Aula 3 Estudos de Traçado

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Estudos de Traçado
Introdução
Reconhecimento
Exploração
Cálculos da Poligonal
Definição dos Traçados
Veículo de Projeto
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Fases preliminares
Estudos de traçado
Delimitação dos locais convenientes para a passagem da rodovia
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Estudos de traçado
Reconhecimento
Exploração
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Reconhecimento
Traçado de uma rodovia
Diretriz de um traçado
É a linha que constitui o projeto geométrico da rodovia em planta e em perfil
É um itinerário, compreendendo uma ampla faixa de terreno, ao longo (e ao largo) da qual se presume que possa ser lançado o traçado da rodovia
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Projeto de rodovia
Origem
Destino
Estudo de alternativas
Várias diretrizes para lançar o traçado da rodovia
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Reconhecimento
Etapa dos estudos de traçado que tem por objetivo a escolha da diretriz que permita o lançamento do melhor traçado que resulte viável, técnica e economicamente
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Trabalhos de reconhecimento, para estudos de traçado
Início
Fim
Pontos intermediários que devem ser obigatoriamente atingidos (ou evitados)
Pontos obrigados
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Pontos obrigados
de condição
de passagem
São os pontos a serem obrigatoriamente atingidos (ou evitados) pelo traçado, por razões de ordem social, econômica ou estratégia, tais como a existência de cidades, vilas, povoados, de áreas de reservas, de instalações industriais, militares, e outras a serem atingidas (ou não) pela rodovia
São aqueles em que a obrigatoriedade de serem atingidos (ou evitados) pelo traçado da rodovia é devido a razões de ordem técnica, face à ocorrência de condições topográficas, geotécnicas, hidrológicas e outras que possam determinar a passagem da rodovia, tais como locais mais (ou menos) convenientes para as travessias de rios, acidentes geográficos e locais de ocorrência de materiais 
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Vantagem: redução dos custos das obras de drenagem pelo fato da estrada atravessar terreno seco
Geralmente esse tipo de traçado passa por terreno com declividade longitudinal favorável
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Vantagem: atravessa região de topografia muito favorável. Apresenta valores baixos para as rampas
A estrada, muitas vezes, acompanha rios ou córregos, onde os problemas de drenagem são agravados pelas águas que descem pelas encostas na direção do rio ou do córrego, aumentando o número e o custo das obras de drenagem
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Realização de estudos topológicos 
Observação detalhada do modelo e da configuração ou forma da região situada entre os pontos extremos a serem ligados pela rodovia
Devem ser complementados por levantamentos que permitam, em seu conjunto, identificar e assinalar características de interesse para a definição da geratriz
Topos = lugar
Logos =estudo
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Processos de reconhecimento
Caracterização orográfica da região (plana, ondulada ou montanhosa)
Uso do solo, incluindo ocupações urbanas, instalações, e respectiva toponímia
Áreas com restrições ambientais (reservas ecológicas, áreas indígenas, sítios arqueológicos e outras)
Acidentes geográficos, rios, lagoas, quedas d’água
Tipos de solos, ocorrência de materiais, cobertura vegetal
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Principais processos de reconhecimento
Exame de mapas e cartas da região: escalas de 1:10.000 ou 1:5.000, contendo informações como a localização de vilas, povoados, cidades, acidentes geográficos, rios e cursos d’água, estradas e rodovias, incluindo os respectivos topônimos, além de limites políticos e curvas de nível, com precisão cartográfica.
Podem ser complementadas pela constituição geológica da região e por dados estatísticos sobre população, produção, renda per capita e outros.
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Principais processos de reconhecimento
Inspeção in loco: é um método bastante eficaz para se conhecerem as condições da área. O engenheiro responsável, acompanhado de sua equipe técnica, deverá percorrer a região anotando todas as informa-ções consideradas indispensáveis à definição do futuro eixo da estrada.
Informações sobre geologia, uso e ocupação do solo, relevo, cursos d’água, níveis de máximas enchentes e ocorrências de materiais aprovei-táveis para a construção da estrada (pedreiras, depósitos de areia e pedregulho), potenciais problemas de ordem ambiental, além de entre-vistas com moradores e autoridades locais.
