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ESTRADAS DE RODAGEMESTRADAS DE RODAGEM PROJETO GEOMÉTRICOPROJETO GEOMÉTRICO Resolução dos ExercíciosResolução dos Exercícios ESTRADAS DE RODAGEM – PROJETO GEOMÉTRICO Solução dos Exercícios 2 CAPÍTULO 2CAPÍTULO 2 ELEMENTOS GEOMÉTRICOSELEMENTOS GEOMÉTRICOS DAS ESTRADASDAS ESTRADAS Glauco Pontes Filho 3 1. Calcular o raio R da curva circular da figura abaixo. Solução: Solução: ( ) ( ) m AB 66,109200275100180 22 =−+−= Aplicando a lei dos senos no triângulo ABC, temos: °=⇒=⇒°= 8732,62ˆ4560,0ˆ30 66,109 ˆ 100 A A sen sen A sen Aplicando a lei dos cossenos no triângulo isósceles ABO, temos: ⇒⋅⋅⋅−+= º7465,125cos266,109 222 R R R R m R 25,120= R d =100 m α=30º B R A C Dados: ( E,N ) A(200, 100) B(275,180) 62,8732º 90º-62,8732º = 27,1268º R R O B A 109,66 125,7465º ESTRADAS DE RODAGEM – PROJETO GEOMÉTRICO Solução dos Exercícios 4 2. Calcular os comprimentos e os azimutes dos alinhamentos da figura abaixo. Calcular também os ângulos de deflexão. Solução: Solução: º38,22 º37,48 º31,10101000 110006000arctanº180 º69,12310003000 60003000arctanº180 º57,11630006000 120006000arctanº180 º20,6860004000 60001000arctan 2 1 −=−=∆ =−=∆ = − −+= = −−+= = − −+= = − −= DE EF AB BC EF DE BC AB Az Az Az Az Az Az Az Az 1000 6000 11000 B d 4 D A d 2 E d 3 d 1 ∆2 NN EE C F ∆1 0 3000 1000 3000 4000 6000 ( ) ( ) m ABd 16,385.56000400060001000 221 =−+−== ( ) ( ) m BC d 20,708.630006000120006000 22 2 =−+−== ( ) ( ) m DE d 55,605.31000300060003000 223 =−+−== ( ) ( ) m EF d 02,099.501000110006000 224 =−+−== PONTOS E N A 1.000 4.000 B 6.000 6.000 C 12.000 3.000 D 3.000 3.000 E 6.000 1.000 F 11.000 0 Glauco Pontes Filho 5 3. (Concurso DNER) O azimute é o ângulo, no plano horizontal, de uma direção qualquer com o meridiano. O rumo de 76º 30’ SE de uma visada a vante corresponde ao azimute de: a) 103º 30’ b) 166º 30’ c) 256º 30’ d) 283º 30’ Solução: Solução: Letra aLetra a No quadrante SE, temos: Az=180º-rumo ´30º103´)30º76(º180 =−= Az 4. (Concurso DNER) Nos projetos de estradas de rodagem, os perfis longitudinais são desenhados em papel quadriculado ou milimetrado, em escalas horizontais (distâncias) e verticais (cotas), que normalmente guardam uma proporção de: a) 10:1 b) 2:3 c) 1:10 d) 3:2 Solução: Letra Solução: Letra cc Escalas horizontais – normalmente escala 1:2000 Escalas verticais – normalmente escala 1:200 10 1 1 200 2000 1 2001 20001 =⋅= 5. (Concurso DNER) Na planta de um projeto, a indicação de escala 1:500 (horizontal) significa que 1 cm no desenho equivale, no terreno, a uma distância de: a) 50 m b) 5 m c) 0,50 m d) 0,05 m Solução: Solução: Letra bLetra b 1 cm no projeto equivale a 500 cm no campo = 5 m 6. (Concurso DNER) Numa rodovia de 3.000 metros de comprimento, a numeração final da última estaca é: a) 30 b) 60 c) 150 d) 300 Solução: Solução: Letra cLetra c 3000/20 = 150 ESTRADAS DE RODAGEM – PROJETO GEOMÉTRICO Solução dos Exercícios 6 7. Calcular os comprimentos e os azimutes dos alinhamentos da figura a seguir. Calcular também os ângulos de deflexão. Solução: Solução: º20,23º45º2,68 º04,10404,149º45 º20,682000 5000arctan º45 4000 4000arctan º04,1495000 3000arctanº180 2 1 =−=−=∆ −=−=−=∆ = = = = = −+= BC CD AB BC CD BC AB Az Az Az Az Az Az Az 1000 6000 11000 3000 4000 6000 B D A d 2 d 3 NN EE d 1 0 3000 1000 ( ) ( ) md 95,830.56000100003000 22 1 =−+−= ( ) ( ) md 85,656.51000500030007000 222 =−+−= ( ) ( ) md 17,385.550007000700012000 223 =−+−= PONTOS E N A 0 6000 B 3000 1000 C 7000 5000 D 12000 7000 Glauco Pontes Filho 7 CAPÍTULO 4CAPÍTULO 4 CURVAS HORIZONTAISCURVAS HORIZONTAIS CIRCULARESCIRCULARES ESTRADAS DE RODAGEM – PROJETO GEOMÉTRICO Solução dos Exercícios 8 1. Dados ∆ = 47º 30’ e G20 = 12º, calcular T e E . Solução Solução: m R 493,9512 92,145.1 == ⇒ °⋅= 2 5,47tan493,95T mT 02,42= ⇒ °⋅= 4 5,47tan02,42 E m E 84,8= 2. Dados ∆ = 40º e E = 15 m, calcular T e R. Solução Solução: ⇒ − °=− ∆= 12 40sec 15 12sec E R m R 73,233= ⇒ °= 2 40tan73,233T mT 07,85= 3. Dados ∆ = 32º e R = 1220 m, calcular T e E . Solução Solução: ⇒ °⋅= 2 32tan1220T mT 83,349= ⇒ °⋅= 4 32tan83,349 E m E 17,49= 4. Dado R = 150 m, calcular a deflexão sobre a tangente para c = 20 m. Solução Solução: °== 639467,7150 92,145.1G ⇒°== 2 639467,7 2 Gd °= 82,3d Glauco Pontes Filho 9 5. Dados ∆ = 43º e E = 52 m, calcular o grau da curva. Solução Solução: ⇒ − °=− ∆= 12 43sec 52 12sec E R m R 3151,695= ⇒= 3151,695 92,145.1G °= 648,1G 6. Se ∆ = 30º 12’ e G20 = 2º 48’, calcular T e D. Solução Solução: 30º 12’ = 30,2º 2º 48’ = 2,8º m R 2571,4098,2 92,145.1 =°= ⇒ °⋅= 2 2,30tan2571,409T mT 43,110= ⇒° °⋅⋅ = 180 2,302571,409π D m D 72,215= 7. Usando os dados do problema anterior, e assumindo que E(PI) = 42 + 16,60, calcular as estacas do PC e do PT. Solução Solução: E(PC) = (42 + 16,60) – ( 5 + 10,43) = 37 + 6,17 E(PT) = (37 + 6,17) + (10 + 15,72) = 48 + 1,89 8. Dados ∆ = 22º 36’ , G20 = 4º e E(PC) = 40 + 15,00. Construir a tabela de locação da curva pelo método das estacas fracionárias. Solução Solução: m R 480,2864 92,145.1 =°= ⇒ °⋅= 2 6,22tan480,286T mT 24,57= ESTRADAS DE RODAGEM – PROJETO GEOMÉTRICO Solução dos Exercícios 10 ⇒° °⋅⋅= 180 6,22480,286π D m D 00,113= E(PT) = (40 + 15,00) + (5 + 13,00) = 46 + 8,00 Donde: a = 15,00 (parte fracionária do PC) b = 8,00 (parte fracionária do PT) °=°== 22 4 2 Gd °=°== 1,040 4 40 Gd m °=°⋅−=⋅−= 5,01,0)1520()20(1 md ads °=°⋅=⋅= 8,01,08m PT d bds DEFLEXÕESESTACAS SUCESSIVAS ACUMULADAS PC 40+15,00 --- --- 41 0,5º 0,5º 42 2º 2,5º43 2º 4,5º 44 2º 6,5º 45 2º 8,5º 46 2º 10,5º PT 46+8,00 0,8º 11,3º = ∆/2 (ok) 9. Dados ∆ = 47º 12’, E(PI) = 58 + 12,00. Calcular R, T , E e D para G20 = 6º. Calcular também E(PC) e E(PT). Solução Solução: ⇒°= 6 92,145.1 R m R 99,190= ⇒ °⋅= 2 2,47tan99,190T mT 44,83= ⇒ °⋅= 4 2,47tan44,83 E m E 43,17= ⇒° °⋅⋅= 180 2,4799,190π D m D 34,157= Glauco Pontes Filho 11 E(PC) = (58 + 12,00) – (4 + 3,44) = 54 + 8,56 E(PT) = (54 + 8,56) + (7 + 17,34) = 62 + 5,90 10. Dados ∆ = 24º 20’ e R = 1500 m. Locar o PC e o PT, sabendo que a estaca do PI é 360 + 12,45. Solução Solução: ⇒ °⋅= 2 333333,24tan1500T mT 40,323= ⇒° °⋅⋅= 180 333333,241500π D m D 05,637= E(PC) = (360 + 12,45) – (16 + 3,40) = 344 + 9,05 E(PT) = (344 + 9,05) + (31 + 17,05) = 376 + 6,10 11. Dados ∆ = 22º 36’ e T = 250 m, calcular G20 e D. Solução Solução: 22º 36’ = 22,6º mT R 13,251.1 2 6,22tan 250 2tan = °= ∆= ⇒== 13,251.1 92,145.192,145.1 20 R G °= 9159,020G ⇒° °⋅⋅= 180 333333,241500π D m D 05,637= 12. Calcular o desenvolvimento de uma curva circular de raio R = 1524 m e ângulo central ∆ = 32º. Solução Solução: ⇒° °⋅⋅= 180 321524π D m D 16,851= ESTRADAS DE RODAGEM – PROJETO GEOMÉTRICO Solução dos Exercícios12 13. (Concurso DNER) Numa curva circular com um raio de 170 m, queremos locar um ponto logo à frente do ponto de curvatura (PC). Sabemos que o comprimento do arco é de 20 m. A soma das coordenadas sobre a tangente deste ponto são (considerar sen 3,3703º = 0,058789 e cos 3,3703º = 0,9983): a) 0,168 m b) 0,924 m c) 1,848 m d) 21,14 m Solução Solução: Letra d °=°== °=== 3703,32 7407,6 2 7407,6170 92,145.192,145.1 Gd R G m y x m x xd m y yd 14,21 9654,193703,3cos2020cos 1758,13703,3sin2020sin =+ =°⋅=⇒= =°⋅=⇒= 14. Demonstrar que: ∆⋅= 4tanT E Da trigonometria, temos: =− 2tansin cos1 x x x = − 4tan 2sin 2cos1 x x x ∆⋅= ∆ ∆− ⋅= ∆ ∆− ⋅ ∆ ∆⋅ = ∆ ∆− ⋅ ∆ = − ∆ ⋅= 4tan 2sin 2cos1 2cos 2cos1 2sin 2cos 2cos 2cos1 2tan 1 2cos 1 T T E T T R E x y 20 m d G Glauco Pontes Filho 13 15. Dados ∆=30º, R=680 m e E(PI)=205+2,52, calcular G, T, D, E(PC) e E(PT). ⇒= 680 92,145.1 20G °= 69,1G ⇒ °⋅= 2 30tan680T mT 21,182= ⇒° °⋅⋅= 180 30680π D m D 05,356= E(PC) = (205 + 2,52) – ( 9 + 2,21) = 196 + 0,31 E(PT) = (196 + 0,31) + (17 + 16,05) = 62 + 5,90 16. (*) Em uma curva horizontal circular, conhecem-se os seguintes elementos: G20=1º, E(PC)=55 + 9,83 e E(PT)=81 + 9,83. Se alterarmos o raio dessa curva para 2000 m, qual será a estaca do novo PT? Solução: Solução: D = E(PT) – E(PC) = (81 + 9,83) – (55 + 9,83) = 26 estacas = 520 m m R 92,145.11 92,145.1 == °=⋅°=⋅==∆ 2620 5201 c DG AC mT 56,2642 26tan92,145.1 = °⋅= E(PI) = E(PC) + T = (55 + 9,83) + (13 + 4,56) = 68 + 14,39 Novo raio: R = 2.000 m mest mT 74,12374,461 2 26tan2000´ +== °⋅= mest m D 57,74557,907180 262000´ +==° °⋅⋅= π E(PC´) = (68 + 14,39) – (23 + 1,74) = 45 + 12,65 E(PT´) = (45 + 12,65) + (45 + 7,57) = 91 + 0,22 