Aula 03 - Características Técnicas das Rodovias (Parte 2)

Prévia do material em texto

ESTRADAS
Aula 03: Características Técnicas das Rodovias (Parte 2)
Curitiba, 08 de março de 2021
Prof.ª MSc. Larissa Vieira
Características geométricas das vias
• A via é formada pela infraestrutura e superestrutura:
– Infraestrutura: em rodovias é denominado subleito, que constitui
o leito sobre o qual a superestrutura se assentará;
– Superestrutura: em rodovias é denominado pavimento, e é
projetado para transmitir a carga dos veículos ao subleito.
• A construção da via em camadas (subleito e pavimento) é realizada por
motivos econômicos, de modo que as camadas superiores são
constituídas com material de melhor qualidade.
Estrutura do pavimento
Subleito
Características geométricas das vias
• Atualmente, o objetivo de uma via não é mais somente ligar dois
pontos da maneira menos onerosa possível;
• É necessário verificar se, com as condições geométricas que a via
apresentará, trará conforto e segurança aos seus usuários;
• O traçado da via é representado em planta baixa, perfil longitudinal e
em seção transversal.
Planta baixa
• A planta baixa de uma rodovia é a
representação plana dos elementos do
terreno e projeto;
• O terreno é representado por curvas de
nível;
• Um projeto planimétrico é constituído pelo
conjunto dos seguintes elementos:
– Eixo: é o alinhamento longitudinal da
rodovia, o qual se localiza na parte
central da plataforma.
Eixo
Planta baixa
– Estacas: definem e materializam o eixo; o estaqueamento cresce a
partir da origem de 20 em 20 metros
– Alinhamentos retos (ou retas): trechos retilíneos localizados entre
curvas horizontais.
Est. 01 Est. 02 Est. 03 Est.04
20 m 20 m 20 m 20 m
00PP
Planta baixa
– Curva horizontal ou curva de concordância horizontal: é o arco ou
sequência de arcos que concordam geometricamente dois
alinhamentos retos sucessivos;
– A curva é caracterizada pelo valor do raio de curvatura;
– O valor do raio depende do veículo de projeto e da velocidade
diretriz adotada;
– A curva horizontal pode ser diferenciada em: curva circular simples
e curva de transição, também chamada de curva composta.
Perfil longitudinal (greide)
• O perfil longitudinal é a representação gráfica de um corte vertical no
corpo estradal, através de uma superfície perpendicular e coincidente
com o eixo da rodovia;
• Os trechos retos do greide, em função das suas inclinações, podem ser
classificados em:
– Patamar: trechos retos em nível;
– Rampa ou aclive: trechos retos em subida;
– Contra rampa ou declive: trechos retos em descida.
Perfil longitudinal (greide)
• Os trechos em curva que concordam dois trechos retos são chamados
de curvas de concordância vertical ou curvas verticais.
Seção transversal
• Obtém-se o perfil transversal a partir da interseção da superfície do
terreno natural com um plano vertical, normal e transversal ao eixo da
rodovia;
• Componentes geométricos da seção transversal:
– Taludes: superfícies inclinadas que delimitam lateralmente os
cortes e aterros;
– Off–set: interseção dos taludes de corte e aterro com a superfície
do terreno natural;
– Plataforma de terraplenagem: superfície convexa final,
construída a partir das operações de terraplenagem, limitada
lateralmente por taludes de corte ou aterro;
– Largura da plataforma: é função da classe da rodovia;
Off-set esquerdo
Off-set direito
Talude 
de 
corte
Talude 
de 
aterro
Plataforma de terraplenagem
Seção transversal
– Bordas da plataforma: são delimitadas pelo pé do corte e pela
crista do aterro;
– Inclinação transversal ou abaulamento: depende da natureza
(textura) da superfície de rolamento;
– Plataforma de pavimentação: é a largura superior do pavimento
de uma rodovia. É constituída por:
• Pista: parte da plataforma de pavimentação destinada ao
tráfego de veículos, podendo ser simples ou dupla;
• Faixa de tráfego: é a parte da pista destinada ao fluxo de
veículos num mesmo sentido, sendo que cada pista possui duas
ou mais faixas;
• Acostamentos: faixas construídas lateralmente às pistas.
