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Universidade Federal do Rio Grande do Sul Escola de Engenharia Departamento de Engenharia de Produção e Transportes Rodovias Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplenagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. A326r Albano, João Fortini Rodovias : introdução ao projeto geométrico, projeto de terraplenagem e sinalização / João Fortini Albano. – Porto Alegre : FEEng/UFRGS, 2009. 1 CD-ROM ISBN 978-85-88085-41-1 1. Rodovias – Projeto geométrico. 2. Rodovias – Ensino superior. I. Título. CDU-625.8 2009 by João Albano Fortini Direitos em língua portuguesa para o Brasil adquiridos por FEENG – Fundação Empresa Escola de Engenharia da UFRGS Universidade Federal do Rio Grande do Sul Escola de Engenharia Laboratório de Sistemas de Transportes Av. Osvaldo Aranha, 99 – 5° andar, Porto Alegre 90.035-190 Porto Alegre – RS – Brasil Tel. 55 51 3308 3491 / 3308 3909 / 3308 4006 Fax: 55 51 3308 4007 e-mail: secretaria@producao.ufrgs.br Editoração Eletrônica: Denise Chagas Nenhuma parte deste material deve ser reproduzida de nenhuma forma sem a autorização por escrito do autor SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO ...................................................................................................................................... 5 1.1 APRESENTAÇÃO E FUNCIONAMENTO DA DISCIPLINA ................................................................................. 5 2. PROJETO GEOMÉTRICO ....................................................................................................................... 7 2.1 COMPOSIÇÃO GEOMÉTRICA DAS RODOVIAS .............................................................................................. 7 Perfil Transversal ........................................................................................................................................... 7 Componentes geométricos da seção transversal ......................................................................................... 8 Esquema geométrico da plataforma de pavimentação .............................................................................. 10 Planta Baixa ................................................................................................................................................. 11 Perfil Longitudinal ....................................................................................................................................... 12 Elementos do perfil longitudinal ................................................................................................................. 13 2.2 RELEVO E TRAÇADO VIÁRIO ...................................................................................................................... 15 Declividade das linhas do terreno ............................................................................................................... 16 Partes típicas do relevo e a relação com o traçado de rodovias ................................................................. 19 2.3 FUNÇÕES, CLASSIFICAÇÃO FUNCIONAL, CLASSE E NORMAS PARA RODOVIAS ......................................... 25 Classificação Funcional das Rodovias .......................................................................................................... 25 Classe de Rodovias ...................................................................................................................................... 25 Caracterização do Relevo ............................................................................................................................ 27 Normas para Projeto Geométrico ............................................................................................................... 27 2.4 TRAÇADO: CONCEITO, DIRETRIZ, ESCOLAS E CONDICIONANTES .............................................................. 33 Traçado ....................................................................................................................................................... 33 Escolas de Traçado ...................................................................................................................................... 33 Condicionantes de Traçado ......................................................................................................................... 35 2.5 ESTUDOS E PROJETOS ................................................................................................................................ 37 Reconhecimento ......................................................................................................................................... 37 Exploração ................................................................................................................................................... 38 Anteprojeto ................................................................................................................................................. 39 Estudos de Campo ....................................................................................................................................... 40 Projeto Final ................................................................................................................................................ 41 2.6 DEFINIÇÃO E CÁLCULO DOS ELEMENTOS DA POLIGONAL ABERTA ........................................................... 42 Coordenadas dos Vértices ........................................................................................................................... 42 Projeções dos Alinhamentos ....................................................................................................................... 43 Comprimento dos Alinhamentos ................................................................................................................ 44 Rumos dos Alinhamentos ........................................................................................................................... 44 Cálculo das Deflexões .................................................................................................................................. 45 2.7 PLANILHA DA POLIGONAL ABERTA ............................................................................................................ 49 2.8 LANÇAMENTO DE RAMPAS ....................................................................................................................... 51 Greide .......................................................................................................................................................... 51 Sinal da rampa ............................................................................................................................................. 51 Principais Critérios de Projeto ..................................................................................................................... 52 2.9 CONCORDÂNCIA HORIZONTAL .................................................................................................................. 57 Curvas horizontais ....................................................................................................................................... 57 Recomendações para projeto ..................................................................................................................... 58 Curva circular Simples ................................................................................................................................. 60 2.10 CURVA DE TRANSIÇÃO............................................................................................................................. 63 2.11 VERIFICAÇÃODA INTERTANGENTE ......................................................................................................... 68 2.12 CÁLCULO DO ESTAQUEAMENTO E PLANILHA FINAL DE COORDENADAS ................................................ 71 Planilha Final de Coordenadas .................................................................................................................... 74 2.13 CONCORDÂNCIA VERTICAL ...................................................................................................................... 75 2.14 PROJETO DE CURVA VERTICAL ................................................................................................................. 77 2.15 CÁLCULO DO GREIDE ............................................................................................................................... 79 2.16 DESENHO DA ALTIMETRIA ....................................................................................................................... 83 2.17 PROJETO DA SEÇÃO TRANSVERSAL ......................................................................................................... 85 Largura da Plataforma de Terraplenagem .................................................................................................. 86 Inclinação Transversal da Plataforma de Terraplenagem ........................................................................... 87 Inclinação dos Taludes ................................................................................................................................ 87 3. PROJETO DE TERRAPLENAGEM ........................................................................................................... 89 3.1 AVALIAÇÃO DAS ÁREAS DAS SEÇÕES TRANSVERSAIS ................................................................................ 89 Seção Plena de Corte ou aterro ................................................................................................................... 89 Seção Mista ................................................................................................................................................. 90 3.2 CÁLCULO DOS VOLUMES ........................................................................................................................... 91 Cálculo dos Volumes ................................................................................................................................... 91 3.3 DISTÂNCIA MÉDIA DE TRANSPORTE: ENFOQUE TEÓRICO ......................................................................... 95 3.4 CÁLCULO DO CENTRO DE MASSA .............................................................................................................. 99 3.5 DISTRIBUIÇÃO DE MATERIAIS .................................................................................................................. 101 Empolamento ............................................................................................................................................ 101 Com motoscraper ...................................................................................................................................... 101 Com escavadeira ....................................................................................................................................... 101 3.6 QUADRO ORIGEM – DESTINO .................................................................................................................. 103 3.7 PLANILHA DE CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS ............................................................................................. 105 4. EXERCÍCIOS: PROJETO GEOMETRICO E TERRAPLANAGEM ................................................................. 107 Declividade ................................................................................................................................................ 107 Coordenadas ............................................................................................................................................. 107 Deflexão .................................................................................................................................................... 108 Azimute ..................................................................................................................................................... 109 Normas para rodovias ............................................................................................................................... 109 Projeto em perfil ....................................................................................................................................... 109 Curvas Horizontais ..................................................................................................................................... 110 Intertangente ............................................................................................................................................ 111 Curva de Transição e Estaqueamento ....................................................................................................... 111 Plataforma de terraplenagem ................................................................................................................... 112 Volumes de Corte e Aterro ........................................................................................................................ 112 Curva Vertical ............................................................................................................................................ 113 Distância Média de Transporte ................................................................................................................. 113 Centro de massa e distribuição de materiais ............................................................................................ 113 Planilha de Características Técnicas .......................................................................................................... 114 5. NOÇÕES DE SINALIZAÇÃO ................................................................................................................ 115 5.1 Bibliografia básica: .............................................................................................................................. 115 5.2 Importância do Assunto ..................................................................................................................... 115 5.3 Sinalização Vertical ............................................................................................................................. 117 5.4 Sinalização Horizontal......................................................................................................................... 122 5.5 Dispositivos Auxiliares ........................................................................................................................ 