3) Calcular o desenvolvimento D (extensão da curva) 4) Determinar o PT (soma do PC + o desenvolvimento D) 5) Calcular a deflexão por metro 12 FAVIP – Faculdade do Vale do Ipojuca Engenharia Civil Estradas I 3.2. Elementos Geométricos – Altimétricos O Perfil Longitudinal do Terreno é a representação no plano vertical das diferenças de nível, cotas ou altitudes, obtidas do resultado de um nivelamento feito ao longo do eixo de uma estrada. Greide de uma estrada são linhas de declividade uniforme que tem como finalidade substituir as irregularidades naturais do terreno, possibilitando o seu uso para fins de projeto. Representa o nível atribuído à estrada. Seção Transversal do Terreno (ou Perfil Transversal do Terreno) é a representação, no plano vertical, das diferenças de nível, obtidas do resultado de um nivelamento, normal em cada estaca, pertencente ao alinhamento da estrada. Seção Transversal da Rodovia (ou Perfil Transversal da Rodovia) é a representação geométrica, no plano vertical, de alguns elementos dispostos transversalmente, em determinado ponto do eixo longitudinal da estrada. Poderemos ter seção em corte (estrada abaixo do nível do terreno natural), seção em aterro (estrada acima do nível do terreno natural) ou seção mista (estrada com parte abaixo do nível do terreno natural e outra parte acima do nível do terreno natural) . Figura 01 – Seções de Corte, Aterro e Mista (Wikipédia, 2008) 13 FAVIP – Faculdade do Vale do Ipojuca Engenharia Civil Estradas I 3.2.1. Greide da Rodovia O projeto de uma estrada em perfil é constituído de Greides retos, concordados dois a dois por curvas verticais. Os Greides retos são definidos pela sua declividade, que é a tangente do ângulo que fazem com a horizontal. Na prática, a declividade é expressa em porcentagem. Nos Greides ascendentes, os valores das rampas (i) são considerados positivos e nos Greides descendentes, negativos. Para fazer esta convenção é necessário dar um sentido ao perfil, que é geralmente o mesmo do estaqueamento. À interseção dos Greides retos dá-se a denominação de PIV (ponto de interseção vertical). Os pontos de tangência são denominado de PCV (ponto de curvatura vertical) e PTV (ponto de tangência vertical), por analogia com a curva circular do projeto em planta. O projeto deve, sempre que possível, usar rampas suaves e curvas verticais de raios grandes, de forma a permitir que os veículos possam percorrer a estrada com velocidade uniforme. Projetos desse tipo são possíveis em regiões de topografia pouco acidentada. Conforme o terreno vai ficando mais acidentado, o uso de rampas suaves e curvas de grandes raios começam a exigir um aumento do movimento de terra (maiores cortes e aterros) e, conseqüentemente, maiores custos. Quando a topografia do terreno for desfavorável, poderão ser adotados valores maiores que os indicados para as rampas máximas, de forma a dar maior liberdade ao projetista, evitando, assim, pesados movimentos de terra, cortes e aterros excessivamente altos, ou mesmo evitar a construção de viadutos e túneis, que encarecerão a construção da estrada. As Normas para Projeto de Estradas de Rodagem do DNER apresentam os valores das inclinações máximas para rampas recomendados na tabela abaixo. Tabela 03 – Inclinação Máxima das Rampas (Pimenta, Oliveira) 14 FAVIP – Faculdade do Vale do Ipojuca Engenharia Civil Estradas I 3.2.2. Seção Transversal do Terreno – Curvas Verticais O DNER recomenda o uso de parábolas de 2º grau no cálculo de curvas verticais, de preferência simétricas em relação ao PIV, ou seja, a projeção horizontal das distâncias do PIV ao PCV e do PIV ao PTV são iguais a L/2. As vantagens da parábola de 2º grau são: • A equação da curva é simples, a transformada da parábola devido às duas escalas no perfil é também uma parábola; • A taxa de variação de declividade da parábola é constante; • O PCV e o PTV podem ser locados em estaca inteira ou inteira + 10,00 m; • É desnecessário o uso de tabelas ou gabaritos para desenhar a curva no projeto. 3.2.3. Seção Transversal da Rodovia – Esquema Inicialmente para iniciar a execução de uma estrada deve-se começar pela preparação do subleito e da sub-base, após realizar essa tarefa deve-se produzir o concreto ou o asfalto para ser transportado das usinas de produção para o local que está sendo construída a estrada e posteriormente ser feito o lançamento e a distribuição desse concreto ou do asfalto para poder ser adensado e nivelado. Realizado todo esse processo deve ser feito o acabamento final e a texturização, onde o concreto vai curar e depois da cura, são feito os cortes e as selagens das juntas. Figura 02 – Pavimento em Placa de Concreto em Seção de Aterro (ABCP, 2013) 15 FAVIP – Faculdade do Vale do Ipojuca Engenharia