Seção transversal
• Outros componentes geométricos da seção transversal:
– Superelevação: inclinação transversal que se dá as plataformas nos
trechos curvos a fim de fazer frente à ação da força centrífuga que
atua sobre os veículos;
– Superlargura: largura adicional que se dá às plataformas nos
trechos curvos a fim de melhorar as condições de segurança,
particularmente no que se refere à inscrição do veículo à curva.
Seção transversal
• Outros componentes geométricos da seção transversal:
– Terceira faixa: faixa adicional utilizada por veículos lentos nas
rampas ascendentes muito inclinadas e longas.
Seção transversal
• Outros componentes geométricos da seção transversal:
– Faixa de domínio: É a faixa de terra que contém a rodovia e áreas
adjacentes. Possibilita condições para alargamentos, duplicações e
obtenção de materiais para uso na construção da estrada. As terras
desta faixa são desapropriadas pelo Estado. A largura é variável em
função da classe da rodovia e do relevo.
Manual de Implantação Básica de Rodovia DNIT
Manual de Implantação Básica de Rodovia DNIT
Manual de Implantação Básica de Rodovia DNIT
Elementos de Projeto
• Velocidade diretriz: é a velocidade selecionada para fins de projeto
da via e que condiciona as principais características da mesma, tais
como curvatura, superelevação, e distância de visibilidade, das quais
depende a operação segura e confortável dos veículos
Elementos de Projeto
• Veículos de projeto: são os veículos cujo peso, dimensões e
características de operação servirão de base para estabelecer os
controles do projeto da rodovia
Legislação relativa às dimensões e pesos dos veículos:
Resolução CONTRAN n.º 210/2006
https://www.legisweb.com.br/legislacao/?id=104243
https://www.legisweb.com.br/legislacao/?id=104243
Elementos de Projeto
• Tipos de veículos de projeto:
– VP: veículos leves. Ex.: automóveis, vans,
utilitários, pick-ups e similares;
– CO: veículos comerciais rígidos (não
articulados) compostos de unidade
tratora simples. Ex.: caminhões e ônibus
convencionais (dois eixos e seis rodas)
– O: veículos comerciais rígidos de maiores
dimensões. Ex.: ônibus de longo
percurso/turismo e caminhões longos (3
eixos);
– SR: veículos comerciais articulados,
compostos de uma unidade tratora
simples e um semi-reboque
Dimensões dos veículos de projeto:
Escolha do veículo de projeto: deve abranger e cobrir os veículos
representativos da frota que irá utilizar a rodovia, que modo que a participação
dos veículos com condições menos favoráveis que o de projeto seja reduzida ao
mínimo e os efeitos adversos consequentes possam ser desprezados.
Elementos de Projeto
• Distância de visibilidade:
– Padrão de visibilidade a ser proporcionado ao motorista, de modo que
ele possa tomar, a tempo, as decisões necessárias à sua segurança;
– A visibilidade depende da geometria da rodovia, das condições da
superfície de rolamento, das condições do tempo, do comportamento do
motorista e das características do veículo (freios, suspensão, pneus etc.);
– Distâncias de visibilidade consideradas no projeto:
• Distância de visibilidade de parada (obrigatória)
• Distância de visibilidade de tomada de decisão (recomendada);
• Distância de visibilidade de ultrapassagem (recomendada).
• Distância de visibilidade de parada:
– Distância mínima que o motorista médio, dirigindo com a velocidade V
um carro médio, em condições razoáveis de manutenção, trafegando em
uma rodovia pavimentada adequadamente conservada, em condições
chuvosas, necessita para parar com segurança após avistar um obstáculo
na via.