ESTRADAS DE RODAGEM – PROJETO GEOMÉTRICO Solução dos Exercícios 14 17. (*) Dado o traçado da figura, adotar para as curvas 1 e 2 os maiores raios possíveis. Solução: Solução: Para obtermos os maiores raios possíveis, devemos ter: T1 = d1 , T2 = d3 e T1+T2≤ d2 ⇒°= ∆= 14tan 135 2tan 1 1 1 T R m R 46,5411 = ⇒°= ∆= 16tan 48,85 2tan 2 2 2 T R m R 10,2982 = T1+T2 = 135 + 85,48 = 220,48 < 229,52 (OK!) 18. (*) Com relação ao problema anterior, supondo-se que as distâncias de 0 a PI1 e PI2 a F sejam suficientemente grandes, escolher um valor único para o raio das duas curvas de forma que esse valor seja o maior possível. Solução: Solução: Devemos ter: T1+T2 = d2 = 229,52 m m R R R 15,428º16tanº14tan 52,229 52,2292tan2tan 21 =+= = ∆⋅+ ∆⋅ PI1 ∆2=32º ∆1=28º PI2 O d 1=135 m d 2=229,52 m d 3=85,48 m F Glauco Pontes Filho 15 19. (*) Em um trecho de rodovia temos duas curvas circulares simples. A primeira começando na estaca 10+0,00 e terminando na estaca 20+9,43 com 300 m de raio. A segunda começando na estaca 35+14,61 e terminando na estaca 75+0,00 com 1500 m de raio. Deseja-se aumentar o raio da primeira curva para 600 m sem alterar a extensão total do trecho. Qual deverá ser o raio da segunda curva? Dados: ∆1=40º e ∆2=30º. Solução: Solução: T 1 = 300 tan(20º) = 109,19 m T 2 = 1500 tan(15º) = 401,92 m L = (35 + 14,61) – (20 + 9,43) = 305,18 m Dist(PI1 - PI2) = T 1 + L +T 2 = 109,19 + 305,18 + 401,92 = 816,29 m C = Extensão total do trecho = est 75 – est 10 = 65 estacas = 1300 m = D1 + L + D2 T 1´= 600 tan(20º) = 218,38m T 2´= R2´ tan(15º) L´= Dist(PI1 - PI2) – T 1´– T 2´= 816,29 – 218,38 – R2´ tan(15º) = 597,91 – 0,26795 R2´ m D 88,418180 40600´1 =° °⋅⋅= π ´5236,0180 30´´ 222 R R D =° °⋅⋅= π C = D1´+ L´ + D2´ = 418,88 + 597,91 – 0,26795 R2´ + 0,5236 R2´ = 1300 m R 8,107.1´2 = 35+14,61 ∆2 = 30º D1 ∆1 = 40º 20+9,43 75+0,00 10+0,00 D2 R1 = 300 R2 = 1500 L = 305,18 ∆2 = 30º ∆1 = 40º R1´= 600 R2´= ??? L´ D1´ D2´ T 2´ T 1´ ESTRADAS DE RODAGEM – PROJETO GEOMÉTRICO Solução dos Exercícios 16 20. (*) A figura mostra a planta de um trecho de rodovia com duas curvas de mesmo sentido, desejando-se substituir estas duas curvas por uma curva única de raio R. Calcular o valor de R para que o PC da nova curva coincida com o PC1 do traçado antigo (início da curva 1). Solução: Solução: T 1 = 400 tan(15º) = 107,18 m T 2 = 500 tan(10º) = 88,16 m Aplicando a Lei dos Senos, temos: ° ++=° 130sin 20 20sin 21 T T x x = 96,14 m T = T 1 + x = 107,18 + 96,14 = 203,32 m ⇒ °= 2 50tan 32,203 R m R 02,436= 21. (*) A figura mostra a planta de um traçado com duas curvas circulares. Calcular as estacas dos PI’s e a estaca final do traçado. R1=1200 m R2=1600 m d 1 PI1 ∆2=30º ∆1=46º PI2Est. 0+0,00 d 1=1080 m d 2=2141,25 m d 3=1809,10 m d 2 d 3 F PI1 PC1 PT1 PC2 PI2 PT2 D=20 m CURVA 1 R1 = 400 m CURVA 2 R2 = 500 m 30º 20º 20º+30º=50º 20º30º 130º PC1=PC T x T1 T 1 +20+T 2 Glauco Pontes Filho 17 Solução: Solução: CURVA 1: E(PI1) = d 1 = 54 + 0,00 ⇒ °⋅= 2 46tan12001T mT 37,5091 = ⇒° °⋅⋅= 180 4612001 π D m D 42,9631 = E(PC1) = (54 + 0,00) – (25 + 9,37) = 28 + 10,63 E(PT1) = (28 + 10,63) + (48 + 3,42) = 76 + 14,05 CURVA 2: E(PI2) = E(PT1) + d 2 – T 1 E(PI2) = (76 + 14,05) + (107 + 1,25) – (25 + 9,37) = 158 + 5,93 ⇒ °⋅= 2 30tan16002T mT 72,4282 = ⇒° °⋅⋅= 180 301600 2 π D m D 76,8372 = E(PC2) = (158 + 5,93) – (21 + 8,72) = 136 + 17,21 E(PT2) = (136 + 17,21) + (41 + 17,76) = 178 + 14,97 E(F) = E(PT2) + d 3 – T 2 = (178 + 14,97) + (90 + 9,10) – (21 + 8,72) = 247 + 15,35 22. Calcular as curvas circulares abaixo {G, T, D, E, E(PC), E(PT), d, dm}: a) E(PI) = 202 + 2,50 ∆ = 52º R = 650 m c = 20 m b) E(PI) = 1345 + 12,73 ∆ = 10º R =2000 m c = 20 m c) E(PI) = 376 + 19,50 ∆ = 64º 20' R = 350 m c = 10 m d) E(PI) = 467 + 3,75 ∆ = 80º R = 200 m c = 5 m Solução: Solução: a) ⇒⋅ ⋅=⋅ ⋅= )650( )20(º180º180 π π R cG ´´47´451762954,1 °=°=G ⇒ °⋅= ∆⋅= 2 52tan6502tan RT mT 03,317= ⇒° °⋅⋅=∆⋅⋅= 180 52650 º180 π π R D m D 92,589= ESTRADAS DE RODAGEM – PROJETO GEOMÉTRICO Solução dos Exercícios 18 ⇒ °⋅= ∆⋅= 4 52tan03,3174tanT E m E 19,73= ´´53´520881477,02 762954,1 2 °=°= °== Gd ´´39´020044074,040 762954,1 )20(22 °=°= °=⋅== G c Gd m E(PC) = (202 + 2,50) – (15 + 17,03) = 186 + 5,47 E(PT) = (186 + 5,47) + (29 + 9,92) = 215 + 15,39 b) T = 174,98 m D = 349,07 m E = 7,64 m G = 0,572958º = 0º 34’ 23” d = 0,28648º = 0º 17’ 11” dm= 0,01432º = 0º 0’ 52” E(PC) = 1336 + 17,75 E(PT) = 1354 + 6,82 c) T = 220,12 m D = 392,99 m E = 63,47 m G = 1,637022º = 1º 38’ 13” d = 0,81851º = 0º 49’ 7” dm= 0,08185º = 0º 4’ 55” E(PC) = 365 + 19,38 E(PT) = 385 + 12,37 d) T = 167,82 m D = 279,25 mE = 61,08 m G = 1 ,432394º = 1º 25’ 57” d = 0,7162º = 0º 42’ 58” dm= 0,14324º = 0º 8’ 36” E(PC) = 458 + 15,93 E(PT) = 472 + 15,18 Glauco Pontes Filho 19 23. Repetir a questão anterior adotandopara G um valor múltiplo de 40’. Construir as tabelas de locação das curvas (R > R’). Solução: Solução: a) ⇒⋅ ⋅=⋅ ⋅= )650( )20(º180º180 π π R cG '77724,105)60(762954,1 =⋅°=G Adotando um múltiplo de 40’, temos: G = 80’ = 1º 20’ = 1,333333º m G c Rnovo 437,859)º333333,1( )20(º180º180 =⋅ ⋅=⋅ ⋅= π π ⇒ °⋅= ∆⋅= 2 52tan437,8592tan RT mT 18,419= ⇒° °⋅⋅=∆⋅⋅= 180 52437,859 º180 π π R D m D 00,780= ⇒ °⋅= ∆⋅= 4 52tan18,4194tanT E m E 78,96= ´4002 '201 2 °= °== Gd '2040 '201 )20(22 °= °=⋅== G c Gd m E(PC) = (202 + 2,50) – (20 + 19,18) = 181 + 3,32 E(PT) = (181 + 3,32) + (39 + 0,00) = 220 + 3,32 ESTRADAS DE RODAGEM – PROJETO GEOMÉTRICO Solução dos Exercícios 20 ESTACAS DEFLEXÕES SUCESSIVAS ACUMULADASINT FRAC grau min seg grau min seg 181 3,32 0 0 0 0 0 0 182 0 33 22 0 33 22 183 0 40 0 1 13 22 184 0 40 0 1 53 22 185 0 40 0 2 33 22 186 0 40 0 3 13 22 187 0 40 0 3 53 22 188 0 40 0 4 33 22 189 0 40 0 5 13 22 190 0 40 0 5 53 22 191 0 40 0 6 33 22 192 0 40 0 7 13 22 193 0 40 0 7 53 22 194 0 40 0 8 33 22 195 0 40 0 9 13 22 196 0 40 0 9 53 22 197 0 40 0 10 33 22 198 0 40 0 11 13 22 199 0 40 0 11 53 22 200 0 40 0 12 33 22 201 0 40 0 13 13 22 202 0 40 0 13 53 22 203 0 40 0 14 33 22 204 0 40 0 15 13 22 205 0 40 0 15 53 22 206 0 40 0 16 33 22 207 0 40 0 17 13 22 208 0 40 0 17 53 22 209 0 40 0 18 33 22 210 0 40 0 19 13 22 211 0 40 0 19 53 22 212 0 40 0 20 33 22 213 0 40 0 21 13 22 214 0 40 0 21 53 22215 0 40 0 22 33 22 216 0 40 0 23 13 22 217 0 40 0 23 53 22 218 0 40 0 24 33 22 219 0 40 0 25 13 22 220 0 40 0 25 53 22 220 3,32 0 6 38 26 0 0 Glauco Pontes Filho 21 b) '3774,34)60(5729565,0)2000( )20(º180º180 =⋅°=⋅ ⋅=⋅ ⋅= π π R cG Adotando um múltiplo de 40’, temos: G = 40’ = 0,66666667º m G c Rnovo 87,718.1)º66666667,0( )20(º180º180 =⋅ ⋅=⋅ ⋅= π π Logo: T = 150,38 m D = 300,00 m E = 6,57 m graus min. seg. G = 0,66666 º = 0 40 0 d = 0,33333 º = 0 20 0 dm= 0,016667 º = 0 1 0 E(PC) = 1338 + 2,35 E(PT) = 1353 + 2,35 ESTACAS DEFLEXÕES SUCESSIVAS ACUMULADASINT FRAC grau min seg grau min seg 1338 2,35 0 0 0 0 0 0 1339 0 17 39 0 17 39 1340 0 20 0 0 37 39 1341 0 20 0 0 57 39 1342 0 20 0 1 17 39 1343 0 20 0 1 37 39 1344 0 20 0 1 57 39 1345 0 20 0 2 17 39 1346 0 20 0 2 37 39 1347 0 20 0 2 57 39 1348 0 20 0 3 17 39 1349 0 20 0 3 37 39 1350 0 20 0 3 57 39 1351 0 20 0 4 17 39 1352 0 20 0 4 37 39 1353 0 20 0 4 57 39 1353 2,35 0 2 21 5 0 0 ESTRADAS DE RODAGEM – PROJETO GEOMÉTRICO Solução dos Exercícios 22 c) '22111,98)60(637018,1)350( )10(º180º180 =⋅°=⋅ ⋅=⋅ ⋅= π π R cG Adotando um múltiplo de 40’, temos: G = 80’ = 1º 20’ = 1,333333º m G c Rnovo 72,429)º333333,1( )10(º180º180 =⋅ ⋅=⋅ ⋅= π π Logo: T = 270,26 m D = 482,50 m E = 77,92 m graus min. seg. G = 1,3333 º = 1 20 0 d = 0,66666 º = 0 40 0 dm= 0,066666 º = 0 4 0 E(PC) = 363 + 9,24 E(PT) = 387 + 11,74 d) '943468,85)60(4323911,1)200( )5(º180º180 =⋅°=⋅ ⋅=⋅ ⋅= π π R cG Adotando um múltiplo de 40’, temos: G = 80’ = 1º 20’ = 1,333333º m G c Rnovo 859,214)º333333,1( )5(º180º180 =⋅ ⋅=⋅ ⋅= π π Logo: T = 180,29 m D = 300,00 m E = 65,62 m graus min. seg.G = 1,33333 º = 1 20 0 d = 0,666666 º = 0 40 0 dm= 0,133333 º = 0 8 0 E(PC) = 458 + 3,46 E(PT) = 473 + 3,46 Glauco Pontes Filho 23 24. A figura mostra a planta de um traçado com duas curvas circulares. Calcular as estacas dos pontos notáveis das curvas (PC, PI e PT) e a estaca inicial do traçado, sabendo que a estaca do ponto F é 540 + 15,00. Solução: Solução: mT 37,4002 40tan11001 = °⋅= m D 95,767180 4011001 =° °⋅⋅= π mT 95,4722 35tan15002 = °⋅= m D 30,916180 351500 2 ° °⋅⋅= π E(PT2) = 10.815-1.800+472,95 = 9.487,95 