Aula 03- Projeto Geométrico de Rodovias

3 - ELEMENTOS 3 - ELEMENTOS

BÁSICOS PARA O

PROJETO

Tecnologias Viárias de Estradas de Rodagem

Eng. David C. R. P. Grubba

3.1 INTRODUÇÃO

PROJETO GEOMÉTRICO DE ESTRADASPROJETO GEOMÉTRICO DE ESTRADAS

É a parte do projeto que estuda as diversascaracterísticas geométricas do traçado em funçãode:

• Leis do movimento• Comportamento do motorista• Comportamento do motorista• Características de operação

Rodovia SEGURA, CONFORTÁVEL e EFICIENTE, com o MENOR CUSTO POSSÍVEL

3.1 INTRODUÇÃO

QUAL O IMPACTO DE UM PROJETO MAL FEITO?QUAL O IMPACTO DE UM PROJETO MAL FEITO?

Características geométricas inadequadas causam

AcidentesObsolescência

precoce da estrada

3.1 INTRODUÇÃO


A escolha de boas características

geométricas nem sempre acarreta grandes

acréscimos no custo de acréscimos no custo de construção.

3.1 INTRODUÇÃO


Alterações na estrada depois de construída, como alargamento da

plataforma ou redução de rampas,

implicam na perda de vários outros

implicam na perda de vários outros

serviços, gerando altos custos.

3.2 VELOCIDADES

O TEMPO DE VIAGEM é um fator muito importante na escolha de

um determinado meio de transporte por um usuário.É

fundamental que a estrada dê condições para que os usuários possam desenvolver, de forma possam desenvolver, de forma

segura, VELOCIDADESCOMPATÍVEIS com suas

expectativas.

3.2 VELOCIDADES

A VELOCIDADE QUE UM VEÍCULO APRESENTA DEPENDE:A VELOCIDADE QUE UM VEÍCULO APRESENTA DEPENDE:

Motorista Veículo Rodovia

3.2 VELOCIDADES

COLISÕES EM DIFERENTES VELOCIDADESCOLISÕES EM DIFERENTES VELOCIDADES

3.2 VELOCIDADES

Em uma estrada há veículos trafegando em velocidades Em uma estrada há veículos trafegando em velocidades diferentes. Assim, destacam-se três conceitos de velocidade:

Velocidade Máxima Permitida (VMáx, Perm)

Velocidade de Projeto (V )Velocidade de Projeto (Vp)

Velocidade Média de Percurso (Vm)

3.2.1 VELOCIDADE MÁXIMA PERMITIDA

A velocidade máxima permitida para a via seráCÓDIGO DE TRÂNSITO A velocidade máxima permitida para a via será

indicada por meio de sinalização, obedecidas suascaracterísticas técnicas e as condições de trânsito.

§ 1º Onde NÃO EXISTIR SINALIZAÇÃO regulamentadora, a velocidade máxima será de:

I – VIAS URBANAS:a) 80 km/h, nas vias de trânsito rápido:b) 60 km/h, nas vias arteriais;

TRÂNSITO BRASILEIRO

Artigo 61

b) 60 km/h, nas vias arteriais;c) 40 km/h, nas vias coletoras;d) 30 km/h, nas vias locais;

II - RODOVIASa) 110 km/h para automóveis, camionetas e motocicletas; b) 90 km/h, para ônibus e microônibus;c) 80 km/h, para os demais veículos;

3.2.1 VELOCIDADE MÁXIMA PERMITIDA

•§ 2º O órgão ou entidade de trânsito ou rodoviário comCÓDIGO DE TRÂNSITO •§ 2º O órgão ou entidade de trânsito ou rodoviário com

circunscrição sobre a via poderá regulamentar, por meiode SINALIZAÇÃO, VELOCIDADES SUPERIORES OUINFERIORES àquelas estabelecidas no parágrafoanterior.

