Elementos Básicos Para o Projeto Geométrico de Rodovias. Características Técnicas Para o Projeto...

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Elementos básicos para o projeto geométrico de Elementos básicos para o projeto geométrico de rodovias. Características técnicas para o projeto.rodovias. Características técnicas para o projeto.

5.1 Introdução

As características técnicas são itens

fundamentais para o perfeito funcionamento

da estrada, de acordo com os padrões de

conforto, segurança e eficiência, que

constituem seu objetivo essencial. O projeto

geométrico é parte do traçado em função das

leis do movimento, do comportamento dos

motoristas, das características de operação dos

veículos e do tráfego, de maneira a garantir

uma estrada segura, confortável e eficiente,


com o menor custo possível. Características

geométricas inadequadas causam acidentes de

tráfego, baixa eficiência e obsolescência precoce

da estrada, fato que não deve ocorrer antes que

os benefícios advindos da estrada justifiquem o

investimento feito em sua construção.

A escolha de boas características geométricas

nem sempre acarreta grandes acréscimos no

custo de construção. Por outro lado, alterações na

estrada depois de construída, como alargamento

da plataforma ou redução de rampas, implicam a

perda de vários outros serviços, gerando custos


altos que devem ser evitados. Os diversos

elementos do projeto geométrico devem ser

escolhidos de forma a gerar uma estrada que

possa atender aos objetivos para os quais ela foi

projetada, dando condições de escoamento de

tráfego que justifiquem o investimento.

5.2 Velocidades

O tempo de viagem é um fator muito importante

na escolha de um determinado meio de transporte

por um usuário. Assim, é importante que a

estrada dê condições para que os usuários pos-


sam desenvolver, de forma segura, velocidades

compatíveis com suas expectativas.

A velocidade que um veículo apresenta em

determinado trecho depende do motorista, do

veículo e da estrada.

Quanto ao motorista, depende de sua capacidade

ou habilidade, de sua vontade, de seu estado

psicológico etc.

Quanto ao veículo, depende do tipo, do peso, da

potência do motor, do estado de conservação, do


combustível etc.

Quanto à estrada, depende das características

geométricas (rampas, raio das curvas, visibilidade,

superelevação etc.), do estado da superfície de

rolamento, do volume e da composição do

tráfego, das condições climáticas, da velocidade

máxima legal, do policiamento etc.

Em uma estrada há veículos trafegando com

velocidades diferentes: assim é necessário que

sejam definidos valores de velocidade para o

estudo das características geométricas. Destaca-

Elementos básicos para o projeto geométrico de rodovias. Elementos básicos para o projeto geométrico de rodovias. Características técnicas para o projeto.Características técnicas para o projeto.

mos dois conceitos de velocidade: velocidade de

projeto (Vp) e velocidade média de percurso (Vm).

5.2.1 Velocidade de Projeto (Vp)

Velocidade de Projeto ou velocidade diretriz

constitui-se no principal parâmetro para o

dimensionamento dos elementos do projeto

geométrico. Assim definimos como a maior

velocidade que um veículo-padrão pode

desenvolver, em uma estrada, em condições

normais, com segurança. Isso significa que

velocidades de projeto altas implicam estradas de

melhor padrão e maior custo, pois o custo de


de construção está diretamente ligado aos

parâmetros mínimos adotados e à topografia da

região atravessada.

Deve-se sempre que possível, adotar uma

velocidade de projeto única para toda a estrada.

Só é justificável o uso de velocidades diferentes

para trechos da estrada que apresentam

diferenças sensíveis nas condições topográficas

da região atravessada.

Para o usuário da estrada é importante o tempo

gasto para percorrê-la.


Vamos supor um veículo percorrendo uma estrada de

extensão E à velocidade de projeto Vp, que é a

condição mais desfavorável, e chamar de t o tempo

gasto para percorrê-la.

Temos:

t = E/Vp em que E = extensão da estrada; t = tempo

de percurso e Vp = velocidade de projeto.

É importante saber que para cada extensão de

estrada há uma velocidade de projeto ideal do ponto

de vista econômico. Essa velocidade aumenta à

medida que a extensão da estrada


aumenta à medida que a extensão da estrada

também aumenta. Por questão de segurança, há

limitações para as velocidades nas rodovias, para

distâncias grandes é recomendável a utilização

de meios de transporte mais rápidos, por

exemplo, o transporte aéreo, os trens de alta

velocidade etc.

Observe a seguir as tabelas que indicam as

classes de projeto e suas respectivas velocidades:


Além disso, a quantidade de veículos circulando

pela estrada também tem influência sobre a

velocidade escolhida pelos motoristas. Grandes

volumes de tráfego limitam a liberdade do

motorista em escolher sua velocidade de percurso.

5.2.2 Velocidade média de percurso

É a média das velocidades de todo o tráfego ou

parte dele. Melhores características geométricas

e maior segurança encorajam os motoristas a

adotar maiores velocidades, tornando a

velocidade média de percurso uma função da

velocidade de projeto.