129 5.5 Sinalização Viva .................................................................................................................................. 134 RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Vencedores não usam drogas. 5 11.. IINNTTRROODDUUÇÇÃÃOO 11..11 AAPPRREESSEENNTTAAÇÇÃÃOO EE FFUUNNCCIIOONNAAMMEENNTTOO DDAA DDIISSCCIIPPLLIINNAA Conteúdo da Disciplina: 4 partes 1. Introdução à engenharia rodoviária, conceitos básicos; 2. Projeto Geométrico; 3. Projeto de Terraplenagem; 4. Noções de Sinalização Rodoviária. Provas: N1 Parte 1 N2 Parte 2, 3 e 4 N3 Trabalho Prático (desenvolvido por grupos de alunos) A participação em aula e a freqüência serão consideradas na avaliação. Bibliografia: • Albano J. F. Rodovias: Introdução ao ProjetoGeométrico, Projeto de Terraplenagem e Sinalização – CD Rom. • Glauco Pontes F. Estradas de Rodagem: Projeto Geométrico. • Carlos R. T. Pimenta e Márcio P. Oliveira. Projeto Geométrico de Rodovias. • Shu Han Lee. Introdução ao Projeto Geométrico de rodovias. • DNIT. Manual de Projeto Geométrico de Rodovias Rurais. 1994. • DAER. Normas de projetos rodoviários. 1991. • Lamm, Ruediger; Psarianos, Basil; Mailaender, Theodor. Highway design and traffic safety engineering handbook. New York: McGraw- Hill, c1999. xxxi, (várias paginações): il. A importância da disciplina: • Vias rurais; Sistema viário urbano; Ferrovias, etc. • Custo médio por km de uma rodovia (jan/2009) RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT 6 Vencedores não usam drogas. • ~R$ 880.000,00/km para rodovia Classe de Projeto II ou III; • ~R$ 115.000,00/km para o valor médio de um recapeamento asfáltico com Concreto Betuminoso Usinado à Quente e, • ~R$ 180.000,00 a R$ 220.000,00/km restauração de rodovia. Figura 1 – Percentual no custo por etapa da obra Contexto global da disciplina: - abrange uma parte da área de transportes. Infraestrutura. Transporte é uma atividade meio que viabiliza deslocamentos para satisfação de necessidades pessoais e coletivas. Constituição de um Sistema de Transportes: VIA, USUÁRIO, VEÍCULO e MEIO AMBIENTE. Necessitam integração. Uma estrada é parte de um contexto. Integra uma rede viária. Abordagens: Planejamento, Construção, Manutenção e Operação. Os maiores benefícios dos transportes são: mobilidade e acessibilidade e os maiores “problemas” são: acidentes (R$ 10 bilhões/ano – conforme Veja 30/04/2003; Denatran, 2004), poluição, ruído, e congestionamentos. Produto Final: Satisfação das necessidades de conforto, segurança e demais conveniências dos usuários. 47% 19% 16% 10% 4% 4% Pavimentação Terraplenagem Drenagem Obras complementares e Sinalização Obras de arte especiais RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Vencedores não usam drogas. 7 22.. PPRROOJJEETTOO GGEEOOMMÉÉTTRRIICCOO 22..11 CCOOMMPPOOSSIIÇÇÃÃOO GGEEOOMMÉÉTTRRIICCAA DDAASS RROODDOOVVIIAASS O que é uma Rodovia? De acordo com a Lei Nº. 9.503, de 23/09/1997 (Código de Trânsito Brasileiro – CTB) que entrou em vigor em 8/01/1998, utilizam-se as seguintes definições: ESTRADA – via rural não pavimentada; RODOVIA – via rural pavimentada; VIA RURAL – são as estradas e rodovias. À forma (composição espacial) assumida por uma rodovia dá-se o nome de “corpo estradal”. O estudo da composição geométrica de uma rodovia tem três abordagens: perfil transversal, planta baixa e perfil longitudinal. Figura 2 – Corpo estradal Perfil Transversal Obtém-se o perfil transversal a partir da intercessão da superfície do terreno natural com um plano vertical, normal e transversal ao eixo da rodovia. Uma seção transversal de rodovia é constituída por duas linhas: 1. Perfil transversal do terreno natural 2. Perfil transversal de projeto ou gabarito RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT 8 Vencedores não usam drogas. Figura 3 – Seção típica de corte Figura 4 – Seção de aterro Figura 5 – Seção mista Componentes geométricos da seção transversal Taludes: são superfícies inclinadas que delimitam lateralmente os cortes e aterros. Valores da inclinação: 1:1,5; 1:2; 1,5:1, etc. Off–set: é a interseção dos taludes de corte e aterro com a superfície do terreno natural. (crista do corte, pé do aterro). Figura 6 – Talude de aterro e linha de off-sets Corte Aterro Mista RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Vencedores não usam drogas. 9 Plataforma de Terraplenagem: é a superfície convexa final, construída a partir das operações de terraplenagem, limitada lateralmente por taludes de corte ou aterro. Largura da plataforma: é função da hierarquia da rodovia. • Plataforma de aterro; • Plataforma de corte: inclui sarjetas de drenagem. Bordas da plataforma: pé do corte, crista do aterro. Inclinação transversal ou abaulamento: a inclinação depende da natureza (textura) da superfície de rolamento. Superelevação: SEc é a inclinação transversal que se dá às plataformas nos trechos curvos a fim de fazer frente à ação da força centrífuga (ou centrípeta) que atua sobre os veículos. O valor da SEc decorre do raio de curvatura e da velocidade de projeto. Superlargura: é a largura adicional que se dá às plataformas nos trechos curvos a fim de melhorar as condições de segurança, particularmente no que se refere à inscrição do veículo à curva. Valores SL ≥ 40,0cm. Figura 7 – Representação das forças que atuam em trechos curvos Faixa de Domínio: é a faixa de terras que contém a rodovia e áreas adjacentes. A Faixa de Domínio é necessária para a segurança dos veículos e pedestres. Possibilita condições para alargamentos, duplicações e obtenção de materiais para uso na construção da estrada. As áreas desta faixa são RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT 10 Vencedores não usam drogas. desapropriadas pelo Estado. A largura é variável em função da classe da rodovia e do relevo da região. Plataforma de Pavimentação: é a largura superior do pavimento de uma rodovia. Está constituída por: Pista: é a parte da plataforma de pavimentação destinada ao tráfego de veículos. Pista simples. Duas pistas (ou pista dupla) separadas por um canteiro central ou divisor físico Faixa de Tráfego: é a parte da pista destinada ao fluxo de veículos num mesmo sentido. Cada pista possui duas ou mais faixas. Terceira Faixa: é uma faixa adicional utilizada por veículos lentos nas rampas ascendentes muito inclinadas e longas. Acostamentos: são faixas construídas lateralmente às pistas com a finalidade de proteger os bordos do pavimento e servir, eventualmente, como faixa de tráfego e parada ocasional dos veículos. Esquema geométrico da plataforma de pavimentação Figura 8 – Composição geométrica da plataforma de pavimentação Figura 9 – Composição visual da plataforma de pavimentação Aco Aco Faixa de tráfego Faixa Eixo RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Vencedores não usam drogas. 11 Planta Baixa A Planta Baixa de uma rodovia é a representação plana dos elementos do terreno e projeto. O terreno é representado por curvas de nível. Um projeto planimétrico é constituído pelo conjunto dos seguintes elementos: • Eixo: é o alinhamento longitudinal da rodovia. O eixo localiza-se na parte central da plataforma. • Estacas: definem e materializam o eixo. O estaqueamento cresce a partir da origem de 20 em 20m. • Alinhamentos Retos (ou Retas): localizados entre curvas horizontais. Trecho retilíneo. Tangente. Intertangente. • Curva de Concordância Horizontal: é o arco ou seqüência de arcos que concordam geometricamente dois alinhamentos retos sucessivos. A curva é caracterizada pelo valor do Raio de curvatura. O valor do raio depende do veículo de projeto e da velocidade. Curva circular simples. Curva de Transição. Curva Composta. Figura 10 – Eixo da rodovia em planta baixa RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico,Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT 12 Vencedores não usam drogas. Figura 11 – Planta baixa de um projeto rodoviário Perfil Longitudinal Perfil longitudinal é a representação gráfica de um corte vertical no corpo estradal, através de uma superfície perpendicular e coincidente com o eixo da rodovia. Figura 12 – Perfil longitudinal RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Vencedores não usam drogas. 13 Elementos do perfil longitudinal Linha do terreno Natural: representa a variação do terreno natural através da interseção deste com a superfície vertical que determina o perfil. Deformação do perfil. Escalas horizontal e vertical. Linha de Projeto ou GREIDE: é uma linha em perfil longitudinal judiciosamente posicionada em relação ao terreno natural. Definição dos cortes e aterros. A posição é influenciada pela Classe de projeto da rodovia. O perfil é cotado em cada estaca. O greide é o projeto em perfil. Declividade: é a taxa de acréscimo ou decréscimo altimétrico do greide. Rampa ou Aclive: é um trecho ascendente com declividade constante, segundo a origem do estaqueamento. Declive ou Contra Rampa: é um trecho descendente com declividade constante, segundo a origem do estaqueamento. Curva de Concordância Vertical: é a curva que concorda geometricamente duas rampas sucessivas. Normalmente utiliza-se a parábola do 2º grau. É caracterizada pela projeção horizontal L. O projeto da curva é definido por condições de visibilidade, custos e operação da via. Figura 13 – Curva de concordância vertical RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT 14 Vencedores não usam drogas. Figura 14 – Interseção entre duas rodovias (Bulgária) Figura 15 – Rodovia com pista dupla RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Vencedores não usam drogas. 15 22..22 RREELLEEVVOO EE TTRRAAÇÇAADDOO VVIIÁÁRRIIOO Figura 16 – Modelo de relevo. CURVA DE NÍVEL: é a projeção horizontal do conjunto de linhas resultantes das interseções obtidas por planos horizontais equidistantes entre si. É a representação plana do relevo. As curvas de nível apresentam-se encaixadas umas às outras. Sendo o terreno elevação ou depressão, as curvas de nível de cota menor serão envolventes ou envolvidas. Figura 17 – Exemplos de curvas de nível A Convenção Internacional de Engenheiros, Astrônomos e Geógrafos reunidos em Madri em 1924 padronizou os procedimentos de suas atividades. Uma das normas estabelecidas define que todas as plantas representativas do terreno seriam orientadas pelo norte e que o norte ficaria na vertical e voltado para cima do desenho da planta, surgindo assim o conceito de Azimute. Forças Externas Forças Internas RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT 16 Vencedores não usam drogas. Figura 18 – Relevo e projeção plana Declividade das linhas do terreno Figura 19 – Declividade do segmento AB A inclinação (declividade) do segmento AB é definida como: D Ei = (1) 5 1 1 2 A B A B D E α RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Vencedores não usam drogas. 17 A inclinação i também pode ser expressa pelo quociente simplificado (Vertical:Horizontal): 1:1; 1:2; 4:1 etc. Ou, pelo resultado da divisão: Tanα D E = (2) Ou ainda, multiplicando-se por 100: % 100Tanα ⇒⋅ A forma percentual é a caracterização mais usual da declividade. Figura 20 – Superfície do terreno representada por curvas de nível R O D O V IA S – In tro du çã o ao P ro je to G eo m ét ric o, P ro je to d e Te rr ap la na ge m e S in al iz aç ão Jo ão F or tin i A lb an o, D r. - U FR G S /E E /D E P R O T V en ce do re s nã o us am d ro ga s. 18 Ta be la 1 – T re ch os d e ru as d e P or to A le gr e co m d ec liv id ad e ac en tu ad a Lo ca l E xt en sã o em ra m pa (m ) E xt en sã o co m pu ta da (m ) D ec liv id ad e (% ) R ev es tim en to or ig in al R ev es tim en to a tu al R ua E rn es to A ra új o 52 0, 00 16 ,1 0 21 ,2 2 B lo co c on cr et o B lo co c on cr et o R ua D ou to r M ar ch an d 60 ,0 0 60 ,0 0 21 ,3 0 P ar al el ep íp ed o gr an ito P ar al el ep íp ed o gr an ito 35 ,0 0 22 ,0 0 22 ,8 0 P ar al el ep íp ed o gr an ito P ar al el ep íp ed o gr an ito R ua E sp íri to S an to 16 0, 00 28 ,0 0 20 ,3 0 P ar al el ep íp ed o gr an ito C B U Q R ua D r. V al le 30 0, 00 23 ,0 0 19 ,1 0 P ar al el ep íp ed o gr an ito C B U Q R ua L uc as d e O liv ei ra 50 0, 00 25 ,0 0 22 ,2 0 P ed ra ir re gu la r gr an ito C B U Q R ua R am iro B ar ce lo s 37 0, 00 10 0, 70 17 ,8 0 P ar al el ep íp ed o gr an ito C B U Q R ua C el . J oã o P in to 13 5, 00 16 ,5 0 25 ,2 0 C B U Q C B U Q R ua G io co nd a 85 ,0 0 30 ,5 0 21 ,0 0 C B U Q C B U Q R ua M ar tin s de Li m a 15 0, 00 - 0 - 23 ,2 0 B lo co c on cr et o B lo co c on cr et o R ua C as ca al pi na 27 0, 00 11 7, 78 21 ,4 2 B lo co c on cr et o B lo co c on cr et o 76 ,0 0 71 ,0 0 28 ,3 9 P as se io P as se io RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Partes típicas do relevo e a relação com o traçado de rodovias ENCOSTA: ou vertente, é a superfície do terreno compreendida entre a linha do vértice e a linha da base de um acidente orográfico. As águas pluviais escoam sobre as encostas. Traçado de meia-encosta x Traçado sobre a encosta. 10 15 20 25 Figura 21 – Escoamento das águas pluviais Figura 22 – Traçado na meia-encosta DIVISOR DE ÁGUAS: é a interseção de duas encostas. Forma uma linha divisora de águas pluviais. É desejável ter-se um traçado sobre o divisor de águas. Ex.: Av. Duque de Caxias e Av. Independência em Porto Alegre. Vencedores não usam drogas. 19 RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT VALE: é a superfície côncavaou depressão formada pela união de duas encostas opostas. Pode ser aberto ou fechado. DA Figura 23 – Corte transversal em um vale TALVEGUE: é a linha formada pela seqüência dos pontos mais baixos de um vale. É uma linha coletora das águas pluviais. Traçados muito próximos a talvegues exigem cuidados especiais. • O aclive de um curso d’agua cresce de forma contínua da foz até a nascente; • O ângulo formado pelos cursos de dois talvegues é, geralmente, inferior a 90˚. A confluência apresenta, normalmente, uma inflexão do curso principal em direção ao seu afluente. GROTA E MATA CILIAR: Grota é a área de entorno de um talvegue. Figura 24 – Grota, talvegue e mata ciliar Vale DA Encost 20 Vencedores não usam drogas. RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT SERRA: É a denominação genérica de todo terreno significativamente acidentado. Montanha de forma muito alongada, cuja parte mais elevada apresenta a forma de dentes de uma serra. ARROIO: É um pequeno curso d’água perene. BACIA: É o conjunto de todos os terrenos cujas águas afluem para um determinado curso d’água ou talvegue. Está delimitada por um divisor de águas. Figura 25 – Bacia próxima à Rota do Sol DA T 20 30 40 50 Figura 26 – Representação plana de uma bacia Vencedores não usam drogas. 