Estudo Dos Impactos Do Bitrem Nas Rodovias Federais Brasileiras Vol. 1

REPÚBLICA FEDERATIVA DO BRASIL MINISTÉRIO DOS TRANSPORTES

DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRA-ESTRUTURA DE TRANSPO RTES – DNIT DIRETORIA EXECUTIVA - DIREX

INSTITUTO DE PESQUISAS RODOVIÁRIAS – IPR

ESTUDO DOS IMPACTOS DO BITREM NAS RODOVIAS FEDERAIS BRASILEIRAS

RELATÓRIO FINAL VOLUME 1

Junho / 2009

REPÚBLICA FEDERATIVA DO BRASIL MINISTÉRIO DOS TRANSPORTES

DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRA-ESTRUTURA DE TRANSPO RTES – DNIT DIRETORIA EXECUTIVA - DIREX

INSTITUTO DE PESQUISAS RODOVIÁRIAS – IPR

ESTUDO DOS IMPACTOS DO BITREM NAS RODOVIAS FEDERAIS BRASILEIRAS

SUPERVISÃO: Diretoria Executiva COORDENAÇÃO: Instituto de Pesquisas Rodoviárias FISCALIZAÇÃO: Comissão de Fiscalização do Instituto de Pesquisas Rodoviárias ELABORAÇÃO: Consórcio Gistran-Contécnica CONTRATO: DIREX – 164/2007 PROCESSO: 50.600.091.356/207-38 EDITAL: n° 428/2006-00

Instituto de Pesquisas Rodoviárias Estudo dos Impactos do Bitrem nas Rodovias Federais Brasileiras

APRESENTAÇÃO O emprego das composições de veículos de carga – CVC – com mais de duas unidades, incluída a unidade tratora, já é uma realidade nas rodovias do País. Introduzidas inicialmente nos países de grande extensão territorial como Estados Unidos, Canadá e Austrália, foram adotadas no Brasil, onde extensas distâncias de transporte ainda são cativas do modal rodoviário. Sua utilização tem crescido aceleradamente. Para avaliar o impacto destas composições de veículos na infra-estrutura e na operação rodoviárias o Instituto de Pesquisas Rodoviárias do DNIT desenvolveu, por intermédio do Contrato DIREX 164/2007, iniciado em 19 de junho de 2007 e encerrado em 19 de junho de 2009, o Estudo dos Impactos do Bitrem nas Rodovias Federais Brasileiras. O Estudo avaliou impactos sobre a segurança - análise da contribuição das Composições de Veículos de Carga - CVC para aumento do número dos acidentes e avaliação dos procedimentos de projeto geométrico quanto ao emprego destes novos veículos; sobre o pavimento - adeqüabilidade do dimensionamento do pavimento, como atualmente efetuado, e efeitos das CVC sobre o seu desgaste; e sobre as pontes e viadutos – compatibilidade das CVC com as diversas normas de projeto empregadas na construção das estruturas existentes na rede rodoviária federal, efetuando, inclusive, ensaio dos efeitos dinâmicos gerados por uma CVC sobre um viaduto rodoviário. Os estudos sobre estes impactos estão concluídos, e as conclusões obtidas resultaram em um conjunto de recomendações sobre alterações no projeto geométrico de interseções e curvas com emprego de novos veículos tipo de projeto, alteração no corpo normativo que regula o trânsito de CVC, introdução de novas informações no processo de coleta de dados sobre acidentes e necessidade de estudo de novo procedimento de projeto das estruturas de pontes e viadutos. Estas conclusões e recomendações são apresentadas no texto do capítulo 4 deste Relatório Final.

Engº Civil CHEQUER JABOUR CHEQUER Gerente de Projeto – DNIT

Coordenador do Instituto de Pesquisas Rodoviárias – IPR


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SUMÁRIO Pág.

1 – APRESENTAÇÃO......................................................................................... 8

2 – PUBLICAÇÕES CONSULTADAS................................................................ 10

3 – DESCRIÇÃO DAS ATIVIDADES DESENVOLVIDAS.................................. 16 3.1 – Introdução....................................................................................................... 17 3.2 - Estudo dos Impactos das CVC no Projeto Geométrico das Rodovias............ 19

3.2.1 – Considerações Iniciais....................................................................... 20 3.2.2 – Veículos de Projeto............................................................................ 20 3.2.3 – Distância de Visibilidade de Parada................................................... 37 3.2.4 – Distância de visibilidade de ultrapassagem....................................... 41 3.2.5 – Distância de visibilidade em interseções........................................... 52 3.2.6 – Superlargura................................................................................................ 68 3.2.7 – Outros Elementos de Projeto............................................................. 92

3.3 – Estudo do impacto das CVC sobre pavimento............................................... 95 3.3.1 – Introdução.................................................................................................... 96 3.3.2 – Considerações iniciais............................................................................... 98 3.3.3 – Análise do impacto das CVC no pavimento...................................... 103 3.3.4 – Efeitos em termos de custos totais e transportes............................... 106 3.3.5 – Análise dos fatores intervenientes..................................................... 108 3.3.6 – Avaliação das variações das cargas por eixo e das pressões das pressões de inflação dos pneus e de sua repercussão nos valores dos fatores de equivalência de carga...................................................................

126

3.3.7 – Avaliação Final.................................................................................. 132

3.3.8 – Conclusões........................................................................................ 141

3.3.9 - Complementações teóricas............................................................... 141 3.3.9-A. Definições e princípios básicos....................................................... 142 3.3.9-A.1. Preliminares.................................................................................. 143 3.3.9-A.2. Ações no tráfego........................................................................... 144 3.3.9-A.3. O desempenho do pavimento....................................................... 148 3.3.9-A.4. O Trincamento por Fadiga do Revestimento Asfáltico.................. 150 3.3.9-A.5. Relação entre Operações e Coberturas........................................ 152 3.3.9-A.6. A Equação Básica de Dimensionamento de Pavimento do USACE...........................................................................................................

154

3.3.9-A.7. A relação carga incidente de uma roda e a Carga de Roda Simples Equivalente.......................................................................................

156

3.3.9-A.8. O Programa ELSYM 5.......................................................................... 157 3.3.9-A.9. A Metodologia para o Cálculo dos Fatores de Equivalência de conformidade com o intitulado 4° procedimento............................................

158

3.3.9-B. Análise dos Impactos das CVC nos Pavimentos............................ 160 3.3.9-B.1. O Trecho de Referência....................................................................... 161 3.3.9-B.2. Parâmetros do Tráfego Adotados na Análise............................... 161 3.3.9-B.3. Simulações dos Volumes de Tráfego e Parâmetros Afins............ 162 3.3.9-B.4. Fatores de Equivalência de Veículos............................................ 162 3.3.9-B.5. Cálculo do Número “N” ........................................................................ 162 3.3.9-B.6. DETERMINAÇÃO DO NÚMERO “N” RELATIVO AO PERÍODO DE ANÁLISE. ...........................................................................................................

163

3.3.9-B.7. Dimensionamento do pavimento. ...................................................... 163 3.3.9-B.8. Conclusões da Primeira Etapa Programada para os Trabalhos...................................................................................................................

174


- 2 -

SUMÁRIO Pág.

3.3.9-C. Os Efeitos da Participação das CVC em Termos de Custos Totais e Transportes............................................................................................................

176

3.3.9-C.1. Determinação do ESALF...................................................................... 177 3.3.9-C.2. Emprego do HDM - 4............................................................................ 189 3.3.9-C.3. Aplicação do Programa HDM-4, considerando a Ocorrência de CVC no Tráfego. ......................................................................................................

202

3.3.9-D.- A Análise dos Fatores Intervenientes................................................... 210 3.3.9-D.1. Carga por Eixo............................................................................. 211

3.3.9-D.2. Peso Bruto Total.......................................................................... 212

3.3.9-D.3. Espaçamento entre Eixos............................................................ 212

3.3.9-D.4. Distribuição de Carga.................................................................. 212

3.3.9-D.5. Velocidade .................................................................................. 213

3.3.9-D.6. Amortecimento / Caminhões......................................................... 213

3.3.9-D.7. Pressão de Inflação dos Pneus................................................... 214 3.3.9-D.8. A Ação Conjugada do Excesso de Carga e da Pressão de Inflação dos Pneus..................................................................................................

217

3.3.9-D.9. Rugosidade................................................................................... 218

3.3.9-D.10. Temperatura ............................................................................... 218 3.3.9-D.11. Camadas/Pavimento.......................................................................... 218

3.3.9-D.12. Variação Lateral da Trajetória das Rodas................................... 219

3.3.9.D.14. Manobras............................................................................................. 220

3.3.9-D.15. Cargas Dinâmicas....................................................................... 222

3.3.9-D.16. Configurações dos Caminhões................................................... 227

3.3.9-D.17. Outros Aspectos.......................................................................... 228

3.3.9-E. Efeitos da Variação de Fatores Interferentes.................................. 230 3.3.9-E.1. Avaliação dos Fatores de Equivalência de Cargas I.................... 233 3.3.9- E.2. Avaliação dos Fatores de Equivalência de Cargas II.................. 239

3.4 – Avaliação da influência do tráfego de CVC no fator de gravidade dos acidentes nas rodovias......................................................................................................

244

3.4.1 – Abordagem do estudo........................................................................ 245 3.4.2 – Caracterização dos trechos rodoviários com maior concentração de tráfego de Combinações de Veículos de Carga – CVC............................

245

3.4.3 – Caracterização das rotas de transporte de produtos perigosos........................................................................................................

249

3.4.4 – Definição das Rotas de Estudo......................................................... 252 3.4.5 – Definição das Rotas Críticas.............................................................. 257 3.4.6 – Definição dos Segmentos Críticos das Rotas Críticas....................... 262 3.4.7 – A montagem do Banco de Dados de Acidentes................................ 264 3.4.8 – Banco de dados: concepção e utilização........................................... 265 3.4.9 – Consolidação do Banco de Dados.................................................... 275 3.4.10 – A técnica do Escore de Propensão................................................. 277 3.4.11 - O que é o escore de propensão............................................................. 280 3.4.12 - A estratégia de estratificação pelo escore de propensão................. 281 3.4.13 - A estratégia de pareamento pelo escore de propensão................... 290 3.4.14 - Comentários finais..................................................................................... 295

3.5 - Verificação do impacto das CVC nas OAE............................................................ 296


- 3 -

SUMÁRIO Pág.

3.5.1 - Considerações iniciais................................................................................ 297 3.5.2 – Análise para os trens tipo de norma........................................................ 297 3.5.3 – Comparação de esforços gerados por CVC em pontes com 10m e 13m de largura..........................................................................................................

300

3.5.4 – Recomendações......................................................................................... 306 3.5.5 – O comportamento dinâmico das OAE quando solicitadas por CVC em movimento..........................................................................................................

306

4 – CONCLUSÕES E PROPOSIÇÕES DE MEDIDAS A SEREM ADOTADAS 307 4.1 – Quanto aos impactos das CVC no projeto geométrico das rodovias.............. 308

4.1.1 – Conclusões específicas sobre as CVC.............................................. 308 4.1.2 – Conclusões de caráter geral obtidas do Estudo................................. 310 4.1.3 – Proposições de medidas a serem adotadas...................................... 310 4.1.3.A – Alterações do corpo normativo....................................................... 310 4.1.3.B – Novos estudos e pesquisas............................................................ 311

4.2 – Quanto ao impacto das CVC nos pavimentos................................................. 312 4.2.1 – Conclusões específicas sobre as CVC.............................................. 312 4.2.2 – Conclusões de caráter geral obtidas do Estudo................................. 312 4.2.3 – Proposições de medidas a serem adotadas...................................... 315 4.2.3.A – Alterações do corpo normativo....................................................... 315 4.2.3.B – Novos estudos e pesquisas............................................................ 316

4.3 - Avaliação da influência do tráfego de CVC no fator de gravidade dos acidentes nas rodovias.............................................................................................

317

4.3.1 – Conclusões específicas sobre as CVC.............................................. 317 4.3.2 – Conclusões de caráter geral obtidas do Estudo................................. 317 4.3.3 – Proposições de medidas a serem adotadas...................................... 317 4.3.3.A – Alterações do corpo normativo....................................................... 317 4.3.3.B – Novos estudos e pesquisas............................................................ 317

4.4 – Impacto das CVC nas OAE............................................................................. 318 4.4.1 – Conclusões específicas sobre as CVC 318 4.4.2 – Conclusões de caráter geral obtidas do Estudo 318 4.4.3 – Proposições de medidas a serem adotadas 318 4.4.3.A – Alterações do corpo normativo 318 4.4.3.B – Novos estudos e pesquisas 319

5 – ANEXOS EM MEIO MAGNÉTICO................................................................ 320 Anexo MM1 – Referente ao item 3.2 – Estudo do impacto das CVC no projeto geométrico das rodovias ................................................................................................

321

Anexo MM2 – Referente ao item 3.3 – Estudo do impacto das CVC sobre pavimento 323 Anexo MM3 - Referente ao item 3.4 - Avaliação da influência do tráfego de CVC no fator de gravidade dos acidentes nas rodovias..............................................................

325

Anexo MM4 - Referente ao item 3.5 - Verificação do impacto das CVC nas OAE......... 327 6 – TERMO DE ENCERRAMENTO.................................................................... 329


- 4 -

ÍNDICE DE TABELAS Pág.

Tabela 3.2.2.1 – Evolução da frota de caminhões em circulação no país (103 veículos)............. 21

Tabela 3.2.2.2 – Idade média da frota de caminhões (anos)........................................................ 22

Tabela 3.2.2.3 - Principais dimensões básicas dos veículos de projeto compostos de mais de uma unidade (CVC) - (metros) ................................................................................................................

25

Tabela 3.2.3.1 - Distâncias mínimas de visibilidade de parada (m).............................................. 40

Tabela 3.2.4.1 – Distâncias de visibilidade nos pontos críticos.................................................... 50

Tabela 3.2.5.1 – Gaps crítico......................................................................................................... 52

Tabela 3.2.5.2 – Gaps críticos adotados....................................................................................... 53

Tabela 3.2.5.3 – Gaps críticos para os diversos casos estudados............................................... 54

Tabela 3.2.5.4 – Caso B1 - Intervalos de tempo aceitos (gaps) para giros à esquerda............... 57

Tabela 3.2.5.5 – Caso B1 - Distâncias de visibilidade em interseções controladas pela sinalização “Parada Obrigatória” - (Giro à esquerda a partir da rodovia secundária)...................

58

Tabela 3.2.5.6 – Casos B2 e B3 – Intervalos aceitos (gaps) para giros à direita e travessias..... 59

Tabela 3.2.5.7 – Casos B2 e B3 - Distâncias de visibilidade (b) em interseções controladas pela sinalização “Parada Obrigatória” (Giro à direita ou travessia a partir da rodovia secundária) ...................................................................................................................................

60 Tabela 3.2.5.8 – Caso C1 - Tempos de percurso na rodovia secundária e tempos de travessia da rodovia principal em interseções controladas pela sinalização “Dê a Preferência” - (Travessia a partir da rodovia secundária) ...................................................................................

62 Tabela 3.2.5.9 - Fatores de ajustamento para as distâncias de visibilidade em função do greide da aproximação - 65...........................................................................................................

63

Tabela 3.2.5.10 – Caso C1 – Distâncias de visibilidade “b” ao longo da rodovia principal em interseções controladas pela sinalização “Dê a Preferência” (Travessia a partir da rodovia secundária) ...................................................................................................................................

63 Tabela 3.2.5.11 – Caso C2 - Intervalos aceitos para giros à direita e à esquerda ....................... 64 Tabela 3.2.5.12 – Caso C2 – Distâncias de visibilidade ao longo da rodovia principal em interseções controladas pela sinalização “Dê a Preferência” (Giro à esquerda ou à direita a partir da rodovia secundária) ........................................................................................................

64 Tabela 3.2.5.13 – Caso E - Intervalos aceitos para giros à esquerda da rodovia principal ......... 65 Tabela 3.2.5.14 – Caso E - Distâncias de visibilidade ao longo da rodovia principal em interseções controladas pela sinalização “Parada Obrigatória” (Giros à esquerda a partir da rodovia principal) ..........................................................................................................................

66 Tabela 3.2.6.1 – Valores das superlarguras das CVC (Pistas de 2 faixas) .................................. 87 Tabela 3.2.6.2 - Valores dos raios acima dos quais é dispensável a superlargura pistas de 2 faixas (m) ......................................................................................................................................

88

Tabela 3.2.6.3 - Valores de superlargura para projetos de curvas em trechos contínuos – pistas de 2 faixas (m) - veículo de projeto CA – 18,60 m .............................................................

89

Tabela 3.2.6.4 - Valores de superlargura para projetos de curvas em trechos contínuos – pistas de 2 faixas (m) - veículo de projeto BT9 – 25,00 m ...........................................................

90

Tabela 3.2.6.5 - Valores de superlargura para projetos de curvas em trechos contínuos – pistas de 2 faixas (m)- veículo de projeto BTL – 30,00 m ............................................................

91

Tabela 3.3.3.1 - Volume médio diário de tráfego (VMD) Atual ..................................................... 104

Tabela 3.3.3.2 - Configuração básica de veículos pesados (VMDc) ........................................... 104

Tabela 3.3.3.3 - Resumo dos valores do número N (referência: tráfego comercial / BR-158/MS) ........................................................................................................................................

104

Tabela 3.3.3.4 - Resumo dos valores do número “N” (Referência: 5 x tráfego comercial / BR-158/MS) .........................................................................................................................................

104


- 5 -

ÍNDICE DE TABELAS (continuação) Pág.

Tabela 3.3.3.5 - Resumo dos valores do número “N” (Referência: 10 x tráfego comercial/BR-158/MS) .............................................................................................................................

105

Tabela 3.3.3.6 - Cálculo da espessura total do pavimento .......................................................... 105

Tabela 3.3.3.7 - Camadas constituintes do pavimento ........................................................... 105

Tabela 3.3.3.8 – Espessuras do pavimento para acréscimos no tráfego de CVC ....................... 106

Tabela 3.3.4.1 – Custos totais de transporte (Taxa de desconto anual de 12%).......................... 107

Tabela 3.3.5.1 - Valor nominal e faixa de valores para cada uma das variáveis de veículo, pneu e pavimento................................................................... ................................................

110

Tabela 3.3.6.1 - Avaliação dos fatores de cargas I dos veículos................................................... 127

Tabela 3.3.6.2 - Avaliação dos fatores de cargas I dos veículos................................................... 128

Tabela 3.3.6.3 – Dados de entrada para o programa ELSYN -5................................................... 130

Tabela 3.3.6.4 - Avaliação dos fatores de equivalência de cargas II............................................. 130



Tabela 3.3.7.1 - Análise comparativa dos efeitos das variações dos valores de quesitos ou fatores interferentes sobre as diferentes configurações de veículos.............................................

140

Tabela 3.4.5.1 – Rotas críticas – critério estatístico................................................................ 258

Tabela 3.4.5.2 – Rotas críticas – rotas adotadas................................................................... 259

Tabela 3.4.5.3 – Rotas críticas – critério de determinação...................................................... 259

Tabela 3.4.6.1 – Segmentos críticos..................................................................................... 263

Tabela 3.4.7.1 Modelo do banco de dados............................................................................ 264

Tabela 3.4.8.1 – Pesquisa de tráfego (DNIT/CENTRAN) – Contagem fora do período da Safra 270

Tabela 3.4.8.2 – Localização dos postos de contagem para cobertura do período da safra........ 271

Tabela 3.4.8.3 – Dados da CVC e da OD por posto............................................................... 271

Tabela 3.4.9.1 – Estrutura do banco de dados....................................................................... 276

Tabela 3.4.12.1 – Número de acidentes nos quintis............................................................... 285

Tabela 3.4.12.2 - OR nos quintis formado segundo o escore de propensão................................ 285

Tabela 3.4.12.3 – Distribuição dos percentuais entre os grupos “CVC Baixo” nos quintis............ 287

Tabela 3.4.12.4 – Escore de propensão – principais estatísticas nos quintis............................... 288

Tabela 3.4.12.5 – Desempenho do modelo de escore de propensão (*)...................................... 288

Tabela 3.4.13.1 – Análise pareada entre tráfego de CVC e fator de gravidade............................ 292

Tabela 3.4.13.2 – Amostra das perdas .................................................................................. 293

Tabela 3.4.13.3 – Amostra pareada...................................................................................... 293

Tabela 3.4.13.4 – Balanceamento dos dados: amostra pareada x amostra geral........................ 294

Tabela 3.5.2.1 – Análise em pontes 13 m de largura ................................................................... 299

Tabela 3.5.3.1 – Análise em pontes com 10 m e 13 m de largura – vãos..................................... 302

Tabela 3.5.3.2 – Análise em pontes com 10 m e 13 m de largura – balanços.............................. 302


- 6 -

ÍNDICE DE FIGURAS

Pág.

Figura 3.2.2.1 – Arraste a baixa e alta velocidade......................................................................... 26

Figura 3.2.2.2 – Curva tractrix........................................................................................................ 27

Figura 3.2.2.3 – Curva verdadeira.................................................................................................. 29

Figura 3.2.2.4 – Veículo de projeto CA........................................................................................... 32

Figura 3.2.2.5 – Veículo de projeto BT7......................................................................................... 33

Figura 3.2.2.6 – Veículo de projeto CG.......................................................................................... 34

Figura 3.2.2.7 – Veículo de projeto BT9......................................................................................... 35

Figura 3.2.2.8 – Veículo de projeto BTL......................................................................................... 36

Figura 3.2.4.1 – Manobra de ultrapassagem.................................................................................. 41

Figura 3.2.4.2 – Representação gráfica da ultrapassagem............................................................ 43

Figura 3.2.4.3 – Diagramas espaço-tempo da ultrapassagem....................................................... 44

Figura 3.2.5.1 – Triângulo de visibilidade para o veículo em movimento (DNIT)........................... 55

Figura 3.2.5.2 – Triângulo de visibilidade para o veículo parado (DNIT)....................................... 55

Figura 3.2.5.3 – Triângulo de visibilidade em interseções esconsas............................................. 67

Figura 3.2.6.1 – Elementos obtidos no processo de cálculo da superlargura do Rodotrem........................................................................................................................................

77

Figura 3.3.1.1 – Fluxograma das atividades desenvolvidas........................................................... 98

Figura 3.3.5.1 – Danos dos pavimentos x fatores intervenientes................................................... 109

Figura 3.3.5.2 - Interações de fadiga em pavimentos flexíveis...................................................... 111

Figura 3.3.5.3 - Interações de formação de trilhas......................................................................... 111

Figura 3.3.6.1 – Fluxograma para avaliação dos fatores de equivalência de carga I.................... 129

Figura 3.4.2.1 – Tráfego de CVC no Estado de Goiás................................................................... 246

Figura 3.4.2.2 – Tráfego de CVC no Estado de Pernambuco........................................................ 246

Figura 3.4.2.3 – Tráfego de CVC no Estado de Minas Gerais....................................................... 247

Figura 3.4.2.4 – Tráfego de CVC no Estado de Santa Catarina.................................................... 247

Figura 3.4.2.5 – Tráfego de CVC no Estado do Pará..................................................................... 248

Figura 3.4.2.6 – Tráfego de CVC no Distrito Federal..................................................................... 248

Figura 3.4.3.1 – Rotas de produtos perigosos no Estado de Goiás............................................... 249

Figura 3.4.3.2 – Rotas de produtos perigosos no Estado de Minas Gerais................................... 250

Figura 3.4.3.3 – Rotas de produtos perigosos no Estado de Pernambuco.................................... 250

Figura 3.4.3.4 – Rotas de produtos perigosos no Estado de Santa Catarina................................ 251

Figura 3.4.3.5 – Rotas de produtos perigosos no Estado do Pará................................................. 251

Figura 3.4.3.6 – Rotas de produtos perigosos no Distrito Federal................................................. 252

Figura 3.4.4.1 – Rotas de Estudo no Estado de Goiás.................................................................. 254

Figura 3.4.4.2 – Rotas de Estudo no Estado de Pernambuco....................................................... 254

Figura 3.4.4.3 – Rotas de Estudo no Estado de Minas Gerais....................................................... 255

Figura 3.4.4.4 – Rotas de Estudo no Estado de Santa Catarina.................................................... 255

Figura 3.4.4.5 – Rotas de Estudo no Estado do Pará.................................................................... 256


- 7 -

ÍNDICE DE FIGURAS

Pág.

Figura 3.4.4.6 – Rotas de Estudo no Distrito Federal................................................................... 256

Figura 3.4.5.1 – Rotas Críticas no Estado de Goiás..................................................................... 260

Figura 3.4.5.2 – Rotas Críticas no Estado de Pernambuco.......................................................... 260

Figura 3.4.5.3 – Rotas Críticas no Estado de Minas Gerais......................................................... 261

Figura 3.4.5.4 – Rotas Críticas no Estado de Santa Catarina....................................................... 261

Figura 3.4.5.5 – Rotas Críticas no Distrito Federal....................................................................... 262

Figura 3.4.8.1 – Mapeamento dos Postos de Contagem de Tráfego no Estado do Rio de

Janeiro..........................................................................................................................................

266

Figura 3.4.8.2 – Identificação de trechos coincidentes................................................................. 267

Figura 3.4.8.3 – Trecho e segmentos............................................................................................ 268

Figura 3.4.8.4 – Acidentes alocados nos segmentos.................................................................... 268

Figura 3.4.8.5 – Mapeamento de trechos coincidentes................................................................. 269

Figura 3.4.8.6 – Informações dos atributos dos trechos onde foram efetuadas pesquisa de

tráfego pelo DNIT/CENTRAN. .....................................................................................................

272

Figura 3.4.8.7 - Identificação de segmentos rurais e urbanos...................................................... 273

Figura 3.4.8.8 Extensão dos segmentos rurais e urbanos............................................................ 273

Figura 3.4.8.9 – Mapeamento dos segmentos planos e não planos............................................. 274

Figura 3.4.8.10 – VMDa de tráfego............................................................................................... 275

Figura 3.4.12.1 – Pontos de corte da distribuição de tráfego........................................................ 284

Figura 3.4.12.2 – Pontos de corte da distribuição do fator de gravidade...................................... 284

Figura 3.5.2.1 – Esquema estrutural analisado............................................................................. 297

Figura 3.5.2.2 – Figura 3.5.2.2 – Comparação de esforços – largura 13m................................... 299

Figura 3.5.3.1 – Esquema das CVC utilizadas.............................................................................. 303

Figura 3.5.3.2 - Bitrem de 7 eixos – 19,80 m................................................................................. 304

Figura – 3.5.3.3 - Bitrem de 9 eixos – 30,00 m.............................................................................. 304

Figura – 3.5.3.4 - Rodotrem de 25,00 m........................................................................................ 305

Figura 3.5.3.5 - Rodotrem de 30,00 m........................................................................................... 305


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1 – APRESENTAÇÃO


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1 – Apresentação

Este Relatório Final apresenta os resultados dos serviços desenvolvidos pelo Consórcio GISTRAN – CONTÉCNICA, composto pelas empresas GISTRAN – Gerenciamento de Informações e Sistemas de Transportes Ltda., CNPJ 01380947/0001-38 e CONTÉCNICA – Consultoria Técnica Ltda., CNPJ 24699100/0001-16, no período compreendido entre 04/07/2007 e 19/02/2009, em atendimento ao contrato cujo objeto é o Estudo dos Impactos do Bitrem nas Rodovias Federais Brasileiras. Os principais dados de referência do contrato são os seguintes: - Edital: N°°°° 428/2006-00; - Número do Contrato: nº 164/2007; - Assinatura do Contrato: 20/06/2007; - Publicação no DOU: 29/06/2007; - Processo Base: nº 50600.091356/2007-38; - Extensão do Contrato: 30/06/2006 a 19/02/2009; - Ordem de Início os Serviços Ofício 090/2007- IPR/DNIT: 04/07/2007; - Prazo de Execução: 600 dias consecutivos.

Paulo Affonso Petrassi Consórcio GISTRAN - CONTÉCNICA


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2– PUBLICAÇÕES CONSULTADAS


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2 – Publicações consultadas

Na execução do Estudo foram consultadas as seguintes fontes de informação: Publicações do DNIT:

• Plano Nacional de Viação – 2005; • Plano Nacional de Viação – 2006; • Manual de Conservação Rodoviária – DNIT / IPR, 2006; • Manual de Restauração de Pavimentos Asfálticos – DNIT / IPR, 2006; • Cadastro de Acidentes do DPRF –2005 (cedido pela CGPERT / DNIT); • Manual de Estudos de Tráfego – 2006; • Manual de Sinalização – 1999; • Manual de Projeto Geométrico de Rodovias Rurais – 1999; • Metodologia para Conceituação de Rotas Críticas – sem data; • Um Modelo para Identificação de Segmentos Críticos em Rodovias Federais –

1986; • Estimativa de Volumes de Tráfego nas Rodovias Federais – Relatório

Preliminar – DNIT / IPR, 2007. Além destas publicações do DNIT foram utilizadas outras informações, como a seguir relacionado: Dispositivos Legais:

• Lei nº 9.503/1997 – Código Brasileiro de Trânsito; • Resolução nº 603/82 do CONTRAN – circulação de veículos com dimensões

excedentes aos limites fixados no RCNT; • Resolução nº 696/88 do CONTRAN – altera a Resolução nº 603/82; • Resolução nº 733/89 do CONTRAN – altera a Resolução 603/88; • Resolução nº 12/98 do CONTRAN – estabelece limites de peso e dimensões

para veículos que transitem nas vias terrestres; • Resolução nº 163/05 do CONTRAN – altera a Resolução nº 12/98; • Resolução nº 184/05 do CONTRAN – altera a Resolução nº 12/98; • Resolução nº 68/ 98 do CONTRAN – Estabelece requisitos de segurança

necessários à circulação de Combinações de Veículos de Carga – CVC; • Resolução nº 164/04 do CONTRAN – altera a Resolução nº 68/98; • Resolução nº 184/05 do CONTRAN – altera a Resolução nº 68/98; • Resolução nº 189/06 do CONTRAN – altera a Resolução nº 68/98; • Resolução nº 75/88 do CONTRAN – estabelece requisitos de segurança

necessários à circulação de Combinações para Transporte de Veículos – CTV;

• Resolução nº 102/99 do CONTRAN – estabelece tolerância máxima de peso bruto de veículos;

• Resolução nº 210/06 do CONTRAN – estabelece os limites de peso e dimensões para veículos que transitem por vias terrestres;


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• Resolução nº 211/06 do CONTRAN – requisitos necessários à circulação de Combinações de Veículos de Carga – CVC;

• Portaria nº 86/06 do DENATRAN – homologa os veículos e as combinações de veículos de transporte de carga;

• Decisão Normativa nº 41/04 do DEPARTAMENTO AUTÔNOMO DE ESTRADAS DE RODAGEM DO ESTADO DO RIO GRANDE DO SUL – DAER – Restrição de circulação de veículos com 7 eixos, com carga de 45 a 57 toneladas, em rodovias sob jurisdição do DAER;

• Portaria SUP – DER – 087 de 27/12/2002 do DEPARTAMENTO DE ESTRADAS DE RODAGEM DO ESTADO DE SÃO PAULO – restrição ao tráfego fé CVC nas estradas sob jurisdição do DER-SP;

• Portaria nº 1.096/2005 do DNIT – exigência de AET para CVC de 45 a 57 toneladas de PBTC.

Publicações Nacionais:

• Relatório do Grupo Técnico de Pesos, Dimensões e Combinações de Veículos – DENATRAN, 2003;

• Estudo Comparativo dos Efeitos do Tipo de Rodagem e do Tipo de Suspensão sobre o Desempenho dos Pavimentos – Fernandes Júnior, J.L. – Sória, M.H. – WIDMER, J.A.- Escola de Engenharia de São Carlos, USP – 1994;

• Análise das Conseqüências do Tráfego de CVC sobre as Obras de Arte Especiais da Rede Viária do DER-SP - ESCOLA DE ENGENHARIA DE SÃO CARLOS, USP – 2001;

• Estabilidade Lateral de Conjunto de Veículos de Carga - PENTEADO DE MELO, R – TRANSTECH Engenharia e Inspeção de Veículos, sem data;

• Um Modelo de Ultrapassagem para Rodovias de Pista Simples – MACHADO NETO, E. F. – SETTI, J.R., Anais da ANPET, 1994;

• Características de Frenagem da Frota Brasileira de Caminhões e CVC e sua Influência sobre a Segurança e Capacidade das Vias em Declives Longos – LUCAS, M.J – WIDMER, J. A – Transporte e Transformação, Makron Books, 1996;

• Estudo de Impactos das Combinações de Veículos de Carga nas Rodovias Federais – EDETRAN, 2004;

• A Influência do Tráfego de Composições de Veículos de Carga – CVC – sobre Pavimentos das rodovias do rio Grande do Sul – LASTRAN / DAER, 2003;

• Em Defesa do Bitrem de Nove Eixos e da Flexibilização das CVC – REIS, N.G. – em NTCNet – Notícias da NTC;

• Um Diagnóstico de Acidentes de Caminhões – Pancary Corretora de Seguros no site POR VIAS SEGURAS DA ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE PREVENÇÃO DE ACIDENTES DE TRÂNSITO;

• Estudo de Viabilidade Técnico-Legal de Composição Múltipla de 3 Unidades tipo CVC – TRANSSERVICE CONSULTORIA EM TRANSPORTES LTDA., 2002;

• Efeitos da Variação de Carga por Eixo, Pressão de Inflação e Tipo de Pneu na Resposta Elástica de um Pavimento – ALBANO, J.F. – UFRGS, 1998;


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• Estudo de Viabilidade de PPP para o Sistema Rodoviário BR-116/BR-324 no Estado da Bahia, item 3 – Estrutura Tarifária, IFC / TTC, sem data;

• Manual para Implementação de Planos de Ação de Emergência para Atendimento a Sinistros Envolvendo o Transporte Rodoviário de Produtos Perigosos, DNIT / IPR, 2005;

• Anais da 29ª Reunião Anual de Pavimentação, volumes 2,3 e 4, ABPV, 1995. • Investigação dos Efeitos das Solicitações do Tráfego sobre o Desempenho de

Pavimentos, JOSÉ LEOMAR FERNANDES JÚNIOR, Tese de Doutorado, UFSCar, 1994;

• Análise das Conseqüências do Tráfego de CVC (Combinações de Veículos de Carga) sobre as Obras de Arte Especiais da Rede Viária do DER-SP, ESCOLA DE ENGENHARIA DA UNIVERSIDADE DE SÃO CARLOS, USP, 2001;

• Impacto das Manobras de CVC no Alinhamento Horizontal das Interseções Rodoviárias – RUSSO, M.R.A. , Tese de Doutorado – USP, 1994.

Publicações do Exterior

• Transportation and Traffic Engineering Handbook – INSTITUTE OF TRANSPORTATION ENGINEERS, 2nd Edition, 1982;

• Turning Hability and Off Tracking – SAE STANDARD J695, 1998; • Highway / Heavy Vehicle Interaction: A Synthesis of Safety Practice –

FEDERAL MOTOR CARRIER ADMINISTRATION, 2007; • Regulation of Wheights, Lenghts and Widths of Commercial Motor Vehicles –

TRANSPORTATION RESEARCH BOARD, 2002; • Twin Trailer Trucks - TRANSPORTATION RESEARCH BOARD, Report 211,

1986; • Tracking and Stability of Multi-Unit Truck Combinations – FANCHER, P. S. ET

AL – The University of Michigan Transportation research Institute, 1984; • Review of Truck Characteristics as Factors in Roadway Design – NCHRP

Report 505, TRANSPORTATION RESEARCH BOARD, 2003; • Rollover of Heavy Commercial Vehicles – WINKLER, C. B. e ERVIN, R. D. -

The University of Michigan Transportation research Institute, 1999; • Security Measures in the Commercial Trucking and Bus Industries, a

Synthesis of Safety Practice - TRANSPORTATION RESEARCH BOARD, 2003;

• Dynamic Interaction Between Vehicles and Infrastructure Experiment (DIVINE) – OECD Technical Report, 1998;

• Large Truck Crash Causation Study: An Initial Overview – NATIONAL HIGHWAY TRAFFIC SAFETY ADMINISTRATION, 2006;

• Large Truck Crash Facts – Federal Motor Carrier Safety Administration, 2007; • The Dimensions of Crash Risk: Combination-Units vs Single-Unit Trucks vs

Other Vehicles – FHWA, 1999; • Report to Congress on the Large Truck Causation Study - FEDERAL MOTOR

CARRIER SAFETY ADMINISTRATION, 2006; • Longer Combination Vehicles Involved in Fatal Crashes 1991 /1996 – FHWA,

1999;


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• Large Truck Causation Study Analysis Series - FEDERAL MOTOR CARRIER SAFETY ADMINISTRATION, sem data;

• Heavy Vehicle Stabilty vs Crash Rates – THE LAND TRANSPORT SAFETY AUTHORITY OF NEW ZEALAND, 1999;

• Longer Combination Vehicles (LCV) for Asia and the Pacific Region: Some Economic Implications – UNESCAP WORKING PAPER WP/07/02, 2007;

• Effects of Wide Single Tyres and Dual Tyres – COST 334, 2000; • Effects of Heavy Vehicle Characteristics on Pavement Response and

Performance – UMTRI-1992; • Elastic Layered System with Division – UNIVERSITY OF CALIFORNIA

BERKELEY, 1972; • A Policy on Geometric Design oh Highways and Streets, AASHTO, 2001

(Green Book); • The Highway Design and Maintenance Standards Model, HDM – III model –

WORLD BANK, 1987; • Comprehensive Truck Size and Weight Study, U.S.DEPARTMENT OF

TRANSPORTATION, 2000; • Passing Sight Distance on Two-Lane Highways: Review and Revision –

YASSER HASSAN ET AL – Transportation Research Part A, vol. 30, November, 1996, pgs 453/467;

• Fatal Crash Involvement by Multiple-trailer Trucks – FORKENBROCK D.J / HANLEY P.F. - Transportation Research Part A, vol. 37, June, 2003, pgs 419/433;

• Safety Passing Longer Combination Vehicles on Two-Lane Highways - FORKENBROCK D.J / HANLEY P.F. - Research Part A, vol. 39, 2005, pgs 1/15;

• Effect of Truck Weight on Bridge Network Costs – NHCRP Report 495, TRANSPORTATION RESEARCH BOARD, 2003;

• Rare outcomes, common treatment: analytic strategies using propensity scores, BRAITMAN, L. E.; ROSENBAUM, P. R. Ann Intern Med., v. 137, 2002, p. 693 – 695;

• Risk factors, confounding, and the illusion of statistical control, CHRISTENFELD, N. J. S.; SLOAN, R.P.; CARROL, D. et al., Psychosomatic Medicine, v.66, 2004, p. 868 – 875;

• The effectiveness of adjustment by subclassification in removing bias in observational studies, COCHRAN, W. G., Biometrics, v.24, 1968, p. 295 – 313;

• Tutorial in biostatistics propensity score methods for bias reduction in the comparison of a treatment to a non-randomized control group, D’AGOSTINO, R. B. J,. Statistics in Medicine, v.17, 1998, p. 2265 – 2281;

• Técnicas de identificação de locais propensos à ocorrência de acidentes: principais características e dificuldades de aplicação, FRAMARIM, C. S.; NODARI, C. T.; LINDAU, L. A. ,XVI Congresso de Pesquisa e Ensino em Transportes, 2002, p.417 – 428;

• The Propensity score in the analysis of therapeutic studies, GRAF, E. Biometrical Journal, v.39, n.3, 1997, p. 297 – 307;

• Application of a propensity score approach for risk adjustment in profiling multiple physician groups on asthma care, HUANG, I.C.; FRANGAKIS, C.;


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DOMINICI, F. et al. , Health Services Research, feb., 2005. Disponível em: http://www.findarticles.com/p/articles/mi_m4149/is_1_40/ai_n13477198;

• Invited commentary: propensity scores, JOFFE, M. M.; ROSENBAUM, P. R. American Journal of Epidemiology, v.150, n.4, 15 ago, 1999, p. 324 – 331;

• Advanced statistics: the propensity score – a method for estimating treatment effect in observational research, NEWGARD, C. D.; HEDGES, J.R.; ARTHUR, M. et al. NEWGARD, C. D.; HEDGES, J.R.; ARTHUR, M. et al., Academic Emergency Medicine, v.11, n.9, september 2004, p. 953 – 961.Disponível em: http://www.aemj.org;

• Reducing bias in observational studies using subclassification on the propensity score, ROSENBAUM, P. R.; RUBIN, D. B., Journal of the American Statistical Association, v. 79, 1984, p. 516 – 524;

• The central role of the propensity score in observational studies for causal effects, ROSENBAUM, P. R.; RUBIN, D. B., Biometrika, v.70, n.1, 1983, p. 41 – 55;

• Estimation from nonrandomized treatment comparisons using subclassification on propensity scores, RUBIN, D. B.,Annals of Internal Medicine, 127, v.8, n.2, 1997, p. 757 – 763;

• How to perform collision analysis: standard methods and practices at high-collision location, ZUEHLKE, R. J., IMSA Journal, july/august 2002. Disponível em: http://www.imsasafety.org/journal/julaug20022.htm.;


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3 – DESCRIÇÃO DAS ATIVIDADES DESENVOLVIDAS


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3.1 – Introdução


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3.1 – Introdução O crescente emprego das composições de veículos de carga (CVC) nas estradas brasileiras é uma ação dos transportadores para reduzir seus custos operacionais. Mas cabe ao Poder Público avaliar qual o impacto destes veículos, de grande tonelagem e comprimento, na segurança do trânsito rodoviário. Como atuam diretamente na segurança através do aumento do número de acidentes? Como atuam indiretamente nesta segurança acelerando o desgaste do pavimento e da estrutura das pontes? Responder tecnicamente a estas perguntas foi o objetivo deste Estudo dos Impactos do Bitrem nas Rodovias Federais Brasileiras, efetuado pelo Instituto de Pesquisas Rodoviárias do Departamento Nacional de Infra-estrutura de Transportes – IPR / DNIT.

O Estudo levantou, inicialmente, a base técnica necessária à caracterização operacional das CVC nas rodovias. Em seguida, foram selecionadas rotas específicas para o estudo dos impactos na segurança da operação, na pavimentação e nas pontes. Estas rotas foram caracterizadas em função da incidência, de acidentes, dos volumes de tráfego de CVC e do transporte de produtos perigosos (onde os acidentes com CVC têm repercussão ampliada pelos riscos ambientais decorrentes). A segurança da operação é diretamente relacionada à interação CVC-rodovia, função do projeto geométrico da estrada. Uma análise detalhada permitiu definir, para os novos projetos rodoviários, as reformulações necessárias para acomodar este novo padrão veicular, inexistente quando da implementação da quase totalidade da malha rodoviária federal. Os estudos dos impactos sobre o pavimento e as pontes foram efetuados considerando os pesos brutos (dos veículos mais cargas) totais e por eixo, autorizados nas recentes Resoluções do Conselho Nacional de Trânsito. Os tipos de CVC autorizadas ao trânsito, avaliadas quanto à ação na infra-estrutura e na operação rodoviárias, foram as mais representativas quanto à utilização, dentre as homologadas na Portaria 86/2006 do DENATRAN. O Estudo foi efetuado sobre três bases de avaliação de impactos:

• segurança - análise da contribuição das CVC para aumento do número e/ou gravidade dos acidentes e avaliação dos procedimentos de projeto geométrico quanto ao emprego destes novos veículos;

• pavimento - adeqüabilidade do dimensionamento do pavimento, como atualmente efetuado, e efeitos das CVC sobre o seu desgaste;

• pontes e viadutos – compatibilidade das CVC com as diversas normas de projeto empregadas na construção das estruturas existentes na rede rodoviária federal.


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3.2. Estudo dos Impactos das CVC no Projeto Geométrico das Rodovias


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3.2.1 – Considerações Iniciais A autorização de trafegar concedida a vários tipos de combinações de veículos de carga (CVC), de dimensões superiores às dos veículos tipo constantes das Normas para Projeto de Rodovias em vigor, tornou necessária a contratação de estudos relativos às conseqüências da introdução desses veículos nas rodovias do país. O estudo que se segue trata dos reflexos na área relativa à segurança do tráfego vinculada à geometria das rodovias. Foram então determinadas as alterações a serem consideradas no projeto geométrico das rodovias, em face às dimensões dos veículos introduzidos: valores de superlargura nas curvas, gabaritos para projeto dos ramos das interseções, distâncias de visibilidade de parada e de ultrapassagem, e distâncias de visibilidade nas interseções. 3.2.2 – Veículos de Projeto

• Influência nos elementos de projeto As características físicas dos veículos e a proporção entre os veículos de vários tipos constituem-se em parâmetros que condicionam diversos aspectos do dimensionamento geométrico e estrutural de uma via, por exemplo:

− A largura do veículo influencia a largura da pista de rolamento, do acostamento e dos ramos;

− A distância entre eixos influi no cálculo da superlargura das pistas principais e na determinação da largura e dos raios mínimos internos das pistas dos ramos;

− O comprimento do veículo influencia a largura dos canteiros, a extensão de faixas de armazenagem, a capacidade da rodovia e as dimensões de estacionamentos;

− A relação peso bruto total/potência relaciona-se com o valor da rampa máxima admissível e participa na determinação da necessidade de faixa adicional de subida (terceira faixa);

− O peso bruto admissível dos veículos, conjugado com a configuração dos eixos e a posição do centro de gravidade, influi no dimensionamento e configuração do pavimento, de separadores rígidos e defensas;

− A altura admissível para os veículos condiciona o gabarito vertical sob redes aéreas e viadutos, túneis, sinalização vertical e semáforos.

Portanto, para fins de projeto é necessário examinar todos os tipos de veículos, selecionando-os em classes e estabelecendo a representatividade dos tamanhos dos veículos dentro de cada classe. A grande variedade de veículos existentes conduz à escolha, para fins práticos, de tipos representativos, que em dimensões e limitações de manobra, excedam a maioria dos de sua classe. A estes veículos é dada a designação de Veículos de Projeto, os quais são definidos como veículos cujo peso, dimensões e características de operação servirão de base para estabelecer os parâmetros do projeto de rodovias e suas interseções.


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As características dos veículos de projeto recomendadas pela AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Officials), principal responsável pela sua introdução na técnica de projetos rodoviários, servirão de orientação para fixação dos elementos de controle. Tendo em vista o crescimento da frota de veículos de grandes dimensões do tipo CVC (combinação de veículos de carga) e a existência de leis e resoluções estabelecendo pesos e dimensões para essa categoria, na escolha de novos veículos de projeto serão consideradas as composições e dimensões homologadas pela Portaria no 86 do DENATRAN, de 20 de dezembro de 2006, já que os veículos tipo CVC considerados pela AASHTO diferem dos que transitam no Brasil.

• Frota de caminhões O conhecimento da natureza dos veículos de carga em circulação é de grande importância para a formação das hipóteses de base, necessárias à determinação das características geométricas, adequadas a cada tipo de projeto. Evolução da frota A frota nacional de veículos no ano de 2007 era constituída por 80% de carros de passeio, 14% de veículos comerciais leves, 5% de caminhões e 1% de ônibus. No que se refere aos veículos em tráfego nas rodovias rurais e travessias urbanas, as contagens permanentes realizadas para o Plano Nacional de Contagem de Trânsito de 1996 (PNCT) mostraram que os automóveis representavam 56,2% dos veículos, os ônibus 7,6% e os caminhões 36,2%. Esses dados indicam a natureza mista do tráfego rodoviário no Brasil, ao contrário do que sucede nas rodovias americanas, em que é bem inferior a percentagem de veículos comerciais pesados (ônibus e caminhões).

Na Tabela 3.2.2.1 – Evolução da Frota de Caminhões em Circulação no País são apresentadas as seguintes informações:

• Números de veículos em 1985, 1995, 2000, 2002 e 2007; • Taxas de crescimento anual nos intervalos considerados;

Tabela 3.2.2.1 – Evolução da Frota de Caminhões em Circulação no País (103 veículos)

1985 Taxa do interv.




2007

1.146 0,6% 1.222 -1,2% 1.153 -0,4% 1.143 1,6% 1.240

Fonte: Sindipeças Verifica-se que o volume de caminhões, estável de 1985 até 2002, nos últimos 5 anos cresceu a uma taxa média anual de 1,6%. Prevê-se que a recuperação da malha rodoviária aliada ao desenvolvimento da agropecuária trará uma maior participação dos caminhões na frota nacional.


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Idade média da frota A Idade Média da Frota de Caminhões é apresentada na Tabela 3.2.2.2.

Tabela 3.2.2.2 – Idade Média da Frota de Caminhões (anos)

Ano 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007

Idade Média 13,1 12,8 12,6 12,3 12,0 11,8 11,7 11,3

Fonte: Sindipeças Observa-se pequena redução da idade da frota ao longo dos anos. Vida útil da frota Pela sua grande importância no que se refere à segurança e utilidade para os estudos econômicos são apresentados os valores teóricos atuais para a vida útil dos diversos tipos de veículos:

- Caminhões leves, semileves e médios...........................................20 anos - Caminhões semipesados e pesados..............................................25 anos

• Características dos caminhões

De extrema importância é a posição em que se situa o motorista dentro do veículo, pois não só afeta a sua comodidade como é fundamental na determinação das distâncias de visibilidade (de parada, de ultrapassagem, de tomada de decisão, de obstruções laterais nas curvas). Para os caminhões americanos a altura dos olhos do motorista varia entre 1,80 m e 2,40 m, sendo o valor recomendado para fins de projeto de 2,33 m. No Manual de Projeto de Rodovias Rurais do DNIT – 1999 adotou-se o valor de 1,80 m para verificação gráfica da visibilidade em curvas côncavas nos trechos sob obras de arte. No Manual de Projeto de Interseções do DNIT – 2005 foi considerado o valor de 2,33 m para os demais casos. Outra característica importante a ser considerada nos projetos é o raio mínimo de giro. Esse raio é definido pela AASHTO na determinação dos gabaritos dos veículos de projeto como o raio da trajetória descrita pela roda externa dianteira, quando o veículo executa seu giro mais fechado possível a baixa velocidade, em geral nunca superior a 15 km/h. O raio mínimo de giro é condicionado pela largura, distância entre eixos e comprimento total do veículo. Historicamente, no Brasil os caminhões articulados têm aumentado de tamanho e, de um modo geral, têm apresentado maiores raios de giro.

• Legislação relativa a dimensões e peso dos veículos Para a definição de novos veículos de projeto é importante relacionar algumas medidas de ordem legal que regulam as suas dimensões. O documento legal em vigor no Brasil pertinente ao trânsito nas vias terrestres do território nacional é O Código de Trânsito Brasileiro – CTB, instituído pela Lei nº 9.503, de 23 de setembro de 1997, cuja Resolução nº 12, de 6 de fevereiro de 1998, estabeleceu limites de


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dimensões e peso para veículos em trânsito livre. Considerando a necessidade de adotar novos limites, o Conselho Nacional de Trânsito – CONTRAN, pelas suas Resoluções nos. 210 e 211, de 13 de novembro de 2006, estabeleceu: Dimensões • Largura máxima: 2,60 m • Altura máxima (incluída a carga): 4,40 m • Comprimento total máximo: a) veículos não articulados: 14,00 m b) veículos não articulados de transporte coletivo urbano de passageiros, que

possuam 3º eixo de apoio direcional: 15,00 m c) veículos articulados de transporte coletivo de passageiros: 18,60 m d) veículos articulados com duas unidades, do tipo caminhão-trator e semi-

reboque: 18,60 m e) veículos articulados com duas unidades, do tipo caminhão ou ônibus e

reboque: 19,80 m f) veículos articulados com mais de duas unidades: 19,80 m

Pesos • Peso bruto total para veículo não articulado: 29 t • Veículos com reboque ou semi-reboque, exceto caminhões: 39,5 t • Peso bruto total combinado para combinações de veículos articulados com duas unidades, do tipo caminhão-trator e semi-reboque, e comprimento total inferior a 16 m: 45 t

• Peso bruto total combinado para combinações de veículos articulados com duas unidades, do tipo caminhão-trator e semi-reboque com eixos em tandem triplo, e comprimento total superior a 16 m: 48,5 t

• Peso bruto total combinado para combinações de veículos articulados com duas unidades, do tipo caminhão-trator e semi-reboque com eixos distanciados, e comprimento total igual ou superior a 16 m: 53 t

• Peso bruto total combinado para combinações de veículos com duas unidades, do tipo caminhão e reboque, e comprimento inferior a 17,5 m: 45 t

• Peso bruto total combinado para combinações de veículos articulados com duas unidades, do tipo caminhão e reboque, e comprimento igual ou superior a 17,5 m: 57 t

• Peso bruto total combinado para combinações de veículos articulados com mais de duas unidades e comprimento inferior a 17,5 m: 45 t

• Para a combinação de veículos de carga – CVC, com mais de duas unidades, incluída a unidade tratora, o peso bruto total poderá ser de até 57 t, desde que cumpridos os requisitos do artigo 2º alínea i, dos quais se destacam:

a) Peso bruto por eixo isolado de dois pneumáticos: 6 t (rodagem simples) b) Peso bruto por eixo isolado de quatro pneumáticos: 10 t (rodagem

dupla) c) Peso bruto por conjunto de dois eixos em tandem: 17 t d) Peso bruto por conjunto de três eixos em tandem: 25,5 t


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Maiores veículos permitidos As Combinações de Veículos de Carga – CVC prevêm composições de até 30 m e peso bruto total combinado – PBTC máximo de 74 t. A Resolução no 211 possibilita o tráfego de CVC entre 19,80 m e 30,00 m, desde que o PBTC seja de no máximo 57 t. Qualquer CVC com PBTC superior a 57 t, deverá ter um comprimento mínimo de 25 m . Cabe observar que todas as combinações com comprimento acima de 19,80 m e peso acima de 57 t somente poderão circular se possuírem Autorização Especial de Trânsito – AET. Para veículos especiais para transporte de automóveis, vans, ônibus, caminhões e similares (Cegonheiros) ou CTV – Combinações para Transporte de Veículos, prevalece a Resolução CONTRAN – 274/2008, que estabeleceu as seguintes dimensões: • Largura máxima: 2,60 m • Altura máxima (incluída a carga): 4,95 m • Comprimento máximo:

a) veículos simples: 14,00 m b) veículos articulados: 22,40 m c) veículos com reboque: 22,40 m

• Veículos - tipo

Para os veículos de carga de maiores dimensões e os compostos de mais de uma unidade, designados por CVC, com participação crescente na frota nacional e de grande importância no dimensionamento dos projetos de rodovias, especialmente nas interseções e acessos, foram adotadas as composições e dimensões homologadas pela Portaria no 86/2006 do DENATRAN. Foram selecionados cinco tipos básicos de veículos de projeto, cujas dimensões e limitações de manobra cobrem as diversas classes de CVC em tráfego no país. Na seleção dos veículos representativos de cada classe verificou-se que, eventualmente, veículos de menores dimensões podem exigir maiores áreas de manobra que os demais de sua classe. CA - Representa os veículos de carga articulados, compostos de uma unidade

tratora simples (cavalo mecânico) com 2 eixos, tracionando um semi-reboque de 3 eixos. O modelo representativo é o veículo conhecido como Carreta. Essa categoria inclui também o modelo conhecido como Vanderléia, de mesmo comprimento, composto de uma unidade tratora simples com 3 eixos, tracionando um semi-reboque de 3 eixos.

BT7 - Representa os veículos de carga articulados, compostos de um cavalo mecânico com 3 eixos, tracionando por meio de duas articulações, 2 semi-reboques de 2 eixos. O modelo representativo é o veículo conhecido como Bitrem de 7 eixos, com comprimento total de 19,8 metros.


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CG - Representa os veículos especiais para transporte de automóveis, vans, ônibus, caminhões e similares. O modelo representativo é o veículo conhecido como Cegonheiro ou CTV – Combinações para Transporte de Veículos, compostos de um cavalo mecânico com 2 eixos, tracionando um semi-reboque de 2 eixos.

BT9 - Representa os veículos de carga articulados, compostos de um cavalo mecânico com 3 eixos, tracionando, por meio de duas articulações, 2 semi-reboques de 3 eixos. O modelo representativo é o veículo conhecido como Bitrem de 9 eixos, com comprimento total de 25 metros.

BTL - Representa os veículos de carga articulados, compostos de um cavalo mecânico com 3 eixos, tracionando, por meio de duas articulações, 2 semi-reboques de 3 eixos. O modelo representativo é o veículo conhecido como Bitrem de 9 eixos, com comprimento total de 30 metros. Abrange também o veículo Rodotrem, composto de um cavalo mecânico com 3 eixos, tracionando, por meio de três articulações, 2 semi-reboques de 2 eixos com dolly intermediário de 2 eixos, com comprimento total de 30 metros.

A Tabela 3.2.2.3 resume as principais dimensões básicas dos novos veículos de projeto recomendados para utilização nos projetos de rodovias, interseções e instalações correlatas.

Tabela 3.2.2.3 - Principais dimensões básicas dos veículos de projeto compostos de mais de uma unidade (CVC) - (metros)

Designação do veículo

Características

Carreta (CA)

Bitrem de 7 eixos (BT7)

Cegonheiro (CG)

Bitrem de 9 eixos (BT9)

Bitrem longo e Rodotrem (BTL)

Largura total 2,6 2,6 2,6 2,6 2,6

Comprimento total 18,6 19,8 22,4 25,0 30,0

Raio mínimo da roda externa dianteira

13,7 13,7 13,7 14,8 16,6

Raio de giro do eixo dianteiro (RED)

12,5 12,5 12,5 13,6 15,4

Raio mínimo da roda interna traseira

6,4 6,8 2,0 4,5 3,9

• Curva Tractrix

No estudo do deslocamento dos veículos rodoviários é de fundamental importância determinar as relações entre o raio de percurso do centro do eixo dianteiro, que se admite como o ponto definidor da trajetória seguida pelo veículo e a posição assumida pelo veículo. No caso de um veículo de uma única unidade, seja carro de passeio, ônibus ou caminhão, a experiência mostra que, à baixa velocidade (até 15 km/h), o prolongamento do eixo das rodas traseiras passa pelo centro do arco circular descrito pelo centro do eixo dianteiro. No caso dos tandens, em que oito ou doze pneus são dispostos em dois ou três eixos conjugados, o eixo traseiro é o eixo central no caso de tandem triplo e é a reta paralela aos dois outros eixos no caso de tandem duplo, passando pelo seu centro.


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Define-se como “arraste” a diferença radial entre a trajetória do centro do eixo dianteiro e a trajetória do centro do eixo traseiro (Figura 3.2.2.1). O arraste em baixa velocidade é de especial importância para o projeto geométrico de interseções, tendo em vista que nessas condições ocorre um deslocamento do conjunto dos eixos traseiros para o centro da curva. A velocidades maiores (acima de 15 km/h) os eixos traseiros do veículo tendem a se deslocar no sentido contrário. Em baixas velocidades o arraste predomina; à medida que a velocidade aumenta o arraste vai sendo reduzido. Para velocidades suficientemente altas, os dois fenômenos se cancelam, resultando em arraste nulo. Velocidades ainda maiores fazem com que o eixo traseiro se desloque em trajetória externa á do eixo dianteiro.

Figura 3.2.2.1 – Arraste a baixa e alta velocidade Como complemento da determinação do arraste procede-se à delimitação da “varredura”, área coberta pela passagem do veículo em seu deslocamento, situada entre as trajetórias do ponto externo do balanço dianteiro e da face do pneu traseiro do lado interno da curva. Para atender a casos especiais é útil também conhecer a trajetória da face externa do pneu dianteiro externo, incluindo-se essa linha nos gabaritos elaborados para projeto.

ARRASTE A BAIXA VELOCIDADE

TRAJETÓRIA DO CENTRO DO E IXO T RAZEIRO

TRAJETÓRIA DO CENTRO DO E IXO DIANTEIROARRASTE POSIT IVO

ARRASTE A ALTA VELOCIDADE

TRAJETÓRIA DO CENTRO DO E IXO TRAZEIRO

TRAJETÓRIA DO CENTRO DO E IXO DIANTEIRO

ARRASTE NEGATIVO


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Para determinação prática desses elementos há três processos;

- Observação de veículos reais, - Utilização de modelos em escala reduzida, - Métodos matemáticos.

Tendo em vista o alto custo dos dois primeiros métodos e a existência do método da curva tractrix, de grande aceitação pelos órgãos rodoviários de vários paises e a semelhança da curva determinada por esse método com a apresentada no Manual da AASHTO para o veículo de projeto Rodotrem WB-33D, optou-se pela utilização da curva tractrix. O processo de simulação que emprega o método da curva tractrix conforme descrito por Garlick,; Kanga,; Miller, (Vehicle Offtracking: a Globally Stable Solution, ITE, 1993) é apresentado a seguir. A trajetória do centro do eixo dianteiro (ponto A) de uma unidade tratora de uma CVC é um arco de curva circular, na qual são indicados os pontos sucessivos A0, A1, A2, etc., em que os segmentos A0A1, A1A2,...AiAi+1 são iguais (Figura 3.2.2.2).

Figura 3.2.2.2 – Curva Tractrix

O pino-rei da unidade tratora (ponto B) descreve uma trajetória cujo ponto inicial é B0. Quando o ponto A passa da posição A0 para a posição A1, o ponto B se desloca de B0 para uma posição B1 mantendo a mesma distância BA, já que se admite que é desprezível o eventual alongamento provocado pela tração. O ponto B1 se situa então em uma circunferência com centro em A1 e raio BA. Se o ponto B se mantiver durante esse deslocamento na reta B0A0, a posição de B1 será obtida pela interseção da circunferência traçada com a reta B0A0.


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Se no deslocamento de A1 para A2, o ponto B1 se movimentar de forma idêntica à considerada na passagem de A0 para A1, o ponto B2 será determinado pela interseção da reta B1A1 com a circunferência com centro em A2 e raio BA. Admitindo que cada deslocamento sucessivo ocorra de forma idêntica, a curva gerada pelos pontos B0, B1, B3,...Bi descreve o que se chama de “envoltória externa” dos deslocamentos. Admitindo que durante o deslocamento de A do ponto A0 para o ponto A1 o ponto B se deslocará sobre a reta B0A1, o ponto B1 se obtém pela interseção da reta B0A1 com a circunferência com centro em A1 e raio BA. Admitindo que cada deslocamento que se seguir ocorre de forma idêntica, a curva gerada pelos pontos B0, b1, b2,b3,...bi descreve o que se chama de “envoltória interna” dos deslocamentos. A curva realmente descrita pelos deslocamentos sucessivos, “curva verdadeira” se situará entre as duas envoltórias citadas. Com o mesmo raciocínio, por interação constante, resolve-se o problema de veículos compostos de várias unidades. A unidade tratora AB traciona o primeiro semi-reboque BC, que traciona o segundo semi-reboque CD, etc. A área que será necessária para atender ao deslocamento do veículo está compreendida entre a trajetória descrita pelo extremo do balanço dianteiro externo da unidade tratora e a trajetória descrita pelo extremo interno do eixo traseiro da última unidade rebocada. Considerando que a curva tractrix é descrita pelo centro do eixo traseiro da última unidade rebocada, o extremo interno do eixo se situa à distância de meio eixo traseiro, medido entre as faces externas dos pneus. Uma vez determinada a curva tractrix graficamente, com uso do Autocad, traça-se com o comando “off-set” uma curva à distância de meio eixo traseiro e tem-se o limite desejado. Para identificar uma forma de estimar a posição da “curva verdadeira” entre duas envoltórias, foi tomada como base a curva constante do gabarito apresentado para o veículo Rodotrem (WB-33D) de 34,77 m constante do manual A Policy on Geometric Design of Highways and Streets, AASHTO, 2004. O desenho que se segue (Figura 3.2.2.3) contém o gabarito apresentado pela AASHTO e as envoltórias interna e externa determinadas pelo método gráfico de construção da curva tractrix. Observa-se que a curva adotada pela AASHTO desenvolve-se inteiramente entre as envoltórias, mantendo-se aproximadamente a meio caminho entre as mesmas em sua parte central e se deslocando gradualmente para a envoltória externa à medida que se aproxima dos extremos.


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Figura 3.2.2.3 – Curva verdadeira

Para fins práticos admite-se que para outros veículos a posição da “curva verdadeira” se situe entre as envoltórias em posição semelhante à que se obteve no exemplo apresentado. Adotou-se a relação 40-60 para representar a posição média entre as duas envoltórias, aumentando ligeiramente a segurança da área necessária.


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Os gabaritos dos novos veículos de projeto foram determinados pela curva tractrix, com a adoção da relação 40-60 citada.

• Gabaritos dos veículos de projeto Para execução de um projeto de interseção há necessidade de dispor de gabaritos que mostrem a área ocupada por um veículo que se desloca efetuando diferentes ângulos de giro. A experiência mostra que gabaritos elaborados para ângulos múltiplos de 30° são suficientes. As dimensões desses veículos e seus menores valores de giro estão graficamente representados nas Figuras 3.2.2.4 a 3.2.2.8, ao final deste item, permitindo, mediante o emprego de reproduções transparentes, a verificação de condições limite. São apresentados gabaritos preparados para os novos veículos de projeto: CA, BT7, CG, BT9 e BTL, que complementam os veículos constantes das normas em vigor.

� Escolha do veículo de projeto

Projetar uma rodovia ou uma interseção para um determinado veículo de projeto significa, em termos gerais, que todos os veículos com características ou dimensões iguais ou menores que às do veículo de projeto terão condições operacionais iguais ou mais favoráveis que o veículo de projeto. Isso não significa que veículos com características mais desfavoráveis que às do veículo de projeto adotado (que por definição representam uma parcela muito pequena do tráfego), fiquem impossibilitados de percorrer a rodovia (pistas principais, marginais, interseções, acessos, etc). Significa, principalmente, que estarão sujeitos em algumas situações a condições operacionais menos favoráveis do que as mínimas estabelecidas. Essas condições representam um padrão mínimo de dirigibilidade e conforto de viagem julgado adequado (p.ex., velocidades em rampas; afastamento dos bordos ou meios-fios de ramos de interseções ou mesmo a possibilidade de ultrapassagem de um veículo imobilizado; velocidade e dirigibilidade em ramos ou curvas de concordância com raios pequenos, etc.), sem demoras e inconveniências que possam ser consideradas excessivas. O veículo de projeto a ser escolhido deverá abranger e cobrir os veículos representativos da frota, de modo que a participação dos veículos remanescentes com características mais desfavoráveis seja reduzida ao mínimo e os efeitos adversos conseqüentes possam ser desprezados. Essa escolha deve levar em consideração a composição do tráfego que utiliza ou utilizará a rodovia, obtida de contagens de tráfego e de projeções que considerem o futuro desenvolvimento da área. Ao mesmo tempo, a escolha do veículo de projeto para uma determinada interseção não deve ser baseada apenas nos tipos de veículos a utilizá-la, mas também na natureza do elemento de projeto considerado. Por exemplo, o gabarito vertical é estabelecido em função dos veículos de maior altura; os raios dos ramos de interseções podem ser projetados para a operação normal por caminhões


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convencionais, quando o número de semi-reboques que deverá utilizar o ramo for relativamente pequeno; as distâncias de visibilidade são estabelecidas a partir da altura dos olhos dos motoristas de automóveis pequenos, etc. Como orientação geral, a seleção dos novos veículos de projeto deve considerar:

− Nas rodovias e interseções em que existe ou se espera a ocorrência relevante de combinações de veículos de carga dos tipos Carreta, Vanderléia, e Bitrens de comprimento até 19,8 m, que não necessitam de autorização especial para trafegar, o projeto deve considerar os veículos CA e BT7. Esses veículos geralmente operam nas vias que dão acesso a áreas de corte de madeira, áreas industrializadas, usinas de açúcar, destilarias de álcool, indústrias produtoras de celulose e sucos cítricos, depósitos de grãos e fertilizantes, depósitos de materiais de construção e outras situações semelhantes. Devem ser analisados os reflexos desses veículos nas características técnicas a serem atendidas em face às exigências de superlargura, distâncias de visibilidade, conversões em interseções, distâncias de ultrapassagem, etc.

− Nas rotas utilizadas pelos transportadores de veículos (cegonheiros), deve ser verificada a possibilidade de atendimento seguro do veículo CG, especialmente nas conversões em vias urbanas e pátios de manobra e na sua passagem sob viadutos urbanos.

− Nas rodovias e interseções em que existe ou se espera a ocorrência relevante de combinações de veículos de carga - CVC, de grandes dimensões, que necessitam de autorização especial para trafegar, deve-se considerar a adoção do veículo BTL. Essas condições se encontram frequentemente nos acessos a terminais intermodais de carga e a grandes centros de abastecimento. Quando há conhecimento seguro de que os veículos não ultrapassarão o comprimento de 25 metros torna-se recomendável o emprego do veículo BT9. Assim como para os veículos CA e BT7, devem ser analisados os reflexos desses veículos nas características técnicas das vias e pátios de manobra.


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Figura 3.2.2.4 – Veículo de Projeto CA


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Figura 3.2.2.5 – Veículo de Projeto BT7


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Figura 3.2.2.6 – Veículo de Projeto CG


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Figura 3.2.2.7 – Veículo de Projeto BT9


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Figura 3.2.2.8 – Veículo de Projeto BTL


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3.2.3 - Distância de Visibilidade de Parada

• Conceito A Distância de Visibilidade de Parada traduz o padrão de visibilidade a ser proporcionado ao motorista, de modo que ele possa sempre tomar, a tempo, a decisão de parar o seu veículo. Define-se como a distância mínima que um motorista, trafegando com a velocidade diretriz, necessita para parar com segurança após avistar um obstáculo na rodovia. Esse padrão depende diretamente das características geométricas da rodovia, das condições da superfície de rolamento, das condições do tempo (chuva ou sol), do comportamento do motorista médio e das características representativas de condições desfavoráveis médias dos veículos (freios, suspensão etc.). A distância de visibilidade de parada pode ser restringida por curvas verticais convexas de comprimento insuficiente, por curvas verticais côncavas em trechos não iluminados, ou por obstáculos laterais muito próximos da pista. No caso das interseções, a sua configuração também é importante. A definição dessa distância é de caráter obrigatório no projeto de uma rodovia.

• Trechos em Nível A distância de visibilidade de parada é determinada pela fórmula geral:

2

0,278

254( )9,81

Vd Vt

j= +

Ou,

2

0,278 0,039V

d Vtj

= +

onde: d = distância de visibilidade de parada (m) V = velocidade diretriz (km/h) t = tempo de percepção e reação = 2,5 s j = taxa de desaceleração (m/s2) = 3,4 m/s2 O primeiro termo da fórmula corresponde à distância percorrida durante o tempo de percepção e reação do motorista médio, que se sucede a partir da visão do obstáculo, adotando-se o valor médio estatístico de 2,5 s, desprezando-se o efeito de freio motor e a influência do greide. O segundo termo fornece a distância percorrida desde o início da atuação do sistema de frenagem até a imobilização, para os trechos em nível das rodovias. Essa equação não difere conceitualmente do modelo adotado nos manuais de projeto do DNIT, mas se apóia mais realisticamente nas situações de tráfego encontradas nas manobras de emergência e nas possibilidades dos veículos atuais.


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O Manual de Projeto Geométrico de Rodovias Rurais, edição de 1999, faz distinção entre as velocidades dos veículos trafegando sobre pavimentos secos (Velocidade Diretriz) dos que trafegam sobre pavimentos molhados (Velocidade Média). Estudos recentes constataram que essa diferença não deve ser considerada. Por essa razão, a AASHTO assume que a velocidade inicial a considerar para a distância de visibilidade de parada é a velocidade diretriz da rodovia. Aproximadamente 90% dos motoristas desaceleram a uma taxa maior que 3,4 m/s2, mesmo em pavimentos molhados. Segundo a AASHTO o coeficiente de atrito disponível na maioria dos pavimentos molhados e os sistemas de frenagem dos veículos modernos permitem exceder essa taxa de desaceleração. Por essas razões, esse valor é recomendado para a determinação da distância de visibilidade de parada.