5.3 Distância de visibilidade

É a extensão da estrada que pode ser vista à

frente pelo motorista. A segurança de uma estrada

está diretamente relacionada com a visibilidade

que ela oferece. O projetista sempre deverá

procurar soluções que gerem espaços com boa

visibilidade. Cuidados especiais devem ser

tomados nos acessos à estrada, de forma que

todos os veículos que vão entrar nas correntes de

tráfego possam ser vistos a uma distância

suficientemente segura. Quanto melhor forem as

condições gerais de visibilidade, mais segura será


a estrada. Alguns valores mínimos devem ser

respeitados, entre os quais destacamos: distância

de visibilidade de frenagem (Df) e distância de

visibilidade de ultrapassagem (Du).

Distância de frenagem (Df): é a distância mínima

para que um veículo que percorre uma estrada, na

Vp, possa parar com segurança, antes de atingir

um obstáculo em sua trajetória. Para se

determinar a distância de frenagem deve-se

considerar o tempo de percepção e o tempo de

reação do motorista.

-Tempo de percepção é o lapso de tempo entre o


instante em que o motorista percebe um

obstáculo a sua frente e o instante em que decide

iniciar a frenagem. (~0,7s).

-Tempo de reação é o intervalo de tempo entre o

instante em que o motorista decide frenar e o

instante em que efetivamente inicia a frenagem

(~0,5s).

Recomenda-se adotar valores para tempo de

reação e percepção com um certo fator de

segurança: tempo de percepção de 1,5s, tempo

de reação de 1s, resultando um tempo tr de 2,5s.


D=distância percorrida pelo veículo no intervalo

de tempo no instante em que o motorista vê o

obstáculo e o instante em que inicia a frenagem.

D=distância percorrida pelo veículo durante a

frenagem.

Df=D+D


D=0,7V onde V é a velocidade de projeto em

km/h

D=0,0039V²/f onde f é o coeficiente de atrito

longitudinal. O valor de f a ser adotado não é

constante para todas as velocidades. Testes

mostram que esse coeficiente de atrito decresce à

medida que a velocidade aumenta. Vários fatores

influem no valor do coeficiente f: material,

desenho dos sulcos e pressão dos pneus, tipo e

condição da superfície do pavimento e,

principalmente a presença da água. O coeficiente

de atrito para pavimento seco é bem maior que o

coeficiente para pavimento molhado.


Efeito das rampas sobre a distância de frenagem:

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.

Chamando de i a inclinação da rampa, isto é, a

tangente do ângulo formado entre a rampa e a

horizontal, temos: D=0,0039V²/f + i então:

D=0,0039V²/f + i

Tabela: Distância de Frenagem

Velocidade de Projeto (km/h): 50 60 70 80 90 100

110

Distância de Frenagem, Df(m): 50 65 81 98 118

138 162


Tabela: Valores de coeficiente de atrito (f)

adotados para projeto

Velocidade de Pavimento seco Pavimento

Projeto (km/h) molhado

50 0,62 0,36

60 0,60 0,34

70 0,59 0,32

80 0,58 0,31

90 0,57 0,31

100 0,56 0,30

110 0,55 0,30


Portanto pelo método AASHTO temos,

Df = D + D = 0,7V +0,0039V²/f

E nos trechos em rampas temos,

Df = D + D = 0,7V +0,0039V²/f + i


Distância de Visibilidade de Ultrapassagem (Du):

Nas estradas de pista única, com dois sentidos de

tráfego, é necessário que existam trechos com

visibilidade suficiente para que os veículos mais

rápidos possam ultrapassar os mais lentos. Para

que a ultrapassagem possa ser feita com

segurança, o motorista precisa ver, na faixa de

sentido oposto, um vazio na corrente de tráfego

suficiente para o início da manobra. Para uso no

projeto, a Distância de Visibilidade de

Ultrapassagem (Du) é o comprimento de estrada

necessário para que um veículo possa ultrapassar


outro, pela faixa de tráfego oposta com

segurança. O valor mínimo para Du indica a

condição mínima de visibilidade a ser respeitada

em alguns trechos da estrada.


Critério de cálculo da AASHTO (American Association

of State Highway and Transportation Officials):

V = constante Vu = Velocidade média de

ultrapassagem

Vu = V + (m = 16km/h que é a diferença entre a

velocidade média de ultrapassagem e a velocidade

que é ultrapassado)

Definições:

t = tempo da manobra inicial

t = tempo de ocupação da faixa oposta

a = aceleração média (km/h/s)

d = distância percorrida durante o tempo de

percepção e aceleração inicial (m)


d = distância percorrida durante a ocupação da

faixa de tráfego oposta (m)

d = distância de segurança (m)

d = distância percorrida pelo veículo que trafega

na faixa de tráfego oposta (m)

Du = d + d + d + d

Onde d = 0,278 x t x [Vu - m + (a x (t/2)]

d = 0,278 x Vu x t

d = tabelado

d = (2 x d)/3


Valores Adotados para o Projeto: Du (m)Velocidade média de ultrapassagem(km/h)56 70

84 99

Manobra inicial:

a(km/h/s) 0,88

0,89 0,92 0,94

t (s) 3,6

4,0 4,3 4,5

d (m)

42 62 84 107

Ocupação da faixa oposta:

t (s) 9,3

10,0 10,7 11,3

d (m) 145

195 250 311

d (m) 30

55 75 90

d (m) 97

130 167 208

Du = d + d + d + d 314

412 576 725

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