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Principais processos de reconhecimento
Sobrevôo da região: em muitos casos, principalmente quando se trata de projetos em áreas não ocupadas e de difícil acesso terrestre ou aquaviário, é bastante útil sobrevoar a região, com equipamento adequado, oferecendo ao(à) projetista uma visão perspectiva e abrangente das áreas, auxiliando-o quanto à orientação geral a ser dada à geratriz.
OBS: Atualmente, este tipo de reconhecimento é um dos mais utilizados, pois possibilita obter informações úteis não só das regiões de fácil acesso, como também daquelas de difícil penetração
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Procedimento do vôo
Avião devidamente provido com uma câmera automática montada no seu “piso” munido de dispositivos que permitam o nivelamento da mesma em pleno vôo
Deverá executar uma série de linhas de vôo dispostas de acordo com a forma da área a ser estudada
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As fotografias aéreas são obtidas em série, a determinada altura de vôo, de tal modo que haja um recobrimento de 60% no sentido longitudinal
No sentido transversal, se houver necessidade de mais de uma faixa de vôo, o recobrimento lateral deverá situar-se em torno de 30%
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No recobrimento longitudinal, as fotografias são tomadas automaticamente, ao longo de cada linha de vôo, em intervalos nos quais o recobrimento entre uma foto e outra seja de 60%. Para se obter esse valor em um vôo a altura de 5.000 m, cada fotografia deve ser registrada à distância de 1.500 a 1.600 m da foto anterior
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Se o vôo for efetuado a uma altura média de 5.000 m, para que ocorra 30% de recobrimento lateral entre uma foto e outra é necessário que as linhas de vôo estejam separadas 3 km entre si
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Observação em três dimensões de duas fotos aéreas consecutivas e que se recobrem parcialmente por meio de aparelhos especiais chamados “estereoscópios”
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Possibilita a identificação de acidentes geográficos de interesse para a escolha da diretriz da estrada
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Principais processos de reconhecimento
Exame de fotografias aéreas, de cartas imagens e de imagens obtidas por satélites:
a) Fotografias aéreas: úteis para a visualização da configuração geral do terreno, do uso do solo, da cobertura vegetal e de outros detalhes, principalmente quando se dispõem de pares aerofotográficos que permitam visão estereoscópica
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Principais processos de reconhecimento
Exame de fotografias aéreas, de cartas imagens e de imagens obtidas por satélites:
b) Imagens de radar: têm a vantagem de oferecer a grafia e disposição dos elementos topoló-gicos apostos sobre uma imagem do terreno, com elaboração indepen-dente de nebulosidade
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Principais processos de reconhecimento
Exame de fotografias aéreas, de cartas imagens e de imagens obtidas por satélites:
c) Desvantagens: custos elevados (só são aplicáveis quando utilizadas para outras finalidades); disponibili-zação comercialmente viável em escalas ainda pequenas (baixa resolução)
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Definição da diretriz
Exploração 
(levantamento detalhado da diretriz)
Obtenção de uma planta plani-altimétrica, em escala adequada, com precisão topográfica, para gerar o projeto geométrico da estrada
Abrange uma faixa de terreno de, aproximadamente, 100 m de largura
Curvas de nível de 1m em 1m ou 0,5 m em 0,5 m em terrenos planos ou em casos de projetos que necessitem maior precisão, confeccionada nas escalas de 1:1.000 (urbana) ou 1:2.000 (rural)
1:500 ou 1:250 interseções 
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Implantação da linha poligonal ao longo do terreno
Utilização de teodolitos, trenas, miras, balizas, níveis, cruzetas (ou distanciômetros, estações totais e equipamentos complementares)
Materialização dos vértices por piquetescravados no terreno ( 1 pol ou 2,5 cm de lado)
Poligonal básica, poligonal de exploração, linha de ensaio, linha papagaio
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A linha poligonal segue, aproximadamente, a diretriz provisória
