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AULA 06 PROJETO DE ESTRADAS Profa: Maria Victória Leal de Almeida Nascimento • Seções transversais; • Superelevação; • Superlargura; • Distância de visibilidade de ultrapassagem e de parada; • Projetos tipo de acesso à rodovias, conforme classificação funcional e velocidade diretriz. Normativos de referência – Consultar Manual de Acesso de Propriedades Marginais à Rodovias Federais. 2 Seção Transversal • As rodovias podem ser classificadas, com relação ao tipo da seção transversal: de pista simples e de duas ou mais pistas. • As rodovias de pista simples podem ter sentido único ou duplo de circulação. • As rodovias de pista simples com duplo sentido de circulação em geral não apresentam dispositivos de separação para os fluxos de tráfego de sentidos opostos, como barreiras rígidas, defensas metálicas ou canteiro central. Nesses casos os fluxos são separados apenas por meio de dispositivos de sinalização. 3 Elementos da Seção Transversal Faixas de Rolamento • A largura das faixas de rolamento tem grande influência sobre a segurança e conforto ao dirigir. • Em geral, esta largura varia entre 2,7 m e 3,6 m, predominando, para as vias de alto padrão, o valor de 3,6 m. • O nível de serviço é afetado pela largura das faixas de tráfego. • Sob o ponto de vista de capacidade da via, a largura efetiva da superfície de rolamento é reduzida na presença de obstruções adjacentes à rodovia, como muros, guarda- corpos de obras de arte especiais e veículos estacionados. 4 Elementos da Seção Transversal Faixas de Rolamento • Em vias urbanas é possível utilizar faixas de rolamento com largura de 3,3 m devido à existência de travessias de pedestres, passeios e outras condições que normalmente restringem a velocidade de operação. • Podem ser também empregadas faixas de rolamento com largura de 3,0 m para vias com baixos volumes de tráfego e 2,7 m de largura para vias residenciais. 5 Elementos da Seção Transversal Larguras das Faixas de Rolamento em Tangentes Horizontais (DNIT) 6 Elementos da Seção Transversal Acostamento • Acostamento é o segmento adjacente à faixa de rolamento destinado a abrigar veículos parados, constituindo-se em área a ser utilizada em situações de emergência e estrutura de contenção das camadas integrantes do pavimento da pista de rolamento. • Os acostamentos exercem influência sobre as condições de drenagem transversal da pista e devem ter caimento adequado de modo a não prejudicar a circulação dos veículos. • Também devem apresentar estabilidade estrutural adequada para suportar o eventual tráfego de veículos. 7 Elementos da Seção Transversal Largura do Acostamento Externo (DNIT) 8 Elementos da Seção Transversal 9 Elementos da Seção Transversal 10 Caimento da Seção Transversal em Tangente • Seção transversal abaulada ou coroada - a pista apresenta declividade transversal nos dois sentidos com a crista situada aproximadamente no ponto médio da largura. • Seção transversal com caimento único – a pista apresenta declividade apenas para um dos lados. Elementos da Seção Transversal 11 Declividade da Pista Tangente • São desejáveis elevadas declividades transversais para o rápido escoamento das águas pluviais. • São preferíveis valores mais baixos tanto por motivos estéticos e de aparência geral quanto por razões de segurança, em função da menor aceleração transversal, de forma a propiciar maior conforto aos motoristas ao dirigir. • Para que seja possível a adoção de baixos valores de declividade transversal da pista é necessário que a superfície de revestimento do pavimento seja de elevada qualidade e nível de acabamento com reduzido grau de absorção e retenção de água. Elementos da Seção Transversal 12 Taxa Mínima de Declividade Transversal • O valor adotado em diferentes países para a mínima declividade transversal