m = 474 est + 7,95m E(PC2) = 9.487,95 – 916,30 = 8.571,65 m = 428 + 11,65 E(PI2) = 8.571,65 + 472,95 = 9.044,60 m = 452 + 4,60 E(PT1) = 9.044,60 – 2.200 + 400,37 = 7.244,97 m = 362 + 4,97 E(PC1) = 7.244,97 – 767,95 = 6.477,02 m = 323 + 17,02 E(PI1) = 6.477,02 + 400,37 = 6.877,39 m = 343 + 17,39 E(A) = 6.877,39 – 1.000 = 5.877,39 m = 293 + 17,39 R2=1500 m d 2 = 2200 m ∆2=35º ∆1=40ºd 1 = 1000 m PI2 d 3 = 1800 m PI1 A R1=1100 m F PC1 PT1 PC2 PT2 ESTRADAS DE RODAGEM – PROJETO GEOMÉTRICO Solução dos Exercícios 24 25. (*) Em um traçado com curvas horizontais circulares, conforme esquema da figura, desejando-se fazer R 1 = R 2: a) qual o maior raio possível? b) qual o maior raio que se consegue usar, deixando um trecho reto de 80 m entre as curvas? Solução: Solução: a) T 1 = R tan(20º) T 2 = R tan(14º) T 1 + T 2 = 720 = R ( tan 20º + tan 14º) R = 1.173,98 m b) T 1 + T 2 = 720 – 80 = R ( tan 20º + tan 14º) R = 1.044,05 m 26. (EXAME NACIONAL DE CURSOS-1997) No projeto básico de um trecho da BR-101, a primeira tangente fez uma deflexão à direita de 90º, com o objetivo de preservar uma área de mata Atlântica. Originou-se o PI-1, localizado na estaca 81 + 19,00. Para a concordância horizontal necessária a essa deflexão, usou-se uma curva circular de raio igual a 600,00 metros. Quais as estacas dos pontos notáveis da curva (PC e PT)? Solução: Solução: 00,0306002 90tan600 +== °⋅= mT 48,24748,942180 90600 +==° °⋅⋅= m D π E(PC) = (81 + 19,00) – (30 + 0,00) = 51 + 19,00 E(PT) = (51 + 19,00) + (47 + 2,48) = 99 + 1,48 ∆1 = 40º ∆2 = 28º 720 m Glauco Pontes Filho 25 27. (*) Deseja-se projetar um ramo de cruzamento com duas curvas reversas, conforme figura. A estaca zero do ramo coincide com a estaca 820 e o PT2 coincide com a estaca 837+1,42 da estrada tronco. Calcular os valores de R 1, R 2, E(PI1) e E(PT2). Solução: Solução: m R R R 42,341)00,0820()42,1837(2 222 =+−+=++ ⇒+= 22 42,341 2 R m R 00,1002 = ⇒= 42,34121 R m R 42,2411 = m D 61,189180 4542,241 1 =° °⋅⋅= π m D 62,235180 135100 2 =° °⋅⋅= π E(PI1) = (820 + 0,00) + (5 + 0,00) = 825 + 0,00 E(PT2) = 16.400 + 189,61 + 235,62 = 841 est + 5,23 m O2 O1 Est. 820 PC1 ∆1 = 45º Est. 837 + 1,42 PT2 ∆2 = 135º PT1=PC2 TRONCO PI1 PI2 45º T 1 = R2 45º 135º 45º R2 T 2 = R1 R1 R2 R2√2 45º T 2 45º R1√2 341,42 m ESTRADAS DE RODAGEM – PROJETO GEOMÉTRICO Solução dos Exercícios 26 28. A figura é um esboço do projeto de um circuito. Calcule R (em metros), sabendo que o comprimento do circuito é 7.217,64 m. Todas as curvas são circulares simples. Solução: Solução: ∑ ∑ = = R D RT 9012,8 5436,6 64,138560sin 1200 =°= x 2120045sin 1200 =°= y 88,692º60tan 1200 ==a 00,1200º45tan 1200 ==b ∑ ∑+−+++= DT z y xC 21500 7217,64 = 1385,64 + 1500 + 1200√2 + (692,88 + 1500 + 1200) – 2(6,5436 R) + 8,9012 R m R 1,181= T 1 = R⋅ tan 60º = 1,7321 R T 2 = 2 R⋅ tan 30º = 1,1547 R T 3 = 3 R⋅ tan 22,5º = 1,2426 R T 4 = R⋅ tan 67,5º = 2,4142 R D1 = π⋅ R⋅120º/180º = 2,0944 R D2 = π⋅2 R⋅60º/180º = 2,0944 R D3 = π⋅3 R⋅45º/180º = 2,3562 R D4 = π⋅ R⋅135º/180º = 2,3562 R CURVA 2 Raio = 2R CURVA 3 Raio = 3R 45º60º 1200 m 1500 m CURVA 4 Raio = R CURVA 1 Raio = R 45º60º 120º 135º 1500 ba x y z = a + 1500 + b 1200 Glauco Pontes Filho 27 29. Calcular a distância entre os pontos A e B pelos caminhos1 e 2. Solução: Solução: T = 1000 tan25º = 466,31 m t = 500 tan 25º = 233,15 m D = π⋅1000⋅50º/180º = 872,66 m d = π⋅500⋅50º/180º = 436,33m Caminho 1: 2(T-t ) + d = 2(466,31 – 233,15) + 436,33 = 902,64 m Caminho 2: d = 872,66 m 30. Calcular o comprimentodo circuito. Solução: Solução: T 1 = 200 tan 60º = 346,41 m T 2 = 300 tan 30º = 173,21 m T 3 = 400 tan 22,5º = 165,69m T 4 = 200 tan 67,5º = 482,84m D1 = π⋅200⋅120º/180º = 418,88 m D2 = π⋅300⋅60º/180º = 314,16 m D3 = π⋅400⋅45º/180º = 314,16 m D4 = π⋅200⋅135º/180º = 471,245 m ∆ = 50º b BA a V 1 21 1 r = 500 m R = 1000 m CURVA 2 R 2 = 300 CURVA 3 R 3 = 400 45º60º 3000 m CURVA 4 R 4 = 200 CURVA 1 R 1 = 200 2000 m T t d D ESTRADAS DE RODAGEM – PROJETO GEOMÉTRICO Solução dos Exercícios 28 ∑ ∑ = = 44,518.1 14,168.1 D T 40,230960sin 2000 =°= x 2200045sin 2000 =°= y 70,1154º60tan 2000 ==a 2000º45tan 2000 ==b ∑ ∑+−+++= DT z y xC 23000 C = 2309,40 + 3000 + 2000√2 + (1154,70 + 3000 + 2000) – 2(1168,14) + 1518,44 mC 7,474.13= 34. Dadas as curvas reversas da figura, calcular o comprimento do trecho entre os pontos A e B e os raios das curvas. 2,1 572 2 1 21 = = T T mV V Solução: Solução: mT mT T T T T 00,31200,2605722,1 572 1222 21 =⇒=⇒=+ =+ m Dm D m Rm R 65,504º180 º34422,85045,598º180 º40213,857 422,850 2 º34tan 260213,857 2 º40tan 312 21 21 =⋅⋅==⋅⋅= = == = π π m D D 10,103.121 =+ V 1 A ∆1 = 40º V 2 B ∆2 = 34º C 45º60º 120º 135º 3000 ba x y z = a + 3000 + b 2000 Glauco Pontes Filho 29 36. (*) Considere a localização em planta das tangentes de uma curva (figura 1) e a seção transversal da estrada (figura 2). Pede-se: a) Raio mínimo da curva circular. Verificar condição mínima de visibilidade e determinar o afastamento mínimo necessário do talude para uso do raio mínimo quanto à estabilidade. b) Calcular todos os elementos da curva circular. c) Calcular as coordenadas ( x,y) dos pontos PC e PT da curva escolhida. ADOTAR: Velocidade de projeto, V = 100 km/h Coeficiente de atrito longitudinal, f L = 0,3 Máximo coeficiente de atrito transversal, f T = 0,13 Rampa, i = 0% emax = 12% a) Cálculo do raio mínimo, distância de parada e afastamento lateral livre de obstáculos: ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) m R D M m i f V V D m f e V R necessário L T 99,1596,3148 72,200 8 72,20003,0255 1001007,02557,0 96,31413,012,0127 100 127 22 22 2 max 2 min ≅== =++=++= =+=+= 75,7=existente M Afastamento do talude = M necessário - M existente = 15,99 – 7,75 = 8,24m PC PT y ∆=30ºPI x fig. 1 3,503,50 1:1 0,75 7,75fig. 2 8,24 m ESTRADAS DE RODAGEM – PROJETO GEOMÉTRICO Solução dos Exercícios 30 CAPÍTULO 5CAPÍTULO 5 CURVAS HORIZONTAISCURVAS HORIZONTAIS DE TRANSIÇÃODE TRANSIÇÃO Glauco Pontes Filho 31 1. Calcular as curvas de transição abaixo: a) E(PI) = 342 + 2,50 ∆ = 55º Rc= 680 m V = 80 km/h b) E(PI) = 1350 + 12,73 ∆ = 12º Rc=2100 m V =120 km/h c) E(PI) = 476 + 9,50 ∆ = 66º24' Rc= 830 m V =100 km/h d) E(PI) = 757 + 6,75 ∆ = 82º Rc= 600 m V = 70 km/h Solução: Solução: a) m R V Lsmín 11,27680 80036,0036,0 33 =⋅== m R Ls cmáx 75,652180 55680 180 =° ⋅°⋅=° ⋅∆⋅= π π Adotando Ls = 120 m (>0,56V), temos: ( ) [ ] ( ) ( ) m p Rk TT mrad RY p mrad sen sen R X k mrad R D rad m LY m L X rad R L c sc s sc s rad c s s s s s s s s s c s s 43,4142 55tan88,068098,592tan 88,0)088235,0cos(168053,3cos1 98,59)088235,0(68091,119 75,532)783461,0(680 783461,0)088235,0(2180552 53,342 088235,0 3 088235,0120423 91,119216 088235,0 10 088235,01120216101 088235,06802 120 2 33 4242 = °⋅++= ∆⋅++= =−⋅−=−⋅−= =⋅−=⋅−= =⋅=⋅= =⋅−°⋅°=⋅−∆= = −⋅= −⋅= = +−⋅= +−⋅= =⋅=⋅= θ θ φ π θ φ θ θ θ θ θ E(TS) = E(PI) – [TT ] = (342 + 2,50) – (20 + 14,43) = 321 + 8,07 E(SC) = E(TS) + [ LS] = (321 + 8,07) + (6 + 0,00) = 327 + 8,07 E(CS) = E(SC) + [ D] = (327 + 8,07) + (26 + 12,75) = 354 + 0,82 E(ST) = E(CS) + [ LS] = (354 + 0,82) + (6 + 0,00) = 360 + 0,82 ESTRADAS DE RODAGEM – PROJETO GEOMÉTRICO Solução dos Exercícios 32 b) m R V Lsmín 62,292100 120036,0036,0 33 =⋅== m R Ls cmáx 824,439180 122100 180 =° ⋅°⋅=° ⋅∆⋅= π π Adotando Ls = 100 m (>0,56V), temos: θ s = 0,023810 rad X s = 99,99 m Y s = 0,79 m k = 50,00 m p = 0,20 m TT = 270,74 m φ = 0,161820 rad D = 339,82 m E(TS) = 1337 + 1,99 E(SC) = 1342 + 1,99 E(CS) = 1359 + 1,81 E(ST) = 1364 + 1,81 c) m R V Lsmín 37,43830 100036,0036,0 33 =⋅== m R Ls cmáx 89,961180 4,66830 180 =° ⋅°⋅=° ⋅∆⋅= π π Adotando Ls = 100 m (>0,56V), temos: θ s = 0,060241 rad X s = 99,96 m Y s = 2,01 m k = 49,99 m p = 0,50 mTT = 593,46 m φ = 1,038417 rad D = 861,89 m E(TS) = 446 + 16,04 E(SC) = 451 + 16,04 E(CS) = 494 + 17,93 E(ST) = 499 + 17,93 Glauco Pontes Filho 33 d) m R V Lsmín 58,20600 70036,0036,0 33 =⋅== m R Ls cmáx 70,858180 82600 180 =° ⋅°⋅=° ⋅∆⋅= π π Adotando Ls = 120 m (>0,56V), temos: θ s = 0,100000 rad X s = 119,88 m Y s = 4,00 m k = 59,98 m p = 1,00 m TT = 582,42 m φ = 1,231170 rad D = 738,70 m E(TS) = 728 + 4,33 E(SC) = 734 + 4,33 E(CS) = 771 + 3,03 E(ST) = 777 + 3,03 2. Construir as tabelas de locação do 1º ramo de transição das curvas da questão anterior. Solução: Solução: a) Cálculos para a linha correspondente à estaca 327 + 0,00 ''58'271864056,111 