• Efeito do greide A distância de visibilidade de parada é afetada pelo greide da rodovia, por ação da gravidade. A equação que inclui esse efeito é apresentada a seguir:

2

0,278

254(( ) )9,81

Vd Vt

ji

= +

+

onde: d = distância de visibilidade de parada (m) V = velocidade diretriz (km/h) t = tempo de percepção e reação = 2,5 s j = taxa de desaceleração (m/s2) = 3,4 m/s2 i = greide da rodovia, positivo no sentido ascendente e negativo no descendente (m/m) As distâncias de visibilidade de parada para os diversos greides, arredondadas para múltiplos de 5, constam da Tabela 3.2.3.1. Cabe observar que os novos critérios adotados resultaram em valores 17% superiores aos mínimos exigidos pelo Manual de Projeto Geométrico de Rodovias Rurais, não sendo necessário recomendar as distâncias constantes da tabela de “valores desejados” do manual. Os valores recalculados são considerados como aceitáveis para fins de projeto. Para o caso de rodovia com dois sentidos de tráfego, adota-se sempre o greide de sinal negativo, correspondente ao sentido de declive. Convém salientar que quase todas as vias têm dois sentidos de tráfego, e a distância de visibilidade geralmente é diferente para cada sentido, principalmente nos trechos em tangente em terreno ondulado. Como regra geral, a distância de visibilidade em declives é maior que nos aclives, porque são normalmente seguidos por uma curva côncava, freqüentemente compensando os acréscimos exigidos pelos greides negativos. Isso explica porque é prática corrente não considerar o efeito do


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greide. No caso de pistas independentes para cada sentido de tráfego, entretanto, costuma ser sempre adotado o valor correspondente ao greide de cada pista. Em que pesem as observações feitas, como orientação geral para o projeto, sugere-se a verificação da distância de visibilidade para cada sentido de tráfego em qualquer caso. Para atender aos valores de Distância de Visibilidade de Parada deve-se usar 1,08 m como a altura dos olhos do motorista em relação à superfície da pista, 0,60 m como a menor altura de um obstáculo que o obrigue a parar, altura de faróis de 0,60 m e facho luminoso divergindo 1 grau do eixo longitudinal do veículo. Para Projeto envolvendo especificamente caminhões passando sob viadutos, em que a distância de visibilidade pode ser limitada pela altura da parte inferior da obra de arte, o valor recomendado para a altura dos olhos do motorista acima da superfície da pista é de 2,33 m, indicado pela AASHTO.

• Efeito dos caminhões Os valores calculados de distância de visibilidade de parada são baseados na operação de carros de passeio e não consideram explicitamente a operação dos caminhões. Analisa-se a seguir alguns fatores relevantes das diferenças entre carros e os veículos de carga. De um modo geral os caminhões são maiores e mais pesados que os carros de passeio e para uma mesma velocidade precisam de maiores distâncias para parar. No entanto, a posição mais alta dos assentos dos caminhões resulta em maior altura dos olhos dos motoristas em relação à superfície do pavimento, aumentando muito sua distância de visibilidade. Por essa razão, costuma-se levar em conta apenas a distância de visibilidade determinada para os carros de passeio. Cabe observar, entretanto, que restrições de visibilidade horizontal não são compensadas pela simples altura dos olhos dos motoristas. Onde surgem essas restrições, particularmente ao fim de extensas descidas seguidas de um corte, em que os caminhões atingem velocidades próximas às dos carros de passeio, as maiores alturas dos olhos são de pouco valor. Assim sendo, mesmo considerando a maior experiência dos motoristas profissionais, é desejável prover distâncias de visibilidade superiores aos valores constantes da tabela apresentada ao final do estudo. É de se esperar que em pouco tempo desapareçam as desvantagens dos caminhões em relação aos carros de passeio. De fato, estudos constantes da publicação Review of Truck Characteristics as Factors in Roadway Design, TRB, 2003, esclarecem que o moderno sistema de freios do tipo antibloqueio (ABS) faz com que os caminhões alcancem valores de desaceleração praticamente iguais aos conseguidos pelos carros de passeio. Fancher e Gillespie (Truck Operating Characteristics, TRB, 1997) observam que há diferenças para distâncias de frenagem entre carros e caminhões em pavimentos secos, mas que são praticamente as mesmas em pavimentos molhados. Como estes representam a


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situação crítica considerada para a determinação das distâncias de visibilidade de parada, não há como considerar diferenças entre carros e veículos de carga dotados de freios ABS. Estudos desenvolvidos pelo Grupo Técnico de Pesos e Dimensões, criado pelo DENATRAN e publicados em 2003, trazem a recomendação de que todos os ônibus, caminhões, incluindo as CVC, deveriam sair de fábrica equipados com ABS. É provável, portanto, que dentro de poucos anos a grande maioria dos veículos de carga esteja equipado com o sistema de freio antibloqueio. Assim sendo, já que a prática atual é determinar as distâncias de visibilidade de parada com base apenas nos carros de passeio, não há razões para mudar esse critério.

Tabela 3.2.3.1 - Distâncias mínimas de visibilidade de parada (m)

Velocidade diretriz (km/h) Greide (%) 30 40 50 60 70 80 90 100 110

10% 30 45 55 75 90 110 135 160 185

9% 30 45 55 75 95 115 140 160 190

8% 30 45 60 75 95 115 140 160 190

7% 30 45 60 75 95 115 140 165 195

6% 30 45 60 75 95 120 145 165 195

5% 30 45 60 75 95 120 145 170 200

4% 30 45 60 80 100 120 150 170 205

3% 30 45 60 80 100 125 150 175 205

2% 35 45 60 80 100 125 150 175 210

1% 35 45 60 80 105 125 155 180 215

0% 35 50 65 85 105 130 160 185 220

-1% 35 50 65 85 105 130 160 185 220

-2% 35 50 65 85 110 135 165 190 225

-3% 35 50 65 85 110 135 165 195 230

-4% 35 50 65 90 110 140 170 200 235

-5% 35 50 70 90 115 140 175 200 240

-6% 35 50 70 90 115 145 175 205 245

-7% 35 55 70 95 120 145 180 210 255

-8% 35 55 70 95 120 150 185 215 260

-9% 35 55 75 95 125 155 190 225 265

-10% 40 55 75 100 125 160 195 230 275


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3.2.4 – Distância de visibilidade de ultrapassagem

• Modelo e suas condições de aplicação Trata-se de aplicação do modelo desenvolvido por Yasser Hassan, Said M. Easa e A. O. Abd El Halim (1995), de nome “Passing Sight Distance on Two-lane Highways: review and revision” (Transportation Research – A, volume 30, nº 6, páginas 453-467, 1996), com base nos estudos feitos por Glennon J. C. (New and Improved Model of Passing Sight Distance on Two-lane Highways, Transportation Research Record, 1195, páginas 132-137, 1988). O modelo aplicado admite as seguintes condições (Figura 3.2.4.1):

i) Em uma rodovia com duas faixas e dois sentidos de tráfego um veículo “U” (Ultrapassador) se desloca com a velocidade diretriz “V” e deseja ultrapassar um veículo “I” (Impedidor), que avista à sua frente, sem se aproximar excessivamente do veículo “O” (Opositor), que trafega no sentido contrário também com a velocidade diretriz;

ii) “U”prossegue até que identifique visualmente a distância de visibilidade necessária para proceder à ultrapassagem, quando então realiza a manobra, inserindo-se à frente do veículo “I” a uma distância segura, e sem se aproximar do veículo “O” abaixo de uma distância adequada;

iii) Se o motorista de “U”, em um determinado momento, percebe que não pode realizar com segurança a manobra, desiste da ultrapassagem, desacelera o veículo e se insere atrás do veículo dianteiro, a uma distância segura.

Figura 3.2.4.1 – Manobra de ultrapassagem


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Enquanto o veículo “U” estiver muito atrás do veículo “I” é muito fácil desistir da ultrapassagem e se inserir atrás do veículo “I”, mas quanto mais avançar menor é a distância de visibilidade necessária para que possa fazer a ultrapassagem e maior é o espaço necessário para reduzir a velocidade e se inserir atrás de “I” a uma distância segura. Se a distância de visibilidade diminui, pode chegar um momento em que se igualem as dificuldades de realizar a ultrapassagem ou de abortá-la. Como o perigo de uma colisão com o veículo “O” é maior do que com o veículo “I” pode-se concluir que a distância de visibilidade nesse ponto crítico é a menor distância de visibilidade em que se pode decidir pela ultrapassagem; abaixo dela deve-se optar pela abortagem da manobra. A determinação dessa distância de visibilidade crítica pressupõe a escolha preliminar das condições dos veículos envolvidos, isto é, tipo e velocidade dos veículos “U” e “I” e velocidade de “O”. Essa escolha recaiu na suposição de:

i. Veículo Ultrapassador “U”: carro de passeio com comprimento de 6 m e velocidade VU = V (Velocidade Diretriz do subtrecho, limitada pela velocidade permitida pela sinalização);

ii. Veículo Impedidor “I”: carro de passeio com comprimento de 6 m e velocidade

IV V m= − , em que 2410

Vm = − , sendo as velocidades em km/h;

iii. Veículo Opositor “O”: qualquer veículo com velocidade V. A Velocidade Diretriz a ser adotada é a Velocidade de Segurança do subtrecho, que é variável ao longo da rodovia, em função de suas condições geométricas. Não se utilizará, especificamente, a Velocidade Diretriz de Projeto, que é a menor Velocidade de Segurança admitida em um trecho projetado. A distância de visibilidade crítica determinada para essas condições pode ser admitida como a distância de visibilidade abaixo da qual deve ser proibida a ultrapassagem, isto é, a sinalização da rodovia pintará a faixa amarela dupla caracterizadora da proibição de mudança de faixa. • Descrição da manobra de ultrapassagem A Figura 3.2.4.2, seguinte, apresenta os diversos elementos presentes na determinação das distâncias de visibilidade de ultrapassagem. Observe-se que se temos y = 0, exatamente no parachoque dianteiro do veículo Impedidor, yU0 e yO0 são as ordenadas dos veículos Ultrapassador e Opositor, respectivamente. Representam distâncias medidas a partir do parachoque dianteiro do Impedidor.


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Figura 3.2.4.2 – Representação gráfica da ultrapassagem

Legenda: yo0 – yu0 = distância de visibilidade de ultrapassagem y - y u0 = separação crítica entre os veículos I e U tF = tempo necessário para completar a ultrapassagem a partir da posição crítica CIU = distância entre o pára-choque dianteiro do veículo I e o pára-choque traseiro do veículo U; XU = comprimento do veículo U CUO1 = distância entre os pára-choques dianteiros dos veículos U e O ao fim de uma ultrapassagem; VtF = distância percorrida pelo veículo Opositor durante a ultrapassagem As premissas consideradas são:

i. Os veículos U e O trafegam com a velocidade diretriz V; ii. O veículo I trafega com a velocidade IV V m= − ;

iii. O veículo U se aproxima de I com a intenção de ultrapassá-lo; se o motorista de U conclui que a manobra não pode ser completada com segurança, deve abortá-la, mantendo-se na mesma faixa do veículo Impedidor ou voltando para a mesma se já estiver na faixa de sentido contrário;

iv. O veículo Ultrapassador U deve manter um mínimo “headway” de h segundos entre o seu pára-choque dianteiro e o pára-choque traseiro de I. De forma semelhante deve manter um “headway” mínimo entre os pára-choques dianteiros de U e O;

v. No início da abortagem, o motorista de U passa um tempo de “percepção e reação” tr antes de acionar os freios, mantendo a velocidade V;


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vi. Aciona então os freios e mantém uma desaceleração constante “d” até se inserir atrás de “I”.

• Equacionamento da manobra de ultrapassagem

O desenho que se segue apresenta os diagramas espaço-tempo de ultrapassagem e de abortagem (Figura 3.2.4.3). Para fins de elaboração das equações envolvidas no problema admitiu-se utilizar o sistema métrico: comprimentos (m), tempo (s), velocidades (m/s), acelerações e desacelerações (m/s2).

Figura 3.2.4.3 – Diagramas espaço-tempo da ultrapassagem

Do diagrama de ultrapassagem tem-se:

( )UO F U IU Fy Vt X C V m t+ = + + − (1)

UO U IU Fy X C mt= + − (2)

onde: UOy = posição do veículo U (separação crítica entre os veículos U e O);

V = velocidade diretriz da rodovia;

Ft = tempo necessário para completar a ultrapassagem a partir da posição crítica;

UX = comprimento do veículo U;

IUC = distância entre o pára-choque dianteiro do veículo I e o pára-choque traseiro

do veículo U; IV V m= − = velocidade do veículo Impedidor I, em que o valor “m” já mencionado

anteriormente aqui será expresso em m/s;


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UV V= = velocidade do veículo Ultrapassador U, que se desloca com a velocidade

diretriz; OV V= = velocidade do veículo Opositor O, que se desloca com a velocidade

diretriz. Do diagrama de abortagem tem-se:

2

´´ ´( )( )

2

FUO r F r F I UI

dty Vt Vt V m t t X C+ + − = − + − − (3)

2

´´( )

2

FUO r F I UI

dty m t t X C= − + − − (4)

onde: d = desaceleração do veículo Ultrapassador;

rt = tempo de percepção e reação;

´Ft = tempo complementar necessário para completar a abortagem iniciada a partir

da posição crítica;

IX = comprimento do veículo I;

UIC = distância entre o pára-choque dianteiro do veículo U e o pára-choque traseiro

do veículo I Igualando as equações (2) e (4) tem-se:

2

´´( )

2

I UI U IUFF r F

X C X Cdtt t t

m m

+ + += − + + + (5)

2

´´( )

2

I UI U IU FF r F

X C X C dtt t t

m m

+ + += − + + (6)

Igualando os comprimentos 0 0O Uy y− dos diagramas de ultrapassagem e abortagem

Ultrapassagem: 0 0 12O U F UOy y Vt C− = +

Abortagem: 2

´0 0 ´ 2 ´( )

2

FO U r F UO F r

dty y Vt Vt C V t t− = + − + + +

2

´1 ´ 2 ´2 ( )

2

FF UO r F UO F r

dtVt C Vt Vt C V t t+ = + − + + + (7)

2

´´ 1 22 2 ( )

2

FF F r UO UO

dtVt V t t C C= + − − + (8)

2

1 2´´( )

4 2

UO UOFF F r

C Cdtt t t

V V

−= + − − (9)

onde:

1UOC = distância entre os pára-choques dianteiros dos veículos U e O ao fim de uma

ultrapassagem;


- 46 -

2UOC = distância entre os pára-choques dianteiros dos veículos U e O ao fim de

uma abortagem. Igualando as equações (6) e (9) tem-se:

2 2

1 2´ ´´ ´

2 4 2

I UI U IU UO UOF FF r F r

X C X C C Cdt dtt t t t

m m V V

+ + + −− + + = + + −

2 1 2

´

(2 )(

4 2

I UI U IU UO UOF

X C X C C Cd V mt

Vm m V

+ + + −−= + (10)

Substituindo 1 2, , ,UI IU UO UOC C C C pelos seus valores, considerando que ,UI IUC C ,

correspondem a um headway de h’ seg e 1 2,UO UOC C a um headway de h0 seg, tem-

se:

´( ) ÚI FC V dt h= −

( ) ÍUC V m h= −

1 02UOC Vh=

2 ´ 0(2 )UO FC V dt h= −

Para maior simplicidade faz-se z=tF’ . Substituindo esse valor na equação (10) calcula-se o valor de z.

( ) ÚIC V dz h= −

( ) ÍUC V m h= −

1 02UOC Vh=

2 0(2 )UOC V dz h= −

Substituindo esses valores na equação (10) obtém-se:

2 1 2´

(2 )( )

4 2

I UI U IU UO UOF

X C X C C Cd V mt

Vm m V

+ + + −−= + (10)

2 0 0( ) ´ ( ) ´ 2 (2 )(2 )( )

4 2

I UX V dz h X V m h Vh V dz hd V mz

Vm m V

+ − + + − − −−= + (11)

2 0 ´ ( ) ´(2 ) ´

( ) ( ) ( ) 04 2

I Udh X Vh X V m hd V m dhz z

Vm m V m

+ + + −−+ − − = (12)


- 47 -

Para efetuar os cálculos serão usados os parâmetros auxiliares

(2 )

4

d V mw

Vm

−=

0´

2

dhdhn

m V= −

2 ´ Í UX Vh X mhq

m

+ + −=

2 0wz nz q+ + = (13)

2 4

2

n n wqz

w

− ± −=

Um dos valores de z é negativo e, portanto, inadmissível. Calculado o valor positivo de z, passa-se ao cálculo sucessivo de:

´Ft z=

( ) ÚIC V dz h= −

( ) ÍUC V m h= −

1 02OCU Vh=

2 0(2 )OCU V dz h= −

Então se tem: 2

´' ´( )

2

I UI U IU FF r F

X C X C dtt t t

m m

+ + += − + +

UO U IU Fy X C mt= + −

0 1 02O F UO Uy Vt C y= + +

Logo, a Distância de Visibilidade Crítica é dada por:

0 0 12O U F UOy y Vt C− = +

▪ Parâmetros selecionados para estudo das CVC

Todas as unidades são do sistema métrico (m, s, m/s, m/s2) Comprimentos dos veículos (m) Veículo de Passeio: 6,00 m Veículo de Projeto das Normas em vigor.


- 48 -

Caminhão, Ônibus Longo: 12,20 m Combinações de Veículos de Carga (CVC):

- Carreta, Vanderléia: 18,60 m - Bitrem de 7 eixos: 19,80 m - Rodotrem Curto: 25,00 m - Rodotrem, Bitrem de 9 eixos: 30,00 m

Aceleração (m/s2) Veículo de Passeio: a = 0,65 m/s2 (valor médio adotado nos estudos de visibilidade de ultrapassagem da AASHTO, conforme apresentado a seguir). Velocidade km/h: 20 60 70 80 90 100 120 Aceleração m/s2: 0,63 0,63 0,64 0,64 0,66 0,67 0,67 Desaceleração (m/s2) Veículo de Passeio: d = 3,4 m/s2, recomendado nos estudos de distância de visibilidade de parada de AASHTO. Para aplicar o método de Glennon esse valor só é aplicável a partir da velocidade de 51 km/h; para valores menores é necessário reduzir a desaceleração. Veículo de carga: d = 2,125 m/s2 (considerando a mesma relação entre os valores de desaceleração para automóveis e caminhões dos estudos de Glennon): 1,5(Glennon)/2,4(Glennon) = 2,125/3,4(AASHTO). Velocidades (m/s) a) O Ultrapassador é um Veículo de Passeio Velocidade VU do Veículo Ultrapassador: VU = velocidade diretriz V, em m/s, limitada pelo valor da velocidade permitida no local. Velocidade VI do Veículo Impedidor: IV V m= − , em m/s

Onde: 6,6667 /10m V= − (m/s) Velocidade VO do Veículo Opositor: OV V= , em m/s

b) O Ultrapassador é um Veículo de Carga Velocidade VU do Veículo Ultrapassador: / 2UV V m= − , (m/s) em que:

6,6667 /10m V= −


- 49 -

Velocidade VI do Veículo Impedidor: IV V m= − , (m/s) em que:

6,6667 /10m V= − Velocidade VO do Veículo Opositor: OV V= (m/s)

Headways (s) Veículos de mesmo sentido: h’ = 1 s

Veículos de sentidos contrários: h0 = 1 s Tempo de Percepção e Reação (s)

tr = 1 s • Aplicação O resultado da aplicação para velocidades variando de 51 km/h a 100 km/h é apresentado a seguir. A velocidade indicada é a Velocidade Diretriz ou Velocidade Permitida (menor valor) e a Distância de Proibição é a Distância de Visibilidade no Ponto Crítico determinado. Abaixo dessa distância de visibilidade deve ser sinalizada “Proibida a Ultrapassagem”. Velocidade 51 60 70 80 90 100 (km/h) Distância de Proibição 131 165 206 250 296 344 (m) No Manual de Sinalização do DNIT, edição de 1999, são dados os seguintes valores: Velocidade de Operação 40 51 * 60 70 * 80 90 100 (km/h) Distância de Visibilidade 90 134 170 210 250 280 310 Mínima (m) Diferenças em % dos -2,2 -2,9 -1,9 0,0 5,7 11,0 Valores * valores obtidos por interpolação Conclui-se que o método proposto é coerente com os valores determinados pelo DNIT, já que para a faixa de velocidades de 51 a 90 km/h diferem de um valor absoluto médio de 2,5% e para 100 km/h tem-se diferença de 11 %.


- 50 -

• Determinação das distâncias mínimas de visibilidade de ultrapassagem quando o Ultrapassador é um veículo de passeio

A proibição de ultrapassagem, que é indicada com precisão por pintura na pista, aplica-se normalmente para o caso do Ultrapassador e Impedidor serem automóveis, já que seria desaconselhável, do ponto de vista prático, estabelecer sinalizações diferentes para veículos diferentes. Há conveniência, entretanto, em conhecer as distâncias mínimas correspondentes à ultrapassagem por automóveis dos diversos tipos de veículos de carga, como orientação aos projetistas de trechos em que se prevê grande quantidade de tipos especiais de veículos de carga. A seguir são apresentadas tabelas com os valores obtidos da proibição de ultrapassagem e os valores calculados para ultrapassagem de veículos de carga por automóveis. Veja os arquivos apresentados no Anexo 1 (meio magnético): carrospassandocaminhão.xls, carrospassandoCVCBitrem7.xls, carrospassandoRodotremCurto.xls, carrospassandoRodotremLongo.xls, carrospassandoVanderléia.xls. As distâncias de visibilidade mínimas recomendadas em projetos em função dos tipos de veículos previstos e sua participação no tráfego são apresentadas na Tabela 3.2.4.1.

Tabela 3.2.4.1 – Distâncias de visibilidade nos pontos críticos

Velocidade (km/h) 60 70 80 90 100Distâncias de Visibilidade (m) nos Pontos Críticos para um Automóvel ultrapassar o veículo indicado

Manual de Sinalização 170 210 250 280 310 Automóvel: 6,00 m 165 206 250 296 344- Caminhão - Ônibus: 12,20 m 171 213 257 305 354- Carreta, Vanderléia: 18,60 m - 219 265 313 363- Bitrem de 7 eixos: 19,80 m - 220 266 315 365- Rodotrem Curto: 25,00 m - 225 272 321 372- Rodotrem, Bitrem de 9 eixos: 30 m** - 247 276 326 379** A distância 247 m corresponde à velocidade de 74 km/h, velocidade mínima para a desaceleração de 3,4 m/s2

Distâncias de Visibilidade nos Pontos Críticos

Acréscimos Percentuais aos Valores do Manual de Sinalização

Velocidade (km/h) 60 70 80 90 100Distâncias de Visibilidade (m) nos Pontos Críticos para um Automóvel ultrapassar o veículo indicado

Valores do Manual de Sinalização 170 210 250 280 310

Acréscimos percentuais Automóvel: 6,00 m -2,9% -1,9% 0,0% 5,7% 11,0%- Caminhão - Ônibus: 12,20 m 0,6% 1,4% 2,8% 8,9% 14,2%- Carreta, Vanderléia: 18,60 m 4,3% 6,0% 11,8% 17,1%- Bitrem de 7 eixos: 19,80 m 4,8% 6,4% 12,5% 17,7%- Rodotrem Curto: 25,00 m 7,1% 8,8% 14,6% 20,0%- Rodotrem, Bitrem de 9 eixos: 30 m** 17,6% 10,4% 16,4% 22,3%


- 51 -

Cabe observar que os comprimentos dos veículos Impedidores afetam relativamente pouco as distâncias de visibilidade necessárias, conforme indicam os valores dos percentuais de acréscimo calculados. • Determinação das distâncias mínimas de visibilidade de ultrapassagem

quando o Ultrapassador é um veículo de carga Trata-se da aplicação do mesmo modelo desenvolvido por Yasser Hassan, Said M. Easa e A. O. Abd El Halim (1995), de nome “Passing Sight Distance on Two-lane Highways: review and revision”. Em rodovias em que se prevê grande participação de veículos de carga há conveniência em se conhecer as distâncias mínimas correspondentes à ultrapassagem por caminhões ou ônibus, dos diversos tipos de veículos, como orientação aos projetistas. Os valores determinados podem ser aplicados como recomendação de atendimento no projeto, mas não para sinalização, já que para essa finalidade o Ultrapassador deve ser um carro de passeio.

A seguir são apresentadas tabelas com os valores calculados para ultrapassagem dos diversos tipos de veículos por caminhões ou ônibus. Veja no Anexo 1 (em meio magnético) os arquivos: CamUltrAut.xls, CamUltrCam.xls, CamUltrVand.xls, CamUltrBitr7e.xls, CamUltrRodTrCurt.xls, CamUltrBitr9e.xls,


Velocidade (km/h) 60 70 80 90 100Distâncias de Visibilidade (m) nos Pontos Críticos para um Caminhão ultrapassar o veículo indicado

Automóvel: 6,00 m 192 245 301 360 423- Caminhão - Ônibus: 12,20 m 199 254 311 372 436- Carreta, Vanderléia: 18,60 m - 262 321 383 448- Bitrem de 7 eixos: 19,80 m - 263 323 385 451- Rodotrem Curto: 25,00 m - 269 330 394 460- Rodotrem, Bitrem de 9 eixos: 30 m** - 275 337 401 469


Acréscimos Percentuais em Relação aos Valores Obtidos para Ultrapassagem de Automóveis

Velocidade (km/h) 60 70 80 90 100Distâncias de Visibilidade (m) nos Pontos Críticos para um Caminhão ultrapassar o veículo indicado

Acréscimos percentuais Automóvel: 6,00 m 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0%- Caminhão - Ônibus: 12,20 m 3,6% 3,7% 3,3% 3,3% 3,1%- Carreta, Vanderléia: 18,60 m 6,9% 6,6% 6,4% 5,9%- Bitrem de 7 eixos: 19,80 m 7,3% 7,3% 6,9% 6,6%- Rodotrem Curto: 25,00 m 9,8% 9,6% 9,4% 8,7%- Rodotrem, Bitrem de 9 eixos: 30 m** 12,2% 12,0% 11,4% 10,9%


- 52 -

3.2.5 – Distância de visibilidade em interseções

• Considerações Preliminares Antes de 2001 o manual da AASHTO apresentava distâncias de visibilidade em interseções determinadas com base em modelos cinemáticos envolvendo aceleração e desaceleração. Pesquisas feitas por Harwood, Mason, Brydia, Pietrucha, e Gittings - Intersection Sight Distance – 1996, demonstraram inconsistências desses modelos, o que levou a AASHTO a utilizar o conceito de “intervalos de tempo aceitos entre veículos” (gaps críticos), que serviram de base para a metodologia adotada nos manuais de 2001 e 2004, e na qual o Manual de Projeto de Interseções do DNIT se baseou. Levando-se em conta as CVC cabem as seguintes considerações: - Se em uma interseção um veículo da rodovia secundária deseja se inserir ou

cruzar uma rodovia preferencial, aguarda que surja na rodovia principal um intervalo entre veículos de dimensão suficiente para que possa efetuar a manobra em segurança. Designa-se por Intervalo de Tempo Crítico (gap crítico) o menor intervalo de tempo entre dois veículos sucessivos de uma corrente de tráfego preferencial, necessário para que um veículo proveniente de uma corrente de tráfego secundária cruze ou se insira nessa corrente preferencial, em condições de segurança, sem causar interferência indevida no fluxo principal.

- Para a determinação de distâncias de visibilidade em interseções a AASHTO fornece valores de gaps críticos para diferentes tipos de controle de tráfego, para os seguintes tipos de veículos: carros de passeio, caminhões rígidos e combinações de veículos de carga. As combinações de veículos de carga incluem os veículos objeto do estudo: Carreta, Vanderléia, Bitrens e Rodotrens. A experiência no Brasil indica, entretanto, que os veículos de carga de grandes dimensões necessitam de maiores gaps, devido a seus comprimentos e menores taxas de aceleração.

- Para determinar os valores adequados para as condições nacionais foram realizados estudos, dos quais se destaca o trabalho de Demarch, Setti e Widmer - Comportamento de Caminhões em Interseções em Nível - baseado em levantamentos feitos na interseção das rodovias SP-255 com SP-253, em que foram coletados dados de 1.461 veículos da rodovia principal e 611 da secundária, sendo de 68% a percentagem de veículos de carga observados na pesquisa. O trabalho utilizou diferentes métodos para calcular gaps críticos (HCM, Greenshield, Raff), cujos resultados constam da Tabela 3.2.5.1.

Tabela 3.2.5.1 – Gaps Críticos

Veículo Comprimento (m) Veículo Comprimento (m) HCM Greenshield Raff

Caminhão leve - Caminhão 9,1 18,5 9,0 10,0Caminhão semi-pesado - Caminhão Trucado 12,2 21,5 9,0 10,8Semi-reboque - Carreta/Vanderléia 18,6 20,5 10,0 10,5Caminhão com reboque 19,8 Bitrem com 7 eixos 19,8 22,5 12,0 14,0Rodotrem 25,0 a 27,0 Rodotrem curto 25,0Treminhão 30,0 Rodotrem/Bitrem 9 eixos 30,0 27,0 15,0 18,5

PesquisaGap Crítico (s)

CompatibilizaçãoCategoria

Obs: A pesquisa não registrou o tráfego de veículos que pudessem ser identificados como rodotrens de 25 a 27 metros.


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- As categorias de veículos constantes da pesquisa tiveram seus nomes compatibilizados com as designações usuais das CVC (combinações de veículos de carga) considerados nos estudos. Foram também complementadas as informações com os comprimentos de veículos, correspondentes às descrições das suas características, fornecidas na análise dos dados das pesquisas.

- O método do HCM apresentou valores de gaps críticos muito acima dos obtidos pelos demais métodos e dos preconizados pela AASHTO. Para escolher os valores mais adequados com base nos outros dois métodos, mais coerentes com os valores da AASHTO, foi feita correlação entre os comprimentos dos veículos e os valores dos gaps críticos fornecidos por cada um deles, e pela média desses valores. Foram obtidos coeficientes de correlação (r2) elevados para as três hipóteses, conforme apresentado a seguir.

Método r2 Greenshield 0,91 Raff 0,84 Média 0,88 - Sendo os valores de r2 da média e do método de Greenshield muito próximos

adotou-se a regressão definida pelos valores médios, que levam em conta os dois métodos estudados, obtendo-se a equação y = 0,356 x + 5,509, em que x é o comprimento do veículo e y o gap crítico. A Tabela 3.2.5.2 apresenta os valores dos Gaps calculados através da equação resultante da correlação feita.

Tabela 3.2.5.2 – Gaps Críticos Adotados

Gap Crítico - Média Valores Calculados - yCategoria Comprimento - x Greenshield / Raff y = 0,356 x + 5,509

(m) (s) (s)

Caminhão 9,1 9,5 8,8Caminhão Trucado 12,2 9,9 9,9Carreta/Vanderléia 18,6 10,3 12,1Bitrem com 7 eixos 19,8 13,0 12,6

Rodotrem/Bitrem 9 eixos 30,0 16,8 16,2Rodotrem Curto 25,0 - 14,4

- No Manual de Projeto de Interseções é considerado apenas um tipo de veículo

de carga, Semi-reboque/Reboque (SR/RE). Para esse veículo são fornecidos gaps críticos para os seguintes tipos de movimentos: Gaps de interseções controladas pela sinalização “Parada Obrigatória” na rodovia secundária Caso B1 – Giro à esquerda a partir da rodovia secundária: 11,5 s Caso B2 – Giro à direita a partir da rodovia secundária: 10,5 s Caso B3 – Travessia a partir da rodovia secundária: 10,5 s Gaps de interseções controladas pela sinalização “Dê a Preferência” na rodovia secundária. Caso C1 – Travessia a partir da rodovia secundária: 10,5 s Caso C2 – Giro à esquerda ou à direita a partir da rodovia secundária:12,0s Caso E – Giros à esquerda a partir da rodovia principal: 7,5 s

- O valor do Caso C2 é praticamente igual ao valor 12,1 calculado para Carreta/Vanderléia com base nos dados da pesquisa feita. Assim sendo, para esse tipo de veículo foram adotados os valores constantes do manual para Semi-


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reboque/Reboque (SR/RE). Para os demais tipos de veículos foram determinados os gaps críticos correspondentes tomando como base os da Carreta/Vanderléia, na proporção de seus comprimentos, conforme Tabela 3.2.5.3.

Tabela 3.2.5.3 – Gaps Críticos para os Diversos Casos Estudados

B1 B2 B3 C1 C2 E

Carreta/Vanderléia 18,6 11,5 10,5 10,5 10,5 12,0 7,5

Bitrem - 7 eixos 19,8 12,0 10,9 10,9 10,9 12,5 7,8

Rodotrem curto 25,0 13,7 12,5 12,5 12,5 14,3 8,9

Rodotrem/Bitrem - 9 eixos 30,0 15,4 14,1 14,1 14,1 16,1 10,0

CasosCategoria

Compri -mento (m)

Obs: Os valores de C1 são os valores mínimos, conforme estudo específico apresentado mais adiante.

• Critérios de Projeto Ao se aproximar de uma interseção o motorista de um veículo deve ter visão desimpedida de toda a interseção e de partes dos ramos de acesso, para que possa identificar possíveis perigos de conflitos e proceder às manobras necessárias. O motorista deve dispor de tempo suficiente para parar ou ajustar sua velocidade, de modo a evitar colisões. O método para determinar as distâncias de visibilidade necessárias é baseado nos mesmos princípios usados para distâncias de visibilidade de parada, mas leva em conta o comportamento observado dos motoristas nas interseções. A área de visibilidade necessária é função das velocidades dos veículos envolvidos e das distâncias percorridas durante os tempos de percepção e reação e frenagem. Em interseções deve-se dispor de maiores distâncias de visibilidade de parada na rodovia principal, uma vez que maior número de conflitos é esperado do que em um trecho livre de interferências. Nos ramais de acesso das rodovias transversais deve-se ter suficiente visibilidade do tráfego da rodovia principal, que permita que um veículo ao iniciar uma manobra de travessia ou de incorporação à rodovia principal, possa concluí-la com segurança.

• Triângulos de Visibilidade São áreas específicas envolvendo as aproximações das interseções que devem ser livres de obstruções que impeçam os motoristas de ver potenciais pontos de conflito de veículos. Suas dimensões dependem das velocidades diretrizes das rodovias que se interceptam e do tipo de controle de tráfego empregado. São considerados dois tipos de triângulos de visibilidade: para atender o veículo em movimento e para atender o veículo parado na via secundária. a) Triângulo de visibilidade para o veículo em movimento Os motoristas que se aproximam de um cruzamento de duas vias devem dispor de distâncias de visibilidade suficientes para se avistarem mutuamente a tempo de


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evitar colisões. Cada motorista tem três opções: acelerar, reduzir a velocidade ou parar. Em cada interseção, em função do tipo de controle do trânsito, escolhe-se que opções serão adotadas. Para cada caso, as relações espaço-tempo-velocidade indicam o triângulo de visibilidade necessário (Figura 3.2.5.1). Toda a área do triângulo de visibilidade deve ser livre de objetos cuja altura represente obstáculo para a visão do motorista, tais como: edificações, veículos estacionados, taludes de cortes, cercas, árvores, moitas e plantações altas.

Figura 3.2.5.1 – Triângulo de visibilidade para o veículo em movimento (DNIT)

b) Triângulo de visibilidade para o veículo parado O motorista de um veículo parado na via secundária deve ter visibilidade suficiente da rodovia principal para poder cruzá-la ou inserir-se com segurança. A Figura 3.2.5.2 mostra a necessidade de dotar a interseção de um triângulo de visibilidade que permita a execução das manobras de travessia ou incorporação na rodovia principal. O projeto deve atender tanto as necessidades de espaço para manobras como as de visibilidade do tráfego conflitante. Normalmente, tem-se que considerar veículos que venham tanto da esquerda como da direita.

Figura 3.2.5.2 – Triângulo de visibilidade para o veículo parado (DNIT)


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Nos triângulos de visibilidade as distâncias “b” são as percorridas por veículos da rodovia principal durante o tempo em que o veículo que vem pela secundária se desloca do ponto de decisão e atravessa a interseção, ou se incorpora em uma das correntes da rodovia principal. As distâncias “a” são as percorridas na rodovia secundária a partir do ponto de decisão até o ponto de cruzamento com uma das correntes da rodovia principal. c) Identificação de obstáculos nos triângulos de visibilidade Os greides das rodovias que se interceptam devem ser projetados de modo a garantir as distâncias de visibilidade recomendadas nas aproximações das interseções. Dentro dos triângulos de visibilidade não devem ser permitidos objetos com altura que crie obstrução à visão dos motoristas. A identificação dos obstáculos à livre visão depende do veículo de projeto considerado:

• Carro de Passeio: tanto o olho do motorista como o objeto estão a 1,08 m acima da superfície da pista.

• Caminhão (veículos de carga em geral): o olho do motorista está à altura de 2,33 m e o objeto a 1,08 m.

As alturas do olho do motorista são as recomendadas na edição 2004 na publicação da AASHTO “A Policy on Geometric Design of Highways and Streets”, um pouco mais rigorosas que as que constam das Normas para Projeto em vigor. A altura do objeto visa estabelecer simetria na troca de posições entre olho e objeto para o caso mais comum na prática, que é a adoção de carro de passeio como veículo de projeto.

• Tipos de Controle de Tráfego nas Interseções As distâncias recomendadas nos triângulos de visibilidade dependerão do tipo de controle do tráfego adotado na interseção, a saber: Caso A – Interseções sem controle. Caso B – Interseções controladas pela sinalização “Parada Obrigatória” na rodovia secundária

Caso B1 – Giro à esquerda a partir da rodovia secundária Caso B2 – Giro à direita a partir da rodovia secundária Caso B3 – Travessia a partir da rodovia secundária Caso B4 – Quando há canteiro central na rodovia principal

Caso C – Interseções controladas pela sinalização “Dê a Preferência” na rodovia secundária.

Caso C1 – Travessia a partir da rodovia secundária Caso C2 – Giro à esquerda ou à direita a partir da rodovia secundária

Caso D – Interseções controladas pela sinalização “Pare” em todas as correntes de tráfego. Caso E – Giros à esquerda a partir da rodovia principal.


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A seguir são comentados os Casos B a E. Não é incluído o Caso A, porque se forem previstos veículos do tipo CVC, deve-se pelo menos adotar a sinalização “Dê a Preferência” na rodovia secundária. Interseções controladas pela sinalização “Parada Obrigatória” na rodovia secundária (Caso B) Caso B1 – Giro à esquerda a partir da rodovia secundária A Figura 3.2.5.2 mostra os triângulos de visibilidade de partida necessários. O ponto de partida na rodovia secundária (ponto de decisão) deve ficar à distância de 4,40 m a 5,40 m do bordo da faixa de tráfego da rodovia principal. Observações dos intervalos de tempo entre veículos da rodovia principal aceitos pelos motoristas que desejam girar à esquerda a partir da rodovia secundária permitiram preparar a Tabela 3.2.5.4. Estudos indicaram que os valores dos intervalos não variam com a velocidade de aproximação e podem ser usados como base para determinação das distâncias de visibilidade nas interseções.

Tabela 3.2.5.4 – Caso B1 - Intervalos de tempo aceitos (gaps) para giros à esquerda

Veículo de projeto Intervalo entre veículos na rodovia principal na velocidade de projeto

tg (s) Carreta/Vanderléia

Bitrem 7 eixos Rodotrem curto

Rodotrem/Bitrem 9 eixos

11,5 12,0 13,7 15,4

Fonte: AASHTO e Comportamento de Caminhões em Interseções em Nível – Demarchi S.H.;Setti J.R.e Widmer J.A. Obs:

i) Intervalos de tempo necessários para um veículo parado girar à esquerda em uma rodovia de duas faixas e dois sentidos de tráfego, sem canteiro central.

ii) Se na aproximação pela rodovia secundária o greide for ascendente e maior que 3%, adicionar 0,2 segundos para cada 1% de greide. (Por exemplo, para greide de 4% acrescentar 0,8 segundos).

iii) Se a rodovia principal tiver mais de duas faixas deve-se acrescentar 0,7 segundos para carreta/vanderléia/bitrem 7 eixos, 0,9 segundos para rodotrem curto, e 1,1 segundos para rodotrem/bitrem 9 eixos, para cada faixa a mais a ser atravessada, atendendo aos diferentes comprimentos dos veículos.

A distância de visibilidade na interseção à esquerda e à direita ao longo da rodovia principal (b na Figura 3.2.5.2) é determinada pela fórmula:

DVI = 0,278 Vp tg onde: DVI = distância de visibilidade necessária ao longo da via principal (m) Vp = velocidade diretriz da rodovia principal (km/h)


- 58 -

tg = intervalo de tempo entre veículos da rodovia principal aceitos por veículos procedentes da rodovia secundária (s)

A Tabela 3.2.5.5 - (Distâncias de Visibilidade em Interseções – Caso B1 – Giro à Esquerda a Partir da Rodovia Secundária) contem os valores de DVI (b) para os casos da prática. Cabe observar que depois que se insere na rodovia principal, o veículo proveniente da rodovia secundária está sujeito ao mesmo greide da rodovia principal. Por esta razão, não há necessidade de ajustamentos do intervalo de tempo tg ao greide da rodovia principal. Contudo, para o caso particular em que uma CVC proveniente da rodovia secundária entra na rodovia principal perto de uma curva côncava com greide superior a +3%, recomenda-se considerar o ajustamento de tg ao greide da rodovia principal, se este for maior que o greide da rodovia secundária. Se a distância de visibilidade ao longo da rodovia principal, incluindo os ajustamentos necessários, não puder ser atendida, deve-se analisar a possibilidade de regulamentar com adequada sinalização a exigência de menor velocidade na rodovia principal nas aproximações da interseção.

Tabela 3.2.5.5 – Caso B1 - Distâncias de visibilidade em interseções controladas pela sinalização “Parada Obrigatória” - (Giro à esquerda a partir da rodovia secundária)

Distâncias de visibilidade necessárias para um veículo parado girar à esquerda em uma rodovia de duas faixas e dois sentidos de tráfego, sem canteiro central (m)

Velocidade diretriz da rodovia principal (km/h)

Veículo de projeto

20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

Aproximações com greide até 3%

Carreta/Vanderléia 65 95 130 160 190 225 255 290 320 350 385

Bitrem 7 eixos 65 100 135 165 200 235 265 300 335 365 400

Rodotrem curto 75 115 150 190 230 265 305 345 380 420 455

Rod./Bitrem 9 eixos 85 130 170 215 255 300 340 385 430 470 515

Aproximações com greide de 4%


Bitrem 7 eixos 70 105 140 180 215 250 285 320 355 390 425

Rodotrem curto 80 120 160 200 240 280 320 365 405 445 485

Rod./Bitrem 9 eixos 90 135 180 225 270 315 360 405 450 495 540



Bitrem 7 eixos 70 110 145 180 215 255 290 325 360 400 435

Rodotrem curto 80 125 165 205 245 285 325 370 410 450 490

Rod./Bitrem 9 eixos 90 135 180 230 275 320 365 410 455 500 545



Bitrem 7 eixos 756 110 145 185 220 255 295 330 365 405 440

Rodotrem curto 85 125 165 205 250 290 330 375 415 455 495

Rod./Bitrem 9 eixos 90 140 185 230 275 325 370 415 460 510 555


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Caso B2 – Giro à direita a partir da rodovia secundária O giro à direita da rodovia secundária para a principal deve atender o triângulo de visibilidade de partida para o tráfego da rodovia principal que se aproxima pela esquerda (Figura 3.2.5.2), considerando sempre o mesmo ponto de partida na rodovia secundária do Caso B1. Observações de campo indicam que, para girar à direita, os motoristas geralmente aceitam intervalos de tempo um pouco menores que os admitidos para giros à esquerda. Os intervalos de tempo entre veículos da rodovia principal aceitos pelos motoristas da via secundária constam da Tabela 3.2.5.6 (Intervalos Aceitos para Giros à Direita e Travessias). Caso B3 – Travessia a partir da rodovia secundária Na maioria dos casos o triângulo de visibilidade de partida para giros à esquerda é suficiente para atender o tráfego que atravessa a rodovia principal (ver Tabela 3.2.5.5). Entretanto, é conveniente verificar a disponibilidade de distância de visibilidade para movimentos de cruzamento, nos seguintes casos:

• quando não são permitidos giros à esquerda e à direita e a travessia é a única manobra permitida;

• quando o veículo deve atravessar largura equivalente a mais de seis faixas de tráfego;

• quando volumes substanciais de CVC atravessam a rodovia e greides fortes após a travessia podem provocar retenção de veículos na interseção.

Observações dos intervalos de tempo entre veículos que desejam girar à direita ou atravessar a rodovia principal a partir da rodovia secundária permitiram preparar a Tabela 3.2.5.6. Tabela 3.2.5.6 – Casos B2 e B3 – Intervalos aceitos (gaps) para giros à direita e travessias

Veículo de projeto Intervalo entre veículos na rodovia principal na

velocidade de projeto tg (s)

Carreta/Vanderléia Bitrem 7 eixos Rodotrem curto


10,5 10,9

12,5 14,1

Fonte: AASHTO e Comportamento de Caminhões em Interseções em Nível – Demarchi S.H.;Setti J.R.e Widmer J.A. Obs: i) Intervalos de tempo necessários para um veículo parado girar à direita ou atravessar uma rodovia

de duas faixas e dois sentidos de tráfego, sem canteiro central. ii) Se na aproximação pela rodovia secundária o greide for ascendente e maior que 3%, adicionar 0,1

segundos para cada 1% de greide. (Por exemplo, para greide de 4% acrescentar 0,4 segundos). iii) No caso de travessia, se a rodovia principal tiver mais de duas faixas deve-se acrescentar 0,7

segundos para carreta/vanderléia/bitrem 7 eixos, 0,9 segundos para rodotrem curto, e 1,1 segundos para rodotrem/bitrem 9 eixos, para cada faixa a mais a ser atravessada ou canteiro central estreito que não puder abrigar o veículo de projeto.


- 60 -

A distância de visibilidade na interseção à esquerda e à direita ao longo da rodovia principal (b na Figura 3.2.5.2) é determinada pela mesma fórmula utilizada no Caso B1:

0,278 gDVI Vp t=

onde: DVI = distância de visibilidade necessária ao longo da via principal (m) Vp = velocidade diretriz da rodovia principal (km/h) tg = intervalo de tempo entre veículos da rodovia principal aceitos por veículos procedentes da rodovia secundária (s) A Tabela 3.2.5.7 (Distâncias de Visibilidade em Interseções – Casos B2 e B3 – Giro à Direita ou Travessia a partir da Rodovia Secundária) contém os valores de DVI (b) para os casos da prática. Tabela 3.2.5.7 – Casos B2 e B3 - Distâncias de visibilidade (b) em interseções controladas pela sinalização “Parada Obrigatória” (Giro à direita ou travessia a partir da rodovia secundária)

Distâncias de visibilidade necessárias para um veículo parado girar à direita ou atravessar

uma rodovia de duas faixas e dois sentidos de tráfego, sem canteiro central (m)

Velocidade diretriz da rodovia principal (km/h) Veículo de projeto

20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

Aproximações com greide até 3%


Bitrem 7 eixos 60 90 120 150 180 210 240 275 305 335 365

Rodotrem curto 70 105 140 175 210 245 280 315 350 380 415

Rod./Bitrem 9 eixos 80 120 155 195 235 275 315 355 390 430 470



Bitrem 7 eixos 65 95 125 155 190 220 250 285 315 3345 375

Rodotrem curto 70 110 145 180 215 250 285 325 360 395 430

Rod./Bitrem 9 eixos 80 120 160 200 240 280 320 365 405 445 485



Bitrem 7 eixos 65 95 125 160 190 220 255 285 315 350 380

Rodotrem curto 70 110 145 180 215 255 290 325 360 400 435

Rod./Bitrem 9 eixos 80 120 160 205 245 285 325 365 405 445 485



Bitrem 7 eixos 65 95 130 160 190 225 255 290 320 350 385

Rodotrem curto 75 110 145 180 220 255 290 330 365 400 435

Rod./Bitrem 9 eixos 80 125 165 205 245 285 325 370 410 450 490

Caso B4 - Quando há canteiro central na rodovia principal Quando o canteiro central não tem a largura necessária para a proteção do veículo de projeto (não for suficiente para abrigá-lo com folga de 1 metro na frente e atrás), para que o veículo possa girar à esquerda deve-se dispor de visibilidade à direita e à esquerda, a partir do ponto de espera na rodovia secundária. Se a largura não for suficiente para abrigar o veículo, deve ser transformada em número de faixas a serem atravessadas, para aumentar o tempo do intervalo tg. Por exemplo, um canteiro central de 7,2 metros deve ser considerado como duas faixas adicionais a


- 61 -

serem atravessadas na determinação do ajustamento a ser feito aos valores dos intervalos (gaps) críticos. Aplica-se então a fórmula DVI = 0,278 Vp tg, tanto para o caso de giros à esquerda (Caso B1) como de travessia da rodovia principal (Caso B3). Para giro à direita aplica-se o (Caso B2), sem alteração. Se a largura for suficiente para abrigar com folga de 1 metro na frente e atrás o veículo de projeto, analisam-se independentemente as duas pistas da rodovia principal. Para a primeira pista analisa-se o giro à direita e a travessia (Casos B2 e B3). Para a segunda pista analisa-se o giro à esquerda (Caso B1) e a travessia (Caso B3). Interseções controladas pela sinalização “Dê a Preferência” na rodovia secundária (Caso C) Caso C1 – Travessia a partir da rodovia secundária

O comprimento do lado do triângulo de aproximação correspondente à rodovia secundária para acomodar a manobra de travessia em uma interseção com sinal de “Dê a Preferência” é dado pela distância “a” da Figura 3.2.5.1. Observações de campo mostram que os veículos da rodovia secundária que não param obrigatoriamente na interseção desaceleram até 60% da velocidade diretriz. Assim sendo, deve-se dispor de tempo suficiente para que o veículo da rodovia secundária possa:

1. deslocar-se do ponto de decisão até a interseção, com desaceleração de 1,5 m/s2, até atingir 60% da velocidade de projeto da rodovia secundária, e prosseguir com velocidade constante até atingir a interseção;

2. atravessar e sair da interseção com a mesma velocidade. A distância de visibilidade “b“ do triângulo de aproximação deve ser calculado pelas equações:

0,167

ag a

W Lt t

Vs

+= +

0,278 gb Vpt=

onde: tg = tempo para atingir e atravessar a rodovia principal (s) b = distância de visibilidade necessária ao longo da rodovia principal (m) ta = tempo transcorrido pelo veículo da rodovia secundária, entre o ponto de

decisão e a rodovia principal, quando não para na mesma (s). Este valor é fornecido em função da velocidade de projeto da rodovia secundária pela Tabela 3.2.5.8 e deverá ser ajustado de acordo com o greide da aproximação.

w = largura da interseção a ser atravessada (m) La = comprimento do veículo de projeto (m) Vs = velocidade diretriz da rodovia secundária (km/h) Vp = velocidade diretriz da rodovia principal (km/h)


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Os comprimentos de aproximação da rodovia secundária em função da sua velocidade diretriz, os tempos de percurso na rodovia secundária (ta) e os tempos de travessia da rodovia principal (tg) são apresentados na Tabela 3.2.5.8. Os valores de tg devem ser iguais ou maiores que o tempo necessário para atravessar a rodovia principal a partir da posição do veículo parado, de acordo com os valores constantes da Tabela 3.2.5.6. Se a rodovia principal é dividida por canteiro central com largura suficiente para armazenar o veículo de projeto para a manobra de cruzamento, deve ser considerada a visibilidade necessária para travessia de cada um dos dois sentidos de percurso, de acordo com o Caso B3. Ou seja, ao chegar à rodovia será considerada a visibilidade correspondente ao primeiro sentido de tráfego a ser atravessado; já estando no canteiro central será considerada a visibilidade para atravessar as faixas que se seguem. Para o caso do canteiro central não abrigar o veículo de projeto, o tempo de travessia da rodovia principal (tg) deverá ser acrescido de 0,7 segundos vezes a largura do canteiro dividida pela largura da faixa de tráfego considerada no projeto. Para o caso do greide na aproximação ter valor absoluto superior a 3%, as distâncias “a” deverão ser multiplicadas pelos fatores de ajustamento recomendados pela AASHTO (Tabela 3.2.5.9). Tabela 3.2.5.8 – Caso C1 - Tempos de percurso na rodovia secundária e tempos de travessia

da rodovia principal em interseções controladas pela sinalização “Dê a Preferência” - (Travessia a partir da rodovia secundária)

Tempos para atingir e atravessar a rodovia principal – tg (s) Rodovia secundária

Veículo de projeto

Carreta/ Vanderléia

Bitrem 7 eixos

Rodotrem curto

Rodotrem/Bit. 9 eixos

Velocidade diretriz (km/h)

Extensão da aproximação “a” (m)

Tempo de percurso ta (s) tg

calc. tg

proj. tg

calc. tg

proj. tg

calc. tg

proj. tg calc.

tg proj.

20 20 3,2 10,9 10,9 11,3 11,3 12,8 12,8 14,3 14,3

30 30 3,6 8,7 10,5 9,0 10,9 10,0 12,5 11,0 14,1

40 40 4,0 7,9 10,5 8,0 10,9 8,8 12,5 9,6 14,1

50 55 4,4 7,5 10,5 7,6 10,9 8,3 12,5 8,9 14,1

60 65 4,8 7,4 10,5 7,5 10,9 8,0 12,5 8,5 14,1

70 80 5,1 7,3 10,5 7,4 10,9 7,9 12,5 8,3 14,1

80 100 5,5 7,4 10,5 7,5 10,9 7,9 12,5 8,3 14,1

90 115 5,9 7,6 10,5 7,7 10,9 8,0 12,5 8,4 14,1

100 135 6,3 7.8 10,5 7,9 10,9 8,2 12,5 8,5 14,1

110 155 6,7 8,1 10,5 8,2 10,9 8,5 12,5 8,7 14,1

120 180 7,0 8,3 10,5 8,3 10,9 8,6 12,5 8,9 14,1

Obs: i) ta = tempo de percurso para um veículo que reduz sua velocidade antes de atravessar a rodovia

principal, mas não para. ii) tg = tempo para o veículo de projeto atravessar uma rodovia de duas faixas sem canteiro central e

greides de 3% ou menor.


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iii) Para valores do greide da rodovia secundária fora do intervalo -3% a +3%, os valores do tempo de percurso “ta“ devem ser multiplicados pelos fatores da Tabela 3.2.5.9. Os valores de “tg“ deverão ser então recalculados em função dos novos valores de “ta“.

iv) tg não deve ser menor que o necessário para atravessar a rodovia principal a partir da posição de parado, conforme Tabela 3.2.5.6. Os valores dessa tabela poderão também ser objeto de alteração, segundo observações nela incluídas.

Tabela 3.2.5.9 - Fatores de ajustamento para as distâncias de

visibilidade em função do greide da aproximação

Velocidade diretriz da via de aproximação (km/h) Greide da aproximação

(%) 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

- 6 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 - 5 1,0 1,0 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,2 1,2 - 4 1,0 1,0 1,0 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1

- 3 a + 3 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 + 4 1,0 1,0 1,0 1,0 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 + 5 1,0 1,0 1,0 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 + 6 1,0 1,0 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9

A Tabela 3.2.5.10 fornece as distâncias de visibilidade necessárias ao longo da rodovia principal ”b”, calculadas pela fórmula já apresentada b = 0,278 Vp tg, para os casos dos veículos de projeto estudados.

Tabela 3.2.5.10 – Caso C1 – Distâncias de visibilidade “b” ao longo da rodovia principal em interseções controladas pela sinalização “Dê a Preferência”

(Travessia a partir da rodovia secundária)

Distâncias de visibilidade – (m)


Veículo

de projeto

Vel. dir. rod. sec. (km/h)

20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

20 60 90 120 150 180 215 245 275 305 335 365 Carreta/Vanderléia 30 – 120 60 90 115 145 175 205 235 265 290 320 350

20 65 95 125 155 190 220 250 280 315 345 375 Bitrem 7 eixos

30 – 120 60 90 120 150 180 210 240 275 305 335 365

20 70 105 145 180 215 250 285 320 355 395 430 Rodotrem curto

30 – 120 70 105 140 175 210 245 280 315 350 380 415

20 80 120 160 200 240 280 320 360 400 440 480 Rod./Bitrem 9 eixos

30 – 120 80 120 155 195 235 275 315 355 390 430 470

Obs: Os valores do quadro foram determinados para greides do intervalo -3% a +3%. Para greides fora desse intervalo deverão ser ajustados os valores de “ta“ em função da Tabela 3.2.5.9 e então recalculados os valores de “tg“ e de “b”. Caso C2 – Giro à esquerda ou à direita a partir da rodovia secundária O comprimento do lado do triângulo de visibilidade de aproximação ao longo da rodovia secundária deverá ser de 25 m (distância “a“ da Figura 3.2.5.1), admitindo que os motoristas que desejarem girar à esquerda ou à direita sem parar reduzirão suas velocidades para 16 km/h.


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A distância de visibilidade necessária ao longo da rodovia principal é determinada de forma semelhante aos Casos B1 e B2, usando as mesmas fórmulas, atendendo, entretanto, aos intervalos de tempo da Tabela 3.2.5.11.

Tabela 3.2.5.11 – Caso C2 - Intervalos aceitos para giros à direita e à esquerda

Veículo de projeto Intervalo entre veículos na rodovia principal na velocidade de projeto

tg (s)

Carreta/Vanderléia Bitrem 7 eixos Rodotrem curto


12,0 12,5 14,3 16,1

Fonte: AASHTO e Comportamento de Caminhões em Interseções em Nível – Demarchi S.H.;Setti J.R.e Widmer J.A. Obs: i) Intervalos de tempo necessários para giros à esquerda e à direita em uma rodovia de duas faixas

e dois sentidos, sem canteiro central. ii) Quando a rodovia apresentar maior número de faixas, deve-se adicionar 0,7 segundos para

carreta/vanderléia/bitrem 7 eixos, 0,9 segundos para rodotrem curto, e 1,1 segundos para rodotrem/bitrem 9 eixos, para cada faixa a mais a ser atravessada pelo veículo que gira à esquerda, atendendo aos diferentes comprimentos dos veículos.

iii) Para giros à direita não há necessidade de ajustamentos. A Tabela 3.2.5.12 fornece os valores calculados para o caso de duas faixas, segundo os tipos de veículos considerados.

Tabela 3.2.5.12 – Caso C2 – Distâncias de visibilidade ao longo da rodovia principal em interseções controladas pela sinalização “Dê a Preferência”

(Giro à esquerda ou à direita a partir da rodovia secundária)

Distâncias de visibilidade ao longo da rodovia principal para um veículo girar à esquerda ou à direita a partir da rodovia secundária (m)


Veículo de projeto

20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120


Bitrem 7 eixos 70 105 140 175 210 245 280 315 350 380 415

Rodotrem curto 80 120 160 200 240 280 320 360 400 435 475


90 135 180 225 270 315 360 405 450 490 535

Obs: Valores para rodovia principal com duas faixas e dois sentidos, sem canteiro central. Considerando que os veículos provenientes da rodovia secundária poderão parar antes de atravessar ou se inserir na rodovia principal, deverão ser atendidos os triângulos de visibilidade para o caso de parada obrigatória. Os triângulos de aproximação do Caso C2 já atendem a essa exigência.


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Interseções controladas pela sinalização “Parada Obrigatória” em todas as correntes de tráfego (Caso D) Em interseções deste tipo, o primeiro veículo parado de cada aproximação deve ser visível pelos motoristas dos primeiros veículos parados das demais aproximações. Vale ressaltar que somente a impossibilidade de conseguir visibilidade que acomode outra solução justifica a aplicação deste tipo de interseção, o que raramente acontece. Para este caso não tem importância que veículo de projeto está sendo adotado, é indiferente se foi adotado um carro de passeio ou uma CVC de qualquer dimensão. Giros à esquerda a partir da rodovia principal (Caso E) Todos os locais de uma rodovia em que é permitido girar à esquerda cruzando o tráfego oposto devem ter suficiente distância de visibilidade para permitir a manobra de giro. Os motoristas necessitam de visibilidade suficiente para decidir quando é segura a manobra de giro à esquerda através das faixas de tráfego da corrente oposta. A distância de visibilidade necessária ao longo da rodovia principal é calculada pela fórmula já apresentada b = 0,278 Vp tg, a partir dos intervalos de tempo indicados na Tabela 3.2.5.13.

Tabela 3.2.5.13 – Caso E - Intervalos aceitos para giros à esquerda da rodovia principal

Veículo de projeto Intervalo entre veículos na rodovia principal

na velocidade de projeto tg (s)

Carreta/Vanderléia

Bitrem 7 eixos Rodotrem curto


7,5 7,8 8,9

10,0

Fonte: AASHTO e Comportamento de Caminhões em Interseções em Nível – Demarchi S.H.;Setti J.R.e Widmer J.A. Obs: Se os veículos têm que atravessar mais que uma faixa de trânsito, no giro à esquerda, deve-se adicionar 0,7 segundos para carreta/vanderléia/bitrem 7 eixos, 0,9 segundos para rodotrem curto, e 1,1 segundos para rodotrem/bitrem 9 eixos, para cada faixa a mais a ser atravessada, atendendo aos diferentes comprimentos dos veículos. A Tabela 3.2.5.14 contém os valores calculados para o caso de duas faixas, para os veículos de projeto considerados.


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Tabela 3.2.5.14 – Caso E - Distâncias de visibilidade ao longo da rodovia principal em interseções controladas pela sinalização “Parada Obrigatória”

(Giros à esquerda a partir da rodovia principal)

Distâncias de visibilidade necessárias para os veículos que giram à esquerda da rodovia principal (m)

Velocidade diretriz da rodovia principal (km/h) Veículo de projeto

20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120


Bitrem 7 eixos 45 65 85 110 130 150 175 195 215 240 260

Rodotrem curto 50 75 100 125 150 175 200 225 245 270 295


55 85 110 140 165 195 220 250 280 305 335

Obs: Valores para rodovia principal com duas faixas e dois sentidos, sem canteiro central. Para outras condições, o intervalo de tempo (gap) deve ser ajustado e a distância de visibilidade recalculada. Deve-se verificar os problemas que podem ser criados nas interseções localizadas em curva horizontal ou em curva vertical convexa, ou quando há canteiro central com obstruções à visibilidade. No caso de interseções de quatro ramos em rodovias de pista dupla com canteiro central, veículos opostos girando à esquerda podem bloquear a visão do tráfego que se aproxima.

• Efeito da esconsidade A Figura 3.2.5.3 mostra os triângulos de aproximação da interseção para o caso de esconsidade com ângulo α. Para ângulos menores que 60o é necessário ajustar as distâncias de visibilidade. Em uma interseção oblíqua, os comprimentos percorridos para manobras de giro e de cruzamento serão aumentados. Os novos comprimentos são calculados dividindo as larguras totais das faixas e canteiros (w1) pelo seno do ângulo da interseção. Se esses valores representarem um acréscimo superior ao de uma faixa normal de tráfego (3,60 m), calcula-se o número adicional de faixas a serem atravessadas dividindo o novo comprimento por 3,60, e adota-se o número inteiro de faixas para efeito de ajustamento dos intervalos de tempo (gaps) apresentados no Caso B.


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Figura 3.2.5.3 – Triângulo de visibilidade em interseções esconsas

• Conclusões As CVC são de ocorrência recente e não foram consideradas nos projetos de quase todas as interseções existentes. Pesquisas feitas no país e que serviram de base para esse estudo, apresentam elementos que foram utilizados para dimensionamento das distâncias de visibilidade necessárias para atender a ocorrência desses veículos novos e de crescente participação no tráfego. É de toda conveniência, entretanto, que se proceda a pesquisas mais extensas, como recomenda o próprio trabalho que serviu de base. Devem ser cobertas as diversas regiões do país, principalmente as rodovias em que mais circulam as CVC, para que se obtenham resultados mais precisos. Recomenda-se que todas as interseções a serem projetadas e que apresentarem incidência significativa de CVC obedeçam as distâncias de visibilidade determinadas. Quando não for possível proporcionar distância adequada de visibilidade, as velocidades de aproximação devem ser controladas e reduzidas em função da distância de visibilidade disponível, ou outro tipo de controle deverá ser utilizado no cruzamento. Cumpre ressaltar que o sinal “Dê a Preferência” geralmente exige maior distância de visibilidade que o sinal de “Parada Obrigatória”, especialmente no caso de interseções de quatro ramos em que são previstos cruzamentos. Se a distância de visibilidade for insuficiente para o sinal “Dê a Preferência” deve ser considerada a utilização de “Parada Obrigatória”. Se a visibilidade disponível não atende a uma dessas soluções, deve-se verificar a possibilidade de impor velocidades menores com regulamentação adequada ou adotar outro sistema de controle de tráfego na interseção.


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3.2.6 – Superlargura

• Dimensionamento Dá-se o nome de “superlargura” ao acréscimo total de largura de pista, ao longo das curvas de concordância horizontal, para possibilitar a manutenção dos afastamentos transversais necessários entre veículos em movimento, em condições de segurança. D acordo com o item 5.4.4 Superlargura, do Manual de Projeto Geométrico de Rodovias Rurais – DNIT, as fórmulas a empregar, já ajustadas para o caso de pistas de duas faixas, são as seguintes:

( ){ }2

T B

C L BD

S L L

LT G G G FD

= −

= + + +

Onde: S = superlargura total da pista LT = largura total em curva da pista com 2 faixas de rolamento LB = largura básica estabelecida para a pista em tangente GC = gabarito estático do Veículo de Projeto em curva GL = gabarito (folga) lateral do Veículo de Projeto em movimento GBD = gabarito requerido pelo percurso do balanço dianteiro do Veículo de Projeto em curva FD = folga dinâmica. Folga transversal adicional para considerar a maior dificuldade em manter a trajetória do veículo em curvas, determinada de forma experimental e empírica. A folga dinâmica pode ser calculada através da equação:

0,510

VFD

R=

Onde: V = velocidade diretriz (km/h) R = raio da curva (m) Para rodovia de Classe I tem-se: - Raio mínimo de curvatura horizontal: em Região Plana: 345 m em Região Ondulada: 210 m em Região Montanhosa: 115 m


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- Velocidade diretriz: em Região Plana: 100 km/h em Região Ondulada: 80 km/h em Região Montanhosa: 60 km/h LB = 7,20 m GL = 0,90 m - Folga dinâmica: em Região Montanhosa : FD = 60 /(10 x 1150,5) = 0,56 m em Região Ondulada: FD = 80 /(10 x 2100,5) = 0,55 m em Região Plana: FD = 100 /(10 x 3450,5) = 0,54 m

• Determinação da superlargura Método gráfico

Tendo em vista a precisão do sistema AutoCad, a superlargura para combinações de veículos de carga (CVC) poderá ser obtida através da utilização desse sistema, conforme descrito a seguir. Inicialmente determinam-se as dimensões básicas a obedecer de acordo com a classe da rodovia, por exemplo: Classe I, Região Plana Largura da Pista = 7,20 m Raio Mínimo = 345 m GL = gabarito (folga) lateral do Veículo de Projeto em movimento = 0,90 m Folga dinâmica: FD = 100 /(10 x 3450,5) = 0,54 m Em seguida executam-se as operações:

- Desenha-se um arco de círculo com raio de 345 m, com comprimento da ordem de 50 m;

- Utilizando o comando “offset” crie 2 arcos à distância de 0,54/2 = 0,27 m, um para cada lado do arco já desenhado;

- Utilizando o comando “offset“ crie 2 arcos à distância de 0,90/2 = 0,45 m, um para cada lado dos arcos já desenhados;

- Usando o Autocad desenhe separadamente em planta, com absoluta exatidão, os contornos dos elementos que compõem o veículo. No exemplo abaixo é apresentado um Bitrem composto de um Cavalo mecânico e dois Semi-reboques.


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Cavalo mecânico Semi-reboque 1 Semi-reboque 2

O círculo verde representa o ponto central do eixo dianteiro do cavalo mecânico, o anel vermelho o pino-rei, e o círculo azul o centro do eixo traseiro. Nos outros elementos essas figuras têm o mesmo significado. As distâncias entre os vários elementos estão apresentadas a seguir. Cabe observar que L1p e L2p são distâncias entre pinos-rei e centros de eixos tandem próximos; as outras distâncias correspondem a centro do eixo dianteiro ao centro do eixo traseiro e pinos rei dianteiros a centros de eixos tandem traseiros.

- Inicie a montagem do veículo pelo lado superior da pista, correspondente ao sentido da direita para a esquerda.

- Copie o Semi-reboque 2 bem acima das curvas desenhadas, fora do corpo da estrada.

- Trace uma reta para representar o eixo central do tandem, perpendicular à linha que une o pino-rei ao centro do tandem.

- Escolha um ponto D qualquer em cima da curva superior desenhada, que fica a (0,27+0,45) m da curva central. Trace uma reta ligando o ponto D ao centro da curva. Escolha um ponto E no prolongamento desta reta, acima do ponto D.

- Chame de A e B os pontos extremos do eixo tandem, como indicado no desenho abaixo.

D

EB

A


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- Aplique o comando “align“ levando o ponto B para o ponto D e o ponto A para o ponto E, nessa ordem.

Comand: align Select objects: W First corner; Other corner: 20 found Select objects: Specify 1st source point: node of Specify 1st destination point: node of Specify 2st source point: node of Specify 2st destination point: node of Specify 3st source point or <continue>: Scale objects to alignment points (Yes/No) <No>:

Cabe observar que:

- ao selecionar os objetos com W inclui-se o desenho do reboque;

- 1sr source point é o ponto B;

- 1st destination point é o ponto D;

- 2sr source point é o ponto A;

- 2st destination point é o ponto E;

- escolhe-se “continue“ acionando “enter “. - escolhe-se “No“ acionando “enter “.

Obtém-se a figura apresentada a seguir.

D

E

B

A

O Semi-reboque 2 está no seu lugar. Observe que o eixo traseiro fica na linha que vai ao centro da curva, condição que é necessária. Podem ser apagadas as letras, usadas apenas como orientação do processo. - Copie o Semi-reboque 1 acima das curvas desenhadas, fora do corpo da

estrada. - Desenhe o eixo do tandem traseiro.


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O centro do eixo traseiro está à distância de 0,625 m do pino-rei que conecta com a 5ª roda do Semi-reboque 2. O prolongamento do eixo traseiro tem que passar pelo centro do arco de giro. Desenha-se então um círculo com centro no pino-rei e com raio 0,625. Traça-se uma tangente do centro do arco de giro a essa circunferência, como indicado no desenho que se segue. O centro do eixo traseiro tem que estar no ponto de tangência, já que seu prolongamento tem que passar pelo centro do arco de giro.

- Aplica-se o comando “align”, em que o pino-rei da traseira do Semi-reboque 1 tem que ir para a quinta roda do Semi-reboque 2 e o centro do eixo traseiro do Semi-reboque 1 vai para o ponto de tangência da circunferência traçada.

- Apaga-se o círculo. - Copie o Cavalo mecânico. Desenhe o eixo central do tandem traseiro. O ponto central do eixo traseiro do Cavalo mecânico deve ficar à distância 0,3625 do seu Pino-rei. Desenha-se uma circunferência com centro na 5ª roda do Semi-reboque 1 e raio 0,3625. Traça-se uma tangente a essa circunferência a partir do centro do arco de giro. Aplica-se o comando “align” e leva-se o Cavalo mecânico ao seu lugar. Obtém-se a figura que se segue.


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Está concluído o posicionamento do Bitrem. Passe uma circunferência pela extremidade dianteira para limitar o espaço usado pelo veículo. Usando o comando “offset” e a distância de 0,45 m determine a circunferência final, definidora do limite necessário para a rodovia. Passa-se agora para a outra faixa da rodovia. Neste caso começa-se pelo Cavalo mecânico.

- Copia-se o cavalo mecânico para mais perto da via. Traça-se uma reta do centro de curvatura a um ponto do arco mais interno já determinado. Desenha-se o eixo central do tandem traseiro do Cavalo mecânico. Usando o comando “align” leve o eixo traseiro do tandem para a reta construída passando pelo centro do arco de giro.

- Trace uma paralela ao eixo traseiro passando pela extremidade dianteira

esquerda do Cavalo mecânico e determine a interseção com o arco mais próximo, conforme figura que se segue.


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- Move-se o cavalo mecânico ao longo desta linha até o ponto do bordo.

- Copie o Semi-reboque 1. Com centro no Pino-rei do Cavalo mecânico trace um círculo com raio 6,925 m, distância da 5ª roda do Semi-reboque 1 ao centro de seu eixo traseiro. - Trace uma reta do centro do arco de giro tangente à circunferência desenhada. - Usando “align” leve o Semi-reboque 1 ao seu lugar.

- Copie o Semi-reboque 2. Faça operações semelhantes às do Semi-reboque 1.


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- Complete o desenho.


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Método analítico Embora o método gráfico apresentado seja absolutamente preciso quando executado com cuidado com o sistema Autocad, há conveniência em preparar um método analítico, muito mais rápido, indispensável para a preparação de tabelas para vários raios de curvatura e diferentes dimensões dos veículos. O exemplo é o de um Rodotrem, cujos componentes são a seguir apresentados. Cavalo mecânico e Primeiro Semi-reboque

Dolly e Semi-reboque traseiro

Conjunto do Rodotrem

A Figura 3.2.6.1 mostra um trecho de rodovia de uma pista com duas faixas de tráfego e raio de 115 m com um rodotrem em cada faixa.