da pista em tangente varia de 1,5 % a 3,0%. Elementos da Seção Transversal 13 Declividades Usadas no Brasil • Valor mínimo adotado para a declividade transversal é de 2% para pavimentos betuminosos e de 1,5% para pavimentos de concreto; • Para pistas que apresentem revestimento com maior grau de porosidade, situações aceitáveis apenas para vias de classes de projeto inferiores, tem sido adotada superelevação mínima de 2,5% a 3%. Elementos da Seção Transversal 14 Declividades Usadas no Brasil • Pistas com caimento único e mais de duas faixas, poderá ser conveniente, por motivos de drenagem, adotar declividade transversal superior a 2%. • Pistas não pavimentadas devem ter declividade transversal de 3%, excepcionalmente 4%, de acordo com o solo constituinte do revestimento da via, considerando ainda a pluviometria da região. • Os acostamentos, pavimentados ou não, deverão normalmente apresentar declividade de 5%. Elementos da Seção Transversal 15 Canteiro Central • As principais funções do canteiro central são: - separar os fluxos de tráfego de sentidos opostos; - oferecer área de recuperação para veículos desgovernados e espaço para paradas em situações de emergência; - diminuir o ofuscamento causado por veículos aproximando- se em sentido oposto. Elementos da Seção Transversal 16 Canteiro Central • O canteiro central pode ser empregado em rodovias de pista dupla, classes 0 e I-A. • Sua utilização é desejável em vias arteriais com 4 ou mais faixas de rolamento, com duas ou mais faixas por sentido. • Sua largura contempla, por definição, a distância entre os limites das faixas de rolamento de sentidos de circulação opostos, considerando também os acostamentos internos. Elementos da Seção Transversal 17 Largura do Canteiro Central • Do ponto de vista de segurança, é desejável adotar a maior largura possível para o canteiro central. • Entretanto, canteiros centrais de largura elevada podem aumentar os custos de implantação, na medida em que envolvem elevados volumes de terraplenagem em regiões de topografia ondulada ou montanhosa. • Por outro lado, a adoção de canteiro central de elevada largura pode proporcionar algumas economias, como a dispensa da necessidade de implantação de barreiras rígidas e dispositivos contra o ofuscamento, por exemplo. Elementos da Seção Transversal 18 Largura do Canteiro Central • São desejáveis larguras entre 10 e 12 m, e até 18 m em situações favoráveis; este valor permite prever futura utilização por outro meio de transporte ou então a ampliação da própria rodovia. Elementos da Seção Transversal 19 Dispositivos de Proteção de Veículos São empregados para evitar que veículos desgovernados: • Atinjam objetos localizados nas proximidades da rodovia, tais como postes de iluminação ou sinalização, pilares de obras de arte especiais, árvores etc; • Cruzem o canteiro central e se choquem com outros veículos do fluxo de tráfego oposto; • Deixem a pista e desçam ou tombem por taludes de aterros íngremes, com declividades maiores que 1:4, com possibilidade de quedas de alturas consideráveis; • Colisão com muros de arrimo, protuberâncias rochosas ou dispositivos de drenagem de grande porte; quedas em precipícios ou em rios, etc. Elementos da Seção Transversal 20 Tipos de Dispositivos de Proteção de Veículos • Barreiras longitudinais - cuja função é redirecionar veículos desgovernados. Podem ser dispostas ao longo da rodovia tanto pelo lado externo da pista como junto aos canteiros centrais. São classificadas em três categorias: flexível, semi- rígida e rígida; • Atenuadores de impacto de veículos - cuja função é desacelerar os veículos desgovernados até a sua parada. Raio Mínimo da Curvatura Horizontal 21 Raio Mínimo da Curvatura Horizontal 22 •Valores máximos admissíveis de coeficientes de atrito lateral em função da velocidade de projeto: Raio Mínimo