ELEMENTOS BÁSICOS PARA O PROJETO DE UMA ESTRADA

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1 ELEMENTOS BÁSICOS PARA O PROJETO DE UMA ESTRADA

2 Introdução Um bom projeto de uma estrada procura evitar: Curvas fechadas e frequentes Greide muito quebrado Declividades fortes Visibilidade deficiente Elementos básicos para o projeto de uma estrada 2

3 Regras básicas Curvas com o maior raio possível Rampa máxima somente em casos particulares e com a menor extensão possível Visibilidade assegurada em todo o traçado Cruzamentos Curvas horizontais e verticais Minimizar ou evitar cortes em rochas Cortes e aterros compensados Minimizar as distâncias de transporte Elementos básicos para o projeto de uma estrada 3

4 Projeto de uma estrada Características básicas Tipo de relevo Volume de tráfego Elementos básicos para o projeto de uma estrada 4

5 Noções de tráfego O tráfego permite estabelecer a classe de projeto Volume diário médio (VDM) Quantidade média de veículos que passa em uma seção da estrada, durante um dia Ano horizonte de projeto Determinado ano posterior à abertura da estrada, em que é possível projetar a demanda do tráfego com um certo grau de confiabilidade (em geral, 10 anos) Elementos básicos para o projeto de uma estrada 5

6 Noções de tráfego Previsão de tráfego no ano horizonte V = Volume futuro de tráfego V 0 = Volume atual de tráfego α = fator de crescimento anual do tráfego t = nº de anos a ser considerado Elementos básicos para o projeto de uma estrada 6

7 Classes de projeto CLASSE CARACTERÍSTICAS VDM 0 via expressa decisão administrativa I A pista dupla VDM > 1400 I B pista simples VDM > 1400 II pista simples 700 VDM 1400 III pista simples 300 VDM < 700 IV A pista simples 50 VDM < 200* IV B pista simples VDM < 50* Obs: VDM para o 10º ano (*) VDM na abertura da rodovia Elementos básicos para o projeto de uma estrada 7

8 Tipo de região (relevo) Plano Topografia suave, permitindo pequenos movimentos de terra. Ondulado Terreno com ondulações não muito acentuadas, necessitando movimentos de terra de média proporção. Montanhoso Topografia com mudanças significativas nas elevações do terreno, necessitando grandes movimentos de terra. Elementos básicos para o projeto de uma estrada 8

9 Tipo de região (relevo) i m h 1 h 2 h 3 D... h n DIFERENÇA DE NÍVEL i m RELEVO (m/km) < 10 plano 10 a 35 ondulado > 35 montanhoso Elementos básicos para o projeto de uma estrada 9

10 Velocidade de projeto (Vp) Segundo a AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Officials): É a máxima velocidade que um veículo padrão pode manter, em condições normais, com segurança Escolha da Vp: Padrão da estrada Principais características geométricas Elementos básicos para o projeto de uma estrada 10

11 Velocidade de projeto (Vp) Características geométricas mínimas: Devem proporcionar segurança ao motorista em todos os pontos da via Curvatura, superelevação, distâncias de visibilidade Vp = padrão da estrada = custo da via Única Vp para toda a estrada Valores diferentes apenas em casos especiais (como na variação acentuada da topografia da região) Elementos básicos para o projeto de uma estrada 11

12 Velocidade de projeto (Vp) CLASSE Velocidade de Projeto (km/h) Plana Ondulada Montanhosa I A I B II III IV A IV B Elementos básicos para o projeto de uma estrada 12

13 Raio mínimo Menor raio que pode ser percorrido na Vp e à uma superelevação máxima admissível, com segurança e conforto Trajetória circular: veículo é forçado para fora da curva pela força centrífuga Essa força é compensada pela componente do peso do veículo, função da superelevação da curva e do atrito lateral pneu/pavimento Elementos básicos para o projeto de uma estrada 13

14 Raio mínimo Y Equilíbrio em x: N... F c O.... F a X Onde: P..... Elementos básicos para o projeto de uma estrada 14

15 Raio mínimo Para: Como: superelevação Para: e... Para: V (km/h) e, /,,. Elementos básicos para o projeto de uma estrada 15

16 Raio mínimo Para: e, Adotar sempre R c >>> R min! Elementos básicos para o projeto de uma estrada 16

17 Raio mínimo, (AASHTO):, : 10%: rodovias de classe 0 e I, em regiões planas e onduladas 8%: rodovias classe I em regiões montanhosas e rodovias com demais classes de projeto 6%: áreas urbanizadas e em trechos sujeitos a redução de velocidade 4%: situações com intensa ocupação do solo adjacente Elementos básicos para o projeto de uma estrada 17

18 Veículo de projeto Veículo teórico de uma certa categoria que vai circular na via Características físicas e operacionais equivalentes à maioria dos veículos existentes Função da composição do tráfego previsto Elementos básicos para o projeto de uma estrada 18