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Figura 3.2.6.1 – Elementos obtidos no processo de cálculo da superlargura do Rodotrem


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Determinação dos elementos do Rodotrem que percorre a faixa externa. - Elementos do Cavalo mecânico

O centro do eixo dianteiro do Cavalo mecânico, representado por um círculo verde descreve um arco em torno do centro de giro da via de raio R1. O prolongamento do eixo traseiro do Cavalo, cujo centro está representado por um círculo azul, passa pelo centro de giro. O raio do arco descrito pelo seu centro é designado por R2. Unindo os centros dos círculos azul e verde ao centro de giro da via obtém-se um triângulo retângulo com hipotenusa R1 e catetos R2 e L11. Obtém-se a fórmula:

2 2 0,5 2 2 0,5

1 2 11 2 1 11( ) ( )R R L e R R L= + = −

O Pino-rei do Cavalo mecânico (e 5ª Roda do primeiro semi-reboque) está representado pelo anel vermelho, cujo centro se situa à distância L1p do centro do eixo traseiro. A distância do Pino-rei ao centro de giro é dada pela fórmula

2 2 0,5

1 2 1( )P PR R L= +

- Elementos do primeiro semireboque


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O prolongamento do eixo traseiro do primeiro Semi-reboque, cujo centro está representado por um círculo azul, passa pelo centro de giro. O raio do arco descrito pelo seu centro é designado por R3. O prolongamento do eixo traseiro passa pelo centro de giro, criando um triângulo retângulo de hipotenusa Rp1 e catetos L12 e R3. Obtém-se as fórmulas:

2 2 0,5 2 2 0,5

1 3 12 3 1 12( ) ( )P PR R L e R R L= + = −

O Pino-rei situado na traseira do primeiro semi-reboque está situado à distância L2p do centro do eixo traseiro, formando um triângulo de lados R3, L2p e Rp2, em que Rp2 é a distância do Pino-rei ao centro de giro. Obtém-se a equação:

2 2 0,5

2 3 2( )P PR R L= +

- Elementos da Dolly

O Pino-rei da Dolly coincide com o centro do seu eixo traseiro. O prolongamento do eixo traseiro passa pelo centro de giro, formando um triângulo retângulo de hipotenusa Rp2 e catetos R4 e L23, permitindo construir as equações:

2 2 0,5 2 2 0,5

2 4 23 4 2 23( ) ( )P PR R L e R R L= + = −

Em que R4 é o raio de giro do centro do eixo traseiro da Dolly. O centro do eixo traseiro é também o Pino-rei da Dolly e 5ª roda do semi-reboque traseiro. - Elementos do Semi-reboque traseiro.


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O prolongamento do eixo traseiro passa pelo centro de giro, formando um triângulo retângulo de hipotenusa R4 e catetos R5 e L34, permitindo obter as equações:

2 2 0,5 2 2 0,5

4 5 34 5 4 34( ) ( )R R L e R R L= + = −

Em que R5 é o raio de giro do centro do eixo traseiro do Semi-reboque traseiro. Substituindo sucessivamente R4, R3, e R2 pelos valores obtidos nas equações anteriores obtém-se

2 2 2 2 2 2 2 0,5

5 1 11 12 23 34 1 2( )P PR R L L L L L L= − − − − + +

Arraste Tecnicamente, o arraste é definido como a diferença radial entre a trajetória do centro do eixo dianteiro e a trajetória do centro do eixo traseiro. Assim, o valor do arraste é dado por: Arraste = R1 – R5 Varredura A Varredura é a área ocupada pelo veículo ao se deslocar ao longo de uma rodovia. Em um trecho reto a varredura tem a largura do componente mais largo do veículo. Em uma curva essa largura é determinada pelos pontos do veículo que mais se afastam do eixo de giro. Normalmente os pontos determinadores da varredura são a extremidade do pára-choque dianteiro e a face do veículo na posição do eixo traseiro. O centro do eixo dianteiro do cavalo mecânico (círculo verde) descreve um arco com raio R1 em torno do centro de giro e o centro do eixo traseiro (anel azul) descreve um arco de raio R2 em torno do mesmo centro de giro. Como o prolongamento do eixo traseiro passa pelo centro de giro forma-se um triângulo retângulo em que o raio R2 e a ligação L11 são os catetos e R1 é a hipotenusa, obtendo-se a relação:

2 2 0,5 2 2 2

1 2 11 1 11 2( )R R L ou R L R= + − =

Substituindo este valor de R1

2 - L112 na equação anterior obtém-se

2 2 2 2 2 2 2

5 2 12 23 34 1 2P PR R L L L L L= − − − + +

e 2 2 2 2 2 2 0,5

2 5 12 23 34 1 2( )P PR R L L L L L= + + + − −


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O arco descrito pelo extremo esquerdo do prolongamento do eixo traseiro do semi-reboque traseiro até as faces externas dos pneus tem raio designado por RI (raio interno da faixa de giro), calculado pela fórmula:

1 / 2 / 2LR R FD G= + + ,

em que FD e GL são a Folga Dinâmica e a Folga Lateral do veículo de projeto em movimento. Para o caso de rodovia de Classe I em Região Montanhosa tem-se GL = 0,90 m e FD = 0,56 m O arco descrito pelo canto dianteiro direito do cavalo mecânico tem raio designado por RE (raio externo da faixa de giro), que é calculado pela equação:

Obtido o valor RE , tem-se o limite externo da área coberta pelo veículo. A diferença RE - RI é a largura da área da Varredura. A largura mínima necessária para o deslocamento de um veículo do tipo considerado em cada uma das duas faixas se obtém pela expressão:

largura Mínima = intE I LR ext R G− + , em que :

REext é o valor do raio RE, dado pela trajetória da extremidade dianteira mais externa do veículo (pára-choque dianteiro). RIint é o valor do raio RI, dado pela trajetória lateral da extremidade da face externa dos pneus do eixo traseiro.

GL é o gabarito (folga) lateral do Veículo de Projeto em movimento.


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Determinadas as várias fórmulas que relacionam as diversas dimensões do Rodotrem e o raio R da curvatura horizontal da rodovia é apresentada a seguir a ordem de cálculo a adotar. - Elementos da faixa externa da rodovia. Inicialmente, determina-se o valor RI usando a fórmula:

/ 2 / 2I LR R FD G= + +

Em seguida, sabendo-se que o centro de eixo do Semi-reboque traseiro dista R5 do centro de giro do rodotrem e que na condição de uso extremo da faixa de tráfego a face externa dos pneus do eixo traseiro é tangente à faixa de Raio RI , tem-se que R5 = RI + LV/2, conforme desenho que se segue.

Conhecido R5 calcula-se R2 com a fórmula: 2 2 2 2 2 2 0,5

2 5 12 23 34 1 2( )P PR R L L L L L= + + + − −

Calcula-se então R1:

2 2 0,5

1 2 11( )R R L= +

Calcula-se em seguida RE:

2 2 0,5

2 11(( / 2) ( ) )ER R LV L I= + + +

Tem-se então: Arraste = R1 – R5 Varredura = RE - RI

- Elementos da faixa interna da rodovia. Escolhe-se um ponto do limite direito da faixa externa da rodovia, que terá raio RE . O valor de RE é obtido pela fórmula:

/ 2 / 2E LR R FD G= − −


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O raio R2 é extraído da fórmula já apresentada

2 2 0,5

2 11(( / 2) ( ) )ER R LV L I= + + +

Obtendo-se:

2 2 2 2 0,5

11 11/ 2 ( 2 2 )ER LV R L L I I= − + − − −

Calcula-se em seguida R1:

2 2 0,5

1 2 11( )R R L= +

Determina-se então R5:

2 2 2 2 2 2 0,5

5 2 12 23 34 1 2( )P PR R L L L L L= − − − + +

Obtém-se finalmente RI: RI = R5 – LV/2, que permite obter os valores finais: Arraste = R1 – R5 Varredura = RE - RI A determinação prática desses valores é apresentada na planilha ARVRROTR.XLS A planilha é constituída de três folhas: Orientação, Cálculos e Exemplo. A folha Orientação apresenta os elementos que constituem um Rodotrem e as dimensões de seus componentes e informa como efetuar os cálculos. A folha Cálculos executa os cálculos e apresenta os resultados obtidos para o Arrasto, a Varredura e Largura Necessária para o conjunto das duas faixas, base para a determinação da Superlargura a ser exigida no projeto. A folha Exemplo mostra os valores calculados e a posição dos veículos nas faixas de tráfego.


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FOLHA ORIENTAÇÃO FOLHA CÁLCULOS

RODOTREM

Preencha os vazios em amarelo da folha CÁLCULOS com os valores das dimensões do Rodotrem a calcular.As células em azul contêm fórmulas que calculam os valores das variáveis RI, R5,...,Arrasto, Varredura.Os valores de R, FD, e GL são valores fixados pelas Normas de Projeto e não se modificam.

A folha RESULTADOS contém os valores obtidos para o Rodotrem com as dimensões indicadas acima, pararodovias de Classe I, regiões Montanhosa, Ondulada e Plana.


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Folha de Cálculo

Região Montanhosa L11 L12 L23 L34 L1p L2p I T LV R FD GL RI R5 R2 R1 RE Varre dura Arras to

Velocidade Diretriz

R Faixa externa 115,000 0,560 0,900 115,730 115,730 115,730 115,730 115,730 0,000 0,000

60 115 Faixa interna 115,000 0,560 0,900 114,270 114,270 114,270 114,270 114,270 0,000 0,000

Largura necessária para as duas faixas = 2,36

Região Ondulada L11 L12 L23 L34 L1p L2p I T LV R FD GL RI R5 R2 R1 RE Varre dura Arras to

Velocidade Diretriz

R Faixa externa 210,000 0,550 0,900 210,725 210,725 210,725 210,725 210,725 0,000 0,000

80 210 Faixa interna 210,000 0,550 0,900 209,275 209,275 209,275 209,275 209,275 0,000 0,000


Região Plana L11 L12 L23 L34 L1p L2p I T LV R FD GL RI R5 R2 R1 RE Varre dura Arras to

Velocidade Diretriz

R Faixa externa 345,000 0,540 0,900 345,720 345,720 345,720 345,720 345,720 0,000 0,000

100 345 Faixa interna 345,000 0,540 0,900 344,280 344,280 344,280 344,280 344,280 0,000 0,000


RODOTREM

Classe I

Classe I

Classe I


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FOLHA EXEMPLO

Classe I

Região Montanhosa L11 L12 L23 L34 L1p L2p I T LV R FD GL RI R5 R2 R1 RE Varredura Arrasto

Velocidade Diretriz (km/h)

R Faixa externa 3,775 4,445 2,570 4,720 0,250 1,470 1,500 1,470 2,600 115,000 0,560 0,900 115,730 117,030 117,228 117,289 118,645 2,915 0,259

60 115 Faixa interna 3,775 4,445 2,570 4,720 0,250 1,470 1,500 1,470 2,600 115,000 0,560 0,900 111,342 112,642 112,848 112,911 114,270 2,928 0,269


Classe I

Região Ondulada L11 L12 L23 L34 L1p L2p I T LV R FD GL RI R5 R2 R1 RE Varredura Arrasto


R Faixa externa 3,775 4,445 2,570 4,720 0,250 1,470 1,500 1,470 2,600 210,000 0,550 0,900 210,725 212,025 212,134 212,168 213,500 2,775 0,143

80 210 Faixa interna 3,775 4,445 2,570 4,720 0,250 1,470 1,500 1,470 2,600 210,000 0,550 0,900 206,497 207,797 207,909 207,943 209,275 2,778 0,146


Classe I

Região Plana L11 L12 L23 L34 L1p L2p I T LV R FD GL RI R5 R2 R1 RE Varredura Arrasto


R Faixa externa 3,775 4,445 2,570 4,720 0,250 1,470 1,500 1,470 2,600 345,000 0,540 0,900 345,720 347,020 347,087 347,107 348,427 2,707 0,087

100 345 Faixa interna 3,775 4,445 2,570 4,720 0,250 1,470 1,500 1,470 2,600 345,000 0,540 0,900 341,572 342,872 342,940 342,960 344,280 2,708 0,088


EXEMPLO PARA REGIÃO MONTANHOSA

RODOTREM


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• Influência das CVC na Determinação da Superlargura Os veículos acrescentados ao conjunto de Veículos de Projeto constantes das Normas em vigor, para substituir o veículo SR, como representativos da atual realidade brasileira, exigem maior superlargura nos trechos em curva que a necessária para o SR. Para determinar os acréscimos necessários nas rodovias construídas com base nas superlarguras pedidas pelo SR, foram preparadas as seguintes planilhas de cálculo: Carreta-CA.xls, Cegonheiro-CG.xls, Bitrem7Eixos-BT7.xls, Bitrem9Eixos-BT9.xls e BitremLongo-BTL.xls. As planilhas fornecem os valores das superlarguras necessárias para cada um desses veículos, para os raios mínimos tolerados pelas Normas em vigor, para as regiões plana, ondulada e montanhosa. Os valores que superam os correspondentes ao SR são apresentados em vermelho. A Tabela 3.2.6.1 apresenta os valores de superlargura para o veículo SR, comparados com os valores necessários para as CVC, inclusive Cegonheiro.

Tabela 3.2.6.1 – Valores das superlarguras das CVC (Pistas de 2 faixas)

SR CA SR CA SR CA SR CA SR CA SR CA

Montanhosa 0,80 0,87 1,40 1,30 1,80 2,03 2,60 2,92 5,00 5,69 5,00 6,69

Ondulada 0,60 0,65 0,80 0,87 1,00 1,18 1,20 1,50 2,60 3,22 2,60 4,22

Plana 0,40 0,52 0,60 0,65 0,60 0,61 0,80 1,00 1,20 1,80 1,20 2,80

SR BT7 SR BT7 SR BT7 SR BT7 SR BT7 SR BT7

Montanhosa 0,80 0,79 1,40 1,16 1,80 1,81 2,60 2,57 5,00 4,95 5,00 5,95

Ondulada 0,60 0,61 0,80 0,79 1,00 1,08 1,20 1,37 2,60 2,87 2,60 3,87

Plana 0,40 0,49 0,60 0,61 0,60 0,56 0,80 0,93 1,20 1,67 1,20 2,67

SR CG SR CG SR CG SR CG SR CG SR CG

Montanhosa 0,80 1,44 1,40 2,33 1,80 3,48 2,60 5,16 5,00 10,16 5,00 11,16

Ondulada 0,60 1,00 0,80 1,44 1,00 1,88 1,20 2,45 2,60 5,45 2,60 6,45

Plana 0,40 0,74 0,60 1,00 0,60 0,93 0,80 1,52 1,20 2,75 1,20 3,75

SR BT9 SR BT9 SR BT9 SR BT9 SR BT9 SR BT9

Montanhosa 0,80 1,04 1,40 1,67 1,80 2,60 2,60 3,83 5,00 7,59 5,00 8,59

Ondulada 0,60 0,76 0,80 1,04 1,00 1,39 1,20 1,84 2,60 4,13 2,60 5,13

Plana 0,40 0,58 0,60 0,76 0,60 0,70 0,80 1,16 1,20 2,14 1,20 3,14

SR BTL SR BTL SR BTL SR BTL SR BTL SR BTL

Montanhosa 0,80 1,41 1,40 2,33 1,80 3,54 2,60 5,35 5,00 10,87 5,00 11,87

Ondulada 0,60 0,99 0,80 1,41 1,00 1,85 1,20 2,44 2,60 5,64 2,60 6,64

Plana 0,40 0,73 0,60 0,99 0,60 0,91 0,80 1,50 1,20 2,74 1,20 3,74

PARA AS REIGIÕES MONTANHOSA, ONDULADA PLANA

Classe 0 Classe I Classe II Classe III Classe IVA Classe IVBCA

BT7Classe 0 Classe I Classe II Classe III Classe IVA Classe IVB

CGClasse 0 Classe I Classe II Classe III Classe IVA Classe IVB

BT9Classe 0 Classe I Classe II Classe III Classe IVA Classe IVB

Classe III Classe IVA Classe IVBBTL

Classe 0 Classe I Classe II

• Valores de superlargura a serem adotados

A Tabela 3.2.6.2 mostra os valores dos raios acima dos quais é dispensável a superlargura. As Tabelas 3.2.6.3 a 3.2.6.5 que se seguem apresentam os valores de superlargura arredondados para emprego nos projetos viários. Deve ser observado


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que a necessidade de superlargura aumenta com o porte do veículo e com a redução da largura básica da pista em tangente. Os arredondamentos foram feitos para valores múltiplos de 0,10 m, em coerência com a ordem de grandeza das larguras de pista usualmente adotadas e com as imprecisões e o caráter empírico dos fatores intervenientes no cálculo da superlargura. As tabelas foram elaboradas para as larguras de pista de 6,60 m e 7,20 m, consideradas representativas, respectivamente, das pistas com larguras de 6,60/6,80 m e 7,00/7,20 m, para os veículos de projeto CA, BT9 e BTL. Essas tabelas cobrem a quase totalidade das situações encontradas na prática. Cabe observar que a superlargura exigida pelo veículo BT7 é coberta pela do CA, e a exigida pelo CG é praticamente igual à do BTL. Os valores foram calculados para velocidades diretrizes entre 30 km/h e 110 km/h e raios compreendidos entre o raio mínimo e o raio limite prático para a adoção de superlargura. Os elementos fornecidos devem ser utilizados em projetos novos e de melhoramentos, para atender as exigências de maiores larguras nas curvas e orientar soluções que atendam esses veículos. Dificilmente será necessário ou justificável interpolar valores para raios intermediários, especialmente tendo em vista que os próprios valores das tabelas já são arredondados e que os raios utilizados no cálculo são valores médios representativos da curvatura da pista, não se referindo especialmente ao bordo ou centro do veículo considerado. Observe-se que os veículos acrescentados ao conjunto de Veículos de Projeto constantes das Normas em vigor, para substituir o veículo SR (semi-reboque de 16,8 m de comprimento), como representativos da atual realidade brasileira, exigem maior superlargura nos trechos em curva que a necessária para o SR, sobretudo as grandes CVC.

Tabela 3.2.6.2 - Valores dos Raios Acima dos quais é Dispensável a Superlargura Pistas de 2 Faixas (m)

Largura de Pista de 6,60 m Largura de Pista de 7,20 m

Veículos de projeto Veículos de projeto Velocidade Diretriz

(km/h) CO O CA BT9 BTL CO O CA BT9 BTL

30 340 450 600 700 1.000 130 195 260 330 450 40 400 550 700 800 1.000 160 220 290 370 500

50 550 700 800 1.000 1.000 190 260 330 400 550

60 600 800 1.000 1.000 1.500 220 300 380 450 600

70 800 1.000 1.000 1.000 1.500 290 340 400 500 600

80 1.000 1.000 1.000 1.500 1.500 310 390 450 550 700

90 1.000 1.000 1.500 1.500 2.000 360 400 500 600 800

100 1.000 1.500 1.500 2.000 2.000 400 500 550 600 800

110 1.500 1.500 2.000 2.000 2.500 450 550 600 700 900


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Tabela 3.2.6.3 - Valores de Superlargura para Projetos de Curvas em Trechos Contínuos – Pistas de 2 Faixas (m) - Veículo de Projeto CA – 18,60 m


Velocidade diretriz (km/h) Velocidade diretriz (km/h) Raio (m)

30 40 50 60 70 80 90 100 110 30 40 50 60 70 80 90 100 110 25 5,4 5,1

30 4,5 4,2

35 3,9 3,6

40 3,4 3,1

45 3,1 3,2 2,8 2,9

50 2,8 2,9 2,5 2,6

55 2,6 2,7 2,3 2,4

60 2,4 2,5 2,1 2,2

65 2,2 2,3 1,9 2,0

70 2,0 2,2 2,3 1,7 1,9 2,0

80 1,8 1,9 2,0 1,5 1,6 1,7

90 1,6 1,7 1,8 1,3 1,4 1,5

100 1,5 1,6 1,7 1,2 1,3 2,0

105 1,4 1,5 1,6 1,7 1,1 1,2 1,3 1,4

110 1,4 1,5 1,6 1,7 1,1 1,2 1,3 1,6

120 1,3 1,4 1,5 1,6 1,1 1,1 1,2 1,3

130 1,2 1,3 1,4 1,5 0,9 1,0 1,1 1,2

140 1,1 1,2 1,3 1,4 0,8 0,9 1,0 1,1

145 1,1 1,3 1,3 1,4 1,4 0,8 0,9 1,0 1,1 1,1

150 1,1 1,2 1,2 1,3 1,4 0,8 0,9 0,9 1,0 1,1

160 1,0 1,1 1,2 1,3 1,3 0,7 0,8 0,9 1,0 1,0

170 1,0 1,1 1,1 1,2 1,3 0,7 0,8 0,8 0,9 1,0

180 0,9 1,0 1,1 1,2 1,2 0,6 0,7 0,8 0,9 0,9

190 0,9 1,0 1,0 1,1 1,2 0,6 0,7 0,7 0,8 0,9

195 0,9 0,9 1,0 1,1 1,2 1,2 0,6 0,6 0,7 0,8 0,9 0,9

200 0,9 0,9 1,0 1,1 1,1 1,2 0,6 0,6 0,7 0,8 0,8 0,9

210 0,8 0,9 1,0 1,0 1,1 1,2 0,5 0,6 0,7 0,7 0,8 0,9

220 0,8 0,9 0,9 1,0 1,1 1,1 0,5 0,6 0,6 0,7 0,8 0,8

230 0,8 0,8 0,9 1,0 1,0 1,1 0,5 0,5 0,6 0,7 0,7 0,8

240 0,8 0,8 0,9 0,9 1,0 1,1 0,5 0,5 0,6 0,6 0,7 0,8

245 0,7 0,8 0,9 0,9 1,0 1,1 1,1 0,4 0,5 0,6 0,6 0,7 0,8 0,9

250 0,7 0,8 0,9 0,9 1,0 1,0 1,1 0,4 0,5 0,6 0,6 0,7 0,7 0,8

260 0,7 0,8 0,8 0,9 1,0 1,0 1,1 0,4 0,5 0,5 0,6 0,7 0,7 0,8

270 0,7 0,8 0,8 0,9 0,9 1,0 1,1 0,5 0,5 0,6 0,6 0,7 0,8

280 0,7 0,7 0,8 0,9 0,9 1,0 1,0 0,4 0,5 0,6 0,6 0,7 0,7

290 0,7 0,7 0,8 0,8 0,9 1,0 1,0 0,4 0,5 0,5 0,6 0,7 0,7

300 0,6 0,7 0,8 0,8 0,9 0,9 1,0 0,5 0,5 0,6 0,6 0,7

310 0,6 0,7 0,7 0,8 0,9 0,9 1,0 0,4 0,5 0,6 0,6 0,7

315 0,6 0,7 0,7 0,8 0,8 0,9 1,0 1,0 0,4 0,5 0,5 0,6 0,7 0,7

320 0,6 0,7 0,7 0,8 0,8 0,9 0,9 1,0 0,4 0,5 0,5 0,6 0,6 0,7

330 0,6 0,7 0,7 0,8 0,8 0,9 0,9 1,0 0,4 0,5 0,5 0,6 0,6 0,7

340 0,6 0,6 0,7 0,8 0,8 0,9 0,9 1,0 0,5 0,5 0,6 0,6 0,7

350 0,6 0,6 0,7 0,7 0,8 0,8 0,9 1,0 0,4 0,5 0,5 0,6 0,7

360 0,6 0,6 0,7 0,7 0,8 0,8 0,9 0,9 0,4 0,5 0,5 0,6 0,6

370 0,6 0,6 0,7 0,7 0,8 0,8 0,9 0,9 0,4 0,5 0,5 0,6 0,6

380 0,5 0,6 0,6 0,7 0,8 0,8 0,9 0,9 0,4 0,5 0,5 0,6 0,6

390 0,5 0,6 0,6 0,7 0,7 0,8 0,8 0,9 0,4 0,5 0,5 0,6

400 0,5 0,6 0,6 0,7 0,7 0,8 0,8 0,9 0,9 0,4 0,5 0,5 0,6 0,6

450 0,5 0,5 0,6 0,6 0,7 0,7 0,8 0,8 0,9 0,4 0,5 0,5 0,6

500 0,5 0,5 0,5 0,6 0,6 0,7 0,7 0,8 0,8 0,4 0,5 0,5

550 0,4 0,5 0,5 0,6 0,6 0,6 0,7 0,7 0,8 0,4 0,5

600 0,4 0,5 0,5 0,6 0,6 0,6 0,7 0,7 0,7 0,4

700 0,4 0,5 0,5 0,5 0,6 0,6 0,6 0,7

800 0,4 0,5 0,5 0,5 0,6 0,6 0,6

900 0,4 0,5 0,5 0,5 0,6 0,6

1000 0,4 0,4 0,5 0,5 0,5 0,6

1500 0,4 0,4 0,5

2000 0,4

2500

3000


- 90 -

Tabela 3.2.6.4 - Valores de Superlargura para Projetos de Curvas em Trechos Contínuos – Pistas de 2 Faixas (m) - Veículo de Projeto BT9 – 25,00 m Largura de Pista de 6,60 m Largura de Pista de 7,20 m


30 40 50 60 70 80 90 100 110 30 40 50 60 70 80 90 100 110 25 7,3 7,0

30 6,1 5,8

35 5,2 4,9

40 4,6 4,3

45 4,1 4,2 3,8 3,9

50 3,7 3,8 3,4 3,5

55 3,4 3,5 3,1 3,2

60 3,1 3,2 2,8 2,9

65 2,9 3,0 2,6 2,7

70 2,7 2,8 2,9 2,4 2,5 2,6

80 2,4 2,5 2,6 2,1 2,2 2,3

90 2,1 2,2 2,3 1,8 1,9 2,0

100 1,9 2,0 2,1 1,6 1,7 1,8

105 1,8 1,9 1,0 2,1 1,5 1,6 1,7 1,8

110 1,8 1,9 2,0 2,1 1,5 1,6 1,7 1,8

120 1,6 1,7 1,8 1,9 1,3 1,4 1,5 1,6

130 1,5 1,6 1,7 1,8 1,2 1,3 1,4 1,5

140 1,4 1,5 1,6 1,7 1,1 1,2 1,3 1,4

145 1,4 1,5 1,5 1,6 1,7 1,1 1,2 1,2 1,3 1,4

150 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4

160 1,3 1,3 1,4 1,5 1,6 1,0 1,0 1,1 1,2 1,3

170 1,2 1,3 1,8 1,4 1,5 0,9 1,0 1,0 1,1 1,2

180 1,1 1,2 1,3 1,4 1,4 0,8 0,9 1,0 1,1 1,1

190 1,1 1,2 1,2 1,3 1,4 0,8 0,9 0,9 1,0 1,1

195 1,1 1,1 1,2 1,3 1,3 1,4 0,8 0,8 0,9 1,0 1,0 1,1

200 1,0 1,1 1,2 1,3 1,3 1,4 0,7 0,8 0,9 1,0 1,0 1,1

210 1,0 1,1 1,1 1,2 1,3 1,3 0,7 0,8 0,8 0,9 1,0 1,0

220 1,0 1,0 1,1 1,2 1,2 1,3 0,7 0,7 0,8 0,9 0,9 1,0

230 0,9 1,0 1,1 1,1 1,2 1,3 0,6 0,7 0,8 0,8 0,9 1,0

240 0,9 1,0 1,0 1,1 1,2 1,2 0,6 0,7 0,7 0,8 0,9 0,9

245 0,9 1,0 1,0 1,1 1,1 1,2 1,3 0,6 0,7 0,7 0,8 0,8 0,9 1,0

250 0,9 0,9 1,0 1,1 1,1 1,2 1,3 0,6 0,6 0,7 0,8 0,8 0,9 1,0

260 0,8 0,9 1,0 1,0 1,1 1,2 1,2 0,5 0,6 0,7 0,7 0,8 0,9 0,9

270 0,8 0,9 0,9 1,0 1,1 1,1 1,2 0,5 0,6 0,6 0,7 0,8 0,8 0,9

280 0,8 0,9 0,9 1,0 1,0 1,1 1,2 0,5 0,6 0,6 0,7 0,7 0,8 0,9

290 0,8 0,8 0,9 1,0 1,0 1,1 1,1 0,5 0,5 0,6 0,7 0,7 0,8 0,8

300 0,8 0,8 0,9 0,9 1,0 1,0 1,1 0,5 0,5 0,6 0,6 0,7 0,7 0,8

310 0,7 0,8 0,9 0,9 1,0 1,0 1,1 0,4 0,5 0,6 0,6 0,7 0,7 0,8

315 0,7 0,8 0,9 0,9 1,0 1,0 1,1 1,1 0,4 0,5 0,5 0,6 0,7 0,7 0,8 0,8

320 0,7 0,8 0,8 0,9 0,9 1,0 1,1 1,1 0,4 0,5 0,5 0,6 0,6 0,7 0,8 0,8

330 0,7 0,8 0,8 0,9 0,9 1,0 1,0 1,1 0,4 0,5 0,5 0,6 0,6 0,7 0,7 0,8

340 0,7 0,7 0,8 0,9 0,9 1,0 1,0 1,1 0,4 0,5 0,6 0,6 0,7 0,7 0,8

350 0,7 0,7 0,8 0,8 0,9 0,9 1,0 1,1 0,4 0,5 0,5 0,6 0,6 0,7 0,8

360 0,7 0,7 0,8 0,8 0,9 0,9 1,0 1,0 0,4 0,5 0,5 0,6 0,6 0,7 0,7

370 0,7 0,7 0,8 0,8 0,9 0,9 1,0 1,0 0,4 0,5 0,5 0,6 0,6 0,7 0,7

380 0,6 0,7 0,7 0,8 0,8 0,9 0,9 1,0 0,4 0,5 0,5 0,6 0,6 0,7

390 0,6 0,7 0,7 0,8 0,8 0,9 0,9 1,0 0,4 0,5 0,5 0,6 0,6 0,7

400 0,6 0,7 0,7 0,8 0,8 0,9 0,9 1,0 1,0 0,4 0,5 0,5 0,6 0,6 0,7 0,7

450 0,6 0,6 0,7 0,7 0,8 0,8 0,9 0,9 0,9 0,4 0,5 0,5 0,6 0,6 0,6

500 0,5 0,6 0,6 0,7 0,7 0,8 0,8 0,8 0,9 0,4 0,5 0,5 0,5 0,6

550 0,5 0,5 0,6 0,6 0,7 0,7 0,8 0,8 0,9 0,4 0,5 0,5 0,5

600 0,5 0,5 0,6 0,6 0,6 0,7 0,7 0,8 0,8 0,4 0,5 0,5

700 0,4 0,5 0,5 0,5 0,6 0,6 0,7 0,7 0,7 0,4

800 0,4 0,5 0,5 0,5 0,6 0,6 0,6 0,7

900 0,4 0,5 0,5 0,5 0,6 0,6 0,6

1000 0,4 0,4 0,5 0,5 0,5 0,6 0,6

1500 0,4 0,4 0,5 0,5

2000 0,4 0,4

2500

3000


- 91 -

Tabela 3.2.6.5 - Valores de Superlargura para Projetos de Curvas em Trechos Contínuos – Pistas de 2 Faixas (m)- Veículo de Projeto BTL – 30,00 m



30 40 50 60 70 80 90 100 110 30 40 50 60 70 80 90 100 110 25 10,6 10,3 30 8,7 8,4

35 7,4 7,1

40 6,5 6,2

45 5,8 5,9 5,5 5,6

50 5,2 5,4 4,9 5,1

55 4,7 4,9 4,4 4,6

60 4,4 4,5 4,1 4,2

65 4,0 4,2 3,7 3,9

70 3,8 3,9 4,0 3,5 3,6 3,7

80 3,3 3,4 3,5 3,0 3,1 3,2

90 3,0 3,1 3,2 2,7 2,8 2,9

100 2,7 2,8 2,9 2,4 2,5 2,6

105 2,6 2,7 2,8 2,9 2,3 2,4 2,5 2,6 110 2,5 2,5 2,6 2,7 2,2 2,2 2,3 2,4

120 2,3 2,4 2,4 2,5 2,0 2,1 2,1 2,2

130 2,1 2,2 2,3 2,4 1,8 1,9 2,0 2,1

140 2,0 2,0 2,1 2,2 1,7 1,7 1,9 1,9

145 1,9 2,0 2,1 2,1 2,2 1,6 1,7 1,8 1,8 1,9

150 1,8 1,9 2,0 2,1 2,2 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9

160 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8

170 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7

180 1,6 1,6 1,7 1,8 1,9 1,3 1,3 1,4 1,5 1,6

190 1,5 1,6 1,6 1,7 1,8 1,2 1,3 1,3 1,4 1,5

195 1,5 1,5 1,6 1,7 1,7 1,8 1,2 1,2 1,3 1,4 1,4 1,5

200 1,4 1,5 1,6 1,6 1,7 1,8 1,1 1,2 1,3 1,3 1,4 1,5

210 1,4 1,4 1,5 1,6 1,7 1,7 1,1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,4 220 1,3 1,4 1,5 1,5 1,6 1,7 1,0 1,1 1,2 1,2 1,3 1,4

230 1,3 1,3 1,4 1,5 1,5 1,6 1,0 1,0 1,1 1,2 1,2 1,3

240 1,2 1,3 1,4 1,4 1,5 1,6 0,9 1,0 1,1 1,1 1,2 1,3

245 1,2 1,3 1,3 1,4 1,5 1,5 1,6 0,9 1,0 1,0 1,1 1,2 1,2 1,3

250 1,2 1,3 1,3 1,4 1,4 1,5 1,6 0,9 1,0 1,0 1,1 1,1 1,2 1,3

260 1,1 1,2 1,3 1,3 1,4 1,5 1,5 0,8 0,9 1,0 1,0 1,1 1,2 1,2

270 1,1 1,2 1,2 1,3 1,4 1,4 1,5 0,8 0,9 0,9 1,0 1,1 1,1 1,2

280 1,1 1,1 1,2 1,3 1,3 1,4 1,4 0,8 0,8 0,9 1,0 1,0 1,1 1,1

290 1,1 1,1 1,2 1,2 1,3 1,3 1,4 0,8 0,8 0,9 0,9 1,0 1,0 1,1

300 1,0 1,1 1,1 1,2 1,3 1,3 1,4 0,7 0,8 0,8 0,9 1,0 1,0 1,1

310 1,0 1,1 1,1 1,2 1,2 1,3 1,3 0,7 0,8 0,8 0,9 0,9 1,0 1,0 315 1,0 1,0 1,1 1,2 1,2 1,3 1,3 1,4 0,7 0,7 0,8 0,9 0,9 1,0 1,0 1,1

320 1,0 1,0 1,1 1,1 1,2 1,2 1,3 1,4 0,7 0,7 0,8 0,8 0,9 0,9 1,0 1,1

330 0,9 1,0 1,1 1,1 1,2 1,2 1,3 1,3 0,6 0,7 0,8 0,8 0,9 0,9 1,0 1,0

340 0,9 1,0 1,0 1,1 1,1 1,2 1,2 1,3 0,6 0,7 0,7 0,8 0,8 0,9 0,9 1,0

350 0,9 1,0 1,0 1,1 1,1 1,2 1,2 1,4 0,6 0,7 0,7 0,8 0,8 0,9 0,9 1,0

360 0,9 0,9 1,0 1,0 1,1 1,1 1,2 1,3 0,6 0,6 0,7 0,7 0,8 0,8 0,9 1,0

370 0,9 0,9 1,0 1,0 1,1 1,1 1,2 1,2 0,6 0,6 0,7 0,7 0,8 0,8 0,9 0,9

380 0,8 0,9 0,9 1,0 1,1 1,1 1,2 1,2 0,5 0,6 0,6 0,7 0,8 0,8 0,9 0,9

390 0,8 0,9 0,9 1,0 1,0 1,1 1,1 1,2 0,5 0,6 0,6 0,7 0,7 0,8 0,8 0,9

400 0,8 0,9 0,9 1,0 1,0 1,1 1,1 1,2 1,2 0,5 0,6 0,6 0,7 0,7 0,8 0,8 0,9 0,9

450 0,7 0,8 0,8 0,9 0,9 1,0 1,0 1,1 1,1 0,4 0,5 0,5 0,6 0,6 0,7 0,7 0,8 0,8 500 0,7 0,7 0,8 0,8 0,9 0,9 1,0 1,0 1,0 0,4 0,5 0,5 0,6 0,6 0,7 0,7 0,7

550 0,6 0,7 0,7 0,8 0,8 0,9 0,9 0,9 1,0 0,4 0,5 0,5 0,6 0,6 0,6 0,7

600 0,6 0,6 0,7 0,7 0,8 0,8 0,8 0,9 0,9 0,4 0,5 0,5 0,5 0,6 0,6

700 0,5 0,6 0,6 0,7 0,7 0,7 0,8 0,8 0,8 0,4 0,5 0,5 0,5

800 0,5 0,5 0,6 0,6 0,6 0,7 0,7 0,7 0,8 0,4 0,4 0,5

900 0,5 0,5 0,5 0,6 0,6 0,6 0,7 0,7 0,7 0,4

1000 0,4 0,5 0,5 0,5 0,6 0,6 0,6 0,6 0,7

1500 0,4 0,4 0,5 0,5 0,5 0,5

2000 0,4 0,4 0,5

2500 0,4

3000


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3.2.7 – Outros Elementos de Projeto Além dos elementos analisados em detalhe nos itens anteriores convém fazer algumas observações relativas aos reflexos dos novos veículos de projeto (CVC) na geometria das vias.

• Distância de visibilidade em cruzamentos ferroviários em nível No Manual de Projeto de Interseções – DNIT - 2005 é apresentada em detalhe a determinação das distâncias de visibilidade em cruzamentos ferroviários de nível, para veículos com comprimento até 20 m. O mesmo processo deve ser adotado para atender aos casos das CVC com comprimento superior, recalculando os valores constantes no manual com as mesmas fórmulas utilizadas.

• Largura das faixas de rolamento Os estudos mais recentes demonstram que, nos trechos em tangente, não há necessidade de faixas superiores aos valores de 3,30 m a 3,60 m recomendados pelas normas em vigor para rodovias de Classes 0 a III, já que dependem diretamente das larguras máximas dos veículos de carga, que não sofreram alteração com as CVC.

• Largura dos acostamentos

Rodovias com grande volume de tráfego e altas velocidades, e rodovias com grande número de caminhões devem ter acostamentos de pelo menos 3,0 m e de preferência 3,6 m. Essa largura maior é especialmente recomendada quando o volume horário em um sentido de tráfego contiver mais de 250 veículos de carga. Pela mesma razão do item anterior as CVC não provocam a necessidade de larguras maiores.

• Superelevação

No Manual de Projeto de Travessias Urbanas DNIT 2009, ainda em processo de elaboração, há as seguintes observações que citam especificamente os veículos CVC.

“Em greides extensos e elevados os motoristas tendem a trafegar com maior velocidade nas descidas. Além disso, recentes pesquisas têm revelado que, tanto nas descidas como nas subidas, as forças de frenagem e de tração, respectivamente, provocam redução do coeficiente de atrito transversal, sendo necessário complementá-lo com acréscimo no valor da superelevação, nos greides superiores a 5%. Esse ajustamento é particularmente importante em vias com grande volume de caminhões e em curvas com maior solicitação de atrito transversal.


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No caso de vias com pista dupla com superelevações independentes, e em ramos de sentido único, esses ajustamentos podem ser feitos sem problemas. Os valores indicados nas Figuras 5/23 a 5/27 do Manual de Projeto de Travessias Urbanas DNIT 2009 podem ser aplicados admitindo velocidades um pouco superiores nas descidas. Devido ao fato de que os veículos tendem a reduzir suas velocidades nas subidas, o ajustamento da superelevação pode ser feito não reduzindo as velocidades nas subidas. Em rodovias de pista simples e dois sentidos de tráfego e rodovias de múltiplas faixas sem separação das pistas por sentido, o ajustamento para o greide pode ser feito admitindo velocidade um pouco maior para as descidas e adotando o mesmo para todo o trecho, tanto nas subidas como nas descidas. A superelevação maior nas subidas pode ajudar a combater a perda de atrito transversal devida às forças de tração. Em subidas longas, a superelevação adicional pode superar a força centrífuga nos veículos mais lentos (grandes CVC) invertendo o sentido da força de atrito. Esse efeito é pequeno, devido à baixa velocidade do veículo, que permite ajustamentos da direção, e pela maior experiência e treinamento dos motoristas de caminhão. De um modo geral, aconselha-se seguir a prática comum de não efetuar ajustamentos nesses tipos de rodovias.” Esta é a única observação relativa a superelevação que se refere especificamente às CVC, e em que seus efeitos são caracterizados como pequenos. Pode-se concluir que as informações disponíveis não permitem identificar alterações a serem feitas em superelevações devido ao maior tráfego de CVC em detrimento dos demais veículos de carga.

• Faixas de mudança de velocidade O Manual de Projeto de Interseções DNIT 2005 apresenta valores de faixas de aceleração cerca de 20% inferiores aos recomendados pela AASHTO, considerados excessivamente elevados para as condições do Brasil. Estudos mais recentes indicam uma necessidade de ampliar as faixas de aceleração indicados pela AASHTO para atender os veículos de carga com cargas elevadas, mas os dados de acidentes não revelam alterações com a entrada desses veículos. Atendendo portanto aos maiores comprimentos e pesos das cargas transportadas pelas atuais CVC em trânsito no país é recomendável que, nas rodovias com percentagem apreciável desses veículos, se adote os valores preconizados pela AASHTO, como medida de segurança, enquanto não se dispuser de estudos que permitam sua substituição. No que se refere às faixas de desaceleração, a prática atual é determinar seus comprimentos especificamente para automóveis, admitindo-se que os caminhões trafegam a velocidades um pouco menores que os carros de passeio e que necessitam de menor distância para atingir as velocidades desejadas, com as taxas de desaceleração atuais desses veículos. Considerando que tem havido sensível avanço no sistema de frenagem dos caminhões, que os aproxima cada vez mais dos valores conseguidos pelos automóveis, não há razão para mudar o critério atual, mantendo-se a mesma prática de dimensionar as faixas de desaceleração para automóveis.


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• Gabarito vertical

A altura máxima dos veículos de carga permitida pela legislação em vigor é de 4,40 m. O maior gabarito em uso no Brasil é de 5,50 m, que é adotado para as rodovias de Classes 0 e 1. Nas outras classes de projeto esse valor deve ser considerado como desejável, não devendo, entretanto, ser inferior a 4,50 m. É prevista a altura máxima de 4,95 m para os Cegonheiros, mas esses veículos só poderão trafegar com autorização especial. Não há razão, portanto, para proceder a alterações nos gabaritos das vias para atender as CVC em geral.


- 95 -

3.3 – Estudo do impacto das CVC sobre pavimento


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3.3.1 – Introdução Os procedimentos pertinentes à avaliação dos impactos sobre o pavimento como decorrência da crescente operação das CVC envolveram:

- Avaliação dos efeitos sobre o dimensionamento do pavimento – os quais se refletem sobre o custo da construção da via;

- Avaliação dos efeitos em termos de “custos totais de transporte” - envolvendo o custo de construção de rodovia, o respectivo custo de manutenção e o custo de operação do tráfego.

Para tanto, foram devidamente adotadas as metodologias e os modelos oficiais preconizados pelo DNIT e atualmente em vigor, a saber, respectivamente, o “Método de Dimensionamento de Pavimento Flexível”, e o Modelo HDM-4 – os quais definem método sistêmico técnico-econômico, objetivando minimizar o custo total da modalidade rodoviária. Previamente, e em paralelo com o desenvolvimento dos cálculos pertinentes, a partir de ampla pesquisa de documentação temática, buscou-se uma tomada de conhecimento, em nível adequado do tema e na abrangência devida, considerando a sua complexidade e a diversidade de fatores interferentes. De fato, as malhas de estradas servem para a sociedade como rotas para transporte de pessoal e para movimentação de bens. As cargas repetidas impostas pelas rodas de veículos que usam a estrada deterioram a estrutura da estrada. O serviço oferecido por um pavimento é consumido pelos usuários da estrada, devido aos danos à sua estrutura. Como resultado, os pavimentos devem ser periodicamente refeitos, através de manutenção, recapeamento e eventual reconstrução. Os caminhões são os maiores consumidores da estrutura do pavimento porque aplicam as mais altas cargas sobre a superfície do pavimento. Entre os caminhões pesados, nem todos causam os mesmos danos devido às variações na carga sobre as rodas (estática e dinâmica), no número e localização dos eixos, tipos de suspensões, número de rodas, tipo e pressão de pneus, e outros fatores. A regulamentação dos caminhões que podem usar a estrada e a distribuição dos custos para veículos de acordo com o desgaste da estrada deveriam ser baseadas num entendimento profundo sobre a maneira pela qual os caminhões interagem e danificam os pavimentos. De outra parte, os caminhões pesados vêm constantemente ampliando sua participação em termos quantitativos, de diversidade de projetos e de usos. Novas configurações, novas suspensões, novos tipos de pneus e maiores pressões dos pneus, estão mudando as cargas impostas à superfície dos pavimentos. Embora importantes propriedades dos caminhões (pesos, carga por eixo, dimensões, etc.) estejam regulamentadas, evidencia-se que, ainda presentemente, existe uma carência relativa de informações conclusivas sobre as características dos veículos pesados que sejam, de fato, relevantes para a longevidade dos pavimentos. Da mesma maneira, muitas variáveis dos pavimentos afetam o comportamento do caminhão e a resposta da estrutura da estrada. Estas incluem propriedades tais


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como rugosidade da superfície, material de construção, projeto estrutural, fatores ambientais, geometria e natureza/composição da frota. Ante tal evidência, vários são os estudos temáticos que de forma contínua vêm sendo processados, a nível nacional e internacional, a partir dos anos 90 – estudos estes que, contanto com os recursos de avaliações/análises de laboratório e de campo, têm como objetivo a definição de modelos que, de forma otimizada, contemplem harmonicamente projetos de pavimentos e os projetos de veículos pesados com vistas à obtenção de uma operação eficiente de estradas rurais e urbanas. Tal otimização, em termos técnico-econômicos, da operação dos veículos de carga (particularmente os classificados como “pesados”) envolvendo, assim, a devida compatibilização com a estrutura viária constitui-se em um problema cujo equacionamento preciso é da maior complexidade e que tem como um de seus fundamentos básicos a plena compreensão da conceituação/modelagem mecanística que busca “explicar” todo o processo interativo entre os veículos pesados e o pavimento – bem como as conseqüentes deteriorações da estrutura. A análise de tal temática, procedida através de vasta pesquisa e consulta de documentação técnica então selecionada e abordada na forma de itens que se seguem, a par de subsidiar a questão da “Avaliação Impacto das CVC” municia, também, o processo do estabelecimento de um elenco de medidas de cunho normativo/orientador, dispondo sobre aspectos relacionados com os projetos dos pavimentos e dos veículos e com a operação da via. Neste sentido o trabalho, constituído estritamente de pesquisas bibliográficas e estudos / análises conseqüentes e observando o Fluxograma a seguir apresentado, se compõe, além desta Introdução, dos seguintes aspectos:

3.3.2 - Considerações iniciais: contemplando a abordagem do instrumental técnico

analisado e de definições e princípios básicos;

3.3.3 - Análise dos impactos das CVC sobre os pavimentos: considerando os efeitos

correspondentes no dimensionamento do pavimento;

3.3.4 - Efeitos da operação das CVC, em termos de custos totais de transporte

contemplando a análise técnico-econômica pertinente, através da aplicação do

Modelo HDM-4;

3.3.5 - Análise dos fatores intervenientes: discorrendo sobre tópicos de caráter

conclusivos, extraídos da documentação examinada e entendidos como

significativos para a devida consideração no desenvolvimento dos trabalhos;

3.3.6 - Efeitos de variações de fatores intervenientes: enfocando a questão do

aumento das cargas por eixo dos veículos e de respectivas pressões de inflação dos

pneus;

3.3.7 - Avaliação Final: considerando as disposições a serem assumidas, em função

das análises efetivadas;

3.3.8 - Conclusões;

3.3.9 - Complementações teóricas: com justificativas a afirmações do texto


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Figura 3.3.1.1 – Fluxograma das atividades desenvolvidas

3.3.2 – Considerações iniciais • O instrumental técnico básico Após intensa pesquisa e análise preliminares de vasta documentação vieram a ser selecionados, para serem objeto de uma análise mais aprofundada, os seguintes documentos:

I A “ANÁLISE CRÍTICA DOS FATORES DE EQÜIVALÊNCIA ADOTADOS PELO DNER E SUA ADEQUAÇÃO ÀS RODOVIAS DE TRÁFEGO PESADO”, de autoria do Eng. Armando Martins Pereira (1);

II A “AÇÃO DAS CARGAS RODOVIÁRIAS SOBRE O PAVIMENTO”, de autoria do Eng. João Albano (2);

III A “INVESTIGAÇÃO DOS EFEITOS DAS SOLICITAÇÕES DE TRÁFEGO SOBRE O DESEMPENHO DE PAVIMENTOS", tese de doutorado do Eng. José Leomar Fernandes (3);

IV “EFFECTS OFF HEAVY YEHICLE CHARACTERISTCS REPONSE AND PERFORMANCE”, de autoria de Gillespie T.D. et al. (4).

Estabeleci-mento de 3

configurações de tráfego

Cálculo do número N(USACE)N= 10**6N= 10**7N= 10**8

Equivalência em

tonelagem transportada(T6, T7, T8)

Simulações alterando tráfego (+10%, +20% e +30% de CVC) mas

mantendo as tonelagens transportadas

Cálculo dos novos valores do número N

Dimensionamento do pavimento para:

# 3 valores de N de 1.2# 9 valores de N de 1.5

Análisecomparativa dos dimensionamentos obtidos

Cálculo dos Fatores Equivalência AASHTO e número N

Aplicação do Modelo HDM-4

Pesquisa e análise

bibliográfica

Políticas de Manutenção

Análise comparativados custos totais de

transporte

4º procedimento alternativo para cálculo do Fator de Equivalência

(Eng Armando M. Pereira)

Fatores intervenientes:# de veículos# de pneus

# de pavimento

Definição dos fatores significativos

Cálculo dos Fatores de Equivalência

(FEC)

Estimativa dos Parâmetros Mecanísticos

(E, y)

Cálculo das deformações

(programa ELSYN-5)

Cálculo dos Fatores de Equivalência

(FEC)

Análise comparativaquanto aos fatores intervenientes

Conclusões e Recomendações

Dimensionamento do Pavimento


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Em seqüência, foi distinguido para se constituir em instrumento básico, o mencionado trabalho “Effects of Heavy Vehicle Characteristics on Pavement Response and Performance” desenvolvido na década de 90 pelo Instituto de Pesquisa da Universidade de Michigan – trabalho que procedeu a exaustiva análise da interação entre os veículos pesados e os pavimentos, dentro do objetivo de avaliar os danos acumulados à estrutura dos pavimentos resultantes da utilização das estradas pelos caminhões. O referido trabalho da Universidade de Michigan, para atender o seu objetivo, valeu-se da vasta bibliografia internacional então disponível sobre o tema, em toda a sua abrangência. Os procedimentos pertinentes envolvendo a análise crítica interpretativa/comparativa, inclusive de aspectos de ordem conceitual, assumiram também um processo de consolidação. No tocante as metodologias específicas, “modelos estruturais do pavimento” e "modelos de dinâmica dos veículos”, foram cumpridas etapas de laboratório e de campo para checagem e valoração dos modelos – de sorte a conferir maior confiabilidade para os trabalhos. Cumpre ainda observar que foram devidamente considerados e, com freqüência, assumidos como subsídios no desenvolvimento da presente análise, o disposto nos outros três documentos relacionados, os quais, guardando estreita vinculação com os objetivos deste trabalho, retratam a condição brasileira. No tocante ao instrumento base, acrescente-se ainda que, em termos gerais, o trabalho da Universidade de Michigan buscou relacionar os correspondentes fatores intervenientes, - a saber, as características e as propriedades dos caminhões suscetíveis de causar danos ao pavimento e, a partir da análise, identificar quais de tais atributos são os mais críticos, bem como oferecer uma visão dos mecanismos de danificação para auxiliar no gerenciamento dos pavimentos. Entre os atributos de interesse dos veículos pesados então relacionados, se incluem o peso bruto do veículo, as cargas por eixo, a configuração dos eixos (espaçamento e localização), propriedades da suspensão (simples ou tandem, distribuição da carga, e resposta dinâmica), tipos de pneus (lonas diagonais, radiais, perfil baixo, e simples de base larga), pressão dos pneus, área de contato dos pneus, configuração dos pneus (simples ou duplos) e condições operacionais (velocidades e aceleração ou desaceleração). Os fatores de interesse dos pavimentos incluem o projeto (flexível ou rígido), condições da superfície (lisa, rugosa, ou com juntas) e geometrias. Os itens mais significativos dos tópicos “Conclusões” referentes a estes trabalhos estão registrados a seguir: Relativamente ao trabalho mencionado em I:

• O valor da carga de roda simples equivalente a um carregamento de rodas múltiplas é significativamente influenciado pela profundidade, ou seja, pela espessura total de pavimento considerada. A conclusão em apreço é extensiva também à pressão de contato equivalente;


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• Os resultados encontrados neste trabalho mostram que a carga de roda simples equivalente é proporcional à carga de eixo, e que, além disso, para profundidades compreendidas entre 35,0 cm e 90,0 cm, a razão entre ambas cresce de forma sensivelmente linear com a profundidade. A afirmativa em questão é válida para as quatro configurações de eixos representativas;

• Demonstra-se que o procedimento adotado pelo United States Army Corps of Engineers – USACE - para obter os seus fatores de equivalência de carga é, por vários motivos, arbitrário. Criticáveis serão também, em maior ou menor grau, quaisquer outros fatores que tenham por origem, ou a equação básica, ou a equação geral de comportamento propostas pela entidade mencionada. De fato, a forma das equações em apreço constitui um empecilho à obtenção de fatores de equivalência que sejam função exclusiva da carga de eixo e, por conseguinte, independentes no número de coberturas de carga genérica considerada;

• O confronto entre os fatores de equivalência obtidos pelo USACE e aqueles oriundos dos quatro procedimentos alternativos apresentados neste trabalho põe em evidência as diferenças encontradas. No que pesem as limitações inerentes, dentre todos os procedimentos que foram alvo de comparação, o 4° procedimento afigura-se como o mais promissor, por ser o único que permite o arbítrio dos valores das variáveis independentes que caracterizam o pavimento (sua espessura e o CBR do subleito);

• Os trabalhos de Turnbull e colaboradores (5), assim como também os de Foster (6) (7), não deixam dúvidas sobre o fato de que as curvas CBR de projeto elaboradas pelo USACE, em razão de sua origem, foram concebidas com o claro objetivo de assegurar proteção adequada das camadas mais profundas do pavimento, e principalmente do subleito, contra as deformações permanentes resultantes das tensões de cisalhamento geradas pelas cargas de tráfego. Assim sendo, a noção de falha implícita nas equações de comportamento difundidas pela entidade em apreço está inequivocamente associada à ruptura plástica da porção inferior da estrutura. É lícita, pois, a conclusão de que os fatores de equivalência de carga de eixo oriundos das equações em questão, não são adequados para a Resolução de problemas que envolvem a estimativa da vida das camadas betuminosas do pavimento, no que tange à fissuração por fadiga.

Relativamente ao trabalho mencionado em II:

• Foram selecionadas 3 rodovias em função do VDM, considerado Alto na BR 386, Médio na BR 290 e 287 e Baixo na BR 285.

Segundo a pesquisa efetuada, a porcentagem de CVC nas rodovias mencionadas ainda é pequena em relação aos veículos comerciais tradicionais, variando de 1,36% na BR 287 (VDM médio) a 3,19% na BR 290 (VDM médio), com o percentual médio de 2,40% em relação à frota comercial. A possibilidade de haver um dano maior ao pavimento causado pelo crescente aumento da frota de CVC foi analisada com base na variação dos Fatores de Eixo – FE e dos Fatores de Carga – FC, estimando-se cargas e crescimentos da evolução


- 101 -

da frota de CVC nos próximos 10 anos. O estudo admitiu crescimento linear de 3% a.a. para os veículos convencionais e 10% a.a. para as CVC. Com a presença da CVC, os cálculos apontaram:

- o fator de eixo é, no máximo, 1,73% superior à consideração sem CVC; - o fator de carga é, no máximo, 2,04% superior com pesagem, e 2,07% sem

pesagem. O trabalho conclui, baseado nas hipóteses formuladas, que a presença das CVC:

- contribui para um aumento no percentual de defeitos nos pavimentos entre 1,2% e 4,3%;

- Causa uma redução da vida útil dos pavimentos de até 2,9% e 4,3%, respectivamente, se houver ou não fiscalização por pesagem.

Relativamente ao trabalho mencionado em III:

• Da análise dos resultados obtidos no Capítulo 7, percebe-se que os veículos combinados longos (VCL) acarretam uma redução nos custos de manutenção e construção de rodovias, ao mesmo tempo em que também reduzem significativamente os custos de operação dos veículos;

• Apesar de exigirem cuidados especiais no que diz respeito à geometria das vias e à estabilidade e controle, os VCL devem ter seu uso incentivado pelos organismos rodoviários brasileiros, a exemplo do que tem ocorrido em países com dimensões continentais como o Brasil (Austrália, Canadá e estados Unidos), pois reduzem os custos de operação sem comprometer as infra-estruturas rodoviárias.

Relativamente ao trabalho mencionado no em IV:

� Reconhecendo que uma das funções essenciais do sistema de estradas é a de prover rotas para o transporte dos bens industriais da nação, as configurações de caminhões maiores e mais pesados parecem ser mais desejáveis. Da perspectiva da eficiência do transporte, as combinações de múltiplos veículos grandes, com baixas cargas por eixo, produzem menos desgaste por toneladas-quilômetro transportadas. Entre as configurações de veículos examinadas, o caminhão tipo Turner e combinações semelhantes, produzem menos danos às estradas;

� Eixos múltiplos com cargas mais leves reduzem a fadiga, tanto em pavimentos rígidos como nos flexíveis. Embora seja o peso bruto que mais determine a formação de trilhas nos pavimentos flexíveis às combinações maiores são, sem dúvida, menos danosas numa base de toneladas por quilômetro, devido à proporção mais alta na relação dos pesos carga-tara nestas combinações;

� Entre as diversas combinações de veículos atualmente propostas ou em uso, a combinação Turner (com um limite de carga por dianteiro de 10.000 Ib) é a mais produtiva para transporte, com o mínimo de danos ao pavimento. A combinação Turner com 114.000 Ib. de peso bruto causa somente metade


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dos danos por fadiga que um veículo de 5 eixos duplos com 80.000 Ib., e somente 60% dos danos produzidos por um cavalo com trailer de 5 eixos, com 80.000 Ib.

• Comentários gerais sobre o instrumental técnico básico A título de comentários têm-se, sumariamente, o seguinte: Os procedimentos de análise vêm contemplando, em maior grau de destaque, os documentos do Eng° Armando M. Pereira (que apresentou exaustiva análise sobre os Fatores da Equivalência de Cargas da USACE) e os documentos mencionados em III e IV, anteriores. Estes dois últimos documentos registram, de forma contundente em suas “Conclusões”, as vantagens econômicas advindas com a utilização das CVC - tanto para a construção / manutenção da infra-estrutura / pavimento, bem como para a operação dos veículos – atendendo aos preceitos de otimização técnico-econômica. O documento mencionado em II registra que, na hipótese da existência do controle de peso, o tráfego das CVC introduz um aumento percentual nos defeitos, de ordem de 1%. De outra parte, os documentos enfocam também os desvios de conduta que, com grande freqüência, são assumidos pelas transportadoras quanto à devida observância de dispositivos regulamentadores e/ou práticas operacionais. Tais desvios de conduta em conjunto com a adoção de práticas em desacordo com os procedimentos então adotados pela USACE e pela AASHTO em seus competentes testes de definições metodológicas, acarretam significativo aumento dos efeitos destrutivos dos eixos, imputando-lhes em termos práticos, para os respectivos Fatores de Equivalência de Cargas, um valor mais alto do que o seu valor nominal e com isto desfigurando os resultados esperados para o desempenho. Este aspecto, em razão do efeito multiplicador face à “hipótese da 4ª potência”, muito provavelmente, tenderá a ampliar as suas implicações nocivas ante a participação de veículos mais pesados – sejam os veículos convencionais sejam as CVC. Os trabalhos enfocados, notadamente o último mencionado, abordam também com ênfase esta questão que, entre outros tópicos, englobam “o excesso de carga por eixo” e as “elevadas pressões” de inflação de pneus praticados com freqüência. • Definições e princípios conceituais básicos O desenvolvimento deste tópico, apresentado em 3.3.9-A, contempla o seguinte:

� As ações das cargas do tráfego sobre o pavimento – considerando as deformações permanentes, as deformações recuperáveis, a fadiga e as trilhas de roda;


- 103 -

� O conceito de equivalência de cargas e os Fatores de Equivalência de Cargas;

� O eixo padrão adotado no Brasil e suas características; � As formulações pertinentes à determinação dos Fatores de Equivalência de

Carga, conjugados à metodologia de USACE e à metodologia de AASHTO; � O desempenho do pavimento e breves referências quanto a índices e

modelos de previsão de respectivas evoluções; � O trincamento por fadiga do revestimento asfáltico; � Os conceitos de Operações e de Cobertura; � A Equação Básica de Dimensionamento do Pavimento, segundo a

metodologia do USACE e respectiva generalização; � Expressões definidas das relações entre a “Carga incidente em uma roda” e a

carga de roda simples equivalente, estabelecidas pelo Eng° Armando Martins Pereira;

� Metodologia pertinente à determinação dos Fatores de Equivalência – 4° procedimento/proposto pelo Eng° Armando Martins Pereira;

� O Programa ELSYM 5.

3.3.3 - Análise do impacto das CVC no pavimento • Os efeitos sobre o dimensionamento do pavimento De conformidade com a sistemática retratada no Fluxograma apresentado, veio a ser cumprida esta etapa específica do programa de trabalho, que correspondeu ao dimensionamento das estruturas dos pavimentos referentes às várias configurações de tráfego assumidas para as 3 faixas de volume de tráfego então consideradas (ver Fluxograma na figura 3.3.1.1) • O trecho de referência Foi selecionado, para tal, o trecho da BR-158/MS, subtrecho Entr. MS-316/443 (Aparecida do Taboado) – Entr. MS-444 (Selvíria), entre o km 141,9 e km 194,7. O subtrecho em foco foi objeto de atualização de projeto de restauração do pavimento, recentemente contratado pelo DNIT. • Parâmetros do tráfego adotados na análise Os parâmetros do tráfego adotados, para efeito de determinação do número N – Equivalente de Operações do Eixo Padrão foram, basicamente, extraídos do referido trecho de referência. Foram considerados os seguintes elementos:

− Dados da série histórica de tráfego referentes ao período 1997 a 2001, do Plano Nacional de Contagens de Trânsito (PNCT) do DNIT para o segmento correspondente do PNV 158 BMS0440;

− Dados pertinentes a contagens volumétricas classificatórias efetivadas em novembro de 2006;


- 104 -

− Adoção, para efeito de caracterização da evolução do tráfego, da taxa de crescimento anual de 3% a.a.;

− Período de projeto: 10 anos. • Composição do tráfego do trecho de referência A composição de tráfego estabelecida, em termos de VMD, no projeto de restauração do pavimento em foco foi a constante da tabela que se segue.

Tabela 3.3.3.1 - Volume Médio Diário de Tráfego (VMD) Atual Subtrecho Veículos leves Ônibus Caminhões Total

2. km 141,9 - km 194,7 650 59 440 1149

• Configuração básica assumida na análise A composição adotada em tal projeto foi objeto de ligeira adequação, objetivando torná-la a mais consentânea com o correspondente perfil mais ordinariamente ocorrente no Brasil e considerando que sobre os valores básicos seriam simulados acréscimos de até 30% da participação das CVC, com conseqüentes reduções na participação dos veículos convencionais. Foi, assim, assumida como configuração básica em termos de veículos de carga, a constante na tabela a seguir.

Tabela 3.3.3.2 - Configuração Básica de Veículos Pesados (VMDc)

VMD/Comp. %

2c 3c 2s2 2s3 3s3 7e 9e 9ex

VMD 146 114 8 73 18 103 26 26 Comp. (%¨) 0,284 0,222 0,015 0,143 0,036 0,200 0,050 0,050

• Valores do número N Tabela 3.3.3.3 - Resumo dos Valores do Número N (Referência: tráfego comercial / BR-158/MS)

VALORES DO NÚMERO "N" (USACE) VALORES DO NÚMERO "N" (AASHTO)

Configuração 1° ANO 10° ANO Acumulado 1° ANO 10° ANO Acumulado

Básica 0,92 x 106 1,20x106 1,05x107 2,48 x 105 3,24x105 2,84x106

+10%CVC 0,93 x 106 1,22x106 1,07x107 2,45 x 105 3,20x105 2,81x106

+20%CVC 0,95 x 106 1,24x106 1,09x107 2,41 x 105 3,14x105 2,76x106

+30%CVC 0,96 x 106 1,25x106 1,10x107 2,37 x 105 3,09x105 2,71x106

Tabela 3.3.3.4 - Resumo dos Valores do Número “N” (Referência: 5 x Tráfego Comercial / BR-158/MS)



Básica 4,52 6,00x106 5,12x107 1,24 x 105 1,62x106 1,42x107

+10%CVC 4,67 6,10x106 5,37x107 1,23 x 105 1,60x106 1,40x107

+20%CVC 4,72 6,21x106 5,42x107 1,21 x 105 1,57x106 1,38x107

+30%CVC 4,76 6,32x106 5,47x107 1,18 x 105 1,55x106 1,35x107


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Tabela 3.3.3.5 - Resumo dos Valores do Número “N” (Referência: 10 x Tráfego Comercial/BR-158/MS)



Básica 9,16 1,14x107 1,04x108 2,48 x 106 3,24x106 2,84x107

+10%CVC 9,33 1,21x107 1,07x108 2,45 x 106 3,20x106 2,81x107

+20%CVC 9,51 1,23x107 1,09x108 2,41 x 106 3,14x106 2,76x107

+30%CVC 9,64 1,24x107 1,11x108 2,37 x 106 3,09x106 2,71x107

,

• Dimensionamento do pavimento Os valores do número N foram os constantes das tabelas anteriores e, para o CBR do sub-leito, foi admitido CBR = 10%. A tabela seguinte registra os resultados então alcançados para cada alternativa de configuração de veículos e tráfego.

Tabela 3.3.3.6 - Cálculo da Espessura Total do Pavimento Valores do Número N

Configuração da Frota 1° ano 10° ano Acumulado

N 0,0482 CBR-

0,598 Ht cm

Básica 0,92 x 106 1,20 x 106 1,05 x 107 2,1798 0,2523 42,72

+ 10% CVC 0,93 x 106 1,22 x 106 1,07 x 107 2,1828 0,2523 42,77

+ 20% CVC 0,95 x 106 1,24 x 106 1,09 x 107 2,1837 0,2523 42,79

Tráfego de Referência

(BR -158/MS) 2007 + 30% CVC 0,96 x 106 1,25 x 106 1,10 x 107 2,1848 0,2523 42,81

Básica 4,52 x 106 6,00 x 106 5,12 x 107 2,3528 0,2523 46,10

+ 10% CVC 4,67 x 106 6,10 x 106 5,37 x 107 2,3582 0,2523 46,21

+ 20% CVC 4,72 x 106 6,21 x 106 5,42 x 107 2,3593 0,2523 46,23


X 5 + 30% CVC 4,76 x 106 6,32 x 106 5,47 x 107 2,3603 0,2523 46,25

Básica 9,16 x 106 1,14 x 107 1,04 x 108 2,4346 0,2523 47,70

+ 10% CVC 9,33 x 106 1,21 x 107 1,07 x 108 2,4381 0,2523 47,77

+ 20% CVC 9,51 x 106 1,23 x 107 1,09 x 108 2,4401 0,2523 47,81


X 10 + 30% CVC 9,64 x 106 1,24 x 107 1,11 x 108 2,4423 0,2523 47,86

• As camadas constituintes do pavimento

Tabela 3.3.3.7 - Camadas Constituintes do Pavimento

Espessura em cm Faixa de Valores de “N”

*** Total Revestimento

(*) Binder Base

1,05 x 107 a 1,10 x 107 a

43,0 4,00 6,00 23,0

5,12 x 107 a 5,47 x 107 a

46,0 4,00 8,5 21,0

1,04 x 108 a 1,11 x 108 a

48,0 4,00 8,5 23,0

* Revestimento em CBUQ ** Espessura em termos de material com k = 1,00 (base granular) *** Para cada faixa de valores, o valor inferior de “N” corresponde à Frota Básica e o valor mais alto, à configuração com acréscimo de 30% de “CVC”


- 106 -

Posteriormente, a participação das CVC foi sucessivamente expandida ampliando-se a respectiva participação em 100% conforme a tabela a seguir.

Tabela 3.3.3.8 – Espessuras do pavimento para acréscimos no tráfego de CVC Número N Tonelagem

Transportada (por dia)

Volume Total de Trafego (por dia)

Participação de CVC

% USACE AASTHO Espessura

Total do Pavimento

8.130

514 490 466 442 300

30* 35 40 45 100

1,05 x 107

1,07 x 107

1,09 x 107

1,10 x 107

1,21 x 107

2,84 x 106

2,81 x 106

2,76 x 106

2,71 x 106

2,38 x 106

42,72 42,77 42,79 42,81 43,01

40.660

2570 2450 2330 2210 1500

30 35 40 45 100

5,12 x 107

5,37 x 107

5,42 x 107

5,47 x 107

6,07 x 107

1,42 x 107

1,40 x 107

1,38 x 107

1,35 x 107

1,19 x 107

46,10 46,21 46,23 46,25 46,48

81.320

5140 4900 4660 4420 3000

30 35 40 45 100

1,04 x 108

1,07 x 108

1,09 x 108

1,11 x 108

1,21 x 108

2,84 x 107

2,81 x 107

2,76 x 107

2,71 x 107

2,38 x 107

47,70 47,77 47,81 47,86 48,05

• Conclusões desta etapa Em termos práticos, considerando a metodologia oficial do DNIT no que diz respeito dimensionamento do pavimento, a alternativa de utilização das CVC é equivalente à utilização dos veículos convencionais, não havendo diferença significativa entre os respectivos valores assumidos pelo número N (do USACE) e, consequentemente, nos dimensionamentos do pavimento. Releva observar que o menor número de viagens como decorrência de utilização de CVC se constitui em vantagem comparativa destas composições. Da outra parte, há uma relativa prevalência, por parte dos veículos convencionais em relação às CVC, no que diz respeito à utilização dos eixos tandem triplos - aspecto este que tende a compensar a vantagem das CVC, anteriormente mencionada. Da mesma maneira, no que diz respeito aos preceitos preconizados pela Análise Mecanística, as alternativas também se equivalem, cumprindo observar que, neste caso, é adotado o número N da AASHTO, o também tenderia a favorecer as CVC. Detalhes pertinentes a esta análise estão apresentados em 3.3.9-B. 3.3.4 - Efeitos em termos de custos totais e transportes As comparações de custos totais de transporte, para diversas hipóteses de participação das CVC no tráfego de veículos de carga, foram efetuadas com emprego do programa Highway Design and Maintenance Standard Model versão 4 – HDM 4 – do Banco Mundial, largamente utilizado pelos órgãos de engenharia rodoviária. Em seguida é apresentada a listagem das principais etapas a serem desenvolvidas e os resultados alcançados.


- 107 -

• As etapas desenvolvidas As etapas desenvolvidas, apresentadas em detalhes em 3.3.9-C incluíram:

� A definição de frota, então adotada, configurada na forma de planilha que se segue – na qual a participação das CVC, a partir de um valor básico inicial, foi sucessivamente ampliada;

� O estabelecimento das condições de relevo simuladas para o trecho/objeto; � As características geométricas estabelecidas para o trecho; � O dimensionamento adotado para o pavimento; � O cálculo do Número Estrutural correspondente; � A definição das políticas de manutenção a serem assumidas para efeito dos

estudos de alternativas; � A definição das características técnicas/operacionais dos veículos integrantes

da frota; � A determinação dos “Equivalent Standard Axle Load Factor” – ESALF -

relativos a cada veículo; � A definição dos preços a serem adotados, relativamente aos vários

componentes / integrantes a serem acionados no modelo.

• Os resultados alcançados A tabela a seguir apresenta os resultados alcançados, em termos de custos totais de transporte.

Tabela 3.3.4.1 – Custos totais de transporte (Taxa de desconto anual de 12%).