da Curvatura Horizontal 23 Exemplo: Calcular o raio mínimo de uma curva circular para uma velocidade diretriz de 80km/h, coeficiente máximo de atrito transversal de 0,14 e superelevação máxima de 10%. Solução: Superelevação 24 Ao percorrer um trecho de rodovia em curva horizontal com certa velocidade, um veículo fica sujeito à ação de uma força centrífuga. Isto obriga o condutor do veículo a girar o volante no sentido da curva para manter o veículo na trajetória desejada. Para contrabalançar os efeitos dessas forças laterais, procurando oferecer aos usuários melhores condições de conforto e de segurança no percurso das curvas horizontais, utiliza-se o conceito de superelevação da pista de rolamento. Superelevação 25 A superelevação da pista de rolamento é a declividade transversal da pista nos trechos em curva, introduzida com a finalidade de reduzir ou eliminar os efeitos das forças laterais sobre os passageiros e sobre as cargas dos veículos em movimento. A superelevação é medida pela inclinação transversal da pista em relação ao plano horizontal, sendo expressa em proporção (m/m) ou em percentagem (%). Superelevação 26 Valores Máximos da Superelevação (e) Os valores máximos adotados para a superelevação no projeto de curvas horizontais (AASHTO, 1994) são determinados em função dos seguintes fatores: condições climáticas (chuvas, gelo ou neve); condições topográficas do local; tipo de área: rural ou urbana; frequência de tráfego lento no trecho considerado. Estradas rurais: valor máximo de 12%. Vias urbanas: valor máximo de 8%. Superelevação 27 Superelevação 28 Exemplo: Numa rodovia de Classe I, temos: emáx=10%, V = 90km/h. Se uma curva nesta rodovia tem raio de 900m, calcular a superelevação a ser adotada. Solução: Para V = 90 km/h fmax = 0,14 Superelevação 29 Exemplo: Numa rodovia de Classe I, temos: emáx=10%, V = 90km/h. Se uma curva nesta rodovia tem raio de 900m, calcular a superelevação a ser adotada. Solução: Superlargura 30 Superlargura é o aumento de largura necessária nas curvas para a perfeita inscrição dos veículos. As normas, manuais ou recomendações de projeto geométrico estabelecem as larguras mínimas de faixas de trânsito a adotar para as diferentes classes de projeto, levando em consideração aspectos de ordem prática, tais como as larguras máximas dos veículos de projeto e as respectivas velocidades diretrizes para projeto. Superlargura 31 Geralmente o alargamento da pista em certas curvas é necessário devido aos seguintes motivos: Nas curvas os veículos ocupam dimensões maiores que em trechos retos; Devido a efeitos de deformação visual e às dificuldades naturais de operação de um veículo pesado em trajetória curva, ocasionando a sensação de confinamento; Onde as curvas horizontais apresentam pequenos raios de curvatura; Quando o veículo de projeto tem grandes dimensões. Superlargura 32 Geralmente o alargamento da pista em certas curvas é necessário devido aos seguintes motivos: Quando o veículo percorre uma curva circular e o ângulo de ataque de suas rodas diretrizes é constante, a trajetória de cada ponto do veículo é circular. O anel circular formado pela trajetória de seus pontos externos é mais largo que o gabarito transversal do veículo em linha reta; Quando o motorista tem uma maior dificuldade em manter o veículo sobre o eixo de sua faixa de tráfego. Superlargura 33 Com a finalidade de compensar esses fatores, os trechos em curva podem ser alargados, de forma a oferecer aos usuários melhores condições de continuidade quanto à sensação de liberdade de manobra ou melhores condições de fluidez, no que diz respeito à disponibilidade de largura de faixa de trânsito. Essa largura adicional das faixas de trânsito, a ser projetada para os trechos em curva, é denominada superlargura, sendo representada pela letra “S”. Superlargura 34 • Trajetória