862960,2arctanarctan 86296,242 076767,0 3 076767,093,111423 864056,111216 076767,0 10 076767,0193,111216101 076767,01206802 93,111 2 33 4242 22 °= = = = −⋅= −⋅= = +−⋅= +−⋅= =⋅⋅=⋅⋅= X Y i m LY m L X rad L R L sc θ θ θ θ θ ESTRADAS DE RODAGEM – PROJETO GEOMÉTRICO Solução dos Exercícios 34 TABELA DE LOCAÇÃO (por estacas inteiras) ESTACA i INT FRAC L θ X Y grau min seg 321 8,07 --- --- --- --- --- --- 322 11,93 0,000872 11,93 0,00 0 0 60 323 31,93 0,006247 31,93 0,07 0 7 10 324 51,93 0,016524 51,93 0,29 0 18 56 325 71,93 0,031703 71,92 0,76 0 36 20 326 91,93 0,051784 91,91 1,59 0 59 20 327 111,93 0,076767 111,86 2,86 1 27 58 327 8,07 120 0,088235 119,91 3,53 1 41 6 js = θs – is = 3º 22’ 14” b) ESTACA i INT FRAC L θ X Y grau min seg 1337 1,99 --- --- --- --- --- --- 1338 18,01 0,000772 18,01 0,00 0 0 53 1339 38,01 0,003440 38,01 0,04 0 3 57 1340 58,01 0,008012 58,01 0,15 0 9 11 1341 78,01 0,014489 78,01 0,38 0 16 36 1342 98,01 0,022871 98,00 0,75 0 26 13 1342 1,99 100 0,023810 99,99 0,79 0 27 17 js = θs – is = 0º 54’ 34” c) ESTACA i INT FRAC L θ X Y grau min seg 446 16,04 --- --- --- --- --- --- 447 3,96 0,000094 3,96 0,00 0 0 6 448 23,96 0,003458 23,96 0,03 0 3 58 449 43,96 0,011641 43,96 0,17 0 13 20 450 63,96 0,024644 63,96 0,53 0 28 14 451 83,96 0,042466 83,94 1,19 0 48 40 451 16,04 100 0,060241 99,96 2,01 1 9 2 js = θs – is = 2º 18’ 04” d) ESTACA i INT FRAC L θ X Y grau min seg 728 4,33 --- --- --- --- --- ---729 15,67 0,001705 15,67 0,01 0 1 57 730 35,67 0,008836 35,67 0,11 0 10 8 731 55,67 0,021522 55,67 0,40 0 24 40 732 75,67 0,039764 75,66 1,00 0 45 34 733 95,67 0,063561 95,63 2,03 1 12 50 734 115,67 0,092914 115,57 3,58 1 46 28 734 4,33 120 0,100000 119,88 4,00 1 54 35 js = θs – is = 3º 49’ 11” Glauco Pontes Filho 35 3. Numa curva de transição, para a determinação do comprimento de transição (Ls)foi escolhido o valor J = 0,4 m/s3 (variação da aceleração centrífuga por unidade de tempo). Calcular a estaca do ST. Dados: ∆ = 50º, R c = 500 m, V p = 100 km/h e E(PI) = 210 + 0,00. Solução: Solução: m J R V L L R V J c s sc 17,1075004,0 6,3 100 3 33 =⋅ =⋅=⇒⋅= rad R L c s s 10717,05002 17,107 2 =⋅=⋅=θ m L X s s s s 05,107216 10717,0 10 10717,0117,107216101 4242 = +−⋅= +−⋅= θ θ m LY s s s s 83,342 10717,0 3 10717,017,107423 33 = −⋅= −⋅= θ θ rad s 658327,0)10717,0(2180502 =⋅−°⋅°=⋅−∆= π θ φ mest mrad R D rad c 16,91616,329)658327,0(500 +==⋅=⋅= φ mrad sen sen R X k sc s 56,53)10717,0(50005,107 =⋅−=⋅−= θ ( ) [ ] mrad RY p sc s 96,0)10717,0cos(150083,3cos1 =−⋅−=−⋅−= θ ( ) ( ) 16,71416,2872 50tan96,050056,532tan +== °⋅++= ∆⋅++= m p Rk TT c E(TS) = E(PI) – [TT ] = (210 + 0,00) – (14 + 7,16) = 195 + 12,84 E(SC) = E(TS) + [ LS] = (195 + 12,84) + (5 + 7,17) = 201 + 0,01 E(CS) = E(SC) + [ D] = (201 + 0,01) + (16 + 9,16) = 217 + 9,17 E(ST) = E(CS) + [ LS] = (217 + 9,17) + (5 + 7,17) = 222 + 16,34 ESTRADAS DE RODAGEM – PROJETO GEOMÉTRICO Solução dos Exercícios 36 4. Com relação ao exercício anterior, calcular as coordenadas X e Y da estaca 220+0,00. Solução: Solução: L = (222 + 16,34) – (220 + 0,00) = 22 est + 16,34 m = 56,334 m rad L R L sc 029618,017,1075002 34,56 2 22 =⋅⋅=⋅⋅=θ m L X 335,56216 029618,0 10 029618,0134,56216101 4242 = +−⋅= +−⋅= θ θ m LY 56,042 029618,0 3 029618,034,56423 33 = −⋅= −⋅= θ θ 5. (*) No traçado da figura, sendo V p=100 km/h, verificar se é possível projetar a curva 2 de maneira que a variação da aceleração centrífuga por unidade de tempo (J) seja a mesma para as duas curvas. Se não for possível, justificar. Dados: Curva 1: E(PI1) = 72 + 9,27 ∆1 = 11º 36’ R1 = 1000 m E(TS1) = 65 + 15,26 E(SC1) = 69 + 0,10 E(CS1) = 75 + 17,72 E(ST1) = 79 + 2,56 Curva 2: E(PI2) = 91 + 10,00 R2 = 600 m ∆2 = 40º Solução: Solução: Ls1 = E(SC1) - E(TS1) = (69 + 0,10) – (65 + 15,26) = 64,84 m D1 = E(CS1) - E(SC1) = (75 + 17,72) – (69 + 0,10) = 137,62m 2 3 3 1 /330559,084,641000 6,3 100 J sm J ==⋅ = PI2 PI1 TS1 ST1 ST CS L 50º 217+9,17 222+16,34 220+0,00 Glauco Pontes Filho 37 CÁLCULO DA CURVA 2: m J R smV Ls 07,108330559,0600 6,3 100 )/( 3 22 3 2 =⋅ =⋅= rad s 090058,06002 07,108 =⋅=θ rad s 518017,0)090058,0(2180402 =⋅−°⋅°=⋅−∆= π θ φ m L X s s s s 98,107216 090058,0 10 090058,0107,108216101 4242 = +−⋅= +−⋅= θ θ m LY s s s s 24,342 090058,0 3 090058,007,108423 33 = −⋅= −⋅= θ θ mest mrad R D rad c 81,101581,310)518017,0(600 +==⋅=⋅= φ mrad sen sen R X k sc s 02,54)090058,0(60098,107 =⋅−=⋅−= θ ( ) [ ] mrad RY p sc s 81,0)090058,0cos(160024,3cos1 =−⋅−=−⋅−= θ ( ) ( ) 70,121370,2722 40tan81,060002,542tan +== °⋅++= ∆⋅++= m p Rk TT c E(TS2) = E(PI2) – [TT 2] = (91 + 10,00) – (13 + 12,70) = 77 + 17,30 Como o início da segunda curva deve ser depois do fim da primeira (ou coincidirem), não é possível projetar a curva 2 com o J da curva 1, pois : E(TS2)=77+17,30 < E(ST1)=104+4,25. PI2 PI1 TS2 ST1 TS2 < ST1 ??? Impossível !!! ESTRADAS DE RODAGEM – PROJETO GEOMÉTRICO Solução dos Exercícios 38 6. (*) Numa curva onde a deflexão entre as tangentes (∆) é igual a 0,8 radianos, calcular a velocidade, em km/h, que a curva permite desenvolver sem que a variação da aceleração centrífuga por unidade de tempo na transição (J) ultrapasse o valor 0,5 m/s3. Dados: E(TS)=14+0,00; E(SC)=18+0,00; E(CS)=22+0,00; E(ST)=26+0,00. Solução: Solução: Ls = E(SC) - E(TS) = (18 + 0,00) – (14 + 0,00) = 80 m D = E(CS) - E(SC) = (22 + 0,00) – (18 + 0,00) = 80 m hkm smV L D J LV J R LV L R V J L D R R L D R L R R L s s c s sc s c c s c sc c s s /72/20 80008,0 80805,080 222 3 3 3 == = +⋅⋅= ∆ +⋅⋅= ⋅⋅=⇒⋅= ∆ +=⇒+=+⋅=+=+=∆ φ φ θ φ 7. (*) Numa curva horizontal, adotando-se o comprimento de transição (Ls) igual à médiaentre o comprimento mínimo e o comprimento máximo possível, calcular: a) a variação da aceleração centrífuga por unidade de tempo na transição. b) o afastamento necessário entre a curva circular e a tangente externa ( p). c) o comprimento do trecho circular da curva. Dados: V p = 80 km/h; Rc = 210 m; ∆ = 30º. Solução: Solução: m R V Lsmín 771,87210 80036,0036,0 33 =⋅== m R Ls c máx 956,109180 30210 180 =° ⋅°⋅ =° ⋅∆⋅ = π π m L s 86,982 956,109771,87 =+= rad R L c s s 235381,02102 86,98 2 =⋅=⋅=θ Glauco Pontes Filho 39 m LY s s s s 726,742 235381,0 3 235381,086,98423 33 = −⋅= −⋅= θ θ Letra a) 3 3 3 /53,086,98210 6,3 80 sm L R V J sc =⋅ =⋅= Letra b) ( ) [ ] mrad RY p sc s 94,1)235381,0cos(1210726,7cos1 =−⋅−=−⋅−= θ Letra c) rad s 052838,0)235381,0(2180302 =⋅−°⋅°=⋅−∆= π θ φ mrad R D rad c 10,11)052838,0(210 =⋅=⋅= φ 8. (*) Dado o alinhamento da figura, sendo o raio da curva 1 igual a 500 m e fixada a velocidade de projeto V p=72 km/h, calcular as estacas dos pontos TS1, SC1, CS1, ST1, PC2, PT2 e estaca final do trecho, respeitando as seguintes condições: a) a curva 1 terá transições simétricas de comprimento Ls, calculado para uma variação de aceleração centrífuga por unidade de tempo J=0,2 m/s3; b) a curva 2 será uma curva circular sem transições; c) entre o ST1 e o PC2 existe um trecho em tangente de comprimento 200 m; d) a curva 2 terá o maior raio possível, respeitadas as condições a, b e c. Solução: Solução: CÁLCULO DA CURVA 1: m J R V L L R V J c s sc 805002,0 6,3 72 3 33 =⋅ =⋅=⇒⋅= rad R L c s s 08,05002 80 2 =⋅=⋅=θ 452,66 m ∆2=24º ∆1=24º CURVA 2 1000 m PI2 1000 m PI1 EST. 0 CURVA 1 F ESTRADAS DE RODAGEM – PROJETO GEOMÉTRICO Solução dos Exercícios 40 m L X s s s s 95,79216 08,0 10 08,0180216101 4242 = +−⋅= +−⋅= θ θ m LY s s s s 13,242 08,0 3 08,080423 33 = −⋅= −⋅= θ θ rad s 258880,0)08,0(2 180 242 =⋅− ° ⋅°=⋅−∆= π θ φ mest mrad R D rad c 44,9644,129)258880,0(500 +==⋅=⋅= φ mrad sen sen R X k sc s 99,39)08,0(50095,79 =⋅−=⋅−= θ ( ) [ ] mrad RY p sc s 53,0)08,0cos(150013,2cos1 =−⋅−=−⋅−= θ ( ) ( ) 38,6738,1462 24tan53,050099,392tan +== °⋅++= ∆⋅++= m p Rk TT c E(TS) = E(PI) – [TT ] = (50 + 0,00) – (7 + 6,38) = 42 + 13,62 E(SC) = E(TS) + [ LS] = (42 + 13,62) + (4 + 0,00) = 46 + 16,32 E(CS) = E(SC) + [ D] = (46 + 16,32) + (6 + 9,44) = 53 + 3,06 E(ST) = E(CS) + [ LS] = (53 + 3,06) + (4 + 0,00) = 57 + 3,06 CÁLCULO DA CURVA 2: E(PC2) = E(ST1) + 200 m = (57 + 3,06) + (10 + 0,00) = 67 + 3,06 = 1.343,06 m T = 452,66 – TT – 200 = 452,66 – 146,38 – 200 = 106,28 m mT R 01,500 2 º24tan 28,106 2tan 2 = = ∆= m D 44,209180 2401,500 =° °⋅⋅= π E(PT2) = E(PC2) + D = 1.343,06 + 209,44 = 1.552,50 m = 77 + 12,50 E(F) = E(PT2) + 1000m - T = 1.552,50 + 1.000 – 106,28 = 2.446,22m =122 + 6,22 Glauco Pontes Filho 