Civil Estradas I As normas, manuais ou recomendações de projeto geométrico estabelecem as larguras mínimas de faixas de trânsito a adotar para as diferentes classes de projeto, levando em consideração aspectos de ordem prática, tais como as larguras máximas dos veículos de projeto e as respectivas velocidades diretrizes para projeto. A largura das faixas de rolamento, em tangente, em função do Relevo e da Classe de Projeto é definida como sendo: Tabela 04 – Largura da Faixa de Rolamento em Tangente, em função do Relevo e Classe de Projeto (Pimenta, Oliveira) 3.2.4. Cardeneta ou Notas de Serviço As cotas do Greide Reto em cada estaca podem ser determinadas através da utilização da seguinte expressão: Onde: C0: é uma cota do greide reto conhecida inicialmente; i: é a declividade longitudinal do greide reto, para o qual se deseja calcular as cotas em cada estaca; dH: é a distância horizontal entre o ponto de cota " C0" e aquele outro onde se deseja o valor da cota (CEST). As cotas dos pontos do greide curvo podem ser calculadas, em cada estaca, pela seguinte fórmula: Onde: f = valor da flecha em cada ponto da curva que possui cota CEST. 16 FAVIP – Faculdade do Vale do Ipojuca Engenharia Civil Estradas I Para preparar a Caderneta de Serviço (ou Nota de Serviço de Terraplenagem) para o trabalho de construção, o primeiro passo é calcular as cotas do greide reto projetado. Partindo de uma cota conhecida, vão sendo calculadas as cotas dos diversos pontos do greide reto, de acordo com a rampa, passando pelo PCV até atingir o PIV. Em seguida, tomando-se a inclinação do segundo greide reto, prossegue-se o cálculo até o novo PIV, e assim por diante. Os valores de f calculados inscrevem-se na coluna “flechas da parábola” da caderneta. Para a curva parabólica simples, calculam-se os valores das flechas para o primeiro ramo (do PCV ao PIV) e repete-se, em ordem inversa, para o ramo simétrico. Calculados os valores de f, soma- se ou subtrai-se do greide reto e têm-se então as cotas do greide de projeto. Para o cálculo das cotas vermelhas, basta fazer a diferença entre as cotas do terreno natural e as cotas do greide de projeto. 3.3. Elementos Geométricos – Transversais Primeiramente teremos que considerar algumas situações que podem ocorrer no terreno, sendo elas de 03 (três) modos: • Seção de Corte: quando se deseja estabelecer a estradaabaixo do terreno natural. • Seção de Aterro: quando se deseja elevar a estrada acima do terreno natural. • Seção Mista: quando no local aonde se deseja estabelecer a estrada encontra-se uma parte abaixo do terreno e outra acima do terreno. Figura 03 – Seções de Corte, Aterro e Mista (Internet, 2013) 17 FAVIP – Faculdade do Vale do Ipojuca Engenharia Civil Estradas I A Cota Vermelha é a distância vertical entre o eixo da estrada e o nível do terreno. Para o cálculo das áreas das seções transversais, temos vários métodos, sendo eles: o método geométrico, o mecânico, o analítico, o analítico simplificado e o computacional. Neste trabalho utilizaremos o Método Geométrico, que consiste em dividir a seção transversal em figuras geométricas conhecidas e calcular suas áreas. Figura 04 – Método Geométrico (Internet, 2013) 4. CONCLUSÃO A elaboração deste projeto geométrico de uma rodovia, concebido para avaliação na disciplina de Estradas I do curso de Engenharia Civil, nos proporcionou de maneira geral, o conhecimento técnico que se faz necessário para a execução de uma grande obra rodoviária, pois a mesma envolve outras áreas de estudo como a geologia, hidrologia, aspectos humanos e principalmente os fatores topográficos da região. Portanto, este projeto mostrou-se de grande importância em nossa formação acadêmica, integrando os conhecimentos teóricos desenvolvidos em sala e utilizando os mesmo na prática desenvolvida, ampliando os conhecimentos acerca de determinados assuntos, contribuindo para o amadurecimento profissional. 18 FAVIP – Faculdade do Vale do Ipojuca Engenharia Civil Estradas I 5. REFERÊNCIAS 1. LEE, S.H. Introdução ao Projeto Geométrico de Rodovias. 3ª Edição: Ed. da UFSC, 2008. 2. PIMENTA, C.R.T; OLIVEIRA, M.P. Projeto Geométrico de Rodovias. 2ª Edição: Rima, 2004. 3. FONTES, Luiz Carlos A. Engenharia de Estradas, Volume 1 Salvador: Centro Editorial e didático da UFBA, 1989 4. PONTES FILHO, Glauco; Projeto Geométrico; Inst. Panamericano de Carreteras, 1998. 5. FERREIRA, Aurélio Buarque de Holanda; Novo Dicionário Aurélio da Língua Portuguesa. 3ª Edição: Editora Positiva, 2004. 6. NOÇÕES DE TOPOGRAFIA PARA PROJETOS RODOVIÁRIOS. Disponível em: www.topografiageral.com. 19 FAVIP – Faculdade do Vale do Ipojuca Engenharia Civil Estradas I ANEXOS • CÁLCULOS • PROJETOS GEOMÉTRICOS
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