de um veículo numa curva: Superlargura 35 Segundo o DNER, a superlagura (S) é obtida calculando a largura total da pista necessária no trecho curvo, para o veículo de projeto adotado (geralmente o CO), deduzidno a largura básica estabelecida para a pista em tangente, segundo a seguinte fórmula: 𝑺 = 𝑳𝑻 − 𝑳𝑩 Superlargura 36 Cálculo do 𝑳𝑻 (𝒎): 𝑳𝑻 = 𝟐 𝑮𝑪 + 𝑮𝑳 + 𝑮𝑭 + 𝑭𝑫 Superlargura 37 Superlargura 38 Superlargura 39 Valores de 𝑮𝑳(𝒎) adotados em função da largura da pista de rolamento em tangente (𝑳𝑩): Fazendo as devidas substituições, a fórmula geral para o cálculo da superlagura é: Superlargura 40 Para caminhões e ônibus convencionais de dois eixos e seis rodas, não articulados (veículo CO), os valores adotados para projeto são: L = 2,60 m; E = 6,10 m e F = 1,20 m. Em pistas com largura básica LB = 7,20 m e adotando o veículo CO como veículo de projeto, a equação fica reduzida a: Superlargura 41 Para veículos comerciais articulados, compostos de uma unidade tratora simples e um semi-reboque (Veículo SR), os valores adotados para projeto são: L = 2,60 m; E = 10,00 m e F = 1,20 m. Em pistas com largura básica LB = 7,20 m e adotando o veículo SR como veículo de projeto, a equação fica reduzida a: Superlargura 42 A fórmula para cálculo da superlargura anteriormente adotada pelo DNER e utilizada em alguns países, denominada fórmula de VOSHELL-PALAZZO, é: Superlargura 43 Valores dos raios acima dos quais é dispensável a superlargura: Superlargura 44 Devido a ordem de grandeza das larguras de pista usualmente adotadas, os valores teóricos da superlargura devem, na prática, ser arredondados para múltiplos de 0,20 m. Considera-se apropriado um valor mínimo de 0,40 m para justificar a adoção da superlargura. Valores menores, podem ser desprezados. Para pistas com mais de 2 faixas, o critério recomendado pelo DNER consiste em: - Para 3 faixas 𝑺′ = 𝟏, 𝟐𝟓 ∗ 𝑺 - Para 4 faixas 𝑺′ = 𝟏, 𝟓𝟎 ∗ 𝑺 Superlargura 45 Exemplo: Calcular o alargamento necessário para uma curva com as seguintes características: Raio = 400 m; Largura básica = 7,20 m; V = 100 km/h (Veículo SR). Solução: Distância de Visibilidade 46 • Distância que permita ter tempo suficiente para, a partir de um determinado estímulo, passar por todo o processo de percepção, identificação, decisão e reação. • Traduzem os padrões de visibilidade a serem proporcionados ao motorista de modo que este não sofra limitações visuais vinculadas às características geométricas da rodovia. Distância de Visibilidade 47 Distância de Visibilidade 48 • De Parada: Distâncias de visibilidade com extensão suficiente para que o motorista possa parar seu veículo a tempo de evitar colisão com objeto que represente situação de perigo; • De Ultrapassagem: Distâncias de visibilidade com extensão suficiente para permitir que os motoristas, em vias bidirecionais de duas faixas de tráfego, realizem ultrapassagens seguras sobre outros veículos ocupando a faixa de tráfego do fluxo oposto; Distância de Visibilidade 49 Distância de Visibilidade de Parada (DVP) Distância de Visibilidade 50 Distância de Visibilidade de Parada (DVP) DVP = Distância de visibilidade de parada (m); V = Velocidade de Projeto (km/h); i = Declividade longitudinal da via, em m/m (+, se ascendente; -, se descendente); f = Coeficiente de atrito longitudinal pneu/pavimento. Distância de Visibilidade 51 Distância de Visibilidade de Ultrapassagem (DU) Distância de Visibilidade 52Distância de Visibilidade de Ultrapassagem (DU) Distância de Visibilidade 53 Distância de Visibilidade de Ultrapassagem (DU) Distância de Visibilidade 54 Exemplo: Calcular a distância de visibilidade de parada recomendada numa estrada cuja velocidade diretriz é 100 km. Solução: Obrigada! Profa: Maria Victória Leal de Almeida Nascimento E mail: mvictorialan@gmail.com 55
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