41 9. (*) Dada a curva horizontal da figura, calcular os valores de X e Y do ponto P que está na estaca 100 + 0,00. Dados: R c = 350 m, E(PI) = 90 + 15,00, Ls = 150 m e ∆ = 60º. Solução: Solução: rad R L c s s 214286,03502 150 2 =⋅=⋅=θ m L X s s s s 31,149216 214286,0 10 214286,01150216101 4242 = +−⋅= +−⋅= θ θ m LY s s s s 68,1042 214286,0 3 214286,0150423 33 = −⋅= −⋅= θ θ rad s 618626,0)214286,0(2180602 =⋅−°⋅°=⋅−∆= π θ φ 52,161052,216)618626,0(350 +==⋅=⋅= mrad R D rad c φ mrad sen sen R X k sc s 89,74)214286,0(35031,149 =⋅−=⋅−= θ ( ) [ ] mrad RY p sc s 674,2)214286,0cos(135068,10cos1 =−⋅−=−⋅−= θ ( ) ( ) 50,181350,2782 60tan674,235089,742tan +== °⋅++= ∆⋅++= m p Rk TT c E(TS) = E(PI) – [TT ] = (90 + 15,00) – (13 + 18,50) = 76 + 16,50 E(SC) = E(TS) + [ LS] = (76 + 16,50) + ( 7 + 10,00) = 84 + 6,50 E(CS) = E(SC) + [ D] = (84 + 6,50) + (10 + 16,52) = 95 + 3,02 E(ST) = E(CS) + [ LS] = (95 + 3,02) + ( 7 + 10,00) = 102 + 13,02 L = (102 + 13,02) – (100 + 0,00) L = 2 est + 13,02 m = 53,02 m rad L R L sc 026773,0 1503502 02,53 2 22 = ⋅⋅ = ⋅⋅ =θ m L X 02,53216 026773,0 10 026773,0102,53216101 4242 = +−⋅= +−⋅= θ θ m LY 47,042 026773,0 3 026773,002,53423 33 = −⋅= −⋅= θ θ ST CS L 60º 95+3,02 102+13,02 100+0,00 ESTRADAS DE RODAGEM – PROJETO GEOMÉTRICO Solução dos Exercícios 42 10. (*) Deseja-se projetar uma curva de transição com J = 0,4 m/s3. Calcular a deflexão que deve ser dada no aparelho (colocado sobre o TS) para locar a estaca 200. Dados: V p=100 km/h, ∆=40º, R c=600 m, E(PI) = 209 + 3,23. Solução: Solução: m J R V L L R V J c s sc 31,896004,0 6,3 100 3 33 =⋅ =⋅=⇒⋅= rad R L c s s 074425,06002 31,892 =⋅=⋅=θ m L X s s s s 26,89216 074425,0 10 074425,0131,89216101 4242 = +−⋅= +−⋅= θ θ m LY s s s s 21,242 074425,0 3 074425,031,89423 33 = −⋅= −⋅= θ θ rad s 549283,0)074425,0(2180402 =⋅−°⋅°=⋅−∆= π θ φ mest mrad R D rad c 57,91657,329)549283,0(600 +==⋅=⋅= φ mrad sen sen R X k sc s 65,44)074425,0(60026,89 =⋅−=⋅−= θ ( ) [ ] mrad RY p sc s 554,0)074425,0cos(160021,2cos1 =−⋅−=−⋅−= θ ( ) ( ) 23,31323,2632 40tan554,060065,442tan +== °⋅++= ∆⋅++= m p Rk TT c E(TS) = E(PI) – [TT ] = (209 + 3,23) – (13 + 3,23) = 196 + 0,00 E(SC) = E(TS) + [ LS] = (196 + 0,00) + ( 4 + 9,31) = 200 + 9,31 E(CS) = E(SC) + [ D] = (200 + 9,31) + (16 + 9,57) = 216 + 18,87 E(ST) = E(CS) + [ LS] = (216 + 18,87) + ( 4 + 9,31) = 221 + 8,18 L = (200 + 0,00) – (196 + 0,00) = 4 est + 0,00 m = 80 m rad L R L sc 029618,017,1075002 34,56 2 22 =⋅⋅=⋅⋅=θ m L X 335,56216 029618,0 10 029618,0134,56216101 4242 = +−⋅= +−⋅= θ θ m LY 56,042 029618,0 3 029618,034,56423 33 = −⋅= −⋅= θ θ ST CS L 50º 217+9,17 222+16,34 220+0,00 Glauco Pontes Filho 43 11. (*) A figura mostra trecho de uma via contendo tangentes perpendiculares entre si e duas curvas circulares com transição, reversas e consecutivas. Dados que R c = 200 m e Ls = 80 m, calcular as coordenadas do ponto ST2 em relação ao sistema de coordenadas dado. Solução: Solução: Calculando os elementos da transição, temos: Coordenada X = (TT – k ) + TT = 2 (241,28) – 39,95 = 442,61 m Coordenada Y = -(k + TT ) = - (39,95 + 241,28) = -281,23 m SC1 CS1 ST1= TS2 SC2 CS2 ST2 C2 C1 TS1 E N θ s = 0,083333 rad X s = 99,93 m Y s = 2,78 m k = 49,99 m p = 0,69 m TT = 252,35 m SC1 CS1 ST1= TS2 SC2 CS2 ST2 C2 C1 TS1 E k TT TT-k TT TT k ESTRADAS DE RODAGEM – PROJETO GEOMÉTRICO Solução dos Exercícios 44 12. (*) A figura mostra trecho do eixo da planta de um autódromo formado por 3 tangentes paralelas concordadas entre si por curvas circulares com transição. Sabendo que R c = 50 m e Ls = 50 m, calcular as coordenadas do ponto ST2 em relação ao sistema de coordenadas dado. Solução: Solução: Calculando os elementos da transição, temos: θ s = 0,50 rad X s = 48,76 m Y s = 8,18 m k = 24,79 m p = 2,06 m Coordenada E = k = 24,76 m Coordenada N = 4 ( Rc+p) = 4 (50 + 2,06) = 208,24 m 100 m TS1 E TS2 SC1 CS1 ST1 SC2 CS2 ST2 C2 C1 N R c+p R c+p R c+p R c+p k 100 m TS1 E TS2 SC1 CS1 ST1 SC2 CS2 ST2 C2 C1 N Glauco Pontes Filho 45 13. (*) A figura mostra uma pista de teste composta por duas curvas horizontais de raio R c = 80 m, concordadas com duas tangentes de comprimento 150 m através de curvas de transição de comprimento Ls = 100 m. Calcular as coordenadas dos pontos TS, SC, CS e ST em relação ao sistema de eixos da figura, que tem como srcem o centro de uma das curvas. Solução: Solução: Calculando os elementos da transição, temos: θ s = 0,625 rad X s = 96,16 m Y s = 20,25 m k = 49,36 m p = 5,13 m TS1 (k ; – Rc – p) TS2 (k + L ; Rc+ p) SC1 (– X s + k ; Y s – Rc – p) SC2 (k + L + X s ; Rc + p – Y s) CS1 (– X s + k ; Rc + p – Y s ) CS2 (k + L + X s ; Y s – Rc – p) ST 1 (k ; R c + p) ST 2 (k + L ; – R c – p) Logo: TS1 ( +49,36 ; –85,13 ) TS 2 ( +199,36 ; +85,13 ) SC1 ( –46,80 ; –64,88 ) SC 2 ( +295,52 ; +64,88 ) CS1 ( –46,80 ; +64,88 ) CS 2 ( +295,52 ; –64,88 ) ST1 ( +49,36 ; +85,13 ) ST 2 ( +199,36 ; –85,13 ) y x TS1 CS2 SC2 TS2 SC1 CS1 ST1 O ST2 y x TS1 CS2 SC2 TS2 SC1 CS1 ST1 O ST2 Y s Rc+ p Rc+ p Y s k X s X s L=150 ESTRADAS DE RODAGEM – PROJETO GEOMÉTRICO Solução dos Exercícios 46 14. Calcular as estacas dos pontos notáveis das curvas e a estaca final do traçado (ponto B), sendo dados: a) Estaca inicial do traçado (ponto A) = 0 + 0,00 b) Raio da curva 1 = 300 m (transição) c) Raio da curva 2 = 600 m (transição) d) V p = 80 km/h Solução: Solução: Coordenadas: Pontos E N A 0 1.000 PI1 4.000 7.000 PI2 7.000 2.000 B 12.000 0 Cálculo dos azimutes: °= = − − = 690,333 4 arctan70001000 40000 arctan1 Az °= − −+°= 036,14920007000 70004000arctan1802 Az °= − −+°= 801,11102000 120007000arctan1803 Az d 3 A d 2 d 1 NN EE B PI1 PI2 0 1000 1000 7000 7000 11000 4000 4000 Glauco Pontes Filho 47 Cálculo dos ângulos centrais: ∆1 = Az 2 – Az 1 = 149,036° - 33,690° = 115,346° ∆2 = | Az 3 – Az 2 | = 149,036° - 111,801° = 37,235° Cálculo dos comprimentos dos alinhamentos: ( ) ( ) md 10,211.77000100004000 221 =−+−= ( ) ( ) md 95,830.52000700070004000 222 =−+−= ( ) ( ) md 16,385.502000120007000 223 =−+−= Cálculo da curva 1 (transição): Lsmin = 0,036⋅ (80)3/300 = 61,44 m Lsmax = 300⋅(115,346º)⋅(3,1416)/180º = 603,95 m Adotando Ls = 200 m (>0,56V) (o leitor pode adotar outro valor), temos: E(PI1) = [d 1] = 360 est + 11,10 m R1 = 300 m AC1 = ∆1 = 115,346° Ls = 200 m θ s1 = 0,166667 rad X s1 = 99,72 m Y s1 = 5,54 m k 1 = 49,95 m p1 = 1,39 mTT 1 = 526,20 m φ 1= 1,679838 rad D1= 503,95 m E(TS1) = 334 + 4,90 E(SC1) = 339 + 4,90 E(CS1) = 364 + 8,85 E(ST1) = 369 + 8,85 Cálculo da curva 2 : ESTRADASDE RODAGEM – PROJETO GEOMÉTRICO Solução dos Exercícios 48 R2 = 600 m ∆2 = 37,235° E(PI2) = E(ST1) + [d 2] – [TT 1] E(PI2) = 7.388,85 + 5830,95 – 526,20 = 12.693,60 m= 634 est + 13,60 m Lsmin = 0,036⋅ (80)3/600 = 30,72 m Lsmax = 600⋅(37,235º)⋅(3,1416)/180º = 389,93 m Adotando Ls = 100 m (>0,56V) (o leitor pode adotar outro valor), temos: θ s2 = 0,083333 rad X s2 = 99,93 m Y s2 = 2,78 m k 2 = 49,99 m p2 = 0,69 m TT 2 = 252,35 m φ 2 = rad D2 = 289,92 m E(TS2) = 622 + 1,25 E(SC2) = 627 + 1,25 E(CS2) = 641 + 11,18 E(ST2) = 646 + 11,18 Estaca final do traçado (ponto B): E(B) = E(ST2) + [d 3] – [TT 2] E(B) = 12.931,18 + 5.385,16 – 252,35 = 18.063,99 = 903 est + 3,99 m Glauco Pontes Filho 49 CAPÍTULO 6CAPÍTULO 6 SUPERELEVAÇÃOSUPERELEVAÇÃO ESTRADAS DE RODAGEM – PROJETO GEOMÉTRICO Solução dos Exercícios 50 1. Numa rodovia de Classe I, temos: emax=8% , V = 100 km/h. Se uma curva nesta rodovia tem raio de 600 metros, calcular a superelevação a ser adotada, segundo o DNER. Solução: Solução: V = 100 km/h f máx = 0,13 (tab.4.2) ( ) %9,6600 95,374 600 95,37428 95,37413,008,0127 100 2 2 2 min = −⋅⋅= =+⋅= e m R 2. Numa rodovia de Classe II, temos: emax=6% , V = 80 km/h. Se uma curva nesta rodovia tem raio de 400 metros, calcular a superelevação a ser adotada, segundo o DNER. Solução: Solução: V = 80 km/h f máx = 0,14 (tab.4.2) ( ) %2,5 400 97,251 400 97,25126 97,25114,006,0127 80 2 2 2 min = −⋅⋅= =+⋅= e m R Glauco Pontes Filho 51 3. Fazer o diagrama da superelevação de uma curva de transição em espiral, anotando todas as cotas e pontos em relação ao perfil de referência (extraído das notas de aula do professor Creso Peixoto). Dados: E(TS) = 40 + 2,00Considerar Ls = Le e = 8% Método de giro em torno da borda interna (BI) Critério de cálculo: BARNETT (α1 = 0,25% e α2 = 0,50%) Solução: Solução: a) Em tangente: m Lmh t 2425,0 )06,0(10006,0100 %)2(3 1 =⋅=⇒=⋅= b) Na transição: ( ) m Le Le L Lm Le mS m Le e s 48361236)5,0(2 06,0248,0100 48,0100 %832 125,0 06,0100 212 1 =+=+===⋅ ⋅−⋅= = ⋅⋅ == ⋅ = L = 3 m L = 3 m a = 2%a = 2%h1 39 40 41 42 43 44 45 4638 +18,00 +2,00 +14,00 +10,00EIXO BE, BI TS M SC BE EIXO Lt = 24 m Ls = Le = 48 m Le2 = 36 m Le1 = 12 m S/2 = 0,24 S/2 = 0,24 BI +0,42 +0,18 -0,06 +0,06 ESTRADAS DE RODAGEM – PROJETO GEOMÉTRICO Solução dos Exercícios 52 CAPÍTULO 7CAPÍTULO 7 SUPERLARGURASUPERLARGURA Glauco Pontes Filho 53 1. Calcular a superlargura, sendo dados os seguintes elementos: Largura do veículo: L = 2,50 m. Distância entre os eixos do veículo: E = 6,50 m. Distância entre a frente do veículo e o eixo dianteiro: F = 1,10 m. Raio da curva: R = 280 m. Velocidade de projeto: V = 90 km/h. Faixas de tráfego de 3,3 m ( LB = 6,6 m). Número de faixas: 2. Solução: Solução: Tabela 7.1: LB = 6,6 m → GL = 0,75 m. ( ) [ ] ( ) 6,6538,0028,0)75,0575,2(22 538,028010 90 10 028,0280)5,6(210,110,12802 575,2)280(2 5,650,22 22 22 −+++⋅=−+++⋅= === =−⋅+⋅+=−+⋅+= =⋅+=⋅+= B D F LC D F C L F GGGS m R V F m R E F F RG m R E LG S teórico = 0,62 m S prático = 0,80 m (múltiplo de 0,20 m) 2. Idem, para:Largura do veículo: L = 2,50 m. Distância entre os eixos do veículo: E = 6,10 m. Distância entre a frente do veículo e o eixo dianteiro: F = 1,20 m. Raio da curva: R = 200 m. Velocidade de projeto: V = 80 km/h. Faixas de tráfego de 3,6 m ( LB = 7,2 m). Número de faixas: 2. Solução: Solução: Tabela 7.1: LB = 7,2 m → GL = 0,90 m. ( ) [ ] ( ) 2,7566,0040,0)90,0593,2(22 566,0 20010 80 10 040,0200)10,6(220,120,12002 593,2)200(2 1,650,22 22 22 −+++⋅=−+++⋅= === =−⋅+⋅+=−+⋅+= =⋅+=⋅+= B D F LC D F C L F GGGS m R V F m R E F F RG m R E LG S teórico = 0,39 m S prático = 0,40 m (múltiplo de 0,20 m) ESTRADAS DE RODAGEM – PROJETO GEOMÉTRICO Solução dos Exercícios 54 3. Idem, para: Largura do veículo: L = 2,40 m. Distância entre os eixos do veículo: E = 7,0 m. Distância entre a frente do veículo e o eixo dianteiro: F = 1,40 m. Raio da curva: R = 180 m. Velocidade de projeto: V = 100 km/h. Faixas de tráfego de 3,6 m ( LB = 7,2 m). Número de faixas: 2. Solução: Solução: Tabela 7.1: LB = 7,2 m → GL = 0,90 m. ( ) [ ] ( ) 2,77454,00599,0)90,05361,2(22 7454,018010 100 10 0599,0180)7(240,140,11802 5361,2)180(2 740,22 22 22 −+++⋅=−+++⋅= === =−⋅+⋅+=−+⋅+= =⋅+=⋅+= B D F LC D F C L F GGGS m R V F m R E F F RG m R E LG S teórico = 0,48 m S prático = 0,60 m (múltiplo de 0,20 m) 4. Calcular a superlargura necessária numa curva:a) R = 250 m; LB = 7,20 m; V = 100 km/h (Veículo SR). b) R = 280 m; LB = 7,00 m; V = 90 km/h (Veículo CO). Solução Solução: a) mS teórico 88,020,025025010 100 250 10025044,25 2 =−−+++= S prático = 1,00 m (múltiplo de 0,20m) b) Tabela 7.1: LB = 7,0 m → GL = 0,90 m. ( ) [ ] ( ) 0,75379,00287,0)90,06664,2(22 5379,028010 90 10 0287,0280)1,6(220,120,12802 6664,2)280(2 1,660,22 22 22 −+++⋅=−+++⋅= === =−⋅+⋅+=−+⋅+= =⋅+=⋅+= B D F LC D F C L F GGGS m R V F m R E F F RG m R E LG S teórico = 0,70 m S prático = 0,80 m (múltiplo de 0,20 m) Glauco Pontes Filho 55 5. Calcular a superlargura pela fórmula de VOSHELL-PALAZZO: Dados: E = 6,00 m, R = 350 m, V = 80 km/h, n = 2. Solução: Solução: ( ) mS teórico 53,035010 8063503502 22 =+−−⋅= S prático = 0,60 m (múltiplo de 0,20m) ESTRADAS DE RODAGEM – PROJETO GEOMÉTRICO Solução dos Exercícios 56 CAPÍTULO 8CAPÍTULO 8 CURVAS VERTICAISCURVAS VERTICAIS Glauco Pontes Filho 57 1. Calcular os elementos notáveis (estacas e cotas do PCV, PTV e V) da curva abaixo e confeccionar a nota de serviço a seguir. O raio da curva vertical (R v) é igual a 4000 m e a distância de visibilidade de parada (D p) é igual a 112 m. Solução: Solução: Cálculo do comprimento da curva: m R g L ii g v 160400004,0 04,0%4%)3(%121 =⋅=⋅= ==−−=−= Verificação de Lmin: )(79,1214412 112 412 22 min OK m A D L L D p p =⋅=⋅=→< Flecha máxima: m L g F 80,08 16004,0 8 = ⋅ = ⋅ = Cálculo das estacas e cotas do PCV e PTV: L/2 = 80 m = 4 estacas 00,078)00,04()00,074()( 00,070)00,04()00,074()( +=+++= +=+−+= PTV Est PCV Est m Li PIV Cota PTV Cota m Li PIV Cota PCV Cota 60,6672 160)03,0(6702)()( 20,6692 16001,06702)()( 2 1 =⋅−+=⋅+= =⋅−=⋅−= Cálculo do vértice V: m g Li y mest m g Li L 20,0)04,0(2 160)01,0( 2 00,024004,0 16001,0 22 1 0 1 0 =⋅ ⋅=⋅= +==⋅=⋅= V i1 = +1% i2 = -3% PTV PCV PIV cota 670 m Est. 74+0,00 ESTRADAS DE RODAGEM – PROJETO GEOMÉTRICO Solução dos Exercícios 58 E(V) = E(PCV) + [ L0] = (70+ 0,00) + (2+ 0,00) = 72 est + 0,00 m m y PCV CotaV Cota 40,66920,020,669)()( 0 =+=+= Expressão para cálculo das ordenadas da parábola: 222 000125,01602 04,0 2 x x x L g f ⋅=⋅⋅=⋅= 800,080000125,0 450,060000125,0 200,040000125,0 050,020000125,0 00000125,0 2 74 75 2 73 76 2 72 77 2 71 78 2 70 =⋅= ==⋅= ==⋅= ==⋅= ==⋅= f f f f f f f f f estaca NOTA DE SERVIÇO SIMPLIFICADA EST. COTAS DO GREIDE DE PROJETO ORDENADAS DA PARÁBOLA GREIDE DE PROJETO70=PCV 669,20 0,00 669,20 71 669,40 0,05 669,35 72 669,60 0,20 669,40 73 669,80 0,45 669,35 74=PIV 670,00 0,80 669,20 75 669,40 0,45 668,95 76 668,80 0,20 668,60 77 668,20 0,05 668,15 78=PTV 667,60 0,00 667,60 Glauco Pontes Filho 59 2. Calcular os elementos notáveis da curva vertical abaixo e confeccionar a nota de serviço. Solução Solução: 06,0%6%4%221 −=−=−−=−= ii g Flecha máxima: m L g F 40,28 32006,0 8 −= ⋅−=⋅= Cálculo das estacas e cotas do PCV e PTV: L/2 = 160 m = 8 estacas m Li PIV Cota PTV Cota m Li PIV Cota PCV Cota PTV Est PCV Est 40,5612 32004,05552)()( 20,5582 32002,05552)()( 00,084)00,08()00,076()( 00,068)00,08()00,076()( 2 1 =⋅+=⋅+= =⋅−−=⋅−= +=+++= +=+−+= Cálculo do vértice V: m y PCV CotaV Cota mest L PCV E V E m g Li y mest m g Li L 13,55707,120,558)()( 67,673)67,65()00,068()()( 07,1 )06,0(2 320)02,0( 2 67,6567,10606,0 32002,0 0 0 22 1 0 1 0 =−=+= +=+++=+= −= ⋅ ⋅−=⋅= +==− ⋅−=⋅= Cálculo das cotas do greide reto: V i1 = -2% i2 = +4% PTV PCV PIV cota 555 m Est. 76+0,00 L = 320 m ESTRADAS DE RODAGEM – PROJETO GEOMÉTRICO Solução dos Exercícios 60 GR PCV = cota(PCV) = 558,20 m GR 69 = 558,20 – 20(0,02) = 557,80 m GR 70 = 557,80 – 20(0,02) = 557,40 m : : GR PIV = cota(PIV) = 555,00 m GR 77 = 555,00 + 20(0,04) = 555,80 mGR 78 = 555,80 + 20(0,04) = 556,60 m : Expressão para cálculo das ordenadas da parábola: 2522 103750,93202 06,0 2 x x x L g f ⋅⋅−=⋅⋅ −=⋅= − 4,280103750,984,180103750,9 35,180103750,994,080103750,9 60,080103750,934,060103750,9 15,040103750,904,020103750,9 25 76 25 75 25 74 25 73 25 72 25 71 25 70 25 69 −=⋅⋅−=−=⋅⋅−= −=⋅⋅−=−=⋅⋅−= −=⋅⋅−=−=⋅⋅−= −=⋅⋅−=−=⋅⋅−= −− −− −− −− f f f f f f f f NOTA DE SERVIÇO Estacas GreideReto f Greide de Projeto 68=PCV 558,20 0,00 558,20 69 557,80 -0,04 557,84 70 557,40 -0,15 557,55 71 557,00 -0,34 557,34 72 556,60 -0,60 557,20 73 556,20 -0,94 557,14 74 555,80 -1,35 557,15 75 555,40 -1,84 557,24 76=PIV 555,00 -2,40 557,4077 555,80 -1,84 557,64 78 556,60 -1,35 557,95 79 557,40 -0,94 558,34 80 558,20 -0,60 558,80 81 559,00 -0,34 559,34 82 559,80 -0,15 559,95 83 560,60 -0,04 560,64 84=PTV 561,40 0,00 561,40 Glauco Pontes Filho 61 3. Idem para: Solução Solução: 03,0%3%)4(%121 ==−−−=−= ii g Flecha máxima: m L g F 75,08 20003,0 8 = ⋅=⋅= Cálculo das estacas e cotas do PCV e PTV: L/2 = 100 m = 5 est + 0 m m Li PIV Cota PTV Cota m Li PIV Cota PCV Cota PTV Est PCV Est 00,1192 20004,01232)()( 00,124 2 20001,0123 2 )()( 00,055)00,05()00,050()( 00,045)00,05()00,050()( 2 1 =⋅−+=⋅+= =⋅−−=⋅−= +=+++= +=+−+= Cálculo do vértice V: Esta curva não possui vértice entre o PCV e o PTV. Cálculo das cotas do greide reto: GR PCV = cota(PCV) = 124,00 m GR 46 = 124,00 – 20(0,01) = 123,80 m GR 47 = 123,80 – 20(0,01) = 123,60 m : : GR PIV = cota(PIV) = 123,00 m GR 51 = 123,00 - 20(0,04) = 122,20 m GR 52 = 122,20 - 20(0,04) = 121,40 m : i1 = -1% i2 = -4% PTV PCV PIV cota 123 m Est. 50+0,00 L = 200 m ESTRADAS DE RODAGEM – PROJETO GEOMÉTRICO Solução dos Exercícios 62 Expressão para cálculo das ordenadas da parábola: 2522 105,72002 03,0 2 x x x L g f ⋅⋅=⋅⋅=⋅= − 75,090105,7 48,070105,727,050105,7 12,030105,703,010105,7 2550 25 49 25 48 25 47 25 46 =⋅⋅= =⋅⋅==⋅⋅= =⋅⋅==⋅⋅= − −− −− f f f f f NOTA DE SERVIÇO DE TERRAPLENAGEM Estaca GreideReto f Greide de Projeto 45 124,00 0,00 124,00 46 123,80 0,03 123,77 47 123,60 0,12 123,48 48 123,40 0,27 123,13 49 123,20 0,48 122,72 50 123,00 0,75 122,25 51 122,20 0,48 121,72 52 121,40 0,27 121,13 53 120,60 0,12 120,4854 119,80 0,03 119,77 55 