21 RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT CONTRAFORTE: É uma ramificação de razoável proporção em direção transversal a uma montanha ou serra. Divisor de Águas 50 60 70 80 Figura 27 – Configuração de um contraforte GARGANTA: É uma depressão acentuada do divisor de águas de uma montanha ou serra. Através de uma garganta um traçado pode interceptar uma serra. Figura 28 – Configuração de uma garganta 10 20 30 40 50 60 10 60 50 40 30 20 Divisor de Águas 22 Vencedores não usam drogas. RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Vencedores não usam drogas. 23 Figura 29 – Estrada em uma garganta Figura 30 – Caracoles (Cordilheira dos Andes, CH) RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Figura 31 – Estrada na Serra do Rio do Rastro (SC, BR) 24 Vencedores não usam drogas. RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT 22..33 FFUUNNÇÇÕÕEESS,, CCLLAASSSSIIFFIICCAAÇÇÃÃOO FFUUNNCCIIOONNAALL,, CCLLAASSSSEE EE NNOORRMMAASS PPAARRAA RROODDOOVVIIAASS Função de uma via: é o tipo de serviço que a via proporciona aos usuários. É o desempenho da via para a finalidade do deslocamento. Mobilidade: atende à demanda do tráfego de passagem pela região atravessada. É proporcionar fluidez ao deslocamento de uma atividade à outra (trabalho, compras, escola, residência). Acessibilidade: atende à demanda do tráfego local e de propriedades ou instalações lindeiras. Acesso a uma atividade ou uso do solo. As funções de uma via constituem um conflito de uso. A maior parte das vias urbanas e rurais é usada simultaneamente para as duas finalidades, em detrimento de ambas. Classificação Funcional das Rodovias Arteriais: proporcionam alto nível de mobilidade para grandes volumes de tráfego. Sua principal função é atender ao tráfego de longa distância, seja interestadual ou internacional. Tráfego de passagem. Coletoras: atendem a núcleos populacionais ou centros geradores de tráfego de menor vulto, não servido pelo sistema arterial. A função deste sistema é proporcionar mobilidade e acesso dentro de uma área específica. Locais: constituídas geralmente por rodovias de pequena extensão, destinadas basicamente a proporcionar acesso ao tráfego intramunicipal de áreas rurais e de pequenas localidades às rodovias coletoras ou mesmo arteriais. Classe de Rodovias Os critérios de projeto não podem ser uniformes para rodovias que comportem qualquer quantidade de veículos nem para qualquer tipo de relevo Vencedores não usam drogas. 25 RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT sobre o qual deverá estar acomodado o traçado viário. Por estes motivos, o estabelecimento de diferentes Classes de projeto foi a solução encontrada a partir da experiência acumulada com a evolução do uso da malha viária. A definição de diferentes Classes atende à necessidade de adequação, de forma econômica, do volume de tráfego misto previsto para cada situação em particular. A hierarquia entre diversos projetos materializada através das diferentes Classes considera também as funções exercidas por estradas para cada situação. A estes fatores estão associadas às dificuldades de execução decorrentes da configuração do relevo. Classe 0: Via expressa; elevado padrão técnico; controle total de acesso; prepondera a função mobilidade com alto volume de tráfego e enquadramento por decisão administrativa. Classe 1-A: Pista dupla e controle parcial de acesso. Adota-se quando o volume de tráfego futuro em pista simples ocasionar um nível de serviço C para regiões planas ou onduladas ou nível D para regiões montanhosas ou urbanas. Classe 1-B: Elevado padrão técnico, pista simples. Volume de tráfego entre 3000 < VDM10 < 9000. Uso de 3ª faixa para tráfego lento em regiões montanhosas. Classe II: Pista simples. Volume de tráfego entre 1500 < VDM10 < 3000. Classe III: Pista simples. Volume de tráfego: 300 < VDM10 < 1500. Vias Coletoras. 26 Vencedores não usam drogas. RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Classe IV: Pista simples. Tráfego com VDM10 < 300. Alta acessibilidade. Baixo custo de construção. Rodovias Vicinais: Tabela 2 – Classificação das rodovias vicinais Classe VDM10 Largura Pista A > 200 2x3,5m B > 200 2x3,0m C 100 – 200 2x3,0m D 50 – 100 2x3,0m Caracterização do Relevo Linha de maior declividade – LMD. Representa a área mais inclinada da região. Um critério de qualificação do relevo é o de enquadramento do valor da LMD nos seguintes limites: LMD < 5 % → Região PLANA 5 % < LMD < 15 % → Região ONDULADA LMD > 15 % → Região MONTANHOSA Normas para Projeto Geométrico A contínua evolução do modal rodoviário, particularmente no que se refere ao volume de tráfego, às características dos veículos e a necessidade de condições de segurança e conforto para os usuários da rede viária, levam os órgãos rodoviários do país a reunirem toda literatura, pesquisas, estudos, evolução tecnológica nacional e internacional sob a forma de um documento orientador chamado de Normas para Projetos de Rodovias. Vencedores não usam drogas. 27 RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT O objetivo principal das Normas é o de promover uma correta orientação aos engenheiros que atuam na elaboração de projetos, através de recomendações ou indicações de parâmetros decorrentes do uso e da aplicação de tecnologias reconhecidas e consolidadas, que possam qualificar os projetos e respaldar a responsabilidade de todos profissionais envolvidos no processo. Assim, as Normas consolidam e consubstanciamas noções básicas existentes para a elaboração de um projeto geométrico de rodovia tendo em vista a freqüência das inovações tecnológicas ocorridas. No Brasil, na esfera federal de Governo, os projetos rodoviários estão orientados pelo Manual de Projeto Geométrico de Rodovias Rurais, publicado em 1999 e editado pela Diretoria de Desenvolvimento Tecnológico do Departamento Nacional de Infraestrutura Terrestre (ex-DNER). No Rio Grande do Sul, para as rodovias de jurisdição estadual, o Departamento Autônomo de Estradas de Rodagem (DAER) publicou em 1991 as Normas para Projeto Geométrico de Rodovias com a finalidade de orientar a elaboração de projetos das rodovias estaduais. Em março de 1994, o DAER elaborou o Aditivo nº 1 para as Normas de Projeto Rodoviário com foco, principalmente, nas seguintes determinações: custos minimizados dentro de condições técnicas aceitáveis e a condição de que leis econômicas de viabilidade devem estar sempre presentes nas decisões dos projetistas. Em primeira instância, as Normas constituem um instrumento que visa a defesa das condições de segurança e conforto do usuário do sistema, o estabelecimento de critérios de projeto compatíveis com a intensidade de uso previsto para a via e, ainda, definem as responsabilidades dos projetistas, construtores e dos administradores públicos e privados. Projetos desenvolvidos em parte ou totalmente em discordância com as Normas vigentes devem ser muito bem justificados. 28 Vencedores não usam drogas. RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT As Normas definem limites para a geometria da via em função da Classe e da Região para cada projeto específico. Velocidade de Projeto ou Velocidade Diretriz: em 2001, a AASHTO estabeleceu o conceito atual da velocidade de projeto como a velocidade selecionada e utilizada para determinar as diversas características geométricas da via. Este conceito evidencia a relação entre a velocidade e os parâmetros de projeto adotados, já que, uma vez definida a velocidade de projeto, muitos parâmetros serão definidos em relação a esta. A velocidade Diretriz condiciona as principais características geométricas da via. Deve ser a mesma ao longo de um trecho projetado tendo em vista um padrão uniforme de operação. Velocidades diretrizes elevadas requerem características geométricas mais amplas. Velocidade Regulamentada: também denominada de velocidade limite, é a velocidade máxima (e também a mínima) permitida para uma rodovia ou segmentos desta. Limites razoáveis, normalmente são bem aceitos, enquanto que limites excessivamente baixos podem ser ignorados pelos motoristas. É a velocidade exigida pela autoridade ou gestor da via. Veículo de Projeto: a largura e o comprimento dos veículos influenciam as dimensões da via (faixas de rolamento, acostamentos, ramos, canteiros, faixas de espera, etc.). O veículo tipo de projeto é o de carga. 2,6 x 14,0 x 4,4m simples 2,6 x 18,15 x 4,4m articulados 2,6 x 19,8 x 4,4m reboques A Norma define valores limites para: Vencedores não usam drogas. 29 RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT 30 Vencedores não usam drogas. Superelevação, Raio mínimo, Rampa máxima, Largura da faixa de rolamento, Largura dos acostamentos, Visibilidade vertical, Faixa de Domínio, Etc. Apresenta-se no Quadro 1 os principais valores adotados pelo Departamento Autônomo de Estradas de Rodagem. Maiores discriminações, elementos e informações podem ser encontrados na publicação Normas de Projetos Rodoviários ou no sítio www.daer.rs.gov.br. R O D O V IA S – In tro du çã o ao P ro je to G eo m ét ric o, P ro je to d e Te rr ap la na ge m e S in al iz aç ão Jo ão F or tin i A lb an o, D r. - U FR G S /E E /D E P R O T V en ce do re s nã o us am d ro ga s. 31 Q ua dr o 1 – C ar ac te rís tic as b ás ic as p ar a pr oj et o ge om ét ric o da s ro do vi as e st ad ua is C A R A C TE R ÍS TI C A S R EG IÕ ES C LA SS ES 0 I II III IV Tr áf eg o (V D M p ar a o 10 º a no d o pr oj et o) - D ec is ão A dm in is tra tiv a > 90 00 (I -A ) 15 00 -3 00 0 30 0- 15 00 < 30 0 30 00 -9 00 0 (I- B ) V el oc id ad e D ire tri z (k m /h ) P O M 12 0 10 0 80 10 0 80 60 80 70 50 80 60 40 60 40 30 D is tâ nc ia d e V is ib ilid ad e de P ar ad a D es ej áv el (m ín im o) – (m ) P O M 31 0 (2 05 ) 21 0 (1 55 ) 14 0 (1 10 ) 21 0 (1 55 ) 14 0 (1 10 ) 85 (7 5) 14 0 (1 10 ) 11 0 (9 0) 65 (6 0) 14 0 (1 10 ) 85 (7 5) 45 (4 5) 85 (7 5) 45 (4 5) 30 (3 0) Ta xa M áx im a de s up er el ev aç ão (% ) - 10 ,0 % 10 ,0 % 8, 0 % 8, 0 % 6, 0 % R ai o M ín im o de C ur va tu ra H or iz on ta l ( m ) P O M 54 0 34 5 21 0 34 5 21 0 11 5 23 0 17 0 80 23 0 12 5 50 13 5 55 25 R am pa M áx im a (% ) P O M 3, 0 % 4, 0 % 5, 0 % 3, 0 % 4, 5 % 6, 0 % 3, 0 % 5, 0 % 7, 0 % 4, 0 % 6, 0 % 8, 0 % 5, 0 % 7, 0 % 9, 0 % La rg ur a da F ai xa d e R ol am en to (m ) P O M 3, 75 3, 60 3, 60 3, 60 3, 60 3, 50 3, 50 3, 50 3, 00 La rg ur a do A co st am en to E xt er no (m ) (m ín im a) P O M 3, 0 3, 0 - ( 2, 5) 2, 5 3, 0 - ( 2, 5) 2, 5 2, 5 2, 5 - ( 2, 0) 2, 5 - ( 2, 0) 2, 0 - ( 1, 0) 2, 5 - ( 1, 0) 2, 0 - ( 1, 0) 1, 5 - ( 1, 0) 1, 0 0, 5 0, 5 La rg ur a R ec om en da da d o A co st am en to In te rn o (m ) – (e xc ep ci on al ) P O M (1 ,2 ) – 0 ,6 (1 ,0 ) – 0 ,6 0, 5 (1 ,2 ) – 0 ,6 (1 ,0 ) – 0 ,6 0, 5 - - - G ab ar ito M ín im o V er tic al (m ) - 5, 50 5, 50 5, 50 5, 50 5, 50 La rg ur a do C an te iro C en tra l ( m ) - 4, 0 4, 0 - - - In cl in aç ão T ra ns ve rs al e m T an ge nt e - 2 % 2 % 2 % 2 % 3 % La rg ur a da F ai xa d e D om ín io (m ) P O M Fi xada n o P ro je to 60 70 80 30 40 50 30 40 50 30 40 50 Fo nt e: N or m as d e P ro je to s R od ov iá rio s V ol . 1 , D A E R , 1 99 1 RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT 22..44 TTRRAAÇÇAADDOO:: CCOONNCCEEIITTOO,, DDIIRREETTRRIIZZ,, EESSCCOOLLAASS EE CCOONNDDIICCIIOONNAANNTTEESS Traçado “É a posição que a via ocupa sobre o terreno” Um estudo de traçado leva em consideração a necessidade de adequado padrão técnico, econômico, operacional e de integração ao meio ambiente, tendo em vista as necessidades de segurança, conforto e conveniências do usuário. Os estudos de traçado levam à determinação de uma DIRETRIZ. Diretriz é o melhor caminho ou trajeto. Escolas de Traçado • Escola Clássica • Escola Moderna Figura 32 – Veículo início do Séc. XX Escola Clássica: Remonta ao início da expansão da indústria automotiva, no início do século XX. Baseia-se na alta relação potência do motor sobre o peso transportado e nas menores distâncias que os segmentos de reta proporcionam. Consiste basicamente na utilização de longos trechos em reta com pouco uso de arcos de curva. Críticas ao traçado clássico: leva o motorista cansado ao sono; ofuscamento à noite; maior custo; sensação de insegurança; facilita o Vencedores não usam drogas. 33 RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT desenvolvimento de grandes velocidades; monotonia e menor prazer ao dirigir. Tabela 3 – Exemplos de trechos retos e longos Rodovia Extensão em Reta (km) BR/290 18,0 BR/116 Arroio Grande 21,0 Ruta 2 C. del Este – Assuncion 25,0 BR/158 25,0 BR/285 São Borja 27,0 e 33,0 BR/471 Quinta – Chuí 38,0 Mendonça 40,0 Franckfurt 60,0 Bariloche – Baia Blanca 152,0 Estrada de Ferro na Austrália 500,0 Tangentes longas devem ser evitadas por constituírem elementos com muita rigidez geométrica com pouca adaptabilidade às diversas formas da paisagem. Retas longas são previsíveis e perigosas por oferecer extensões estáticas que convidam ao excesso de velocidade. A reta ou tangente pode ser justificada em regiões muito planas ou em vales onde se encaixa na paisagem natural. Escola Moderna Propõe a eliminação das retas em planta por curvas de grande raio. Recomenda uma melhor adaptação da rodovia ao terreno. Dá ênfase aos problemas de visibilidade. É o chamado “Traçado Fluente”. A curva é mais interessante por trazer ao campo visual do motorista maior quantidade de áreas marginais. Oferece uma visão variada e dinâmica, estimula o senso de previsão e proporciona melhor condução ótica. Isto não significa que se devam forçar curvaturas desnecessárias. Críticas à Escola Moderna: o exagero de curvas prejudica operações de ultrapassagem; dá sensação de insegurança e resulta em trechos maiores. 34 Vencedores não usam drogas. RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Vantagens: menor custo; maior prazer ao dirigir; menor monotonia, etc. Figura 33 – Traçado fluente Figura 34 – Traçado retilíneo Condicionantes de Traçado Interferem na definição do Traçado: • Condicionantes Físicas • Condicionantes Sócio–Econômicas Condicionantes Físicas: Topografia, Hidrografia, Geologia, Meio ambiente. Nas ações de preservação ambiental, considera-se o estudo de traçado como uma das ferramentas mais importantes. Informações levantadas na imprensa (O Estado de São Paulo, jan/2007) indicam que o Pará é o Estado com a maior área devastada em termos absolutos, predominantemente ao longo de rodovias federais como a BR-230 (Transamazônica) e a BR-163, além da PA-150. O Estado de Rondônia apresenta o maior percentual de área Vencedores não usam drogas. 