Montanhosa Ondulada Plana Total Montanhosa Ondulada Plana Total3312 3112 3113 9537 3382 3184 3181 97473287 3101 3111 9499 3355 3171 3177 97033223 3028 3030 9282 3289 3097 3095 94813157 2955 2949 9061 3222 3022 3012 92563089 2879 2865 8832 3151 2944 2927 90223080 2869 2853 8802 3142 2934 2915 89913023 2788 2769 8579 3084 2851 2829 8764

75%CVC>2U79%CVC>2U100%CVC>2U

Tráfego Atual0%CVC>2U25%CVC>2U50%CVC>2U

Custo Total de Transporte Custo Total de TransporteManutenção Boa Manutenção Sofrível

Cabe observar em relação aos resultados da tabela 3.3.4.1 que 0%CVC>2U significa a percentagem de veículos CVC com mais de 2 unidades, que é de 0 %. Quando a percentagem de CVC > 2U cresce, de 0 % até 100 %, os custos totais de transporte decrescem, para qualquer tipo de terreno e para os dois tipos de manutenção apresentados. Considerando que a carga total transportada é sempre a mesma, pode-se concluir que as CVCx > 2U são mais econômicas que os demais veículos rodoviário de carga.


- 108 -

3.3.5 – Análise dos fatores intervenientes Os tópicos de caráter conclusivo, transcritos ou obtidos a partir da análise da documentação examinada e entendidos como significativos para a devida consideração no desenvolvimento do presente trabalho estão apresentados a seguir, de forma bastante sumária e se concentrando nos pavimentos flexíveis, nos termos dos sub-itens que se seguem, na forma da seguinte listagem: Carga por Eixo, Peso Bruto Total, Espaçamento entre Eixos, Distribuição de Carga, Velocidade, Suspensão e Dinâmica de Tanden, Pressão de Inflação dos Pneus, Rugosidade, Temperatura, Camadas/Pavimento, Variação Lateral da Trajetória das Rodas, Borda, Manobras, Cargas Dinâmicas, Configurações dos Caminhões e Outros aspectos. • A variação dos fatores e dos respectivos danos A figura 3.3.5.1, subsidiada pela tabela 3.3.5.1, e as figuras 3.3.5.2 e 3.3.5.3 resumem os resultados relacionados com os danos de fadiga dos pavimentos flexíveis e formação de trilhas em pavimentos flexíveis, onde as trilhas se referem somente as trilhas por fluxo plástico não incluindo a compactação das camadas do pavimento. A figura 3.3.5.1 estima a faixa dentro da qual os danos irão variar quando fatores individuais de veículo, pneus e pavimentos variam dentro de uma faixa típica. A referência nos cálculos de cada variável de interesse é um valor nominal que é comum na prática, ou, no caso de variáveis que afetam a dinâmica do caminhão, o dano causado por cargas “estáticas”. A tabela 3.3.5.1 apresenta o valor nominal e a faixa de valores para cada uma das variáveis da figura 3.3.5.1 ou referências de interesse. Um valor 1 na relação significa que o dano é igual a referência, e um valor 2 na relação 2 significa que o dano é 2 vezes mais severo. Cada fator variou dentro de uma faixa encontrada nas matrizes completas de veículos, pneus, projetos de pavimentos, níveis de rugosidade e velocidade, constantes do trabalho. As figuras 3.3.5.2 e 3.3.5.3 retratam a questão de iteratividade entre os vários fatores intervenientes. As figuras ilustram a sensibilidade geral da estrada para cada fator, mas não implicam numa relação funcional entre um fator e o dano, nem levam em consideração as interações com outros fatores. Os valores dos danos relativos apresentados para cada variável podem mudar caso o nível nominal de outra variável seja alterado. Por exemplo, em relação aos pneus duplos, um pneu simples de base larga produz menos danos em pavimentos espessos que em pavimentos finos. Assim, mudando o valor nominal da espessura do pavimento adotado nos cálculos para valores das relações constantes das figuras, serão modificadas as faixas de danos. Isto será considerado como uma interação entre variáveis. As figuras 3.3.5.2 e 3.3.5.3 mostram as interações encontradas nos estudos: fadiga de pavimentos flexíveis e fluxo plástico de formação de trilhas, respectivamente. Estas interações identificam quais combinações de variáveis devem ser consideradas quando se tenta otimizar a compatibilidade caminhão-pavimento.


- 109 -

Figura 3.3.5.1 – Danos dos Pavimentos x Fatores Intervenientes

do veículo


- 110 -

Tabela 3.3.5.1 Valor nominal e faixa de valores para cada uma das variáveis de veículo, pneu e pavimento

Faixa de Valores Valor Nominal

Fatores do Caminhão

Cargas por eixo 10-22 kips 18 kips

Peso bruto do veículo 32-140 kips 80 kips

Espaçamento entre eixo 48-96" 51"

Distribuição Carga estática tandem LSC=1-1,25 Perfeita distribuição carga

Velocidade 45-65 MPH 55 mph, cargas sobre

pneus mantida em valores estáticos

Suspensão tipo eixo simples Suspensão a ar, mola cômica,

mola e lâmina Cargas estáticas

Suspensão tipo eixo tandem Suspensão a ar, 4 molas,

feixe flutuante Cargas estáticas

Fatores de pneus

Pressão 75-120 psi 85 psi

Duplo versus simples largo Duplo e simples

base larga Pneus duplos

Fatores de pavimentos flexíveis

Rugosidade 80 - 240 pol./mi (4,25 - 2,5 PSI)

Cargas estáticas

Temperatura da superfície 77 - 120 °F 77°F

Espessura da camada de rolamento 2 - 6,5 pol. 5 pol.

Espessura camada base 4 - 11 pol. 8 pol. Granular

Resistência sub-leito 1 - 20 ksi 2,5 ksi


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Esp

ess

ura da camada

de rolamen

to

Espessura da camada de rolamento

Figura 3.3.5.2 Interações de fadiga em pavimentos flexíveis

Interação forte =Interação fraca (aberto)=sem interação

Espessura da camada de rolamento

Esp

ess

ura da camada

de rolamen

to

Figura 3.3.5.3 Interações de formação de trilhas em pavimentos flexíveis

Interação forte =Interação fraca (aberto)=sem interação


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• Carga por eixo A carga por eixo estática aplicada ao pavimento é o fator decorrente do veículo que tem o maior efeito nos danos de fadiga. A fadiga, tanto dos pavimentos rígidos como flexíveis, varia por um fator de mais de 20:1 sobre cargas por eixo com amplitude de variação de 10 a 22 kips. Isto porque os danos de fadiga estão relacionados, de forma exponencial, com a carga estática de um eixo individual. Por outro lado, a mesma amplitude de variação de cargas estáticas faz com que a formação de trilhas varie por um fator de 2,2 / 1, pois a formação de trilhas está relacionada de forma linear com a carga por eixo. Assim, o monitoramento da carga por eixo, através da implementação de uma permanente e adequada sistemática de pesagem de veículos, em especial nas principais vias se constitui em medida da maior relevância e fundamental para a preservação de pavimento. Sabidamente, a falta de tal monitoramento, a par de se traduzir na carência/ausência de dados realistas sobre a problemática, se constitui em fator indutor ao próprio processo da prática de tal “excesso de carga” – cujas principais efeitos danosos são: O desgaste inadequado de pavimento, as avarias dos veículos, as afetações da segurança da operação e a redução na disponibilidade de fretes. Relatório elaborado pela equipe do “Grupo Técnico de Pesos e Dimensões e Combinação de Veículos” constituída pelo DENATRAN em 29.06.2000, em seus capítulos “Fator de carga para um eixo isolado (carga por eixo)” e “Fator de configuração dos eixos” registrou o seguinte: Afetando todas as camadas do pavimento, especialmente, o subleito, a carga por eixo é a característica que mais influi no dimensionamento, no custo inicial e na vida útil de uma rodovia (Silveira, 1982, pg. 21). Pode, muitas vezes, não constituir a única causa significativa de danos, mas jamais pode ser esquecida quando se analisam os efeitos das solicitações de tráfego sobre o desempenho dos pavimentos (Fernandes Jr., 1995, pg. 12). Outras características que influem na vida útil do pavimento são as configurações dos eixos dos veículos (isolados ou em tandem), seus sistemas de suspensão (maiores ou menores cargas dinâmicas), tipo e pressão dos pneus, maior ou menor uniformidade das cargas individuais dos eixos grupados etc. Em pavimentos sub-dimensionados ou em mau estado, como geralmente ocorre nas rodovias brasileiras, estes procedimentos tornam-se ainda mais importantes, pois as irregularidades do piso aumentam o impacto dinâmico das cargas. O frete adicional não compensa os aumentos de custos (combustível, manutenção, pneus, maior tempo de viagem, redução da vida útil do equipamento) e os aumentos de riscos trazidos pelo excesso de cargas. O controle de pesos uniformiza as condições de competição entre os transporte contribuindo para reduzir a oferta e melhorar os fretes.


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Desde os testes empíricos da AASHO, na década de 50, constitui ponto pacífico que o desgaste do pavimento aumenta exponencialmente com a carga por eixo.Este expoente varia entre 3 e 6, com o tipo e a estrutura do pavimento (mais ou menos espesso, rígido ou flexível, resistência da sub-base etc.) Para efeitos práticos e didáticos, aceita-se internacionalmente um expoente igual a 4.

[ ]41 1

0 0

D P

D P=

Onde Do é a destruição causada pelo eixo com carga Po e D1 a destruição causada pelo eixo com carga P1. Assim, um aumento de carga por eixo de 20% mais do que dobra a destruição, enquanto um aumento de 10% eleva esta destruição em 46,41%. Os testes empíricos da AASHO consideraram como eixo padrão (com fator de equivalência de carga igual a 1) um eixo isolado com 18.000 libras (8,2 t) e quatro pneus. A fórmula da AASHO é aceita internacionalmente e foi utilizada pelo estudo mais abrangente e recente sobre o assunto (COST 334). De modo geral, os autores costumam embutir o FCE dentro das estimativas de FEC para os conjuntos de eixos (FEC + FCE). Além do eixo isolado, o teste da AASHO determinou também o FEC para o eixo tandem duplo. A conclusão foi que a configuração dos eixos tem grande influência na destruição dos pavimentos. Constatou-se que, para um mesmo fator de equivalência, resultam cargas totais muito maiores com eixos em tandem do que com os eixos isolados. O valor encontrado foi de FEC = 1,38 para o tandem duplo de 16,4 t e 1,66 para o tandem duplo de 24,6 t. Estes valores revelam que eixos em tandem duplo geram, individualmente, para uma mesma condição de carga por eixo, rodagem e suspensão, cerca de 70% do dano por tráfego de eixos isolados. No caso de tandem triplo o valor corresponde a cerca de 55%. O resultado, que decorre de investigações de base empírica (AASHO Road Test), mostra que as configurações do tipo tandem duplo e triplo com cargas limites por eixo do conjunto de 8,5t são mais favoráveis à conservação dos pavimentos do que eixos isolados com cargas limite de 10t. No caso brasileiro, estes fatores seriam 2,35 para um único eixo isolado de 10 t e apenas 1,64 para um conjunto tandem de 17 t e 1,97 para tandem triplo de 25,5 t.


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• Peso bruto total O peso bruto total do veículo (PBT) detém uma influência direta na formação de trilhas, a qual se relaciona também com a carga por eixo. A faixa apresentada corresponde à variação para veículos na faixa de pesos entre 32 kips (kilopounds ou mil libras-força) e 140 kips. A fadiga, tanto dos pavimentos rígidos como dos flexíveis, varia de forma significativa dentro de uma faixa de pesos brutos dos veículos incluídos nos estudos desenvolvidos. Entretanto, a fadiga não está sistematicamente relacionada com o peso bruto, mas varia de acordo com as cargas máximas por eixo em cada combinação de veículo. Caminhões pesados não causam necessariamente maiores danos. • Espaçamento entre eixos Segundo vários autores, não há maiores problemas em se ignorar os espaçamentos entre eixos quando de análises estáticas, pois não chega a haver significativa superposição de efeitos. Associado à velocidade, no entanto, o espaçamento entre eixos pode afetar as respostas estruturais de eixos em tandem. Os picos de deflexões superficiais, por exemplo, aumentam significativamente com o aumento da velocidade, porque o tempo de recuperação estrutural entre as passagens dos eixos diminui. A influência do espaçamento entre eixos no desgaste de pavimentos depende do grau pelo qual a resposta sob um eixo é afetada pela resposta induzida por um eixo próximo. O espaçamento entre eixos é um fator significativo na determinação da fadiga do pavimento rígido. Já nos pavimentos flexíveis as tensões são mais localizadas na camada de rolamento e o espaçamento entre eixos tem pouco efeito nos danos produzidos. • Distribuição de carga A distribuição estática da carga dentro de um grupo com eixos múltiplos influencia moderadamente a fadiga, tanto nos pavimentos rígidos como nos flexíveis, sendo resultado da maior carga sobre um eixo, quando a distribuição não é feita por igual. Aumentando-se a carga sobre um eixo de um tandem, aumenta-se, desproporcionalmente, a fadiga devido àquele eixo, face à relação exponencial entre carga e fadiga. A carga reduzida no outro eixo reduz sua contribuição para a fadiga, mas não é o suficiente para compensar aquela do eixo mais pesado. Se cargas individuais de um grupo com eixos múltiplos são mantidas dentro de 5% da carga média para o grupo, muito pouca fadiga adicional irá resultar. Caso a disparidade de carga chegue a 25%, os danos por fadiga aumentam até 60%. A distribuição da carga estática de um grupo de eixos não tem influência sobre a formação de trilhas devido à relação linear entre formação de trilhas e a carga por eixo. Sempre que possível, os caminhões deveriam ser carregados para atingir a uniformidade das cargas entre os eixos traseiro de tipos equivalentes. Por exemplo, num cavalo trailer de 3 eixos, os danos às estradas podem ser minimizados,


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distribuindo a carga no trailer de maneira a atingir cargas comparáveis no eixo tandem traseiro do cavalo e no tandem do trailer. Em combinações de caminhões onde a carga é distribuída entre um eixo simples e um conjunto tandem, a carga deveria ser posicionada para manter a carga num eixo simples que não seja maior que a carga em cada um dos eixos tandem. A distribuição por igual das cargas sobre os eixos tandem reduz os danos às estradas. Os projetistas poderiam tentar atingir uma diferença não maior que 5% de diferença nas cargas entre tandens. Esta meta deveria ser avaliada, não somente sob condições ideais, mas também sob a influência dos torques de acelerar e freiar, e sob condições variáveis de carga. Os projetistas deveriam fazer um esforço para manter uma boa distribuição da carga, mesmo quando a estrutura não está nivelada. Por exemplo, foi observado (15) que variações menores no ângulo de inclinação da estrutura do caminhão podem mudar a igualdade das cargas em algumas suspensões tandem. Uma boa equalização da carga estática sobre suspensões de eixos múltiplos é essencial para minimizar os danos por fadiga das estrada. A equalização das cargas dentro de 5% entre eixos, é um limite razoável para minimizar a fadiga. • Velocidade dos veículos A velocidade é um dos fatores mais importantes que influenciam os danos em pavimentos decorrente da dinâmica de um veículo. A presença do componente dinâmico das cargas das rodas eleva o valor médio do dano de fadiga ao longo do pavimento e é capaz de aumentar a fadiga nos locais mais severamente carregados, em alguns casos, por um fator de mais de 2. A velocidade, analisada isoladamente, tem um segundo efeito no desgaste dos pavimentos flexíveis: velocidades maiores reduzem o tempo de aplicação de uma carga de roda num determinado local do pavimento. A exposição mais reduzida ao tempo de aplicação da carga pode reduzir a fadiga e a formação de trilhas do material viscoso-elástico dos pavimentos flexíveis. A velocidade do veículo influencia o desempenho dos pavimentos porque altera as cargas dinâmicas. A velocidade também afeta as respostas estruturais dos pavimentos porque altera o tempo de aplicação de carga e, conseqüentemente, as propriedades visco-elásticas do revestimento asfáltico. De uma maneira geral, os efeitos dinâmicos da velocidade prevalecem a partir de um determinado nível de irregularidade longitudinal, ou seja, as cargas dinâmicas e a deterioração aumentam com o aumento de velocidade, enquanto que a redução de deterioração com o aumento da velocidade, em função do menor tempo de aplicação de carga, prevalece em rodovias com pequena irregularidade longitudinal. Quando são considerados os efeitos dinâmicos, os fatores velocidade e irregularidade longitudinal são inseparáveis, uma vez que a velocidade determina


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como a irregularidade longitudinal é percebida pelos veículos. A influência da velocidade nas cargas dinâmicas das rodas é bem compreendida, mas é complexa. Quando se analisa a resposta dinâmica de um veículo às irregularidades da estrada, os fatores de velocidade e rugosidade da estrada são inseparáveis. A velocidade determina como a rugosidade do perfil é “vista” pelo veículo em movimento. Além disso, o espaçamento entre eixos tem um papel nesta interação. Os efeitos dinâmicos devidos à rugosidade, velocidade, e espaçamento entre eixos, causam vibrações no veículo e variações dinâmicas nas cargas das rodas (relativas ao valor estático). Considerando que as leis da fadiga são acentuadamente não lineares, as ocorrências de cargas dinâmicas intensas em alguns locais não são completamente compensadas por ocorrências de carga baixas em outros. Como efeito global, a fadiga do pavimento é acentuada. O grau com que as cargas dinâmicas aumentam os danos ao pavimento cresce com a potência da lei da fadiga. Se as cargas dinâmicas forem repetidas espacialmente (por irregularidade no pavimento, por exemplo) entre os caminhões que trafegam na via, os locais mais severamente carregados irão se desgastar muito mais rapidamente do que se as cargas dinâmicas fossem distribuídas aleatoriamente, como resultado das variações dinâmicas entre os caminhões. Mas especificamente, pode ser assumido que acréscimo de velocidade (de 55 mph para 65 mph) acarreta: - Reduções da ordem de 7% na formação de trilhas, no caso de pavimentos de

baixa rugosidade. - Crescimento progressivo dos danos de fadiga e de formação de trilhas, no caso

de pavimentos com alta rugosidade. • Suspensões e dinâmica do tandem O tipo de suspensão de eixo simples (a ar ou molas de lâminas) tem um efeito apenas moderado na fadiga de pavimentos rígidos e flexíveis. Embora a suspensão tenha um papel principal no comportamento dinâmico e nos maiores danos por fadiga, a faixa de variação das propriedades de rigidez típicas das suspensões de eixo simples é suficientemente pequena para que o tipo de suspensão tenha uma influência significativo sobre a fadiga. A dinâmica dos tandem tem influência muito maior sobre a fadiga de pavimentos rígidos e flexíveis. Os danos por fadiga de pavimentos rígidos e flexíveis podem variar de 25% até 50% entre a melhor (suspensão a ar) e a pior (feixe flutuante) das suspensões. O tipo de suspensão tem pouca influência sobre a formação de trilhas em pavimentos flexíveis. De outra parte, a competente avaliação de diferentes sistemas em termos de evolução de fadiga é complexa devido às interações ocorrentes e considerando:

- A resposta decrescente do pavimento, advindo do seu comportamento viscoso/elástico;

- As cargas dinâmicas aumentando em função da velocidade e da rugosidade; - A relação da “4° potência” entre esforço e fadiga.


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Os resultados das investigações realizadas para uma condição de carga por eixo e tipo de rodagem permitem um ganho de 15% a 25% (DIVINE 1998 pg 112) na vida útil dos pavimentos (o ganho é maior para pavimentos com elevada regularidade de superfície de rolagem), para eixos dotados de suspensões pneumáticas com amortecedores em bom funcionamento, em relação ao eixo dotado de suspensão com mola de aço sem amortecedores. Recomenda-se, outrossim, dentro do objetivo de se buscar a otimização do modelo e considerando os ganhos auferidos pelos transportadores com a liberação dos CVC, que o poder público venha a impor a condição de obrigatoriedade de eixos com rodagem dupla e suspensões pneumáticas, em todas as unidades rebocadas, e freios ABS em todas as unidades de CVC de mais de 45t de PBTC. Deve, ainda, ser incentivada a utilização da suspensão pneumática em combinação com as rodas duplas convencionais e o uso do pneu extralargo nos eixos dianteiros das configurações com mais de 45KN e menor que 68 KN.

• Pressão de inflação dos pneus A principal variável dos pneus que afeta as tensões das estradas e os danos por fadiga, particularmente em pavimentos flexíveis, é a área de contato. A largura da banda de rodagem e a pressão dos pneus têm uma influência muito direta na área de contato. A regulamentação de cargas de caminhões por eixo, em termos de libras peso de carga por polegada de largura de banda, é um meio prático para controlar os danos das estradas. Os pneus com bandas mais largas são geralmente menos danosos para as estradas. Os fabricantes de pneus que desenvolvem novos perfis de pneus para caminhões deveriam obter maior largura de banda com a finalidade de baixar o valor da carga. por polegada de largura de pneu. Estes perfis seriam especialmente para os pneus do eixo de direção do caminhão, aumentado à largura da banda de rodagem, o que é muito importante porque os pneus do eixo de direção operam consistentemente com cargas elevadas em configurações de pneus simples. Em termos de formação de danos de fadiga: - O aumento da pressão de enchimento de 563kpa (80 psi) para 844kpa (120 psi

pode acarretar acréscimo de até 100% nos danos; - A distribuição não uniforme de pressão pode acarretar acréscimo de até 35% nos

danos. Nos Estados Unidos muitos órgãos rodoviários regionais tentam controlar os danos às estradas especificando a carga máxima por unidade de largura da banda do pneu. O eixo de 20.000 lb. de pneus duplos corresponde a aproximadamente 625 libras de carga por polegada de largura da banda (450 lb/in baseado na largura da seção do pneu). Em pneus simples de base larga, cargas até 650 lb/in de largura de banda (488 lb/in baseado na largura da seção do pneu) podem ser toleradas sem aumentar os esforços acima daqueles experimentados com o eixo de 20.000 lb.


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Relatório elaborado pela equipe do “Grupo Técnico de Pesos e Dimensões e Combinação de Veículos” constituída pelo DENATRAN em 29.06.2000, em seu capítulo “Influência da pressão do pneu sobre a destruição do pavimento” registrou o seguinte: Apesar de não estar ainda incorporada aos métodos de dimensionamento de pavimentos, a pressão de contato dos pneus, isto é, a carga por roda dividida pela área de contato entre a banda de rolamento e a estrada, é importante para o dimensionamento e a durabilidade do pavimento. A pressão de contato depende do tipo de construção do pneu e, principalmente, de sua pressão interna ou pressão de enchimento. Nos últimos cinqüenta anos, desde o advento dos primeiros métodos de dimensionamento, os fabricantes estão produzindo pneus capazes de suportar pressões de enchimento cada vez mais elevadas. Esta política tem como objetivo reduzir a resistência de rolamento (para economizar combustível e o próprio pneu), reduzir o aquecimento e prolongar a vida do pneu. O aumento da pressão acelera a destruição das rodovias. Estudos citados pelo TRB-SR 225 (1990, pg. 83) concluíram que, para um eixo de 20.000 libras (9,1 t), rodando sobre pavimentos esbeltos, característicos da maioria das rodovias, o aumento da pressão de enchimento de 75 para 100 psi eleva o desgaste dos pavimentos em cerca de 15%. Durante os testes da AASHO, as pressões dos pneus utilizados variavam entre 75 e 80 psi. Com o surgimento dos pneus radiais, a pressão elevou-se para a faixa de 100 a 105 psi. Na Europa, os pneus extra-largos trafegam com pressão de cerca de 120 psi. No Brasil usam-se pressões iguais ou maiores do que essas, em particular quando se trafega com sobrecarga. A elevação da pressão reduz a área de aplicação das cargas, provocando aumento da pressão de contato solo/pavimento. Isso eleva significativamente os esforços atuantes, particularmente sobre o revestimento asfáltico, o que tem tornado obsoletos os métodos tradicionais de dosagem de misturas asfálticas (Fernandes Jr. 1994). Isso pode ser resolvido especificando-se pneus maiores, mas esta opção reduz a capacidade volumétrica do veículo, pois quanto maior o pneu, menor a altura útil disponível. Os engenheiros ingleses utilizam, para construção de aeroportos, um redutor (divisor) de carga padrão para compensar o aumento da pressão, de forma a se manter inalterado o dano ao pavimento (Mercedes-Benz, 1980, pg. 58):

2

1

1

2

P pressão desejada

P pressão padrão

Q Carga padrão

Q Carga desejada

=

=

=

=

[ ]0,371 2

2 1

η = =P

Q P

Q P


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O fator de influência dos pneus não depende unicamente da pressão média de contato. Outros fatores, como a espessura da camada asfáltica e sua temperatura, assim como o tipo de rodagem, influenciam seu valor. Sória et al (1991, pg. 2.149) apresentam uma variação da fórmula inglesa, com coeficiente 0,44. Acrescentam que a relação entre as deflexões na superfície do pavimento e a pressão do pneu é proporcional à relação das pressões elevada à potência 5. Apresentam também uma relação entre a carga por roda (Q) em kg, a espessura (e) do pavimento em cm para 5.000 coberturas, e pressão (p) em Mpa: Destas expressões resulta que um aumento de 50% na pressão levaria a redução de 20% na carga máxima. Para um CBR de 10%, a redução seria de 21%. Ou seja, o fator de equivalência de carga dobraria. Uma modelagem mecanística para pavimentos típicos das principais rodovias do Estado de São Paulo revelou que o aumento da pressão pode ser desprezado em relação à compressão no topo do subleito. No entanto, em relação à deformação horizontal de tração na fibra inferior do revestimento asfáltico, para a faixa de cargas por eixo de 8,2 a 12 t, acréscimos de pressão de 60% (de 75 psi para 120 psi) dobram o valor do fator de equivalência de carga; Acréscimos de pressão de 20% aumentam este fator em 35%. (Sória et al, 1991). Para simplificar os cálculos, a pressão de contato tem sido considerada uniforme, igual à pressão de enchimento do pneu e agindo sobre uma área circular. Investigações teóricas e experimentais mais recentes, porém, indicam que a pressão não é uniforme e varia de acordo com as características do pneu (rigidez, carcaça, tipo de pneu e pressão recomendada). Quando se admite uma distribuição não uniforme das pressões, consta-se aumento de 100% nos fatores de equivalência de carga. Tudo se passa como se pneu trabalhasse de fato com uma pressão média 50% superior à sua pressão nominal (Sória et al., 1992, pg. 2.152). A constatação de que pressões maiores encurtam a vida do pavimento levou alguns estados norte americanos, províncias canadenses e países europeus a fixar pressões máximas. Na União Européia, prevalece o limite pressão máxima de 9 kg/m2 (cerca de 130 psi), na Itália, 8 kg/cm2 (116 psi). • Variação lateral da trajetória das rodas Na maioria dos trabalhos pertinentes ao tema, as análises executadas estão baseadas no cálculo dos danos causados por uma simples passagem de um veículo. O efeito da localização do caminho da roda sobre danos do pavimento depende da consideração de todos os veículos que passam numa pista. Se todos os veículos passam sobre o mesmo caminho, eles irão induzir danos ao longo da mesma posição lateral em cada passagem. Mas os veículos não passam sempre na mesma posição lateral. O vaguear que ocorre com um tráfego distribuído irá aumentar a vida do pavimento, distribuindo as cargas da rodas através da pista.

( )0,50,5 1

0,57 1/ 32=

−e Q

CBR p


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O grau com que os caminhões variam na posição lateral numa pista irá afetar o nível absoluto, tanto da formação de trilhas de danos como por fadiga. Em estudos referentes à análise de danos relativos foi assumido que todos os caminhões rodavam no centro da pista. Entretanto, uma previsão melhor da vida do pavimento, usando estes métodos de análise, necessitará que as variações no caminho dos pneus dos caminhões sejam modeladas, particularmente para avaliar o potencial para danos acelerados quando as rodas dos caminhões rodam próximo da borda da estrutura do pavimento. • Borda Os modelos de pavimentos flexíveis usados nos estudos consultados não permitem a investigação do desempenho dos pavimentos próximo de descontinuidades, especificamente próximo das bordas das estruturas dos pavimentos. É razoável esperar-se que os pavimentos flexíveis, a exemplo dos pavimentos rígidos, experimentam elevados esforços quando as rodas dos caminhões operam próximo das bordas. Entretanto, os pavimentos flexíveis têm uma função de influência mais estreita, portanto a sensibilidade é menor. Mas, sem dúvida, os fatores de projeto que fornecem suporte das bordas irão indubitavelmente contribuir com a durabilidade dos pavimentos flexíveis, quando sob grandes cargas. Os motoristas deveriam ser encorajados a evitar dirigir numa posição da pista que coloque os pneus nas bordas dos pavimentos, exceto quando necessário. • Rugosidade do pavimento A rugosidade da superfície de um pavimento flexível afeta diretamente a dinâmica dos caminhões que usam a estrada. Com o aumento da rugosidade, as cargas dinâmicas aumentam, aumentando a fadiga. Dentro da faixa típica de rugosidades (80 a 240 in / mi IRI), o coeficiente da carga dinâmica irá variar por um fator de 3, e o dano relativo (em ESALs) irá aumentar 20% (mais ou menos da mesma ordem de magnitude que as variações de suspensões dos caminhões). Conseqüentemente, os caminhões que são dinamicamente mais ativos, particularmente aqueles com suspensão tandem de feixe flutuante, farão maiores danos em pavimentos de baixa resistência com alta rugosidade. • Temperatura A temperatura do pavimento detém uma influência muito forte na fadiga de pavimentos flexíveis e na formação de trilhas, embora seja o gradiente de temperatura o fator mais significativo para pavimentos rígidos. Os gradientes de temperatura em pavimentos rígidos adicionam tensões não lineares nas lajes, que podem se somar a tensão causada pelo caminhão passando. Com gradientes de temperatura razoavelmente modestos, o dano de um caminhão pode tipicamente aumentar por um fator de 10. A temperatura afeta fortemente as propriedades dos pavimentos flexíveis, afetando particularmente a formação de trilhas. A formação de trilhas a partir deste mecanismo pode aumentar por um fator de 16 ou mais, com uma mudança da temperatura da superfície, de 77º F para 120º F.


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• Camadas/Pavimento As espessuras das camadas do pavimento e a resistência do sub-leito possuem uma influência muito forte sobre a fadiga e formação de trilhas. De modo geral, a variação ocorrente na espessura de um pavimento pode afetar a sua sensibilidade aos danos por um fator de 20. A espessura da camada de pavimento é o único fator comparável à carga por eixo, na magnitude de sua influência para danificar o pavimento. O problema evidentemente, tem seu equacionamento e respectiva solução através adequado dimensionamento do pavimento. • Manobras A aceleração, a frenagem e a execução de curvas fechadas podem contribuir para o aumento da deterioração dos pavimentos em virtude da redistribuição de cargas entre os eixos. Durante a aceleração há um aumento de carga nos eixos traseiros, insuficiente, no entanto, para aumentar significativamente a deterioração dos pavimentos. Já a frenagem é capaz de alterar significativamente o desempenho dos pavimentos - o mesmo efeito sendo observado com a redistribuição lateral de carga que ocorre quando um veículo contorna uma curva ou esquina. Um fator que torna a redistribuição de cargas provocada pela frenagem mais danosa aos pavimentos é que ela acarreta um aumento de carga no eixo dianteiro, equipado com rodas simples. No caso de curvas, o efeito sobre os pavimentos depende da velocidade, do raio da curva e da presença, ou não, de superelevação. Deve-se salientar que, além da redistribuição de carga, as manobras também acarretam acréscimos nos esforços tangenciais, o que contribui, ainda mais, para a deterioração de trechos de rodovias submetidos a freqüentes frenagens, acelerações e curvas (cruzamentos, entroncamentos e esquinas). As manobras de aceleração, frenagem e execução de curvas, introduzem tensões adicionais sobre a superfície do pavimento. Nas manobras de aceleração e frenagem o peso do veículo se move longitudinalmente. Nas curvas, o peso se desloca lateralmente. Assim, as manobras mudam as cargas das rodas, afetando as tensões normais sobre o pavimento. A tração dos pneus e as forças para efetuar curvas, necessárias para efetuar as manobras, impõem, também, tensões de cisalhamento adicionais sobre a superfície da estrada. Embora os pavimentos sejam, obviamente, mais afetados próximos de interseções e curvas fortes, eles oferecem evidências de que a tensão de cisalhamento pode acelerar os danos aos pavimentos. Em termos numéricos foram assumidos os seguintes valores: ▪ Aceleração: •• Baixa velocidade: Transferência de carga de 10% => Acréscimo de fadiga de

45%; •• Alta Velocidade: Transferência de carga de 3% => Acréscimo de fadiga de

10%.


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▪ Frenagem: •• Frenagem Média: Acréscimo de fadiga: 50% a 100%; •• Frenagem Forte: Acréscimo de fadiga: 500% a 1000%. ▪ Curvas: •• Transferência de Carga de 20% => Acréscimo na fadiga de 100% e na

formação de trilha de 20%. Em aclives relativamente acentuados, ante a possibilidade da ocorrência de patinamento das rodas e a necessidade de um maior peso no eixo trator para a sustentação da velocidade do veículo, tende a ocorrer um acréscimo nos danos do pavimento – acréscimo este, para cuja quantificação precisa, ainda não se dispõe de um modelo devidamente confiável. De outra parte, em função do parágrafo 8° do artigo 2° da Resolução 184/05 de 21-10-2005 ficou assegurado o direito de circulação das Combinações dos Veículos de Carga – CVC com mais de duas unidades, sete eixos e Peso Bruto Total combinado de no máximo 57 toneladas (que com a tolerância de 5,0% se eleva para valor próximo a 60t) equipados com cavalo mecânico de tração simples, dotado do 3° eixo. Tais veículos, a serem tracionados, assim, por um único sistema de eixo de 4 rodas, intitulado de tração 6x2, nas situações de aceleração do veículo e rampas conforme mencionado anteriormente vão solicitar a superfície de pavimento segundo um esforço tangencial, então concentrado, sob o pneu trator (único) desses veículos. Abordando o tema, a ANFIR se manifesta na forma que se expõe a seguir: A disposição física da transmissão da carga à superfície do pavimento é de elevado esforço tangencial nas situações de aceleração do veículo e nas rampas em aclive, cujos respectivos efeitos podem concentrar os seguintes riscos: ▪ Arrancamento dos agregados do concreto asfáltico, acarretando o inconveniente

fenômeno da desagregação; ▪ Deslocamento da camada de concreto asfáltico e da base ou da camada de

revestimentos do pavimento antigo, no caso de ter havido recapeamento de concreto asfáltico. Uma vez ocorrido o descolamento da capa da camada inferior, as condições assumidas nos dimensionamentos dos pavimentos realizados pelos métodos de abordagem mecanísticas estarão alteradas, com a conseqüente alteração do estado de tensões e deformações. O pavimento entra em rápido processo de deterioração e colapso.

▪ O elevado esforço tangencial concentrado sob o pneu trator desses veículos, tende a conduzir ao processo de formação das ondulações da camada da superfície do pavimento, ocorrendo geralmente nos segmentos em aclive das rodovias. O presente fenômeno é agravado com as temperaturas mais altas e também com a redução da velocidade dos veículos (tempo de carregamento), fazendo que o concreto asfáltico escoe por fluidez (fluência).

▪ O fenômeno do esforço tangencial faz com que as espessuras das camadas do pavimento fiquem mais esbeltas e a capacidade de suporte da estrutura do


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pavimento se reduz. Por conseqüência, o defeito produz redução da capacidade de resistência da estrutura, alterando o estado de tensões e deformações, por fim alterando as condições de superfície produzindo as deformações permanentes com o aparecimento do afundamento das trilhas de rodas que afetam sobremaneira a segurança da estrada já que o acúmulo de água nessas trilhas provoca elevadíssimos riscos de hidroplanagem, quer seja nas poças de águas formadas, quer nas corredeiras de água que ocorrem nos segmentos de aclive ou declive.

Em seqüência, após enfocar pesquisas em postos de pesagem de veículos efetivadas no Estado do Paraná e identificar a nocividade, neste particular, do caminhão 3D4 (bitren de 7 eixos, PBTC = 57000 kg) enuncia as suas conclusões na forma que se segue. - Pelas razões expostas é evidente que esse tipo de veículo, com um único eixo

trator, não pode continuar a circular. Os danos que estão causando aos pavimentos são elevadíssimos.

- É necessário que o esforço trator seja distribuído nos dois eixos, o que propiciará a redução dos esforços tangenciais, reduzindo assim os danos a estrutura do pavimento.

• Cargas Dinâmicas As cargas dinâmicas que derivam da interação da rugosidade da estrada com a dinâmica do caminhão, aumentam os danos por fadiga dos pavimentos rígidos e flexíveis. No mínimo (os melhores caminhões nas melhores estradas) a dinâmica aumenta os danos de 25% a 50% acima da estática, e no pior caso, o dano é multiplicado por um fator de quatro. Entre as propriedades relevantes dos caminhões, o comportamento dinâmico das suspensões é a mais importante e passível de modificação para controle. As suspensões a ar (tanto a simples com a tandem) parecem oferecer o desempenho dinâmico menos danoso. As suspensões com molas de lâminas (simples e tandem) são geralmente mais danosas que as suspensões a ar. As suspensões passivas otimizadas (suspensões a ar e amortecedores) reduziriam os danos nas estradas em cerca de 20% em relação àquelas de suspensões típicas com molas de lâminas. As suspensões ativas poderiam acrescentar outros 20% de benefícios. Entre as suspensões tandem, o feixe flutuante pode ser até duas vezes mais danoso que a suspensão a ar. Entretanto, as suspensões de feixe flutuante poderiam se tornar muito menos danosas com a instalação de amortecedores nos eixos. A OECD (1982) considera os efeitos dinâmicos em termos de um coeficiente de impacto (relação entre a carga dinâmica e a carga estática), função apenas da irregularidade do pavimento. Os valores típicos desse coeficiente de impacto variam entre 1,1 e 1,4. - As cargas dinâmicas aumentam com a velocidade (não linearmente) e com a

irregularidade longitudinal dos pavimentos; - As suspensões pneumáticas acarretam menores cargas dinâmicas que as

suspensões em feixe de molas;


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- A redução da rigidez do sistema de suspensão geralmente reduz os efeitos dinâmicos;

- Mais especificamente, observa-se que, para baixos níveis de rugosidade do pavimento, o sistema de suspensão menos rígido apresenta menores FECD’s. Já para maiores níveis de rugosidade, o sistema de suspensão menos rígido apresenta maiores FECD’s (Fatores de Equivalência de Cargas Dinâmicas);

- As cargas dinâmicas aumentam com a pressão dos pneus (ou seja, a pressão enrijece os pneus, prejudicando o desempenho do sistema de suspensão, do qual o pneu participa);

- Pneus radiais acarretam cargas dinâmicas levemente inferiores às dos pneus diagonais;

- As cargas dinâmicas podem resultar, nos locais críticos, em deterioração dos pavimentos 4 vezes maior do que a que seria obtida com urna carga estática, em função da repetitividade espacial das solicitações dinâmicas. Segundo o conceito de repetitividade espacial, existem pontos críticos em uma rodovia que são significativamente mais solicitados por todos os veículos.

• Configurações dos Caminhões Devido a grande variedade de caminhões, é difícil caracterizar o seu desempenho dinâmico de uma maneira sistemática. Além das múltiplas combinações de eixos, suspensões e dimensões, o comportamento dinâmico irá variar com cada distribuição da carga, com a velocidade e com o perfil do pavimento. Para a quantificação do efeito destrutivo de cada composição e posterior comparação dos danos causados pela passagem de veículos com configurações distintas de eixos, foi definido o Fator de Destruição (FD), igual à soma dos Fatores de Equivalência de Cargas (FEC) de todos os eixos do veículo dividida pela lotação (L): No trabalho foram, para tanto, considerados Fatores de Equivalência de Cargas dos métodos de dimensionamento do DNER e da AASHTO sendo utilizados, para efeito de simplificação, apenas os pesos legais estabelecidos pelo CONTRAN. Os valores de lotação de cada uma das configurações foram obtidos de catálogos de fabricantes de carrocerias, admitindo-se sempre o transporte de granel sólido de alta densidade (soja, por exemplo).


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Com base em tal procedimento, foi obtida a classificação a seguir: A principal conclusão obtida foi que, independentemente do método de cálculo dos Fatores de Equivalência de Cargas (AASHTO ou DNER), as composições de veículos de carga (CVC) ocupam posições intermediárias na classificação segundo o Fator de Destruição e, portanto, não são piores nem melhores que as convencionais sob o ponto de vista da deterioração dos pavimentos.

VEÍCULOS QUE TRAFEGAM COM PERMISSÃO ESPECIAL NAS RODOVIAS BRASILEIRAS

CLASSIFICAÇÃO SEGUNDO FATOR DE DESTRUIÇÃO:

AASHTO DNER


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• Outros Aspectos Ao longo do estudo, a avaliação fadiga-dano foi focada nas tensões e esforços na base da camada superior do pavimento. Esta localização foi escolhida devido à sua aceitação como sendo a principal região dos danos, em que pese o fato de que a falha neste local seja bem apoiada pelas evidências das observações de campo. Embora não haja evidências de que a base da camada seja local pouco apropriado para avaliar os danos, um método mais detalhado seria pesquisar a estrutura do pavimento para assegurar que modos alternativos de falhas não estavam sendo gerados sob cada uma das condições analisadas. Sem dúvida, isto aponta para a necessidade de maiores estudos dos danos por fadiga nos pavimentos flexíveis e rígidos, com a finalidade de estabelecer melhor os modos de falhas de observações de campo e para relacionar os modos de falhas com os modelos utilizados. Considerações adicionais estão apresentadas em 3.3.9-D.

3.3.6 – Efeitos de variações de fatores intervenientes: enfocando a questão do aumento das cargas por eixo dos veículos e de respectivas pressões de inflação dos pneus. A avaliação pertinente em termos das correspondentes modalidades de deformações e respectivos mecanismos de deterioração, foi desenvolvida segundo duas vertentes, a saber: - Avaliação dos Fatores de Equivalência de Cargas I assim designados, os

vinculados à tensão de compressão ocorrente na interface “pavimento / subleito” – esforço este que tende a provocar a deformação permanente nas trilhas das rodas;

- Avaliação dos Fatores de Equivalência de Cargas II – assim designados, os vinculados a tensão de tração horizontal ocorrente na interface “revestimento-base” – esforço este que tende a promover o aparecimento e a evolução das trincas de fadiga do revestimento betuminoso.

• Avaliação dos Fatores de Equivalência de Cargas I Os trabalhos desenvolvidos estão fundamentados em pesquisa efetivada pelo Engenheiro Armando Martins Pereira realizada no entorno do ano de 1980 e cujo produto final, constituindo o Boletim Técnico n° 11 da Associação Brasileira de Pavimentação, intitulado “Análise Crítica dos Fatores de Equivalência Adotados pelo DNER e sua Adequação às Rodovias de Tráfego Pesado”. A referida pesquisa do Engenheiro Armando Martins Pereira, além de envolver judiciosa análise interpretativa de toda a metodologia pertinente desenvolvida pelo USACE incorporou, ainda, os resultados do levantamento de tráfego desenvolvido em trecho da Rodovia BR-277/PR. Entre outros tópicos e proposições, esta pesquisa institui, para efeito de cálculo dos Fatores de Carga dos Veículos no caso brasileiro, considerando o modelo conceitual e os parâmetros pertinentes à metodologia da USACE, 4 procedimentos distintos e registrou, como o mais adequado o 4°


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procedimento – procedimento este cuja formulação básica está focalizada em 3.3.9- A.9. • Procedimentos específicos adotados Para efeito de tal avaliação com base na mencionada formulação básica foram efetivadas simulações, considerando-se o eixo simples de roda dupla e admitindo-se variações da carga de eixo na faixa de 8.000 kgf a 15.000 kg (eixo simples de roda dupla) e da pressão de inflação dos pneus na faixa de 5,34 kgf/cm2 a 8,20 kgf/cm2. A metodologia pertinente, definida no trabalho do Eng° Armando Martins Pereira devidamente ilustrada no fluxograma seguinte foi, então, adotada – considerando os valores de carga por eixo e, de pressão de pneus da mencionada simulação. Os resultados obtidos estão registrados na tabela a seguir. • Resultados Finais Alcançados Os valores finais alcançados estão registrados nas tabelas e nos gráficos seguintes. Em seqüência, para caracterizar numericamente os efeitos, foi determinado o Fator de Equivalência de Cargas referida a Cobertura, relativamente a cada uma dos eixos considerados.

Tabela 3.3.6.1 - Avaliação dos Fatores de Cargas I dos Veículos

Fatores de Equivalência de Cargas, referidos a Coberturas Fatores vinculados à metodologia do USACE - 4º Procedimento do Engº. Armando

(eixo padrão: 8,165 t e pressão de inflação 5,41 k/cm²)

Pressão de de Inflação dos pneus (k/cm²)

Carga Incidentes no Eixo WSRD

(kgf)

5,34 5,41 5,98 6,54 7,10 7,73 8,30

8000 0,834778613 0,845993 0,931297 1,005687197 1,072040516 1,138469492 1,19215158

8165 0,986877955 1 1,09976 1,186679791 1,264154113 1,341667974 1,404274207

9000 2,142555132 2,169681 2,375371 2,553861521 2,712430829 2,870619314 2,998066684

10000 4,755968629 4,813074 5,244927 5,618115125 5,948527157 6,277158858 6,541248988

11000 9,444457853 9,552551 10,36811 11,07035703 11,69029413 12,30530237 12,79843728

12000 17,18104913 17,36927 18,78655 20,00310435 21,07432991 22,13465013 22,98321739

13000 29,1291759 29,43571 31,73975 33,71202153 35,44478412 37,15650528 38,52406078

14000 46,62081939 47,09348 50,64066 53,66958161 56,3253548 58,94424245 61,0334037

15000 71,12949844 71,82607 77,0462 81,49381024 85,38647807 89,21898807 92,27213946


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Os resultados obtidos, no que se refere aos Eixos Simples de Roda Dupla – Eixo WSRD estão apresentados a seguir, na forma de tabela e gráfico.

Tabela 3.3.6.2 - Avaliação dos Fatores de Cargas I dos Veículos

Fatores de Equivalência de Cargas, referidos a Coberturas Fatores vinculados à metodologia do USACE - 4º Procedimento do Engº. Armando

(eixo referencial: 10000 kgf e pressão de inflação: 5,41 k/cm²)

Pressão de Inflação dos pneus (k/cm²)


(kgf)

5,34 5,41 5,98 6,54 7,10 7,73 8,30

8000 0,173 0,176 0,193 0,209 0,223 0,237 0,248

8165 0,205 0,208 0,228 0,247 0,263 0,279 0,292

9000 0,445 0,451 0,494 0,531 0,564 0,596 0,623

10000 0,988 1,000 1,090 1,167 1,236 1,304 1,359

11000 1,962 1,985 2,154 2,300 2,429 2,557 2,659

12000 3,570 3,609 3,903 4,156 4,379 4,599 4,775

13000 6,052 6,116 6,594 7,004 7,364 7,720 8,004

14000 9,686 9,784 10,521 11,151 11,703 12,247 12,681

15000 14,778 14,923 16,008 16,932 17,741 18,537 19,171

Fatores de Equivalência de Cargas - FEC (eixo referencial 10.000 kgf) Coberturas

vinculados ao USACE

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

8000 8165 9000 1000 1100 1200 1300 1400 1500

Pressão de de Inflação dos pneus (k/cm²) 5,41 5,98 6,54 7,10 7,73 8,30

FEC

Carga por eixo

Nota: Os detalhamentos de cálculo constam de 3.3.9-E.1.


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Figura 3.3.6.1 – Fluxograma para avaliação dos Fatores de Equivalência de Carga I


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• Avaliação dos Fatores de Equivalência de Cargas II Os trabalhos desenvolvidos envolveram a aplicação conjugada do Programa ELSYM 5 – enfocado de forma sumária em 3.3.9-A, com a intitulada Lei da 4ª potência, a qual estabelece relação entre a carga por eixo e os respectivos danos causados ao pavimento. • Procedimentos Específicos Adotados Na forma dos procedimentos mencionados, foram efetivadas simulações relativamente aos valores de carga por eixo e de pressão de inflação de pneus. Como dados de entrada, em termos de carregamento foram assumidos para as cargas e as pressões de inflação dos pneus, os valores simulados a saber:

- Carga por eixo, variando na faixa de 8.000 kgf a 15.000 kgf - Pressão de inflação dos pneus, variando na faixa de 5,41 kgf/cm2 a 8,45

kgf/cm2. No tocante à estrutura de pavimento foram assumidos os seguintes valores

Tabela 3.3.6.3 – Dados de entrada para o programa ELSYN -5

Camada Pavimento Módulo

Elasticidade Coeficiente De Poisson

Espessura da camada (cm)

Revestimento 7.000 0,30 12,50 Base 2.500 0,40 15,00

Sub-base 1.200 0,40 11,00 Sub-leito 700 0,40 320,00

Camada Rígida 900.00 0,10 Semi-infinita

Com base nestes dados de entrada e para a finalidade específica do trabalho foram determinados os esforços de tração e a deformação horizontal de tração ocorrente na interface revestimento-base (profundidade de 12,00 cm) para cada uma das várias combinações de pares de valores carga x pressão simulados. Os valores alcançados estão registrados na tabela 3.3.6.4 a seguir:

Tabela 3.3.6.4 - Avaliação dos Fatores de Equivalência de Cargas II

por eixo por roda 5,41 5,63 6,19 6,75 7,31 7,89 8,458,20 2,05 0,3005 0,3020 0,3054 0,3082 0,3105 0,3126 0,3143

10,00 2,50 0,3555 0,3579 0,3632 0,3675 0,3711 0,3742 0,376811,00 2,75 0,3842 0,3872 0,3937 0,3990 0,4043 0,4073 0,410512,00 3,00 0,4116 0,4151 0,4230 0,4294 0,4348 0,4395 0,443313,00 3,25 0,4375 0,4418 0,4511 0,4588 0,4652 0,4708 0,475414,00 3,50 0,4621 0,4671 0,4780 0,4871 0,4946 0,5012 0,506615,00 3,75 0,4854 0,4911 0,5038 0,5142 0,5230 0,5306 0,5369

Cargas (toneladas) Pressão de Inflação/pneus (kg/cm2)

Deformação de Tração, na face inferior do revestimento betuminoso (em 10-3 cm/cm)


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Em seqüência foram obtidas os valores referentes a cada FEC, através de expressões:

4,32( )i

P

dFEC

d=

Onde: di – deformação referente a cada par de valores de carga e de pressão simulados. dP – deformação referente à condição da cargas e de pressão referentes ao Eixo-padrão. Os valores finais alcançados estão registrados nas tabelas 3.3.6.5 e 3.3.6.6 e gráfico que se seguem.


por eixo por roda 5,41 5,63 6,19 6,75 7,31 7,89 8,458,20 2,05 0,8452883 0,8495077 0,8590717 0,866948 0,8734177 0,8793249 0,884107

10,00 2,50 1 1,0067511 1,0216596 1,0337553 1,0438819 1,052602 1,05991611,00 2,75 1,0807314 1,0891702 1,1074543 1,1223629 1,1372714 1,1457103 1,15471212,00 3,00 1,1578059 1,1676512 1,1898734 1,2078762 1,2230661 1,2362869 1,24697613,00 3,25 1,230661 1,2427567 1,268917 1,2905767 1,3085795 1,3243319 1,33727114,00 3,50 1,2998594 1,3139241 1,3445851 1,3701828 1,3912799 1,4098453 1,42503515,00 3,75 1,3654008 1,3814346 1,4171589 1,4464135 1,4711674 1,4925457 1,510267


Tabela intermediária


por eixo por roda 5,41 5,63 6,19 6,75 7,31 7,89 8,458,20 2,05 0,4837946 0,494314 0,5188086 0,539672 0,5572872 0,5737534 0,587355

10,00 2,50 1 1,0294931 1,0969907 1,1542095 1,203854 1,2479042 1,28579611,00 2,75 1,3984943 1,4462841 1,5541306 1,6465534 1,7431432 1,7997126 1,86159712,00 3,00 1,8832435 1,9534069 2,1191578 2,2611893 2,3866223 2,5000878 2,59481913,00 3,25 2,4513093 2,5571016 2,7978957 3,0101354 3,1957768 3,3653202 3,50968814,00 3,50 3,1047904 3,2525466 3,5933657 3,8983715 4,164383 4,4098183 4,61877215,00 3,75 3,8399354 4,0385645 4,5094977 4,925649 5,300297 5,6411469 5,936253

Fatores de Equivalência de Cargas (eixo referencial: 10.000 kgf) (Fatores vinculados à fadiga do revestimento betuminoso)

Pressão de Inflação/pneus (kg/cm2)Cargas (toneladas)

Fatores de Equivalência de Cargas - FEC (eixoreferencial 10.000 kgf) (Fatores vinculados à fadiga do revestimento betuminoso)

0

1

2

3

4

5

6

7

8,20 10,00 11,00 12,00 13,00 14,00 15,00

Pressão de Inflação/pneus (kg/cm2) 5,41 5,63 6,19 6,75 7,31 7,89 8,45

FEC

t


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Nota: Nos procedimentos adotados, especificamente no que se refere à aplicação do “Programa Elsym5”, foi considerada a deformação horizontal de tração obtida estritamente para a interface revestimento – base. Nota: Os detalhamentos de cálculo constam em 3.3.9-E.2. 3.3.7 - Avaliação Final

• Análise dos Fatores Intervenientes O Projeto do Pavimento O método de dimensionamento dos pavimentos flexíveis (revestimento asfáltico sobre camadas granulares) e semi-rígidos (bases cimentadas) do DNIT foi elaborado pelo Engenheiro Murillo Lopes de Souza no início da década de 60. Baseou-se na adaptação, para rodovias, do Método da USACE, originalmente destinado a pavimentos de aeroportos e que utiliza o ensaio de CBR, feito por Tornbull e outros. O método do DNIT considera também o conceito de coeficiente de equivalência estrutural, estabelecido na pista experimental da AASHTO. Presentemente, fundamentados na conceituação de análise mecanística vem sendo aplicada, de forma conjugada com o método do Eng° Murillo, vários procedimentos e/ou métodos mecanístico empíricos. Tais métodos mecanístico empíricos oferecem a possibilidade, ainda não explorada no país, mas já presente no método AASHTO (2002), por exemplo, de considerar o acúmulo de defeitos causado por todo o espectro de cargas distribuídas ao longo do dia e das estações do ano, para condições variáveis de respostas de pavimento e evitando, assim, as simplificações assumidas quando se utiliza o Número N. Assim é que o novo método da AASHTO (2002) considera as cargas de tráfego em termos do espectro de carga para cada tipo de configuração de eixos. O espectro completo para veículos com eixo simples, tandem, triplo e quádruplo são, então, considerados, praticamente abandonando-se o conceito de carga de eixo simples equivalente (Equivalente Single Axle Load – ESAL). Como exemplo, há 39 faixas de carga para eixo simples. Apenas em alguns casos, na análise de pavimentos rígidos, o sistema converte automaticamente o espectro de carga em ESAL para permitir a utilização de modelos matemáticos que ainda fazem uso desse parâmetro. As principais características de tráfego consideradas são as seguintes:

� O tráfego anual é definido para quatro tipos de configurações de eixos (simples, tandem, triplo e quádruplo) divididos por faixa de carga que constituem o espectro de carga.

� O usuário define a pressão dos pneus e a velocidade média dos veículos na seção de estrada, sendo esta considerada na estimativa do módulo dinâmico das misturas asfálticas.

� Permite definir um fator de distribuição lateral dos caminhões através de uma abordagem totalmente mecanística.


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� Considera uma taxa de crescimento anual do tráfego estabelecida pelo usuário.

� Possibilita a avaliação isolada de uma configuração de rodas especial definida pelo usuário.

Relativamente às deteriorações do pavimento, cumpre destacar a formação/evolução de “trilhas de rodas” e de trincamentos/fissuramentos. No tocante à formação de trilhas, esta se manifesta tanto como uma depressão geral no caminho das rodas, ou distintas marcas de pneus duplos na camada de desgaste. A formação de trilhas, na forma de uma depressão geral ao longo do caminho das rodas, é o resultado da compactação e do fluxo plástico de uma ou mais camadas do pavimento. A análise sugere que a quantidade de formação de trilhas é proporcional ao peso total de todos os caminhões usando a estrada. Este fator é determinado pela quantidade de carga que deve ser transportada e, portanto, não pode ser controlada pela projetista da estrada. Não existe uma razão técnica através da qual se possa admitir que os pneus radiais, que são usados cada vez mais nos veículos modernos possam contribuir na formação de trilhas de pneus duplos, devido a sua habilidade única de seguir dentro da depressão da trilha das rodas. Não existe evidência que possa sugerir que o controle sobre as propriedades dos caminhões (tais como peso bruto, carga por eixo, ou pressão dos pneus) possa trazer modificações significativas na experiência de formação de trilhas. Consequentemente, este problema de formação de trilhas somente poderá ser aliviado pelo desenvolvimento de misturas asfálticas que sejam mais resistentes à formação de trilhas. Além disso, é sabido que a compactação das camadas inferiores é mitigada em certa extensão, por camadas sobrepostas mais espessas, conjugadas com a excelência do processo construtivo. O aparecimento e evolução dos danos por fadiga – danos estes que são determinados primariamente pelas cargas dos eixos individuais, se constituem, presentemente, no maior problema de desempenho de pavimentos flexíveis no Brasil. Portanto, os presentes métodos de projeto, baseados em cargas por eixos são adequados, embora eles não considerem diretamente as cargas dinâmicas. Releva observar que a engenharia rodoviária dispõe de recursos técnicos e de métodos para influenciar e controlar as cargas dinâmicas, pela especificação dos critérios de aceitação para rugosidade nas construções novas, e o nível de rugosidade da estrada para a qual a manutenção é garantida nos pavimentos existentes. Os danos aumentam em cerca de 50%, em estradas de alta rugosidade (IRI>4/5), em comparação com estradas de baixa rugosidade (IRI<2). As práticas de gerenciamento que enfatizam um tráfego suave e confortável para satisfazer o público que dirige, também promovem a longevidade das estruturas dos pavimentos. Os estudos não contemplam adequadamente, maiores investigações quanto ao desempenho dos pavimentos próximo de descontinuidades, especificamente próximo das bordas das estruturas dos pavimentos, sendo razoável esperar-se que os pavimentos flexíveis experimentem elevados esforços quando as rodas dos caminhões operam próximo das bordas. Evidentemente os fatores de projeto que


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fornecerem suporte das bordas irão indubitavelmente contribuir para a durabilidade dos pavimentos flexíveis, quando sob grandes cargas de caminhões. A Regulamentação Vigente A Lei n° 8.408 de 13/11/1964, do Estado de São Paulo, conhecida como “Lei da Balança” instituiu os limites de pesos dos eixos. Posteriormente, o valor de 5tf do eixo simples de rodas simples passou a 6tf, como é hoje. Em outros países o peso máximo do eixo simples de rodas duplas varia de 8tf a 13tf. Em consonância com tal dispositivo legal, os pesos máximos por eixo e o peso bruto (tara mais carga) dos veículos automotores admitidos nas rodovias brasileiras são:

• eixo simples, rodas simples.................. 6,0tf. • eixo simples, rodas duplas................... 10,0tf. • eixo duplo (tandem), rodas duplas....... 17,0tf. • eixo triplo (tandem), rodas duplas........ 25,5tf. • peso bruto do veículo........................... 45,0tf.

Os eixos em tandem formam um conjunto solidário com um feixe de molas único. Para isto, o espaçamento de centro a centro das rodas deve ficar entre 1,20m e 2,40m. A menor distância está limitada pelo diâmetro das rodas dos eixos em tandem e a maior pelo funcionamento solidário com um feixe de molas. Os eixos isolados distam de mais de 2,4m dos outros eixos. A Lei n° 7.408 de 25/11/1985 estabeleceu a tolerância de 5% nos valores dos pesos de eixos e peso bruto do veículo. Nos postos de pesagem faz-se o remanejamento das cargas para atender as prescrições legais. Atualmente, considera-se a tolerância máxima de 7,5%, sobre o peso bruto total (PBT) do veículo. A “Lei da Balança” foi regulamentada pelo Código de Trânsito Brasileiro, Lei n° 9.403, de 23/09/1997. Resoluções posteriores do CONTRAN – Conselho Nacional de Trânsito – tratam de peso e dimensões dos veículos, combinações de veículos de carga, e circulação. No sentido de se identificar tópicos, cuja competente análise poderia vir a recomendar, com vistas à redução de danos às estradas a introdução de modificações em tais diplomas regulamentadores cumpre alinhar o seguinte:

Cargas no Eixo de Direção Por necessidade funcional, os eixos dianteiros de direção dos caminhões usam configurações de pneus simples. Embora sejam permitidas cargas de até 20.000 libras, a maioria dos caminhões opera com cerca de 12.000 lb. Os pneus fabricados para aceitar estas cargas (o tamanho 11R22.5) criam elevados estresses nas estruturas dos pavimentos. Os pneus do eixo de direção produzem maiores danos de fadiga em pavimentos flexíveis que uma carga de 20.000 lb. num eixo com pneus duplos. Para manter os danos dentro dos mesmos limites tolerados para um eixo de 20.000 lb., as cargas do eixo de direção com estes pneus deveriam ser reduzidos


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para uma faixa de 10.000 lb. a 11.000 lb. Os danos às estradas derivados de veículos operando atualmente com um limite de peso bruto de 80.000 lb. de peso bruto, seriam diminuídos de cerca de 10%, ao modificar as leis de uso das estradas, para favorecer uma distribuição de carga de 10.000 lb. no eixo da direção, com permissão para 35.000 lb. nos tandens. Pneus simples de base larga, na faixa de tamanhos entre 15R22.5 até 18R22.5, são usados nos eixos dianteiros de direção que precisem carregar mais que 14.000 lb. Em que pese o seu tamanho maior, estes pneus produzem muitos danos aos pavimentos flexíveis, quando operados nas suas cargas aprovadas, devido às elevadas tensões criadas. Com a finalidade de manter os danos nos mesmos níveis aos que são atualmente tolerados para eixos de 20.000 lb., seria necessário proceder adequada limitação de carga. Muitos estados da América do Norte tentam controlar os danos às estradas especificando a carga máxima por unidade de largura da banda do pneu. O eixo de 20.000 lb. de pneus duplos corresponde a aproximadamente 625 libras de carga por polegada de largura da banda (450 lb/in baseado na largura da seção do pneu). Em pneus simples de base larga, cargas até 650 lb/in de largura de banda (488 lb/in baseado na largura da seção do pneu) podem ser toleradas sem aumentar os esforços acima daqueles experimentados com o eixo de 20.000 lb.

Cargas nos Eixos Traseiros As atuais leis de uso das estradas toleram até 20.000 lb., num eixo traseiro simples. Embora a maioria dos caminhões use o arranjo de pneus duplos em tais eixos, os pneus simples de base larga são permitidos. Conforme mencionado anteriormente, isto cria um dano extra aos pavimentos flexíveis. Com a finalidade de limitar os danos àqueles característicos dos eixos de pneus duplos, os eixos traseiros com pneus simples de base larga deveriam ser limitados na deveriam ser objeto de adequada limitação de carga, a exemplo do mencionado para o eixo de direção.

Velocidade dos Caminhões A velocidade operacional dos caminhões tem influência pequena e variável na quantidade de danos impostos aos pavimentos. Geralmente, velocidades mais altas são levemente mais danosas aos pavimentos rígidos, e levemente menos danosas para os pavimentos flexíveis. Pode-se concluir que, em pavimentos em boas condições, não existe lógica em limitar a velocidade dos caminhões devido ao desgaste dos pavimentos. Somente quando a estrada tenha sofrido substancial deterioração, produzindo forte rugosidade, a limitação de velocidade teria algum benefício significativo para reduzir o desgaste da estrada.

Configurações dos Caminhões Reconhecendo que uma das funções essenciais do sistema de estradas é a de prover rotas para o transporte principalmente dos bens industriais da nação, as configurações de caminhões maiores e mais pesados parecem ser mais desejáveis. Da perspectiva da eficiência do transporte, as combinações de múltiplos veículos


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grandes, com baixas cargas por eixo, produzem menos desgaste por tonelada-quilômetro transportada. Entre as configurações de veículos então examinadas, o caminhão tipo Turner e combinações semelhantes, produzem menos danos às estradas. Eixos múltiplos com cargas mais leves reduzem a fadiga, tanto em pavimentos rígidos como nos flexíveis. Embora seja o peso bruto que mais determine a formação de trilhas nos pavimentos flexíveis, as combinações maiores são, sem dúvida, menos danosas numa base de toneladas por quilômetro, devido a proporção mais alta na relação dos pesos carga-tara nestas combinações.

Pressões dos Pneus Tem havido considerável preocupação de que as elevadas pressões dos pneus dos caminhões pesados possam estar contribuindo com os danos às estradas. A pressão dos pneus tem pouco efeito na fadiga de pavimentos rígidos, mas um grande efeito nos pavimentos flexíveis. Um aumento de 20 psi na pressão pode aumentar o dano por fadiga, nos pavimentos flexíveis, em 200 a 300%. As leis de uso das estradas deveriam ser modificadas para limitar as pressões recomendadas (marcadas nas laterais dos pneus) dos pneus dos caminhões, mais uma folga de 15 psi para o aumento da pressão devida ao calor. Incluir-se a verificação da pressão dos pneus nas atividades de conferência de peso, seria um meio rápido e efetivo para reduzir os danos às estradas que são atribuídas a esta causa.

Limitação de Peso A limitação de peso ordinariamente implementada de forma rotineira, por meio de balanças, ao lado da estrada, deve ser conjugada as inspeções de caminhões, por agentes encarregados do controle de veículos automotores. As práticas variam entre as diversas organizações que executam a pesagem. A igualdade entre eixos tandem é essencial para minimizar os danos às estradas, mas não é usualmente monitorada. A igualdade de carga entre os eixos tandem é essencial para minimizar os danos das estradas, mas não é usualmente monitorada. Os danos aumentam numa taxa acelerada, quando as disparidades de carga excedem 10% (cargas em eixos individuais 10% maior que a média). O monitoramento de rotina da distribuição da carga no tandem deveria ser considerado, durante as atividades de controle do limite de carga, para determinar o significado deste fator como uma causa do desgaste da estrada. Caso seja apropriado, as cargas em cada um dos eixos do tandem deveriam ser regulamentadas. A Operação dos Caminhões Os operadores de caminhões possuem interesse na manutenção das estradas, que são a fonte de seu sustento, para que se mantenham em boas condições. Os operadores e seus motoristas podem tomar uma série de medidas para minimizar os danos às estradas, conforme descrito a seguir: a. Sempre que possível, os caminhões deveriam ser carregados para atingir a

uniformidade das cargas entre os eixos traseiros. Por exemplo, num cavalo trailer


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de 3 eixos, os danos às estradas podem ser minimizados, distribuindo a carga no trailer de maneira a atingir cargas comparáveis no eixo tandem traseiro do cavalo e no tandem do trailer;

b. Em combinações de caminhões onde a carga é distribuída entre um eixo simples e um conjunto tandem, a carga deveria ser posicionada para manter a carga num eixo simples que não seja maior que a carga em cada um dos eixos tandem;

c. As cargas no eixo da direção devem ser mantidas no mínimo possível, com a devida consideração para com a segurança e com a estabilidade. As cargas dos eixos de direção que excedem 65 lb. por polegada de banda do pneu, são mais danosas que os eixos traseiros com cargas maiores;

d. As pressões de pneus muito altas podem produzir muitos danos aos pavimentos flexíveis. Um aumento de 20 psi pode dobrar ou triplicar os danos por fadiga, em função do trincamento da camada de revestimento betuminoso que causam rachaduras. Os motoristas e o pessoal de serviço deveriam ser obrigados a não exceder as especificações de pressão impressas na lateral dos pneus;

e. Os motoristas deveriam ser encorajados a evitar dirigir numa posição da pista que coloque os pneus nas bordas dos pavimentos, exceto quando absolutamente necessário;

f. Os pneus simples de base larga produzem mais danos que pneus duplos com cargas igualmente distribuídas. Assim sendo, as configurações de eixos com pneus duplos, são preferíveis ao uso de pneus simples de base larga, nos eixos trapeiros;

g. O amortecimento insuficiente nos sistemas de suspensão pode trazer danos adicionais às estradas, bem como, às suspensões e ao desgaste dos pneus. Os amortecedores devem ser mantidos em boas condições de uso;

h. As suspensões de feixe flutuante são particularmente danosas para as estradas, devido a ausência de amortecedores. Caso seja especificada uma suspensão flutuante, devem ser exigidos amortecedores nos eixos.

O Projeto dos Caminhões Vários aspectos dos projetos de caminhões e de pneus podem ser identificados como áreas onde a introdução de melhoramentos poderia ser cogitado e efetivado com vistas à redução dos danos às estradas. Entre tais aspectos cabe considerar: a. A distribuição por igual das cargas sobre os eixos tandem reduz os danos às

estradas. Os projetistas poderiam tentar atingir uma diferença não maior que 5% de diferença nas cargas entre tandens. Esta meta deveria ser avaliada, não somente sob condições ideais, mas também sob a influência dos torques de acelerar e freiar, e sob condições variáveis de carga. Os projetistas deveriam fazer um esforço para manter uma boa distribuição da carga, mesmo quando a estrutura não está nivelada adotando-se, para tanto, adequadas variações no ângulo de inclinação da estrutura do caminhão podem mudar a igualdade das cargas em algumas suspensões tandem;

b. Os danos nas estradas podem ser reduzidos com o desenvolvimento de suspensões com um melhor desempenho dinâmico. As suspensões a ar podem atingir desempenhos comparáveis à melhor suspensão passiva, dando atenção à


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seleção do nível de amortecimento dos choques. O uso destas suspensões, em vez das suspensões com molas de folhas tem o potencial de reduzir os danos das estradas em cerca de 20%. As suspensões ativas poderiam potencialmente acrescentar outros 20% de melhoria. A suspensão de feixe flutuante de tandem gera cargas dinâmicas que danificam desnecessariamente as estradas, devido ao fraco amortecimento no seu modo de vibração “pulo do tandem”. Este modo de vibração pode ser facilmente reduzido, pela instalação de amortecedores entre os eixos e a estrutura do caminhão. Os fabricantes e usuários de caminhões que tem preocupação com os danos das estradas devem especificar amortecedores nas suspensões de feixe flutuante;

c. As vibrações / trepidações sucessivas, que degradam o conforto e a suavidade da viagem e aumentam os danos à carga, também contribuem para os danos às estradas. Os fabricantes de caminhões deveriam ser encorajados a continuar o desenvolvimento de caminhões que apresentem uma viagem confortável. O uso de suspensões a ar é um dos meios mais efetivos para melhorar o comportamento dinâmico, com benefícios de produzir menos danos nas estradas;

d. Os pneus com bandas mais largas são geralmente menos danosos para as estradas. Os fabricantes de pneus que desenvolvem novos perfis de pneus para caminhões deveriam obter maior largura de banda com a finalidade de baixar as cargas para 650 lb. por polegada de largura de pneu. Especialmente no caso dos pneus do eixo de direção do caminhão, aumentado a largura da banda de rodagem, que é muito importante, porque os pneus do eixo de direção operam consistentemente com cargas elevadas em configurações de pneus simples.

• O Impacto das CVC sobre o Pavimento Dos trabalhos pesquisados Dos 4 documentos pesquisados, os trabalhos “INVESTIGAÇÃO DOS EFEITOS DAS SOLICITAÇÕES DE TRÁFEGO SOBRE O DESEMPENHO DE PAVIMENTOS, DE JOSÉ LEOMAR FERNANDES e “EFFECTS OFF HEAVY YEHICLE CHARACTERISTCS REPONSE AND PERFORMANCE”, DE GILLESPIE ET AL., em seus pronunciamentos conclusivos assumem que as CVC apresentam vantagens comparativas que se refletem nos custos de operação e nos custos totais de transporte.

O documento “AÇÃO DAS CARGAS RODOVIÁRIAS SOBRE O PAVIMENTO”, DE AUTORIA DO ENGENHEIRO JOÃO ALBANO, em seus estudos concluiu que, a operação das CVC acarreta um acréscimo de ordem de 1% sobre a formação de danos no pavimento, em relação aos veículos convencionais. Do presente trabalho

Sob a metodologia oficial do DNIT, no que respeita ao dimensionamento do pavimento e, também em termos práticos, a alternativa de utilização das CVC se equivale à utilização dos veículos convencionais, não havendo diferença significativa entre os respectivos valores assumidos pelo número N (do USACE).