119,00 0,00 119,00 Glauco Pontes Filho 63 4. Idem para: Solução Solução: 01,0%1%5,1%5,221 ==−=−= ii g Flecha máxima: m L g F 50,08 40001,0 8 = ⋅=⋅= Cálculo das estacas e cotas do PCV e PTV: L/2 = 200 m = 10 est + 0,00 m m Li PIV Cota PTV Cota m Li PIV Cota PCV Cota PTV Est PCV Est 00,902 400015,0872)()( 00,822 400025,0872)()( 00,050)00,010()00,040()( 00,030)00,010()00,040()( 2 1 =⋅−+=⋅+= =⋅−=⋅−= +=+++= +=+−+= Cálculo do vértice V: Esta curva não possui vértice entre o PCV e o PTV. Cálculo das cotas do greide reto: GR PCV = cota(PCV) = 82,00 m GR 46 = 82,00 + 20(0,025) = 82,50 m GR 47 = 82,50 + 20(0,025) = 83,00 m: : GR PIV = cota(PIV) = 87,00 m GR 51 = 87,00 + 20(0,015) = 87,30 m GR 52 = 87,30 + 20(0,015) = 87,60 m : i1 = +2,5% i2 = +1,5% PTV PCV PIV cota 87 m Est. 40+0,00 L = 400 m ESTRADAS DE RODAGEM – PROJETO GEOMÉTRICO Solução dos Exercícios 64 Expressão para cálculo das ordenadas da parábola: 2522 1025,14002 01,0 2 x x x L g f ⋅⋅=⋅⋅=⋅= − 50,0200101025,141,0180101025,1 32,0160101025,125,0140101025,1 18,0120101025,113,0100101025,1 08,080101025,105,060101025,1 02,040101025,101,020101025,1 245 40 245 39 245 38 245 37 245 36 245 35 245 34 245 33 245 32 245 31 =⋅⋅⋅==⋅⋅⋅= =⋅⋅⋅==⋅⋅⋅= =⋅⋅⋅==⋅⋅⋅= =⋅⋅⋅==⋅⋅⋅= =⋅⋅⋅==⋅⋅⋅= −−−− −−−− −−−− −−−− −−−− f f f f f f f f f f NOTA DE SERVIÇO Estacas GreideReto f Greide de Projeto 30+0,00=PCV 82,00 0,00 82,00 31 82,50 0,01 82,50 32 83,00 0,02 82,98 33 83,50 0,05 83,4634 84,00 0,08 83,92 35 84,50 0,13 84,38 36 85,00 0,18 84,82 37 85,50 0,25 85,26 38 86,00 0,32 85,68 39 86,50 0,41 86,10 40=PIV 87,00 0,50 86,50 41 87,30 0,41 86,90 42 87,60 0,32 87,28 43 87,90 0,25 87,66 44 88,20 0,18 88,02 45 88,50 0,13 88,38 46 88,80 0,08 88,72 47 89,10 0,05 89,06 48 89,40 0,02 89,38 49 89,70 0,01 89,70 50+0,00=PTV 90,00 0,00 90,00 Glauco Pontes Filho 65 5. Calcular os elementos notáveis da curva vertical abaixo e confeccionar a nota de serviço. Solução Solução: 024,0%4,2%6,3%2,121 −=−=−=−= ii g Flecha máxima: m L g F 60,08 200024,0 8 −= ⋅−=⋅= Cálculo das estacas e cotas do PCV e PTV: L/2 = 100 m = 5 est + 0,00 m m Li PIV Cota PTV Cota m Li PIV Cota PCV Cota PTV Est PCV Est 60,6732 200036,06702)()( 80,6682 200012,06702)()( 00,089)00,05()00,084()( 00,079)00,05()00,084()( 2 1 =⋅+=⋅+= =⋅−=⋅−= +=+++= +=+−+= Cálculo do vértice V: Esta curva não possui vértice entre o PCV e o PTV. Cálculo das cotas do greide reto: GR PCV = cota(PCV) = 668,80 m GR 46 = 668,80 + 20(0,012) = 669,04 m GR 47 = 669,04 + 20(0,012) = 669,28 m : : i1 = +1,2% i2 = +3,6% PTV PCV PIV cota 670 m Est. 84+0,00 L = 200 m ESTRADAS DE RODAGEM – PROJETO GEOMÉTRICO Solução dos Exercícios 66 GR PIV = cota(PIV) = 670,00 m GR 51 = 670,00 + 20(0,036) = 670,72 m GR 52 = 670,72 + 20(0,036) = 671,44 m : Expressão para cálculo das ordenadas da parábola: 2522 1000,62002 024,02 x x x L g f ⋅⋅−=⋅⋅−=⋅= − 60,01001000,6 38,0801000,622,0601000,6 10,0401000,602,0201000,6 25 84 25 83 25 82 25 81 25 80 −=⋅⋅−= −=⋅⋅−=−=⋅⋅−= −=⋅⋅−=−=⋅⋅−= − −− −− f f f f f NOTA DE SERVIÇO DE TERRAPLENAGEM Estacas GreideReto f Greide de Projeto 79=PCV 668,80 0,00 668,80 80 669,04 -0,02 669,06 81 669,28 -0,10 669,38 82 669,52 -0,22 669,74 83 669,76 -0,38 670,14 84=PIV 670,00 -0,60 670,60 85 670,72 -0,38 671,10 86 671,44 -0,22 671,66 87 672,16 -0,10 672,26 88 672,88 -0,02 672,90 89=PTV 673,60 0,00 673,60 Glauco Pontes Filho 67 6. (*) Calcular cotas e estacas dos PCV’s, PTV’se vértices das curvas do perfil da figura abaixo. Solução: Solução: %10,30310,0 )5373(20 80,8420,97 %50,40450,0)2553(20 11080,84 %00,20200,02520 100110 3 2 1 == −⋅ −= −=−=−⋅ −= ==⋅ −= i i i CURVA 1: 00,1017)00,012()00,105()( 60,10440,220,102)( 40,2)065,0(2 780)02,0(240065,0 78002,0 45,922 780045,0110)( 20,1022 78002,0110)( 00,1044)00,1019()00,025(2)00,025()( 00,105)00,1019()00,025(2)00,025()( 780045,002,0000.12 2 00 1 1 1 1 1 1 111 +=+++= =+= =⋅ ⋅==⋅= =⋅−+= =⋅−= +=+++=++= +=+−+=−+= =+=⋅= V Estaca mV Cota m ym L m PTV Cota m PCV Cota L PTV E L PCV E m g Rv L i3 100 m PIV1 cota 110,00 97,20 i1 i2 53 73250 Rv2=4000 m PIV2 cota 84,80 C O T A S ( m m ) Rv1=12000 m ESTRADAS DE RODAGEM – PROJETO GEOMÉTRICO Solução dos Exercícios 68 CURVA 2: 00,854)00,09()00,845()( 59,8705,464,91)( 05,4)076,0(2 304)045,0(180076,0 304045,0 51,892 304031,080,84)( 64,912 304045,080,84)( 00,1260)00,127()00,053( 2 )00,053()( 00,845)00,127()00,053(2)00,053()( 00,304031,0045,0000.4 2 00 1 2 2 2 2 2 222 +=+++= =−= −=−⋅ ⋅−==− ⋅−= =⋅+= =⋅−−= +=+++=++= +=+−+=−+= =−−=⋅= V Estaca mV Cota m ym L m PTV Cota m PCV Cota L PTV E L PCV E m g Rv L Glauco Pontes Filho 69 7. (*) Construir a nota de serviço de terraplenagem do trecho correspondente à curva 2 do exemplo anterior. Notação: CGR x = Cota do greide reto na estaca x. CGPx = Cota do greide de projeto na estaca x. f x = Ordenada da parábola na estaca x. CGR 45+8,00= 91,64 = Cota(PCV2) CGR 46 = CGR 45+8,00 + rampa i2 x distância entre E46 e E45+8,00 = 91,64 + (-0,045 x 12) = 91,10 m CGR 47 = CGR 46 + (-0,045) x distância entre E47 e E46 = 91,10 + (-0,045) x 20 = 90,20 m E assim sucessivamente, até o PIV. Após o PIV, muda-se o valor da rampa para i3 CGR 54 = CGR 53 + 0,031 x distância entre E54 e E53 = 84,80 + 0,031 x 20 = 85,42 m E assim sucessivamente, até o PTV. CGR 60+12,00 = CGR 60 + rampa i2 x distância entre E60+12,00 e E60 = 89,14 + 0,031 x 12 = 89,51 m Fórmula p/ cálculo dos valores de f : 222322 608 076,0 )304(2 031,0045,0 22 x x x L ii x L g f ⋅−=⋅−−=⋅−=⋅= ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 888,2152608 076,0178,2132608 076,0 568,1112608 076,0058,192608 076,0 648,072608 076,0338,052608 076,0 128,032608 076,0018,012608 076,0 2 53 2 52 2 51 2 50 2 49 2 48 2 47 2 46 −=⋅−=−=⋅−= −=⋅−=−=⋅−= −=⋅−=−=⋅−= −=⋅−=−=⋅−= f f f f f f f f Para o vértice V, temos: CGR 54+8,00 = CGR 54 + rampa i3 x distância entre E54+8,00 e E54 = 89,14 + 0,031 x 8 = 85,668 m Como a curva é simétrica, temos x = (60+12,00) – (54+8,00) = 124 m ESTRADAS DE RODAGEM – PROJETO GEOMÉTRICO Solução dos Exercícios 70 ( ) m f 922,1124608 076,0 2 00,854 −=⋅−=+ Para o cálculo dos greides de projeto, basta subtrair: CGPx = CGR x – f x ESTACA COTAS DO GREIDERETO f COTAS DO GREIDE DE PROJETO PCV = 45+8,00 91,64 91,64 46 91,10 -0,018 91,118 47 90,20 -0,128 90,328 48 89,30 -0,338 89,638 49 88,40 -0,648 89,048 50 87,50 -1,058 88,558 51 86,60 -1,568 88,168 52 85,70 -2,178 87,878 PIV = 53 + 0,00 84,80 -2,888 87,688 54 85,42 -2,178 87,598 V = 54 + 8,00 85,668 -1,922 87,590 55 86,04 -1,568 87,608 56 86,66 -1,058 87,718 57 87,28 -0,648 87,928 58 87,90 -0,338 88,238 59 88,52 -0,128 88,648 60 89,14 -0,018 89,158 PTV = 60+12,00 89,512 89,512 8. (*) Dado o perfil longitudinal da figura, determinar um valor único para os raios Rv1, Rv2 eRv3 de forma que este valor seja o maior possível. Solução: Solução: Para que os raios sejam os maiores possíveis, devemos ter: m R R R R g R g L L m L Lb m R R R R g R g L L mest est est L La vvvvv vvvvv 00,600.5065,006,0700 35022) 39,217.506,0055,0600 30015120135 22 ) 3232 32 2121 21 =⇒⋅+⋅=⋅+⋅==+ =+ =⇒⋅+⋅=⋅+⋅==+ ==−=+ Logo, o maior valor possível de Rv é 5.217,39 m. i3 Rv3 Rv1 +2% -4%-3,5% PIV1 PIV3 cota 93,75 Rv2 170152 + 10,00135120Est. 0 PIV2 cota 85,00 Glauco Pontes Filho 71 9. (*) Dado o esquema da figura, deseja-se substituir as duas curvas dadas por uma única curva usando para ela o maior raio possível, sem que a curva saia do intervalo entre as estacas 58 e 87. Calcular R v e a estaca do ponto PIV da nova curva. Solução: Solução: CURVA 1: g 1 = 0,06 – 0,01 = 0,05 L1 = 6000 0,05 = 300m = 15 estacas E(PTV1) = (58 + 0,00) + (15 + 0,00) = 73 + 0,00 CURVA 2: g 2 = 0,01 + 0,02 = 0,03 L1 = 8000 x 0,03 = 240 m = 12 estacas E(PCV2) = (87 + 0,00) + (12 + 0,00) = 75 + 0,00 +6% +1% -2% Est. 87 Est. 58 R v = 6000 m R v = 8000 m 310 m PIV1 300/2 = 150 m PTV2 PIV2 460 m 580 m x y PCV1 6% 1% -2% 240/2 = 120 m 2 1 PIV PTV1 PCV2 58 ESTRADAS DE RODAGEM – PROJETO GEOMÉTRICO Solução dos Exercícios 72 a) Equação da reta 1: y = 0,06 x b) Para o cálculo da equação da reta 2, determinaremos a posição do PIV2: xPIV2 = 460 m yPIV2 = 0,06 (150) + 0,01 (310) = 12,10 m c) Equação da reta 2: y = -0,02 x + b 12,10 = -0,02(460) + b b = 21,30 d) Determinação da posição do novo PIV y = 0,06 x y = -0,02 x + 21,30 Logo: x = 266,25 m E(PIV) = estaca 58 + 266,25 m = 71 est + 6,25 m e) Determinação de Lmáx distância da estaca 58 ao PIV = 266,25 m distância