35 RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT desmatada em relação ao território: 28,5%. Até 1978, a área desmatada representava apenas 1,76% do Estado. As Condicionantes Físicas provocam uma REPULSÃO no traçado. Condicionantes Sócio–Econômicas: Uso do Solo, Turismo, existência de Cidades e Vilas, Ferrovias e Hidrovias, Custo das Desapropriações. As Condicionantes Sócio-Econômicas sugerem uma ATRAÇÃO no traçado, exceto as desapropriações. Um bom traçado deve: • Ser definido de forma a se conseguir a mais ampla visibilidade, com especial atenção às operações de ultrapassagens; • As intertangentes não devem ser longas; • As curvas de concordância planimétrica devem ser judiciosamente posicionadas e bem dimensionadas; • Os efeitos de perspectiva (encurtamentos, distorções e encobrimentos), analisados e corrigidos; o apalpamento ótico da pista favorecido durante a maior parte do percurso, com o road focus convenientemente afastado da posição do veículo, para que o motorista tenha possibilidade de perceber com a necessária antecedência as situações que irá enfrentar, possibilitando programar a maneira de conduzir o veículo, regulando a velocidade e as exigências de potência do motor segundo um grau de segurança adequado. 36 Vencedores não usam drogas. RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT 22..55 EESSTTUUDDOOSS EE PPRROOJJEETTOOSS Reconhecimento Vila A B Figura 35 – Escolha do traçado A etapa do Reconhecimento é um estudo PRIMÁRIO da região onde será desenvolvido o Traçado. A finalidade do reconhecimento é ORIENTAR o posicionamento da via sobre o terreno. São utilizadas cartas do Serviço Geográfico do Exército na escala 1:50.000 com curvas de nível afastadas de 20m. Se for o caso, podem ser programados levantamentos aéreos específicos na escala 1:10.000 com curvas de nível afastadas de 10m. Como a carta é um instrumento estático, é importante um reconhecimento in loco, por avião ou terra, definindo-se pontos importantes pelos quais deverá passar o trajeto da via. Nesta primeira etapa executa-se o levantamento e análise de elementos para definição do traçado. Verificam-se os pontos de passagem obrigatória e demais condicionantes. Especial atenção deverá ser dedicada às questões de preservação ambiental. Conclui-se pelo melhor ITINERÁRIO ou Faixa para Exploração. É uma macro-localização da via. Vencedores não usam drogas. 37 RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Figura 36 – Exemplo de traçado sobre carta topográfica Exploração 400 2 1 Figura 37 – Sequências de alinhamentos em planta 38 Vencedores não usam drogas. RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT É um estudo executado sobre o Itinerário ou Faixa de Exploração. Programa-se um levantamento aéreo para produção de cartas nas escalas 1:5.000 ou 1:2.000 (é melhor). O relevo é representado por curvas de nível com afastamentos de 1,0m ou, no máximo, 5,0m e largura da faixa de exploração de 300 a 400m. Estuda-se o posicionamento de uma (ou mais) sequências de alinhamentos em planta. Completa-se o estudo com uma análise do perfil longitudinal. As maiores condicionantes consideradas nesta etapa são: relevo, alagadiços,matas nativas e desapropriações. Produto Final: estabelecimento de uma Diretriz de Traçado constituída por uma sequência de alinhamentos cujos parâmetros ficam registrados na Planilha de Coordenadas da Poligonal Aberta. Anteprojeto Nesta fase define-se a geometria da via: curvas horizontais e verticais, rampas, questões de visibilidade, largura das faixas de rolamento, greide, estaqueamento, etc. Define-se também um pré-dimensionamento da drenagem e pavimentação. Executa-se um levantamento de todos os quantitativos para projetar uma estimativa do custo da obra. Definem-se, preliminarmente, todos os elementos técnicos e econômicos do empreendimento. Com o anteprojeto tem-se a viabilidade técnica da rodovia. Com a estimativa do custo pode-se desenvolver um Estudo de Viabilidade Econômica e analisar a conveniência de implantação em função de prioridades ou disponibilidade de recursos. Vencedores não usam drogas. 39 RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT A apresentação do anteprojeto é feita sem muito rigor. O anteprojeto é um importante instrumento de decisão. Estudos de Campo Programa-se o deslocamento de equipes técnicas ao campo para execução de levantamentos específicos, detalhados e completos. Os principais serviços são: Estudos Topográficos Estudos Geotécnicos Estudos Hidrológicos Estudos de Tráfego Estudos Topográficos: locação do eixo de anteprojeto; ajustes na linha; levantamento de seções transversais; levantamento de jazidas e pedreiras e cadastro da Faixa de Domínio. Estudos Geotécnicos: sondagens do subleito; pesquisas e sondagens de jazidas; pedreiras e empréstimos. Ensaios de caracterização dos materiais. Estudos Hidrológicos: informações sobre bacias. Cotas de cheia máxima. Travessias de cursos d’agua. Estudos de Tráfego: contagens volumétricas; contagens direcionais para interseções. Análise e projeções do tráfego no horizonte de projeto. Os dados e informações levantadas no campo são devidamente registrados em cadernetas, CD’s ou direto em notebooks. Após análise de consistência, os dados levantados no campo são encaminhados para um Escritório Central onde serão trabalhados com vistas a elaboração do Projeto Final. 40 Vencedores não usam drogas. RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Projeto Final É o conjunto de informações que possibilitam o entendimento e a construção da rodovia. Os documentos de projeto de rodovia são basicamente: ? Relatório de Projeto ? Projeto Executivo O Relatório contém textos com a memória descritiva e justificativa dos Estudos e Projetos desenvolvidos. Apresenta-se um orçamento com o custo previsto para o empreendimento. O Projeto Executivo reúne desenhos, detalhes, plantas, planilhas e demais elementos indispensáveis para a visualização, elaboração de proposta executiva, contratação e implantação da obra. Um Projeto Final (além dos Estudos de Campo) está constituído, no mínimo, pelas seguintes partes: Projeto Geométrico; Projeto de Terraplenagem; Projeto de Drenagem; Projeto de Pavimentação; Projeto de Sinalização; Projeto de Interseções; Projeto de Obras Especiais; Projeto de Obras Complementares; Especificações Executivas; Cronograma; Custos e Orçamento. O projeto deve ser uma primeira e boa hipótese de execução da obra. Vencedores não usam drogas. 41 RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT 42 Vencedores não usam drogas. 22..66 DDEEFFIINNIIÇÇÃÃOO EE CCÁÁLLCCUULLOO DDOOSS EELLEEMMEENNTTOOSS DDAA PPOOLLIIGGOONNAALL AABBEERRTTAA Definida a diretriz do traçado, determinam-se os elementos que caracterizam a poligonal aberta: • Coordenadas dos Vértices; • Projeções dos Alinhamentos; • Comprimentos dos alinhamentos; • Rumos dos alinhamentos; • Deflexões entre os Alinhamentos. Figura 38 - Nós do sistema reticulado referencial Coordenadas dos Vértices São obtidas por leitura direta na carta ou na tela do computador através de programas CAD. O terreno está referenciado a um sistema reticulado ortogonal cujos “nós” são pontos de coordenadas conhecidas. A leitura e o entendimento dos elementos constantes na carta deve ser a melhor possível. As escalas usuais são: 1:2.000 ou 1:5.000. Adota-se a precisão do mm para os valores das coordenadas. N RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Projeções dos Alinhamentos Figura 39 – Projeções Δx e Δy Calculam-se as projeções a partir das coordenadas dos vértices: 0101 0101 y-y=Δy x-xΔx = Genericamente: n1+n x-x=Δx (3) n1+n y-y=yΔ (4) O sinal das projeções indica o quadrante geográfico do alinhamento. Figura 40 – Quadrantes geográficos + + + - - - + N E - 1º q 4º q 3º q 2º q 1 2 3 Y; N X; E 0 Δy Δx Vencedores não usam drogas. 43 RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Comprimento do es (projeção em planta) Figura 41 – Comprimento de um alinhamento. s Alinhamentos Comprimentos ou distâncias entre vértic 1 2 Δy12 Δx12 d12 2 12 2 1212 ΔyΔx=d + ou 22 ΔyΔxd += (5) Rumos dos Alinhamentos Figura 42 – Rumo de um alinhamento R0 R0 R1 Δx01 Δy01 0 1 2 44 Vencedores não usam drogas. RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Rumo é o menor âng direção norte – sul. ulo formado entre o alinhamento e a 01 01Δx=R TAN 0 Δy 01 01 0 Δy ΔxArc.TANR = Ou, genericamente: Δy ΔxArc.TAN=R (Quadrante) (6) Deve-se, obrigatoriamente, indicar o quadrante do alinhamento. Cálculo das Deflexões ede a mudança de direção entre alinhamentos con Figura 43 – Deflexão entre dois alinhamentos consecutivos Deve-se ind eita (E Deflexão: É o ângulo que m secutivos. Considera-se o ângulo formado pelo alinhamento posterior com o prolongamento do anterior. 0 1 2 δ icar o lado para o qual ocorre a inflexão. Esquerda ou Dir ou D). Vencedores não usam drogas. 45 RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Existem quatro situações a considerar: 1º Alinhamentos consecutivos em quadrantes contíguos de diferentes hemisférios (norte e sul) Figura 44 – Alinhamentos no primeiro e segundo quadrantes δ1 = 180 - (R0 + R1) (D) δn = 180 - (Rn-1 + Rn) (E ou D) (7) 2º Alinhamentos consecutivos em quadrantes opostos Figura 45 – No primeiro e terceiro quadrantes δ1 = 180 - |R0 - R1| (D) δn = 180 - |Rn - 1 - Rn| (E ou D) (8) 0 1 R0 R0 2 δ1 R1 R0 0 1 2 δ1 R0 R1 46 Vencedores não usam drogas. RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Vencedores não usam drogas. 47 3º Alinhamentos consecutivos em quadrantes contíguos no mesmo hemisfério Figura 46 – Alinhamentos consecutivos no hemisfério norte δ1 = R0 + R1 (E) δn = Rn-1 + Rn (E ou D) (9) 4º Alinhamentos consecutivos de mesmo quadrante Figura 47 – Alinhamentosno primeiro quadrante δ1 = |R1 - R0| (D) δn = |Rn - Rn-1| (E ou D) (10) 0 1 2 δ1 R0 R0 R1 0 1 R0 R0 δ1 R1 2 R O D O V IA S – In tr od uç ão a o P ro je to G eo m ét ric o, P ro je to d e T er ra pl an ag em e S in al iz aç ão Jo ão F or tin i A lb an o, D r. - U F R G S /E E /D E P R O T V en ce do re s nã o us am d ro ga s. 49 22 .. 77 PP LL AA NN II LL HH AA DD AA PP OO LL II GG OO NN AA LL AA BB EE RR TT AA D ef le xõ es R um o Ta ng en te D is t. Pr oj eç õe s C oo rd en ad as Es q. D ir. R d (m ) Ei xo X Ei xo Y M ed id as º ´ ´ ´ º ´ ´ ´ Q º ´ ´ ´ + E - O +N - S X i Y i X 0 Y 0 Δx /Δy d 0 1 Δx 01 Δy 01 X 1 Y 1 6 de c. 3 de c. X 2 Y 2 X 3 Y 3 X 4 Y 4 O bs er va çõ es : • C oo rd en ad as o bt id as a tr av és d e so ftw ar e • D is tâ nc ia s: 3 d ec im ai s (m m ) • T an ge nt e R : 6 d ec im ai s • N ão u til iz ar fr aç ão d e se gu nd o RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT 22..88 LLAANNÇÇAAMMEENNTTOO DDEE RRAAMMPPAASS São os declives ou contra-rampas. O termo declividade designa genericamente uma inclinação. Greide • É o eixo da via em perfil ou, • É o desenvolvimento altimétrico do perfil longitudinal de projeto da via. Figura 48 – Trecho da RS/235 na Região das Hortências, RS O greide é constituído por rampas e curvas verticais. Sinal da rampa A referência é o sentido crescente do estaqueamento. Subidas: sinal (+) i1 São os aclives ou rampas. Descidas: sinal (-) - i2 Vencedores não usam drogas. 51 RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Principais Critérios de Projeto 1º. Minimizar as inclinações Sempre que possível, deve-se utilizar rampas suaves, com taxas compatíveis com o nível do investimento. Deve haver coerência entre Classe de Projeto, relevo e custos decorrentes. 2º. Rampa Máxima e Mínima a) Rampa Máxima: Define-se a rampa máxima para o veículo de projeto (veículo de carga). O valor da rampa máxima decorre da classe de projeto e do relevo. A rampa máxima admissível é 9% para rodovias de Classe IV, região montanhosa. Na pior das hipóteses, admite-se 10% em rodovias vicinais Classe D também em região montanhosa. E greides urbanos, a rampa máxima é 15% para via local de acesso domiciliar com veículos leves (Porto Alegre). b) Rampa Mínima: Nos trechos em corte ou seção mista a rampa mínima admissível é de 1,0% para viabilizar o escoamento natural da água. 3º. Curvas Côncavas em Cortes: Nas extensões de cortes ou seções mistas “é proibido” prever curvas côncavas para evitar o acúmulo de água. Figura 49 – Acúmulo indesejável de água As rampas devem compatibilizar acessos à instalações marginais existentes. 52 Vencedores não usam drogas. RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Figura 50 – O perfil longitudinal deve ser operacional e viável 4º. Terrenos Alagadiços: Terrenos saturados e extensões com solos moles devem, em princípio, ser evitados. Não sendo possível, prever somente aterros com altura mínima de 1,50 m. Figura 51 – Aterro sobre solos moles 5º. Otimização das Massas: Ao posicionar a linha de projeto em perfil, deve-se buscar a melhor compensação entre volumes de corte e aterro. Vencedores não usam drogas. 53 RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Considerar o empolamento mais perdas executivas. 1,0 m3 no aterro compactado equivale a 1,35 m3 no corte AiBFiEiVi ∑=∑−∑+∑ (11) 6º. Cortes e Aterros Altos: Por necessidade de fundação para os aterros e estabilidade das encostas, recomenda-se não adotar cortes e aterros muito altos. Rodovias de Classe I ou II: altura máxima próxima a 18m. Outras classes: até 12m. Vias urbanas: considerar as cotas das soleiras das habitações existentes. Características específicas de cada projeto, questões econômicas ou ambientais, poderão sugerir a opção por estruturas especiais do tipo viadutos ou túneis. 7º. Bueiros: Bueiros tubulares e galerias não podem ter tráfego direto sobre as paredes e lajes de concreto. As estruturas deverão ser recobertas com uma espessura mínima de 50 cm de solo compactado. 8º. Perfil Geológico: Sondagens preliminares ao longo do eixo permitem conhecer o perfil geológico do traçado. Deve-se tirar partido desses dados, evitando cortes desnecessários em rocha ou alteração de rocha. 9º. Impulso: Nos aclives longos antecedidos por declives é conveniente dispor as rampas mais íngremes na parte inferior do trecho e, as mais suaves no topo, para tirar proveito do impulso do veículo acumulado no segmento anterior. 54 Vencedores não usam drogas. RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT 10º. Conforto: Os trechos com inclinação constante em rampa, sempre que possível, deverão ter comprimento mínimo absoluto de 260m (III e IVª) a 300m (I e IIª) para maior conforto dos usuários. As curvas verticais devem ser suaves e bem concordadas com as tangentes verticais. 11º. Perfil de Terraplenagem: Considerar no lançamento de rampas e projeto de curvas verticais que a linha de projeto é o perfil de terraplenagem. Sobre esta linha deverá ser projetada e construída a estrutura do pavimento. 12º. Harmonia entre Projeto Vertical e Horizontal: Figura 52 – Lombada Em uma lombada vencida de topo, mesmo quando a curva vertical é bem dimensionada, o motorista sente-se inseguro e é impelido a reduzir a velocidade. Figura 53 – Curva vertical coincidente com curva horizontal Quando a lombada é vencida por meio de curvas horizontal e vertical conjugadas as áreas marginais auxiliam a condução ótica e a leitura da estrada fica facilitada. Vencedores não usam drogas. 55 RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Portanto, sempre que possível, as curvas verticais devem coincidir com trechos de curvas horizontais. Além de oferecer melhor aspecto estético tridimensional, em muitos casos, aumenta a distância de visibilidade. 