19 Veículo de projeto VP: Veículo de Passageiros Veículos leves, assimiláveis em termos geométricos e operacionais ao automóvel Vans, utilitários, pick-up s, furgões e similares CO: Veículo Comercial Rígido Composto por unidade tratora simples (veículo não articulado) Incluindo caminhões e ônibus convencionais, normalmente de 2 eixos e 6 rodas Elementos básicos para o projeto de uma estrada 19

20 Veículo de projeto O: Ônibus de Longo Percurso Veículos comerciais rígidos de maiores dimensões Ônibus de turismo e caminhões longos (3 eixos) SR: Semi-Reboque Veículos comerciais articulados, com comprimento próximo ao limite para veículos articulados Constituídos normalmente de uma unidade tratora simples com um semi-reboque Elementos básicos para o projeto de uma estrada 20

21 Veículo de projeto Dimensões básicas CARACTERÍSTICAS VP CO O SR Largura total do veículo (m) 2,10 2,60 2,60 2,60 Comprimento total do veículo (m) 5,80 9,10 12,20 16,80 Raio mínimo roda externa dianteira (m) 7,30 12,80 12,80 13,70 Raio mínimo roda interna traseira (m) 4,70 8,70 7,10 6,00 Elementos básicos para o projeto de uma estrada 21

22 Veículo de projeto - VP Elementos básicos para o projeto de uma estrada 22

23 Veículo de projeto - CO Elementos básicos para o projeto de uma estrada 23

24 Veículo de projeto - O Elementos básicos para o projeto de uma estrada 24

25 Veículo de projeto - SR Elementos básicos para o projeto de uma estrada 25

26 Veículo de projeto Largura da pista de rolamento, acostamentos e ramos de interseções Superlargura Determinação dos raios mínimos internos e externos Largura dos canteiros Extensão de faixas de espera Valor da rampa máxima Altura admissível no gabarito vertical Elementos básicos para o projeto de uma estrada 26

27 Veículo de projeto DNER: Rodovias projetadas geometricamente para o atendimento aos veículos do tipo CO Veículos do tipo VP atendimento com bastante folga Veículos do tipo O atendimento satisfatório Veículos do tipo SR atendimento em condições aquém das desejáveis, mas com restrições no geral aceitáveis. Elementos básicos para o projeto de uma estrada 27

28 Distância de visibilidade Garantir segurança e conforto aos motoristas Controle do veículo a tempo seguro no caso de uma eventualidade Melhor visibilidade possível em toda a estrada Pode ser limitada pelas mudanças de direção e declividade Depende diretamente da velocidade Distância de visibilidade de parada Distância de visibilidade de ultrapassagem Elementos básicos para o projeto de uma estrada 28

29 Distância de visibilidade de parada Distância mínima para que um veículo possa parar antes de atingir um obstáculo em sua trajetória D p D 1 D 2 Elementos básicos para o projeto de uma estrada 29

30 Distância de visibilidade de parada D 1 : distância de percepção e reação Tempo de percepção Tempo entre o momento que o motorista percebe o obstáculo à frente e o momento que decide iniciar a frenagem AASHTO 1,5 s Tempo de reação Tempo entre a decisão e o início da frenagem ( 1,0 s) D 1 (em m/s) ou D 1 (em km/h) Elementos básicos para o projeto de uma estrada 30

31 Distância de visibilidade de parada D 2 : distância de frenagem Início da frenagem até a imobilização do veículo Energia cinética do veículo deve ser anulada pelo trabalho da força de atrito ao longo da distância: ,.,. Elementos básicos para o projeto de uma estrada 31

32 Distância de visibilidade de parada D 2 : distância de frenagem Rampa ascendente D 2 diminui Rampa descendente D 2 aumenta i > 0: rampa ascendente i < 0: rampa descendente V p (km/h) f 0,40 0,37 0,35 0,33 0,31 0,30 0,29 0,28 Elementos básicos para o projeto de uma estrada 32

33 Distância de visibilidade de parada PARADA (D p ) D p D 1 D 2 Elementos básicos para o projeto de uma estrada 33

34 Distância de visibilidade de ultrapassagem Distância mínima necessária para que um veículo, trafegando atrás de outro mais lento, possa efetuar uma manobra de ultrapassagem com segurança e conforto Elementos básicos para o projeto de uma estrada 34

35 Distância de visibilidade de ultrapassagem Observações da AASHTO e recomendações do DNER: V (km/h) D u (m) Não cabem valores para V > 100 km/h pista dupla É recomendado que se tenha trechos com visibilidade de ultrapassagem pelos menos a cada 2 km Elementos básicos para o projeto de uma estrada 35

36 Resumo Velocidade de projeto Relevo Tráfego Raio mínimo Veículo de projeto Distância de visibilidade Elementos básicos para o projeto de uma estrada 36