da estaca 87 ao PIV = 580 - 266,25 m = 313,75 m O menor valor satizfaz, logo: Lmáx = 266,25 L = 532,50 m f) Cálculo de Rv Rv = L/g = 532,50/(0,06 + 0,02) = 6.656,25 m E(PCV) = 58 + 0,00 E(PIV) = (58 + 0,00) + L/2 = (58 + 0,00) + (13 + 6,25) = 71 + 6,25 E(PTV) = (71+6,25) + (13+6,25) = 84 + 12,50 Glauco Pontes Filho 73 10. (*) A figura mostra o perfil longitudinal de um trecho de estrada. Calcular o valor da rampa i2 para que os pontos PTV1 e PCV2 sejam coincidentes. Determinar as estacas e cotas do ponto mais alto da curva 1 e do ponto mais baixo da curva 2. Solução: Solução: m PIV Cota L Li PIV Cota PIV Cota i ii ii g Rv g Rv L L L L 50,9047502,0100)( 22)()( %2020,0 950250500010000400 95005,0500004,010000 950 95047522 2 21 212 2 22 22 2211 21 21 =⋅−= +⋅+= −=−= =+−− =+−⋅+−⋅ =⋅+⋅ =+⇒=+ CURVA 1: m Li PIV Cota PCV Cota L PCV E m yestacasm L m g Rv L 00,882 60004,01002)()( 00,035)00,015()00,050(2)00,050()( 00,8)06,0(2 600)04,0(2040006,0 60004,0 00,60002,004,0000.10 11 11 1 1 2 00 111 =⋅−=−= +=+−+=−+= =⋅ ⋅===⋅= =+=⋅= PCV1 i2 +4% +5% PIV1 cota 100 PTV1 ≡ PCV2 Rv2 = 5000 m 12073+15,0050Est. 0 Rv1 = 10000 m PTV2 PIV2 L L11/2 +/2 + L L22/2 = 475/2 = 475 mm ESTRADAS DE RODAGEM – PROJETO GEOMÉTRICO Solução dos Exercícios 74 PONTO MAIS ALTO DA CURVA 1 (VÉRTICE) m y PCV CotaV Cota L PCV E V Estaca 0,960,80,88)()( 00,055)00,020()00,035()()( 011 011 =+=+= +=+++=+= CURVA 2: m PIV Cota PCV Cota L PIV E PCV E m yestacasm L m g Rv L 0,942 35002,0)()( 00,065)00,158()00,1573(2)()( 00,1)07,0(2 350)02,0(510007,0 35002,0 00,35005,002,0000.5 22 2 22 2 00 222 =⋅−−= +=+−+=−= −=−⋅ ⋅−===− ⋅−= =−−=⋅= PONTO MAIS BAIXO DA CURVA 2 (VÉRTICE) m y PCV CotaV Cota L PCV E V Estaca 0,93194)()( 00,070)00,05()00,065()()( 022 022 =−=+= +=+++=+= Glauco Pontes Filho 75 11. (*) No esquema da figura, calcular a menor altura de corte possível na estaca144 para uma estrada de pista dupla com velocidade de projeto V = 100 km/h. Calcular também o raio da curva vertical e estacas dos pontos PCV e PTV da solução adotada (Calcular L min – condições recomendadas). Solução: Solução: • A menor altura de corte é atingida quando adotarmos o comprimento mínimo da curva vertical. • Condições recomendadas (ou mínimas) utiliza-se a velocidade de operação no cálculo. • Condições excepcionais (ou desejáveis) utiliza-se a velocidade de projeto no cálculo. Cálculo de Lmín: m A D L m f V V D p mín p 36,59710412 88,156 412 88,155 )30,0(255 86)86(7,0 255 7,0 22 22 =⋅=⋅= = ⋅ +=+= Adotando um valor múltiplo de 10, temos: L = 600 m. Cálculo da flecha da parábola na estaca 144: m L g F 50,78 )600(10,0 8 = ⋅=⋅= ALTURA MÍNIMA DE CORTE = F – (cota 654,28 – cota 653,71) = 7,5 - 0,57 = 6,93 m 00,0159)00,015()00,0144()( 00,0129)00,015()00,0144()( 000.610,0 600 +=+++= +=+−+= === PTV E PCV E m g L Rv -5% +5% PIV cota 654,28 m cota do terreno = 653,71 m Est. 144 ESTRADAS DE RODAGEM – PROJETO GEOMÉTRICO Solução dos Exercícios 76 12. (*) A figura mostra o perfil longitudinal de uma estrada onde as duas rampas intermediárias têm inclinação de –2,5% e +2,5%, respectivamente. Determinar estaca e cota do PIV2. Solução: Solução: Cota(PIV1) = 804,12 + 0,02 (2.734) = 858,80 m Cota(PIV3) = 869,10 - 0,01 (3.398) = 835,12 m Cota(PIV2) = Cota(PIV1) – 0,025 x = Cota(PIV3) – 0,025 y Logo: 858,80 – 0,025 x = 835,12 – 0,025 y x – y = 947,20 x + y = 2.244,00 Donde: x = 1.595,60 m e y = 648,40 m Cota(PIV 2 ) = Cota(PIV 1 ) – 0,025 x = 858,80 – 0,025 (1595,60) = 818,91 m E(PIV2) = E(PIV1) + [ x] = (136 + 14,00) + (79 + 15,60) = 216 + 9,60 PIV3 PIV2 +2,5% +2% +1% -2,5% PIV1 418+16,00248+18,00?136+14,00Est. 0 cota 804,12 m x y cota 869,10 m 2.7342.734 mm 3.3983.398 mm x+ x+ =2.244=2.244 mm Glauco Pontes Filho 77 13. (*) Uma curva vertical tem o PIV na estaca 62, sendo sua cota igual a 115,40 m. A cota do ponto mais alto do greide é 112,40 m. Calcular a cota na estaca 58. Solução: Solução: 00,054)00,08()00,062(2)()( 32016 25,0025,040,11540,112 )()( 16 25,0 )08,0(2 )05,0( 2 025,040,1152 05,040,1152)()( 0 22 1 0 1 +=+−+=−= =⇒+−= += = ⋅ = ⋅ = −=⋅−=−= L PIV E PCV E m L L L y PCV CotaV Cota L L g Li y L L Li PIV Cota PCV Cota Distância entre a estaca 58 e o PCV: x = 4 estacas = 80 m m E Cota E Cota PCV Cota xi x L g E Cota 60,110)( )320(025,040,115)80(05,080)320(2 08,0)( )(2)( 58 2 58 1 2 58 = −+⋅+⋅−= +⋅+⋅ − = -3%+5% PIV cota 115,40 m c o t a 1 1 2 , 4 0 m m E s t a c a 6 2 P C V V E s t a c a 5 8 c o t a = ? P T V ESTRADAS DE RODAGEM – PROJETO GEOMÉTRICO Solução dos Exercícios 78 14. (*) No perfil longitudinal da figura, determinar o raio equivalente da curva vertical 2 (Rv2) de forma que os pontos PTV1 e PCV2 sejam coincidentes. Calcular também as cotas do greide da estrada nas estacas 27 e 31 e no ponto mais baixo da curva 2. Solução: Solução: %00,10100,0210 40,10750,109 %00,20200,0350 40,11440,107 %00,60600,0 1220 10040,114 3 2 1 ==−= −=−=−= == ⋅ −= i i i m Rv Rv Rv g Rv g Rv L L L L 000.10 70003,0400 70001,002,002,006,05000 700 70035022 2 2 2 2211 21 21 = =+ =−−⋅++⋅ =⋅+⋅ =+⇒=+ PCV1 PIV1 cota 114,40 PTV1 ≡ PCV2 Rv2 4029 + 10,0012Est. 0 Rv1 = 5000 m PTV2 PIV2 cota 107,40 c o t a 1 0 0 , 0 0 c o t a 1 0 9 , 5 0 Glauco Pontes Filho 79 )(2)( 40,110200*)02,0(40,1142)()( 00,037)00,107()00,1029()( 00,022)00,010()00,012()()( 00,02)00,010()00,012()( 30003,0*1000040008,0*5000 : 1 2 1 212 2 12 1 21 PCV Cota xi x L g P Cota geral Equação m Li PIV Cota PCV Cota PTV E PTV E PCV E PCV E m Lm L Logo +⋅+⋅−= =−+= ⋅+= +=+++= +=+++== +=+−+= ==== Na estaca 27 temos: x = 5 estacas = 100m (distância entre a estaca 27 e o PCV), logo: m E Cota E Cota 90,108)( 40,110)100()02,0(100)300(2 )03,0()( 27 2 27 = +⋅−+⋅−−= Na estaca 31 temos: x = 9 estacas = 180m (distância entre a estaca 31 e o PCV), logo: m E Cota E Cota 42,108)( 40,110)180()02,0(180)300(2 )03,0()( 27 2 27 = +⋅−+⋅−−= Ponto mais baixo (vértice): m y PCV CotaV Cota m y 40,10800,240,110)()( 00,2)03,0(2 300)02,0( 02 2 0 =−=+= −=−⋅ ⋅−= ESTRADAS DE RODAGEM – PROJETO GEOMÉTRICO Solução dos Exercícios 80 15. (*) Dado o perfil longitudinal da figura, calcular a rampa i2 de forma que ela tenha a menor inclinação possível. Os raios mínimos das curvas verticais são iguais a 4000 m. Solução: Solução: [ ] [ ] [ ] 1875,00200,0 0158304000 950)02,0(2000)01,0(2000)02,0(40486)01,0(20500 :21 )2()02,0(40486)01,0(20500 )()( )02,0(4048602,02486)( )01,0(2050001,02500)( )1(950)02,0(2000)01,0(2000 95022 )02,0(400002,04000 )01,0(400001,04000 22 2 2 2 22222 222 221 2 2 2 2 1 1 22 21 22222 22111 −=−= =++ +−⋅−−⋅−⋅−=−⋅−−−⋅+ ⋅−=−⋅−−−⋅+ ⋅−=−= −⋅−=⋅−= −⋅+=⋅+= =+−⋅−−⋅− =++ −⋅=−⋅=⋅= −⋅=−⋅=⋅= ioui ii iiiii emdoSubstituin equação xiii xi PIV Cota PIV Cotah i L PIV Cota i L PIV Cota equação xii L x L ii g Rv L ii g Rv L Logo: %22 −=i x i2 +1% +2% E s t a c a 0 950 m c o t a 5 0 0 E s t . 4 7 + 1 0 , 0 0 c o t a 4 8 6 L1/2 h Glauco Pontes Filho 81 16. (*) A figura 1 mostra o eixo da planta do ramo de um cruzamento e a figura 2 o perfil longitudinal do mesmo ramo. Adotando para a curva vertical convexa um raio R v = 5000 m, determinar o maior raio possível para a curva vertical côncava. Solução: Solução: FIGURA 1: Cálculo do comprimento do trecho TS1 – ST2: CURVA 1, trecho circular: m R D rad s rad R Ls s 81,105)05807,1(100 05807,1)3,0(2º180 º952180 3000,0100*2 60 2 111 1 1 1 1 1 1 =⋅=⋅= =−⋅=−° ⋅°∆= === φ π θ π φ θ CURVA 2, trecho circular: m R D rad s rad R Ls s 08,117)58540,0(200 58540,0)1,0(2º180 º452180 1000,0200*2 40 2 222 2 2 2 2 2 2 =⋅=⋅= =−⋅=−° ⋅°∆= === φ π θ π φ θ ∆1 = 95º TS 1 ∆2 = 45º SC1 CS1 ST1 TS2 SC2 ST2CS2 R1 = 100 m R2 = 200 m 200 m Ls1 = 60 m Ls2 = 40 m PIV1 PIV2 x y L2/2 L2/2 -1% +5% -1% TS1 ST2 PCV2 Cota 100,00 Cota 113 Cota 114,50 Fig. 1 Fig. 2 ESTRADAS DE RODAGEM – PROJETO GEOMÉTRICO Solução dos Exercícios 82 Comprimento total do trecho TS1 – ST2: C =2 L s1 + D1 + 200 + 2 L s2 + D2 = 622,88 m FIGURA 2: Obs.: Para Rv1 (máx), devemos ter PTV1=PCV2 Curva vertical convexa 2: L2 = Rv2* g 2 = 5000*(0,05+0,01) = 300 m Cota(PCV2) = 114,50 – 150*0,05 = 107,00 m Curva vertical côncava 1: Cota(PIV1) = 100 – 0,01 x (pela esquerda) Cota(PIV1) = 107 – 0,05 y = 107 – 0,05*(322,88- x) (pela direita) Logo: 100 – 0,01 x = 107 – 16,144 + 0,05 x x = 152,40 m y = 322,88 – x = 322,88 – 152,40 = 170,48m CONDIÇÃO: L1/2 = menor dos valores x e y L1/2 = 152,40 L1 = 304,80 m Donde: Rv1(máx)
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