13º. Pontos de Passagem Obrigatória: a) cruzamento com outras vias; b) ponte ou viaduto existente; c) acessos a indústrias, colégios e propriedades em geral; d) contrafortes e gargantas; e) cotas de cheia máxima dos rios.> 2,5 m; f) vão livre de 5,50m para passagem sobre rodovia federal e 7,20m sobre ferrovia. 14º. Visibilidade: Deve-se garantir amplas condições de visibilidade. Quanto menor a diferença entre rampas, melhor. Exemplos de lombadas: Figura 54 – BR 116 Picada Café Figura 55 – BR 116 Pelotas 56 Vencedores não usam drogas. RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT 22..99 CCOONNCCOORRDDÂÂNNCCIIAA HHOORRIIZZOONNTTAALL Figura 56 – Trecho sinuoso Curvas horizontais Os alinhamentos consecutivos que definem a diretriz de traçado são concordados através de curvas horizontais. As curvas de concordância horizontal podem ser do tipo: Simples: quando se emprega o arco de círculo; Compostas com Transição nas extremidades: quando são empregados segmentos de curva espiral ou radióides no início e no fim da trajetória curvilínea. Compostas sem Transição: curvas com a utilização de dois ou mais arcos de círculo com raios de curvatura diferentes. Vencedores não usam drogas. 57 RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Figura 57 – Trecho com curvas horizontais Projetar uma curva de concordância horizontal é, essencialmente, definir o valor do raio de curvatura, dentro de uma série de condições técnicas, econômicas, estéticas e operacionais. As condições de equilíbrio de um veículo ao percorrer uma curva são dadas pela equação: ( )fe127 VR 2 += (12) Onde: R = raio da curva (m); V = velocidade do veículo em (km/h); e = superelevação adotada (m/m) f = coeficiente de atrito transversal entre o pneu e o revestimento do pavimento (adimensional). Recomendações para projeto Valem todas as condicionantes de traçado estudadas para o posicionamento dos alinhamentos em planta. As principais recomendações para escolha do Raio são: 58 Vencedores não usam drogas. RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT 1. O valor do Raio deve ser o mais amplo possível, compatibilizando o nível do investimento com imposições do relevo e a operação da via; 2. Destaca-se a necessidade de boa adaptação do trajeto curvilíneo ao terreno natural; 3. A necessidade de preservação de edificações, árvores frondosas, capões, açudes, etc. podem influenciar a definição do valor do Raio de curvatura; 4. O valor do Raio não pode ser menor do que o mínimo estabelecido por Norma: Tabela 4 – Raio mínimo de curva horizontal (m) Região Classe de projeto 0 I II III IV Plana 540 345 230 230 135 Ondulada 345 210 170 125 55 Montanhosa 210 115 80 50 25 Fonte: DAER (1991) 5. Quando a δ ≤ 5º, para evitar a aparência de alinhamento “quebrado”, os Raios deverão ser suficientemente grandes para proporcionarem desenvolvimentos circulares mínimos; 1.718 δ 17.188R −≥ (13) 6. Quando δ < 15’ não é necessário projeto de curva horizontal, porém esta situação deve ser evitada; 7. São indesejáveis curvas horizontais com curvaturas no mesmo sentido muito próximas. Deve-se prever uma extensão de tangente intermediária compatível com um percurso de 15’’, percorridos à velocidade diretriz: T > 4.V (T em m e V em Km/h) Vencedores não usam drogas. 59 RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT 8. Curvas com Raios muito grandes (R > 5.000,0) devem ser evitadas, pois introduzem deflexões unitárias muito pequenas, muitas vezes inferiores à sensibilidade do motorista ao volante; 9. Recomenda-se evitar o uso generalizado de curvas circulares compostas sem transição. Quando a topografia da região demonstrar ser imprescindível o seu uso, a relação entre o Raio maior e o menor não deverá ser superior a 1,5. Figura 58 – Curva horizontal em rodovia de pista dupla Curva circular Simples Figura 59 – Curva circular simples 60 Vencedores não usam drogas. RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Pontos Fundamentais: O → Centro da Curva PIn → Interseção das Tangentes PC (D ou E) → Ponto de início de curva. Direita ou Esquerda PT → Início de tangente (ou o fim da curva) Elementos Principais: Raio → R Ângulo Central → AC Tangente T Desenvolvimento → D Elementos Secundários: BD → Distância entre o PIn e a curva f → Flecha máxima C/2 → Semicorda Projeto e Cálculo da Curva Circular Simples Raio: é definido pelo projetista de acordo com recomendações e circunstâncias. Tangente: observa-se a relação abaixo no desenho da curva: 2 ACTAN R T = 2 ACR.TANT = (14) Desenvolvimento: por uma relação direta relaciona-se: 2πR → 360º D ← AC Vencedores não usam drogas. 61 RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Obtém-se: 180 π.R.ACD = (15) BD: observando a Figura 56: ( ) R 2 AC.COSBDR =+ Conclui-se que: ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ −= 1 2ACCos 1RBD (16) Flecha Máxima: na mesma Figura, 2 ACR.CosfR =− Então: ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ −= 2 ACCos1Rf (17) Semicorda: da mesma forma, 2 ACR.Sen 2 C = (18) Uma curva horizontal do tipo Circular Simples estará projetada e calculada quando os parâmetros estiverem definidos: R, AC, T e D 62 Vencedores não usam drogas. RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT 22..1100 CCUURRVVAA DDEE TTRRAANNSSIIÇÇÃÃOO Na Alemanha, em 1887, Launhardt recomendava em seu livro Theory of the Alignment que para adaptar uma composição férrea às curvas com raios menores, estes deveriam estar precedidos por uma curva com raio de valor 2R ou 3R. Com a necessidade de estradas para veículos automotores, os estudos para amenizar os efeitos indesejáveis da força centrífuga (ou centrípeta) em curvas, evoluíram para a adoção de curvas compostas por segmentos curvilíneos em espiral na entrada e saída e, ao centro, um arco circular. O ramo de transição possui raio de curvatura variável e decrescente, condição que possibilita uma adaptação do veículo à curva. Utiliza-se a espiral de Cornu, também conhecida como espiral de Euler ou Clotóide. Figura 60 – Espirais usadas na curva de transição Tabela 5 – Raios a partir dos quais dispensa-se a curva de transição V (km/h) 30 40 50 60 70 80 90 100 120 R (m) 200 350 500 700 850 1000 1200 1400 1600 Fonte: Normas de Projetos Rodoviários, Volume 1, (1991). Vencedores não usam drogas. 63 RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT 64 Vencedores não usam drogas. Para a inserção das espirais de transição numa curva circular, há necessidade de deslocamento da curva em relação à tangente. Este afastamento pode ser obtido pelo método do Raio Conservado. q – recuo para inserção da transição p – afastamento das tangentes Desenho da curva: De Pontos Fundamentais: o: Centro da curva TED (E): Tangente – Espiral, direita ou esquerda EC: Espiral – Circular CE: Circular – Espiral ET: Espiral – Tangente PIn: Ponto de interseção das tangentes Figura 61 – Curva de Transição Roteiro para Projeto e Cálculo da Curva de Transição1. Raio – R É definido pelo projetista de acordo com as recomendações. 2. Comprimento da espiral de transição – De RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT A variação da aceleração centrípeta não pode ultrapassar uma taxa máxima para manutenção das condições de conforto e segurança. Determina- se o comprimento de transição para a máxima variação da aceleração. A experiência internacional estabeleceu que o valor mais indicado para a máxima taxa de variação da aceleração centrípeta deve ser 0,6m/s2/s Assim, considerando o “critério dinâmico”, o valor mínimo e máximo do comprimento de transição pode ser calculado por: R 3V0,036.minDe = (19) 180 π.AC.R maxDe = (20) Onde: V – velocidade diretriz em km/h AC – ângulo central em graus R – raio escolhido em m De – comprimento de transição em m A prática recomenda que seja calculado um comprimento de transição desejável entre: 50,0m ≤ De = 2Demin ≤ Demax É prática comum utilizar De´s múltiplos de 10, arredondando-se para valores superiores. Por exemplo: De = 61,7m - adota-se De = 70,0 m 3. Ângulo da Transição – Sc Vencedores não usam drogas. 65 RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT 2.R DeSc = (em rad) (em graus x 180/π) (21) 4. Ângulo central do trecho circular - φ 2ScACφ −= (graus) (22) Ou, em radianos: 2Sc(rd) 180 πAC(graus).φ −= 5. Coordenadas retangulares dos Pontos Osculadores EC e CE: Yc e Xc ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ += 216 Sc 10 Sc-1DeYc 42 (23) ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ −= 42 3Sc 3 ScDeXc (24) Sc em radianos 6. Desenvolvimento do trecho circular – Dc R.φDc = (φ em radianos) 180 πRφDc = (φ em graus) (25) 66 Vencedores não usam drogas. RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT 7. Comprimento da curva total – Dt 2DeDcDt += (26) 8. Recuo para inserção da transição – q R.SenScYcq −= (27) 9. Afastamento das tangentes – p ( )CosSc1RXcp −−= (28) 10. Tangente – T ( ) 2 ACTanpRqT ++= (29) BD da curva de transição: ( ) R 2 AC.SecpRBD −+= (30) Uma curva de transição está projetada e calculada quando ficam definidos: R, AC, T, De e Dc. Vencedores não usam drogas. 67 RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT 22..1111 VVEERRIIFFIICCAAÇÇÃÃOO DDAA IINNTTEERRTTAANNGGEENNTTEE Intertangente: é o comprimento do segmento de reta compreendido entre o último e o primeiro ponto de duas curvas horizontais consecutivas A distribuição da Superelevação e da Superlargura, existentes nas curvas horizontais, inicia antes e termina depois dos pontos de tangência. Por este motivo, é necessário prever um comprimento mínimo entre curvas consecutivas. O comprimento para distribuição da Superelevação e da Superlargura é L de acordo com a Figura 62. Cada curva circular consome uma extensão 0,6L fora da curva. O comprimento L é distribuído 60% fora e 40% dentro da curva. l'CL += (31) Figura 62 - Comprimento L para curva circular Tabela 6 – Valores de C em função da velocidade de projeto Vd (km/h) 40 50 60 70 80 90 100 C (m) 20 30 30 40 40 50 60 Fonte: Norma do DAER (1991) 68 Vencedores não usam drogas. RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT SEc i.Cl'= (32) Onde: i – inclinação transversal em tangente (ou reta) C – parâmetro função da velocidade (Tabela 6) SEc – é a superelevação da curva, calculada de acordo com a Norma de Projeto do DNIT, normalmente expressa em percentagem. É usual adotar valores múltiplos de 0,5%: ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ −= 2min 2 min máx R R R 2ReSEc (33) Onde: emáx - superelevação máxima para a Classe de Projeto; Rmin - raio mínimo para a classe de projeto e, R - raio de projeto da curva em estudo. Limites de variação da SEc: 2,0% ≤ SEc ≤ emáx Na Curva de Transição, a Superelevação e a Superlargura são distribuídas num comprimento também designado por L: 'lDeL c+= (34) De – é o comprimento da espiral de transição, de acordo com o projeto da curva. SEc i.De'lc = (35) A extensão lc’ está localizada fora da curva (Figura 63). Vencedores não usam drogas. 69 RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Figura 63 - Comprimento L para a curva de transição Assim, tendo-se duas curvas circulares consecutivas a INTERmin será: INTERmin = 0,6L1 + 0,6L2 (36) Para duas curvas de transição consecutivas a INTERmin será: INTERmin = lc1’ + lc2’ (37) Tendo-se uma curva circular seguida de uma de transição (ou vice-versa): INTERmin = 0,6L1 + lc2’ (38) 70 Vencedores não usam drogas. RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT 22..1122 CCÁÁLLCCUULLOO DDOO EESSTTAAQQUUEEAAMMEENNTTOO EE PPLLAANNIILLHHAA FFIINNAALL DDEE CCOOOORRDDEENNAADDAASS Estaqueamento: é a divisão do eixo planimétrico da via em segmentos de igual extensão. Normalmente uma estaca mede 20,0m. O estaqueamento ordena seqüencialmente o eixo e localiza todos os dispositivos de projeto de acordo com o afastamento da origem. Designação: Est 164 km 3 + 280,00 Est 165 km 3 + 300,00 O estaqueamento por número de estacas é utilizado em estudos preliminares. Atualmente, o estaqueamento em rodovias é caracterizado por um número composto que representa a evolução da quilometragem. Calcular o estaqueamento de um eixo em planta implica na determinação das estacas dos pontos principais das curvas horizontais e o comprimento do trecho projetado. 21 P PI PI2 P3 Figura 64 – Estaqueamento dos pontos principais Vencedores não usam drogas. 71 RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Exemplo: Tendo-se um projeto de rodovia com Vd = 60,0 km/h e com seguintes parâmetros de projeto: C1 → R = 1.000,0m; AC = 32º 45''00''; T1 = 293,84m; D1 = 571,59m C2 → R = 400,0m; AC = 54º 30''00''; T2 = 236,23m; De = 60,0m; Dc = 320,48m; Dt2 = 440,48m O comprimento dos alinhamentos é: 1.325,60mPP 817,25mPP 435,85mPP 32 21 10 = = = Desenvolve-se o cálculo do estaqueamento de acordo com os seguintes passos: P0 = km 0 + 000,00 Est. PCD = Est. P0 + P0P1 – T1 Est. PCD = 0,00 + 435,85 – 293,84 = km 0 + 142,01 Est. PT = Est. PCD + D1 Est. PT = 142,01 + 571,59 = km 0 + 713,60 Est. TEE = Est. PT + INTER INTER = P1P2 – (T1 + T2) INTER = 817,25 – (293,84 + 236,23) = 287,18m INTER OK Est. TEE = 713,60 + 287,18 = km 1 + 000,78 Est. EC = Est. TEE + De Est. EC = 1000,78 + 60,00 = km 1 + 060,78 Est. CE = Est. EC + Dc Est. CE = 1060,78 + 320,48 = km 1 + 381,26 72 Vencedores não usam drogas. RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Vencedores não usam drogas. 73 Est. ET = Est. CE + De Est. ET = 1381,26 + 60,00 = km 1 + 441,26 Est. P3 = Est. ET + (P2P3 – T2) Est. P3 = 1441,26 + (1.325,60 - 236,23) = km 2 + 530,63 Comprimento do trecho projetado:2.530,63m Tabela 7 – Planilha com o resumo do estaqueamento Ponto Posição Estaqueométrica P0 Km 0 + 000,00 Est. PCD Km 0 + 142,01 Est. PT Km 0 + 713,60 Est. TEE Km 1 + 000,78 Est. EC Km 1 + 060,78 Est. CE Km 1 + 381,26 Est. ET Km 1 + 441,26 Est. P3 Km 2 + 530,63 Comprimento do trecho: 2.530,63m R O D O V IA S – In tro du çã o ao P ro je to G eo m ét ric o, P ro je to d e Te rr ap la na ge m e S in al iz aç ão Jo ão F or tin i A lb an o, D r. - U FR G S /E E /D E P R O T V en ce do re s nã o us am d ro ga s. 74 Pl an ilh a Fi na l d e C oo rd en ad as P I n Es ta qu ea m en to Pa râ m et ro s da C ur va In te r. A lin ha m en to Pr oj eç õe s C oo rd en ad as PC /T E PT /E T A C R D c T R um o Q PI a P I ΔX ΔY Xi Yi 0 - - - - - - - - - - - - 48 10 ,0 0 0 37 69 ,0 0 0 1 23 +5 ,2 60 36 +1 1, 49 5 05 º0 5’ 05 ’’ 30 00 ,0 0 26 6, 23 5 13 3, 20 5 46 5, 26 0 36 º0 1’ 38 ’’ N O 59 8, 46 5 35 1, 99 8 48 4, 00 1 44 58 ,0 0 1 42 53 ,0 0 1 2 46 +1 0, 83 3 59 +9 ,6 96 16 º4 8’ 27 ’’ 90 0, 00 25 8, 86 3 13 0, 33 1 19 9, 33 8 30 º5 6’ 33 ’’ N O 46 2, 87 4 23 7, 99 9 39 6, 99 9 42 20 ,0 0 1 46 50 ,0 0 0 3 - - - - - - 19 3, 98 7 47 º4 5’ 00 ’’ N O 32 4, 22 8 23 9, 99 9 21 8, 00 0 39 80 ,0 0 2 48 68 ,0 0 1 RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT 22..1133 CCOONNCCOORRDDÂÂNNCCIIAA VVEERRTTIICCAALL As rampas, configuradas no perfil longitudinal, são concordadas através de curvas verticais. Os tipos de curvas mais utilizadas são: curva circular simples; parábola cúbica; elipse e, atualmente, a parábola do 2º grau. Os estudos e pesquisas existentes indicam o uso da parábola do 2º grau como melhor forma para o deslocamento de veículos. A parábola do 2 º grau pode ser simples ou composta. Figura 65 – Parábola simples Simples quando X1 = X2 Composta quando X1 ≠ X2 As curvas verticais podem ser côncavas ou convexas Os aclives são representados por + i e os declives por – i O sinal refere-se ao sentido crescente do estaqueamento ou da quilometragem. Pontos Fundamentais: PCV – Ponto de início de curva vertical PIVn – Ponto de intercessão de rampas PTV – Ponto de Início de tangente vertical (fim da curva) Vencedores não usam drogas. 