Essa poligonal servirá como linha de referência, sobre a qual se apoiará todo o levantamento plani-altimétrico da faixa de terreno
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Estaqueamento da poligonal básica, marcando-se, a partir do vértice de origem, pontos a cada 20,00 m de distância, materializados por pequenas estacas de madeira
Concomitantemente à materialização dos vértices da poligonal básica, são medidos, com precisão topográfica, os comprimentos dos alinhamentos e os ângulos nos vértices, sendo também medido ao menos o azimute do primeiro vértice
Ao piquete inicial (ponto I) dá-se o nome de Estaca zero. Daí para a frente, os piquetes são numerados em ordem crescente
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Os piquetes devem ser cravados até ficarem rentes ao chão, para evitar que sejam deslocados ou retirados por pessoas estranhas
Devem ser sempre acompanhados por estacas (testemu-nhas) com a indicação do número da estaca
Os pontos determinados de 20 em 20 m são as estacas inteiras
1 km = 50 estacas
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Os pontos de mudança de direção, quando não coincidentes com estacas inteiras – o que é regra geral – são indicados pela estaca inteira imediatamente anterior, mais a distância do ponto a essa estaca
Ponto C: estaca 123 + 8,25 m
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Nesses pontos, o piquete leva uma tachinha, indicando exatamente a vertical da estação
São denominadas de estacas prego ou estacas de mudança
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E assim vai-se estaqueando a linha de ensaio, indicando nas cadernetas de campo, o estaqueamento e os ângulos
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São então determinadas as cotas das estacas (e dos vértices) da poligonal básica, referidas a uma dada RN (referência de nível)
Referências de nível (RNs) são os pontos fixos no terreno, ou nele estabelecidos, de cota conhecida ou determinada e de fácil identificação
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Normalmente as RNs são numeradas em ordem crescente (RN0, RN1, RN2, etc.)
Utilizam-se, em geral, troncos de árvores. São também utilizadas soleiras de edifícios, degraus de monumentos, pedras, marcos de madeira (de boa qualidade) ou concreto
Cravam-se RNs, normalmente, de 500 em 500 m ou de 1 em 1 km, devendo ter sempre o cuidado de deixar RNs próximas às obras-de-arte (pontes, túneis, viadutos, etc.), facilitando a futura locação
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Levantam-se as seções transversais do terreno em cada estaca, medindo-se as distâncias e as diferenças de nível (ou as cotas) de pontos do terreno, em relação à estaca, de um e outro lado da poligonal básica, segundo uma linha perpendicular à poligonal básica 
Feitos esses levantamentos, procede-se ao desenho, em uma escala apropriada (geralmente em papel milimetrado, nas escalas 1:100 ou 1:200), das seções transversais do terreno, determinando-se gráfica ou numericamente as posições dos pontos das seções situados em cotas inteiras 
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Desenhando-se a poligonal básica em planta, pode-se marcar, nas perpendiculares à poligonal, que representam as seções transversais em cada estaca, as posições planimétricas dos pontos que correspondem às cotas inteiras, obtendo-se uma nuvem de pontos cotados 
Ligando-se adequadamente os pontos de mesma cota, obtém-se a representação gráfica das curvas de nível correspondentes às cotas inteiras, ao largo da faixa de terreno coberta pelas seções transversais levantadas ao longo da poligonal básica. Em outras palavras, obtém-se a representação gráfica, em escala apropriada, da planta plani-altimétrica da diretriz
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Evolução dos recursos tecnológicos
Plantas plani-altimétricas
Aerofotogrametria digital, que permite o armazenamento da imagem do terreno em meio digital, e a representação tridimensional do seu relevo, por meio de modelos digitais do terreno
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Evolução dos recursos tecnológicos
Plantas plani-altimétricas
Levantamento de nuvens de pontos em campo com estações totais, combinado ou não com o uso de receptores GPS, com coleta e armazenamento eletrônico dos dados referentes aos pontos cotados, e representação do relevo do terreno em meio digital, por meio de modelos digitais do terreno 
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Materialização da linha poligonal + marcação física dos vértices