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Da mesma maneira, em termos de custos totais de transporte, o aumento da participação das CVC tende a reduzir, de ordem significativa o “Custo Total de Transporte”. Releva observar que o menor número de viagens como decorrência de utilização de CVC se constitui em vantagem comparativa destas composições. Da outra parte, há uma relativa prevalência, por parte dos veículos convencionais em relação às CVC, no que diz respeito à utilização dos eixos tandem triplos - aspecto este que tende a compensar a vantagem das CVC, anteriormente mencionada. Da mesma maneira, no que diz respeito aos preceitos preconizados pela Análise Mecanística, as alternativas também se equivalem - cumprindo observar que, neste caso, é adotado o número N da AASTHO - aspecto este que tende a favorecer as CVC. A tabela apresentada adiante, elaborada com base nas considerações já formuladas ilustra a análise comparativa “Configuração dos Veículos x Fatores Intervenientes” - através da qual pode se inferir, de início, ligeira vantagem para as CVC.


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Tabela 3.3.7.1 - ANÁLISE COMPARATIVA DOS EFEITOS DAS VARIAÇÕES DOS VALORES DE QUESITOS OU FATORES INTERFERENTES SOBRE AS DIFERENTES CONFIGURAÇÕES DE VEÍCULOS

QUESITOS OU FATORES EQUIVALÊNCIA ABSOLUTA

VANTAGENS DAS CVC VANTAGENS DOS VEÍCULOS

CONVENCIONAIS

4.1 – Carga por eixo *

4.2 – Peso Bruto Total * (Menor Número de Eixos de Direção)

4.3 – Espaçamento entre Eixos

* (Menor Velocidade de Operação: Menor Possibilidade de Superposição Cargas/Eixo)

4.4 – Distribuição de Carga * (Em razão de 4.13: Aceleração x Frenagem)

4.5 – Velocidade de Operação

** (Rugosidade Alta + Velocidade de Operação Menor) * (Rugosidade Baixa + Velocidade de

Operação Maior) 4.6 – Suspensões *

4.7 – Pressão de Inflação dos Pneus

*

4.8 – Rugosidade do Pavimento

* (Rugosidade Alta + Velocidade de Operação Menor) * (Rugosidade Baixa + Velocidade de

Operação Maior) 4.9 – Temperatura do Pavimento

*

4.10 – Camadas do Pavimento

*

4.11 – Variação Lateral da Trajetória da Roda

** (Tendência à “Canalização do Tráfego”, pelas CVC)

4.12 – Borda do Pavimento ** (Subitens 4.5 e 4.11)

4.13 – Manobras Aceleração Frenagem Curvas

** (Menor Velocidade de Operação, das CVC) ** (Menor Velocidade de Operação, das CVC)

** (Menor Velocidade de Operação, das CVC)/Tração das CVC.

4.14 – Cargas Dinâmicas Análise bastante complexa, sendo os resultados função da interação, principalmente, entre 4.5, 4.6 e 4.8 e devendo considerar, ainda, 4.11, 4.12 e 4.13.

4.15 – Configurações dos Caminhões

* Equivalência relativa indicando, alternativamente, vantagens, sempre não significativas para uma ou outra situação em função da composição frota convencional a ser deslocada pelas CVC.

Nota – O (*) indica o atributo ocorrente. (**) Maior nível de vantagem

Instituto de Pesquisas Rodoviárias

Estudo dos Impactos do Bitrem nas Rodovias Federais Brasileiras

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3.3.8. Conclusões O texto pertinente consta no item 4.2, do Capítulo 4 – Conclusões e Proposições de Medidas a serem Adotadas. 3.3.9 - Complementações teóricas Apresentam-se a seguir diversas complementações teóricas sobre o apresentado neste item 3.3 – Impactos das CVC sobre o pavimento. Estas complementações justificam diversas afirmações efetuadas no texto que, por não afetarem diretamente a lógica da apresentação efetuada e serem de interesse técnico mais restrito, foram agregadas neste sub-item.



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3.3.9-A - Definições e princípios básicos



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3.3.9-A.1 - Preliminares Sabidamente quando um eixo carregado se move ao longo de um pavimento ele deflete o pavimento para baixo, criando uma bacia de deflexão, conforme ilustrado na Figura. A deflexão cria estresses e distensões de curta duração que tendem a causar fadiga na estrutura do pavimento e, no caso de material plástico, a adicionar / incrementar a deformação permanente (trilhas).

De fato, as ações das cargas de tráfego sobre os pavimentos provocam danos ou deformações de dois tipos: permanentes e recuperáveis. As deformações permanentes são aquelas que permanecem mesmo após cessar o efeito da atuação da carga, ou seja, têm caráter residual. São exemplos de deformações permanentes aquelas geradas nas trilhas de roda pela consolidação adicional pelo tráfego, bem como as rupturas de natureza plástica. Já as deformações ou deflexões recuperáveis representam um indicativo de comportamento elástico da estrutura, deixando de existir alguns momentos após a retirada da carga. As deflexões recuperáveis provocam o arqueamento das camadas betuminosas e cimentadas. O estudo das deflexões ou das condições de deformabilidade dos pavimentos asfálticos é fundamental à compreensão de seu comportamento, já que estas refletem, em última análise, as condições estruturais das diversas camadas e do próprio subleito. A atuação de uma carga de tráfego produz em um pavimento, como foi comentado anteriormente, deformações de caráter transitório. A magnitude destas deformações é variável e dependente não só da geometria do carregamento, do valor da carga e da pressão de inflação do pneu, como também da posição do ponto de medida em relação à posição de carga. Assim, o fenômeno da fadiga de um revestimento asfáltico consiste na sua ruptura (fissura) quando solicitado inúmeras vezes por cargas menores do que a sua resistência à tração. A repetição das deformações recuperáveis é a responsável pela fadiga dos revestimentos asfálticos. Por outro lado, as deformações permanentes são as responsáveis pela formação de flechas nas trilhas de rodas.



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O processo interativo em foco (veículo x pavimento) é de alta complexidade e o seu tratamento objetivando a sua otimização, envolve a análise conjunta das solicitações de tráfego e das respectivas “respostas” do pavimento, as quais vão configurar o seu desempenho / comportamento – que são o reflexo de sua capacidade funcional / estrutural. Tal complexidade decorre do fato de que: • de um lado, o volume de tráfego e a magnitude das cargas aplicadas pelos

veículos apresentam grande variação, no tempo e no espaço, durante a vida em serviço de um pavimento; e

• de outro lado, a capacidade estrutural dos pavimentos que caracteriza o seu desempenho, altera-se à medida que os materiais envelhecem, sendo função também das condições ambientais, que afetam o módulo de rigidez do revestimento asfáItico (temperatura) e do subleito (teor de umidade).

Torna-se oportuno, portanto, discorrer sobre estes 2 aspectos, na forma dos sub-itens, que se seguem: 3.3.9-A.2 Ações no tráfego

O conhecimento dos efeitos cumulativos das solicitações do tráfego é fundamental para os métodos de dimensionamento e para os sistemas de gerência de pavimentos. Por causa da grande variabilidade das condições do tráfego, seus efeitos cumulativos têm que ser expressos por um denominador comum, os Fatores de Equivalência de Cargas (FEC). Os FEC permitem a conversão de aplicações de diferentes solicitações em um número equivalente de aplicações da solicitação-padrão (eixo padrão), possibilitando o dimensionamento e a previsão do desempenho de pavimentos para o tráfego misto real. O conceito de equivalência de cargas é importante também para a alocação e responsabilidades sobre os custos de manutenção e restauração de rodovias, pois permite a comparação de danos causados por diferentes solicitações. No desenvolvimento dos trabalhos, ante sua finalidade específica, torna-se necessário que seja procedida a avaliação dos efeitos, definindo-se e utilizando-se os Fatores de Equivalência de Cargas para quantificar os danos relativos associados às diferentes solicitações. Os FEC’s deverão ser estabelecidos de conformidade com os modelos do DNIT utilizados nos métodos de dimensionamento de pavimentos novos e de reforços de pavimentos existentes, e então efetivada a comparação entre os FEC essencialmente empíricos com os FEC empírico-mecanísticos. Devem ser, então, enfocadas as vantagens e limitações da utilização do conceito de equivalência de cargas para a avaliação dos fatores de tráfego - bem como analisadas outras variáveis intervenientes, particularmente as características estruturais dos pavimentos – bem como as “respostas” conseqüentes do pavimento, em termos de formas e níveis de deterioração e as solicitações impostas pelo tráfego.



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Fatores de equivalência de carga de eixo Admite-se que um número Ni de solicitações de uma carga de eixo Wi é equivalente a um número Np de solicitações de uma outra carga de eixo Wp tomada como referência, quando as Ni solicitações da carga Wi provocam a mesma deterioração que as Np solicitações da carga Wp, na mesma estrutura de pavimento.

Nestas circunstâncias, a razão: p

i

i

Nf

N=

exprime o que se denomina de fator de equivalência da carga de eixo genérico Wi, referido à carga de eixo Wp assumida como padrão. A idéia de deterioração subentendida no cálculo dos fatores de equivalência corresponde, quase sempre, à evolução total que o estado do pavimento pode sofrer, em se considerando um tipo específico de degradação. Dito de outra forma, os números de solicitações cotejados são os que acarretam falha na estrutura, estando, em cada caso, o conceito de falha implícito na equação de dimensionamento adotada. A maioria das equações de dimensionamento é da forma ( ), ,t F s N W=

onde as variáveis em jogo são as seguintes: t – espessura do pavimento; s – parâmetro representativo da resistência do subleito; w – carga de eixo (ou de roda); N – número de solicitações da carga W suficiente para causar falha no pavimento de espessura t. Explicitando-se N na equação, tem-se:

Fazendo-se t e s constantes na equação e substituindo-se W sucessivamente por Wi

e por Wp, resultam as igualdades:

e

Nestas condições, são equivalentes os números de solicitações Np e Ni que satisfazem respectivamente às igualdades, e o fator de equivalência da carga Wi é representado por: Em virtude das premissas que precederam a igualdade anterior, é evidente que a cada par de valores atribuídos a t e a s corresponderá um valor específico de Ni, da mesma forma que também um valor específico de Np. Assim sendo, o fator de equivalência só será independente do número de solicitações considerado quando a

( )WtsfN ,,=

( )( )i

p

i

p

iWtsf

Wtsf

N

Nf

,,

,,==

( ), ,i iN f s t W= ( ), , ppN f s t W=



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relação Np/Ni for constante e, por conseguinte, independente dos valores de t e de s assumidos. Caso contrário, o fator em apreço será influenciado pelo número de solicitações da carga. Pode-se dizer também que ele será função, ou da espessura do pavimento, ou do parâmetro de resistência do subleito, ou, ainda, de ambas as variáveis, dependendo da forma da equação. O fator de equivalência de carga por eixo (F) da AASHTO pode ser assim descrito:

________________________________________________________

Por exemplo, considere duas estruturas idênticas de pavimento que para sofrerem uma redução de serventia de 4,2 a 2,5 (PSI), tiveram de suportar o (PSI) seguinte carregamento: (a) 1º pavimento - 100.000 aplicações de carga por eixo simples de 8,2 tf; (b) 2º pavimento - 14.347 aplicações de carga por 'eixo simples de 13,7 tf. O fator de equivalência seria 6,9 (100.000/14.347) para o eixo simples de 13,7 tf. Isto significa que 14.347 passagens de eixos simples de 13,7 tf produzem o mesmo efeito (perda de serventia), que 100.000 aplicações de eixo simples de 8,2 tf. Características do eixo-padrão adotado no Brasil A partir da explanação feita no item anterior, conclui-se ser imprescindível a eleição prévia de um determinado eixo como padrão de referência, toda vez que se pretende determinar fatores de equivalência de cargas. A escolha de um tal eixo representa uma decisão notoriamente arbitrária, tendo sido selecionado para desempenhar o papel de eixo-padrão adotado pelo USACE e pela AASHTO, o qual se constitui em um eixo simples de rodas duplas com as seguintes características, conforme figura a seguir:

Número de aplicações de carga por eixo simples de 8,2 tf para causar uma determinada perda de serventia Número de aplicações de uma carga qualquer por eixo simples, duplo ou triplo que causa a mesma perda de serventia.

F =



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CARACTERÍSTICAS DO EIXO-PADRÃO ADOTADO PELO CE

CARGA ATUANTE NO EIXO: 8165=SROW kgf

CARGA ATUANTE EM UMA RODA: 20414

= =SROWW kgf

PRESSÃO DE INFLAÇÃO DOS PNEUMÁTICOS: 21 4,92 /= kgf

cmP

PRESSÃO DE CONTATO: P = P1

RAIO DAS ÁREAS DE CONTATO: 11,5= =P

WP cm

T

S = 34,3 cm x = 148,6 cm

Fatores de Equivalência de carga adotados no Brasil Os Fatores de Equivalência de Cargas Adotados no Brasil, conjugados às metodologias da USACE e da AASHTO estão apresentados, através de suas respectivas expressões algébricas, nas tabelas que se seguem, devidamente legendadas:

Fatores de Equivalência de Carga do USACE

TIPO DE EIXO FAIXA DE CARGAS (t)

EQUAÇÕES (P em tf)

0 - 8 FC = 2,0782 x 10-4 x P4,0175 Dianteiro simples e traseiro simples ≥ 8 FC = 1,8320 x 10-6 x P6,2542

0 - 11 FC = 1,592 x 10-4 x P3,472 Tandem duplo

≥ 11 FC = 1,528 x 10-6 x P5,484 0 - 18 FC = 8,0359 x 10-5 x P3,3549

Tandem triplo ≥ 18 FC = 1,3229 x 10-7 x P5,5789

P – Peso bruto total sobre o eixo

Fatores de Equivalência de Carga da AASHTO TIPO DE EIXO EQUAÇÕES (P em tf)

Simples de rodagem Simples

FC = (P / 7,77)4,32

Simples de rodagem Duplo

FC = (P / 8,17)4,32

Tandem duplo (rodagem dupla)

FC = (P / 15,08)4,14

Tandem triplo (rodagem dupla)

FC = (P / 22,95)4,22

P – Peso bruto total sobre o eixo



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Comentários sobre o conceito de equivalência de cargas e sobre os fatores de equivalência O conceito de equivalência de cargas é, relativo dependendo principalmente de:

• Nível específico de deterioração: normalmente é considerado o nível de

deterioração que exige uma intervenção (atividades de manutenção ou restauração). Pode-se ter, por exemplo, IS = 1,5 ou IS = 2,0, 10% ou 50% da superfície do pavimento com trincas de classe 2 e/ou 3 e deformação permanente superior a 1,25 cm ou 2,0 em;

• Condição estrutural: função das espessuras e propriedades dos materiais e do subleito, das técnicas e cuidados construtivos, das políticas de manutenção e dos fatores ambientais (principalmente temperatura e teor de umidade);

• Fatores do tráfego: freqüência de solicitações, magnitude das cargas, pressão de enchimento dos pneus, tipo de rodagem, tipo de pneu, tipo de eixo, espaçamento entre eixos de um mesmo grupo, tempo de aplicação de carga (velocidade), interação dinâmica entre veículo e pavimento (função da velocidade, do sistema de suspensão e da irregularidade longitudinal do pavimento) etc.

Os Fatores de Equivalência de Cargas empíricos utilizados no meio rodoviário brasileiro foram desenvolvidos sob condições específicas de clima (pluviometria temperatura, congelamento e degelo), solos do subleito (sem a ocorrência de solos tropicais) e, principalmente, solicitações do tráfego (carga por eixo, pressão de enchimento dos pneus, tipo de eixo, tipo de pneu e tipo de suspensão), diferentes das que prevalecem no Brasil. Apresentam, portanto, limitações inerentes, pois não permitem a extrapolação de resultados quando são consideradas situações distintas daquelas admitidas quando de sua elaboração.

Os Fatores de Equivalência de Cargas empírico-mecanísticos, que resultam da análise estrutural e da consideração de modelos para previsão do desempenho dos pavimentos em função das respostas estruturais, são utilizados para análise dos fatores de tráfego, pois permitem a quantificação, mediante simulação, dos efeitos de diferentes condições de carregamento.

Tais Fatores são definidos com base em:

• Programas para cálculo das respostas estruturais dos pavimentos às solicitações

individuais do tráfego; • Modelos empírico-mecanísticos para previsão do desempenho dos pavimentos

em função das respostas estruturais, representados por equações que relacionam a vida em serviço (número de aplicações admissível, N) à magnitude da resposta estrutural considerada.

3.3.9-A.3 O desempenho do pavimento Admitindo-se condições ideais, em termos de manutenção e da operação da via, o desempenho do pavimento é previsível.



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As ações interativas do "Tráfego + Meio Ambiente" sobre o pacote do pavimento, iniciam-se logo após a abertura do tráfego causando, de imediato, deteriorações, de início imperceptíveis, e que tendem a crescer e se diversificar interativamente afetando, então, o desempenho do pavimento. Este desempenho, assim, declinará segundo uma faixa normalmente previsível (1,5 ≤ R ≤ 3,5 / 4,O) dentro de cada ciclo - faixa esta, dentro da qual estarão sempre atendidos, os preceitos de otimização do custo total de transporte (apresentando, portanto, o pavimento a devida Habilitação, por isto que ele dispõe dos adequados atributos de natureza estrutural e de natureza funcional). Para que o pavimento apresente tal desempenho previsível dentro de cada ciclo, é necessário, conforme se expôs, que o pavimento seja continuamente e de forma crescente (Níveis de Esforço crescentes), em função da evolução das deteriorações, contemplado com adequadas intervenções de caráter corretivo e preventivo. Tais intervenções constituem as atividades de Conservação (em suas 3 modalidades). Quando se aproxima do final do Ciclo (IRI=3,5/4,0) o pavimento, embora desfrutando ainda da devida Habilitação, passa a apresentar um desempenho próximo de sua condição limite permissível, no qual o processo de deterioração tenderá a crescer de forma acentuada, vindo a tornar anti-econômica, dentro do enfoque de otimização do custo total de transporte, a operação da Rodovia. Nesta oportunidade deve, então, ser projetado e executado o novo dimensionamento do pavimento de sorte a se atender a um novo ciclo de vida – repetindo-se então o processo, em ciclos sucessivos. Perante situações anômalas, em termos de manutenção e / ou de operação, as deteriorações avançam e progridem de forma inexorável. As intervenções de conservação se tornam extremamente onerosas e conferem pequena sobrevida aos segmentos então tratados. O pavimento perde, então, a sua já focalizada Habilitação, conduzindo a custos operacionais elevados e incompatíveis com os preceitos de otimização técnica-econômica. O desempenho funcional / estrutural de um pavimento é, de uma forma ordinária, pode ser inferido através da avaliação periódica de um índice e / ou parâmetros específicos, tais como o IRI, os índices de trincamento e os níveis de deflexões ocorrentes, entre outros. De outra parte, existe um vasto elenco de modelos de desempenho que possibilitam a previsão da evolução, ao longo do tempo e em função das solicitações do tráfego e das condições ambientais, de uma dada forma de deterioração ou de índices de serventia que combinam duas ou mais, formas de deterioração. Existem, de acordo com HAAS, HUDSON e ZANIEWSKI (1994), quatro tipos básicos de modelos de desempenho: • Puramente mecanístico: esse tipo de modelo ainda não foi desenvolvido porque

as respostas estruturais, para terem significado para os engenheiros de



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pavimentação, têm necessariamente que estar relacionadas à deterioração dos pavimentos;

• Empírico-mecanísticos: modelos estruturais, normalmente utilizados sob a forma de programas computacionais, simulam as respostas estruturais (tensões, deformações e deslocamentos) de pavimentos reais às cargas do tráfego e às solicitações impostas pelo meio ambiente;

• Empíricos: independem das respostas estruturais, sendo formulados inteiramente a partir da análise estatística dos dados de desempenho coletados em pavimentos existentes. A variável dependente deterioração (funcional ou estrutural) é relacionada a uma ou mais variáveis independentes (como, por exemplo, resistência do subleito, número de aplicações de carga, espessuras e propriedades , as camadas, fatores ambientais e suas interações etc);

• Subjetivos: a experiência de engenheiros e especialistas é formalizada- através de processos de transição, como, por exemplo, o processo de Markov, que permitem a estimativa da condição futura-a partir do conhecimento do estado atual, mediante uma matriz de probabilidade de transição, Métodos formais de entrevistas, como o método de Delfos, podem ser usados para o desenvolvimento das matrizes de - probabilidade de transição.

3.3.9-A.4. O Trincamento por Fadiga do Revestimento Asfáltico Um pavimento pode se deteriorar, ante a ação interativa de vários agentes, segundo diferentes mecanismos. No caso específico da evolução de trincas, por fadiga do revestimento asfáltico, os mecanismos de deterioração estão associados ao comprometimento estrutural resultante da repetição de solicitações impostas pelo tráfego. De fato, a repetição de carga das rodas dos veículos solicita então, à flexão, a camada de concreto asfáltico de revestimento betuminoso. Iniciam-se trincas, geralmente na parte inferior do revestimento, que se propagam para cima até atingir a superfície. Em revestimento muito espesso, de 20 cm ou mais, podem iniciar-se as trincas na superfície pela curvatura convexa, próximo às passagens das rodas. De outra parte, há que se levar em conta a questão do efeito das cargas horizontais na distribuição de tensões, podendo eventualmente contribuir para o início das trincas na superfície de revestimento. Na figura a seguir (indicações a a g) mostra-se, de modo esquemático as deformações de concreto asfáltico sob a passagem de rodas de um veículo. As magnitudes dos deslocamentos vão depender dos parâmetros característicos das deformidades – os quais são muito sensíveis à temperatura. Conforme se verifica em (e), só ocorrem as tensões principais nos planos horizontal e vertical quando a roda está verticalmente acima do elemento 2. Noutras posições da roda, atuam tensões cisalhantes Ł, como indicado em (g).



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Sabidamente, teores de asfalto crescentes na mistura betuminosa, melhoram a “vida de fadiga” e a resistência ao desgaste superficial; é de se considerar, contudo, que a deformação permanente (trilha de roda) aumenta com o teor de ligante. A solução balanceada e equilibrada deste problema é de difícil determinação.



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Releva ainda registrar que, além das misturas tradicionais, existem as misturas de asfalto modificado por polímeros, asfalto-borracha e as de granulometria descontínua, que conduzem a uma melhoria no desempenho dos concretos asfálticos quanto à deformação permanente o campo. Assim, o trincamento dos materiais devido à fadiga resulta dos efeitos cumulativos dos carregamentos sucessivos. Este tipo de trincamento é caracterizado em sua fase final pelas trincas “couro de jacaré”, usualmente confinadas nas trilhas de roda. Diversas pesquisas a respeito foram conduzidas nas últimas décadas e que estabeleceram relações bem definidas para o trincamento e misturas betuminosas, do tipo:

.( ) n

tN k −= ε

Em que: N = número de repetições devidas ao carregamento até o início do trincamento por fadiga ε = deformação específica máxima de tração ocorrente na mistura betuminosa sob a ação do carregamento. K e n = constantes que dependem principalmente da rigidez e do teor de asfalto da mistura betuminosa. Os valores de k e n, obtidos em laboratório, variam de acordo com as características dos materiais e das condições de carregamento. O acréscimo do teor de asfalto da mistura resulta no aumento da vida de fadiga (exceto para níveis do teor ótimo), devido ao acréscimo da espessura do filme asfáltico. 3.3.9-A.5 – Relação entre Operações e Coberturas Sabidamente, tanto a largura das faixas de rolamento como a geometria dos eixos que nela trafegam, concorrem no sentido de restringir o grau de liberdade das trajetórias dos veículos, limitando as possibilidades no que concerne ao seu posicionamento em relação à seção transversal (... tráfego canalizado). Todavia, embora escasso, o referido grau de liberdade não chega a impedir que o deslocamento dos veículos ao longo das faixas de rolamento se processe de forma tortuosa. Este fato, aliado às diferenças que se verificam na própria configuração dos eixos transiente, tende a fazer com que os rastros das suas rodas se distribuam transversalmente na seção considerada sem que eles se sobreponham exatamente. Estas considerações conduzem à apreciação de 2 conceitos, a saber: Conceito de Cobertura Para efeito do estudo da freqüência com que as rodas dos veículos, circulantes incidem na seção transversal de uma faixa de rolamento admite-se que:



- 153 -

1º) O ponto de aplicação de uma roda simples corresponde ao centro da área de contacto entre o respectivo pneumático e o pavimento.

2º) O ponto de aplicação de uma roda dupla coincide com o meio do segmento limitado pelo centro das áreas de contacto entre os pneumáticos das rodas simples que a compõem e o pavimento.

Estudos desenvolvidos nos Estados Unidos mostraram que a incidência de rodas pertinentes aos semi-eixos de um mesmo lado dos veículos passantes na seção transversal de uma faixa de rolamento obedece aproximadamente a Lei / Função normal de distribuição. Como a função em apreço é caracterizada por um ponto de máximo há necessariamente um ponto crítico Pc na seção que recebe um número maior de aplicação do que os demais. O CE, no caso da roda simples, admite que o ponto crítico é solicitado sempre que a distância entre o centro da área de contato e o ponto crítico é menor ou, quando muito, igual à metade da largura da área de contacto. Em se tratando de uma roda dupla, o CE assume que o ponto crítico é solicitado sempre que a distância entre o seu centro e o ponto crítico é maior ou igual à metade da distância entre as bordas internas das duas áreas de contacto e, ao mesmo tempo, menor ou igual à metade da distância entre as bordas internas das áreas de contacto. Conceito de Operação Define-se que um determinado eixo simples (ou conjunto de eixos, integrantes de um eixo tandem) realiza uma operação completa toda vez que ele passa através de uma seção transversal tomada como referência na faixa de rolamento. Assim, o número de operações realizado por um determinado eixo (ou conjunto de eixos) durante um intervalo de tempo previamente estabelecido, corresponde ao número de passagens do referido eixo (ou conjunto de eixos) na seção de referência durante o intervalo de tempo mencionado. Assim sendo, às palavras “operação” e “passagem” correspondem no caso, idêntico significado. Em termos objetivos, cabe estabelecer o seguinte: Sendo Rp o número de operações da carga de eixo-padrão requerido para a obtenção de uma cobertura, o número Op de operações da carga de eixo em questão necessário para a consumação de Cp coberturas é igual ao produto: Op = Cp . Rp (A.5.1) Da mesma forma, denominando-se R o número de operações da carga de eixo genérica suficiente para a realização de uma cobertura, o número de operações 0 da mesma carga de eixo que corresponde às 5000 coberturas é expresso pelo produto: 0 = 5000 . R (A.5.2)



- 154 -

O fator de equivalência f da carga de eixo genérica, em termos de operações, é, por definição, igual a:

pOf

O= (A.5.3)

Em virtude das igualdades (A.5.1) e (A.5.2): f = .

5000.

p pC R

R

Considerando-se que 5000

c

Cf = .

p

c

Rf f

R=

Aplicando-se a teoria dos logaritmos à igualdade anterior:

log log logp

c

Rf f

R= + (.A.5.4)

3.3.9-A.6 – A Equação Básica de Dimensionamento de Pavimento do USACE A equação básica de dimensionamento de pavimentos flexíveis fundamentada nos dados experimentais acumulados pelo CE é a seguinte:

1 1

8,1 i

t WCBR pπ

= −

(A.6.1)

Onde: t – espessura total de pavimento requerida (em pol); W – carga de roda simples (em 1b); pi – pressão de inflação do pneumático (em lb/pol2) considerada igual à pressão p

atuante na área de contato A entre pneumático e pavimento. O CE admite que p = pi = W.

A CBR – valor CBR do subleito. A equação em apreço é suposta válida para 5000 coberturas de carga considerada. Se o carregamento corresponde a um eixo (ou conjunto de eixos) de rodas múltiplas, W e pi devem ser substituídos na equação (A.6.1) respectivamente por We (carga de roda simples equivalente) e por pe (pressão de contato equivalente). Neste caso, a equação (A.6.1) assume o aspecto:

1 1

8,1e

e

t WCBR pπ

= −

(A.6.2)



- 155 -

Cabe considerar que os valores de We e de pe dependem, eles próprios, da espessura t do pavimento. Por esta razão, o uso da equação (A.6.2) para determinar a espessura de pavimento requerida sobre um subleito de CBR conhecido, implica na mobilização de um procedimento iterativo, por vezes tedioso. Em razão disto e, com base em procedimentos algébricos, foi obtida curva representada, que permite, em função do valor CBR do subleito, a determinação da espessura total de pavimento necessária para suportar 5000 coberturas do eixo assumido como padrão neste trabalho. Considerando a formulação apresentada e, em atendimento à pesquisa então programada e desenvolvida pelo USACE foram observados pavimentos de espessuras totais compreendidas entre 18 cm e 118 cm, assentes sobre subleitos cujos valores CBR variaram de 2% a 17%. Na solicitação das seções de ensaio foram mobilizadas cargas de roda simples, cujas ordens de grandeza variaram desde 6.800 kgf (15000 lb) até 90700 kgf (200000 lb). Em cada seção de ensaio: 1º) Foi determinado o valor CBR do respectivo subleito. 2º) Foi medida a espessura total tc do pavimento existente. 3º) Foi registrado o número C de coberturas de carga de roda que solicitou a seção,

requerido para a produção de falha no pavimento existente. 4º) Em função da carga de roda, da pressão de inflação e do valor CBR do subleito,

mediante a equação (2.A.6.1) foi calculada a espessura t que o pavimento deveria ter para suportar 5000 coberturas da carga aplicada.

5º) A espessura tc do pavimento existente foi expressa como percentagem da espessura t:

100 (%)ct x tt

=

Os pontos representativos dos pares de valores de log C e de t (%) provenientes de cada uma das seções de ensaio foram locados num diagrama, tendo sido a primeira das variáveis citadas representada no eixo das abscissas e a segunda no eixo das ordenadas. Aos pontos em apreço foi ajustada uma reta, correspondendo a ela a seguinte equação:

( )% 23log 15t C= + (A.6.3)

A partir das equações 2.A.6.2 e 2.A.6.3 obtém-se:

( ) 1 10,23log 0,15

8,1c e

e

t C WCBR pπ

= + −

(A.6.4)



- 156 -

Esta equação (A.6.4) sintetiza, por assim dizer, o procedimento recomendado para a obtenção de curvas de dimensionamento destinadas a conjuntos de rodas múltiplas e números de coberturas diferentes de 5000, podendo, desta forma, ser considerada como uma generalização da equação básica (equação (A.6.1)). Explicitando-se log C na equação (2.A.6.4), obtém-se:

0,15

log0,231 1

0,238,1

e

e

tcC

WCBR pπ

= −

−

(A.6.5)

A equação (A.6.5) fornece, assim a estimativa do logaritmo do número C de coberturas da carga de eixo genérica que o pavimento de espessura tc pode suportar, desde que tenham sido determinados previamente, tanto os valores da carga de roda simples e da pressão de contato equivalentes (referidos ambos à profundidade tc) como o do CBR do subleito. Em se tratando do caso particular do eixo-padrão, a equação (A.6.5) assume a forma:

0,15

log0, 231 1

0,238,1

p

p

ep

ep

tC

WCBR pπ

= −

−

(A.6.6)

3.3.9-A.7. A relação carga incidente de uma roda e a Carga de Roda Simples Equivalente Os valores correspondentes da relação “Carga incidente em uma roda e a Carga de roda simples Equivalente” relativamente a cada modalidade de Eixo estão definidos através das equações de n° A.7.1 a A.7.4, a seguir:

Eixos Simples (A.7.1) Rodas Simples

Eixos Simples (A.7.2) Rodas Duplas

Eixos –Tandem Duplos (A.7.3) Rodas Duplas

Eixo -Tandem Triplos (A.7.4) Rodas Duplas

e - profundidade (espessura do pavimento), expressa em cm.

- Valores das Cargas dos Eixos considerados

1302,00030,0

2036,00028,0

4069,00025,0

4978,00014,0

+==

+==

+==

+==

zW

W

zW

W

zW

W

zW

W

TT

e

TD

e

SRD

e

SRS

e

γ

γ

γ

γ

TTDSRDSRS WWWW ,,,



- 157 -

3.3.9-A.8. O Programa ELSYM 5

O programa ELSYM 5 é aplicado para a solução de problemas de elasticidade linear de meios estratificados, com a solução de Burmister ampliada para 5 camadas, utiliza o método das diferenças finitas na resolução das expressões. O Programa ELSYM5 determina as respostas estruturais em um sistema tridimensional (sistema de coordenadas X, Y, Z) de camadas elástico-lineares, submetido a até 10 cargas verticais aplicadas na superfície do sistema (Z=0). As solicitações são descritas por dois dos três itens seguintes: carga, pressão de contato e raio da superfície de carregamento, sendo o terceiro item determinado automaticamente pelo programa. Os dados de entrada do programa são: propriedades das camadas (espessura, módulo de elasticidade e coeficiente de Poisson), localização e magnitude das cargas (uniformemente distribuídas sobre superfícies circulares idênticas, perpendiculares às camadas do pavimento) e coordenadas para determinação das respostas estruturais (máximo de 100 pontos diferentes). O programa admite que cada camada é formada por material homogêneo, isotrópico, sem peso elástico-linear. A superfície do sistema é livre de esforços cisalhantes. Cada camada tem espessura uniforme e extensão infinita na direção horizontal. Os dados de entrada, em termos de estrutura do pavimento, compreendem à definição dos parâmetros:

- Espessura das camadas do pavimento (no caso geral, revestimento, base e sub-base) e atribuição de espessura para o subleito (até camada rígida – esta com espessura admitida como igual a semi-infinito);

- Módulos de Elasticidade e coeficiente de Poisson das diversas camadas.

Há continuidade entre as camadas (interfaces perfeitamente atritivas ou rugosas) A camada inferior pode ser semi-infinita ou suportada por uma base rígida.

É de se notar que a superposição dos efeitos causados por várias rodas é correta para o cálculo dos deslocamentos, mas aproximada para as tensões. Considera-se as camadas como homogêneas, isotrópicas e horizontalmente infinitas, sendo o sub-leito um meio semi-infinito. Cada camada deve ter o seu módulo de elasticidade constante e coeficiente do Poisson definidos nos dados de entrada.

Definidos devidamente, através de todos os seus elementos caracterizadores um carregamento solicitante e uma estrutura do pavimento. O programa tem condições de fornecer os esforços gerados e a deformação conseqüentes, ocorrentes nos vários posicionamentos /profundidades.

Ordinariamente, são calculados os seguintes parâmetros.

- As deflexões do pavimento (entre os pneus de roda dupla); - O esforço na face inferior de revestimento; - O esforço no tipo de subleito; - As deformações específicas em cada profundidade.



- 158 -

3.3.9-A.9. A Metodologia para o Cálculo dos Fatores de Equivalência de conformidade com o intitulado 4° procedimento Admitindo-se a validade da equação geral proposta pelo CE, um pavimento de espessura total t, sobrejacente a um subleito de CBR conhecido, pode resistir a um número de coberturas C de uma carga de eixo genérica igual ao fornecido pela equação (A.6.5):

0,15log

0,231 10,23

8,1e

e

tC

WCBR pπ

= −

−

(A.9.1)

O número de coberturas Cp da carga de eixo-padrão que o mesmo pavimento assente sobre o mesmo subleito pode suportar é, por sua vez, avaliável através da equação (A.6.6):

0,15log

0, 231 10,23

8,1

p

ep

ep

tC

WCBR pπ

= −

−

(A.9.2)

Na equação (A.9.1), We e pe representam respectivamente a carga de roda simples e a pressão de contato equivalentes do eixo genérico, referidas ambas à profundidade t, enquanto We e pep exprimem na equação (A.9.2), pela ordem, a carga de roda simples e a pressão de contato equivalentes do eixo-padrão, também referidas à profundidade t. Como já foi visto anteriormente, o fator de equivalência da carga de eixo genérico, em termos de coberturas, é representado pela razão:

Conseqüentemente:

l o g l o g l o g

p

c

c p

Cf

C

f C C

=

= −

(A.9.3)

Promovendo-se na equação (A.9.3) a substituição de log Cp e de log C respectivamente pelos segundos membros das equações (A.9.2) e (A.9.1), obtém-se:

0,15log

0, 231 10, 23

8,1

c

ep

ep

tf

WCBR pπ

= − −

−

0,15

0, 231 10, 23

8,1e

e

t

WCBR pπ

− +

−



- 159 -

Da igualdade anterior, resulta:

1

1 1

8 , 1e

e

WC B R pπ

− −

Fixando-se as características do eixo-padrão e em se considerando t e CBR constantes, isto é, a mesma estrutura de pavimento, tem-se que:

1

1 1

8,1

te

ep

CBR ep

c M

Wpπ

= =

−

(A.9.4)

Desta forma, arbitrando-se os valores da espessura total do pavimento e do CBR do subleito, a expressão geral de cálculo do fator de equivalência da carga genérica referido a coberturas assume o aspecto:

ep

1log M -

0 , 23 1 1W

8 ,1 C BR

p

c

e

tf

pπ

= −

(A.9.5)

Por outro lado, conforme visto anteriormente, a relação existente entre os fatores de equivalência de uma carga genérica referidos respectivamente a coberturas e a operações, é a seguinte:

log log + log p

c

Rf f

R=

Substituindo-se log fc na igualdade anterior pelo segundo membro da equação (A.9.5), tem-se:

e

1log M - log

0, 23 1 1W

8,1 CBR

p p

e

t Rf

R

pπ

= + −

(A.9.6)

A equação (A.9.6) representa, por conseguinte, a expressão geral de cálculo do fator de equivalência da carga genérica referido a operações, quando se fazem constantes t e CBR na equação geral do CE.

1l o g

0 , 2 3 1 1

8 , 1

c

e p

e p

tf

WC B R pπ

= −

−



- 160 -

3.3.9-B - Análise dos Impactos das CVC nos Pavimentos



- 161 -

De conformidade com a sistemática retratada no Fluxograma elaborado veio a ser cumprida a 1ª etapa específica programada (indicada na cor amarela), que correspondeu ao dimensionamento das estruturas dos pavimentos referentes às várias configurações de tráfego assumidas para as 3 faixas de volume de tráfego então consideradas. A guisa de resumo e conclusões cabe registrar o seguinte: 3.3.9-B.1. O Trecho de Referência Foi selecionado, para tal, o trecho da BR-158/MS, sub-trecho Entr. MS-316/443 (Aparecida do Taboado) – Entr. MS-444 (Selvíria), entre o km 141,9 e km 194,7. O subtrecho em foco foi objeto de atualização de projeto de restauração do pavimento recentemente, elaborada pela empresa Engesur, contratada pelo DNIT. 3.3.9-B.2. Parâmetros do Tráfego Adotados na Análise Os parâmetros do tráfego adotados, para efeito de determinação do número N – Equivalente de Operações do Eixo Padrão foram, basicamente, extraídos do referido trecho de referência. Foram considerados os seguintes elementos:

− Dados da série histórica de tráfego referentes ao período 1997 a 2001, do Plano Nacional de Contagens de Trânsito (PNCT) do DNIT para o segmento correspondente do PNV 158 BMS0440.

− Dados pertinentes a contagens volumétricas classificatórias efetivadas em novembro de 2006.

− Adoção, para efeito de caracterização da evolução do tráfego, da taxa de crescimento anual de 3% a.a..

A Composição do Tráfego do Trecho de Referência A composição de tráfego estabelecida, em termos de VMD, no projeto de restauração do pavimento em foco foi a constante na Tabela que se segue.

Tabela B.2.1 - Volume Médio Diário de Tráfego (VMD) Atual

Subtrecho Veículos leves Ônibus Caminhões Total

2. km 141,9 - km 194,7 650 59 440 1149

O desdobramento do tráfego de veículos pesados, por sua vez, apresentou a distribuição registrada na Tabela a seguir.

Tabela.B.2.2 - Composição de Veículos Pesados (VMDC) Subtrecho VMD/Comp (%) 2c 3c 2s2 2s3 3s3 7 e 9 e Total

2. km 141,9 - km 194,7

VMD 126 99 6 64 16 91 91 493

Comp. (%¨) 0,255 0,201 0,012 0,129 0,032 0,185 0,185 1,0



- 162 -

A CONFIGURAÇÃO BÁSICA ASSUMIDA NA ANÁLISE A composição adotada em tal projeto foi objeto de ligeira adequação, objetivando torná-la a mais consentânea com o correspondente perfil mais ordinariamente ocorrente no Brasil e considerando que sobre os valores básicos seriam, simulados acréscimos de até 30% da participação das CVC, com conseqüentes reduções na participação dos veículos convencionais. Foi assim assumida como configuração básica em termos de veículos de carga, o constante na Tabela B.2.3.

Tabela.B.2.3 - Configuração Básica de Veículos Pesados (VMDc) VMD/Comp. (%) 2c 3c 2s2 2s3 3s3 7 e 9 e 9 e x

VMD 146 114 8 73 18 103 26 26

Comp. (%¨) 0,284 0,222 0,015 0,143 0,036 0,200 0,050 0,050

A EVOLUÇÃO DO TRÁFEGO COMERCIAL

Como representativos de tal evolução foram assumidos, para os valores de VMD (em um sentido de tráfego) o constante na Tabela B.2.4.

Tabela B.2.4 - Evolução do Tráfego Comercial Anos 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10

VMD 257 265 273 281 289 298 307 316 326 335

3.3.9-B.3. Simulações dos Volumes de Tráfego e Parâmetros Afins

Os valores pertinentes, em função do exposto anteriormente e, relativamente a cada uma das 3 faixas de Volume de Tráfego estão consignados nos Tabelas B.3.1, B.3.2 e B.3.3. 3.3.9-B.4. Fatores de Equivalência de Veículos

Os Fatores correspondentes a cada modalidade de veículo, expressos em termos de Fatores de Veículo-FV e referentes aos modelos do USACE e da AASHTO. 3.3.9-B.5. Cálculo do Número “N” O cálculo dos valores do número “N” referentes ao modelo da USACE e ao modelo da AASHTO obedeceu ao desenvolvimento das etapas descritas a seguir. CÁLCULO DOS FATORES DE EQUIVALÊNCIA MÉDIO-PONDERADOS. Os valores correspondentes, considerando as várias configurações assumidas estão apresentados nos Tabelas B.5.1 a B.5.4. DETERMINAÇÃO DO NÚMERO “N” RELATIVO AO 1° ANO. Para tanto, foram procedidos os cálculos na forma que se segue:



- 163 -

Valores do número N - 1° Ano

N no 1° ano USACE (valores finais em 106)

Configuração Básica 257 x 3574,76= 91713,32= 0,92

+ 10% CVC 245 x 3815,14= 934709,30= 0,93

+ 20% CVC 233 x 4074,94= 949461,02= 0,95

+ 30% CVC 221 x 4356,26= 962733,46= 0,96

N no 1° ano AASHTO (valores finais em 105)

Configuração Básica 257 x 966,12= 248292,84= 2,48

+ 10% CVC 245 x 998,67= 244674,15= 2,45

+ 20% CVC 233 x 1033,58= 240824,14= 2,41

+ 30% CVC 221 x 1071,19= 236732,99= 2,37 3.3.9-B.6. DETERMINAÇÃO DO NÚMERO “N” RELATIVO AO PERÍODO DE ANÁLISE. Os valores pertinentes e respectivo desenvolvimento de cálculo – bem como os resumos finais constam respectivamente nos Tabelas B.6.1 a B.6.8 e B.6.9 a B.6.11 3.3.9-B.7. Dimensionamento do pavimento. CÁLCULO DA ESPESSURA TOTAL DO PAVIMENTO Para tal, foi adotada a fórmula básica constante no Manual de Pavimentação editado pelo DNIT em 2001, a saber: Ht = 77,67 ۪ N 0,0482 ۪ CBR -0,598

Os valores do número N foram os constantes nos Tabelas 2.B.6.9 a 2.B.11 e, para o CBR do sub-leito, foi admitido CBR = 10%. A Tabela 2.B.6.9 registra os resultados então alcançados, para cada alternativa de configuração de veículos e tráfego.



- 164 -

Tabela B.7.1 - Cálculo da Espessura Total do Pavimento

Valores do Número N Configuração da Frota

1° ano 10° ano Acumulado N 0,0482 CBR-0,598

Ht cm

Básica 0,92 x 106 1,20 x 106 1,05 x 107 2,1798 0,2523 42,72

+ 10% CVC 0,93 x 106 1,22 x 106 1,07 x 107 2,1828 0,2523 42,77

+ 20% CVC 0,95 x 106 1,24 x 106 1,09 x 107 2,1837 0,2523 42,79


(BR -158/MS) 2007

+ 30% CVC 0,96 x 106 1,25 x 106 1,10 x 107 2,1848 0,2523 42,81

Básica 4,52 x 106 6,00 x 106 5,12 x 107 2,3528 0,2523 46,10

+ 10% CVC 4,67 x 106 6,10 x 106 5,37 x 107 2,3582 0,2523 46,21

+ 20% CVC 4,72 x 106 6,21 x 106 5,42 x 107 2,3593 0,2523 46,23


X 5

+ 30% CVC 4,76 x 106 6,32 x 106 5,47 x 107 2,3603 0,2523 46,25

Básica 9,16 x 106 1,14 x 107 1,04 x 108 2,4346 0,2523 47,70

+ 10% CVC 9,33 x 106 1,21 x 107 1,07 x 108 2,4381 0,2523 47,77

+ 20% CVC 9,51 x 106 1,23 x 107 1,09 x 108 2,4401 0,2523 47,81


X 10

+ 30% CVC 9,64 x 106 1,24 x 107 1,11 x 108 2,4423 0,2523 47,86

Tráfego Comercial (30% de veículos, vazios) * Nesta tabela foi admitido CBR do subleito = 10% Fórmula (Manual de Pavimentação): Ht = 77,67 ۪ N 0,0482 ۪ CBR -0,598

AS CAMADAS CONSTITUINTES DO PAVIMENTO As camadas constituintes do pavimento estão descritas na Tabela B.7.2 a seguir.

Tabela B.7.2 - Camadas Constituintes do Pavimento

Espessura em cm Faixa de Valores de “N” ***

Total Revestimento (*) Binder Base

1,05 x 107 a 1,10 x 107 a

43,0 4,00 6,00 23,0

5,12 x 107 a 5,47 x 107 a

46,0 4,00 8,5 21,0

1,04 x 108 a 1,11 x 108 a

48,0 4,00 8,5 23,0

* Revestimento em CBUQ ** Espessura em termos de material com k = 1,00 (base granular) *** Para cada faixa de valores, o valor inferior de “N” corresponde à Frota Básica e o valor

mais alto, à configuração com acréscimo de 30% de “CVC”



- 165 -

Tabela B.3.1 - Volume de Tráfego x Tonelagem

(Referência: Tráfego Comercial / Br-158/Ms)

TONELAGEM TRANSP. CONFIGURAÇÃO BÁSICA + 10% CVC + 20% CVC + 30% CVC CLASSE DE LÍQUIDO LÍQUIDO TONELADAS TONELADAS TONELADAS TONELADAS

VEÍCULO BRUTA 100% 70% % VMD BRUTA LÍQUIDA % VMD BRUTA LÍQUIDA % VMD BRUTA LÍQUIDA % VMD BRUTA LÍQUIDA

2c 16,0 8,40 5,88 0,284 146 2336,0 858,48 0,267 131 2096,0 770,28 0,248 116 1856 682,08 0,228 101 1616 593,88

3c 23,0 13,70 9,59 0,222 114 2622,0 1093,26 0,204 100 2300,0 959,0 0,185 86 1978 824,74 0,163 72 1656 690,48

2S2 33,0 19,2 13,44 0,015 8 264,0 107,52 0,016 8 264,0 107,52 0,017 8 264 107,52 0,018 8 264 107,52

2S3 41,5 26,40 18,48 0,143 73 3029,5 1349,04 0,129 63 2614,5 1164,2 0,114 53 2199,5 979,44 0,097 43 1784,5 794,64

3S3 48,5 41,70 29,19 0,036 18 873,0 525,42 0,037 18 873,0 525,42 0,039 18 873 525,42 0,041 18 873 525,42

Soma/Conv. 0,700 359 9124,5 3933,7 0,653 320 8147,5 3526,5 0,603 281 7170,5 3119,2 0,548 242 6193,5 2711,9

7e 57,0 35,30 24,71 0,200 103 5871,0 2545,13 0,231 113 6441,0 2792,2 0,264 123 7011 3039,33 0,300 133 7581 3286,4

9e 74,0 46,10 32,27 0,050 26 1924,0 839,02 0,059 29 2146,0 935,83 0,069 32 2368 1032,64 0,080 35 2590 1129,5

9 e x 74,0 44,80 31,36 0,050 26 1924,0 815,36 0,057 28 2072,0 878,08 0,064 30 2220 940,8 0,072 32 2368 1003,5

Soma/CVC - - - 0,300 155 9719,0 4199,51 0,347 170 10659,0 4606,1 0,397 185 11599,0 5012,77 0,452 200 12539,0 5419,4

Soma Total - - - 1,000 514 18843,5 8133,2 1,00 490 18806,5 8132,6 1,000 466 18769,5 8132,0 1,000 442 18732,5 8131,3

Nota: Admitido 30% de vazio



- 166 -

Tabela B.3.2. - Volume de Tráfego x Tonelagem (Referência: 5 x Tráfego Comercial / BR-158/MS)

CLASSE DE TONELAGEM TRANSP. CONFIGURAÇÃO BÁSICA + 10% CVC + 20% CVC + 30% CVC VEÍCULO LÍQUIDO LÍQUIDO TONELADAS TONELADAS TONELADAS TONELADAS

BRUTA 100% 70% % VMD BRUTA LÍQUIDA % VMD BRUTA LÍQUIDA % VMD BRUTA LÍQUIDA % VMD BRUTA LÍQUIDA

2c 16,0 8,40 5,88 0,284 730 11680,0 4292,4 0,267 655 10480,0 3851,4 0,248 505 8080 2969,4 0,228 580 9280 3410,4

3c 23,0 13,70 9,59 0,222 570 13110,0 5466,3 0,204 500 11500,0 4795,0 0,185 360 8280 3452,4 0,163 430 9890 4123,7

2S2 33,0 19,2 13,44 0,015 40 1320,0 537,6 0,016 40 1320,0 537,6 0,017 40 1320 537,6 0,018 40 1320 537,6

2S3 41,5 26,40 18,48 0,143 365 15147,5 6745,2 0,129 315 13072,5 5821,2 0,114 215 8922,5 3973,2 0,097 265 10997,5 4897,2

3S3 48,5 41,70 29,19 0,036 90 4365,0 2627,1 0,037 90 4365,0 2627,1 0,039 90 4365 2627,1 0,041 90 4365 2627,1

Soma/Conv. 0,700 1795 45622,5 19668,6 0,653 1600 40737,5 17632 0,603 1210 30967,5 13559,7 0,548 1405 35852,5 15596

7e 57,0 35,30 24,71 0,200 515 29355,0 12725,65 0,231 565 32205,0 13961 0,264 665 37905 16432,15 0,300 615 35055 15197

9e 74,0 46,10 32,27 0,050 130 9620,0 4195,1 0,059 145 10730,0 4679,2 0,069 175 12950 5647,25 0,080 160 11840 5163,2

9 e x 74,0 44,80 31,36 0,050 130 9620,0 4076,8 0,057 140 10360,0 4390,4 0,064 160 11840 5017,6 0,072 150 11100 4704

Soma/CVC - - - 0,300 775 48595,0 20997,55 0,347 850 53295,0 23031 0,397 1000 62695,0 27097 0,452 925 57995,0 25064

Soma Total - - - 1,000 2570 94217,5 40666,2 1,00 2450 94032,5 40663,0 1,000 2210 93662,5 40656,7 1,000 2330 93847,5 40659,9



- 167 -

Tabela.B.3.3. - Volume de Tráfego x Tonelagem

(Referência: 10 x Tráfego Comercial / BR-158/MS)

TONELAGEM TRANSP. CONFIGURAÇÃO BÁSICA + 10% CVC + 20% CVC + 30% CVC

CLASSE DE LÍQUIDO LÍQUIDO TONELADAS TONELADAS TONELADAS TONELADAS

VEÍCULO BRUTA 100% 70% % VMD BRUTA LÍQUIDA % VMD BRUTA LÍQUIDA % VMD BRUTA LÍQUIDA % VMD BRUTA LÍQUIDA

2c 16,0 8,40 5,88 0,284 1460 23360,0 8584,8 0,267 1310 20960,0 7702,8 0,248 1160 18560 6820,8 0,228 1010 16160 5938,8

3c 23,0 13,70 9,59 0,222 1140 26220,0 10932,6 0,204 1000 23000,0 9590,0 0,185 860 19780 8247,4 0,163 720 16560 6904,8

2S2 33,0 19,2 13,44 0,015 80 2640,0 1075,2 0,016 80 2640,0 1075,2 0,017 80 2640 1075,2 0,018 80 2640 1075,2

2S3 41,5 26,40 18,48 0,143 730 30295,0 13490,4 0,129 630 26145,0 11642 0,114 530 21995 9794,4 0,097 430 17845 7946,4

3S3 48,5 41,70 29,19 0,036 180 8730,0 5254,2 0,037 180 8730,0 5254,2 0,039 180 8730 5254,2 0,041 180 8730 5254,2

Soma/Conv. 0,700 3590 91245,0 39337,2 0,653 3200 81475,0 35265 0,603 2810 71705 31192,0 0,548 2420 61935 27119

7e 57,0 35,30 24,71 0,200 1030 58710,0 25451,3 0,231 1130 64410,0 27922 0,264 1230 70110 30393,3 0,300 1330 75810 32864

9e 74,0 46,10 32,27 0,050 260 19240,0 8390,2 0,059 290 21460,0 9358,3 0,069 320 23680 10326,4 0,080 350 25900 11295

9 e x 74,0 44,80 31,36 0,050 260 19240,0 8153,6 0,057 280 20720,0 8780,8 0,064 300 22200 9408 0,072 320 23680 10035

Soma/CVC - - - 0,300 1550 97190,0 41995,1 0,347 1700 106590,0 46061 0,397 1850 115990,0 50127,7 0,452 2000 125390,0 54194

Soma Total - - - 1,000 5140 188435,0 81332,3 1,00 4900 188065,0 81326,0 1,000 4660 187695,0 81319,7 1,000 4420 187325,0 81313,4



- 168 -

Tabela.B.5.1 - Cálculo dos Fatores de Equivalência Médio Ponderados (Configuração Básica)

Tipo de Segmento 2 – km. 141,9 – km. 194,7

veículo Compôs. AASHTO USACE

% Fv: % x Fv: Fv: % x Fv:

2C 0,284 1,934 0,5493 2,510 0,7128

3C 0,222 1,392 0,3090 6,212 1,3791

2S2 0,015 3,091 0,0464 8,521 0,1278

2S3 0,143 3,230 0,4619 9,040 1,2927

3S3 0,036 2,688 0,0968 12,742 0,4587

7e 0,200 3,706 0,7412 18,234 3,6468

9e 0,050 4,864 0,2432 24,245 1,2123

9e x 0,050 3,984 0,1992 19,273 0,9637

FV 2,6469 9,7939

FV x 365 966,12 3574,76

Tabela B.5.2 - Cálculo dos Fatores de Equivalência Médio Ponderados (Configuração Básica = + 10% CVC)




2C 0,267 1,934 0,5164 2,510 0,6702

3C 0,204 1,392 0,2840 6,212 1,2672

2S2 0,016 3,091 0,0495 8,521 0,1363

2S3 0,129 3,230 0,4167 9,040 1,1662

3S3 0,037 2,688 0,0995 12,742 0,4715

7e 0,231 3,706 0,8561 18,234 4,2121

9e 0,059 4,864 0,2870 24,245 1,4305

9e x 0,057 3,984 0,2271 19,273 1,0986

FV 2,7361 10,4524

FV x 365 1,11% 998,67 3815,14



- 169 -

Tabela B.5.3- Fatores de Equivalência Média Ponderados (Configuração Básica + 20% CVC)




2C 0,248 1,934 0,4796 2,510 0,6225

3C 0,185 1,392 0,2575 6,212 1,1492

2S2 0,017 3,091 0,0525 8,521 0,1449

2S3 0,114 3,230 0,3682 9,040 1,0306

3S3 0,039 2,688 0,1048 12,742 0,4969

7e 0,264 3,706 0,9784 18,234 4,8138

9e 0,069 4,864 0,3356 24,245 1,6729

9e x 0,064 3,984 0,2550 19,273 1,2335

FV 2,8317 11,1642

FV x 365 1,07% 1033,58 4074,94

Tabela B.5.4– Fatores de Equivalência Média Ponderados (Configuração Básica = + 30% CVC)




2C 0,228 1,934 0,4410 2,510 0,5723

3C 0,163 1,392 0,2269 6,212 1,0126

2S2 0,018 3,091 0,0556 8,521 0,1534

2S3 0,097 3,230 0,3133 9,040 0,8769

3S3 0,041 2,688 0,1102 12,742 0,5224

7e 0,300 3,706 1,1118 18,234 5,4702

9e 0,080 4,864 0,3891 24,245 1,9396

9e x 0,072 3,984 0,2868 19,273 1,3877

FV 2,9348 11,9350

FV x 365 1,11% 1071,19 4356,26



- 170 -

Tabela B.6.1- Cálculo do Número “N” (USACE)

(Configuração Básica)

CORPO DE ENGENHEIROS

BR – 158/MS – km 91,0 – km 194,7

Seg. 2 – km 141,9 – km 194,7

N° N (ano) N° N (acumulado) ANO IDADE

VMDc 106 106

2007 1 257 0,92 0,92

2008 2 265 0,95 1,87

2009 3 273 0,98 2,85

2010 4 281 1,00 3,85

2011 5 289 1,03 4,88

2012 6 298 1,06 5,94

2013 7 307 1,10 7,04

2014 8 316 1,13 8,17

2015 9 326 1,17 9,34

2016 10 335 1,20 10,54

Tabela B.6.2 - Cálculo do Número “N” (USACE)

(Configuração Básica = + 10% CVC)


BR – 158/MS – km 91,0 – km 194,7

Seg. 2 – km 141,9 – km 194,7

N° N (ano) N° N (acumulado)

ANO IDADE VMDc 106 106

2007 1 245 0,93 0,93

2008 2 252 0,96 1,89

2009 3 260 0,99 2,88

2010 4 268 1,02 3,90

2011 5 276 1,05 4,95

2012 6 284 1,08 6,03

2013 7 293 1,11 7,14

2014 8 302 1,15 8,29

2015 9 311 1,18 9,47

2016 10 320 1,22 10,69



- 171 -




BR – 158/MS – km 91,0 – km 194,7

Seg. 2 – km 141,9 – km 194,7


VMDc 106 106

2007 1 233 0,95 0,95

2008 2 240 0,98 1,93

2009 3 247 1,01 2,94

2010 4 255 1,04 3,98

2011 5 262 1,07 5,05

2012 6 270 1,10 6,15

2013 7 278 1,13 7,28

2014 8 287 1,17 8,45

2015 9 295 1,20 9,65

2016 10 304 1,24 10,89




BR – 158/MS – km 91,0 – km 194,7

Seg. 2 – km 141,9 – km 194,7


VMDc 106 106

2007 1 221 0,96 0,96

2008 2 228 0,99 1,95

2009 3 234 1,02 2,97

2010 4 241 1,05 4,02

2011 5 249 1,08 5,10

2012 6 256 1,11 6,21

2013 7 264 1,15 7,36

2014 8 272 1,18 8,54

2015 9 280 1,21 9,75

2016 10 288 1,25 11,00



- 172 -

Tabela B.6..5 - Cálculo do Número “N” (AASHTO)

(Configuração Básica) AASHTO

BR – 158/MS – km 91,0 – km 194,7

Seg. 2 – km 141,9 – km 194,7


VMDc 105 105

2007 1 257 2,48 2,48

2008 2 265 2,55 5,03

2009 3 273 2,63 7,66

2010 4 281 2,71 10,37

2011 5 289 2,79 13,16

2012 6 298 2,87 16,03

2013 7 307 2,96 18,99

2014 8 316 3,05 22,04

2015 9 326 3,14 25,18

2016 10 335 3,24 28,42



AASHTO

BR – 158/MS – km 91,0 – km 194,7

Seg. 2 – km 141,9 – km 194,7


VMDc 105 105

2007 1 245 2,45 2,45

2008 2 252 2,52 4,97

2009 3 260 2,60 7,57

2010 4 268 2,68 10,25

2011 5 276 2,76 13,01

2012 6 284 2,84 15,85

2013 7 293 2,93 18,78

2014 8 302 3,01 21,79

2015 9 311 3,10 24,89

2016 10 320 3,20 28,09



- 173 -



AASHTO

BR – 158/MS – km 91,0 – km 194,7

Seg. 2 – km 141,9 – km 194,7


VMDc 105 105

2007 1 233 2,41 2,41

2008 2 240 2,48 4,89

2009 3 247 2,56 7,45

2010 4 255 2,63 10,08

2011 5 262 2,71 12,79

2012 6 270 2,79 15,58

2013 7 278 2,88 18,46

2014 8 287 2,96 21,42

2015 9 295 3,05 24,47

2016 10 304 3,14 27,61



AASHTO

BR – 158/MS – km 91,0 – km 194,7

Seg. 2 – km 141,9 – km 194,7


VMDc 105 105

2007 1 221 2,37 2,37

2008 2 228 2,44 4,81

2009 3 234 2,51 7,32

2010 4 241 2,59 9,91

2011 5 249 2,67 12,58

2012 6 256 2,75 15,33

2013 7 264 2,83 18,16

2014 8 272 2,91 21,07

2015 9 280 3,00 24,07

2016 10 288 3,09 27,16



- 174 -

Tabela B.6.9 – Resumo dos Valores do Número “N” (Referência: tráfego comercial / BR-158/MS)



Básica 0,92 x 106 1,20x106 1,05x107 2,48 x 105 3,24x105 2,84x106

+10%CVC 0,93 x 106 1,22x106 1,07x107 2,45 x 105 3,20x105 2,81x106

+20%CVC 0,95 x 106 1,24x106 1,09x107 2,41 x 105 3,14x105 2,76x106

+30%CVC 0,96 x 106 1,25x106 1,10x107 2,37 x 105 3,09x105 2,71x106

Tabela B.6.10 - Resumo dos Valores do Número “N” (Referência: 5 x Tráfego Comercial / BR-158/MS)



Básica 4,52 6,00x106 5,12x107 1,24 x 105 1,62x106 1,42x107

+10%CVC 4,67 6,10x106 5,37x107 1,23 x 105 1,60x106 1,40x107

+20%CVC 4,72 6,21x106 5,42x107 1,21 x 105 1,57x106 1,38x107

+30%CVC 4,76 6,32x106 5,47x107 1,18 x 105 1,55x106 1,35x107

Tabela B.6.11 - Resumo dos Valores do Número “N” (Referência: 10 x Tráfego Comercial/BR-158/MS)



Básica 9,16 1,14x107 1,04x108 2,48 x 106 3,24x106 2,84x107

+10%CVC 9,33 1,21x107 1,07x108 2,45 x 106 3,20x106 2,81x107

+20%CVC 9,51 1,23x107 1,09x108 2,41 x 106 3,14x106 2,76x107

+30%CVC 9,64 1,24x107 1,11x108 2,37 x 106 3,09x106 2,71x107

3.3.9-B.8 - Conclusões da Primeira Etapa Programada para os Trabalhos A formulação analítica e os modelos gráficos que retratam a metodologia oficial adotada no DNIT para fins de dimensionamento de pavimentos flexíveis deixam transparecer que a espessura do pavimento é muito pouco sensível a variações do número N – parâmetro que, de forma agregada, representa o somatório das solicitações do tráfego ao longo da vida útil do pavimento. Tal sensibilidade, inclusive tende a se reduzir à medida que o valor de N aumenta.



- 175 -

De fato, a Tabela.B.8.1 que se segue registra, para uma faixa de valores de N correntes relativamente ampla, as espessuras correspondentes. Tabela.B.8.1

Faixas de Valores de N

Espessura Total cm

1 x 107 42,63 2 x 107 44,07 3 x 107 44,94 4 x 107 45,57 5 x 107 46,06

Verifica-se, pela tabela ao lado que, com um aumento de 500% no valor de N, a espessura do pavimento acresce, em termos granulares de espessura inferior a 4 cm (2 cm de CBUQ).

� Os resultados dos trabalhos desenvolvidos relativamente à esta 1ª etapa guardam

conformidade com o exposto anteriormente e estão registrados na Tabela 2.B.8.1. Tabela B.8.2

Número N Tonelagem Transportada

(por dia)

Volume Total de Trafego (por dia)

Participação de CVC

% USACE AASTHO

Espessura Total do Pavimento

8.130

514 490 466 442 300

30* 35 40 45 100

1,05 x 107

1,07 x 107

1,09 x 107

1,10 x 107

1,21 x 107

2,84 x 106

2,81 x 106

2,76 x 106

2,71 x 106

2,38 x 106

42,72 42,77 42,79 42,81 43,01

40.660

2570 2450 2330 2210 1500

30 35 40 45 100

5,12 x 107

5,37 x 107

5,42 x 107

5,47 x 107

6,07 x 107

1,42 x 107

1,40 x 107

1,38 x 107

1,35 x 107

1,19 x 107

46,10 46,21 46,23 46,25 46,48

81.320

5140 4900 4660 4420 3000

30 35 40 45 100

1,04 x 108

1,07 x 108

1,09 x 108

1,11 x 108

1,21 x 108

2,84 x 107

2,81 x 107

2,76 x 107

2,71 x 107

2,38 x 107

47,70 47,77 47,81 47,86 48,05

*Configuração básica, estabelecida mediante ligeira ajustagem na composição de tráfego do subtrecho da BR-158/MS – o qual em nov/2006, foi contemplado com contagens volumétricas classificatórias de tráfego. - Assim, a luz da metodologia oficial do DNIT, no que respeita ao dimensionamento do pavimento e, em termos práticos, a alternativa de utilização das CVC se equivale à utilização dos veículos convencionais, não havendo diferença significativa entre os respectivos valores assumidos pelo número N (do USACE). Releva observar que o menor número de viagens como decorrência de utilização de CVC se constitui em vantagem comparativa destas composições. Da outra parte, há uma relativa prevalência, por parte dos veículos convencionais em relação as CVC, no que respeita à utilização dos eixos tandem triplos - aspecto este que tende a compensar a vantagem das CVC, anteriormente mencionado .Da mesma maneira, no que respeita aos preceitos preconizados pela Análise Mecanística, as alternativas também se equivalem - cumprindo observar que, neste caso, é adotado o número “N da AASTHO" - aspecto este que tende a favorecer as CVC.



- 176 -

3.3.9-C - Os Efeitos da Participação das CVC em Termos de Custos Totais e Transportes



- 177 -

As comparações de custos totais de transporte, para diversas hipóteses de participação das CVC no tráfego de veículos de carga, foram efetuadas com emprego do programa Highway Design and Maintenance Standard Model versão 4 – HDM 4 – do Banco Mundial, largamente utilizado pelos órgãos de engenharia rodoviária. Para aplicar o HDM – 4 na comparação CVC x Carretas convencionais, será necessário determinar vários parâmetros de entrada necessários ao processamento do programa. Apresenta-se, a seguir, a formulação adotada para fixação destes parâmetros. 3.3.9-C.1 – Determinação do ESALF O sistema HDM-4 Highway Development and Management, para determinar os efeitos do tráfego em uma rodovia, estabelece para cada veículo um número designado como ESALF. Esse número é a seguir definido e é apresentada a fórmula utilizada para sua determinação, acompanhada de exemplos. • Definição ESALF = “Equivalent Standard Axle Load Factor” Fator de equivalência em eixos padrão de carga de um determinado veículo é definido como: número de passagens de um eixo simples de rodagem dupla carregado com 80 kN (8,16 toneladas força) que cause os mesmos danos para uma rodovia que uma aplicação do veículo considerado. O cálculo do ESALF é feito pela fórmula:

ESALFk =Pki

100

AXLkij

SAXLji = 1

Ik Jk

j = 1

LE

Em que: ESALFk = Fator de Equivalência do veículo tipo k, em eixos padrão. Ik = número de subgrupos (em termos de intervalos de carga) de veículos tipo k. ( i = 1,2,3,...Ik). Pki = percentagem de veículos no subgrupo i de veículos tipo k. LE = expoente da equação de equivalência (valor default = 4). Eventualmente poderá ser aplicado LE = 2. Jk = número de eixos simples no veículo de tipo k . Os eixos serão designados de eixoa1 a eixo Jk. AXLkj = carga média em toneladas de cada eixo i no veículo tipo k.



- 178 -

SAXLj = carga padrão em toneladas de cada eixo do grupo de eixos tipo j, conforme relação abaixo: Eixo simples de rodagem simples: 6,6 t Eixo simples de rodagem dupla: 8,16 t Eixo simples de tandem duplo de rodagem dupla: 7,55 t

Eixo simples de tandem triplo de rodagem dupla: 7,63 t A tabela que se segue apresenta as fórmulas para determinação dos Fatores de Equivalência ESALF.

Eixo Simples Rodagem Simples

FC = (P/6,6)LE

Eixo Simples Rodagem Dupla

FC = (P/8,16)LE

Eixo Tandem Duplo Rodagem Dupla

FC = 2 x (P/7,55)LE

Eixo Tandem Triplo Rodagem Tripla

FC = 3 x (P/7,63)LE

Valor Default de LE = 4, eventualmente LE = 2

Fatores de Equivalência de Carga do HDM-4

• Verificação das Fórmulas Para verificar as fórmulas apresentadas, foram retirados do Sistema HDM-4 os valores de ESALF atribuídos para diversos veículos apresentados com base pelo sistema HDM-4.

Tipo de VeículoNúmero de

EixosNúmero de

PneusESALF

Peso Total em

Toneladas

Tara em Toneladas

Caminhão Leve (Truck Light)

2 4 0,10 2,0 1,8

Delivery Vehicle Light

2 4 0,01 1,5 1,3

Goods Vehicle Light

2 4 0,01 1,5 0,9

Caminhão Médio (Truck Medium)

2 6 1,25 7,5 4,5

Caminhão Pesado (Truck Heavy)

3 10 2,28 13,0 9,0

Reboque - Semi-reboque

(Truck Articulated)5 18 4,63 28,0 11,0

Operating weight = Peso total em toneladas Nota da Table B-2 – Vehicle Operating Weights, pg 134 do Guide to Calibration and Adaptation Operating weight in tones. É definido pela soma da tara com a carga transportada. Serão determinados os valores ESALF para os diversos tipos de veículos de carga da Tabela acima, utilizando a fórmula apresentada, começando pelo Caminhão Leve (Truck Light).



- 179 -

• Determinação do ESALF do Caminhão Leve Não foi fornecida pelo HDM-4 a distribuição da tara por eixo. Admitiu-se a distribuição indicada em valores estimados. Foi escolhido o expoente 2 das fórmulas do HDM-4 .

Tipo de Veículo

Número de Eixos

Número de Pneus

ESALFTara+Carga em Ton.

Tara em Toneladas

Eixo Dianteiro S-RS

Eixo Trazeiro S-RS

Caminhão Leve

2 4 0,10 2 1,8 1,100 0,700

Total

Eixo Dianteiro S-RS

Eixo Dianteiro S-RS

1,222 0,778 2,000 Carga distribuida na proporção da tara

Tara

Eixo Dianteiro S-RS

Eixo Dianteiro S-RS

1,100 0,700 1,800

Carga - Toneladas Carga

Eixo Dianteiro S-RS

Eixo Dianteiro S-RS

0,122 0,078 0,200

Tara + CargaCarga do Eixo Simples/Rodagem Simples 1,222Carga do Eixo Simples/Rodagem Simples 0,778

Quantidade SAXLj ESALFEixo Simples Rodagem Simples 1 6,600 0,03

Eixo Simples Rodagem Simples 1 6,600 0,01

Total 0,05

Valores Estimados

Tara +Carga - toneladasCaminhão Leve

Tara - ToneladasCaminhão Leve

Caminhão Leve

Fórmulas do HDM4 com expoente 2

O HDM-4 adotou para ESALF, ao invés do valor 0,05 correspondente ao expoente 2, ou o valor 0,00 correspondente ao expoente 4, o valor 0,1.



- 180 -

• Determinação do ESALF do Delivery Vehicle Light Não foi fornecida pelo HDM-4 a distribuição da tara por eixo. Admitiu-se a distribuição indicada em valores estimados. Foi escolhido o expoente 2 das fórmulas do HDM-4 .

Tipo de Veículo

Número de Eixos

Número de Pneus

ESALFTara+Carga em Ton.

Tara em Toneladas

Eixo Dianteiro S-RS

Eixo Trazeiro S-RS

Delivery Vehicle Light

2 4 0,01 1,5 1,3 0,700 0,600

Total

Eixo Dianteiro S-RS

Eixo Dianteiro S-RS


Tara

Eixo Dianteiro S-RS

Eixo Dianteiro S-RS

0,700 0,600 1,300


Eixo Dianteiro S-RS

Eixo Dianteiro S-RS

0,108 0,092 0,200

Tara + CargaCarga do Eixo Simples/Rodagem Simples 0,808Carga do Eixo Simples/Rodagem Simples 0,692


Eixo Simples Rodagem Simples 1 6,600 0,01

Total 0,03

Valores Estimados

Tara +Carga - toneladasCaminhão Leve

Tara - ToneladasCaminhão Leve

Caminhão Leve


Não se fez a determinação para Goods Vehicle Light, por ter praticamente as mesmas características do Delivery Vehicle Light, conduzindo ao mesmo valor de ESALF. O HDM-4 adotou, ao invés de 0,03 o valor de 0,01 para o ESALF. Os valores do ESALF calculados com expoente LE = 2 são próximos dos fornecidos diretamente pelo HDM-4. Se fossem calculados com LE = 4 obter-se-iam valores próximos de zero.