75 RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Elementos Principais: e – afastamento vertical entre o PIV e a curva X1 – projeção horizontal do 1º ramo da CV X2 – projeção horizontal do 2º ramo da CV L – projeção horizontal curva total (ou comprimento da curva) Figura 66 – Pontos fundamentais da curva vertical Figura 67 – Trecho com curva vertical e horizontal 76 Vencedores não usam drogas. RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT 22..1144 PPRROOJJEETTOO DDEE CCUURRVVAA VVEERRTTIICCAALL Projetar uma curva de concordância vertical do tipo parábola do 2º grau consiste, fundamentalmente, na definição do valor da projeção horizontal da curva L (Figura 63). ΔiK.Lmin = (39) Onde: Δi é a diferença algébrica entre rampas (em %); K é o parâmetro de curvatura (representa o comprimento da curva para cada variação de 1% na declividade longitudinal). Deve-se ter sempre: L ≥ Lmin para atender condições de visibilidade. Na concordância entre rampas, os arcos devem permitir a ocorrência de um valor limite mínimo de uma distância de visibilidade para a garantia da segurança dos usuários. Critérios para definir Lmin: • Distância dupla de visibilidade dd • Distância de visibilidade de parada dp ? dd – “ é a distância mínima necessária para que dois motoristas de habilidade média, conduzindo veículos que percorram em sentidos opostos, o eixo da mesma faixa de tráfego, possam evitar o choque recorrendo aos freios”. dp - “é a extensão de via à frente do veículo que o motorista deve enxergar para que, após ver um obstáculo que o obrigue à parada, possa imobilizar o veículo sem atingir o obstáculo”. dp = f (V, f) Vencedores não usam drogas. 77 RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT 255f V0,7Vdp 2 += (40) Onde: V ? velocidade diretriz em km/h; F ? coeficiente de atrito longitudinal. Calcula-se um valor para K (em função de dp) para que o ΔiK.Lmin = possibilite a ocorrência da distância de visibilidade de parada, na pior hipótese. Curvas convexas: 412 dpK 2 = (41) Curvas côncavas: p 2p 3,5d122 dK += (42) Quando Δi é muito pequeno adota-se L ≥ 0,6V Tabela 8 – Valores de dp Dist. Visib. Parada Velocidade Diretriz (km/h) 30 40 50 60 70 80 90 100 120 Desejável 30 45 65 85 110 140 175 210 310 Fonte: Norma do DAER (1991), (“desejável” significa pista molhada). Todos os cálculos envolvendo a distância de visibilidade de parada consideram 1,10m como a altura dos olhos do motorista sobre a pista e 0,15m como altura do objeto que obriga a parada do veículo. 78 Vencedores não usam drogas. RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT 22..1155 CCÁÁLLCCUULLOO DDOO GGRREEIIDDEE “Greide é o eixo de projeto em perfil longitudinal” ou é “o desenvolvimento altimétrico do perfil longitudinal de projeto da via”. É constituído por rampas e curvas verticais (CV). Calcular o greide implica na definição das estacas e cotas dos pontos fundamentais das curvas verticais e no cálculo das cotas de todas as estacas inteiras. Cálculo dos PIV’s: Figura 68 – Localização dos PIV’s A posição planialtimétrica de um PIV fica definida quando se conhece, respectivamente, sua estaca e cota. O projetista arbitra, de acordo com os critérios para lançamento de rampas, a estaca e a cota de cada PIV. Assim ficam estabelecidos os valores de E1, E2, E3 e as CotaPIV1, CotaPIV2, CotaPIV3. A CotaPV0 é um valor arbitrado ou previamente conhecido. Como decorrência, tem-se o valor das inclinações: Vencedores não usam drogas. 79 RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT 2 12 2 E CotaPIVCotaPIV i −= (x 100 em %) (43) As relações analíticas entre cotas e distâncias são: CotaPIV1 = CotaPV0 – i1E1 CotaPIV2 = CotaPIV1 + i2E2 Cota PIV3 = CotaPIV2 – i3E3 Cálculo dos PCV’s e PTV’s: Figura 69 – Posições do PCV e PTV numa CV convexa Planimetria: Est PCV = EST PIV – X1 Est PTV = EST PIV + X2 Altimetria: Cota PCV = Cota PIV ± i1X1 Cota PTV = Cota PIV ± i2X2 80 Vencedores não usam drogas.RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Cálculo das Cotas das Estacas Inteiras: Δy Figura 70 – Estacas inteiras em rampa e CV Parábola Simples: 100 ii L 8 1e 21 −= (44) Parábola Composta: ( ) 100 ii XX XX 2 1e 21 21 21 − += (45) Observe-se que |i1 – i2| é uma diferença algébrica em %. Cálculo das cotas na Rampa: Cota km 0 + 00 = conhecida ou arbitrada Cota km 0 + 20 = Cota 0 + i1.20 Cota km 0 + 40 = Cota 0 + i1.40 Cota km 0 + 60 = Cota 0 + i1.60 ... Cotas na Curva (ou sobre a parábola): Calcula-se a cota sobre a curva a partir da cota associada à rampa, subtraindo (ou somando) o valor calculado para Δy. Vencedores não usam drogas. 81 RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT 82 Vencedores não usam drogas. Da equação da parábola do 2º grau determina-se Δy. Parábola Simples: 1º e 2º Ramos: 2 2 X xeΔy = (46) Ou: ( )2 2 2 L xeΔy = Parábola Composta: 1º Ramo: 2 1 2 X xeΔy = (47) 2º Ramo: 2 2 2 X xeΔy = (48) R O D O V IA S – In tro du çã o ao P ro je to G eo m ét ric o, P ro je to d e Te rr ap la na ge m e S in al iz aç ão Jo ão F or tin i A lb an o, D r. - U FR G S /E E /D E P R O T V en ce do re s nã o us am d ro ga s. 83 22 .. 11 66 DD EE SS EE NN HH OO DD AA AA LL TT II MM EE TT RR II AA RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT 22..1177 PPRROOJJEETTOO DDAA SSEEÇÇÃÃOO TTRRAANNSSVVEERRSSAALL Um corte transversal na rodovia gera três diferentes tipos de seções: Aterro: Corte: Mista: Figura 71 – Seções transversais tipo: aterro, corte e mista. O projeto de uma seção transversal típica de corte, aterro ou mista, consiste na definição dos seguintes elementos: • Largura da plataforma de terraplenagem • Inclinação da plataforma • Inclinação dos taludes de corte e aterro Se for o caso, em função da composição do tráfego, define-se uma 3ª faixa para veículos lentos. Vencedores não usam drogas. 85 RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Largura da Plataforma de Terraplenagem O DAER/RS tem utilizado a seguinte formulação para segmentos em reta: Lt = Lp + Lac + 3 x Esp. pav. + FR (49) Onde: Lp: largura da pista; Lac: largura do acostamento; Esp. Pav.: espessura do pavimento; FR: folga real. Lp = 2 (ou mais) x Lfaixa de rolamento Tabela 9 – Largura da faixa de rolamento (m) Relevo Classe I Classe II Classe III Classe IV Plano 3,60 3,50 3,50 3,00 Ondulado 3,60 3,50 3,50 3,00 Montanhoso 3,50 3,50 3,50 3,00 Fonte: Norma do Daer (1991). Lac = Normalmente x 2 Acostamento é a área da plataforma viária, adjacente às faixas de rolamento, destinada a possibilitar a parada provisória de veículos, servir de faixa extra de rolamento nas situações de emergências e contribuir para proteção e confinamento da estrutura do pavimento. Normalmente, em rodovias de pista simples existem acostamentos laterais com a mesma dimensão. Tabela 10 – Largura dos acostamentos (m) Relevo Classe I Classe II Classe III Classe IV Plano 3,00 2,50 2,50 1,00 Ondulado 2,50 2,50 2,00 0,50 Montanhoso 2,50 2,00 1,50 0,50 Fonte: Norma do Daer (1991) Espessura do Pavimento: Adota-se 50,0 cm como previsão. 86 Vencedores não usam drogas. RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Folga Real – FR A folga real engloba: questões executivas e a previsão da sarjeta de drenagem nos cortes. Tabela 11 – Folga real (m) Classe Semi-Plataforma aterro Semi-Plataforma corte I 0,30 0,80 II 0,25 0,80 III 0,25 0,80 IV 0,20 0,70 Fonte: Fattori (2004). Inclinação Transversal da Plataforma de Terraplenagem Deve-se dar uma conveniente inclinação, do eixo para as bordas, para facilitar o escoamento das águas da chuva. As inclinações recomendadas dependem do tipo de revestimento previsto para o pavimento. A Norma indica para rodovias de Classe I, II e III a inclinação de – 2,0% e para Classe de projeto IV, a inclinação de –3,0%. Sugere-se para rodovias com revestimento primário uma inclinação transversal de – 3,5%. Inclinação dos Taludes A inclinação dos taludes é definida a partir do conhecimento de informações sobre a natureza do material, segurança, economia, compensação de volumes e necessidade estética. Devem-se observar as indicações dos Estudos Geotécnicos. As inclinações (v:h) mais usuais são as seguintes: Vencedores não usam drogas. 87 RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Para aterros: 1,0 : 2,0 arenosos, segurança 1,0 : 1,5 argilosos 1,0 : 1,0 aterros c/ fragmentos de rocha Para cortes: 4,0: 1,0 rocha sã 1,5: 1,0 terrenos s/ escorregamento 1,0: 1,0 terrenos c/ escorregamento 1,0: 1,5 empréstimo, estética, erosão. 88 Vencedores não usam drogas. RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT 33. PROJETO DE TERRAPLENAGEM . PROJETO DE TERRAPLENAGEM 33..11 AAVVAALLIIAAÇÇÃÃOO DDAASS ÁÁRREEAASS DDAASS SSEEÇÇÕÕEESS TTRRAANNSSVVEERRSSAAIISS Figura 72 – Seção transversal tipo aterro A área de uma seção transversal é função da largura da plataforma de terraplenagem (B), da inclinação dos taludes (t), da inclinação do terreno natural (i) e da cota azul (h). A = f(B, t, i, h) Existem programas e fórmulas empíricas simplificadas que dão o valor da área. Para fins de anteprojeto e estimativa rápida das áreas utilizam-se fórmulas que fornecem o valor das áreas das seções sem considerar a superelevação e a superlargura. Para o formulismo apresentado pressupõe-se a plataforma em nível e a inclinação do terreno constante. Seção Plena de Corte ou aterro ( ) tL it L.thtA 222 2 −+= − (50) B L t h i Vencedores não usam drogas. 89 RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT O “h” é sempre positivo, independentemente, se for situação de corte ou aterro. Seção Mista Parte do Corte: ( ) ( )it2i hiLtAc c 2 cc − += (51) Parte do Aterro: ( ) ( )it2i hiLtAa a 2 aa − −= (52) Atenção! Restrições dedutivas: Quando no eixo for corte → h é "+" na fórmula Quando no eixo for aterro → h é "-" na fórmula Questões a definir: Como qualificar o tipo da seção? Como determinar a inclinação i? Sugestão de planilha para o cálculo das áreas: km C/A C15E C15D i h t L Área 0+020 A 0+040 A C 0+060 C 90 Vencedores não usam drogas. RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT 33..22 CCÁÁLLCCUULLOO DDOOSS VVOOLLUUMMEESS Os serviços de escavação, carga, transporte e descarga são quantificados pelo volume de materialmedido no corte, na densidade natural. Os serviços de espalhamento, aeração, umidecimento, compactação, conformação e acabamento da plataforma de terraplenagem são quantificados pelo volume de material medido no aterro, na densidade após a compactação. Os valores (R$) dos serviços de escavação, carga, transporte e compactação de aterros (terraplenagem) correspondem a uma parcela de, aproximadamente, 20% no custo global de uma rodovia. Cálculo dos Volumes Método das Duplas Áreas Calcula-se o volume da “fatia” de aterro (ou corte). Repete-se o mesmo procedimento para todo aterro (ou corte). O volume da Figura 73 pode ser associado ao de um prisma reto com altura d, perpendicular às bases paralelas A1 e A2. O volume do “prisma” é: V = Sb.h h = d ? é a distância que separa as bases (seções), normalmente 20,0m. Sb ? é a área da base do prisma reto. Adota-se a média: 2 AASb 21 += Vencedores não usam drogas. 91 RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT ( ) 2 dAAV 21 += (53) (a) (b) A2 d A1 Figura 73 – (a) e (b) “Fatia” de aterro e corte E, quando d = 20,0m V = (A1 + A2). 10,0 As simplificações, implícitas ao modelo, são consideradas de pouca significância para as exigências de precisão nas medições de volumes. O procedimento de cálculo dos volumes de corte e aterro é adotado de comum acordo entre contratantes e contratados. 92 Vencedores não usam drogas. RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Entre cortes e aterros plenos (ou vice versa) obtém-se a localização da linha de passagem (Lp) graficamente no perfil longitudinal. Linha de passagem é o início ou fim de cortes e aterros No caso de seções mistas, simplifica-se a questão admitindo-se que as Lp’s estão localizadas nas estacas inteiras +10,0m. Exemplo: Km 1+120 C +140 M ? +130,0 – início do aterro +160 M +180 M +200 M ? +210,0 – fim do corte +220 A +240 A Lp Lp km 0+052,0 km 0+169,0 Figura 74 – Lp’s no perfil longitudinal Vencedores não usam drogas. 93 RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Para sistematizar o cálculo do volume do corte entre os km 0+052,0 e km 0+169,0 adota-se a seguinte planilha: Est. Área Área Soma Fator Volume Volume Acumulado +52,0 Lp (A1+A2) d/2 V +60,0 18,50 18,50 4,0 74,00 74,00 +80,0 52,11 70,61 10,0 706,10 780,10 +100,0 93,40 145,51 " 1.455,10 2.235,20 +120,0 127,45 220,85 " 2.208,50 4.443,70 +140,0 78,20 205,65 " 2.056,50 6.500,20 +160,0 44,36 122,56 " 1.225,60 7.725,80 +169,0 Lp 44,36 4,5 199,62 7.925,42 Total 7.925,42 m3 94 Vencedores não usam drogas. RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT 33..33 DDIISSTTÂÂNNCCIIAA MMÉÉDDIIAA DDEE TTRRAANNSSPPOORRTTEE:: EENNFFOOQQUUEE TTEEÓÓRRIICCOO Os materiais são escavados nos trechos de corte e transportados pelo equipamento até os aterros onde serão espalhados e compactados até atingirem a densidade máxima especificada. Figura 75 – Centros de Massa C1 e A1 Define-se “Centro de Massa” (CM) como sendo o ponto de aplicação da resultante da força peso dos materiais que constituem os cortes e aterros. Para determinar a posição do CM, supõe-se que o material transportado é homogêneo. Por este motivo, o CM está localizado na estaca correspondente à metade do volume do corte ou aterro considerado, origem e destino dos deslocamentos. Sendo C1 e A1 os centros de massa do corte e aterro do esquema da Figura 75, pode-se afirmar que: tudo se passa como se o material v fosse transportado de uma só vez, desde C1 até A1, a uma distância média de transporte “d”. Ampliando a extensão da distribuição de volumes, tem-se: A1▪ C1 ▪ d aterro v corte Vencedores não usam drogas. 