Determinam-se os a) comprimento dos alinhamentos, b) os ângulos nos vértices e, c) os azimutes (ao menos, o azimute do primeiro alinhamento)
Dessa forma, a poligonal estará analiticamente definida, podendo-se proceder à determinação da posição de qualquer de seus pontos 
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Ângulo de deflexão
É a medida do quanto se está desviando quando se passa do alinhamento anterior para o seguinte nesse vértice 
Desvio à esquerda
Desvio à direita
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Cálculos básicos de uma poligonal
Cálculo de azimutes dos alinhamentos 
Cálculo de coordenadas dos vértices (ou de outros pontos) da poligonal 
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 I1 é a deflexão (à direita) no vértice V1
 I2 é a deflexão (à esquerda) no vértice V2
 Az0-1 é o azimute do alinhamento V0-V1
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 Az1-2 = Az0-1 + I1
 Az2-3 = Az1-2 – I2
Regra geral: “numa poligonal orientada, o azimute de um alinhamento é sempre igual ao azimute do alinhamento anterior, mais (ou menos) a deflexão: mais, quando se trata de uma deflexão à direita, e menos quando se trata de uma deflexão à esquerda” 
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Numa polinomial orientada, as coordenadas absolutas de um vértice são iguais às coordenadas absolutas do vértice anterior mais (ou menos) as respectivas coordenadas relativas
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A rodovia projetada, uma vez construída e aberta ao tráfego, apresenta-se aos usuários como entidade tridimensional, em perspectiva natural, com seus elementos em planta, em perfil e em seção transversal atuando de forma combinada sobre os usuários em movimento, sujeitando-os a esforços – e, consequentemente, a desconfortos – dinâmicos, que podem alterar a fluidez do tráfego, as condições de segurança e, enfim, a qualidade do projeto 
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Assim, é sempre necessário buscar a continuidade espacial dos traçados, mediante intencional e criteriosa coordenação dos seus elementos geométricos constituintes, em especial dos elementos planimétricos e altimétricos, visando ao adequado controle das condições de fluência ótica e das condições de dinâmica de movimento que o traçado imporá aos usuários 
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Conjugações básicas e os resultados correspon-dentes, em termos de percepção dos traçados, na perspectiva dos usuários 
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Manual de Projeto Geométrico de Rodovias Rurais (DNER, 1999) – Págs. 62 e 122
Introdução ao Projeto Geométrico de Rodovias 
(LEE, 2005) – Página 76
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Extremidades de tangentes longas evitar raios pequenos de curvas
Evitar raios muito grandes (> 5000 m) 
Raios de curvas consecutivas não devem sofrer grandes variações, devendo ser executada de forma gradativa quando necessária
Duas curvas horizontais de sentidos opostos devem ser concordadas, preferencialmente, com tangente mínima necessária
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Duas curvas horizontais de mesmo sentido não devem ser concordadas com tangente intermediaria curta, 
R2 < 100 m : R1 /R2 < 1,3
100 m < R2 < 500 m : R1 /R2 < 1,5
500 m < R2 < 1000 m : R1 /R2 < 1,7
R2 > 1000 m : R1 /R2 < 2,0 
L (m) > 4.V (km/h)
Esta concordância deve ser superior a distancia percorrida pelo veiculo na velocidade diretriz , durante 15 s
Concordância entre curvas compostas, a relação entre o raio maior e o menor deve observar as seguintes limitações:
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O greide deve ser suave e uniforme
As declividades devem ( corte), o greide deve ter inclinações maiores ou igual a 1%, sendo o mínimo exigido em 0,35% ( cuidados especiais quanto a drenagem), sendo necessário inclinações inferiores limitada a 30 m
Em regiões planas o greide deve ser preferencialmente elevado
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A combinação inadequada (ou não devidamente coordenada) dos elementos geométricos do projeto em planta e do projeto em perfil pode resultar no projeto de uma rodovia com trechos que não ofereçam condiçõessatisfatórias de segurança e de conforto para os usuários, prejudicando a fluidez desejada para o trânsito veicular, produzindo defeitos na geometria da rodovia que podem comprometer seriamente a qualidade do projeto, devendo o(a) projetista evitá-las sempre que possível 