- 181 -

• Determinação do ESALF do Caminhão Médio Não foi fornecida pelo HDM-4 a distribuição da tara por eixo. Admitiu-se a distribuição que resultasse nas cargas máximas admitidas para os dois eixos. Com os valores próprios do HDM4 foi feito o cálculo do ESALF, obtendo-se:

Total


Tara

2,75 1,75 4,500

1,833 1,167 3,000

4,5832,917

Quantidade SAXLjEixo Simples Rodagem Simples 1 6,60 0,23 0,48Eixo Simples Rodagem Dupla 1 8,16 0,02 0,13

0,25 0,61

Tara em Toneladas

Eixo Dianteiro S-

RS

Eixo Trazeiro S-

RD

Tipo de Veículo

Número de Eixos

Número de Pneus

ESALF

Valores Estimados

Caminhão Médio

2 6 1,25 7,5 4,5 2,75 1,75

Tara+Carga Ton.

Tara+Carga - toneladasCaminhão MédioEixo

Dianteiro S-RS

Eixo Trazeiro S-RD

Eixo Dianteiro S-RS

Eixo Trazeiro S-RD

Tara - ToneladasCaminhão MédioEixo

Dianteiro S-RS

Eixo Trazeiro S-RD

Caminhão Médio 1,25

ESALF

4 2

Tara + CargaCarga do Eixo Simples/Rodagem SimplesCarga do Eixo Simples/Rodagem Dupla

Fórmulas do HDM4 com expoente

Carga - ToneladasCaminhão Médio

Foi feita uma estimativa para a distribuição da tara e calculado o valor do ESALF utilizando os expoentes 2 e 4. O valor maior, obtido com expoente 2 deu um valor de ESALF aproximadamente a metade do valor adotado pelo HDM4.



- 182 -

• Determinação do ESALF do Caminhão Pesado Não foi fornecida pelo HDM-4 a distribuição da tara por eixo. Admitiu-se a distribuição indicada em valores estimados.

Tipo de Veículo

Número de Eixos

Número de Pneus

ESALFCarga em Toneladas

Tara em Toneladas

Eixo Dianteiro S-RS

Eixo Tandem Duplo

Caminhão Pesado

3 10 2,28 13 9 5,600 3,400

Total

Eixo Dianteiro S-RS

Eixo Tandem Duplo


Tara

Eixo Dianteiro S-RS

Eixo Tandem Duplo

5,600 3,400 9,000


Eixo Dianteiro S-RS

Eixo Tandem Duplo

2,489 1,511 4,000

Tara + CargaCarga do Eixo Simples/Rodagem Simples 8,089Carga do Eixo Simples/Rodagem Dupla 4,911


Eixo Tandem 1 7,550 0,02

Total 2,28

Caminhão Médio

Caminhão Médio


Valores Estimados

Tara +Carga - toneladasCaminhão Médio

Tara - Toneladas

Como no caso anterior foi feita uma estimativa da distribuição da tara e na mesma proporção fez-se a distribuição do peso total. Obteve-se um valor de ESALF igual ao fornecido pelo HDM-4. Utilizou-se expoente LE = 4.



- 183 -

• Determinação do ESALF do Semi-reboque (Cavalo Mecânico + Semi-reboque)

Não foi fornecida pelo HDM-4 a distribuição da tara por eixo. Admitiu-se a distribuição indicada em valores estimados com base na distribuição da tara de um veículo constante em um estudo técnico para aprovação de AETs feito pela consultora TransService (Estudo de viabilidade técnico-legal - composição múltipla de 3 unidades tipo CVC). A tara de 11 toneladas foi fornecida pelo HDM-4. A sua distribuição foi feita na mesma proporção do veículo citado, conforme Tabela Distribuição da Tara, apresentado após a planilha de cálculo.

Tipo de Veículo

Número de Eixos

Número de Pneus

ESALFTara+Carga

Ton.Tara em Toneladas

Eixo Dianteiro S-RS

Eixo Tandem Duplo

Eixo Tandem Duplo

Cavalo + Reboque

5 18 4,63 28 11 3,640 4,180 3,180

TotalReboque

Eixo Dianteiro Cavalo

Pino-rei/ (Eixo

Tandem)

Eixo Tandem

9,320 10,613 8,068 28,000

Cavalo Mecânico Reboque Tara


Pino-rei/ (Eixo

Tandem)

Eixo Tandem

3,640 4,180 3,180 11,000

Carga Cavalo Mecânico Reboque


Pino-rei/ (Eixo

Tandem)

Eixo Tandem

5,680 6,433 4,888 17,000

Tara + CargaCarga do Eixo Simples/Rodagem Simples do Cavalo 9,320Carga Tandem Duplo do Cavalo 10,613Carga Tandem Duplo do Reboque 8,068

Quantidade SAXLj ESALF1 6,600 3,98

2 7,550 0,49

2 7,550 0,16

Total 4,63Tandem Duplo do Reboque

Carga - Toneladas


Tandem Duplo do Cavalo

Tara - Toneladas

Valores Estimados

Tara +Carga - toneladas Cavalo Mecânico

Eixo Simples/Rodagem Simples do Cavalo

Cavalo Mecânico 1° Rebocado


Pino-rei/ (Eixo

Tandem)Eixo Tandem

5,030 5,770 4,400 15,200

3,640 4,176 3,184 11,000

Distribuição da Tara

Tara - Toneladas



- 184 -

Foram obtidos para Caminhões Médios, Pesados e Articulados valores iguais aos fornecidos pelo HDM-4, utilizando o expoente LE = 4. A seguir é apresentado exemplo de cálculo de ESALF para um Rodotrem formado por uma unidade tratora marca Scania, modelo RCA 6X4 NZ 360, CMT 150 t, tração 6x4 e duas unidades rebocadas, tipo semi-reboque basculante para granéis sólidos. Determinação do ESALF do Rodotrem (Cavalo trator + 2 semi-reboques, com dolly) (constante do estudo da TransService ). Cavalo Trator Eixo Dianteiro Tara = 5,030 t, Carga Líquida = 0,770 t, Peso Bruto = 6,000 t Eixo Traseiro Tara = 5,770 t, Carga Líquida = 11,230 t, Peso Bruto = 17,000 t

Primeiro Reboque Eixo Traseiro Tara = 4,400 t, Carga Líquida = 12,600 t, Peso Bruto = 17,000 t

Dolly Tara = 4,900 t, Carga Líquida = 12,000 t, Peso Bruto = 16,900 t

Segundo Reboque Tara = 4,400 t, Carga Líquida = 12,600 t, Peso Bruto = 17,000 t



- 185 -

Tipo de Veículo

Número de Eixos

Número de Pneus

Tara + Carga Ton.

Tara em Toneladas

Eixo Dianteiro S-RS

Eixo Tandem Duplo

Eixo Tandem Duplo

Eixo Tandem Duplo

Eixo Tandem Duplo

Cavalo + Reboque

9 34 73,9 24,500 5,030 5,770 4,400 4,900 4,400

TotalReboque Dolly Reboque


Pino-rei/ (Eixo

Tandem)

Eixo Tandem

Eixo Tandem

Eixo Tandem

6,000 17,000 17,000 16,900 17,000 73,900

Cavalo Mecânico Reboque Dolly Reboque


Pino-rei/ (Eixo

Tandem)

Eixo Tandem

Eixo Tandem

Eixo Tandem

5,030 5,770 4,400 4,900 4,400 24,500

Dolly Reboque

Cavalo Mecânico ReboqueEixo

TandemEixo

TandemEixo

Dianteiro Cavalo

Pino-rei/ (Eixo

Tandem)

Eixo Tandem

16,900 17,000

0,970 11,230 12,600 12,000 12,600 49,400

Tara + CargaCarga do Eixo Simples/Rodagem Simples do Cavalo 6,000Carga Tandem Duplo do Cavalo 17,000Carga Tandem Duplo do Reboque 17,000Carga Tandem Duplo do Dolly 16,900Carga Tandem Duplo do Reboque 17,000

Quantidade SAXLj ESALF1 6,600 0,682 7,550 3,212 7,550 3,212 7,550 3,142 7,550 3,21

Total 13,46

Rodotrem - TransService

Tara +Carga - toneladasCavalo Mecânico

Tara - Toneladas

Valores Estimados

Carga - Toneladas


Eixo Simples/Rodagem Simples do CavaloTandem Duplo do Cavalo Tandem Duplo do Reboque Tandem Duplo da Dolly Tandem Duplo do Reboque

São a seguir apresentadas as determinações feitas para os maiores veículos de carga que se encontram nas rodovias brasileiras.



- 186 -

O cálculo para o Bitrem de 7 eixos, com carga máxima, é apresentado a seguir. Obtém-se o valor ESALF de 10,32, para o expoente 4.

Tipo de Veículo

Número de Eixos

Número de Pneus

Tara + Carga Ton.

Tara em Toneladas

Eixo Dianteiro S-RS

Eixo Tandem Duplo

Eixo Tandem Duplo

Eixo Tandem Duplo

Eixo Tandem Duplo

Cavalo + Reboque

7 26 57 19,600 5,030 5,770 4,400 4,900 4,400

TotalReboque Reboque


Pino-rei/ (Eixo

Tandem)

Eixo Tandem Duplo

Eixo Tandem Duplo

6,000 17,000 17,000 17,000 57,000

Cavalo Mecânico Reboque Reboque


Pino-rei/ (Eixo

Tandem)

Eixo Tandem Duplo

Eixo Tandem Duplo

5,030 5,770 4,400 4,400 19,600



Pino-rei/ (Eixo

Tandem)

Eixo Tandem Duplo

Eixo Tandem Duplo

0,970 11,230 12,600 12,600 37,400

Tara + CargaCarga do Eixo Simples/Rodagem Simples do Cavalo 6,000Carga Tandem Duplo do Cavalo 17,000Carga Tandem Duplo do Reboque 17,000Carga Tandem Duplo do Reboque 17,000

Quantidade SAXLj ESALF1 6,600 0,682 7,550 3,212 7,550 3,212 7,550 3,21

Total 10,32

Bitrem de 7 Eixos - Carga Máxima


Tara - Toneladas

Valores Estimados

Carga - Toneladas


Eixo Simples/Rodagem Simples do CavaloTandem Duplo do Cavalo Tandem Duplo do Reboque Tandem Duplo da Reboque



- 187 -

O cálculo para o Bitrem de 9 eixos, com carga máxima é apresentado a seguir. Obtém-se o valor ESALF de 13,14, para o expoente 4.

Tipo de Veículo

Número de Eixos

Número de Pneus

Tara + Carga Ton.

Tara em Toneladas

Eixo Dianteiro S-RS

Eixo Tandem Duplo

Eixo Tandem Duplo

Eixo Tandem Duplo

Eixo Tandem Duplo

Cavalo + Reboque

9 34 74 20,200 5,030 5,770 4,400 4,900 4,400

TotalReboque Reboque


Pino-rei/ (Eixo

Tandem)

Eixo Tandem Triplo

Eixo Tandem Triplo

6,000 17,000 25,500 25,500 74,000



Pino-rei/ (Eixo

Tandem)

Eixo Tandem Triplo

Eixo Tandem Triplo

5,030 5,770 4,700 4,700 20,200



Pino-rei/ (Eixo

Tandem)

Eixo Tandem Triplo

Eixo Tandem Triplo

0,970 11,230 20,800 20,800 53,800

Tara + CargaCarga do Eixo Simples/Rodagem Simples do Cavalo 6,000Carga Tandem Duplo do Cavalo 17,000Carga Tandem Duplo do Reboque 25,500Carga Tandem Duplo do Reboque 25,500

Quantidade SAXLj ESALF1 6,600 0,682 7,550 3,213 7,630 4,623 7,630 4,62

Total 13,14

Tandem Duplo do Cavalo Tandem Duplo do Reboque Tandem Duplo da Reboque

Carga - Toneladas



Bitrem de 9 Eixos - Carga Máxima


Tara - Toneladas

Valores Estimados



- 188 -

O cálculo para o Rodotrem de carga máxima é apresentado a seguir. Obtém-se o valor ESALF de 13,46, para o expoente 4.

Tipo de Veículo

Número de Eixos

Número de Pneus

Tara + Carga Ton.

Tara em Toneladas

Eixo Dianteiro S-RS

Eixo Tandem Duplo

Eixo Tandem Duplo

Eixo Tandem Duplo

Eixo Tandem Duplo

Cavalo + Reboque

9 34 74 24,500 5,030 5,770 4,400 4,900 4,400

TotalReboque Dolly Reboque


Pino-rei/ (Eixo

Tandem)

Eixo Tandem

Eixo Tandem

Eixo Tandem

6,000 17,000 17,000 17,000 17,000 74,000

Cavalo Mecânico Reboque Dolly Reboque


Pino-rei/ (Eixo

Tandem)

Eixo Tandem

Eixo Tandem

Eixo Tandem

5,030 5,770 4,400 4,900 4,400 24,500

Dolly Reboque

Cavalo Mecânico ReboqueEixo

TandemEixo

TandemEixo

Dianteiro Cavalo

Pino-rei/ (Eixo

Tandem)

Eixo Tandem

16,900 17,000

0,970 11,230 12,600 12,100 12,600 49,500

Tara + CargaCarga do Eixo Simples/Rodagem Simples do Cavalo 6,000Carga Tandem Duplo do Cavalo 17,000Carga Tandem Duplo do Reboque 17,000Carga Tandem Duplo do Dolly 17,000Carga Tandem Duplo do Reboque 17,000

Quantidade SAXLj ESALF1 6,600 0,682 7,550 3,212 7,550 3,212 7,550 3,212 7,550 3,21

Total 13,54

Tandem Duplo do Cavalo Tandem Duplo do Reboque Tandem Duplo da Dolly Tandem Duplo do Reboque

Carga - Toneladas



Rodotrem - Carga Máxima


Tara - Toneladas

Valores Estimados



- 189 -

O veículo do tipo RSR de carga máxima é calculado a seguir. Obtém-se o valor ESALF de 7,11 para o expoente 4.

Tipo de Veículo

Número de Eixos

Número de Pneus

ESALFTara+Carga

Ton.Tara em Toneladas

Eixo Dianteiro S-

RS

Eixo Tandem Duplo

Eixo Tandem Duplo

Cavalo + Reboque

5 18 7,11 40 11 3,640 4,180 3,180

Total

Reboque


Pino-rei/ (Eixo

Tandem)Eixo Tandem

6,000 17,000 17,000 40,000

Cavalo Mecânico Reboque Tara


Pino-rei/ (Eixo

Tandem)Eixo Tandem

3,640 4,180 3,180 11,000

Carga

Cavalo Mecânico Reboque


Pino-rei/ (Eixo

Tandem)Eixo Tandem

2,360 12,820 13,820 29,000

Tara + CargaCarga do Eixo Simples/Rodagem Simples do Cavalo 6,000Carga Tandem Duplo do Cavalo 17,000Carga Tandem Duplo do Reboque 17,000

Quantidade SAXLj ESALF1 6,600 0,682 7,550 3,212 7,550 3,21

Total 7,11

Eixo Simples/Rodagem Simples do CavaloTandem Duplo do Cavalo Tandem Duplo do Reboque

Tara - Toneladas

Carga - Toneladas


Reboque - Semi-reboque (Truck Articulated) - Carga Máxima

Valores Estimados

Tara +Carga - toneladas

Cavalo Mecânico

3.3.9-C.2 – Emprego do HDM - 4 • Tipos de Veículos Inicialmente deve ser criada uma Frota de Veículos (Vehicle Fleet) com os diversos tipos de veículos constantes do tráfego que se está estudando. No exemplo que foi selecionado, constante do arquivo Tabela HDM.xls são considerados os seguintes veículos:



- 190 -

Moto, Passeio, Utilitário, Coletivo, Caminhão Médio (2C), Caminhão Pesado (3C), Semi-reboque (SR), Carreta, Vanderléia, Bitrem de 7 Eixos, Rodotrem, Bitrem de 9 Eixos. As características adotadas para os veículos Moto até Semi-reboque são as originais do HDM-4. O estudo ESALF - Definições e Exemplos, constante do arquivo ESALF.doc apresenta as características originais desses veículos no HDM-4. Nas análises feitas foram consideradas as cargas constantes do exemplo selecionado, em que para os veículos Moto a Semi-reboque foram adotados os valores fornecidos pela publicação Mecânica dos Pavimentos, de autoria de Jacques de Medina e Laura Maria Goretti da Motta, 2005, pg. 28. Para os veículos de carga restantes, da Carreta ao Bitrem de 9 eixos foi considerado que a carga útil corresponde a 70% da carga máxima admitida para os tipos de eixos desses veículos, valor aproximado de 2/3 do Peso Bruto Total (PBT), como sugere a publicação citada. • Características das CVC A partir do Semireboque (SR) até o Bitrem de 9 Eixos as características básicas adotadas são as do Caminhão Articulado (Truck Articulated), que são apresentadas a seguir. Para atender aos veículos fabricados no Brasil, foram adotados para representar os cavalos mecânicos os veículos Axor 2644, Axor 2544 e Axor 2044 da Mercedes Benz, dos quais foram utilizadas algumas das características para substituir as constantes do modelo original do HDM-4. A seguir são feitas algumas observações sobre o modelo original do Truck Articulated visando esclarecer as alterações a serem feitas para adaptar a cada um das CVC considerados. CVC – Truck Articulated (Caminhão Articulado)



- 191 -

Coloca-se o nome do veículo considerado. Tem-se que optar se usará o método de Vida Constante ou o de Vida Ótima. Será utilizado Constant Life (Vida Constante).

Aciona-se o botão Calibration: Surge Vehicle Calibration: a Tabela com os parâmetros Forces é o da frente.



- 192 -

Nesta Tabela serão substituídos Frontal Área e Driving Power pelos valores do Cavalo Mecânico adotado. Chama-se então a Tabela Speed. Esta Tabela não será alterada.

A nova Tabela é Fuel, que também não será alterada.



- 193 -

A nova Tabela é Acceleration Effects, que também não será alterada.

A nova Tabela é Tyres. Será alterada o diâmetro, se for o caso.



- 194 -

A nova Tabela é Maintenance. Não será alterada.

A nova Tabela é Optimal Life. Não será alterada.



- 195 -

A nova Tabela é Emissions. Não será alterada.

A última Tabela é Energy. Será substituído o peso da Tara (unloaden vehicle weight) pelo do veículo em estudo.

Acionando OK desaparece a última Tabela de Calibration Deve-se obter com os fabricantes dos veículos selecionados os elementos que eles dispõem para a calibração.



- 196 -

Passa-se então para a folha Basic Caracteristics

Para o veículo considerado devem ser determinados os elementos na folha de Características Básicas. Passenger Car Space Equivalent PCSE (Equivalente espacial em carros de passeio): no Volume 4 do HDM-4 – Analytical Framework and Model Descriptions encontra-se a Tabela B1.1 na página B1-15, que é aqui reproduzida.

4,0 32,0 36,0 1,0 1,0 1,0 1,04,5 36,0 40,5 1,0 1,0 1,0 1,014,0 44,0 58,0 1,6 1,8 2,0 2,25,0 40,0 45,0 1,3 1,3 1,4 1,57,0 44,0 51,0 1,4 1,5 1,6 1,89,0 48,0 57,0 1,6 1,8 2,0 2,411,0 50,0 65,0 1,8 2,2 2,6 3,0

Tabela B1.1 Valores PCSE

Valores Recomendados

2 Faixas 4 Faixas

Estreita 2 Faixas

1 FaixaComprimento Médio (m)

Headway Espacial

(m)

Espaço Total (m)

PCSE Básico

Caminhão LeveCaminhão MédioCaminhão Pesado

Trailer

Carro de PasseioUtilitário (Pickup)Ônibus Pesado

Veículo

Cabe observar que para os seis primeiros veículos foram adotados os valores básicos constantes dos exemplos do HDM-4. Deve-se verificar o tipo de pneu dentre das 3 opções Bias-ply, Radial-ply e Super-single.



- 197 -

O valor ESALF pode ser obtido pelas fórmulas do Manual de Tráfego, a seguir apresentadas, válidas para o HDM-4:

Fatores de Equivalência para Eixos Diversos

Tipo de Eixo Peso por Eixo (ton) ESALFEixo Simples de

Rodagem Simples6 0,683

Eixo Simples de Rodagem Dupla

10 2,255

Tandem Duplo com Rodagem Dupla

17 3,213

Tandem Triplo com Rodagem Dupla

25,5 4,621

Tipo de VeículoTipo e Número de

EixosCarga +

TaraESALF

Compri- mento

Headway Espacial

(m)PCSE

Bitrem de 9 Eixos ESRS+ETD+2ETT 74,0 13,14 30,0 50,0 2,5Bitrem de 7 Eixos ESRS+3ETD 57,0 10,32 19,8 50,0 2,2

Rodotrem ESRS+4ETD 74,0 13,54 30,0 50,0 2,5Rodotrem ESRS+4ETD 74,0 13,54 25,0 50,0 2,4Vanderléia ESRS+3ESRD+ETD 53,0 10,66 18,6 48,0 1,9

Carreta ESRS+ESRD+ETT 41,5 7,56 18,6 48,0 1,9SR ESRS+2ETD 40,0 7,11 16,8 48,0 1,8

Carro de Passeio 2ESRS 1,2 0,00 4,0 32,0 1,0 Ônibus Pesado C3 ESRS+ETD 10,0 0,80 14,0 44,0 1,8

Caminhão Leve 2ESRS 2,0 0,10 5,0 40,0 1,3 Caminhão Médio C2 ESRS+ESRD 7,5 1,25 7,0 44,0 1,5 Caminhão Pesado C3 ESRS+ETD 13,0 2,28 9,0 48,0 1,8

Eixo Simples Rodagem Simples

FC = (P/6,6)LE

Eixo Simples Rodagem Dupla

FC = (P/8,16)LE

Eixo Tandem Duplo Rodagem Dupla

FC = 2 x (P/7,55)LE

Eixo Tandem Triplo Rodagem Tripla

FC = 3 x (P/7,63)LE

Valor Default de LE = 4, eventualmente LE = 2

Fatores de Equivalência de Carga do HDM-4

O Operating weight (definido pela soma da tara com a carga transportada - pg 134 do Guide to Calibration and Adaptation do HDM-4) é a carga máxima legalmente permitida, já que se tenciona fazer uma comparação da eficiência econômica dos veículos de carga, do SR até o Bitrem de 30 metros. Para os veículos de carga serão sempre consideradas as cargas máximas permitidas, inclusive para os veículos de carga não classificados como CVC.



- 198 -

Passa-se para a folha Economic Unit Costs

Colocam-se os custos econômicos nessa planilha, considerando o valor usual de 80% dos custos financeiros do veículo, do pneu e dos combustíveis e lubrificantes. Os custos horários de mão de obra e de tempo de passageiro ou de carga são os valores integrais. O overhead anual pode ser estimado em 1% do valor em reais do veículo novo. • Preços de aquisição de veículos Para determinar os preços financeiros dos veículos novos foram consultadas revendedoras e levantados os valores fornecidos pelo sistema SICRO II do DNIT, para maio de 2008 e consultadas informações de jornais. Foram também levantados os custos de mão de obra do SICRO II. São a seguir relacionados os valores obtidos. • Preços em 29 de agosto de 2008

- Cavalo Mecânico 6x4-Rodoviário Axor 2644, 6,818 m próprio para Bitrens de 7 e 9 eixos e Rodotrens: Preço R$ 357.000,00. Modelo obrigatório a partir de 2010;

- Reboque Dianteiro: 9,32m, 3 eixos, Randon, para Bitrem carga seca: R$ 116.395,00;

- Reboque Traseiro: 12,40m, 3 eixos, Randon para Bitrem carga seca: R$ 115.347,00;

- Bitrem Graneleiro, com 28,54 m: 357.000,00 + 116.395,00 + 115.347,00 = R$ 588.742,00;

- Reboque para Rodotrem: Guerra: R$ 125.000,00; - Rodotrem: 357.000,00+2x125.000,00=R$ 607.000,00; - Reboque Dianteiro: 3 eixos, Randon, para Bitrem carga seca: R$ 102.672,00; - Reboque Traseiro: 3 eixos, Randon para Bitrem carga seca: R$ 101.106,00;



- 199 -

- Cavalo Mecânico 6x2 – Rodoviário Axor 2544, 6,818m até 2010 pode ser usado em Bitrens de 7 eixos ou para o Semireboque SR. Preço R$ 336.000,00.

- Parte rebocada do SR – R$ 95.345,00; - SR: 336.000,00+95.345,00=R$ 431.345,00; - Cavalo Mecânico 4x2 – Rodoviário Axor 2044, próprio para Carreta. Preço R$

310.000,00; - Parte rebocada da Carreta – R$ 102.672,00; - Carreta: 310.000,00+102.672,00=R$ 412.672,00 ou - Carreta: 310.000,00+115.347,00=R$ 425.347,00 (melhor); - Carro de Passeio Médio 1.800 cc = R$ 45.000,00; - Ônibus Pesado 2 eixos = R$ 265.000,00; - Utilitário, Caminhão Leve 2 eixos Rodagem Simples = R$ 80.000,00; - Caminhão Médio 2 eixos Rodagem Dupla no eixo traseiro = R$ 120.000,00; - Caminhão Pesado 3 eixos Rodagem Dupla nos eixos traseiros = R$

165.000,00. • Preços de pneus

- Carro de passeio: tipo Gol: R$ 140,00; - Caminhão Leve e Médio: R$ 800,00; - Ônibus Pesado: R$ 1.001,52; - Caminhão Pesado, SR e CVC: R$ 1.001,52.

• Preços de combustíveis e lubrificantes e materiais diversos

- Gasolina R$ 2,69 /litro (SICRO II); - Diesel R$ 2,12/litro (SICRO II); - Lubrificante R$ 17,64/litro.

• Preço de Materiais em maio de 2008, obtidos no DNIT Asfálticos CAP: R$ 1.065,35/t, CM-30 R$ 1.803,62/t, CAP c/Polímero R$ 1.573,40/t, RL-1C:R$ 913,57/t, RM-1C: R$ 972,02/t, RR-1C: R$ 884,83/t, RR-2C: R$ 838,61/t Preço de Cimento Portland CPII a granel R$ 0,26/kg (SICRO II) Preço de Cimento Portland CPII saco de 14 kg: R$ 0,28/kg (SICRO II) • Características Técnicas de Veículos Levantadas para Calibração Características Técnicas do Axor 2644

- Potência máxima: 315kw a 1900 rpm; - Comprimento: 6,818 m; - Área frontal: 7,632 a 6,592m2; - Largura: 2,441m; - Altura: carregado-3,459m a 3,034m; descarregado-3,510 a 3,085m;



- 200 -

- Altura do chão: carregado-1,440xtg13o = 0,3325m; descarregado-1,440xtg15o=0,3858m;

- Diâmetro do pneu: (295/80 R 22,5): d=(2·0,80·295+25,4*22,5)/1000 m=1,05m; - Velocidade máxima: 110 a 116 km/h; - Tara: 9,338 ton; - Carga máxima legal na 5ª roda: 13,662ton.

Características Técnicas do Axor 2544

- Potência máxima: 315kw a 1900 rpm; - Área frontal: 7,632 a 6,592m2; - Largura: 2,441m; - Altura: carregado-3,459m a 3,034m; descarregado-3,513 a 3,088m; - Altura do chão: carregado-1,440xtg13o =0,3325m; descarregado-1,440xtg16o

=0,4129m; - Velocidade máxima: 116 a 120 km/h; - Tara: 8,662 ton; - Carga máxima legal na 5ª roda: 14,338ton.

Características Técnicas do Axor 2044

- Potência máxima: 315kw a 1900 rpm; - Área frontal: 7,632 a 6,592m2; - Largura: 2,441m; - Altura: carregado-3,459m a 3,034m; descarregado-3,513 a 3,088m; - Altura do chão: carregado-1,440xtg13o =0,3325m; descarregado-1,440xtg16o

=0,4129m; - Velocidade máxima: 116 a 120 km/h; - Tara: 7,308 ton; - Carga máxima legal na 5ª roda: 12,890.

• Manutenção da rodovia Foram selecionados dois tipos de manutenção da rodovia, com base nos parâmetros de qualidade constantes do HDM-4. Manutenção de Boa Qualidade

- Tapa buraco de 100% anualmente; - Tratamento superficial simples quando os danos superficiais da pista de

rodagem atingirem 25% da superfície; - Recapeamento com CBUQ de 50 mm, quando o Irregularidade atingir 4 IRI; - Restauração da rodovia quando a Irregularidade atingir 9 IRI;

Manutenção de Qualidade Sofrível


rodagem atingirem 40% da superfície;



- 201 -

- Recapeamento com CBUQ de 50 mm, quando o Irregularidade atingir 6 IRI; - Restauração da rodovia quando a Irregularidade atingir 10 IRI.

• Custos dos Serviços de Manutenção Previstos Os custos unitários desses serviços foram determinados com base no sistema SICRO 2 e são apresentados a seguir:

- Restauração da Rodovia: R$ 52,71/m2, R$ 368.970,00/km; - Capa de rolamento de concreto betuminoso usinado a quente com 40 mm: R$

14,72/m2; - Pintura de ligação: R$ 0,56/m2; - Binder de concreto betuminoso usinado a quente com 85 mm: R$ 31,29/m2; - Imprimação: R$ 3,10/m2; - Base de solo estabilizado granulometricamente sem mistura com 230 mm:

R$3,04/m2; - Recapeamento com CBUQ de 50 mm: R$ 18,40/m2; - Capa de rolamento de concreto betuminoso usinado a quente com 40 mm: R$

18,40/m2; - Tratamento superficial simples: R$ 2,15/m2; - Tapa Buraco: R$ 11,04/m2; - Conserto de Bordo: R$15,46/m2; - Resselagem: R$6,60/m2;

• Elementos de Tráfego Selecionados para Análise do Impacto Econômico

das CVC Para a análise do impacto econômico a ser esperado com a introdução das CVC nas rodovias foi selecionado um trecho de rodovia federal do Mato Grosso do Sul, cujo tráfego atual tem a composição constante das Tabelas apresentados a seguir, retirados do arquivo Tabela HDM.xls. Configuração Básica do Tráfego MOTO PASSEIO UTIL COLETIVO CARGA TOTAL

184 1321 616 147 1528 3663

Fatores de Equivalência de Carga

Classe/VeículoCaminhão Médio 2C

Caminhão Pesado 3C

2S2 RSR 3S2 Carreta 2S3Vanderléia

3S3Bitrem 7

EixosRodo trem

Bitrem 9 Eixos

AASHTO 2,7218 1,9697 4,3642 3,6121 4,5685 3,8165 5,2545 6,8969 6,8969 5,6633 3,7547

USACE 3,5674 8,8267 12,1162 17,3755 12,8872 18,1265 25,9243 34,4731 34,4731 27,4263 15,2988

Período de Projeto: 10 anos

Taxa crescimento/tráfego: 3% aa

Base (Granular) - 23,00 cm

CBR do Subleito - 10%

Número N

12 x 107

5 x 107

Média Ponderada

Dimensionamento (Pavimento)

Revestimento (CBUQ) - 4 cm

Binder (CBUQ) - 8,50 cm

FATORES DE EQUIVALÊNCIA DE CARGA



- 202 -

Alternativas de Composição de Tráfego a Serem Consideradas na Análise Essas alternativas correspondem a várias participações de CVC para o transporte de uma mesma tonelagem de carga. A Tabela COMPOSIÇÃO DO TRÁFEGO DE CARGA (ALTERNATIVAS), a seguir apresentado, relaciona essas composições. Observe-se que As CVC com mais de duas unidades variam de participação nessas alternativas. 3.3.9-C.3 Aplicação do Programa HDM-4, considerando a Ocorrência de CVC no Tráfego. Para avaliar o impacto que a crescente utilização dos Bitrens e Rodotrens terá nos custos de transporte procedeu-se a uma comparação entre os custos de transporte obtidos para diferentes composições da frota de veículos de carga, efetuando um transporte hipotético de 41.603 t/dia ou 15.185.095 t/ano, durante um período de 20 anos. Foi utilizado o sistema HDM-4, Highway Development & Management. • Características da Rodovia Admitiu-se uma rodovia pavimentada com as seguintes características: Revestimento de 40 mm de CBUQ, binder de 85 mm, base de 230 mm e subleito com CBR de 10%. Serão admitidos dois padrões de manutenção, além dos serviços de rotina compreendendo: reposição da sinalização sempre que danificada, limpeza dos dispositivos de drenagem, reparos nos acostamentos, etc. • Manutenção Serão admitidos dois tipos de manutenção, de boa qualidade e de qualidade sofrível, conforme descrito a seguir. • Manutenção de Boa Qualidade

- Conservação de Rotina (reparos da sinalização, acostamentos e estruturas de drenagem);


rodagem atingirem 25% da superfície; - Recapeamento com CBUQ de 50 mm, quando o Irregularidade atingir 4 IRI; - Restauração da rodovia quando a Irregularidade atingir 9 IRI.

Manutenção de Qualidade Sofrível

- Conservação de Rotina (reparos da sinalização, acostamentos e estruturas de drenagem);


rodagem atingirem 40% da superfície; - Recapeamento com CBUQ de 50 mm, quando o Irregularidade atingir 6 IRI;



- 203 -

- Restauração da rodovia quando a Irregularidade atingir 10 IRI. • Características Geométricas Serão consideradas separadamente rodovias em regiões planas, onduladas e montanhosas, caracterizadas pelos valores médios dos números de subidas e descidas (m/km), curvatura média horizontal (grau/km) e velocidade permitida (km/h). Admite-se que as rodovias estavam em estado de novas no final de 2007 e que o período de análise se estenderá por 20 anos. Região Subidas + Descidas

(m/km) Curvatura Média Horizontal

(grau/km) Velocidade Permitida

(km/h) Plana 10 15 100 Ondulada 15 75 80 Montanhosa 20 300 60

• Custos Serão considerados custos unitários correspondentes ao final de 2007, conforme relação apresentada a seguir: Custos de Manutenção

Tipo de serviço Custos Econômicos (R$) Custos Financeiros (R$)

Conservação de rotina – Rodovia pavimentada

6.400,00 8.000,00 / km

Tapa – buraco 8,83 11,04 / m2

Selagem de trincas 3,56 4,45/ m2

Reparos de bordos 12,37 15,46/ m2

Resselagem com 15 mm 5,28 6,60/ m2

Recapeamento com 50 mm 14,72 18,40/m2

Custos de Aquisição dos Veículos

Tipo de Veículo Custos Financeiros (R$)

Moto 15.000,00

Carro de Passeio Médio 45.000,00

Ônibus Pesado 265.000,00

Utilitário 80.000,00

Caminhão Médio 2 eixos 170.000,00

Caminhão Pesado 3 eixos 263.000,00

Semi-Reboque SR 431.400,00

Carreta 425.400,00

Semi-Reboque 3S3 461.000,00

Bitrem de 7 eixos 547.700,00

Bitrem de 9 eixos 588.800,00

Rodotrem 607.000,00



- 204 -

Custos de Aquisição dos Pneus dos Veículos Tipo de Veículo Custos Financeiros (R$)

Moto 80,00

Carro de Passeio Médio 140,00

Ônibus Pesado 1002,00

Utilitário 800,00

Caminhão Médio 2 eixos 800,00

Caminhão Pesado 3 eixos 1002,00

Semi-Reboque SR 1002,00

Carreta 1002,00

Semi-Reboque 3S3 1002,00

Bitrem de 7 eixos 1002,00

Bitrem de 9 eixos 1002,00

Rodotrem 1002,00

Custo Horário da Mão-de-Obra de Manutenção, do Motorista e Ajudante e do Tempo de Viagem dos Motoristas dos Carros e Passageiros dos Ônibus

Tipo de Veículo Mão-de-Obra Manutenção

Salários do Motorista

Tempo de Viagem

Moto 40,00 5,00

Carro de Passeio Médio 40,00 - 10,00

Ônibus Pesado 40,00 23,00 5,00

Utilitário 40,00 ‘- 10,00

Caminhão Médio 2 eixos 40,00 14,00 -

Caminhão Pesado 3 eixos 40,00 16,00 -

Semi-Reboque SR 40,00 23,00 -

Carreta 40,00 23,00 -

Semi-Reboque 3S3 40,00 23,00

Bitrem de 7 eixos 40,00 23,00 -

Bitrem de 9 eixos 40,00 23,00 -

Rodotrem 40,00 23,00 - . Custos dos Combustíveis e Lubrificantes

Tipos de Combustíveis e Lubrificantes Custo

Financeiro (R$)

Gasolina 2,69/ litro

Diesel 2,12/ litro

Óleos Lubrificantes 17,64/ litro

Custo Estimado de Restauração

A rodovia restaurada terá revestimento de 125 mm de CBUQ e base de 230 mm e o subleito tem CBR = 10% O custo estimado é de R$ 368.970,00/km.

• Composição do Tráfego das Alternativas

Foram admitidas as alternativas de tráfego constantes das Tabelas que se seguem:



- 205 -

Moto 4,85% 184 4,72% 184 4,84% 184 4,96% 184 5,10% 184 5,71% 184 5,12% 184

Carro Médio 34,80% 1321 33,89% 1321 34,73% 1321 35,63% 1321 36,58% 1321 40,96% 1321 36,73% 1321

Utilitário 16,23% 616 15,80% 616 16,19% 616 16,61% 616 17,06% 616 19,10% 616 17,13% 616

Ônibus Pesado 3,87% 147 3,77% 147 3,86% 147 3,96% 147 4,07% 147 4,56% 147 4,09% 147

Caminhão Médio 2C

4,19% 159 4,08% 159 4,18% 159 4,29% 159 4,40% 159 0,00% - 4,42% 159

Caminhão Pesado 3C

9,14% 347 8,90% 347 9,12% 347 9,36% 347 9,61% 347 0,00% - 9,65% 347

Semi Reboque 3S2

1,79% 68 1,74% 68 1,79% 68 1,83% 68 1,88% 68 0,00% - 1,89% 68

Carreta 2S3 6,95% 264 11,93% 465 8,46% 322 4,67% 173 0,64% 23 0,00% - 0,00% 0

Semi Reboque 3S3

8,85% 336 15,16% 591 10,54% 401 5,80% 215 0,80% 29 0,00% - 0,00% 0

Bitrem 7 Eixos 9,19% 349 0,00% - 4,39% 167 9,01% 334 13,82% 499 20,78% 670 14,73% 530

Rodotrem 0,13% 5 0,00% - 1,26% 48 2,59% 96 4,04% 146 5,95% 192 4,17% 150

Bitrem 9 Eixos 0,00% - 0,00% - 0,63% 24 1,29% 48 1,99% 72 2,95% 95 2,09% 75

Soma Total 100% 3796 100% 3898 100% 3804 100% 3708 100% 3611 100% 3225 100% 3597

VMD % VMD% VMD %% VMD % VMD% VMD % VMD

COMPOSIÇÃO DO TRÁFEGO (ALTERNATIVAS)

CLASSE DE VEÍCULO

Tráfego em 2007 0% CVC>2U 25% CVC>2U 50% CVC>2U 75% CVC>2U 100% CVC>2U 79% CVC>2U



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IMPACTO ECONÔMICO DA UTILIZAÇÃO DAS CVC'sDADOS PARA O HDM

MOTO PASSEIO UTIL ÔNIBUS CARGA TOTAL

184 1321 616 147 1528 3796

Caminhão Médio 2C

16,0 10,0 0,10 159 1590 0,10 159 1590 0,10 159 1590 0,11 159 1590 0,12 159 1590 - - - 0,12 159 1590

Caminhão Pesado 3C

23,0 15,5 0,24 347 5379 0,21 347 5379 0,23 347 5379 0,24 347 5379 0,26 347 5379 - - - 0,26 347 5379

Semi Reboque 3S2

40,0 26,5 0,04 68 1802 0,02 68 1802 0,04 68 1802 0,05 68 1802 0,05 68 1802 - - - 0,05 68 1802

Carreta 2S3 41,5 28,0 0,17 264 7392 0,27 465 13020 0,21 322 9016 0,12 173 4844 0,02 23 644 - - - - - -

Semi Reboque 3S3

48,5 33,5 0,22 336 11256 0,38 591 19799 0,26 401 13434 0,15 215 7203 0,02 29 972 - - - - - -

Bitrem 7 Eixos 57,0 39,9 0,24 349 13925 - - - 0,11 167 6663 0,23 334 13327 0,37 499 19910 0,70 670 26733 0,40 530 21147

Rodotrem 74,0 51,8 - 5 259 - - - 0,03 48 2486 0,07 96 4973 0,11 146 7563 0,20 192 9946 0,11 150 7770

Bitrem 9 Eixos 74,0 51,8 - - - - - - 0,02 24 1243 0,03 48 2486 0,05 72 3730 0,10 95 4921 0,06 75 3885

Soma/Conv. - - * 0,66 1174 27419 * 1,00 1630 41589 * 0,75 1297 31220 * 0,50 962 20817 * 0,25 626 10386 * 0,00 - - * 0,21 574 8771

Soma/CVC - - * 0,34 354 14184 * 0,00 - - * 0,25 239 10393 * 0,50 478 20786 * 0,75 717 31203 * 1,00 957 41600 * 0,79 755 32802

Soma Total - - 1,00 1528 41603 1,00 1630 41589 1,00 1536 41613 1,00 1440 41603 1,00 1343 41589 1,00 957 41600 1,00 1329 41573

* percentagens relativas às cargas transportadas

Número N

Classe/Veículo 2C 3C 2S2 3S2 2S3 3S3 Bitrem Rodotrem Bitrenzão

AASHTO 2,7218 1,9697 4,3642 3,6121 4,5685 3,8165 5,2545 6,8969 6,8969 5,6633 3,7547 12 x 107

USACE 3,5674 8,8267 12,1162 17,3755 12,8872 18,1265 25,9243 34,4731 34,4731 27,4263 15,2988 5 x 107

Período de Projeto: 10 anos Dimensionamento (Pavimento)

Taxa crescimento/tráfego: 3% aa - 4,00 cm

- 8,50 cm

- 23,00 cm

- 10%

CONFIGURAÇÃO BÁSICA DO TRÁFEGO

COMPOSIÇÃO DO TRÁFEGO DE CARGA (ALTERNATIVAS)

CLASSE DE VEÍCULO

CARGA BRUTA

t

CARGA LÍQUIDA

t

CONFIGURAÇÃO BÁSICA 0% CVC>2U 25% CVC>2U 50% CVC>2U 75% CVC>2U 100% CVC>2U 79% CVC>2U

% VMD TON % VMD TON % VMD TON % VMD TON TON

FATORES DE EQUIVALÊNCIA DE CARGA

VMD TON % VMD% VMD TON %

CBR do Subleito

Média Ponderada

Revestimento (CBUQ)

Binder (CBUQ)

Base (Granular)


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� Aplicação do sistema HDM-4 O objetivo da aplicação do sistema HDM-4 é a determinação dos custos totais de transporte para cada uma das alternativas de composição do tráfego relacionadas, para cada um dos dois tipos de manutenção previstos: Manutenção de Boa Qualidade e Manutenção de Qualidade Sofrível. Foram criados os seguintes projetos: 1 - Efeito das CVC – Tráfego Atual ; 2 - Efeito das CVC – 0% CVC >2 Unidades; 3 - Efeito das CVC – 25% CVC >2 Unidades; 4 - Efeito das CVC – 50% CVC >2 Unidades; 5 - Efeito das CVC – 75% CVC >2 Unidades; 6 - Efeito das CVC – 100% CVC >2 Unidades; 7 - Efeito das CVC – 79% CVC >2 Unidades. Processando esses projetos foram gerados os arquivos do tipo “annual agency and user streams (discounted)”, para cada projeto, com a taxa de desconto de 12% ao ano. Esses arquivos foram salvos com as seguintes designações: 1 - Custos de transporte descontados a 12 % ao ano: Tráfego atual.xls; 2 - Custos de transporte descontados a 12 % ao ano: 0% CVC .xls; 3 - Custos de transporte descontados a 12 % ao ano: 25% CVC .xls; 4 - Custos de transporte descontados a 12 % ao ano: 50% CVC .xls; 5 - Custos de transporte descontados a 12 % ao ano: 75% CVC .xls; 6 - Custos de transporte descontados a 12 % ao ano: 100% CVC .xls; 7 - Custos de transporte descontados a 12 % ao ano: 79% CVC .xls.


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Com base nos resultados constantes dos relatórios citados foi preparado a Tabela - Custos de Transporte, Descontados a 12% ao ano, apresentado a seguir.

Taxa de desconto anual de 12%.

Montanhosa Ondulada Plana Total Montanhosa Ondulada Plana Total3312 3112 3113 9537 3382 3184 3181 97473287 3101 3111 9499 3355 3171 3177 97033223 3028 3030 9282 3289 3097 3095 94813157 2955 2949 9061 3222 3022 3012 92563089 2879 2865 8832 3151 2944 2927 90223080 2869 2853 8802 3142 2934 2915 89913023 2788 2769 8579 3084 2851 2829 8764

75%CVC>2U79%CVC>2U100%CVC>2U

Tráfego Atual0%CVC>2U25%CVC>2U50%CVC>2U

Custo Total de Transporte Custo Total de TransporteManutenção Boa Manutenção Sofrível

Cabe fazer as seguintes observações com relação aos resultados constantes da Tabela. 0%CVC>2U significa: percentagem de veículos CVC com mais de 2 unidades é de 0 %. Quando a percentagem de CVC > 2U cresce, de 0 % até 100 %, os custos totais de transporte decrescem, para qualquer tipo de terreno e para os dois tipos de manutenção apresentados. Considerando que a carga total transportada é sempre a mesma, pode-se concluir que as CVCx > 2U são mais econômicas que os demais veículos rodoviário de carga. Observa-se, entretanto, que ao se passar do Tráfego Atual para 0 % de CVC > 2U, em que decresce o percentual de CVC, há uma redução de custo de transporte para todos os terrenos e tipos de manutenção adotados. Isso ocorre pelas mesmas razões citadas nos estudos do Impacto das CVC sobre o dimensionamento dos pavimentos, em que a maior participação de tandens triplos resulta em pavimentos mais econômicos. Ao se passar do Tráfego Atual para 0% de CVC, houve as seguintes alterações do tráfego: 349 bitrens de 7 eixos com 1 eixo simples e 3 tandens duplos e 5 rodotrem, com 1 eixo simples, 1 tandem duplo e 2 tandens triplos, correspondendo os totais de => 349+5 = 354 eixos simples, 349 x 3 + 5 = 1.052 tandens duplos e 5 x 2 = 10 tandens triplos, foram trocados por => 465 – 264 = 201 Carretas com 2 eixos simples e 1 eixo tandem triplo e 91 - 336 = 255 Semi-Reboques com 1 eixo simples, 1 eixo tandem duplo e 1 eixo tandem triplo, correspondendo aos totais de 201 x 2 + 255 = 757 eixos simples, 255 tandens duplos e 201 + 255 = 456 tandens triplos. Em resumo, passando do Tráfego Atual para o de 0% de CVC>2U, trocou-se 354 eixos simples + 1.052 tandens duplos + 10 tandens triplos por 757 eixos simples, 255 tandens duplos e 456 tandens triplos.


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A participação muito maior de tandens triplos resultou em maior eficiência da frota com 0% de CVC>2U, resultando menor custo de transporte. A partir desse ponto a crescente participação de CVC>2U com maior participação de tandens triplos resultou em contínua redução de custo de transporte.. O arquivo correspondente ao presente relatório Avaliação Econômica do Impacto das CVC.doc e os demais citados encontram-se no diretório AVICVC do CD anexo. Cabe observar que o diretório Eng. inclui os arquivos que constituem os elementos de projeto dentro do HDM-4. • Determinação no Número Estrutural Ajustado No Volume 4 do HDM-4, Analytical Framework and Model Descriptions, Part C Road Deterioration Models, C2 Bituminous Pavements, Capítulo 3 Pavement strength, páginas C2-11 a C2-17, são apresentados os elementos necessários para determinação do Número Estrutural Ajustado SNP (Parkman and Rolt, 1997). Com base nesses elementos foi preparado um programa para cálculo do Número Estrutural Ajustado (SNPs), que foi aplicado ao pavimento da rodovia constante do item anterior e é a seguir apresentado. O valor 125 é a espessura em mm da superfície do pavimento de Concreto Asfáltico, 230 é a espessura da base em mm, CBR 10 refere-se ao subleito e CBR 80 é o valor correspondente à base. O valor determinado é SNPs = 4,52.

CÁLCULO DO NÚMERO ESTRUTURAL AJUSTADO

ENTRE COM OS DADOSSUP CA BÁSICOS ACIONANDO BASE G

SUBBASE G VERIFIQUE OS DADOS E ACIONEH_1 125H_2 230H_3 0H_4 0MR30 3000

CBR 10 SNPs 4,52CBR2 80UCS 1 QUANDO H_2=0 BASE=G, CBR2=1,UCS=1

UCSSB 1 QUANDO H_3=0 SUBBASE=G, CBR3=1, UCSSB=1

CBR3 1 QUANDO H_4=0 CBR4=1

CBR4 1 PODE MUDAR OS DADOS DE ENTRADA EMMCPE_80 SIM SNPS NAS LINHAS AZUIS E ACIONAR _SNPs

_DADOS

_SNPs

• Tipos de Região a Serem Analisadas Para levar em conta o tipo de orografia das regiões a serem analisadas com utilização da metodologia do HDM-4 foram considerados três tipos de regiões: plana, ondulada e montanhosa, com as características geométricas médias fornecidas pelo HDM-4 para essas regiões. Trechos de 100 km com as características médias dessas regiões constituirão a rede a ser considerada nos estudos a serem feitos.


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3.3.9-D - A Análise dos Fatores Intervenientes


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A título de complementação de abordagem constante no item 3.3.5, são enfocados, em seqüência, os seguintes fatores: 3.3.9-D.1. Carga por Eixo � A carga máxima por eixo é a maior determinante dos danos por fadiga, tanto em

pavimentos rígidos como nos flexíveis. Os eixos de direção de caminhões com mais de 10.000 lb., sobre pneus simples convencionais (11R22.5 ou equivalentes), produzem mais danos que eixos com 20.000 lb. com pneus duplos. Os pneus simples de base larga produzem mais danos que pneus duplos com a mesma carga. Num eixo simples com pneus duplos, os eixos com pneus simples de base larga, deveriam ser limitados a cargas de 650 lb. por polegada de largura da banda (488 lb/in, baseado na largura da seção do pneu).

� Por necessidade, os eixos dianteiros de direção dos caminhões usam configurações de pneus simples. Embora sejam permitidas cargas de até 20.000 libras, a maioria dos caminhões opera com cerca de 12.000 lb. Os pneus fabricados para aceitar estas cargas (o tamanho 11R22.5) criam elevados estresses nas estruturas dos pavimentos. Os pneus do eixo de direção produzem maiores danos de fadiga em pavimentos flexíveis que uma carga de 20.000 lb. num eixo com pneus duplos. Para manter os danos dentro dos mesmos limites tolerados para um eixo de 20.000 lb., as cargas do eixo de direção com estes pneus deveriam ser reduzidos para uma faixa de 10.000 lb. a 11.000 lb. Os danos às estradas derivados de veículos operando atualmente com um limite de peso bruto de 80.000 lb. de peso bruto, seriam diminuídos de cerca de 10%, ao modificar as leis de uso das estradas, para favorecer uma distribuição de carga de 10.000 lb. no eixo da direção, com permissão para 35.000 lb. nos tandens.

Cargas nos Eixos Traseiros � As atuais leis de uso das estradas toleram até 20.000 lb num eixo traseiro

simples. Embora a maioria dos caminhões use o arranjo de pneus duplos em tais eixos, os pneus simples de base larga são permitidos. Conforme foi discutido acima, isto cria um dano extra aos pavimentos flexíveis. Com a finalidade de limitar os danos àqueles característicos dos eixos de pneus duplos, os eixos traseiros com pneus simples de base larga deveriam ser limitados na carga em 14.000 lb., para os pneus 15R22.5, e 18.000 lb., para os pneus 18R22.5.

� As cargas no eixo da direção devem ser mantidas no mínimo possível, com a devida consideração para com a segurança e com a estabilidade. As cargas dos eixos de direção que excedem 65 lb. por polegada de banda do pneu, são mais danosos que eixos traseiros com cargas maiores.


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3.3.9-D.2. Peso Bruto Total � A determinante primária da formação de trilhas nos pavimentos flexíveis é o peso

bruto do veículo. Entretanto, não haveria benefício em limitar o peso bruto do veículo em vista do fato de que isto somente traria mais caminhões para a estrada, para cobrir as necessidades de transporte comercial (assumindo que não existe transferência modal de transporte comercial). Não foi encontrada nenhuma evidência para sugerir que características específicas dos caminhões (que são práticos para controlar) poderiam reduzir os danos na formação de trilhas.

3.3.9-D.3. Espaçamento entre Eixos � Os danos produzidos por eixos tandem com eixos muito próximos (48 a 52

polegadas de espaçamento), são reduzidos pela interação de carga nos pavimentos rígidos. Os pavimentos flexíveis não têm significativa interação de carga. As cargas de eixos tandem, atualmente limitadas em 34.000 lb., poderiam ser aumentadas para até 40.000 lb. sem danos maiores que aqueles impostos por dois eixos de 20.000 lb. com grande espaçamento. Os eixos do tandem triplo são uma maneira efetiva de aumentar a capacidade de carga do caminhão, enquanto reduz os danos as estradas. Os eixos do tandem triplo num trailer (limitados a 39.000 lb.), permitiriam até 85.000 lb. num cavalo com trailer, com menos danos que um cavalo trailer de 5 eixos com 80.000 lb.

� Nos Estados Unidos e Canadá, de uma maneira geral, os limites admissíveis para os eixos em tandem são determinados em função de análise dos impactos sobre as pontes ("Bridge Formula”), enquanto que o limite para os eixos simples é fixado com base nos efeitos sobre os pavimentos. HAJEK e AGARWAL (1990), por exemplo, analisam os limites legais da província de Ontário que regulam o peso máximo admissível dos eixos em tandem em função do tipo e do espaçamento entre eixos.

3.3.9-D.4. Distribuição de Carga Limitação de Peso

� Sendo questionável a eficiência do sistema de distribuição de carga nos eixos em tandem (balancim), medidas regulamentadoras deveriam ser estudadas para a situação brasileira. Na Austrália, por exemplo, devem ser utilizadas suspensões equipadas com mecanismo comprovadamente eficaz para a distribuição de carga entre os eixos do grupo. No caso de veículos mais velhos, onde é impossível a instalação do sistema aprovado, a carga máxima permitida é reduzida (WOODROOFE - 1987).


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� A maioria das suspensões de caminhões com tandem duplo e tandem triplo são projetadas para equalizar as cargas estáticas transportadas pelos eixos de um grupo. Na prática, a efetividade da equalização de carga nos veículos em movimento varia significativamente entre as diferentes suspensões.

� A limitação de peso é implementada de forma rotineira, por meio de balanças, ao lado da estrada, e inspeções de caminhões, por agentes encarregados do controle de veículos automotores. As práticas variam entre as diversas organizações que, a nível universal executam a pesagem. A igualdade entre eixos tandem é essencial para minimizar os danos às estradas, mas não é usualmente monitorada. A igualdade de carga entre os eixos tandem é essencial para minimizar os danos das estradas, mas não é usualmente monitorada. Os danos aumentam numa taxa acelerada, quando as disparidades de carga excedem 10% (cargas em eixos individuais 10% maior que a média). O monitoramento de rotina da distribuição da carga no tandem deveria ser considerada, durante as atividades de controle do limite de carga, para determinar o significado deste fator como uma causa do desgaste da estrada. Caso seja apropriado, as cargas em cada um dos eixos do tandem deveriam ser reguladas.

3.3.9-D.5. Velocidade � A velocidade operacional dos caminhões tem influência pequena e variável na

quantidade de danos impostos aos pavimentos. Geralmente, velocidades mais altas são levemente mais danosas aos pavimentos rígidos, e levemente menos danosas para os pavimentos flexíveis. Pode-se concluir que, em pavimentos em boas condições, não existe lógica em limitar a velocidade dos caminhões devido ao desgaste dos pavimentos. Somente quando a estrada tenha sofrido substancial deterioração, produzindo forte rugosidade, a limitação de velocidade teria algum benefício significativo para reduzir o desgaste da estrada.

3.3.9-D.6. Amortecimento / Caminhões � O amortecimento insuficiente nos sistemas de suspensão pode trazer danos

adicionais às estradas, bem como, às suspensões e ao desgaste dos pneus. Os amortecedores devem ser mantidos em boas condições de uso.

� As suspensões de feixe flutuante são particularmente danosas para as estradas, devido à ausência de amortecedores. Caso seja especificada uma suspensão flutuante, devem ser exigidos amortecedores nos eixos.

� As vibrações de baixa freqüência que degradam a suavidade da viagem e aumentam os danos à carga, também contribuem para os danos às estradas. Os fabricantes de caminhões deveriam ser encorajados a continuar o desenvolvimento de caminhões que apresentem uma viagem suave. O uso de


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suspensões a ar é um dos meios mais efetivos para melhorar o comportamento dinâmico, com benefícios de produzir menos danos nas estradas.

� Os danos nas estradas podem ser reduzidos com o desenvolvimento de suspensões com um melhor desempenho dinâmico. As suspensões a ar podem atingir desempenhos comparáveis à melhor suspensão passiva, dando atenção à seleção do nível de amortecimento dos choques. O uso destas suspensões, em vez das suspensões com molas de folhas tem o potencial de reduzir os danos das estradas em cerca de 20%. As suspensões ativas poderiam potencialmente acrescentar outros 20% de melhoria. A suspensão de feixe flutuante de tandem gera cargas dinâmicas que danificam desnecessariamente as estradas, devido ao fraco amortecimento no seu modo de vibração “pulo do tandem”. Este modo de vibração pode ser facilmente reduzido, pela instalação de amortecedores entre os eixos e a estrutura do caminhão. Os fabricantes e usuários de caminhões que tem preocupação com os danos das estradas devem especificar amortecedores nas suspensões de feixe flutuante.

� Nem sempre é possível dizer que uma suspensão é mais apropriada que outra, mas somente que o veículo todo é mais ou menos apropriado para o pavimento. Isto tem a difícil implicação de que para prever procedimentos para testar os danos por veículos combinados, poderá ser necessário testar cavalos com um trailer padrão, e os trailers com um cavalo padrão.

3.3.9-D.7. Pressão de Inflação dos Pneus � Tem havido considerável preocupação de que as elevadas pressões dos pneus

dos caminhões pesados possam estar contribuindo com os danos às estradas. A pressão dos pneus tem pouco efeito na fadiga de pavimentos rígidos, mas um grande efeito nos pavimentos flexíveis conforme já foi fartamente testado.

� As leis de uso das estradas deveriam ser modificadas para limitar as pressões recomendadas (marcadas nas laterais dos pneus) dos pneus dos caminhões, mais uma folga de 15 psi para o aumento da pressão devida ao calor. Incluindo a verificação da pressão dos pneus nas atividades de conferência de peso, seria um meio rápido e efetivo para reduzir os danos às estradas que são atribuídos a esta causa.

� HU (1987), em trabalho patrocinado por fabricantes de veículos rodoviários de carga dos Estados Unidos, relata que um estudo experimental feito na Alemanha em 1984 (sobre o qual não cita informações importantes: cargas por eixo, tipo de pavimento, velocidade etc.) mostrou que a alteração da pressão de enchimento de 528 kPa (75 psi) para 879 kPa (125 psi) resulta em um acréscimo de apenas 7% na deformação horizontal de tração na fibra inferior do revestimento. Se a intenção implícita do autor citado era minimizar os efeitos da pressão de enchimento dos pneus, ele não foi bem sucedido, pois um acréscimo de 7% na resposta estrutural resulta, considerando-se a lei da quarta potência, em um


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aumento de 31 % (1,074= 1,31) na deterioração do pavimento. Ou seja, um pavimento previsto para durar 20 anos chegaria ao final de sua vida em serviço aproximadamente 5 anos antes.

� Os resultados observados nos países europeus permitem afirmar que a não regulamentação da pressão de enchimento dos pneus e do uso dos pneus extralargos pode acarretar graves conseqüências em termos de deterioração precoce dos pavimentos. Nos Estados Unidos, nove estados já estabeleceram limites legais para as cargas por eixo em função da pressão de enchimento (BROWN - 1987). O Estado do Colorado, por exemplo, permite cargas de até 40 kN para pneus com pressão inferior a 703 kPa (100 psi) e cargas até 37 kN para pneus com pressão superior a 703 kPa.

Distribuição da Pressão de Contato

� Hipóteses simplificadoras feitas no passado, que dispensavam o conhecimento

da distribuição da pressão de contato pneu-pavimento, aliadas às dificuldades para a sua medição ou cálculo teórico, fizeram com que as solicitações do tráfego fossem caracterizadas apenas pela carga por eixo, o que persiste até hoje nos métodos tradicionais de dimensionamento de pavimentos (AASHTO e DNER, por exemplo).

� BURMISTER (1943) e muitos outros que desenvolveram trabalhos sobre a teoria das camadas elásticas a partir dos estudos de Boussinesq, realizados no final do século passado, modelaram as cargas aplicadas pelos pneus como uma superfície de carregamento circular, com pressão uniforme e igual à pressão de enchimento dos pneus. A teoria por eles utilizada para explicar a distribuição da pressão de contato pneu-pavimento é a Teoria das Membranas, segundo a qual uma estrutura sem rigidez à flexão, ao ser inflada e colocada em contato com uma superfície plana, produz uma pressão de contato circular, uniformemente distribuída e igual à sua pressão de enchimento.

Embora a Teoria das Membranas tenha simplificado em muito as teorias que vêm sendo utilizadas pelos engenheiros rodoviários ao longo dos anos, a distribuição da pressão de contato pneu-pavimento não é igual à pressão de enchimento nem se distribui uniformemente sobre uma superfície circular, pois os pneus, ao contrário das membranas, têm elevada rigidez. Na realidade, a forma e magnitude da pressão de contato pneu-pavimento dependem da carga por eixo, da pressão de enchimento, do tipo e estado do pneu, da velocidade, do atrito pneu-pavimento etc. � Segundo HAAS e PAPAGIANNAKlS (1986), há consenso de que a pressão de

enchimento e a distribuição da pressão de contato pneu-pavimento afetam as respostas estruturais próximas à superfície do pavimento e, conseqüentemente, as trincas por fadiga do revestimento asfáltico e a parcela da deformação permanente nas trilhas das rodas que ocorre no revestimento. Pesquisas laboratoriais realizadas na Universidade do Texas em Austin, sob orientação do


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Prof. Hudson, por MARSHEK et aI. (1985), PEZO et aI. (1989) e HANSEN et al. (1989), reconhecem que a distribuição da pressão de contato pneu-pavimento é um importante fator que deve ser considerado nos estudos de desempenho dos pavimentos.

� Trabalhos teóricos e experimentais têm confirmado que pressão de contato não é igual à pressão de enchimento, não atua sobre uma superfície circular, nem se distribui uniformemente sobre a área de contato. Segundo LAY (1981), as mudanças que ocorrem na forma e dimensões da superfície de contato pneu-pavimento resultam, basicamente, de alterações no comprimento da superfície de contato, uma vez que a largura permanece praticamente constante. A superfície de contato tende a passar de um círculo para uma elipse (pneus diagonais) ou retângulos (pneus radiais), à medida que a carga por eixo aumenta ou a pressão dos pneus diminui.

� Foi desenvolvido na Universidade do Texas em Austin, por HANSEN et al. (1989), um modelo estatístico para previsão da área de contato de pneus diagonais e radiais a partir da carga por eixo e da pressão de enchimento. Esse modelo relaciona a área de contato “real”, determinada experimentalmente (AE), com a área circular (AC) obtida da divisão da carga por eixo pela pressão de enchimento, ambas em polegadas quadradas (uma polegada quadrada igual a 6,45 cm2):

AE = 0,289 + 1,063 (AC) – 0,002 (AC)2 O modelo acima apresenta elevado coeficiente de determinação (R2 = 0,94). � As pressões de contato médias são superiores à pressão de enchimento, pois

para os valores usuais de carga por eixo e pressão de enchimento dos pneus, a área de contato medida é menor que a área circular considerada. Dessa forma, a hipótese de distribuição uniforme da pressão de contato subestima os efeitos das solicitações do tráfego. A Equação acima é utilizada para a determinação da superfície de contato circular equivalente quando da consideração do fator distribuição não-uniforme da pressão de contato pneu-pavimento.

� A pressão de inflação dos pneus de caminhões é um parâmetro que pode ser fixado e variado pelo operador do caminhão. A observação, em anos recentes, de pressões de inflação de pneus bem acima de 100 psi, aumentou a preocupação de que estas pressões excessivas possam estar gerando danos à pavimentação.

� Sabe-se que a pressão de inflação não afeta a pressão de contato média no caminho de contato do pneu. Entretanto, importante é o seu efeito no tamanho do “caminho de contato” do pneu. Por outro lado, sabe-se que o produto da pressão de contato média pela área de contato deve igualar a carga do pneu. A variação em um dos parâmetros produz uma mudança previsível no outro.


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� Um aumento de pressão de inflação do pneu produz efeitos secundários de aumento de sua rigidez e, possivelmente, redução do amortecimento por ele produzido. A rigidez do pneu e o amortecimento são importantes apenas sob condições de carga dinâmicas. As variações na rigidez do pneu, resultantes de mudanças na pressão de inflação, foram observadas, nos experimentos realizados, como geradoras de um efeito mínimo na dinâmica dos caminhões e não parecem ser significativas. De forma semelhante, as variações de amortecimento do pneu geradas pelas variações da pressão de inflação são insignificantes, desde que um amortecimento adequado da suspensão esteja presente. Assim, este mecanismo não parece ser importante na maioria dos casos.

3.3.9-D.8. A Ação Conjugada do Excesso de Carga e da Pressão de Inflação dos Pneus ▪ Exercícios desenvolvidos no presente trabalho conforme focalizado no subitem

3.3.6, simulando acréscimo de carga por eixo (no caso, o Eixo Simples de Roda Dupla) de forma isolada ou conjugada com acréscimo na pressão de inflação dos pneus, conduziram aos resultados a seguir registrados.

▪▪ Mediante a aplicação de procedimento (vinculação à Metodologia do USACE)

proposto pelo Eng° Armando Martins Pereira obteve-se o seguinte:

- Um acréscimo de 30% sobre a carga de eixo legal (10t), mantida a pressão de inflação dos pneus de 5,41 kg/cm2, acarretaria um acréscimo de ordem de 600% de Fator de Equivalência de Carga (referido ao n° de coberturas);

- Um acréscimo de 50% na pressão de inflação dos pneus mantida a carga de

eixo legal (10t), acarretaria um acréscimo de 36% no Fator de Equivalência de Cargas (referido ao n° de coberturas);

- Um acréscimo de 50% na pressão de inflação dos pneus, conjugado a um

acréscimo de 30% na carga de eixo legal, acarretaria um acréscimo de 800% no Fator de Equivalência de Cargas (referido ao n° de coberturas);

▪▪ Mediante a aplicação do Modelo ELSYM5, associada a intitulada Lei da 4ª

potência obteve-se o seguinte:

- Um acréscimo de 30% sobre a carga de eixo legal (10t), mantida a pressão de inflação dos pneus de 5,41 kg/cm2, acarretaria um acréscimo de 245% do Fator de Equivalência de Carga;

- Um acréscimo de 50% na pressão de inflação dos pneus mantida a carga de

eixo legal (10t), acarretaria um acréscimo de 29% do Fator de Equivalência de Carga;


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- Um acréscimo de 50% na pressão de inflação dos pneus, conjugado a um acréscimo de 30% na carga de eixo legal, acarretaria um acréscimo de ordem de 350% do Fator de Equivalência de Carga;

3.3.9-D.9. Rugosidade � A rugosidade tem uma influência mínima no dano agregado de formação de

trilhas em pavimentos flexíveis. Enquanto regiões que suportam grandes cargas dinâmicas irão ter maior formação de trilhas, as regiões com baixa carga dinâmica terão, proporcionalmente, menos. Embora estes mecanismos contribuam para um aumento da rugosidade, a profundidade geral das trilhas ao longo dos caminhos das rodas não é afetada.

� Os danos por fadiga dos pavimentos flexíveis são determinados primariamente pelas cargas dos eixos individuais. Portanto, os presentes métodos de projeto, baseados em cargas por eixos são adequados, embora ele não considerem diretamente as cargas dinâmicas. O engenheiro de estradas dispõe de meios para influenciar e controlar as cargas dinâmicas, pela especificação dos critérios de aceitação para rugosidade nas construções novas, e o nível de rugosidade da estrada para a qual a manutenção é garantida nos pavimentos existentes. Os danos aumentam em cerca de 50%, em estradas rugosas (PSI=2,5), em comparação com estradas suaves (acima de 4 PSI). As práticas de gerenciamento que enfatizam a suavidade, para satisfazer o público que dirige, também promovem a longevidade das estruturas dos pavimentos.

3.3.9-D.10. Temperatura • A temperatura possui um papel importante nos danos de pavimentos, tanto nos

rígidos como nos flexíveis, embora por diferentes mecanismos. Os pavimentos rígidos são distorcidos pelos gradientes de temperatura através da laje, enquanto que os pavimentos flexíveis mudam as propriedades do material com a temperatura. A temperatura foi observada ser uma variável importante em ambos os casos. Maiores pesquisas para modelar melhor os efeitos da temperatura e quantificar a sua influência seriam benéficas.

3.3.9-D.11. Camadas/Pavimento � A formação de trilhas, na forma de uma depressão geral ao longo do caminho

das rodas, é o resultado da compactação e do fluxo plástico de uma ou mais camadas do pavimento. A análise sugere que a quantidade de formação de trilhas é proporcional ao peso total de todos os caminhões usando a estrada. Este fator é determinado pela quantidade de carga que deve ser transportada e, portanto, não pode ser controlada pela projetista da estrada. Não existe razão para acreditar que os pneus radiais, que são usados cada vez mais nos veículos modernos possam contribuir na formação de trilhas de pneus duplos, devido a sua habilidade única de seguir dentro da depressão da trilha das rodas. Não existe evidência que possa sugerir que o controle sobre as propriedades dos caminhões (tais como peso bruto, carga por eixo, ou pressão dos pneus) possa


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trazer modificações significativas na experiência de formação de trilhas. Consequentemente, este problema de formação de trilhas somente poderá ser aliviado pelo desenvolvimento de misturas asfálticas que sejam mais resistentes à formação de trilhas. Além disso, é sabido que a compactação das camadas inferiores é mitigada em certa extensão, por camadas sobrepostas mais espessas.

Espessura da Camada de Rolamento: Fadiga • Os danos de fadiga causados pelos caminhões são altamente dependentes da

espessura da camada de rolamento. Este desgaste está normalizado para o de um eixo de simples de 18-kip, com pneus duplos, rodando em um pavimento com 5 polegadas de camada de rolamento. O dano representa uma passagem de veículo com as cargas por eixo com seus valores estáticos. Os danos impostos a um pavimento por cada uma das configurações variam muito com a espessura da camada de rolamento. Por exemplo, a fadiga causada por uma única passagem de um cavalo com trailer, de 5 eixos, é 14,6 vezes maior em um pavimento de concreto-asfáltico de 2 polegadas, que em pavimento de 6,5 polegadas. Em contraste, sobre um determinado pavimento, os danos por fadiga foram observados variar cerca de 2,8 vezes dentro do intervalo de projetos de caminhões.

• Os danos relativos das configurações (comparados entre si) modificam-se com a espessura da camada de rolamento, principalmente devido às diferenças no potencial de danos dos pneus convencionais simples e de base larga comparados com pneus duplos, para uma dada espessura. Por exemplo, o dano por fadiga causado por um caminhão de lixo de 3 eixos e um caminhão misturador de concreto de 4 eixos comparados a outros caminhões, aumenta com a espessura da camada de rolamento. Isto porque cada um deles tem eixos de direção com pneus simples de base larga. Conforme foi verificado, os pneus simples de base larga produzem menos danos que os pneus duplos em pavimentos mais fracos. Portanto, a contribuição relativa do eixo da direção de um caminhão de lixo com três eixos e um caminhão misturador de concreto com 4 eixos diminui com a espessura da camada de rolamento. Isto é um efeito significativo porque o eixo da direção de cada um destes veículos contribui com uma porção significativa do dano total devido a suas cargas.