95 RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Figura 76 – Distribuição dos volumes escavados No esquema acima, o volume v1 compensa parte do aterro A1, o volume v2 completa o aterro A1 e o volume v3 ocupa todo aterro A2. Para esta situação teórica tem-se: v1 + v2 + v3 = A1 + A2 Quando há falta de material executa-se um empréstimo (E) que pode ser alargamentos de cortes ou jazidas de material terroso. No caso de sobras, executa-se bota–fora (BF) constituindo depósitos de materiais ou alargamentos de aterros, por exemplo. A localização de empréstimos e bota-foras é orientada por uma menor distância de transporte e/ou questões ambientais. Materiais nos cortes sem qualidade para utilização são desprezados, constituindo os refugos (R) que também não são utilizados. Assim, a equação de volumes assume a seguinte forma geral: ΣAiΣBFiΣEiΣvi =−+ (54) ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ v1 v2 v3 d1 d2 d3 C1 A1 C2 A2 96 Vencedores não usam drogas. RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT No caso da hipótese de distribuição apresentada (Figura 73), tem-se: v1 transportado a uma distância média parcial d1 v2 transportado a uma distância média parcial d2 v3 transportado a uma distância média parcial d3 A distância média de transporte representativa de todo trecho projetado deverá ser a média ponderada das distâncias parciais de transporte, cujos pesos são os volumes transportados: 321 332211 vvv dvdvdvDmt ++ ++= Ou, generalizando: i ii ΣV dΣVDmt = (55) Onde: Dmt → Distância média de transporte; ΣVidi → Momento de transporte; ΣVi → Volume total escavado (vi, Ei, BFi e Ri). Vencedores não usam drogas. 97 RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT 33..44 CCÁÁLLCCUULLOO DDOO CCEENNTTRROO DDEE MMAASSSSAA Pretende-se calcular o Centro de Massa do corte localizado entre as estacas km 0+052,0 e km 0+169,0. Est. Área Soma das Áreas Fator Volume Volume Acumulado +52,0 Lp +60,0 18,50 18,50 4,0 74,00 74,00 +80,0 52,11 70,61 10,0 706,10 780,10 +100,0 93,40 145,51 " 1.455,10 2.235,20 +120,0 127,45 220,85 " 2.208,50 4.443,70 +140,0 78,20 205,65 " 2.056,50 6.500,20 +160,0 44,36 122,56 " 1.225,60 7.725,80 +169,0 Lp 44,36 4,5 199,62 7.925,42 Total: 7.925,42 m3 O centro de massa está localizado na estaca correspondente a V/2, ou seja, a metade do volume escavado. O CM está na estaca em que ocorre V/2. V/2 = 3.962,71 m3 A observação da planilha indica que o CM encontra-se entre as est. 0+100,0 e 0+120,0. Para a variação de 20,0m no estaqueamento, entre as est. km 0+100,0 e km 0+120,0 há uma variação no volume de: V+120 – V+100 = 2.208,50 m3 Para um comprimento de xCM, desde a est. km 0+100,0 até o CM, haverá uma variação de volume de: Vencedores não usam drogas. 99 RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT V/2 – V+100 = 3.962,71 - 2.235,20 = 1.727,51m3 Pode-se, então, estabelecer uma relação linear de cálculo para o posicionamento do CM: 20,0m ? 2.208,5m3 xCM ? 1.727,51m3 xCM = 15,64m A est. do CM é km 0+100,0 + xCM E, finalmente: est. CM = km 0+ 115,64 100 Vencedores não usam drogas. RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Vencedores não usam drogas. 101 33..55 DDIISSTTRRIIBBUUIIÇÇÃÃOO DDEE MMAATTEERRIIAAIISS Empolamento Figura 77 – Transporte de materiais Figura 78 – Escavação e transporte com Motoscraper Figura 79 – Corte com escavadeira Figura 80 – Transporte com caminhões R O D O V IA S – In tro du çã o ao P ro je to G eo m ét ric o, P ro je to d e Te rr ap la na ge m e S in al iz aç ão Jo ão F or tin i A lb an o, D r. - U FR G S /E E /D E P R O T V en ce do re s nã o us am d ro ga s. 10 2 A 2= 1. 50 0 V C N 2 .0 25 C 1 ? 2 .0 25 A 4 C 3 C 1 = 2 6. 80 0 A 1 ? 1 0. 39 5 A 2 ? 2 .0 25 A 3 ? 1 4. 38 0 A 3 = 2 7. 80 0 V C N = 3 7. 53 0 C 1 ? 1 4. 38 0 C 2 ? 1 0. 46 0 E 1 ? 1 2. 69 0 A 1 = 7 .7 00 V C N 1 0. 39 5 C 1 ? 1 0. 39 5 C 2 = 14 .1 00 A 3 ? 1 0. 46 0 A 4 ? 3 .6 40 A 4 = 7 .2 00 V C N 9 .7 20 C 3 ? 6. 08 0 C 2 ? 3. 64 0 C 3 = 6 .0 80 A 4 ? 6 .0 80 E 1 =1 2. 69 0 A 3 ? 12 69 0 C rit ér io s de d is tri bu iç ão : • << D m t p os sí ve l • E q. a fa vo r g ra vi da de • C or re çã o vo lu m es • E st ud os g eo té cn ic os ES Q U EM A C O M A D IS TR IB U IÇ Ã O D E M A TE R IA IS A 1 A 2 A 3 C 2 C 1 • >P re se rv aç ão M A R O D O V IA S – In tro du çã o ao P ro je to G eo m ét ric o, P ro je to d e Te rr ap la na ge m e S in al iz aç ão Jo ão F or tin i A lb an o, D r. - U FR G S /E E /D E P R O T V en ce do re s nã o us am d ro ga s. 10 3 33 .. 66 QQ UU AA DD RR OO OO RR II GG EE MM –– DD EE SS TT II NN OO O R IG EM C M or ig em Vo lu m es E sc av ad os D ES TI N O C M de st in o D m t Pa rc ia l M om en to d e Tr an sp or te K m a o K m Pa rc ia l To ta l K m a o K m To ta is ΣV i ΣV i.D i ΣV i ΣV iD i D m t= (E m m ilé si m o de k m ) RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Vencedores não usam drogas. 105 33..77 PPLLAANNIILLHHAA DDEE CCAARRAACCTTEERRÍÍSSTTIICCAASS TTÉÉCCNNIICCAASS Características Gerais Classe da rodovia: Pista de rolamento: Região: Acostamentos: Extensão total: Superelevação máxima: Velocidade Diretriz: Largura plataforma aterro: Raio mínimo norma: Largura plataforma corte: Rampa máxima norma: Largura Faixa Domínio: Planimetria e Altimetria Raio mínimo projeto: Rampa máxima projeto: Tangente mínima: Extensão aclive: Tangente máxima: Extensão declive: Tortuosidade total: -x- Total declividades: Tortuosidade média: -x- Extensão c. côncavas: Comprimento em diretriz: Extensão c. convexas: Acréscimo sobre diretriz: % Extensão curva v: Comprimento virtual: -x- Extensão nível: RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT 4.4. EXERCÍCIOS: PROJETO GEOMETRICO E TERRAPLANAGEM EXERCÍCIOS: PROJETO GEOMETRICO E TERRAPLANAGEM Declividade 1. O segmento AB, localizado em uma encosta, possui o ponto A posicionado próximo ao talvegue e o ponto B junto ao divisor de águas. A cota do ponto A é 45,383m, o comprimento é 350,0m e a inclinação i = 15,4%. Calcule a cota do ponto B. Resp.: ZB = 99,283 m 2. Faça uma comparação percentual entre o comprimento do trecho em perfil e a extensão percorrida pelo veículo. Resp.: Comprimento trecho / extensão percorrida → 97,44% Coordenadas 3. Na Figura abaixo, o azimute do alinhamento AO é AzOA =67°12’30” e o comprimento deste alinhamento é 107,23 m. Calcular as coordenadas do vértice A, admitindo que as coordenadas do vértice O sejam XO =100,00 m e YO =100,00 m 700 m 300 m 100 m 350 m 25º i4 = 7,0% i3 = - i2 = 0,0% Vencedores não usam drogas. 107 RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT N A O E B D C Resp.: XA=198,86 m YA=141,54 m 4. Calcule as coordenadas de P8, sabendo-se que: X7 = 3000 m; Y7 = 10000m R8 = 83º25´04´´SO δ8 = 16º35´56´´D D7-8 = 400 m Resp.: P8 = (X8 , Y8) X8 = 2632,294m Y8 = 9842,544m Deflexão 5. Dada a seqüência 14.15.16 e os seguintes dados: 14: (x = 10.000,0m; y = 10.000,0m) 15: (x = 8.500,0m; y = 9.500,0m) R15 = 35,45º SO 108 Vencedores não usam drogas. RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Calcule a deflexão δ15 em º ’ ” Resp.: δ15 = 36º 6’ 54” E Azimute 6. Na Figura do exercício 3, determinar o Azimute do alinhamento AB, supondo que o ângulo OÂB seja 103°13’15. Resp.: AZAB = 143°59’ 15” Normas para rodovias 7. O teste físico da esteira ergométrica é desenvolvido em várias etapas de velocidade e inclinação do equipamento. Um paciente, ao submeter-se ao exame, conseguiu atingir uma etapa com velocidade de 6,7k/m e inclinação de 16°. Qual o valor percentual da rampa final percorrida pelo paciente? Compare este valor com o máximo permitido para projetos de rodovias? Resp.: i = 28,67% Projeto em perfil 8. Explique o que é um bom greide. Vencedores não usam drogas. 109 RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Curvas Horizontais 9. Em um traçado de curvas horizontais circulares, conforme a Figura a seguir, desejando-se que os dois raios sejam iguais, pergunta-se: qual o maior raio que conseguimos usar, deixando um trecho reto de 80 metros entre as curvas? Sabe-se que o comprimento do alinhamento CD é 720,00 m. C D E ACc=40° ACd=28° BResp.: R= 1.043,54 m 10. Para o caso de relevos plano e montanhoso, qual a relação genérica que se pode estabelecer entre o tipo de relevo e as curvas de concordância horizontal de um projeto rodoviário? 11. Em uma rodovia com V = 80,0 km/h, tem-se uma curva horizontal com: R = 900,0 m δ = 48°50’15” D Solicita-se o cálculo de todos os elementos de projeto da curva. Resp.: De = 50 m Sc = 1°35’30” Φ = 45°39’16” Yc = 49,996 m Xc = 0,462 m Dc = 717,138 m Dt = 817,138 m q = 24,999 m p = 0,115 m T = 433,664 m 110 Vencedores não usam drogas. RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT 12. Calcule a estaca do ponto ET de uma curva de concordância horizontal, sabendo-se que: De ? múltiplo de 10 V = 80 km/h R = 710,00m φ = 30º45'18'' TED = km 11 + 326,18 Resp.: Est ET = Km 11 + 827,29 Intertangente 13. Calcular a intertangente mínima que deve ser prevista entre duas curvas horizontais consecutivas. Considerar os seguintes dados de projeto: R1 = 1.250,0m R2 = 650,0m Trata-se de uma rodovia com Classe de Projeto I-B em região montanhosa (A) e ondulada (B). Resp.: (A): Intermin = 64,57m (B): Intermin = 60,62m Curva de Transição e Estaqueamento 14. Calcule a estaca do ET da curva 5 de um projeto rodoviário Classe I-B, região ondulada. Os dados disponíveis são os seguintes: R = 830,0m; δ5 = 33º 28’(D) e est. TED = Km 7 + 820,12. Resp.: Est. ET = Km 8 + 354,93 Vencedores não usam drogas. 111 RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Plataforma de terraplenagem 15. Qual deve ser a largura da semi-plataforma de terraplenagem para uma seção de aterro em um projeto de rodovia de pista simples, classe II, localizada em região plana. Resp.: Semi-plataforma = 7,00m Volumes de Corte e Aterro 16. Calcule os volumes de corte e aterro: Estaca Área (m2) Aterro Corte km 11+214,80 Lp - km 11+220,00 13,21 - km 11+240,00 20,31 15,80 km 11+260,00 - 80,23 km 11+280,00 - 63,12 Resp.: VA= 471,096 m3 VC: 2.472,80 m3 17. Calcule o volume de aterro entre as estacas km 11+220,00 e 11+280,00. Estaca Aterro km 11+214,80 Lp km 11+220,00 13,21 km 11+240,00 20,31 km 11+260,00 63,12 km 11+280,00 15,80 km 11+300,00 Lp Resp.: VA= 1.958,7m3 112 Vencedores não usam drogas. RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Curva Vertical 18. Projetou-se uma curva vertical do tipo parábola simples com L=200,0m. Sabendo-se que: V = 80,0km/h i1 = -2,55% i2 = 1,95% Est. PCV = km 18 + 210,00 Cota PCV = 15,185m Pede-se: a) Verificar se as condições de visibilidade estão adequadas e b) A cota na Est. Km 18 + 280,0 Resp.: a) Lmin=144,12m, está OK b) Cota 18+280,00 = 13,951m Distância Média de Transporte 19. Os volumes de escavação v1 = 3500,0m3; v2 = 5200,6m3 e v3 = 580,3m3 foram transportados para aterros A1, A2 e A3, respectivamente, a Dmt’s parciais de 133,0m; 250,8m e 400,0m. Qual a Dmt final (em km) deste conjunto de operações de escavação, carga e transporte? Resp.: Dmt = 0,216km Centro de massa e distribuição de materiais 20. Com base nos dados fornecidos (corte pleno C1) e sabendo-se que 3.800m3 do volume são movimentados para complementar o aterro pleno A1, Vencedores não usam drogas. 113 RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT solicita-se a determinação do centro de massa do material transportado para o aterro pleno A2. Construa um esquema com a distribuição dos materiais. Estaca Área Soma Fator Volume V. Acumulado Km 8+82,52 Lp Km 8+100,00 56,81 Km 8+120,00 199,17 Km 8+140,00 87,63 Km 8+149,30 Lp Resp.: CM = km 8+134,014 Planilha de Características Técnicas 21. O projeto de um segmento rodoviário possui um comprimento de 1.966,48m. As coordenadas dos vértices da diretriz são: V Xi Yi 0 368.424,896 6.942.412,478 1 368.722,859 6.942.156,931 2 369.751,723 6.942.290,155 3 370.245,978 6.941.990,945 Calcule o comprimento da diretriz ideal (comprimento em diretriz) e o acréscimo percentual sobre a mesma. Resp.: Di = 1.869,232 m Acréscimo = 5,20 % 114 Vencedores não usam drogas. RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT 5.5. NOÇÕES DE SINALIZAÇÃO NOÇÕES DE SINALIZAÇÃO 5.1 Bibliografia básica: Conselho Nacional de Trânsito (Brasil) (CONTRAN). Manual Brasileiro de sinalização (Vols. I a VI). Contran – Denatran. Brasília: Contran. 2005. 5.2 Importância do Assunto "É uma indispensável norma de convivência entre a via, o veículo e o homem”. A sinalização tem por finalidade proteger o usuário, controlar e orientar os movimentos do trânsito. Deve conquistar a atenção e a confiança do usuário. • Para ser compreendida facilmente pelo motorista a sinalização deve ser simples, clara e precisa; • Deve ser eficiente e visível; • Deve ser uniforme no projeto e na aplicação. Situações idênticas exigem sinalizações semelhantes. A inadequação ou falta de sinalização potencializa a ocorrência de acidentes. O Acidente é um dos maiores problemas do trânsito. Causas de acidentes: Humanas Veículo Via ← aqui entra a Sinalização Meio ambiente Figura 81 – Causas de acidentes Vencedores não usam drogas. 115 RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Legislação e responsabilidades: Legislação (CTB): • Nenhuma via pavimentada poderá ser entregue após sua construção, ou reaberta ao trânsito após a realização de obras ou de manutenção, enquanto não estiver devidamente sinalizada, vertical e horizontalmente, de forma a garantir as condições adequadas de segurança na circulação (art. 88). • Não serão aplicadas as sansões previstas neste Código por inobservância à sinalização quando esta for insuficiente ou incorreta (art. 90); • O órgão ou entidade de trânsito com circunscrição sobre a via é responsável pela implantação da sinalização, respondendo por sua falta, insuficiência ou incorreta colocação (art. 90, § 1°). Em decorrência, definem-se as seguintes responsabilidades: 1. Do projetista de sinalização: tem a responsabilidade de seguir às normas contidas no Código Nacional de Trânsito e o Manual de Sinalização de Obras e Serviços do órgão contratante, submetendo-o à aprovação do mesmo; 2. Do órgão responsável pela fiscalização: tem a responsabilidade de aprovar os projetos de sinalização temporária que estejam de acordo com as normas estabelecidas e fiscalizar sua correta implantação, manutenção e desativação; 3. Das empresas encarregadas de implantar a sinalização: têm a responsabilidade de seguir as diretrizes constantes no projeto ou determinadas pelo órgão contratante e fiscalizador, providenciando sua correta implantação, manutenção e desativação e, 4. Do usuário - por danos à sinalização (ou à via) por vandalismo ou culpa em acidente. 116 Vencedores não usam drogas. RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT É importante lembrar que a sinalização não corrige deficiênciasde projeto ou construção. A sinalização somente ameniza as conseqüências. 