TRÂNSITO BRASILEIRO

Artigo 61

3.2.2 VELOCIDADE DE PROJETO

� A velocidade de projeto está associada à função da rodovia. Rodovias importantes justificam altos valores de velocidade de

Velocidade de ProjetoVelocidade de Projeto é maior velocidade que um é maior velocidade que um veículoveículo--padrão pode desenvolver, em um trecho de padrão pode desenvolver, em um trecho de rodovia, em condições normais, rodovia, em condições normais, com segurançacom segurança..

Rodovias importantes justificam altos valores de velocidade de projeto, enquanto as de menor importância devem ter velocidades mais baixas.

� Velocidades altas implicam em rodovias de:� Melhor padrão;� Maior Custo.

3.2.2 VELOCIDADE DE PROJETO

� Todas as características geométricas terão de ser definida de forma � Todas as características geométricas terão de ser definida de forma que a rodovia, em todos seus pontos ofereça segurança ao usuário que a percorra na velocidade estabelecida.

CLASSE DEPROJETO

VELOCIDADE DE PROJETO (km/h)TOPOGRAFIA

PLANA ONDULADA MONTANHOSA

0 120 100 80

Vel

oci

dad

e d

e P

roje

to

Pad

rão

da

Ro

do

via

0 120 100 80

I 100 80 60

II 100 70 50

III 80 60 40

IV 80 - 60 60 - 40 40 - 30

Fonte: Manual de Projeto Geométrico de Rodovias Rurais (DNER, 1999).

Vel

oci

dad

e d

e P

roje

to

Pad

rão

da

Ro

do

via

3.2.3 VELOCIDADE MÉDIA DE PERCURSO

Velocidade Média de PercursoVelocidade Média de Percurso é a média das é a média das Velocidade Média de PercursoVelocidade Média de Percurso é a média das é a média das velocidades de todo tráfego ou de parte dele. É obtida velocidades de todo tráfego ou de parte dele. É obtida

dividindodividindo--se a somatória das distâncias percorridas pela se a somatória das distâncias percorridas pela somatória dos tempos de percurso.somatória dos tempos de percurso.

� Melhores características geométricas e maior segurançaencorajam os motorista a adotar velocidades maiores.encorajam os motorista a adotar velocidades maiores.

� Além disso, a quantidade de veículos circulando pela estrada também influência sobre a velocidade escolhida pelos motoristas.

3.2.3 VELOCIDADE MÉDIA DE PERCURSO

120

Velocidade de Operação (km/h)

Baixo

40

60

80

100

120


Volume Próximo da Capacidade

Volume Intermediário

Baixo Volume

0

50

20

40

70 90 110 130

Velocidade de Projeto (km/h)


3.3 DISTÂNCIA DE VISIBILIDADE

Distância de VisibilidadeDistância de Visibilidade é a distância que é a distância que Distância de VisibilidadeDistância de Visibilidade é a distância que é a distância que pode ser vista à frente pelo motorista. pode ser vista à frente pelo motorista.

� A segurança de uma estrada está diretamente relacionada com a visibilidade que ela oferece. Cuidados especiais devem ser tomados, de forma que todos os veículos que vão entrar nas correntes de tráfego possam SER VISTOS a uma distância suficientemente segura.

� Alguns valores mínimos devem ser respeitados:�� (Df) Distância de Visibilidade de Frenagem;(Df) Distância de Visibilidade de Frenagem;�� (Du) Distância de Visibilidade de Ultrapassagem.(Du) Distância de Visibilidade de Ultrapassagem.

3.3.1 DIST. DE VIS. DE FRENAGEM

Distância de Visibilidade de FrenagemDistância de Visibilidade de Frenagem é a distância é a distância Distância de Visibilidade de FrenagemDistância de Visibilidade de Frenagem é a distância é a distância que permita ao motorista desviar ou parar diante de que permita ao motorista desviar ou parar diante de

qualquer obstáculo que possa surgir.qualquer obstáculo que possa surgir.

D = d +dDf = d1+d2

� d1 é a distância percorrida pelo veículo durante o tempo de reação.� d2 é a distância percorrida pelo veículo durante a frenagem.


A distância foi pouca...