3.3.9.D.12. Variação Lateral da Trajetória das Rodas LEE, SHANKAR e IZADMEHR (1983) encontraram, em um levantamento de campo, diferença significativa na distribuição dos pontos de aplicação das cargas do tráfego. � No trabalho analisado, para quantificação da influência da distribuição lateral das

cargas, foram calculadas as respostas estruturais exatamente sob o centro do carregamento e a uma distância de 30 cm do centro do carregamento. Da análise dos resultados obteve-se um fator de conversão aproximadamente igual a 5, insuficiente para explicar por si só, as diferenças observadas entre os resultados


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de laboratório e de campo, mas capaz de ressaltar a importância da consideração da variação lateral da trajetória dos veículos.

� A maioria das análises executadas no trabalho consultado foi baseada no cálculo dos danos causados por uma simples passagem de um veículo. O efeito da localização do caminho da roda sobre danos do pavimento depende da consideração de todos os veículos que passam numa pista. Se todos os veículos passam sobre o mesmo caminho, eles irão induzir danos ao longo da mesma posição lateral em cada passagem. Mas os veículos não passam sempre na mesma posição lateral. O vaguear que ocorre com um tráfego distribuído irá aumentar a vida do pavimento, distribuindo as cargas da rodas através da pista.

3.3.9.D.14. Manobras Aceleração

• Caminhões carregados são limitados quanto aos níveis de aceleração que podem alcançar. As estimativas da capacidade de aceleração de caminhões pesados típicos, podem ser efetuadas em função da velocidade. Nas baixas velocidades (acelerações de partida em cruzamentos, ou baixa tração em gradientes acentuados) as acelerações estão limitadas a aproximadamente 0,15 g, mas na faixa normal de velocidades de tráfego, as acelerações máximas são de 0,05g ou menos. A magnitude da transferência de carga na direção frente–traseira para um caminhão acelerando em reta é dada por:

∆W= W. (h/L). ax onde: ∆W =Transferência de carga frente-traseira, dos eixos dianteiros para os traseiros; W = Peso total do caminhão h = Altura do centro de gravidade L = Distância entre rodas ax = Aceleração longitudinal (em g)

A relação h / L para caminhões é, no máximo, 0,5. Assim, a transferência de carga longitudinal, sob aceleração máxima a baixas velocidades (0,15 g) será, no máximo, de 7,5% do peso total do veículo. Em caminhões em trajetória reta, isto corresponde a um aumento de carga no(s) eixo(s) traseiro(s) de aproximadamente 10%. Nas velocidades de auto-estradas, a transferência de carga longitudinal será de não mais que 2,5% do peso, causando cerca de 3% de aumento na carga sobre o(s) eixo(s) traseiro(s). De acordo com o mesmo raciocínio, os efeitos de transferência da carga primária em veículos articulados (carretas) irão ocorrer no cavalo, aproximadamente com a mesma magnitude. • Em aceleração a baixas velocidades, o aumento de 10% nas cargas do eixo

traseiro irá aumentar o dano de fadiga (devido à relação da quarta potência) em


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45% nos eixos traseiros, mas reduzirá a fadiga causada pelo eixo dianteiro. As altas velocidades, o dano adicional causado pelos eixos traseiros é de cerca de 10%. Reconhecendo-se que estas são estimativas dos piores casos, e que os caminhões passam por acelerações significativas em apenas uma fração de sua quilometragem, não parece que a aceleração tenha uma influência muito importante nos danos de fadiga, exceto em trechos onde a aceleração prevalece (isto é, próximo de intersecções ou faixas de subida em aclives).

• Considerando que a formação de trilhas foi relacionada com o peso bruto e que é insensível à distribuição de cargas entre os eixos, nenhuma mudança nos danos de formação de trilhas deve resultar diretamente das acelerações dos caminhões.

� Frenagem Os níveis de desaceleração longitudinal que podem ser obtidos na frenagem são muito maiores que na aceleração motora, analisada anteriormente, ocorrendo, então, uma maior transferência de carga. Os níveis de desaceleração máximos dos caminhões são nominalmente 0,5g, embora nas freadas de rotina, os níveis de desaceleração pareçam não serem maiores que os de carros de passageiros. Estudos experimentais do comportamento da frenagem descritos na literatura, indicam que a maioria das frenagens ocorre a cerca de 0,1g. No nível de desaceleração de 0,1 g (a desaceleração por frenagem média), caminhões não articulados experimentam uma transferência de carga para o eixo dianteiro da ordem de 5% do peso bruto do veículo (h / L = 0,5, ax = 0,1), enquanto que nos veículos articulados esta transferência será algo menor. Um eixo dianteiro de 12.000 lb pode chegar a 13.000 ou 14.000 lb durante as manobras rotineiras de frenagem. A carga adicional sobre o eixo dianteiro irá aumentar o dano por fadiga gerado por aquele eixo em cerca de 50% a 100%. Durante manobras com frenagens fortes a 0,5 g, o dano do eixo dianteiro pode aumentar de um fator de 500% a 1000%. Nos pavimentos flexíveis, os eixos dianteiros geram maior dano que os eixos traseiros, mesmo nos limites de suas cargas estáticas, pois eles possuem pneus simples. Assim, a transferência de carga para frente durante as frenagens, aumenta os danos de fadiga nos pavimentos flexíveis. Embora a formação de trilhas não seja diretamente afetada pela transferência de carga durante a frenagem, a observação de que as velocidades serão menores em trechos onde as frenagens são freqüentes sugere que o dano de formação de trilhas é mais acentuado nestes trechos das estradas. As tensões de cisalhamento sob os pneus dos caminhões, geradas durante as frenagens, podem também levar ao desgaste acelerado do pavimento, causando ondulação nos trechos da estrada onde as frenagens predominam, como na aproximação de cruzamentos. � Curvas Quando o veículo executa curvas, a carga é transferida lateralmente para as rodas do lado externo da curva. A magnitude desta transferência depende da resultante


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dos momentos de rolagem sobre o veículo. A magnitude exata da aceleração lateral depende da velocidade, raio da curva e da existência de alguma inclinação na curva. Durante a curva o deslocamento de carga dos pneus internos para os externos pode ser determinado calculando-se a resultante dos momentos que agem sobre o veículo. Para o caso de um veículo simétrico, executando uma curva com inclinação, o peso total nos rodas externas é de aproximadamente: FZO = W.[ 1/2 + h/t . (ay – Θ)] Onde: Fzo = Carga nas rodas externas do veículo; W = Peso bruto do veículo; h = Altura do centro de gravidade; t = Distância entre rodas; Θ = Ângulo de inclinação da superfície da estrada (positivo para dentro). ay = Aceleração lateral (em g) O segundo elemento do lado direito da equação representa a proporção relativa do peso que é transferido na curva. As diretrizes da AASHTO recomendam que as estradas sejam projetadas considerando a aceleração lateral e a inclinação, de tal forma que o total dos dois esteja normalmente na vizinhança de 0,1. As alturas dos centros de gravidade (h) dos caminhões são bastante variáveis, mas são praticamente equivalentes à distância entre rodas. Assim, em curvas típicas, as rodas externas irão experimentar uma carga total de: Fzo = W [0,5 + 0,1] = 0,6 W Em geral, a distribuição do deslocamento da carga lateral entre os eixos irá variar dependendo das características específicas das suspensões, mas é razoável assumir percentagens equivalentes para todos os eixos. Assim, conclui-se que nas curvas, as cargas sobre as rodas externas dos caminhões podem, tipicamente, aumentar em até 60% a carga por eixo, o que significa um aumento de 20% na carga das rodas individuais. Com relação à fadiga em pavimentos flexíveis, o dano (baseado na lei da quarta potência) aproximadamente dobra. Considerando-se que a deformação permanente nas camadas dos pavimentos flexíveis é diretamente proporcional à carga, o aumento na formação de trilhas é de 20% sob as rodas externas. 3.3.9-D.15. Cargas Dinâmicas � A preservação da infra-estrutura rodoviária pode ser conseguida, não só

mediante mudanças nas técnicas de projeto, construção, manutenção e reconstrução de pavimentos, mas também através de melhorias nos sistemas de suspensão dos veículos.

▪ A interação entre as cargas dos veículos e as respostas estruturais dos pavimentos é caracterizada, freqüentemente, como uma interação em mão única, ou seja, no sentido de que apenas as cargas dos veículos influenciam as


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respostas estruturais dos pavimentos. Mas, enquanto os veículos contribuem para a deterioração dos pavimentos, os pavimentos também danificam os veículos. O assunto referente à repetitividade espacial das cargas das rodas entre caminhões (a tendência para todos caminhões “martelarem” o pavimento nas mesmas áreas gerais) necessita ser examinado, por meio de pesquisas de campo, com a finalidade de melhorar a habilidade para prever os danos nas estradas numa base absoluta. Mais estudos empíricos destes tipos são necessários para melhorar os conhecimentos sobre as características dos caminhões, caso se desejem avanços na compreensão das interações entre caminhões e pavimentos.

Os Eng°s José Leomar Fernandes Junior e Rone Evaldo Barbosa apresentaram, no âmbito da 36° Reunião Anual de Pavimentação – 36° RAPV, realizada em ago/2005, trabalho intitulado “Efeitos da Carga por Eixo do Tipo de Eixo, da Velocidade e da Condição dos Pavimentos sobre as Cargas Dinâmicas” no qual foram enfocados a interação entre os veículos e a infra-estrutura rodoviária e os respectivos efeitos dinâmicos. Referido trabalho envolveu a aplicação do programa computacional “Trucksin”, desenvolvido pelo UMTRI – The University of Michigan Transportation Research Institute, programa este baseado em modelos matemáticos de veículos que foram validados mediante comparações com outros modelos existentes e com resultados de testes de campo, permitindo análise de vários tipos de veículos, mediante composição de diferentes características de sistemas de suspensão, direcionamento, carregamento, eixos e pneus, velocidade, aceleração e frenagem. No desenvolvimento do trabalho foram definidos e considerados os seguintes parâmetros: ▪ Coeficiente de Impacto

No trabalho considerou-se como parâmetro de comparação entre as cargas dinâmicas e estáticas, um coeficiente de impacto (f), que é expresso pela relação entre a carga dinâmica vertical máxima (Fzmax) e a carga estática (Fzest) aplicada no eixo do veiculo, trafegando sobre um perfil de pavimento, de conformidade com as simulações efetivadas e os resultados alcançados. Esse coeficiente é dado pela Equação a seguir: ▪ Fatores de Equivalência de Carga

Os fatores de equivalência de carga (FEC) que permitem a conversão de aplicações de diferentes solicitações em um número equivalente de aplicações da solicitação padrão, possibilitando o dimensionamento e a previsão do desempenho de pavimentos para o tráfego misto real, foram estabelecidos com base na Lei da 4ª potência:

max

est

Fzf

Fz=


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em que: FEC1/0: fator de equivalência de carga 1 em relação à carga de referência 0; P1: carga qualquer; P0: carga padrão ou carga referência. O mesmo conceito foi então utilizado para avaliar o efeito relativo das cargas dinâmicas (Fzdin), obtidas nas simulações com as cargas estáticas (Fzest) consideradas. Assim é que foram definidos Fatores de Equivalência de Cargas Dinâmicas: ▪ Irregularidade Longitudinal do Pavimento

Para efeito das competentes simulações, foram assumidas as condições constantes na tabela que se segue:

Perfis de pavimentos simulados para caracterização de irregularidade longitudinal Pavimento IRI (m/km) Descrição GoodPCC 1,6 Pavimento de concreto de cimento Portland, em boas condições RoughAC 3,5 Pavimento de concreto asfáltico, com perfil regular WavyST 4,4 Pavimento asfáltico com tratamento superficial, ondulado

▪ Fatores Relacionados aos Veículos

Os fatores analisados foram a carga por eixo, o sistema de suspensão e a velocidade. ▪▪ Carga por Eixo – Tipo de Eixo A análise foi feita considerando-se o valor médio dos FECD’s obtidos para três tipos de eixos a saber, Eixos Simples com Rodas Simples ESRS, Eixos Simples com Rodas Duplas ESRD e Eixos Tandem Duplo com Rodas Duplas – TDRD. Tais eixos foram assumidos em diferentes veículos trafegando sobre o perfil WavyST a uma velocidade de 90 km/h, com diferentes carregamentos. Considerado como um dos principais fatores na deterioração dos pavimentos, a carga por eixo apresentou um Fator de Equivalência de Carga Dinâmica médio de 3,37 (média dos valores 3,48, 3,11 e 3,53, pertinentes a cada tipo de eixo). Se considerarmos o comportamento do mesmo tipo de eixo em diferentes veículos, a partir do Fator de Equivalência de Carga médio, os eixos em tandem duplo (TDRD) resultam em maiores cargas dinâmicas sobre o pavimento. Os eixos simples com rodas simples (ESRS) ocupam uma posição intermediária, enquanto os eixos simples com rodas duplas (ESRD) são os menos danosos, segundo essa análise. De outra parte, uma análise individual (para cada veículo) mostra que os FECD’s

4,5

11/0

0

PFEC

P

=

4,5

4,5din

est

FzFECD f

Fz

= =


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obtidos para um determinado tipo de eixo dependem da configuração do veículo simulado. ▪▪ Suspensão Os resultados mostraram que menor rigidez do sistema de suspensão resulta em menor carga dinâmica máxima (Fzmax) para menor índice de irregularidade e menor carga por eixo; por outro lado, menor rigidez resulta em maior carga dinâmica para maior índice de irregularidade e maior carga por eixo. Tal fato apenas não se verificou para o pavimento RoughAC, em que a carga dinâmica máxima obtida para o sistema de suspensão padrão foi superior à obtida para o sistema de menor rigidez. De fato, observou-se que, para baixos níveis de irregularidade (GoodPCC), o sistema de suspensão menos rígido apresenta menores FECD’s. Já para maiores níveis de irregularidade (WavyST), o sistema menos rígido apresenta maiores FECD’s que o sistema padrão para maior carga por eixo, apresentado oposto para menor carga por eixo. ▪▪ Velocidade A influência da velocidade do veículo trafegando sobre diferentes perfis longitudinais de pavimentos foi avaliada para diversas condições de carregamento, permitindo a conclusão de que a velocidade exerce pouca influência para baixos níveis de irregularidade longitudinal, tendo efeito mais significativo para maiores valores de IRI. A velocidade e a interação entre irregularidade longitudinal e velocidade também se mostraram significativas, sendo que apenas para o eixo em tandem duplo com rodas duplas a rigidez do sistema de suspensão foi significativa. Para ilustrar os resultados obtidos, apresentam-se nas Figuras a seguir, os FECD’s calculados, com base nos modelos apresentados, em função da velocidade e da irregularidade do pavimento.


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Este trabalho, ao utilizar um modelo analítico validado por ensaios de campo e por outros modelos, procurou fornecer subsídios para uma análise confiável dos efeitos dinâmicos dos veículos sobre os pavimentos e pontes rodoviárias, As propriedades dinâmicas dos veículos e fatores de tráfego exercem significativa influência nas cargas dinâmicas, evidenciando a necessidade de realização de estudos adicionais para a consideração desses fatores nos projetos de pavimentos. Os perfis de pavimentos simulados apresentaram resultados de coeficientes de impacto (f) e fatores de equivalência de carga dinâmica (FECD) muito superiores aos relativos às carga estáticas consideradas, sobretudo para maiores níveis de irregularidade longitudinal dos pavimentos (IRI). A elevada magnitude das cargas dinâmicas ressalta a importância da consideração dos efeitos dinâmicos dos veículos rodoviários no dimensionamento estrutural e nos modelos de desempenho de pavimentos. Deve-se destacar, também, o efeito preponderante da irregularidade longitudinal sobre os outros fatores considerados, numa clara indicação de que a melhor maneira de se reduzir os efeitos deletérios das cargas dinâmicas é a manutenção dos pavimentos em boas condições de rolamento.


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3.3.9-D.16. Configurações dos Caminhões � Reconhecendo que uma das funções essenciais do sistema de estradas é a de

prover rotas para o transporte dos bens industriais da nação, as configurações de caminhões maiores e mais pesados parecem ser mais desejáveis. Da perspectiva da eficiência do transporte, as combinações de múltiplos veículos grandes, com baixas cargas por eixo, produzem menos desgaste por tonelada-quilômetro transportadas.

� Entre as configurações de veículos examinadas, o caminhão tipo Turner e combinações semelhantes, produzem menos danos às estradas. Eixos múltiplos com cargas mais leves reduzem a fadiga, tanto em pavimentos rígidos como nos flexíveis. Embora seja o peso bruto que mais determine a formação de trilhas nos pavimentos flexíveis, as combinações maiores são, sem dúvida, menos danosas numa base de toneladas por quilômetro, devido a proporção mais alta na relação dos pesos carga-tara nestas combinações.

� Tal combinação Turner (com um limite de carga por eixo dianteiro de 10.000 lb.) é a mais produtiva para transporte, com o mínimo de danos ao pavimento. A combinação Turner com 114.000 lb., de peso bruto, causa somente metade dos danos por fadiga que uns 5 eixos duplo com 80.000 lb., e somente 60% dos danos produzidos por um cavalo com trailer de 5 eixos, com 80.000 lb.

� Devido a quase infinidade de variedades de caminhões, é difícil caracterizar o seu desempenho dinâmico de uma maneira sistemática. Além das múltiplas combinações de eixos, suspensões, e dimensões, o comportamento dinâmico irá variar com cada distribuição da carga, com a velocidade e com o perfil do pavimento.

� Para a quantificação do efeito destrutivo de cada composição e posterior comparação dos danos causados pela passagem de veículos com configurações distintas de eixos, foi definido o Fator de Destruição (FD), igual à soma dos Fatores de Equivalência de Cargas (FEC) de todos os eixos do veículo dividida pela lotação (L):

Foram para tanto, considerados Fatores de Equivalência de Cargas dos métodos de dimensionamento do DNER e da AASHTO sendo utilizados, para efeito de simplificação, apenas os pesos legais estabelecidos pelo CONTRAN. Os valores de lotação de cada uma das configurações foram obtidos de catálogos de fabricantes de carrocerias, admitindo-se sempre o transporte de granel sólido de alta densidade (soja, por exemplo).

Em suma, o fator de destruição não depende do PBTC, mas de outras características, que não variam de um veiculo convencional para uma CVC.


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Quando se classificam os veículos segundo o chamado fator de destruição (Fabbri et all 1990), as CVCs de mais de duas unidades ocupam posições intermediárias e não chegam a ser piores nem melhores que as demais (ver quadro).

� A principal conclusão obtida foi que, independentemente do método de cálculo

dos Fatores de Equivalência de Cargas (AASHTO ou DNER), as composições de veículos de carga (CVC) ocupam posições intermediárias na classificação segundo o Fator de Destruição e, portanto, não são piores nem melhores que as convencionais sob o ponto de vista da deterioração dos pavimentos.

3.3.9-D.17. Outros Aspectos � Ao longo do estudo analisado, a avaliação fadiga-dano foi focada nas tensões e

esforços na base da camada superior do pavimento. Esta localização foi escolhida devido à sua aceitação como sendo a principal região dos danos, em que pese o fato de que a falha neste local seja é bem apoiada pelas evidências das observações de campo (veja Apêndice A, Previsão de Danos nas Estradas). Embora não hajam contundências de que a base da camada seja local pouco apropriado para avaliar os danos, um método mais detalhado seria pesquisar a estrutura do pavimento para assegurar que modos alternativos de falhas não estavam sendo gerados sob cada uma das condições analisadas. Sem dúvida, isto aponta para as necessidades de maiores estudos dos danos por fadiga nos pavimentos flexíveis e rígidos, com a finalidade de estabelecer melhor os modos


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de falhas de observações de campo, e para racionalizar os modos de falhas com os modelos utilizados.

Alguns técnicos, em época relativamente recente, vêm sustentando que, com base em pesquisa de tráfego e no confronto entre a metodologia de dimensionamento do USACE e os resultados obtidos da curva laboratorial de fadiga, o princípio de converter um volume de tráfego relacionado aos espectros reais de carga àqueles gerados por “Eixo padrão equivalente de 8,2 t” (ou qualquer outro eixo padrão) se demonstra inadequado para efeito do dimensionamento de estruturas de pavimento. A diferença das intensidades concernentes às cargas aplicadas sobre as estruturas de pavimento, logo, diretamente proporcional à grandeza das acumulações de dano geradas ao longo das camadas, principalmente na fibra inferior das camadas superficiais, provê uma dispersão entre os resultados dos volumes de tráfego baseados no princípio de eixos equivalentes, em relação àqueles que refletem as condições de aplicação de carga que realmente ocorrem no campo, tornando fácil entender a razão de tantas estruturas de pavimento resistirem tão pouco tempo após terem sido abertas ao tráfego. A repetibilidade destas análises compreendendo o uso de equação estabelecendo a partir da curva laboratorial de fadiga é válida a outras situações de estruturas de pavimento, resguardando, obviamente, a substituição dos valores referentes a cada caso, devido serem providos por testes de fadiga executados sob os parâmetros de deformação e sinais de carregamento que realmente refletem a condição de aplicação da carga que todas as estruturas de pavimento estão sujeitas no campo.


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3.3.9-E - Efeitos da Variação de Fatores Interferentes


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Mais especificamente o tema enfocou a avaliação das variações das cargas por eixo e das pressões das pressões de inflação dos pneus e de sua repercussão nos valores dos fatores de equivalência de carga. A avaliação em foco, em termos das correspondentes modalidades de deformações e respectivos mecanismos de deterioração, foi desenvolvida segundo duas vertentes, a saber:

- Avaliação dos Fatores de Equivalência de Cargas I assim designados, os vinculados à tensão de compressão ocorrente na interface “pavimento / subleito” – esforço este que tende a provocar a deformação permanente nas trilhas das rodas.

- Avaliação dos Fatores de Equivalência de Cargas II – assim designados, os vinculados a tensão de tração horizontal ocorrente na interface “revestimento-base” – esforço este que tende a promover o aparecimento e a evolução das trincas de fadiga do revestimento betuminoso.

As planilhas referentes aos respectivos cálculos estão apresentadas a seguir na forma de E.1 e E.2, cumprindo esclarecer o seguinte: - Relativamente aos Fatores de Equivalência de Carga I A formulação adotada foi a seguinte:

ep

1log M -

0 , 23 1 1W

8 ,1 C BR

p

c

e

tf

pπ

= −

(A.9.5)

e

1log M - log

0, 23 1 1W

8,1 CBR

p p

e

t Rf

R

pπ

= + −

(A.9.6)

Onde: 1

1 1

8,1

te

ep

ep

M c M

WCBR p

= = =

− π

fc = Fator de Equivalência de cargas, referido ao número de cobertura. f = Fator de Equivalência de operações, referido ao número de operação. Wep = Carga de roda equivalente do eixo padrão We = Carga de roda equivalente do eixo corrente CBR = Valor do CBR do sub-leito Pep = Pressão equivalente do eixo padrão Pe = Pressão equivalente do eixo corrente tp = Espessura do pavimento (50,8 cm) CBR do sub-leito (7)


- 232 -

Parâmetros do Eixo Padrão Carga de Eixo = 8,165t Pressão de pneus = 5,41 kg/cm2 Simulação Para efeito de tal avaliação foi efetivada simulação, considerando-se o eixo simples de roda dupla e admitindo-se variações da carga de eixo na faixa de 8.000 kgf a 15.000 kg (eixo simples de roda dupla) e da pressão de inflação dos pneus na faixa de 5,34 kgf/cm2 a 8,20 kgf/cm2. O desenvolvimento dos cálculos está registrado nas planilhas integrantes de E.1. - Relativamente aos Fatores de Equivalência de Carga II A sistemática adotada foi o seguinte: ▪ Definição da estrutura do pavimento a ser considerado, a saber:

Camada Pavimento Módulo

Elasticidade Coeficiente De Poisson

Espessura da camada (cm)

Revestimento 7.000 0,30 12,50 Base 2.500 0,40 15,00

Sub-base 1.200 0,40 11,00 Sub-leito 700 0,40 320,00

Camada Rígida 900.00 0,10 Semi-infinita

▪ Definição do carregamento a ser considerado, a saber:

Os pares de valores “cargas por eixo x pressão de inflação dos pneus” correspondentes as simulações assumidas:

- Carga por eixo, variando na faixa de 8.000 kgf a 15.000 kgf - Pressão de inflação dos pneus, variando na faixa de 5,41 kgf/cm2 a 8,45

kgf/cm2. ▪ Determinação do Valor da Deformação de Tração na face inferior do

revestimento betuminoso (interface com a camada de base), para cada par de valores;

▪ Determinação dos Fatores de Equivalência de Carga correspondentes, mediante a aplicação da intitulada Lei da 4ª potência, a saber:

4,32( )i

P

dFEC

d=

Onde: di – deformação referente a cada par de valores de carga e de pressão simulados. dP – deformação referente à condição da cargas e de pressão referentes ao Eixo-padrão. Nota: O desenvolvimento dos cálculos consta nas planilhas integrantes de E2.


- 233 -

3.3.9-E.1 – Avaliação dos Fatores de Equivalência de Cargas I


- 234 -

FATORES DE EQUIVALÊNCIA DE CARGAS I

pi ρρρρ A We We pe PeEIXO Wsrd RODA W (kgf/cm²) (cm) (cm²) (kgf) (lb) (kgf/cm²) (lb/pol²)

8000 2000 5,34 10,92 374,53 4271 9417 11,40 162,17 0,0823 -0,0009 86,96 -0,07843 0,834788165 2041 5,34 11,03 382,26 4359 9611 11,40 162,17 0,0815 -0,0001 86,96 -0,00574 0,986889000 2250 5,34 11,58 421,35 4805 10594 11,40 162,17 0,0776 0,0038 86,96 0,33093 2,1425610000 2500 5,34 12,21 468,16 5339 11771 11,40 162,17 0,0736 0,0078 86,96 0,67724 4,7559711000 2750 5,34 12,81 514,98 5873 12948 11,40 162,17 0,0702 0,0112 86,96 0,97518 9,4444612000 3000 5,34 13,38 561,80 6407 14125 11,40 162,17 0,0672 0,0142 86,96 1,23505 17,1810513000 3250 5,34 13,92 608,61 6941 15302 11,40 162,17 0,0646 0,0168 86,96 1,46433 29,1291814000 3500 5,34 14,45 655,43 7475 16479 11,40 162,17 0,0622 0,0192 86,96 1,66858 46,6208215000 3750 5,34 14,95 702,25 8009 17656 11,40 162,17 0,0601 0,0213 86,96 1,85205 71,12950

pi ρρρρ A We We pe Pe

EIXO Wsrd RODA W (kgf/cm²) (cm) (cm²) (kgf) (lb) (kgf/cm²) (lb/pol²)8000 2000 5,41 10,85 369,69 4271 9417 11,55 164,29 0,0822 -0,0008 86,96 -0,07263 0,845998165 2041 5,41 10,96 377,31 4359 9611 11,55 164,29 0,0814 0,0000 86,96 0,00000 1,000009000 2250 5,41 11,51 415,90 4805 10594 11,55 164,29 0,0775 0,0039 86,96 0,33640 2,1696810000 2500 5,41 12,13 462,11 5339 11771 11,55 164,29 0,0736 0,0078 86,96 0,68242 4,8130711000 2750 5,41 12,72 508,32 5873 12948 11,55 164,29 0,0701 0,0113 86,96 0,98012 9,5525512000 3000 5,41 13,29 554,53 6407 14125 11,55 164,29 0,0672 0,0143 86,96 1,23978 17,3692713000 3250 5,41 13,83 600,74 6941 15302 11,55 164,29 0,0645 0,0169 86,96 1,46887 29,4357114000 3500 5,41 14,35 646,95 7475 16479 11,55 164,29 0,0622 0,0192 86,96 1,67296 47,0934815000 3750 5,41 14,86 693,16 8009 17656 11,55 164,29 0,0601 0,0213 86,96 1,85628 71,82607


8000 2000 5,98 10,32 334,45 4271 9417 12,77 181,60 0,0818 -0,0004 86,96 -0,03091 0,931308165 2041 5,98 10,43 341,35 4359 9611 12,77 181,60 0,0809 0,0005 86,96 0,04130 1,099769000 2250 5,98 10,95 376,25 4805 10594 12,77 181,60 0,0771 0,0043 86,96 0,37573 2,3753710000 2500 5,98 11,54 418,06 5339 11771 12,77 181,60 0,0731 0,0083 86,96 0,71974 5,2449311000 2750 5,98 12,10 459,87 5873 12948 12,77 181,60 0,0697 0,0117 86,96 1,01570 10,3681112000 3000 5,98 12,64 501,67 6407 14125 12,77 181,60 0,0668 0,0146 86,96 1,27385 18,7865513000 3250 5,98 13,16 543,48 6941 15302 12,77 181,60 0,0641 0,0173 86,96 1,50160 31,7397514000 3500 5,98 13,65 585,28 7475 16479 12,77 181,60 0,0618 0,0196 86,96 1,70450 50,6406615000 3750 5,98 14,13 627,09 8009 17656 12,77 181,60 0,0597 0,0217 86,96 1,88675 77,04620

PLANILHAS INTERMEDIÁRIAS I CÁLCULO DOS FATORES DE EQUIVALÊNCIA DE CARGAS REFERIDOS A COBERTURAS

CARGAS INCIDENTES (kgf)

CBR

7

CBR

CARGAS INCIDENTES (kgf)

7

M e Mj

7

M e Mj fc

tp /0,5842

tp /0,5842 Log fc0,0814 - Mj

fc

CARGAS INCIDENTES (kgf)CBR M e Mj 0,0814 - Mj tp /0,5842 Log fc fc

0,0814 - Mj Log fc


- 235 -


8000 2000 6,54 9,87 305,81 4271 9417 13,97 198,61 0,0814 0,0000 86,96 0,00246 1,005698165 2041 6,54 9,97 312,12 4359 9611 13,97 198,61 0,0806 0,0009 86,96 0,07433 1,186689000 2250 6,54 10,47 344,04 4805 10594 13,97 198,61 0,0767 0,0047 86,96 0,40720 2,5538610000 2500 6,54 11,03 382,26 5339 11771 13,97 198,61 0,0728 0,0086 86,96 0,74959 5,6181211000 2750 6,54 11,57 420,49 5873 12948 13,97 198,61 0,0694 0,0120 86,96 1,04416 11,0703612000 3000 6,54 12,09 458,72 6407 14125 13,97 198,61 0,0664 0,0150 86,96 1,30110 20,0031013000 3250 6,54 12,58 496,94 6941 15302 13,97 198,61 0,0638 0,0176 86,96 1,52778 33,7120214000 3500 6,54 13,06 535,17 7475 16479 13,97 198,61 0,0615 0,0199 86,96 1,72973 53,6695815000 3750 6,54 13,51 573,39 8009 17656 13,97 198,61 0,0594 0,0220 86,96 1,91112 81,49381


8000 2000 7,10 9,47 281,69 4271 9417 15,16 215,61 0,0811 0,0003 86,96 0,03021 1,072048165 2041 7,10 9,57 287,50 4359 9611 15,16 215,61 0,0802 0,0012 86,96 0,10180 1,264159000 2250 7,10 10,05 316,90 4805 10594 15,16 215,61 0,0764 0,0050 86,96 0,43336 2,7124310000 2500 7,10 10,59 352,11 5339 11771 15,16 215,61 0,0725 0,0089 86,96 0,77441 5,9485311000 2750 7,10 11,11 387,32 5873 12948 15,16 215,61 0,0691 0,0123 86,96 1,06783 11,6902912000 3000 7,10 11,60 422,54 6407 14125 15,16 215,61 0,0662 0,0152 86,96 1,32375 21,0743313000 3250 7,10 12,07 457,75 6941 15302 15,16 215,61 0,0636 0,0178 86,96 1,54955 35,4447814000 3500 7,10 12,53 492,96 7475 16479 15,16 215,61 0,0613 0,0201 86,96 1,75070 56,3253515000 3750 7,10 12,97 528,17 8009 17656 15,16 215,61 0,0592 0,0222 86,96 1,93139 85,38648


CARGAS INCIDENTES (kgf)CBR M e Mj tp /0,5842 Log fc fc0,0814 - Mj

7

CARGAS INCIDENTES (kgf)CBR M e Mj 0,0814 - Mj tp /0,5842 Log fc fc

7


- 236 -


8000 2000 7,73 9,08 258,73 4271 9417 16,51 234,75 0,0808 0,0006 86,96 0,05632 1,138478165 2041 7,73 9,17 264,07 4359 9611 16,51 234,75 0,0799 0,0015 86,96 0,12765 1,341679000 2250 7,73 9,63 291,07 4805 10594 16,51 234,75 0,0761 0,0053 86,96 0,45798 2,8706210000 2500 7,73 10,15 323,42 5339 11771 16,51 234,75 0,0722 0,0092 86,96 0,79776 6,2771611000 2750 7,73 10,64 355,76 5873 12948 16,51 234,75 0,0689 0,0125 86,96 1,09009 12,3053012000 3000 7,73 11,12 388,10 6407 14125 16,51 234,75 0,0659 0,0155 86,96 1,34507 22,1346513000 3250 7,73 11,57 420,44 6941 15302 16,51 234,75 0,0634 0,0181 86,96 1,57003 37,1565114000 3500 7,73 12,01 452,78 7475 16479 16,51 234,75 0,0611 0,0204 86,96 1,77044 58,9442415000 3750 7,73 12,43 485,12 8009 17656 16,51 234,75 0,0590 0,0224 86,96 1,95046 89,21899


8000 2000 8,30 8,76 240,96 4271 9417 17,73 252,06 0,0805 0,0009 86,96 0,07633 1,192158165 2041 8,30 8,85 245,93 4359 9611 17,73 252,06 0,0797 0,0017 86,96 0,14745 1,404279000 2250 8,30 9,29 271,08 4805 10594 17,73 252,06 0,0759 0,0055 86,96 0,47684 2,9980710000 2500 8,30 9,79 301,20 5339 11771 17,73 252,06 0,0720 0,0094 86,96 0,81566 6,5412511000 2750 8,30 10,27 331,33 5873 12948 17,73 252,06 0,0687 0,0127 86,96 1,10716 12,7984412000 3000 8,30 10,73 361,45 6407 14125 17,73 252,06 0,0658 0,0157 86,96 1,36141 22,9832213000 3250 8,30 11,17 391,57 6941 15302 17,73 252,06 0,0632 0,0182 86,96 1,58573 38,5240614000 3500 8,30 11,59 421,69 7475 16479 17,73 252,06 0,0609 0,0205 86,96 1,78557 61,0334015000 3750 8,30 12,00 451,81 8009 17656 17,73 252,06 0,0588 0,0226 86,96 1,96507 92,27214

CARGAS INCIDENTES (kgf)CBR M e Mj


0,0814 - Mj tp /0,5842 Log fc fc

7

0,0814 - Mj tp /0,5842 Log fc fc

7

CARGAS INCIDENTES (kgf)CBR M e Mj


- 237 -

PLANILHAS INTERMEDIÁRIAS I CÁLCULO DOS FATORES DE EQUIVALÊNCIA DE CARGAS REFERIDOS A OPERAÇÕES

Log fc R Log 2,26/R Log f fO8000 -0,078428686 2,27 -0,00187 -0,08030 0,831198165 -0,005736552 2,26 0,00037 -0,00536 0,987739000 0,330932006 2,21 0,01061 0,34154 2,1955610000 0,677238981 2,15 0,02086 0,69810 4,9900111000 0,975177033 2,11 0,02943 1,00461 10,1067212000 1,23504968 2,08 0,03671 1,27176 18,6963313000 1,464328198 2,05 0,04296 1,50729 32,1577914000 1,668579902 2,02 0,04839 1,71697 52,1157015000 1,852049746 2,00 0,05315 1,90520 80,38973

Log fc R Log 2,26/R Log f fO8000 -0,072633277 2,27 -0,00187 -0,07450 0,842368165 0 2,26 0,00037 0,00037 1,000869000 0,336395969 2,21 0,01061 0,34701 2,2233510000 0,682422552 2,15 0,02086 0,70329 5,0499311000 0,980119374 2,11 0,02943 1,00955 10,2223912000 1,239781611 2,08 0,03671 1,27649 18,9011613000 1,46887449 2,05 0,04296 1,51183 32,4961914000 1,672960819 2,02 0,04839 1,72135 52,6440715000 1,856282114 2,00 0,05315 1,90943 81,17699

Log fc R Log 2,26/R Log f fO8000 -0,030911759 2,27 -0,00187 -0,03278 0,927308165 0,041297808 2,26 0,00037 0,04167 1,100719000 0,375731394 2,21 0,01061 0,38634 2,4341310000 0,719739413 2,15 0,02086 0,74060 5,5030311000 1,015699604 2,11 0,02943 1,04513 11,0951412000 1,273847088 2,08 0,03671 1,31055 20,4434413000 1,501603542 2,05 0,04296 1,54456 35,0397914000 1,704499323 2,02 0,04839 1,75289 56,6093315000 1,886751203 2,00 0,05315 1,93990 87,07671

Log fc R Log 2,26/R Log f f8000 0,002462921 2,27 -0,00187 0,00059 1,001378165 0,074333547 2,26 0,00037 0,07471 1,187709000 0,407197345 2,21 0,01061 0,41781 2,6170410000 0,749590634 2,15 0,02086 0,77045 5,8945911000 1,044161627 2,11 0,02943 1,07359 11,8466312000 1,3010974 2,08 0,03671 1,33780 21,7672813000 1,527784796 2,05 0,04296 1,57074 37,2171214000 1,72972821 2,02 0,04839 1,77812 59,9952515000 1,911124624 2,00 0,05315 1,96428 92,10336


Pressão de Inflação dos pneus (k/cm²) 6,54





Pressão de Inflação dos pneus (k/cm²) 5,41Carga Incidentes no Eixo WSRD


- 238 -

PLANILHAS INTERMEDIÁRIAS I CÁLCULO DOS FATORES DE EQUIVALÊNCIA DE CARGAS REFERIDOS A OPERAÇÕES











- 239 -

3.3.9- E.2 – Avaliação dos Fatores de Equivalência de Cargas II


- 240 -

Fatores de Equivalência de Carga II

por eixo por roda 5,41 5,63 6,19 6,75 7,31 7,89 8,458,20 2,05 0,3005 0,3020 0,3054 0,3082 0,3105 0,3126 0,3143

10,00 2,50 0,3555 0,3579 0,3632 0,3675 0,3711 0,3742 0,376811,00 2,75 0,3842 0,3872 0,3937 0,3990 0,4043 0,4073 0,410512,00 3,00 0,4116 0,4151 0,4230 0,4294 0,4348 0,4395 0,443313,00 3,25 0,4375 0,4418 0,4511 0,4588 0,4652 0,4708 0,475414,00 3,50 0,4621 0,4671 0,4780 0,4871 0,4946 0,5012 0,506615,00 3,75 0,4854 0,4911 0,5038 0,5142 0,5230 0,5306 0,5369

por eixo por roda 5,41 5,63 6,19 6,75 7,31 7,89 8,458,20 2,05 0,8452883 0,8495077 0,8590717 0,866948 0,8734177 0,8793249 0,884107

10,00 2,50 1 1,0067511 1,0216596 1,0337553 1,0438819 1,052602 1,05991611,00 2,75 1,0807314 1,0891702 1,1074543 1,1223629 1,1372714 1,1457103 1,15471212,00 3,00 1,1578059 1,1676512 1,1898734 1,2078762 1,2230661 1,2362869 1,24697613,00 3,25 1,230661 1,2427567 1,268917 1,2905767 1,3085795 1,3243319 1,33727114,00 3,50 1,2998594 1,3139241 1,3445851 1,3701828 1,3912799 1,4098453 1,42503515,00 3,75 1,3654008 1,3814346 1,4171589 1,4464135 1,4711674 1,4925457 1,510267

por eixo por roda 5,41 5,63 6,19 6,75 7,31 7,89 8,458,20 2,05 0,4837946 0,494314 0,5188086 0,539672 0,5572872 0,5737534 0,587355

10,00 2,50 1 1,0294931 1,0969907 1,1542095 1,203854 1,2479042 1,28579611,00 2,75 1,3984943 1,4462841 1,5541306 1,6465534 1,7431432 1,7997126 1,86159712,00 3,00 1,8832435 1,9534069 2,1191578 2,2611893 2,3866223 2,5000878 2,59481913,00 3,25 2,4513093 2,5571016 2,7978957 3,0101354 3,1957768 3,3653202 3,50968814,00 3,50 3,1047904 3,2525466 3,5933657 3,8983715 4,164383 4,4098183 4,61877215,00 3,75 3,8399354 4,0385645 4,5094977 4,925649 5,300297 5,6411469 5,936253


Deformação de Tração, na face inferior do revestimento betuminoso (em 10-3 cm/cm)

Tabela intermediária


Fatores de Equivalência de Cargas (eixo referencial: 10.000 kgf) (Fatores vinculados à fadiga do revestimento betuminoso)

Pressão de Inflação/pneus (kg/cm2)Cargas (toneladas)

Fatores de Equivalência de Cargas - FEC (eixoreferencial 10.000 kgf) (Fatores vinculados à fadiga do revestimento betuminoso)

0

1

2

3

4

5

6

7

8,20 10,00 11,00 12,00 13,00 14,00 15,00

Pressão de Inflação/pneus (kg/cm2) 5,41 5,63 6,19 6,75 7,31 7,89 8,45


- 241 -

FATORES DE EQUIVALÊNCIA DE CARGA II Relatórios de saídas do programa ELSYM 5

(exemplo, para um “carregamento”) 1 ELSYM5 5/80 - 3A, ELASTIC LAYERED SYSTEM WITH ONE TO TEN NORMAL

IDENTICAL CIRCULAR UNIFORM LOAD(S)

0 ELASTIC SYSTEM 1 - IDENTIFICACAO DO PROBLEMA:BR-158/MS

0 ELASTIC POISSONS

LAYER MODULUS RATIO THICKNESS

1 7000. .300 12.500 IN

2 2500. .400 15.000 IN

3 1200. .400 11.000 IN

4 700. .400 320.000 IN

5 900000. .100 SEMI-INFINITE

0 4 LOAD(S), EACH LOAD AS FOLLOWS

0 TOTAL LOAD..... 2500.00 LBS

LOAD STRESS.... 5.41 PSI

LOAD RADIUS.... 12.13 IN

0 LOCATED AT

LOAD X Y

1 .000 .000

2 .000 34.000

3 .000 180.000

4 .000 214.000

0 RESULTS REQUESTED FOR SYSTEM LOCATION(S)

0 DEPTH(S)

Z= .00 12.50 38.50

X-Y POINT(S)

X= .00 12.50 25.00 30.00

Y= 17.00 17.00 17.00 17.00

1 ELSYM5 5/80 - 3A ELASTIC LAYERED SYSTEM WITH ONE TO TEN NORMAL



0 Z= .00 LAYER NO 1

0 X= .00 12.50 25.00 30.00

Y= 17.00 17.00 17.00 17.00

0 N A T S

S -.4112E+01 -.2122E+01 -.3515E+00 .2083E-01

S -.5213E+00 -.1167E+01 -.1034E+01 -.8449E+00

S .2175E-01 -.3392E-01 -.6606E-02 .6339E-01

0 S R R E

S .0000E+00 -.6949E-02 -.1339E-01 -.1572E-01

S .0000E+00 .5516E-06 -.1087E-05 .1605E-05

S .1840E-06 -.5651E-08 -.1650E-06 .1210E-06

0 P C L R E

P .2175E-01 -.3392E-01 -.6606E-02 .6339E-01

P -.5213E+00 -.1167E+01 -.3512E+00 .2112E-01

P -.4112E+01 -.2122E+01 -.1034E+01 -.8452E+00

0 P C L E S S

P .2067E+01 .1044E+01 .5139E+00 .4543E+00

P .2715E+00 .5667E+00 .1723E+00 .2113E-01

P .1795E+01 .4772E+00 .3416E+00 .4332E+00

0 D L M S


- 242 -

U .0000E+00 -.5491E-02 -.6833E-02 -.6752E-02

U .7417E-03 .7342E-03 .7124E-03 .7000E-03

U .6829E-01 .6122E-01 .5027E-01 .4620E-01

0 N A T N

E -.5660E-03 -.2516E-03 -.5613E-05 .3647E-04

E .1008E-03 -.7437E-04 -.1324E-03 -.1243E-03

E .2017E-03 .1361E-03 .5844E-04 .4437E-04

0 S R R S

E .0000E+00 -.2581E-05 -.4972E-05 -.5838E-05

E .0000E+00 .2049E-09 -.4037E-09 .5962E-09

E .6834E-10 -.2099E-11 -.6130E-10 .4495E-10

0 P C L R S

P .2017E-03 .1361E-03 .5844E-04 .4437E-04

P .1008E-03 -.7437E-04 -.5564E-05 .3652E-04

P -.5660E-03 -.2516E-03 -.1324E-03 -.1244E-03

0 P C L E S I

P .7676E-03 .3877E-03 .1909E-03 .1687E-03

P .1008E-03 .2105E-03 .6400E-04 .7850E-05

P .6668E-03 .1773E-03 .1269E-03 .1609E-03




0 Z= 12.50 LAYER NO 1

0 X= .00 12.50 25.00 30.00

Y= 17.00 17.00 17.00 17.00

0 N A T S

S .1820E+01 .2673E+00 -.6805E+00 -.6867E+00

S -.7221E+00 -.4488E+00 -.9903E-01 -.5294E-01

S -.1505E+01 -.8582E+00 -.2778E+00 -.1790E+00

0 S R R E

S .0000E+00 -.7060E-03 -.1395E-02 -.1661E-02

S .0000E+00 -.6906E+00 -.5415E+00 -.4426E+00

S -.2441E-02 -.2435E-02 -.2414E-02 -.2402E-02

0 P C L R E

P .1820E+01 .5954E+00 .9862E-01 .7745E-01

P -.7221E+00 -.4488E+00 -.9903E-01 -.5295E-01

P -.1505E+01 -.1186E+01 -.1057E+01 -.9431E+00

0 P C L E S S

P .1663E+01 .8908E+00 .5777E+00 .5103E+00

P .1271E+01 .5221E+00 .9882E-01 .6520E-01

P .3915E+00 .3688E+00 .4789E+00 .4451E+00

0 D L M S

U .0000E+00 .3161E-02 .2910E-02 .2476E-02

U .3041E-04 .2951E-04 .2683E-04 .2527E-04

U .6825E-01 .6164E-01 .5069E-01 .4656E-01

0 N A T N

E .3555E-03 .9420E-04 -.8106E-04 -.8816E-04

E -.1167E-03 -.3879E-04 .2692E-04 .2954E-04

E -.2621E-03 -.1148E-03 -.6273E-05 .6132E-05

0 S R R S

E .0000E+00 -.2622E-06 -.5180E-06 -.6169E-06

E .0000E+00 -.2565E-03 -.2011E-03 -.1644E-03

E -.9067E-06 -.9043E-06 -.8967E-06 -.8921E-06

0 P C L R S


- 243 -

P .3555E-03 .1551E-03 .6363E-04 .5375E-04

P -.1167E-03 -.3878E-04 .2692E-04 .2954E-04

P -.2621E-03 -.1758E-03 -.1510E-03 -.1358E-03

0 P C L E S I

P .6176E-03 .3309E-03 .2146E-03 .1895E-03

P .4722E-03 .1939E-03 .3671E-04 .2422E-04

P .1454E-03 .1370E-03 .1779E-03 .1653E-03




0 Z= 38.50 LAYER NO 3

0 X= .00 12.50 25.00 30.00

Y= 17.00 17.00 17.00 17.00

0 N A T S

S .3328E+00 .2380E+00 .5987E-01 .1420E-03

S .2001E+00 .1727E+00 .1156E+00 .9322E-01

S -.6138E+00 -.5408E+00 -.3894E+00 -.3302E+00

0 S R R E

S .0000E+00 .1526E-02 .2931E-02 .3437E-02

S .0000E+00 -.1285E+00 -.1781E+00 -.1773E+00

S .3792E-02 .3724E-02 .3527E-02 .3416E-02

0 P C L R E

P .3328E+00 .2586E+00 .1223E+00 .9346E-01

P .2001E+00 .1727E+00 .1152E+00 .7706E-01

P -.6138E+00 -.5614E+00 -.4515E+00 -.4073E+00

0 P C L E S S

P .4733E+00 .4100E+00 .2869E+00 .2504E+00

P .6635E-01 .4296E-01 .3546E-02 .8201E-02

P .4070E+00 .3671E+00 .2834E+00 .2422E+00

0 D L M S

U .0000E+00 .4773E-02 .7646E-02 .8188E-02

U -.1400E-02 -.1389E-02 -.1356E-02 -.1338E-02

U .5229E-01 .4980E-01 .4467E-01 .4215E-01

0 N A T N

E .4152E-03 .3210E-03 .1412E-03 .7911E-04

E .2604E-03 .2449E-03 .2062E-03 .1877E-03

E -.6891E-03 -.5875E-03 -.3830E-03 -.3063E-03

0 S R R S

E .0000E+00 .3560E-05 .6840E-05 .8019E-05

E .0000E+00 -.2998E-03 -.4157E-03 -.4136E-03

E .8847E-05 .8688E-05 .8229E-05 .7971E-05

0 P C L R S

P .4152E-03 .3451E-03 .2140E-03 .1880E-03

P .2604E-03 .2449E-03 .2058E-03 .1688E-03

P -.6892E-03 -.6116E-03 -.4554E-03 -.3963E-03

0 P C L E S I

P .1104E-02 .9568E-03 .6695E-03 .5843E-03

P .1548E-03 .1002E-03 .8274E-05 .1913E-04

P .9496E-03 .8565E-03 .6612E-03 .5651E-03

Para outros carregamentos ver Anexo MM2.


- 244 -

3.4 – Avaliação da influência do tráfego de CVC no fator de gravidade dos acidentes nas rodovias


- 245 -

3.4.1 – Abordagem do estudo A abordagem do problema de segurança preconizada para o Estudo previa a preliminar definição de rotas críticas e, posteriormente, a definição dos segmentos críticos nestas rotas críticas. A partir daí seriam analisados os acidentes ocorridos com CVC nesses segmentos críticos sendo estes, então, correlacionados com as condições da via. Esta seqüência metodológica foi seguida até a determinação dos segmentos críticos. Para análise dos acidentes ocorridos com CVC nestes segmentos eram necessários os dados dos Boletins de Ocorrência do Departamento de Polícia Federal – DPRF. Entretanto nestes Boletins caracterizam apenas acidentes com “reboques e semi-reboques” não permitindo discriminar as CVC dos demais veículos de carga. Esta ausência de informações levou ao desenvolvimento de metodologia alternativa para verificar, estatisticamente, a relevância das CVC na gravidade dos acidentes ocorridos – Escore de Propensão. Esta metodologia e os resultados obtidos são apresentados adiante. 3.4.2 – Caracterização dos trechos rodoviários com maior concentração de tráfego de Combinações de Veículos de Carga - CVC Para caracterizar os trechos rodoviários com maior fluxo de tráfego de CVC, foi efetuado trabalho de análise sobre o banco de dados do SIAET – Sistema de Gerenciamento de Autorizações Especiais de Trânsito, cedido pela Coordenação Geral de Operações Rodoviárias do DNIT. Este banco de dados contem informações necessárias à emissão de Autorizações Especiais de Trânsito -AET, obrigatórias para veículos que ultrapassem em peso e dimensões o preconizado no Código Brasileiro de Trânsito e nas Resoluções pertinentes do Conselho Nacional de Trânsito – CONTRAN (Resoluções 210 e 2111 de 2006). As autorizações são fornecidas para trechos rodoviários específicos e, cadastradas no banco de dados, fornecem uma indicação dos trechos onde devem se concentrar os percursos de CVC. Embora os bitrens de 7 eixos e até 57 toneladas de Peso Bruto Total Combinado - PBTC - estejam dispensados de solicitação de AET, as demais CVC (rodotrem, bitrem de 9 eixos, treminhão, etc) estão obrigadas a solicitá-las anualmente. Como o mercado de frete é o mesmo para bitrens e demais CVC (salvo algumas CVC específicas com que atendem a cultura canavieira) pode-se inferir que os trechos aqui apresentados para as CVC que demandam AET são os mesmos de concentração de bitrens, e podem ser utilizadas para caracterizar as rotas críticas a serem consideradas no Estudo. Nas páginas seguintes apresentam-se os trechos rodoviários com maiores solicitações para tráfego de CVC (obtidas do sistema SIAET) nas Unidades da Federação que são objeto do Estudo. Foram utilizados mapas editados pelo programa TransCAD.


- 246 -

Figura 3.4.2.1 – Tráfego de CVC no Estado de Goiás

Figura 3.4.2.2 – Tráfego de CVC no Estado de Pernambuco


- 247 -

Figura 3.4.2.3 – Tráfego de CVC no Estado de Minas Gerais

Figura 3.4.2.4 – Tráfego de CVC no Estado de Santa Catarina


- 248 -

Figura 3.4.2.5 – Tráfego de CVC no Estado do Pará

Figura 3.4.2.6 – Tráfego de CVC no Distrito Federal


- 249 -

3.4.3 – Caracterização das rotas de transporte de produtos perigosos

A caracterização das rotas de produtos perigosos foi realizada a partir das informações disponíveis no Instituto de Pesquisas Rodoviárias / DNIT, que já efetuou dois estudos sobre o assunto: i) Desenvolvimento de Estudos e Pesquisas sobre Regulamentação do Transporte Rodoviário de Produtos Perigosos, Mapeamento de Rotas, Especificação de Áreas de Estacionamento, Criação de Modelo de Sistema de Comunicação Integrado para Acionamento de Emergências e Aspectos Jurisdicionais, 1999; ii) Plano de Contingência para Sinistros Envolvendo o Transporte Rodoviário de Produtos Perigosos, 2005.

Para as seis Unidades da Federação definidas para estudo, são apresentadas a seguir, através de mapas editados pelo programa TransCAD, as rotas onde há maior concentração de transporte de produtos perigosos.

Figura 3.4.3.1 – Rotas de produtos perigosos no Estado de Goiás


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Figura 3.4.3.2 – Rotas de produtos perigosos no Estado de Minas Gerais

Figura 3.4.3.3 – Rotas de produtos perigosos no Estado de Pernambuco


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Figura 3.4.3.4 – Rotas de produtos perigosos no Estado de Santa Catarina

Figura 3.4.3.5 – Rotas de produtos perigosos no Estado do Pará


- 252 -

Figura 3.4.3.6 – Rotas de produtos perigosos no Distrito Federal

3.4.4 - Definição das Rotas de Estudo A conjunção de trechos rodoviários que atendem às condições de concentração de tráfego de CVC e de transporte de produtos perigosos, efetuada através do programa TransCAD, gerou 42 Rotas de Estudo, sobre as quais se aplicará a metodologia para definição das rotas críticas. As rotas de Estudo selecionadas são as da tabela seguinte, sendo sua representação gráfica constante dos mapas apresentados adiante.


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ROTAS DE ESTUDO

Rota nº UF BR Trechos

1 Pará (PA) BR-010 De Belém à divisa PA//MA

2 Pará (PA) BR-316 Da divisa PA/MA à BR 010

3 Pará (PA) BR-230 Da divisa PA/MA à divisa PA/AM

4 Pará (PA) BR-153 Da divisa PA/TO à BR 230

5 Pará (PA) BR-163 Da divisa PA/MT à BR 230

6 Minas Gerais (MG) BR-365 Da BR 135 à divisa MG/GO

7 Minas Gerais (MG) BR-381 Da divisa MG/ES à divisa MG/SP

8 Minas Gerais (MG) BR-251 Da BR 135 à BR116

9 Minas Gerais (MG) BR116 Da divisa MG/BA à divisa MG/RJ

10 Minas Gerais (MG) BR-262 Da divisa MG/ES à BR 153

11 Minas Gerais (MG) BR-153 Da divisa MG/GO à divisa MG/SP

12 Minas Gerais (MG) BR-364 Da BR 153 à divisa MG/SP

13 Minas Gerais (MG) BR-267 Da BR 381 à BR 116

14 Minas Gerais (MG) BR-452 Da divisa MG/GO à BR 365

15 Goiás (GO) BR-153 Da divisa TO/GO à divisa GO/MG

(De Anápolis à Goiânia é superposta com a BR 060)

16 Goiás (GO) BR-364 Da divisa GO/MT à divisa GO/MG

17 Goiás (GO) BR-158 Da BR 364 à divisa GO/MT

18 Goiás (GO) BR-452 Da divisa GO/MG à BR 060

19 Goiás (GO) BR-060 Da divisa GO/DF à BR 364

20 Goiás (GO) BR-020 Da divisa GO/BA à divisa GO/DF

21 Goiás (GO) BR-040 Da divisa GO/MG à divisa GO/DF

22 Goiás (GO) BR-050 Da divisa GO/MG à BR 040

23 Goiás (GO) BR-070 Da divisa GO/DF à divisa GO/MT

24 Goiás (GO) BR-251 Da divisa GO/DF à divisa GO/MG

25 Brasília (DF) BR-040 Da BR 251 à divisa DF/GO


27 Brasília (DF) BR-251 Da divisa DF/GO à BR 060



30 Santa Catarina (SC) BR-101 Da divisa PR/SC à divisa SC/RS

31 Santa Catarina (SC) BR-280 Ilha de São Francisco do Sul à divisa

SC/PR

32 Santa Catarina (SC) BR-282 Da BR 101 à divisa SC/PR



35 Santa Catarina (SC) BR-163 Da divisa PR/SC à BR 282

36 Santa Catarina (SC) BR-158 Da BR 282 à divisa SC/RS

37 Pernambuco (PE) BR-316 Da divisa PI/PE a Cabrobó

38 Pernambuco (PE) BR-232 Da cidade de Parnamirim à BR 101

39 Pernambuco (PE) BR-101 Da divisa PE/PA à divisa PE/AL

40 Pernambuco (PE) BR-104 Da divisa PE/PA à divisa PE/AL

41 Pernambuco (PE) BR-423 Da BR 232 à divisa PE/AL

42 Pernambuco (PE) BR-424 Da BR 232 à divisa PE/AL


- 254 -

Figura 3.4.4.1 – Rotas de Estudo no Estado de Goiás

Figura 3.4.4.2 – Rotas de Estudo no Estado de Pernambuco


- 255 -

Figura 3.4.4.3 – Rotas de Estudo no Estado de Minas Gerais

Figura 3.4.4.4 – Rotas de Estudo no Estado de Santa Catarina


- 256 -

Figura 3.4.4.5 – Rotas de Estudo no Estado do Pará

Figura 3.4.4.6 – Rotas de Estudo no Distrito Federal


- 257 -

3.4.5 – Definição das Rotas Críticas Para a definição das Rotas Críticas as 42 Rotas de Estudo (ver item 3.4.4, anterior) foram divididas em segmentos de um km e, a partir daí, foi seguido o procedimento da publicação Metodologia Para Conceituação de Rotas Críticas – DNER / IPR, 1993. Esta metodologia de conceituação está baseado no Equivalent Property Damage Only Method (EPDO), cuja aplicação pode ser encontrada em trabalhos, como, por exemplo: A Plan for Transportation and Traffic Optimization disponível no endereço www.oki.org/pdf/DixieCh11.pdf e How to Perform Collision Analysis Standard Methods and Practices at High-Collision Locations, de Robert J. Zuehlke , disponível no endereço www.imsasafety.org/journal/julaug20022.htm .

Nesses trabalhos busca-se determinar o “Índice de Gravidade” de cada acidente - Yi,j - em que:

9,5( ) 3,5ij ij ij ij i jY F A B M= + + + , onde:

Yi,j = índice de gravidade do acidente j, da rota i. Fi.j = número de mortos do acidente j, da rota i; Ai,j = número de feridos graves; Bi,j = número de feridos leves; Mi,j = variável que assume os valores 1, quando F, A e B são iguais a zero e zero

nos demais casos. Essa variável identifica o acidente sem vítimas. Entretanto, como se está trabalhando com segmentos de um km, o índice de gravidade refere-se ao segmento, onde ocorreram diversos acidentes, e não ao acidente individualmente. Além disto, não se dispõe do número de feridos graves ou leves em todos os acidentes - exigência para o cálculo da gravidade Yi,j -, de modo que há que se adaptar a fórmula de cálculo de Y, buscando-se solucionar o problema. Assim, optou-se pelo modelo:

, . ,9,5 3,5 ,i j i j ij i jY M F A= + + ,em que:

Yi,j = índice de gravidade dos acidentes do segmento j, da rota i; Mi.j = número de mortos do segmento j, da rota i, no intervalo de tempo estudado; Fi,j = número de feridos, englobando graves e leves. Ai,j = número de acidentes sem vítimas.

Dessa forma, calcula-se o índice de gravidade de cada segmento de um km, de cada rota (Yi,j). Calcula-se, em seguida, o fator de gravidade de cada trecho que é obtido dividindo-se o índice de gravidade pelo “momento de transporte” (volume de tráfego x distância), obtendo-se:

, [ , / ( )] 1000FGi j Yi j Ext x VMDa x= , onde:

FGi,j = fator de gravidade do segmento j, da rota i; Ext = extensão do segmento; VMDa = volume médio diário anual do trecho.


- 258 -

Para cada rota calcula-se o fator de gravidade médio, que chamamos de iX . Assim,

temos:

i

i

in

FGX

∑= )(, onde in é o número de segmentos da rota i.

É obtida, assim, uma distribuição de valores de iX , que representam o fator de

gravidade médio de cada rota, onde os in são diferentes em cada rota. Trata-se,

então, de uma distribuição de médias, que segue a distribuição normal, sendo a hipótese de normalidade dessa distribuição confirmada pelo teste de Kolmogorov-Smirnov .

Nesse caso, Z = s

XX − tem distribuição N (0,1), em que X é a média de X e s o

desvio padrão. Dessa forma, calcula-se o Z de cada rota.

Adotando-se como 30% o percentual da região crítica de Z, verifica-se que o valor de Z correspondente a esse percentual, obtido na tabela da distribuição normal padrão, é 0,52. Assim, toda rota cujo Z calculado é maior que 0,52 é avaliada como Rota Crítica, considerando-se que 70% da distribuição está abaixo desse valor. Na conceituação de rotas críticas foram analisadas 42 rotas - a rota 42 (BR-424/PE) foi excluída posteriormente por ser considerada um outlier - sendo consideradas críticas, pelo critério estatístico, as seguintes rotas:

Tabela 3.4.5.1 – Rotas Críticas – critério estatístico

Rota de Estudo nº UF Composição da Rota Crítica

05 Pará BR – 163, da divisa PA/MT à BR-230

06

Minas Gerais

BR-116, da divisa MG/BA ao entroncamento com a BR- 251, mais BR-251 do entroncamento com a BR- 116 ao entroncamento com a BR-365 (Montes Claros), mais BR-365 do entroncamento com a BR 135 à divisa MG/GO.

12

Minas Gerais BR-364, do entroncamento com a BR-153 à divisa MG/SP

17

Goiás BR-158, do entroncamento com a BR-060 à divisa GO/MT

25

Distrito Federal DR-040, do entroncamento com a BR 251 à divisa DF/GO

40

Pernambuco BR-104, da divisa PE/PB à divisa PE/AL

Além destas Rotas, indicadas pelo critério estatístico, foram consideradas como críticas mais seis rotas que têm grande incidência de tráfego de CVC. A Rota de Estudo nº 05 – BR-163/PA não foi considerada no conjunto de Rotas Críticas por tratar-se de rodovia em implantação, onde não seria conveniente correlacionar a incidência de acidentes em segmentos críticos com as características da via. O conjunto de Rotas Críticas ficou assim definido:


- 259 -

Tabela 3.4.5.2 – Rotas Críticas – rotas adotadas

ROTA ESTADO BR TRECHO

06 Minas Gerais BR-365

BR-116, da divisa MG/BA ao entroncamento com a BR- 251, mais BR-251 do entroncamento com a BR- 116 ao entroncamento com a BR-365 (Montes Claros), mais BR-365, do entroncamento com a BR 135 à divisa MG/GO.

07 Minas Gerais BR-381 BR-381, da divisa MG/ES à divisa MG/SP.

10 Minas Gerais BR-262 BR-262,da divisa MG/ES ao entroncamento com a BR-050 (Uberaba), mais BR-050, do entroncamento com a BR-262 (Uberaba) ao entroncamento com a BR-365 (Uberlândia).

12 Minas Gerais BR-364 BR-364, do entroncamento com a BR-153 à divisa MG/SP.

15 Goiás BR-153 BR-153, da divisa TO/GO à divisa GO/MG.

16 Goiás BR-364 BR-364, da divisa GO/MT à divisa GO/MG 17 Goiás BR-158 BR-158, do entroncamento com a BR-060 à divisa GO/MT 25 Distrito Federal BR-040 BR-040, do entroncamento com a BR 251 à divisa DF/GO.

30 Santa Catarina BR-101 BR-101, da divisa SC/PR á divisa SC/RS.

38 Pernambuco BR-232 BR-232, do Km 0 (Recife) ao entroncamento com a BR-316 (Parnamirim), mais BR-316, do entroncamento com a BR-232 (Parnamirim) à divisa PE/PI.

40 Pernambuco BR-104 BR-104, da divisa PE/PB à divisa PE/AL.

Os dados e os cálculos utilizados para a determinação das Rotas Críticas encontram-se na tabela seguinte. Os mapas que representam estas rotas são apresentados adiante.

Tabela 3.4.5.3 – Rotas Críticas – critério de determinação

Rodov ia Rota Xi = MédiaFG n

BR-040/DF R25 Rota Crítica 3,36 7

BR-020/DF R26 0,45 23

BR-251/DF R27 0,19 89

BR-060/DF R28 0,00 27

BR-070/DF R29 0,00 19

BR-020/GO R20 0,44 246

BR-040/GO R21 0,58 156

BR-050/GO R22 0,59 213

BR-060-GO R19 0,70 344

BR-070/GO R23 0,21 465

BR-153/GO R15 Rota Crítica 1,06 639

BR-158/GO R17 Rota Crítica 1,39 263 N 41

BR-251/GO R24 0,28 33 Normal Parameters Mean 0,8887

BR-364/GO R16 Rota Crítica 0,84 375 Std. Deviation 0,8909

BR-452/GO R18 0,88 455 Most Extreme Differences Absolute 0,1981

BR-116/MG R09 1,15 800 Positive 0,1981

BR153-MG R11 0,77 240 Negative -0,1593

BR-251/MG R08 1,29 379 Kolmogorov-Smirnov Z 1,2682

BR-262/MG R10 Rota Crítica 1,08 934 Asymp. Sig. (2-tailed) 0,0802

BR-267/MG R13 0,78 242

BR-364/MG R12 Rota Crítica 2,15 32 Calculated from data.

BR-365/MG R06 Rota Crítica 1,50 1200

BR-381/MG R07 Rota Crítica 1,19 890 Ho: A distribuição é normal

BR-452/MG R14 0,00 33 H1: A distribuição é diferente da distribuição normal

BR-010/PA R01 0,60 457 Conclusão: Como o valor de p-calculado é 0,0802 (> 0,05)

BR-153/PA R04 0,55 151 não se rejeita a hipótese de normalidade dos dados.

BR-163/PA R05 3,74 1069

BR-230/PA RO3 0,83 1400

BR-316/PA R02 0,72 169

BR-101/SC R30 Rota Crítica 0,36 449

BR-116/SC R33 0,26 308

BR-153/SC R34 0,37 117

BR-158/SC R36 0,17 51

BR-163/SC R35 0,11 120

BR-280/SC R31 0,51 298

BR-282/SC R32 0,78 651

BR-316/PE R37 0,66 439

BR-232/PE R38 Rota Crítica 0,21 657

BR-101/PE R39 1,11 203

BR104-PE R40 Rota Crítica 3,64 142

BR-423/PE R41 0,96 174

BR-424/PE R42 9,89 outlier

One-Sample Kolmogorov-Smirnov Test


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Figura 3.4.5.1 – Rotas Críticas no Estado de Goiás

Figura 3.4.5.2 – Rotas Críticas no Estado de Pernambuco


- 261 -

Figura 3.4.5.3 – Rotas Críticas no Estado de Minas Gerais

Figura 3.4.5.4 – Rotas Críticas no Estado de Santa Catarina


- 262 -

Figura 3.4.5.5 – Rotas Críticas no Distrito Federal

3.4.6 – Definição dos Segmentos Críticos das Rotas Críticas Determinadas as Rotas Críticas - onze rotas – estas foram divididas em segmentos de um km de extensão. Quando havia uma interseção, esta caracterizou o fim de um segmento (e o início do segmento seguinte), mesmo que a extensão fosse inferior a um km. Do conjunto de segmentos que compõem a Rota Crítica foram excluídos os segmentos em que, no período de análise (jan/2005 a dez/2005), não ocorreu nenhum acidente (FG = 0). Estudou-se, em seguida, a distribuição dos fatores de gravidade (FG) dos segmentos destas rotas, num total de 3.194 segmentos (a definição de FG encontra-se no item 3.5, anterior). Neste caso, como não se está mais trabalhando com a média de FG, conforme foi feito na determinação das rotas críticas (item 3.4.5, anterior), fez-se uma avaliação inicial para verificar se a distribuição de FG pode ser considerada como uma distribuição normal. Aplicado o teste de Kolmogorov-Smirnov, utilizando o aplicativo estatístico SPSS para testar a normalidade da distribuição, esta hipótese foi rejeitada. Assim, a seleção de Segmentos Críticos não deve ser feita aceitando-se a hipótese de normalidade. Optou-se, então, por determinar os Segmentos Críticos utilizando-se a Desigualdade de Tchebycheff, uma vez que essa desigualdade não faz nenhuma restrição quanto à forma da distribuição estudada. Utilizando-se essa desigualdade, determinou-se o intervalo no qual se espera que um valor qualquer de FG tenha 90% ou mais de probabilidade de estar contido nesse intervalo. Consideraram-se como Segmentos Críticos aqueles cujos valores de FG estavam fora desse intervalo.


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A tabela seguinte indica os Segmentos Críticos selecionados em Rota Crítica. O mapa que apresenta o posicionamento destes Segmentos Críticos é apresentado adiante, cobrindo os Estados de Minas Gerais e Goiás, onde se concentraram os 42 Segmentos Críticos selecionados.

Tabela 3.4.6.1 – Segmentos Críticos

Rota nº Rodovia Km inic Km final Ext (Km) FG

6 BR-365/MG 599 600 1 98,72

17 BR-158/GO 261 262 1 59,22

6 BR-365/MG 576 577 1 54,18

17 BR-158/GO 142 143 1 45,15

16 BR-364/GO 259,4 260 0,6 38,36

6 BR-365/MG 615 616,2 1,2 37,88

17 BR-158/GO 105 106 1 37,63

16 BR-364/GO 201,1 202 0,9 36,85

6 BR-365/MG 592 593 1 36,22

6 BR-365/MG 545 546,6 1,6 35,53

6 BR-365/MG 84 85 1 35,30

6 BR-365/MG 214 215 1 33,11

15 BR-153/GO 496,3 497 0,7 31,61

6 BR-365/MG 141 142,3 1,3 31,19

6 BR-251/MG 476 477 1 30,91

6 BR-365/MG 372 373 1 28,60

6 BR-251/MG 336 337 1 26,42

6 BR-365/MG 211 212 1 26,29

17 BR-158/GO 222 223 1 24,62

15 BR-153/GO 20 21 1 22,42

10 BR-262/MG 384 385 1 22,25

16 BR-364/GO 62 63 1 21,91

6 BR-365/MG 598 599 1 21,31

6 BR-365/MG 470 471 1 21,20

10 BR-262/MG 2 3 1 20,50

10 BR-262/MG 561 562 1 20,35

6 BR-365/MG 238 239 1 20,00

6 BR-251/MG 393 394 1 19,42

17 BR-158/GO 176 177 1 17,99

15 BR-153/GO 494 495 1 17,91

17 BR-158/GO 154 155 1 17,89

6 BR-251/MG 481 482 1 16,99

6 BR-365/MG 20 21 1 16,81

15 BR-153/GO 503,4 504 0,6 16,70

10 BR-262/MG 447 448 1 16,37

17 BR-158/GO 234 235 1 15,82

10 BR-262/MG 450 451 1 15,72

6 BR-365/MG 458 459 1 15,67

10 BR-262/MG 379 380 1 15,56

6 BR-365/MG 406 407 1 15,00

6 BR-365/MG 575 576 1 14,93

6 BR-365/MG 269 270 1 14,89


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3.4.7 – A montagem do Banco de Dados de Acidentes A montagem de Banco de Dados, com as principais características da via, do local do acidente quando da ocorrência e do condutor do veículo, permitirá a análise desses dados visando avaliar a relação entre as vias com tráfego elevado de CVC e o Fator de Gravidade dos acidentes. Essas características são:

− tipo de pista (simples ou múltipla); − tipo de relevo (plano, ondulado, montanhoso); − tipo de trecho (urbano, rural); − traçado da pista (reta, curva, tangente, cruzamento); − condição da pista (boa, regular, ruim); − superfície da pista (seca, molhada, oleosa); − condição do tempo (bom/nublado, chuva, nevoeiro/neblina); − fase do dia (amanhecer, pleno dia, anoitecer, noite); − tempo de habilitação do condutor do veículo.