– Em dias chuvosos, os motoristas dirigem com velocidade média inferior
a velocidade diretriz:
• Distância de visibilidade de parada:
– Os valores das distâncias de visibilidade de parada são calculados pela
fórmula a seguir:
d = 0,7 V +
V2
[255 f + i ]
d = distância de visibilidade (m);
V = velocidade diretrizou velocidade média de viagem (km/h);
f = coeficiente de atrito do processo de frenagem;
i = greide (m/m e positivo no sentido ascendente e negativo no sentido
descendente)
• Distância de visibilidade de parada:
Resultam na distância de visibilidade mínima exigida
Resultam na distância de visibilidade desejada
• Distância de visibilidade de parada:
• Distância de visibilidade para tomada de decisão
– É a distância necessária para que um motorista tome consciência de uma
situação potencialmente perigosa, inesperada ou difícil de perceber, avalie
o problema encontrado, selecione o caminho a seguir e a velocidade a
empregar e execute a manobra necessária com eficiência e segurança;
– Há dois tipos de manobra a serem consideradas:
• Decisão final de parar na rodovia;
• Decisão final de desviar o obstáculo.
As distâncias de visibilidade para tomada de decisão não são obrigatórias, mas são
recomendadas para aumentar a segurança.
• Distância de visibilidade de ultrapassagem
– É a distância necessária para completar com segurança as manobras
normais de ultrapassagem;
– No cálculo são consideradas as seguintes condições:
• O veículo mais lento (VL) a ser ultrapassado viaja com velocidade
uniforme;
• O veículo mais rápido (VR) que ultrapassará, está logo atrás de VL,
com a mesma velocidade;
• Ao atingir o ponto inicial do intervalo de ultrapassagem, o motorista
do VR necessita de um tempo para verificar a possibilidade de
ultrapassagem e iniciar a manobra (Tempo de Percepção e Reação);
• VR acelera durante a manobra e sua velocidade média de
ultrapassagem é 15 km/h superior a VL;
• Quando VR volta para a faixa direita, há uma distância razoável do
veículo trafegando na direção oposta.
• Distância de visibilidade de ultrapassagem:
– São quatro distâncias que compõe a distância de visibilidade de
ultrapassagem: d1, d2, d3 e d4;
– Distância d1, percorrida durante o tempo de percepção e reação,
acrescido do tempo gasto no posicionamento para ultrapassar
• Distância de visibilidade de ultrapassagem:
d1 = 0,278 t1(V − M +
at1
2
)
V = velocidade média do VR (km/h);
M = diferença entre as velocidades de VR e VL (km/h);
a = aceleração média de VR (km/h/s);
t1 = tempo decorrido entre o momento em que VR atinge o ponto inicial do
intervalo de ultrapassagem e o início da manobra de ultrapassagem (s)
• Distância de visibilidade de ultrapassagem:
– Distância d2, percorrida pelo VR na faixa esquerda
d2 = 0,278 Vt2
V = velocidade média do VR (km/h);
t2 = tempo de VR na faixa esquerda da rodovia (s)
• Distância de visibilidade de ultrapassagem:
– Distância de segurança d3, entre VR e o veículo que vem em sentido
oposto (VO): valor fixado experimentalmente, varia de 30 a 90 metros
conforme a velocidade da passagem;
– Distância d4: distância percorrida pelo VO
d4 = 0,667 d2
• Distância de visibilidade de ultrapassagem:
– Com base nas fórmulas, a AASHTO determinou os valores de distância
de visibilidade de ultrapassagem conforme tabela a seguir:
Distância de visibilidade horizontal
Gabarito de distância de visibilidade horizontal
Gabarito de distância de visibilidade vertical
Gabarito de distância de visibilidade vertical
Exercícios:
1) O estudo de tráfego de uma rodovia resultou em um VMD previsto para o
10º ano após sua abertura ao tráfego igual a 1.000 veículos. A rodovia está
em uma região plana. Determinar:
a) A classe de projeto da rodovia;
b) A velocidade diretriz a ser considerada no projeto;
c) As distâncias de visibilidade de parada mínima e desejável, considerando o
greide plano.
d) A distância de visibilidade de ultrapassagem.
2) Calcular as distâncias de visibilidade de parada mínima e desejável para uma
rodovia com velocidade diretriz de 100 km/h, estando o veículo:
a) Em rampa 5% ascendente;
b) Em rampa 5% descendente.