Tempo de frenagem Tempo de percepçãoe reação(2,5s)

f

VD

2

20039,0= VD ×= 7,0

1

V2

+×=


� Df = distância de frenagem (m)� V = velocidade do veículo (km/h).� tr = tempo de reação (s).

f

VVD f

2

0039,07,0 +×=

Df, desejável = f(Vp)

Df, mínima = f (VMP)

Obs.: Adotando tempo de reação igual a 2,5 segundos e a força que freia o veículo como sendo constante durante toda a frenagem.

tr = tempo de reação (s).� f = coeficiente de atrito longitudinal Df, mínima = f (VMP)

Vp Vp Vm Vm Tempo de Tempo de Coeficiente Coeficiente Distância de frenagem (m)Distância de frenagem (m)


Vp Vp (km/h)(km/h)

Vm Vm (km/h)(km/h)

Tempo de Tempo de ReaçãoReação

Coeficiente Coeficiente de Atrito (f)de Atrito (f)

Distância de frenagem (m)Distância de frenagem (m)

DesejávelDesejável MínimaMínima

40 40 2,5 0,38 29,8 29,8

60 55 2,5 0,33 84,5 74,3

80 70 2,5 0,30 139,2 112,7

100 85 2,5 0,29 204,5 156,7

120 98 2,5 0,28 284,6 202,4

Fonte: AASHTO: a Policy on Geometric Design of Highways and Streets. 1994.

Obs. Coeficientes de atrito adotados para a condição de pavimento molhado, válidos para pavimentos secos bem deteriorados Df, desejável = f(Vp)

Df, mínima = f (VMP)

3x 10x

Tempo de Reação = 2,5 s


EFEITO DAS RAMPAS EFEITO DAS RAMPAS

V2

Nos trechos em rampa, a componente do peso dos veículos na direção da rampa ajuda o veículo a parar nas subidas e dificulta nas descidas.

+

� i = inclinação de rampa (subida positiva)

+

+×=

if

VVD f

2

0039,07,0+

d = durante o tempo de ocupação da faixa oposta

d1 = distância de percepção e reação, acrescida do tempo para manobra inicial.

3.3.2 DISTÂNCIA DE ULTRAPASSAGEM

d2 = durante o tempo de ocupação da faixa oposta

1 2 2 2

11

1

2

3 3

Du

d1 d2 / 3 2 d2 / 3 d3 d4

d2

d1 d2 / 3 2 d2 / 3 d3 d4

d3 = distância de segurança entre os veículos (1) e (3)

d4 = distância percorrida pelo veículo (4) durante o período que o veículo (1)ocupa a faixa da esquerda

t1 = tempo da manobra inicial


t2 = tempo de ocupação da faixa oposta

a = aceleração média (km/h/s)

d1 = durante o tempo de reação e aceleração inicial

d2 = durante o tempo de ocupação da faixa oposta

d3 = distância de segurança entre os veículos (1) e (3)

d4 = distância percorrida pelo veículo (3) durante o período que o veículo (1) ocupa a faixa da esquerda.

� V2 = constante


� V2 = constante

� V1 = V2 + (m = 15 km/h)

Expressões:

� d1 = 0,278 . t1 (V1 - m + (a . t1 / 2))

� d = 0,278 . V . t� d2 = 0,278 . V1 . t2

� d3 = tabelado

� d4 = (2 . d2) / 3

[Du = d1 + d2 + d3 + d4]


Cálculo das Parcelas da DU e Velocidades Considerados no Modelo Adotado pela AASHTOModelo Adotado pela AASHTO


Manual de Projeto Geométrico de Rodovias Rurais do DNER estabelece valores mínimos de projeto recomendados para a DU

Valores de DU fixados no Manual do DNER

estabelece valores mínimos de projeto recomendados para a DU segundo o mesmo critério geométrico definido pela AASHTO.

3.4 EXERCÍCIOS1) Calcular as distâncias de visibilidade desejável e mínima para frenagem em uma rodovia com velocidade de projeto de 100 frenagem em uma rodovia com velocidade de projeto de 100 km/h, estando em rampa ascendente de 5%.

2) Calcular as distâncias de visibilidade desejável e mínima para frenagem em uma rodovia com velocidade de projeto de 100 km/h, estando em rampa descendente de 5%.

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