5.3 Sinalização Vertical Definição, finalidades e características: É um subsistema da sinalização viária cujo meio de comunicação está na posição vertical, normalmente através de placas fixadas ao lado ou suspensas sobre a pista, transmitindo mensagens de caráter permanente e, eventualmente, variáveis, através de legendas e/ou símbolos pré- reconhecidos e legalmente instituídos (Anexo II do CTB. Aprovado pela Resolução 160 do Contran, abril/2004). A Sinalização Vertical tem como finalidade: a regulamentação do uso da via, a advertência para situações potencialmente perigosas ou problemáticas, o fornecimento de indicações, orientações e informações aos usuários, além do fornecimento de mensagens educativas. As placas devem ter as seguintes características: Colocação correta no campo visual; legibilidade das mensagens e símbolos; mensagens simples para um bom entendimento e, padronização. Vencedores não usam drogas. 117 RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Tipos de Placas: Placas de Regulamentação: A sinalização de regulamentação tem a finalidade de informar aos usuários as condições, proibições, obrigações ou restrições no uso das vias. Suas mensagens são imperativas e o desrespeito a elas constitui infração. Parada Obrigatória Dê a Preferência Velocidade Máxima Permitida Passagem Obrigatória Proibido mudar de Faixa de Trânsito Siga em Frente ou à Direita Peso Máximo Permitido por Eixo Proibido Ultrapassar Proibido Trânsito de Veículos de Carga Proibido Estacionar Proibido Parar e Estacionar Proibido Trânsito de Pedestres 118 Vencedores não usam drogas. RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Placas de Advertência: Curva Acentuada à Direita Curva à Esquerda Pista Sinuosa à Direita Cruzamento de Vias Interseção em Círculo Parada Obrigatória à Frente Altura Limitada Fim de Pista Dupla Pista Irregular Aclive Acentuado Pista Escorregadia Sentido Único Placas de Indicação: Pré-Indicação Sinal de Posicionamento de Localidades Placa de Localização Marcos Quilométricos Vencedores não usam drogas. 119 RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Placas de Serviços Auxiliares: Abastecimento Serviço de Estacionamento Ponto de Parada Placas Educativas: Placas de Sinalização de Obras: Obras Parada Obrigatória à Frente Início de Pista Dividida Largura Limitada Caminhões na Pista Mão Dupla Adiante 120 Vencedores não usam drogas. RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Figura 82 – Um mau exemplo de sinalização Figura 83 – Posicionamento das placas de sinalização vertical Distâncias a Considerar no Projeto de Sinalização: Tabela 12 – Distância de visibilidade (tempo de percepção e reação 3s) Velocidade de operação (km/h) Distância mínima visibilidade (m) 40 70 60 85 80 105 100 120 110 130 Vencedores não usam drogas. 121 RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Tabela 13 – Distância entre o primeiro e o segundo sinal Velocidade de operação (km/h) Distância (m) 40 100 60 150 80 150 Tabela 14 – Distância entre os demais sinais e entre o último e o evento: Velocidade de Operação (km/h) Distância (m) 40 50 60 80 80 100 O uso excessivo de placas (poluição) deve ser evitado, pois pode desvirtuar (vulgarizar) a finalidade das mesmas. 5.4 Sinalização Horizontal Definição e Finalidade: A Sinalização horizontal (SH) é constituída por marcas sobre a via que são um conjunto de sinais integrados por linhas, marcações, símbolos ou legendas em tipos e cores diversas pintados sobre o pavimento. A finalidade da SH é regulamentar, advertir e indicar aos usuários da via, pedestres ou condutores de veículos, uma forma eficiente e segura de utilização da via. A SH é uma das ferramentas que a engenharia de tráfego utiliza para organizar o fluxo de veículos com segurança e repercussão direta na prevenção de acidentes de trânsito. Uma SH bem projetada serve como guia ao condutor fazendo com que o tráfego flua com segurança. É um complemento da Sinalização Vertical SH pode reduzir em até 22,0% o número dos acidentes rodoviários e de 40,0 a 79,0% o número de mortes por colisão (Roberto Menegon, 9º Enacor, 2004). 122 Vencedores não usam drogas. RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Linhas Longitudinais Tem a função de definir os limites da pista de rolamento, orientar a trajetória dos veículos (ordenando por faixas de tráfego) e regulamentar as manobras laterais. Tabela 15 – Largura da linha segundo a classe da rodovia Tipo de Rodovia Largura da Linha cm Classe I – B ou inferior 10 Classe I –A 15 Classe 0 20 a) Linhas Demarcadoras das Faixas de Tráfego Tracejadas; Cadência: rodovias 1:3 (4 pintado x 12m); via urbana 1:2 (3 pintado x 6m) Cor: amarelo e branco. b) Linhas de Proibição de Ultrapassagem Rodovias de pista simples; Falta de visibilidade; Amarelo contínuo. c) Linhas de Proibição de Mudança de Faixa Pistas com sentido contínuo de tráfego; Cor branca. Locais: Aproximações de travessias de pedestres; Aproximações de cruzamentos em nível; Passagem por postos da PR ou fiscalização. d) Linhas de Borda de Pista Separam as faixas dos acostamentos Delimitam a trajetória à noite ou com neblina São contínuas e normalmente brancas e) Linhas de Canalização Balizam alterações de percurso. Áreas não trafegáveis. Preenchidas por linhas diagonais contínuas. Cor branca f) Ciclovias e cruzamentos rodocicloviários: cor vermelha. Vencedores não usam drogas. 123 RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Figura 84 – Exemplos de linhas Figura 85 – Detalhamento das linhas Existem recomendações para utilização de faixas longitudinais refletorizadas mais largas, com vistas a melhoria da segurança. No Japão, em certas circunstâncias, existem faixas com até 60,0 cm de largura (Roberto Menegon, 9º Enacor, 2004). 124 Vencedores não usam drogas. RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Linhas Transversais a) Linhas de Retenção Reforço do sinal PARE Toda largura da pista Contínua e branca Largura de 40 a 60 cm b) Linhas de Dê a Preferência Reforço do sinal Preferencial Toda largura Tracejada 1:1 e branca Dimensões 30 x 50 cm c) Linhas de Estímulo à Redução da Velocidade É um conjunto de linhas posicionadas transversalmente ao fluxo de veículos, com espaçamento variável e decrescente entre si no sentido do percurso. Procura-se transmitir ao usuário a sensação de aumento de velocidade. Utilizam-se em situação de grande risco: pedágios, quebra-molas, etc. Recomenda-se não generalizar Contínuas de cor branca com 20 cm em todalargura da faixa. Outras marcas sobre o pavimento: Setas indicativas de movimento Símbolo “Dê a Preferência” Símbolo de interseção com ferrovia (Cruz de St˚ André) Símbolo de faixa exclusiva Linhas de travessia para pedestres (faixa de segurança) Vencedores não usam drogas. 125 RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Figura 86 – Faixa de segurança para pedestres Figura 87 – Semáforo para pedestres 126 Vencedores não usam drogas. RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Figura 88 – Formas e dimensões das setas indicativas Vencedores não usam drogas. 127 RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Áreas Zebradas preencher áreas pavimentadas não trafegáveis Figura 89 – Marcação de áreas não trafegáveis Legendas de Regulamentação PARE 60 km/h ÔNIBUS Legendas de Advertência ATENÇÃO DEVAGAR PEDESTRES ESCOLA SINAL Legendas de Indicação ADIANTE A 100m 128 Vencedores não usam drogas. RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT 5.5 Dispositivos Auxiliares Tela antiofuscante Figura 90 – Tela antiofuscante Tacha e Tachão São elementos refletores ou que contenham unidades refletoras, apostos em série, fora ou sobre a superfície pavimentada, com o objetivo de melhorar a percepção do condutor quanto aos limites do espaço destinado ao rolamento e a sua separação em faixas. Figura 91 – Vista superior de um tachão Balizadores São dispositivos que tem por finalidade melhorar as condições de visibilidade noturna, oferecendo uma melhor visualização do traçado da via. Vencedores não usam drogas. 129 RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT A face dos balizadores voltada para a direita deverá ter uma película refletiva branca e no lado esquerdo amarela (se proibido ultrapassar: vermelha). Os balizadores serão espaçados 60m nas tangentes. Figura 92 – Trecho com balizadores Defensas São dispositivos de segurança utilizados para atenuar o choque de um veículo desgovernado e evitar sua saída da pista. As defensas flexíveis metálicas têm boa resistência ao impacto e grande capacidade de absorção da energia cinética produzida por um veículo desgovernado. Utilizam-se: • junto aos pórticos de sinalização • junto aos pilares das obras de arte • em aterros com mais de 4,0m • no lado externo das curvas • como divisor entre pistas 130 Vencedores não usam drogas. RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Figura 93 – Defensas metálicas Figura 94 – Muro divisor entre pistas Vencedores não usam drogas. 131 RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Cones flexíveis Figura 95 – Exemplo de cone para utilização eventual Exemplos de sinalização rodoviária: Figura 96 – Placa educativa 132 Vencedores não usam drogas. RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Figura 97 – Setas indicativas e linhas Figura 98 – Placa de indicação Vencedores não usam drogas. 133 RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Figura 99 – Placa mista Figura 100 – Placa de serviço auxiliar 5.6 Sinalização Viva É um subsistema de sinalização que utiliza uma vegetação adequada com o objetivo de dar ao usuário da rodovia um condicionamento psicológico que irá favorecer a condução do veículo em situações críticas de insegurança, altas velocidades, monotonia, etc. 134 Vencedores não usam drogas. RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Figura 101 – Sinalização em interseção Vencedores não usam drogas. 135 RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Figura 102 – Estreitamento de pista (em pontes e viadutos) 136 Vencedores não usam drogas. RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Figura 103 – Defensas naturais Vencedores não usam drogas. 137 RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Figura 104 – Quebra da monotonia de trechos retilíneos 138 Vencedores não usam drogas. RODOVIAS – Introdução ao Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização João Fortini Albano, Dr. - UFRGS/EE/DEPROT Vencedores não usam drogas. 139 Figura 105 – Contraste para visualização da placa Figura 106 – Efeito de vislumbramento RODOVIAS: Introdução as Projeto Geométrico, Projeto de Terraplanagem e Sinalização Ficha Catalográfica SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO 1.1 APRESENTAÇÃO E FUNCIONAMENTO DA DISCIPLINA 2. PROJETO GEOMÉTRICO 2.1 COMPOSIÇÃO GEOMÉTRICA DAS RODOVIAS Perfil Transversal Componentes geométricos da seção transversal Esquema geométrico da plataforma de pavimentação Planta Baixa Perfil Longitudinal Elementos do perfil longitudinal 2.2 RELEVO E TRAÇADO VIÁRIO Declividade das linhas do terreno Partes típicas do relevo e a relação com o traçado de rodovias 2.3 FUNÇÕES, CLASSIFICAÇÃO FUNCIONAL, CLASSE E NORMAS PARA RODOVIAS Classificação Funcional das Rodovias Classe de Rodovias Caracterização do Relevo Normas para Projeto Geométrico 2.4 TRAÇADO: CONCEITO, DIRETRIZ, ESCOLAS E CONDICIONANTES Traçado Escolas de Traçado Condicionantes de Traçado 2.5 ESTUDOS E PROJETOS Reconhecimento Exploração Anteprojeto Estudos de Campo Projeto Final 2.6 DEFINIÇÃO E CÁLCULO DOS ELEMENTOS DA POLIGONAL ABERTA Coordenadas dos Vértices Projeções dos Alinhamentos Comprimento dos Alinhamentos Rumos dos Alinhamentos Cálculo das Deflexões 1º Alinhamentos consecutivos em quadrantes contíguos de diferentes hemisférios (norte e sul) 2º Alinhamentos consecutivos em quadrantes opostos 3º Alinhamentos consecutivos em quadrantes contíguos no mesmo hemisfério 4º Alinhamentos consecutivos de mesmo quadrante 2.7 PLANILHA DA POLIGONAL ABERTA 2.8 LANÇAMENTO DE RAMPAS Greide Sinal da rampa Principais Critérios de Projeto 1º. Minimizar as inclinações 2º. Rampa Máxima e Mínima 3º. Curvas Côncavas em Cortes: 4º. Terrenos Alagadiços: 5º. Otimização das Massas: 6º. Cortes e Aterros Altos: 7º. Bueiros: 8º. Perfil Geológico: 9º. Impulso: 10º. Conforto: 11º. Perfil de Terraplenagem: 12º. Harmonia entre Projeto Vertical e Horizontal: 13º. Pontos de Passagem Obrigatória: 14º. Visibilidade: 2.9 CONCORDÂNCIA HORIZONTAL Curvas horizontais Recomendações para projeto Curva circular Simples Pontos Fundamentais: Elementos Principais: Elementos Secundários: Projeto e Cálculo da Curva Circular Simples 2.10 CURVA DE TRANSIÇÃO Desenho da curva: Pontos Fundamentais:Roteiro para Projeto e Cálculo da Curva de Transição 2.11 VERIFICAÇÃO DA INTERTANGENTE 2.12 CÁLCULO DO ESTAQUEAMENTO E PLANILHA FINAL DE COORDENADAS Planilha Final de Coordenadas 2.13 CONCORDÂNCIA VERTICAL Pontos Fundamentais: Elementos Principais: 2.14 PROJETO DE CURVA VERTICAL 2.15 CÁLCULO DO GREIDE Cálculo dos PIV’s: Cálculo dos PCV’s e PTV’s: Planimetria: Altimetria: Cálculo das Cotas das Estacas Inteiras: Cálculo das cotas na Rampa: Cotas na Curva (ou sobre a parábola): Parábola Simples: Parábola Composta: 2.16 DESENHO DA ALTIMETRIA 2.17 PROJETO DA SEÇÃO TRANSVERSAL Largura da Plataforma de Terraplenagem Inclinação Transversal da Plataforma de Terraplenagem Inclinação dos Taludes 3. PROJETO DE TERRAPLENAGEM 3.1 AVALIAÇÃO DAS ÁREAS DAS SEÇÕES TRANSVERSAIS Seção Plena de Corte ou aterro Seção Mista 3.2 CÁLCULO DOS VOLUMES Cálculo dos Volumes Método das Duplas Áreas 3.3 DISTÂNCIA MÉDIA DE TRANSPORTE: ENFOQUE TEÓRICO 3.4 CÁLCULO DO CENTRO DE MASSA 3.5 DISTRIBUIÇÃO DE MATERIAIS Empolamento Com motoscraper Com escavadeira 3.6 QUADRO ORIGEM – DESTINO 3.7 PLANILHA DE CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS 4. EXERCÍCIOS: PROJETO GEOMETRICO E TERRAPLANAGEM Declividade Coordenadas Deflexão Azimute Normas para rodovias Projeto em perfil Curvas Horizontais Intertangente Curva de Transição e Estaqueamento Plataforma de terraplenagem Volumes de Corte e Aterro Curva Vertical Distância Média de Transporte Centro de massa e distribuição de materiais Planilha de Características Técnicas 5. NOÇÕES DE SINALIZAÇÃO 5.1 Bibliografia básica: 5.2 Importância do Assunto Legislação e responsabilidades: Legislação (CTB): 5.3 Sinalização Vertical Definição, finalidades e características: Tipos de Placas: Placas de Regulamentação: Placas de Advertência: Placas de Indicação: Placas de Serviços Auxiliares: Placas Educativas: Placas de Sinalização de Obras: Distâncias a Considerar no Projeto de Sinalização: 5.4 Sinalização Horizontal Definição e Finalidade: Linhas Longitudinais Linhas Transversais Outras marcas sobre o pavimento: Legendas de Regulamentação Legendas de Advertência Legendas de Indicação 5.5 Dispositivos Auxiliares Tela antiofuscante Tacha e Tachão Balizadores Defensas Cones flexíveis Exemplos de sinalização rodoviária: 5.6 Sinalização Viva