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Código de Trânsito Brasileiro
(Lei no 9.503, de 23 set. 1997 e alterações posteriores)
CONTRAN (Conselho Nacional de Trânsito)
Estabelece os limites de dimensões e de peso dos veículos rodoviários
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Largura máxima = 2,60 m
Altura máxima 4,40 m 
Comprimento total:
Não articulados = 14 m ( 15m transp. Coletivo urbano passageiros)
Veículos articulados transporte coletivo ou com duas unidades = 18,60 m
Veículos articulados com duas ( ou mais) unidades e reboque = 19,80 m
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Tabela 3.2 – Limites máximos de peso bruto total e por eixo
(*) Esse limite foi ampliado para 57 t para o caso de combinações de veículos de carga (CVC), pela Resolução no 164, de 10 set. 2004, do Conselho Nacional de Trânsito (CONTRAN)
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Fonte: Manual de projeto geométrico de rodovias rurais (DNER, 1999, p.47) 
Tabela 3.1 - Veículos de projeto: dimensões básicas 
VP: ( veículo passageiro) Veículo Leve
CO: ( veiculo commercial rígido) Caminhões e Ônibus Convencionais
O: Caminhões e Ônibus Longos ( truck)
SR: Semirreboques
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Veículo tipo VP, denominado genericamente veículo de pas-sageiros, compreendendo veí-culos leves, assimiláveis em termos geométricos e ope-racionais ao automóvel, incluin-do vans, utilitários, pick-up’s, furgões e similares 
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Veículo tipo CO, denominado genericamente veículo co-mercial rígido, composto por unidade tratora simples (veículo não articulado), in-cluindo caminhões e ônibus convencionais, normalmente de dois eixos e seis rodas
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Veículo tipo O, denominado genericamente ônibus de longo percurso, abrangendo veículos comerciais rígidos de maiores dimensões, incluindo ônibus de turismo e caminhões longos, geralmente com três eixos (“trucão”), de dimensões maiores que o veículo tipo CO, com comprimentos próximos ao do limite máximo para veículos simples 
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Dimensões e gabaritos de giro: veículo tipo SR
Fonte: Manual de projeto geométrico de rodovias rurais (DNER, 1999, p.50)
Veículo tipo SR, denominado genericamente semi-reboque, representando os veículos comerciais articulados, com comprimento próximo ao limite para veículos articulados, sendo constituídos normal-mente de uma unidade tratora simples com um semi-reboque 
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Gabarito de giro
As trajetórias representadas nos gabaritos de giro servem para fins de projeto e de verificação de dispositivos geométricos de rodovias – tais como retornos e interseções – em que ocorre a necessidade de canalizações ou balizamentos para o percurso dos veículos 
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Para as finalidades práticas, esses gabaritos podem ser ajustados para as escalas gráficas adequadas, e copiados ou impressos em material transparente, possibilitando as verificações de trajetórias dos diferentes veículos, mediante as superposições dos gabaritos sobre as plantas contendo os desenhos das interseções ou outros disposi-tivos específicos 
Gabarito de giro
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Veículos de projeto
Os parâmetros de projeto geométrico estabelecidos pelas normas do DNIT consideram o caso geral de atendimento aos veículos tipo CO
Rodovias projetadas geometrica-mente para o atendimento a esse tipo de veículo atendem com bastante folga aos veículos do tipo VP, atendem satisfatoriamente aos veículos do tipo O, e atendem aos veículos do tipo SR em condições aquém das desejáveis, mas com restrições, no geral, aceitáveis 
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Veículos de projeto
A definição do veículo tipo para o referenciamento do projeto geomé-trico de uma rodovia é uma questão que deve levar em conta não somente a eficiência técnica do projeto, mas também a eficiência econômica a ele associada 
Exemplos: Rodovias destinada a a-tender uma área de lazer (veículos tipo VP); Rodovia destinada a atender uma rodovia em que o tráfego a ser atendido apresente elevada incidência de veículos pesados (veículos tipo SR)
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