Além desses fatores, o Banco de Dados contará com informações sobre:

- se o acidente ocorreu em época de safra; - tipo de acidente (com morte, com feridos ou sem vítimas); - VMDa do trecho; - porcentagem de tráfego de CVC do trecho.

A seguir, apresenta-se, como exemplo, um modelo de como serão alocados os dados (valores fictícios).

Tabela 3.4.7.1 Modelo do Banco de Dados

A montagem deste banco de dados será apresentada no item seguinte.

A metodologia a ser aplicada, visando avaliar a relação entre tráfego elevado de CVC e Fator de Gravidade elevado considera o trabalho de Forkenbrock, David J., e Paul F. Hanley: "Fatal Crash Involvement by Multiple-Trailer Trucks", Transportation Research Vol. 37A, No. 5 (June 2003), pp. 419-433. Nesse estudo os autores avaliam se existe alguma evidência de que as CVC são menos seguros que as carretas e estudam sob quais circunstâncias as CVC tendem a se envolver em acidentes fatais.


- 265 -

3.4.8 – Banco de dados: concepção e utilização A idéia inicial da concepção do banco de dados foi permitir avaliar se há evidências de que veículos tipo CVC ofereçam menos segurança de tráfego que veículos tipo 2S3 e 3S3 (trator e semi-reboque – carretas) e, ainda, verificar sob quais circunstâncias os veículos CVC são mais propensos a se envolverem em acidentes, especialmente em relação às características geométricas e operacionais da via. A literatura técnica referente à análise de acidentes preconiza que é imperioso levantar as contagens volumétricas e classificatórias de tráfego e confrontá-las com os acidentes ocorridos na rede rodoviária. Entretanto, cabe mencionar:

a) as contagens volumétricas e classificatórias de tráfego foram desativadas em 2001 pelo DNIT;

b) o banco de dados do DPRF – Departamento da Polícia Rodoviária Federal –

já disponibilizado, não contempla a tipicidade dos veículos pesados envolvidos em cada evento (acidente), não permitindo classificar os acidentes utilizando qualquer critério quantitativo para caracterizar os acidentes com envolvimento de CVC (como veículos pesados estão incluídos caminhões, tratores com um semi-reboque, CVC, etc);

c) a tipicidade dos veículos só pode ser caracterizada através de consulta aos

Boletins de Ocorrência (BO) e o DPRF não disponibilizou estes boletins para consulta.

Em vista do exposto, a solução encontrada foi composição de um banco de dados utilizando as seguintes fontes de informações:

a) contagens volumétricas e classificatórias realizadas pelo DNIT/CENTRAN, efetuadas para subsidiar a pesquisa que desenvolvida dentro do PNLT. É importante mencionar que estas contagens são as mais recentes disponíveis, pois foram efetuadas no ano de 2005 (109 postos de contagem; posteriormente foram adicionados 20 postos para contagem volumétrica e classificatória, durante sete dias, localizados nos eixos de escoamento dos grãos - “Operação Safra”);

b) dados de todas as tipicidades de acidentes DPRF, inclusive das variáveis

sazonais e dos atributos da via (ano base 2005); c) dados referentes aos atributos dos trechos do PNV – Plano Nacional de

Viação, disponibilizados pelo DNIT. Foram apuradas as características dos trechos do PNV onde foi efetuada pesquisa de tráfego pelo CENTRAN (129 postos de contagem) para composição de banco de dados para auxilio a pesquisa de CVC.

Assim, tendo em vista as dificuldades encontradas na montagem do banco de dados, a idéia de análise inicial foi adaptada às informações disponíveis, passando-se a avaliar se há evidências de que rodovias que têm alta participação de tráfego


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de CVC em relação ao tráfego global tendem a ter Fator de Gravidade de Acidentes elevado, considerando-se nessa análise as características geométricas e operacionais do trecho de rodovia onde ocorreu o acidente. A composição do banco de dados compreendeu as seguintes etapas:

• Apurar os quilômetros início e fim de cada trecho onde foi efetuada contagem volumétrica de tráfego pelo DNIT/CENTRAN.

Método: Foram mapeados os postos de contagem com uso de software específico (TransCAD) para apurar a quilometragem dos pontos extremos do trecho onde foi efetuada contagem volumétrica de tráfego pelo DNIT/CENTRAN.

Figura 3.4.8.1 – Mapeamento dos Postos de Contagem de Tráfego no Estado do Rio de Janeiro

Informações Levantadas:

▪ quilometragem dos pontos extremos de cada trecho, quilômetro início e fim respectivamente;

▪ quilometragem do posto onde foi efetuada contagem de tráfego pelo DNIT/CENTRAN.

• Apurar se os trechos onde foram efetuada pesquisa de tráfego há trechos coincidentes.

Descrição: O banco da polícia rodoviária federal faz referência à rodovia e ao quilômetro onde ocorreu acidente. Acontece que há trechos coincidentes na rede rodoviária federal, e alguns acidentes ocorridos nesses trechos são passíveis de serem alocados em rodovias diferentes.


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Método: a) foram mapeados os postos de contagem com o programa TransCAD; b) foram identificados espacialmente os trechos onde se localizam postos de

contagem e verificado se há trechos coincidentes.

Figura 3.4.8.2 – Identificação de Trechos Coincidentes

Informações Levantadas: Dados de trechos coincidentes

• Apurar os acidentes de trânsito ocorridos nas rodovias federais

Ano Base: 2005

Descrição: Levantamento dos acidentes ocorridos nos trechos onde foram efetuadas pesquisa de tráfego pelo DNIT/CENTRAN.

Fonte: Departamento da Polícia Rodoviária Federal – DPRF. Método: a) Os trechos do PNV foram divididos em segmentos de 1 (um) quilômetro

(Figura 3.4.8.3). Os eventos (acidentes) foram alocados nos segmentos correspondentes ao quilômetro de sua ocorrência. Se um acidente ocorreu no km 176,5 de uma rodovia, por exemplo, este foi alocado no segmento cujos pontos extremos são os quilômetros 176 e 177, quilômetros de início e fim do segmento, respectivamente (figura 3.4.8.4).


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Figura 3.4.8.3 – Trecho e Segmentos

Figura 3.4.8.4 – Acidentes Alocados nos Segmentos

A ferramenta utilizada foi o software “Excel”, executando as funções “filtrar” e “classificar”. Uma vez apurada a rodovia e o quilômetro onde ocorreu cada acidente, o critério de classificação foi a triagem dos eventos que ocorreram nos trechos onde foram efetuadas contagens de tráfego pelo DNIT/CENTRAN. Os eventos e seus respectivos atributos foram armazenados em banco de dados específico para posteriormente serem incorporadas informações originárias de diversas fontes.

b) As quilometragens das ocorrências de acidentes foram compatibilizadas para que estes, com quilometragens distintas em rodovias coincidentes, tivessem o mesmo posicionamento físico na via.


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A figura, seguinte, ilustra que o km 148,3 da rodovia BR-153/MG equivale ao km 918,8 da rodovia BR-262/MG, pois se trata de trechos coincidentes. Portanto, se há um acidente no km 150 da rodovia BR-153/MG, pode-se dizer que este evento ocorreu no km 919,5 da rodovia BR-262/MG.

Figura 3.4.8.5 – Mapeamento de Trechos Coincidentes

Foram compatibilizados todos os acidentes com quilometragens distintas e que se tratavam do mesmo posicionamento na via.


• quantidade de acidentes nos trechos selecionados; • caracterização individual dos eventos (acidentes):

− quilometragem de cada evento. − traçado da pista (tangente, reta, etc.). − superfície da pista (seca, molhada). − condição do tempo (bom, nublado, chuva). − fase do dia (manhã, tarde, noite). − tempo de habilitação. − gravidade do acidente (quantidade de mortos, feridos e ilesos em cada

evento). − data de cada evento.

Subproduto: Base de dados referentes aos acidentes que ocorreram nos segmentos em cujos trechos foram efetuadas contagem de tráfego pelo DNIT/CENTRAN.


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• Apurar as Contagens Volumétricas e Classificatórias de Tráfego Ano Base: 2005 Fonte: DNIT/CENTRAN Descrição: Levantamento dos dados referentes ao volume de tráfego global e tráfego de CVC. Método: As informações foram levantadas junto ao DNIT/CENTRAN, que dispõe de dados de contagens volumétricas de tráfego na plataforma “Excel”.

Tabela 3.4.8.1 – Pesquisa de Tráfego (DNIT/CENTRAN) – Contagem fora do período da Safra

O índice de tráfego de CVC foi calculado pelo indicador de participação do volume de tráfego de CVC no tráfego total (razão entre o volume de tráfego de CVC e o volume de tráfego global). A tabela 3.4.8.1 discrimina a contagem volumétrica e classificatória efetuada em um posto. Foram extraídos os índices de tráfego de CVC nos 129 postos de contagem, 109 postos na safra e 20 postos fora da safra (tabelas 3.4.8.2 e 3.4.8.3).


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Tabela 3.4.8.2 – Localização dos postos de contagem para cobertura do período da safra.

Tabela 3.4.8.3 – Dados da CVC e da OD por posto

Informações Levantadas: • VMD – Volume médio diário de tráfego – Tráfego de CVC e tráfego global. • Índice de participação tráfego de CVC no tráfego global, nos 129 postos de

contagem.


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• Atributos dos trechos do PNV que compõem a rede rodoviária federal Ano Base: 2005 Fonte: Banco de dados do DPRF Descrição: Levantamento das informações referentes aos atributos dos trechos onde foram efetuadas contagens volumétricas de tráfego pelo DNIT/CENTRAN. Método: a) todos os dados referentes aos atributos dos trechos contidos na rede

rodoviária foram importados para o software TransCAD; b) todos os postos de contagem do DNIT/CENTRAN foram mapeados visando a

prática da análise espacial.

Figura 3.4.8.6 – Informações dos atributos dos trechos onde foram efetuadas pesquisa de tráfego pelo DNIT/CENTRAN.


• Caracterização da pista: simples ou dupla. • Apuração de segmentos urbanos e rurais

Fonte: Google Earth Descrição: Levantamento de dados dos seguimentos rurais e urbanos. Método: O Google Earth permitiu a analise especial do uso do solo que margeiam as vias. Deste modo foram identificados os segmentos rurais e urbanos inseridos nos trechos onde foram efetuadas contagens volumétricas de tráfego pelo DNIT/CENTRAN.


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Figura 3.4.8.7 - Identificação de Segmentos Rurais e Urbanos

A ferramenta “path” do Goolgle Earth permite apurar a extensão do conjunto composto por segmentos rurais e urbanos.

Figura 3.4.8.8 - Extensão dos Segmentos Rurais e Urbanos


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Informações levantadas: Segmentos rurais e urbanos dos trechos onde foram efetuadas contagens volumétricas de tráfego pelo DNIT/CENTRAN. • Apurar as Características do Relevo

Descrição: Identificação dos segmentos planos e não planos

Fonte: DNIT/CENTRAN

Método: Foram mapeados todos os segmentos inseridos nos trechos onde foram efetuadas contagens volumétricas pelo DNIT/CENTRAN com o software TransCAD. O procedimento permitiu a analise espacial para identificar os segmentos com pista plana e não plana (montanhoso, ondulado, etc.). Informações Levantadas: Segmentos planos e não planos inseridos nos trechos onde foram efetuadas contagens volumétricas de tráfego pelo DNIT/CENTRAN.

Figura 3.4.8.9 – Mapeamento dos Segmentos Planos e não Planos

• Apurar o Volume Médio Anual de Tráfego

Fonte: Estudo realizado pelo IPR/DNIT para o Banco Mundial.

Ano Base: 2005

Descrição: VMDa dos trechos onde foram efetuadas contagens volumétricas de tráfego pelo DNIT/CENTRAN.

Metodologia: Foram carregados no software TransCAD o VMDa de todos o trechos que compõe o PNV. O procedimento permitiu apurar o VMDa dos trechos onde foram efetuadas contagem volumétrica de tráfego pelo DNIT/CENTRAN. Informações levantadas: VMDa dos trechos onde foram efetuadas contagem volumétrica de tráfego pelo DNIT/CENTRAN.


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Figura 3.4.8.10 – VMDa de Tráfego

3.4.9 - Consolidação do Banco de Dados Todas as informações levantadas foram exportadas para programa especifico de desenvolvimento de banco de dados. O procedimento permitiu estruturar e agrupar o conjunto de registros de forma organizada. O modelo de dados adotado foi o modelo relacional , em que as estruturas têm a forma de tabela, compostas por linhas e colunas. O banco de dados ora apresentado é uma coleção de registros salvos em midia, em um modo sistemático, de forma que o profissional de estatistica possa acessá-lo, com a finalidade de avaliar se há evidências de que rodovias que têm alta percentagem de tráfego de CVC tendem a ter Fator de Gravidade de Acidentes elevado, considerando-se nessa análise as características geométricas e operacionais dos segmentos de rodovia onde ocorreu o acidente. A tabela seguinte apresenta a estrutura do banco de dados através da descrição das colunas de sua tabela. O Banco de Dados consolidado consta do Anexo 3 (meio magnético)


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Tabela 3.4.9.1 – Estrutura do banco de dados

COLUNA DESCRICAO OBSERVACAO

A POSTO Posto onde foi efetuada contagem volumétrica de tráfego pelo DNIT/CENTRAN (célula mesclada).

B BR Código da rodovia e Código da UF (célula mesclada).

C POSTO Posto onde foi efetuada contagem volumétrica de tráfego pelo DNIT/CENTRAN.

D BR Código da rodovia e Código da UF.

E UF Unidade Federativa.

F BR Código da rodovia.

G TRECHO Quilometragem dos pontos extremos de cada trecho, km inicial e km final.

H COD Codificação do acidente/ 1-00. Evento ocorrido no primeiro semestre/2-00.Acidente ocorrido no segundo semestre.

I e J SEGMENTO Quilometragem dos pontos extremos de cada segmento contido no trecho, km inicial e km final.

K EXTENSAO Comprimento do segmento.

L KM Km onde ocorreu cada acidente.

M VMDA Volume médio diário anual de tráfego global.

N VMDS Volume médio diário de tráfego na semana em que foi efetuada contagem volumétrica de tráfego pelo DNIT/CENTRAN.

O %VMD_CVC Participação de tráfego de CVC no trecho onde foi efetuada contagem volumétrica de tráfego pelo DNIT/CENTRAN.

P SAFRA Contagem volumétrica de tráfego na safra "S" e fora da safra "FS".

Q DIA Dia do mês que ocorreu o evento.

R MES Mês que ocorreu o evento.

S ANO Ano que ocorreu o evento.

T VIA Caracterização da pista (simples, dupla, etc.)

U RELEVO Caracterização da pista / P- Plano NP- Não Plano.

V RURAL /URBANO Caracterização da pista / 1- Segmento rural 2- Segmento urbano.

W TRACADO DA PISTA Caracterização da pista onde ocorreu o acidente (tangente, curva, reta, etc.).

X COND DA PISTA Condição da pista onde ocorreu acidente (boa, ruim, etc.).

Y, Z e AA SUPERFICIE DA PISTA Estado da pista na ocorrência do evento (molhada, oleosa e seca).

AB COND DO TEMPO Condição do tempo na ocorrência do acidente (bom, nublado, etc.).

AC FASE DO DIA Fase do dia na ocorrência do acidente (noite, dia, etc.).

AD a AO HABILITACAO Tempo de habilitação dos condutores veiculares envolvidos no acidente.

AP a AS GRAVIDADE DO ACIDENTE Totalização quantitativa das vitimas (quantidade de mortos, feridos, etc.)


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3.4.10 - A técnica do Escore de Propensão Não estando disponíveis os Boletins de Ocorrência do DPRF, não foi possível caracterizar os “acidentes ocorridos nos trechos críticos, envolvendo CVC” e, consequentemente, analisar as “possíveis correlações dos acidentes com as condições geométricas e operacionais da via”. O banco de dados disponibilizado pelo DPRF não separa as CVC dos demais veículos pesados, impedindo, assim, a análise desejada. Mesmo assim, trabalhando sobre o banco de dados fornecido (acidentes de 2005), e incluindo informações complementares sobre características de via, foi desenvolvida alternativa de análise que procure indicar, com significância estatística adequada, se as CVC aumentam a gravidade dos acidentes ocorridos na malha federal. Para isto foi concluída a montagem de Banco de Dados, com as principais características da via, do local do acidente à hora de ocorrência do acidente e do condutor do veículo, a fim de que se possa, a partir dessas informações, analisar os dados com o objetivo de avaliar a relação entre as vias com tráfego elevado de CVC e o Fator de Gravidade dos acidentes dessas vias, de modo que se possa atribuir ao tráfego elevado de CVC a elevação do Fator de Gravidade de acidente.

Como já apresentado, o Banco de Dados contempla as seguintes informações:

− tipo de pista (simples ou múltipla); − tipo de relevo (plano, ondulado/montanhoso); − tipo de trecho (urbano, rural); − traçado da pista (reta, curva, tangente, cruzamento); − condição da pista (boa, regular, ruim); − superfície da pista (seca, molhada, oleosa); − condição do tempo (bom/nublado, chuva, nevoeiro/neblina); − fase do dia (amanhecer, pleno dia, anoitecer, noite); − tempo de habilitação do condutor do veículo; − tipo de acidente (com morte, com feridos ou sem vítimas); − VMDa do trecho; − Fator de Gravidade do trecho; − porcentagem de tráfego de CVC do trecho.

Assim, pretende-se comparar um grupo de rodovias com alta percentagem de tráfego de CVC com rodovias com baixa percentagem de CVC e avaliar se nas rodovias com alta percentagem de tráfego de CVC ocorrem altos valores do Fator de Gravidade de acidentes e, em contrapartida, nas rodovias com baixo percentual de tráfego de CVC ocorrem baixos percentuais do Fator de Gravidade. Entretanto, quando se comparam esses grupos, pode-se estar analisando grupos “não comparáveis”, em razão das diferenças que pode haver entre as características de cada grupo. Por exemplo, rodovias com alta percentagem de tráfego de CVC podem ter características geométricas e de tráfego, como tipo de pista (simples ou dupla), trecho (urbano ou rural), tipo de relevo (plano, ondulado, montanhoso), traçado da pista (reta, curva, tangente, cruzamento) etc., diferentes daquelas com baixa percentagem de CVC. De modo que o número elevado de acidentes pode estar


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relacionado com essas diferenças de características dos locais dos acidentes e não com o volume de tráfego de CVC. Existem procedimentos estatísticos que tentam controlar, ou pelo menos amenizar, os efeitos dessas diferenças de características. A estratificação dos dados com base nessas características ou a abordagem por meio de modelos de regressão que incluem como covariáveis essas características são as estratégias básicas usadas (CHRISTENFELD et al.,2004) e, ainda, o pareamento da amostra. Mais recentemente – em 1983 -, foi desenvolvida uma outra estratégia: o escore de propensão. A idéia básica do escore de propensão, neste estudo, é substituir o conjunto de características do acidente por uma função dessas características, chamada de escore de propensão, e, então, usar esse escore como se ele fosse a única característica do acidente, síntese de todas as outras (RUBIN, 1997). Assim, pelo método do escore de propensão, cada segmento de rodovia onde ocorreu o acidente passa a ter a sua probabilidade – propensão – de ser submetido a uma determinada “exposição” – tráfego elevado de CVC -, em função das características do acidente. A partir dessas propensões podem ser formados pares ou grupos com probabilidades semelhantes e, nesse caso, dentro desses grupos, os “expostos” e “não expostos” tornam-se comparáveis porque tendem a ter padrões ou distribuições similares das suas características (JOFFE e ROSENBAUM, 1999). A principal vantagem do escore de propensão, apontada por HUANG et al. (2005), é que ele permite uma avaliação direta do balanceamento dos dados, bastando que se verifique, dentro de cada grupo, se a média ou a proporção das covariáveis são similares entre os “expostos” – trechos submetidos a tráfego elevado de CVC - e os “não expostos” – trechos submetidos a tráfego baixo de CVC -, o que nesse caso garantiria a “comparabilidade” dos grupos considerados. Uma outra vantagem é que usando o escore de propensão com a finalidade de balancear os grupos, e não fazer inferências, pode-se ignorar a restrição típica dos modelos de regressão quanto ao número de covariáveis presente no modelo, em função do número de desfechos (NEWGARD et al., 2004). O escore de propensão é um método desenvolvido por Rosenbaum e Rubin, cujo fundamento está no cálculo da estimativa da probabilidade - propensão – de um “indivíduo” (trecho de rodovia onde ocorreu o acidente) ser submetido a uma “exposição” (tráfego alto de CVC) em função de suas características individuais. ROSENBAUM e RUBIN (1983) mostram que, ao se formarem estratos com escores de propensão similares, as características (covariáveis) dos grupos de “expostos” e “não expostos”, nesses estratos, têm as mesmas distribuições. Desse modo, não devem existir diferenças sistemáticas entre essas características, dentro de um mesmo estrato (GRAF, 1997). ROSENBAUM e RUBIN (1983) afirmam, ainda, que o emprego do escore de propensão, em pequenas ou grandes amostras, é suficiente para remover vieses devidos às covariáveis observadas. Assim, se forem compostos grupos com probabilidades parecidas, obtidas pelo escore de propensão, esses grupos tendem a ser balanceados segundo as características de cada um. Com esse procedimento, podem-se construir grupos de trechos de rodovias com tráfego


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elevado de CVC (“expostos”) e grupos com baixo tráfego de CVC (“não expostos”) que podem ser comparáveis, de modo que um efeito observado – número elevado de acidentes, por exemplo - pode ser atribuído à “exposição” (tráfego elevado de CVC) e não a eventuais diferenças das características individuais dos componentes de cada grupo. Neste estudo, procura-se fazer uma avaliação da existência de relação entre trechos com tráfego elevado de CVC e fator de gravidade de acidentes elevado, utilizando a técnica do escore de propensão para balancear grupos “expostos” e “não expostos”, a partir das informações do banco de dados da PRF e do CENTRAN. Assim, tem-se como variável de “exposição” tráfego elevado de CVC e como “desfecho” fator de gravidade de acidentes elevado. Pretende-se trazer para o meio rodoviário uma metodologia relativamente nova – escore de propensão -, comparada com as até então existentes, desenvolvida em 1983 (ROSENBAUM e RUBIN, 1983), que tem sido aplicada em diversas áreas como saúde – originalmente aplicada –, economia, finanças, sociologia, veterinária, meio-ambiente, astronomia, área de seguros, entre outras, conforme se pode verificar através de trabalhos publicados e divulgados na “internet”, evidenciando o grande interesse despertado por essa técnica e a diversidade do campo de sua aplicação. Neste estudo utilizaram-se duas estratégias para o uso do escore de propensão: a estratificação e o pareamento. Na estratégia da estratificação são formados grupos – estratos – de trechos com valores similares de escore de propensão e estima-se o efeito do tráfego elevado de CVC no Fator de Gravidade, dentro de cada estrato. A estatística que permite essa avaliação é conhecida como OR (odd ratio). O OR indica quantas vezes o fato de um trecho ter tráfego elevado de CVC aumenta a chance de esse trecho ter “fator de gravidade elevado”. Assim, calcula-se o OR para cada estrado. O valor de OR para comparação é OR=1, de modo que se o OR, avaliado pela significância estatística, for maior que um, estará caracterizado que trechos com “elevada percentagem de tráfego de CVC” têm mais chances de produzirem “fator de gravidade elevado de acidentes”, em relação a trechos com “baixa percentagem de tráfego de CVC”, ou ainda: trechos com tráfego elevado de CVC geram fator de gravidade elevado de acidentes. Assim, por exemplo, se for obtido um valor de OR=2, significa que naquele estrato os trechos submetidos ao tráfego elevado de CVC têm duas vezes mais chances de terem fator de gravidade elevado, em relação aos trechos com baixo tráfego de CVC. Na estratégia do pareamento, formam-se pares de trechos que têm o mesmo valor do escore de propensão. Assim, teoricamente, esses pares podem ser comparados, porque tendem a ter as mesmas características de suas covariáveis. Os pares são formados com um elemento do par sendo trecho com tráfego de CVC elevado e o outro com tráfego de CVC baixo. Contam-se, então, os pares, observando-se em cada elemento do par se o Fator de Gravidade é alto ou baixo. Descartam-se da amostra as observações que não têm escores de propensão similares estimando-se,


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nessa amostra reduzida, o efeito do tráfego de CVC no Fator de Gravidade, utilizando-se, também, da estatística OR. Com relação ao cálculo do OR utilizando estratos, o pareamento apresenta a desvantagem da perda de informação com o descarte dos trechos que não têm valores semelhantes de escore de propensão e com a necessidade de programa computacional específico para a alocação dos pares. 3.4.11 – O que é o escore de propensão O uso do escore de propensão é uma estratégia em que se tenta reconstruir uma situação similar aos experimentos aleatórios, embora só possa fazê-la com respeito às variáveis observadas (BRITMAN e ROSENBAUM, 2002). Formalmente, o escore de propensão pode ser definido, neste estudo, como a probabilidade de um acidente - com características Xi (covariáveis) – ter ocorrido em um trecho “exposto” a um “tráfego elevado de CVC”, ou seja: e(Xi) = prob (Z = 1 / Xi). Por exemplo, prob (Z = 1 / Xi) pode expressar a probabilidade de um acidente durante a noite, causado por um motorista com menos de cinco anos de habilitação, em uma curva, trecho urbano, de pista simples, relevo plano, onde as condições da pista eram boas, superfície da pista seca, quando o tempo era bom, tenha ocorrido em um trecho de “tráfego elevado de CVC”. Conseqüentemente, 1 – e(X) = prob (Z = 0 / Xi) significa a probabilidade de um acidente com aquelas características ter ocorrido em um trecho de “baixo tráfego de CVC”. Assim, certas combinações das covariáveis (Xi) podem estar associadas a uma maior probabilidade de esses acidentes terem ocorrido em trechos de “tráfego elevado de CVC”, em relação aos outros. Desse modo, um acidente com as características citadas pode ter maior probabilidade de ter ocorrido em um trecho de tráfego elevado de CVC que um acidente com outras características, como por exemplo, pista dupla, relevo montanhoso, trecho rural, durante o dia, tempo chuvoso etc. Para obter os valores do escore de propensão ajusta-se uma regressão logística aos dados, tendo-se como variável dependente “tráfego elevado de CVC” e como variáveis independentes as covariáveis (Xi) consideradas relevantes – enumeradas adiante. Ajustada a regressão logística, são obtidos os coeficientes da equação

0 1 1 2 2( ... )( 1/ )

1 n ni b b X b X b X

iP Z X

e− + + + + += =

+

em que P(Z=1/Xi) é a probabilidade de um acidente com as características Xi, ter ocorrido em trecho de tráfego elevado de CVC. O escore de propensão é um método estatístico usado em estudos observacionais com o propósito de reduzir tendenciosidades, causadas por potenciais confundidores, em pesquisas onde não houve aleatorização dos dados. Dessa forma, o escore de propensão permite balancear as covariáveis utilizadas para construir o escore, anulando ou pelo menos amenizando possíveis efeitos confundidores dessas covariáveis.


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D’AGOSTINO (1998) discute três estratégias, já apresentadas por ROSEMBAUM e RUBIN (1983), para tentar controlar o confundimento usando escore de propensão:

a) a estratificação, em que se formam grupos - estratos - com valores similares de escore de propensão, estimando-se o efeito da exposição no desfecho, dentro de cada estrato;

b) o pareamento da amostra, em que são formados pares que têm escores de

propensão similares, descartando-se as unidades da amostra com propensões que não têm similares e estimando-se, nessa amostra reduzida, o efeito da exposição no desfecho;

c) o ajustamento de modelos de regressão que têm o desfecho como variável

dependente, incluindo o escore de propensão como uma das covariáveis do modelo.

Neste trabalho, na aplicação do escore de propensão para tentar controlar o confundimento, optou-se, inicialmente, pela estratificação por apresentar mais facilidades operacionais, principalmente com relação ao pareamento onde é necessário o desenvolvimento de programa computacional específico para alocação dos pares, além da perda de informação com o descarte dos trechos que não têm valores similares de escore de propensão. Posteriormente, aplicou-se a estratégia do pareamento pelo escore de propensão. 3.4.12 - A estratégia de estratificação pelo escore de propensão Uma questão importante no processo de estratificação é a definição do número de estratos. Segundo COCHRAN (1968), cerca de 90% das tendenciosidades são removidas, em estudos observacionais, quando a divisão é feita com cinco estratos. ROSENBAUM E RUBIN (1984) afirmam que de fato a estratificação em cinco estratos, baseada no escore de propensão, frequentemente remove 90% das tendenciosidades em cada uma das covariáveis usadas para estimar o escore de propensão. Segundo WANG et al. (2001), é uma prática comum a utilização de cinco estratos. Neste estudo, adotou-se inicialmente a divisão da amostra em cinco estratos. Entretanto, devido à não ocorrência de informações nos dois primeiros estratos, com relação a trechos com tráfego elevado de CVC e fator de gravidade elevado, foi necessário a junção dos três primeiros estratos, conforme será visto adiante.

• Dados utilizados Foi montado um banco de dados, a partir do banco de dados da Polícia Rodoviária Federal que contêm informações oriundas do boletim de ocorrência de acidentes de trânsito ocorridos entre janeiro de 2005 e dezembro de 2005 e de informações de volume de tráfego obtidas junto ao CENTRAN. O CENTRAN dispõe de dados de volume de tráfego, coletados em postos de contagens que fizeram contagem de tráfego durante sete dias, no período de 6h às 18h. A partir dessas informações pôde-se obter o VMD (Volume Médio Diário) de


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sete dias, que foram expandidos para se obter a estimativa do VMDa (Volume Médio Diário, anual). Ainda, nesse banco do CENTRAN, tem-se a percentagem de tráfego de CVC. Os postos de contagem do CENTRAN estavam localizados em 110 trechos de rodovias. Esses trechos foram divididos em segmentos de um km e em cada segmento verificaram-se quantos acidentes ocorreram no período de janeiro de 2005 a dezembro de 2005, utilizando-se os dados da PRF. Foram pesquisados 8364 acidentes. O índice de gravidade de acidentes (IG) de cada segmento foi avaliado utilizando a fórmula:

9 3IG M F SV= + + , onde: M = número de acidentes com morte ocorridos no segmento, no período jan/dez 2005; F = número de acidentes com feridos e sem mortes ocorridos no segmento, no período jan/dez 2005; SV = número de acidentes sem vítimas ocorridos no segmento, no período jan/dez 2005.

Os pesos utilizados no cálculo do IG foram os referidos em DNER, 1998. Cabe ressaltar que na avaliação do índice de gravidade do segmento não se pôde levar em consideração se o acidente envolvia o transporte de carga perigosa, já que essa informação não consta dos dados da PRF. A partir do cálculo do IG pôde-se calcular o fator de gravidade de acidentes (FG) de cada segmento, utilizando a fórmula:

4[( ) / ( )] 10FG IG VMDa x Ext X= , onde Ext é a extensão do segmento, geralmente igual a um km, podendo variar quando for em entroncamentos (FRAMARIM et al., 2002) e (ZUEHLKE, 2002). Multiplicou-se FG por 104 apenas para evitar o número elevado de decimais. Em princípio foram consideradas relevantes as seguintes variáveis:

a) Tipo de pista – simples, múltipla; b) Tipo de relevo – plano, não plano; c) Tipo de trecho – urbano, rural; d) VMDa, com expansão feita a partir do VMD de uma semana; e) % de tráfego de CVC;


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f) Traçado da pista – reta, curva, tangente, cruzamento; g) Condição da pista – boa, regular, ruim; h) Superfície da pista – seca, molhada, oleosa; i) Condição do tempo – bom/nublado, chuva, nevoeiro, neblina; j) Fase do dia – amanhecer, pleno dia, anoitecer, noite; k) Tempo de habilitação – inabilitado(3), menos 5 anos(2), 5 anos ou mais(1), ignorado (0). Obs. Quando houve mais de um condutor envolvido no acidente, seguiu-se a hierarquia: 3 prevalece sobre 2; 2 prevalece sobre 1; quando pelo menos um for “ignorado” e houver algum inabilitado prevalece inabilitado; ignorado e demais, prevalece ignorado.

• Características do estudo Neste trabalho, a unidade de observação é o acidente. Utilizou-se como “exposição” tráfego elevado de CVC e como “desfecho” fator de gravidade elevado. Assim, há a necessidade de se definir “tráfego elevado de CVC” e “fator de gravidade elevado”. Na definição de “tráfego elevado de CVC”, foram utilizados três pontos de corte:

- tráfego de CVC maior ou igual a 5% - abaixo desse valor estão 55% dos trechos;


- tráfego de CVC maior ou igual a 11% - abaixo desse valor estão 80% dos

trechos. Embora tenham sido feitas análises para os três pontos de corte, como as conclusões foram as mesmas, apresentam-se apenas os resultados considerando “tráfego elevado de CVC” todo tráfego de CVC maior ou igual a 5%. Definiu-se como “fator de gravidade elevado” todo fator maior ou igual a 13 - abaixo desse valor estão 80% dos segmentos de 1 Km. Os gráficos das figuras 3.4.12.1 e 3.4.12.2 caracterizam essas definições.


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Figura 3.4.12.1 – Pontos de corte da distribuição de tráfego

Gráfico 1 - % tráfego de CVC

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29

% CVC

% trechos

Cerca de 80% dos trechos de rodovia têm % de tráfego de CVC

menor que 11%.

Cerca de 70% dos trechos de rodovia têm % de tráfego de CVC menor que

7%.

Cerca de 55% dos trechos de rodovia têm % de tráfego de CVC menor que 5%.

Figura 3.4.12.2 – Pontos de corte da distribuição do Fator de Gravidade

Gráfico 2 - Fator de Gravidade

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33

FG

%

Cerca de 80% dos segmentos (1km) têm FG menor que 13.


- 285 -

• Análise dos dados Pretende-se comparar trechos que têm tráfego elevado de CVC com trechos que com baixo tráfego de CVC e avaliar se aqueles trechos têm fator de gravidade de acidentes mais elevado em relação aos trechos de baixo tráfego, utilizando o escore de propensão como variável de estratificação. Assim, a amostra foi ordenada em ordem crescente dos valores dos escores de propensão e, em seguida, decomposta em cinco grupos – a prática usual é a formação de cinco estratos - de igual número de observações (quintis). Cada estrato contém, portanto, 20% do número de acidentes da amostra. O primeiro estrato – 1º quintil – agrega o grupo de acidentes que tem as menores probabilidades de terem ocorrido em trechos de “elevada porcentagem de tráfego de CVC”. O 2º quintil agrega os 20% seguintes e assim por diante, até o 5º quintil que agrega os 20% que têm as maiores probabilidades. O passo seguinte é montar uma tabela 2 x 2, dentro de cada estrato, com as variáveis de “exposição” – tráfego elevado de CVC - e “desfecho” – fator de gravidade de acidentes elevado – e calcular uma medida de associação entre essas variáveis, para avaliar uma possível relação entre elas.

• Resultados

A tabela 3.4.12.1 mostra as freqüências de acidentes observados em cada quintil, classificadas por tráfego de CVC e fator de gravidade. Verifica-se que no 1º e 2º quintil não há informações quanto a tráfego elevado de CVC e fator de gravidade elevado, o que obrigou a junção dos três primeiros quintis em um único estrato.

Tabela 3.4.12.1 – Número de acidentes nos quintis

Alto Baixo TotalAlto 0 16 16

< = 0,0185 Baixo 98 1561 1659Total 98 1577 1675

Alto 0 114 1140,0185 a < = 0,0878 Baixo 445 1112 1557

Total 445 1226 1671

Alto 3 98 1010,0878 a < = 0,1723 Baixo 264 1307 1571

Total 267 1405 1672

Alto 63 434 4970,1723 a < = 0,4462 Baixo 261 915 1176

Total 324 1349 1673

Alto 289 784 10730,4462 a < = 1 Baixo 166 434 600

Total 455 1218 1673

1º

2º

3º

Quintil

4º

5º

Fator de GravidadeEscore de Propensão CVC


- 286 -

A tabela 3.4.12.2 mostra os OR e os respectivos intervalos de confiança de 95%. Verifica-se que os OR têm valores muito abaixo de 1, não sendo significantes estatisticamente, o que não permite caracterizar a existência de relação entre tráfego elevado de CVC e fator de gravidade elevado. Assim, não se pode afirmar que trechos com tráfego elevado de CVC geram fator de gravidade elevado de acidentes.

Tabela 3.4.12.2 - OR nos quintis formado segundo o escore de propensão

Alto Baixo TotalAlto 3 228 231 0,06

1º, 2º, 3º < = 0,1723 Baixo 807 3980 4787 (0,02 ; 0,21)(juntos) Total 810 4208 5018

Alto 63 434 497 0,510,1723 a < = 0,4462 Baixo 261 915 1176 (0,37 ; 0,69)

Total 324 1349 1673

Alto 289 784 1073 0,960,4462 a < = 1 Baixo 166 434 600 (0,77 . 1,21)

Total 455 1218 1673

OR

4º

5º

Quintil Escore de Propensão CVCFator de Gravidade

Ainda, observando-se os dados da tabela 3.4.12.2, verifica-se a coerência dos resultados alcançados pela estratificação segundo os valores do escore de propensão. Por exemplo, nos três primeiros quintis, que agregam acidentes com as menores probabilidades de haverem ocorridos em trechos com alta porcentagem de tráfego de CVC (prob.< ou = 0,1723) espera-se que poucos acidentes tenham ocorridos naqueles trechos. De fato, 4.787 acidentes ocorreram em trechos com baixa percentagem de tráfego de CVC e apenas 231 – 4,6% total - ocorreram em trechos com alto tráfego de CVC. No 4º quintil, que agrega acidentes que têm probabilidades entre 0,1723 e 0,4462, probabilidades pequenas, porém maiores que as dos três quintis anteriores, espera-se, também, que poucos acidentes tenham ocorridos em trechos com tráfego elevado de CVC, porém em número superior ao dos quintis anteriores. Novamente isso acontece: 1.176 acidentes ocorreram em trechos de baixo tráfego de CVC e 497 - 29,7% do total - foram em trechos com tráfego elevado de CVC. No 5º quintil, espera-se que ocorra justamente o contrário, uma vez que nesse quintil estão acidentes que têm as maiores probabilidades de ocorrerem em trechos de alta percentagem de tráfego de CVC. Portanto, espera-se que nesse quintil a maioria dos acidentes tenha ocorrido em trechos com tráfego elevado de CVC e de fato isso acontece: 1.073 foram em trechos de tráfego elevado de CVC – 64,1% do total - e 600 não. Um fato, observado na 3.4.12.2, que poderia trazer preocupação, é a amplitude do intervalo dos escores de propensão do 4º e 5º quintil que variam de aproximadamente 0,17 a 0,45 e de 0,45 a 1, respectivamente, com diferenças de probabilidades de quase 50%. Assim, no 5º quintil, por exemplo, encontram-se acidentes com 47% de probabilidade de terem ocorridos em trechos com alta percentagem de tráfego de CVC e acidentes com 90% de probabilidade, o que evidentemente não são probabilidades similares.


- 287 -

Entretanto, embora existam essas diferenças de probabilidades, verifica-se que nesses quintis há o balanceamento das covariáveis, conforme se pode observar nas colunas referentes ao 4º e 5º quintil da tabela 3, em que a percentagem dos acidentes ocorridos em trechos com tráfego alto de CVC é praticamente igual à de acidentes ocorridos em trechos com tráfego baixo de CVC. Verifica-se, ainda, ao se comparar a distribuição dos percentuais dos acidentes ocorridos em trechos que têm “CVC alto” com os ocorridos em trechos que têm “CVC baixo”, na amostra sem a divisão em quintis (tabela 3.4.12.3 - coluna Geral), que para diversas covariáveis a amostra sem a estratificação em quintis é totalmente desbalanceada. Por exemplo, na coluna Geral, no fator “pista simples”, 78% têm tráfego de “CVC alto” e 41% “CVC baixo”. E assim também nos fatores: relevo plano, 70% e 30%; traçado da pista-curva- 19% e 33%; condição do tempo –bom/nublado – 77% e 68%; chuva 21% e 28%. Após o balanceamento pelo escore de propensão – nesses mesmos fatores - os percentuais dos que têm “CVC alto” são praticamente os mesmos dos que têm “CVC baixo”. Poucas foram as discrepâncias ocorridas após a estratificação pelo escore de propensão, em contraste com a amostra sem a estratificação.

Tabela 3.4.12.3 – Distribuição dos percentuais entre os grupos “CVC Baixo” nos quintis

Alto Baixo Alto Baixo Alto Baixo Alto BaixoPistaSimples 16 26 87 84 87 79 78 41Dupla/Múltipla 84 74 13 16 13 21 22 59Total 100 100 100 100 100 100 100 100RelevoPlano 45 80 20 37 97 99 70 30Não plano 55 20 80 63 3 1 30 70Total 100 100 100 100 100 100 100 100TrechoRural 100 100 100 100 96 98 98 100Urbano 0 0 0 0 4 2 2 0Total 100 100 100 100 100 100 100 100Traçado da PistaReta 32 28 33 36 38 36 36 30Curva 28 37 26 24 14 13 19 33Tangente 39 32 35 34 41 46 39 33Cruzamento 1 3 6 6 7 6 6 4Total 100 100 100 100 100 100 100 100Condição da PistaBoa 92 82 78 75 76 81 79 80Regular 3 13 12 11 13 10 11 13Ruim 5 5 10 14 11 9 10 7Total 100 100 100 100 100 100 100 100Superfície da PistaSeca 71 63 71 74 78 79 75 67Molhada 29 36 28 25 22 21 25 33Oleosa 0 0 1 0 0 0 0 0Total 100 100 100 100 100 100 100 100Condição do TempoBom/Nublado 63 65 76 74 80 80 77 68Chuva 28 31 23 21 18 18 21 28Nevoeiro/Neblina 9 4 1 5 2 2 3 4Total 100 100 100 100 100 100 100 100Fase do DiaAmanhecer 4 6 5 6 7 5 6 6Pleno dia 61 54 56 58 52 56 54 55Anoitecer 6 7 8 6 5 7 6 7Noite 28 33 31 31 36 32 33 32Total 100 100 100 100 100 100 100 100Tempo de HabilitaçãoInabilitado 2 3 4 2 3 3 3 3Menos de 5 anos 20 20 15 16 17 19 17 19Cinco anos ou mais 63 56 64 68 60 59 61 59Ignorado 15 20 18 13 20 19 19 19Total 100 100 100 100 100 100 100 100

(*) Agrupados devido à baixa freqüência de trechos

Fatores 1º, 2º e 3º Quintil (*) 4º Quintil 5º Quintil Geral


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A tabela 3.4.12.4 permite uma avaliação da semelhança das distribuições do escore de propensão em cada quintil, comparando-se as principais estatísticas nos grupos “CVC Alto” e “CVC Baixo. A semelhança das distribuições caracteriza o balanceamento dos dados, possibilitando a comparação dos grupos considerados.

Tabela 3.4.12.4 – Escore de propensão – principais estatísticas nos quintis

Quintil Escore de Propensão CVC Média Desvio Min Máx n

Baixo 0,06 0,06 0,00 0,17 4787Alto 0,08 0,04 0,01 0,17 231

Baixo 0,26 0,08 0,17 0,45 1176Alto 0,30 0,08 0,17 0,45 497

Baixo 0,60 0,10 0,45 0,85 600Alto 0,64 0,10 0,45 0,92 1073

Baixo 0,14 0,18 0,00 0,85 6563Alto 0,47 0,23 0,01 0,92 1801

1º, 2º e 3º

4º

0 a < = 0,1723

0,1723 a < = 0,4462

0 a < = 1Geral

5º 0,4462 a < = 1

Pode-se observar, na tabela 3.4.12.4, a semelhança das estatísticas entre os grupos – CVC alto e CVC baixo - Assim, nos três quintis tem-se 0,06 de média para CVC baixo e 0,08 para CVC alto e 0,06 para o desvio padrão de CVC baixo e 0,04 para CVC alto. A mesma semelhança ocorre para o 4º e 5º quintil. Entretanto, isso não se verifica para os dados sem a estratificação pelo escore de propensão. Nesse caso tem-se 0,14 de média para CVC baixo e 0,47 para CVC alto e 0,18 para desvio padrão de CVC baixo e 0,23 para desvio padrão de CVC alto. Assim, verifica-se que o escore de propensão realmente balanceou os dados dentro dos quintis. Uma avaliação do acerto do escore de propensão na estimativa da probabilidade de um acidente ter ocorrido em trecho de tráfego de CVC alto (ou baixo) - embora essa não tenha sido a finalidade do uso do escore de propensão, que é apenas balancear os dados – pode ser vista na tabela 3.4.12.5. Na confecção dessa tabela, tomou-se como ponto de corte o valor 0,50. Assim, supõe-se que todo trecho em que a probabilidade, estimada pelo escore de propensão, for maior que 0,50, o tráfego de CVC seja alto. Os valores da diagonal em negrito são as estimativas corretas. Tem-se, então, que em 6.563 acidentes ocorridos em trechos com tráfego de CVC baixo o escore de propensão previu corretamente – de acordo com as características dos acidentes – que em 6.076 trechos o tráfego era realmente baixo, com acerto de 92,6%. No total a percentagem de acertos foi 84,2%.

Tabela 3.4.12.5 – Desempenho do Modelo de Escore de Propensão (*)

CVC baixo CVC altoCVC baixo 6076 487 6563 92,6CVC alto 836 965 1801 53,6

8364 84,2(*) Valor de corte é 0,50.

Total % Correta

Total

ObservadoEstimado


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• Referências BRAITMAN, L. E.; ROSENBAUM, P. R. Rare outcomes, common treatment: analytic

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3.4.13 - A estratégia de pareamento pelo escore de propensão O pareamento da amostra é uma técnica utilizada para controlar diferenças de características dos “indivíduos” – acidentes - que estão sendo comparados, formando-se pares de observações que têm valores similares das covariáveis que o pesquisador acredita devam ser controladas. Embora a idéia de pareamento seja de fácil entendimento e bastante intuitiva, é difícil encontrar, na prática, pares de observações que sejam similares quanto aos valores de suas características, mesmo sendo pequeno o número de covariáveis a serem controladas. O pareamento pelo escore de propensão torna mais fácil a solução desse problema transformando o conjunto de valores das covariáveis em um único valor, permitindo, assim, que se faça o pareamento por uma única variável. ROSENBAUM e RUBIN (1985b) relatam que essa prática pode acarretar dois tipos de vieses: um causado pelo pareamento incompleto – quando não se encontram pares para todas as unidades observacionais – e outro causado pelo pareamento inexato – quando os pares não são exatamente iguais. Mostra um exemplo prático em que o viés devido ao pareamento incompleto pode ser grave, mas pode ser evitável usando um algoritmo apropriado de pareamento pelo vizinho mais próximo, restando, apenas, um pequeno viés residual, devido ao pareamento inexato. No pareamento da amostra, foram formados pares de observações - um componente do par é trecho de rodovia com tráfego elevado de CVC e o outro com tráfego baixo de CVC - que têm escores de propensão similares, considerando-se propensões similares aquelas cujas diferenças, em valor absoluto, não excediam a 0,05. Na definição de “tráfego elevado de CVC”, foram utilizados três pontos de corte:



- tráfego de CVC maior ou igual a 11% - abaixo desse valor estão 80% dos trechos.

Embora tenham sido feitas análises para os três pontos de corte, como as conclusões foram as mesmas, apresentam-se apenas os resultados considerando “tráfego elevado de CVC” todo tráfego de CVC maior ou igual a 5%. Definiu-se como “fator de gravidade elevado” todo fator maior ou igual a 13 - abaixo desse valor estão 80% dos segmentos de 1 Km.

• Dados utilizados Dos 8364 dados de acidentes de trânsito estudados puderam ser formados 1.310 pares de observações, constituídos cada par de um trecho de tráfego elevado de CVC (casos) e outro com tráfego baixo de CVC (controle), ambos com os mesmos valores do escore de propensão, ou valores similares (diferença menor que 0,05).


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• Análise dos dados Pretende-se comparar trechos que têm tráfego elevado de CVC com trechos que com baixo tráfego de CVC e avaliar se aqueles trechos têm fator de gravidade de acidentes mais elevado em relação aos trechos de baixo tráfego, utilizando o escore de propensão como variável de pareamento. Assim, a amostra foi pareada formando-se pares de observações com valores de escore de propensão semelhantes, adotando-se o critério de se admitir uma tolerância máxima entre as diferenças de valores de 0,05. Em cada par verifica-se se o elemento com tráfego elevado de CVC tem fator de gravidade alto ou baixo, fazendo-se o mesmo para o elemento do par com tráfego de CVC baixo, montando-se, a seguir, uma tabela 2x2 de pares de observações (tabela 3.4.13.1). Calcula-se, então, nessa tabela, uma medida de associação entre tráfego elevado de CVC e fator de gravidade elevado. Uma medida que permite essa avaliação é conhecida como Razão de Chances ou OR (odd ratio) para dados pareados. Como com o pareamento de dados houve um número elevado de observações que foram descartadas, há que se estudar essas “perdas” a fim de verificar se elas não podem ser fontes de vieses. As perdas de dados sempre são um problema e dependendo da forma como acontecem podem ser um fato mais ou menos grave.

LITTLE e RUBIN (1987), GREENLAND e FINKLE (1995) e MYERS (2000) analisam os diversos tipos de perdas que podem ocorrer e suas conseqüências para a análise dos dados. De acordo com LITTLE e RUBIN (1987), as perdas podem ser classificadas em três categorias. A primeira delas são as perdas completamente aleatórias (MCAR – Missing Completely at Random), que acontecem quando a probabilidade de perda independe dos dados observados e, também, daqueles que seriam observados se não houvesse a perda. Nesse caso, não haverá conseqüências graves na análise dos dados, uma vez que os dados observados constituirão uma sub-amostra da amostra inicial. A análise poderá ser feita somente com os dados completos. Espera-se, apenas, a diminuição do poder estatístico dos testes, devido à redução do tamanho da amostra, o que, neste estudo, não é problema, devido ao grande tamanho da amostra. Ainda que se tratasse de amostra menor, as estimativas produzidas continuariam válidas porque não teria havido tendenciosidade na coleta dos dados (viés). O segundo tipo de perdas são as perdas aleatórias MAR (Missing at Random), mas não MCAR, que acontecem quando a probabilidade de perda depende dos dados observados, mas não depende dos dados não observados. Essas perdas tornam-se um grave problema se a análise for conduzida somente com os dados completos. Entretanto, técnicas de “imputação” – simples ou múltipla - de dados permitem que se obtenham dados aceitáveis, que substituem os valores perdidos, tornando a base de dados completa. A imputação múltipla de dados gera dois ou mais dados plausíveis para cada perda, enquanto que a imputação simples gera apenas um dado plausível para cada dado perdido. RUBIN e SCHENKER (1991) e ainda RUBIN (1996) discorrem sobre a técnica de imputação múltipla de dados, mostrando as


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possíveis vantagens desse método sobre a imputação simples, na medida em que permite a estimativa da variabilidade dessa fonte de incerteza. Finalmente, se o mecanismo de perdas não é nem completamente aleatório nem aleatório, as perdas são ditas perdas não-ignoráveis. Essas perdas são as mais graves porque não são diretamente testáveis e, provavelmente, são não recuperáveis. Portanto, a avaliação da qualidade dos dados é sempre necessária, pois a análise pode ser comprometida se ocorrer algum viés na coleta da informação, embora técnicas elaboradas possam ter sido usadas. Perdas de informações são sempre possíveis fontes de vieses. Assim, o primeiro passo é avaliar se as perdas acarretaram algum viés que possa comprometer a análise dos dados, quando essa é feita excluindo-se as perdas. A suposição de ocorrência de perdas completamente aleatória (MCAR), que são as perdas que não geram conseqüências graves na análise dos dados, pode ser avaliada comparando-se a distribuição das variáveis observadas entre os dados que permaneceram no estudo e os que foram excluídos do estudo – perdas - (LITTLE, 1988 e MYERS, 2000). Uma outra avaliação deve ser feita comparando-se as probabilidades de ocorrência do “desfecho” - fator de gravidade elevado - na amostra excluídas as perdas e na amostra formada somente pelas perdas. Se essas probabilidades forem praticamente as mesmas pode-se concluir que as perdas não acarretam vieses que possam expor a análise dos dados.

• Resultados A tabela 3.4.13.1 mostra a freqüência de pares de trechos de rodovias, classificados por “tráfego de CVC” e por “fator de gravidade de acidentes”. Obteve-se o OR dos pares igual 0,56, valor inferior a um, concluindo-se pela não existência de relação entre tráfego elevado de CVC e fator de gravidade de acidentes elevado.

Tabela 3.4.13.1 – Análise pareada entre tráfego de CVC e fator de gravidade

FG alto FG baixoFG alto 62 136 198FG baixo 241 871 1112Total 303 1007 1310

(nº de pares)CVC baixo

TotalCVC alto

ORpareado = 0,56; IC95%=[0,45;0,69].

A fim de avaliar se as perdas poderiam ser consideradas completamente aleatórias (MCAR), que são as perdas que não trazem maiores complicações para a análise dos dados que permanecem na amostra, compararam-se os itens das variáveis na amostra pareada com os da amostra das perdas, observando-se diferença de comportamento nos itens Pista e Relevo, que apresentam percentagens completamente diferentes. Nos demais itens as percentagens são praticamente as mesmas. A tabela 3.4.13.1 mostra essa comparação. De fato, a amostra pareada contém 74% de acidentes ocorridos em trechos de pista simples, enquanto a


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amostra das perdas contém apenas 37%. Assim, também, para a percentagem de acidentes ocorridos em trechos de relevo plano na amostra pareada (61%) e na amostra das perdas (28%). Esse fato pode trazer alguma preocupação, pois indica a ocorrência de viés quando do pareamento dos dados. Esse viés pode influenciar na validade dos resultados se a probabilidade de ocorrência do “desfecho” – fator de gravidade elevado – entre as perdas for diferente da ocorrida entre os que permaneceram no estudo. As tabelas 3.4.13.2 e 3.4.13.3 mostram as ocorrências de tráfego elevado de CVC e fator de gravidade elevado, na amostra onde foram formados os pares (amostra pareada) e na amostra das perdas, possibilitando o cálculo das estimativas das probabilidades de ocorrência do “desfecho” – fator de gravidade elevado – entre as perdas e na amostra pareada.

Tabela 3.4.13.2 – Amostra das perdas Tabela 3.4.13.3 – Amostra pareada

Alto Baixo Alto 157 334 491Baixo 931 4322 5253Total 1088 4656 5744

CVCFator de Gravidade

Total

(Freqüência de acidentes)

Alto BaixoAlto 198 1112 1310Baixo 303 1007 1310Total 501 2119 2620

(Freqüência de acidentes)Fator de Gravidade

CVC Total

Com base nos dados das tabelas 3.4.13.2 e 3.4.13.3, verifica-se que a estimativa da probabilidade de ocorrência de fator de gravidade elevado entre as “perdas” é 0,189 (1.088/5.744) e na amostra pareada é 0,191 (501/2.620), sendo, portanto, praticamente as mesmas. Assim, o viés ocorrido quando do pareamento dos dados não foi capaz de alterar a probabilidade de ocorrência de fator de gravidade elevado, tudo indicando que os fatores de gravidade de acidentes permaneceriam os mesmo, caso não houvesse o descarte de dados, ocorrido na feitura do pareamento. Dessa forma, pode-se concluir que as perdas não acarretaram vieses que pudessem expor a análise dos dados. A tabela 3.4.13.4 mostra o balanceamento dos dados, comparando os percentuais de tráfego alto e baixo na amostra pareada e na amostra sem nenhum tratamento (Amostra Geral). Verifica-se que o pareamento da amostra realmente balanceou os dados observando-se a semelhança de percentuais de tráfego elevado e baixo de CVC na amostra pareada, enquanto que os percentuais assinalados destacam os desbalanceamentos mais evidentes na coluna Geral, que se refere à amostra sem o pareamento.


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Tabela 3.4.13.4 – Balanceamento dos dados: amostra pareada x amostra geral

Alto Baixo Alto BaixoPistaSimples 75 74 78 41Dupla/Múltipla 25 26 22 59

100 100 100 100RelevoPlano 60 63 70 30Não plano 40 37 30 70

100 100 100 100TrechoRural 99 99 98 100Urbano 1 1 2 0

100 100 100 100Traçado da PistaReta 34 33 36 30Curva 23 22 19 33Tangente 38 40 39 33Cruzamento 6 6 6 4

100 100 100 100Condição da PistaBoa 80 78 79 80Regular 11 12 11 13Ruim 9 10 10 7

100 100 100 100Superfície da PistaSeca 74 75 75 67Molhada 26 24 25 33Oleosa 0 0 0 0

100 100 100 100Condição do TempoBom/Nublado 75 76 77 68Chuva 21 20 21 28Nevoeiro/Neblina 3 4 3 4

100 100 100 100Fase do DiaAmanhecer 7 7 6 6Pleno dia 55 54 54 55Anoitecer 6 7 6 7Noite 32 32 33 32

100 100 100 100Tempo de HabilitaçãoInabilitado 4 4 3 3Menos de 5 anos 17 18 17 19Cinco anos ou mais 61 60 61 59Ignorado 18 19 19 19

100 100 100 100

Fatores Pareamento GeralTráfego de CVC (% )


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• Referências

GREENLAND, S.; FINKLE, W. D. A. Critical look at methods for handling missing covariates in epidemiologic regression analyses, American Journal of Epidemiology, v.142, n.12, 1995, p. 1255 – 1263.

LITTLE, R. J. A.; RUBIN, D. B., 1987, Statistical analysis with missing data, New York, John Wiley and Sons.

LITTLE, R. J. A. A test of missing completely at random for multivariate data with missing data, Journal of the American Statistical Association, v.83, 1988, p. 1198 - 1202.

MYERS, W. R. Handling Missing Data in Clinical Trials: An Overview, Drug Information Journal, v.34, 2000, p. 525 – 533.

ROSENBAUM, P. R.; RUBIN, D. B. The bias due to incomplete matching, Biometrics, v.41, n.1, 1985b, p. 103 – 116.

RUBIN, D. B. Multiple imputation after 18+ years, Journal of the American Statistical Association, v.91, n.434, 1996, p. 473 – 489.

RUBIN, D. B.; SCHENKER, N. Multiple imputation in health-care databases: an overview and some applications, v.10, 1991, p. 585 – 598.

3.4.14 - Comentários finais

Neste trabalho foi apresentada uma aplicação do escore de propensão na avaliação da existência de uma relação causal entre trechos que tenham um alto percentual de tráfego de CVC e fator de gravidade de acidentes elevado, considerando-se nessa avaliação características do local do acidente e do próprio acidente, como tempo de habilitação do motorista, condições do tempo, da pista etc. Foi mostrado como o escore de propensão permite que se “veja” se ele realmente balanceou os dados, observando-se o comportamento da distribuição das covariáveis antes e depois de estratificadas pelo escore de propensão. Uma limitação do banco de dados disponível é que ele relaciona os acidentes como de caminhões ou reboques e semi-reboques, sem especificar os acidentes com CVC. Dessa forma não se pode individualizar o estudo para os acidentes ocorridos com CVC, mas apenas buscar uma relação entre os acidentes – envolvendo qualquer tipo de veículos – que geraram o fator de gravidade de acidentes do trecho e o percentual de tráfego de CVC no trecho.

O estudo não comprovou a existência dessa relação, seja aplicando-se a estratégia de estratificação dos dados pelo escore de propensão, seja aplicando-se a estratégia de pareamento dos dados pelo escore de propensão. Entretanto, isso não implica afirmar que essa relação não exista, apenas, a análise não encontrou evidências, a partir dos dados disponíveis, da existência dessa relação.

Cabe lembrar que a análise estatística busca evidências para rejeitar a hipótese de que “não há associação” e, dessa forma, rejeitando essa hipótese, “aceitar” a hipótese contrária de que “há associação”. Quando essas evidências não são “fortes” suficientes para rejeitar a hipótese de que “não há relação” a análise simplesmente não rejeita essa hipótese sem, entretanto, “aceitar” a hipótese de que “não há relação”.


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3.5 – Verificação do impacto das CVC nas OAE


- 297 -

3.5.1 – Considerações iniciais O Estudo do impacto das CVC nas OAE foi iniciado com uma extensão da abordagem efetuada na Análise das Conseqüências do Tráfego de CVC (Combinações de Veículos de Carga) sobre as Obras de Arte Especiais da Rede Viária do DER-SP, realizado pelo Departamento de Engenharia de Estruturas da Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo em junho de 2001. Esta extensão consistiu em, utilizando o carregamento das CVC daquele estudo, analisar não mais as OAE da rede do DER-SP, mas aquelas mais comuns na rede rodoviária federal. Em seguida a análise foi efetuada para o conjunto de CVC analisado no presente Estudo (não mais aquele utilizado no Estudo da USP, anteriormente citado). 3.5.2 - Análise para os trens tipo de norma Foram comparados esforços em pontes de 20, 25, 30, 35 e 40m para os trens tipo de norma, TB-36 e TB-45 e os referentes ao Rodotrem 9 eixos (de 19,80m) e o Bitrem de 7 eixos. Os trens de norma foram carregados com as considerações mais usadas nos projetos brasileiros, distribuindo-se transversalmente os esforços considerando o conjunto laje-transversinas como uma viga bi-apoiada transversal, rígida, de forma que uma carga sobre uma viga não transmita nada à outra viga, como se mostra no esquema seguinte:

Figura 3.5.2.1 – Esquema estrutural analisado Foram consideradas pontes com 10,60 m de largura e pontes com 13 m de largura. As primeiras foram muito utilizadas nas décadas de 50, 60 e 70. A partir de meados da década de 70 começaram a ser incorporados os acostamentos às pontes, em


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função de novos critérios de melhoria de segurança viária nos projetos geométricos, utilizando-se pontes de 12 e 13m de largura. As CVC ainda não têm normas que regulamentem sua aplicação, uma vez que são cargas reais. No âmbito deste trabalho julgou-se adequado carregar as faixas não preenchidas com A CVC com a mesma carga de multidão adotada pela norma atual, ou seja, 500 kgf/m². Esta medida também foi adotada pelo Grupo de Trabalho da Universidade de São Carlos - USP, em seus estudos sobre CVC em OAE, realizado para o DER-SP. Foram comparados esforços no meio do vão, de flexão. A CVC mais utilizado aqui tem 19,80m, pouco menor que o vão mínimo testado, de 20m. As CVC nos balanços aliviam os esforços no meio do vão, e nos bancos as cargas por eixo, maiores dos trens de norma tendem a causar esforços maiores que os das CVC. No próximo item serão analisados os balanços. As conclusões estão expressas nas tabelas e gráficos que se encontram no Anexo 4 (meio magnético) Observa-se que:

� O Bitrem de 7 eixos leva a esforços maiores que os devidos ao TB-36 para pontes acima de 35m, para larguras de 10,60m, e de pontes de 30m para larguras de 13m;

� Tais excessos, contudo, são toleráveis e não trazem riscos à segurança destes tipos de pontes;

� Como estes trens-tipo são reais, sua segurança poderia ser majorada com um coeficiente de segurança igual a 1,3, ao invés do utilizado para os trens tipo fictícios, que valem 1,4;

� Registra-se que foram considerados os trens-tipo sem majoração de 5% permitidos por lei;

� Os Rodotrens de 9 eixos com 19,80m são bem mais desfavoráveis que o TB-36, e tão mais acentuada é a diferença nas pontes mais largas.

Pode-se constatar que:

� A consideração de sobre carga de 500 kgf/m² para o resto da ponte não ocupada pelas CVC é muito importante na consideração dos esforços;

� Com isso, quanto mais largas as pontes, maior será a diferença entre os esforços de norma e os devidos às CVC;

� Além da largura, a diferença aumenta com os vãos. Em pontes largas de vãos grandes, a relação cresce, mas os bitrens de 7 eixos ainda não chegam a diferenças alarmantes;

� Os Rodotrens, contudo, chegam a valores não aceitáveis;

� Deve-se considerar que estes Rodotrens de 19,80, que só podem rodar com autorização, não vêm mais sendo utilizados.


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A observação feita acima sobre a largura das pontes e suas cargas distribuídas leva a uma comparação direta entre as cargas adotadas pelas normas brasileiras, que são baseadas nas normas alemães, e as normas americanas, da AASHTO. Enquanto nossa norma trata de cargas fictícias, com um só caminhão e o restante do tabuleiro preenchido com carga uniformemente distribuída, também fictícia, a norma americana trata de cargas por faixa (per lane), ou seja, se a ponte tem duas faixas, são adotados dois caminhões, e com isso, nos tabuleiros utilizados, cada viga seria carregada por um caminhão. No caso da norma brasileira, o caminhão é carregado excêntrico, o que tem o efeito prático de dois caminhões, mas a carga distribuída preenche o restante da largura. Comparando as duas normas, os efeitos não são muito diferentes, mas quando se compara uma carga fictícia, como a da Norma Brasileira com as CVC, a diferença é grande, e penaliza as CVC.

Tabela 3.5.2.1 – Análise em pontes 13 m de largura A carga da AASHTO, com um caminhão por faixa de tráfego, é mais real, e equivaleria a se considerar dois CVC sobre a ponte, um em cada sentido. Neste caso a consideração das CVC seria mais adequada, mais real.

Figura 3.5.2.2 – Comparação de esforços – largura 13m


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3.5.3 - Comparação de esforços gerados por CVC em pontes com 10m e 13m de largura Anteriormente haviam sido comparados as CVC utilizados pela Universidade de São Carlos, em seu trabalho para o DER-SP, onde se verificou que o rodotrem de 74tf com 39 m era a pior solicitação para as pontes estudadas. Analisam-se agora as CVC que efetivamente estão sendo utilizados nas rodovias federais, onde o rodotrem estudado antes não foi utilizado, visto que se trata de veículo muito particular, que só roda com AET, e mesmo assim vem sendo muito pouco utilizado. Foram mantidas as pontes de 20, 25, 30, 35 e 40m agora também com balanços. Os trens de norma foram mantidos como no estudo inicial, de acordo com os modos de carregamento recomendados pelas normas brasileiras, com as cargas onde causam os Esforços máximos. Como já explanado no relatório anterior, foram consideradas pontes com 10m de largura e pontes com 13m de largura. As primeiras foram muito utilizadas nas décadas de 50, 60 e 70. A partir de meados da década de 70 começaram a ser incorporados os acostamentos às pontes, em função de novos critérios de melhoria de segurança viária nos projetos geométricos, utilizando-se pontes de 12 e 13m de largura. As CVC ainda não tem normas que regulamentem sua aplicação, uma vez que são cargas reais. No âmbito deste trabalho julgou-se adequado carregar as faixas não preenchidas com a CVC com a mesma carga de multidão adotada pela norma atual, ou seja 500 kgf/m². Esta medida também foi adotada pelo Grupo de Trabalho da USC, em seus trabalhos para o DRE-SP. Nesta etapa estão sendo comparados Esforços no meio do vão, de flexão. a CVC mais utilizado aqui tem 19,80 m pouco menor que o vão mínimo testado, de 20m. As CVC nos balanços aliviam os Esforços no meio do vão, e nos bancos as cargas por eixo, maiores dos trens de norma tendem a causar Esforços maiores que os das CVC. As conclusões estão expressas nas tabelas que se encontram no final do texto. Em relação ao conjunto de CVC analisado, observa-se que:

� Para as pontes com 10m de largura as CVC estudados apresentam sempre Esforços solicitantes, tanto no meio do vão como no balanço menores que os trens tipo de norma;

� Para as pontes de 13m, cuja incidência na malha é bem menor, estes CVC levam a Esforços maiores que os obtidos para o TB-36, a partir de 30m, e a partir 25m para o TB-45;

� Tais excessos, contudo, não trazem riscos à segurança destes tipos de pontes;


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� Para as pontes que apresentam balanços extremos, não foram obtidos valores, nestas seções, acima dos obtidos para os trens de norma, não se constituindo assim, em preocupação. As seções do meio do vão se mostraram mais críticas;

� Como estes trens-tipo são reais, sua segurança poderia ser majorada com um coeficiente de segurança igual a 1,3, ao invés do utilizado para os trens tipo fictícios, que valem 1,4;

� Registra-se que foram considerados os trens-tipo sem majoração de 5% permitidos por lei;

Desta etapa dos trabalhos pode-se constatar que:

� A consideração de sobre carga de 500 kgf/m² para o resto da ponte não ocupada pelas CVC é muito importante na consideração dos esforços;

� Com isso, quanto mais largas as pontes, maior será a diferença entre os Esforços de norma e os devidos às CVC;

� Além da largura, a diferença aumenta com os vãos. Em pontes largas de vãos grandes, a relação cresce, ainda não chega a diferenças alarmantes;

A observação feita acima sobre a largura das pontes e suas cargas distribuídas leva a uma comparação direta entre as cargas adotadas pelas normas brasileiras, que são baseadas nas normas alemães, e as normas americanas, da AASHTO. Enquanto nossa norma trata de cargas fictícias, com um só caminhão e o restante do tabuleiro preenchido com carga uniformemente distribuída, também fictícia, a norma americana trata de cargas por faixa (per lane), ou seja, se a ponte tem duas faixas, são adotados dois caminhões, e com isso, nos tabuleiros utilizados, cada viga seria carregada por um caminhão. No caso da norma brasileira, o caminhão é carregado excêntrico, o que tem o efeito prático de dois caminhões, mas a carga distribuída preenche o restante da largura. Comparando as duas normas, os efeitos não são muito diferentes, mas quando se compara uma carga fictícia, como a da Norma Brasileira com as CVC, a diferença pode ser grande, e penaliza as CVC. A carga da AASHTO, com um caminhão por faixa de tráfego, é mais real, e equivaleria a se considerar dois CVC sobre a ponte, um em cada sentido. Neste caso a consideração das CVC seria mais adequada, mais real. No Anexo 4 (meio magnético) encontram-se os resumos dos estudos, apresentando-se, para as CVC nas posições críticas.


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Tabela 3.5.3.1 – Análise em pontes com 10 m e 13 m de largura - vãos

Os valores assinalados em amarelo mostram que a CVC excede o trem de norma. Para o vão de 20m considerou-se a viga sem balanço, pois os momentos positivos para esta hipótese são maiores.

Tabela 3.5.3.2 – Análise em pontes com 10 m e 13 m de largura - balanços

Vão (m) TB-36 TB-45 Rodotrem Bitrem RT/TB-36 BT/TB-36 RT/TB-45 BT/TB-4520 297,817 367,165 292,774 288,779 98,31% 97% 79,74% 78,65%25 407,806 498,602 362,416 351,097 88,87% 86% 72,69% 70,42%30 527,833 640,724 498,800 473,418 94,50% 90% 77,85% 73,89%35 656,624 792,080 642,561 603,834 97,86% 92% 81,12% 76,23%40 792,901 951,219 791,806 740,992 99,86% 93% 83,24% 77,90%

COMPARAÇÃO ENTRE RODOTREM E BITREM COM TB-36 E TB-45 LARGURA DE 10,00 mMomentos em m.tf na seção do meio do vão

Balanço (m) TB-36 TB-45 Rodotrem Bitrem RT/TB-36 BT/TB-36 RT/TB-45 BT/TB-454 54,681 68,681 23,406 26,685 42,81% 48,80% 34,08% 38,85%5 56,503 70,875 25,334 29,402 44,84% 52,04% 35,75% 41,48%6 59,154 73,914 27,404 31,641 46,33% 53,49% 37,08% 42,81%7 61,873 76,917 30,965 33,599 50,05% 54,30% 40,26% 43,68%8 64,563 79,885 33,681 35,374 52,17% 54,79% 42,16% 44,28%

COMPARAÇÃO ENTRE RODOTREM E BITREM COM TB-36 E TB-45 LARGURA DE 10,00 mMomentos em m.tf na seção do apoio (balanço)

Vão (m) TB-36 TB-45 Rodotrem Bitrem RT/TB-36 BT/TB-36 RT/TB-45 BT/TB-4520 345,907 446,837 321,905 316,361 93,06% 91% 72,04% 70,80%25 474,950 611,612 484,426 471,699 102,00% 99% 79,20% 77,12%30 615,737 790,742 668,459 639,934 108,56% 104% 84,54% 80,93%35 766,532 982,068 864,668 821,170 112,80% 107% 88,05% 83,62%40 925,602 1.183,428 1.070,395 1.013,309 115,64% 109% 90,45% 85,62%

COMPARAÇÃO ENTRE RODOTREM E BITREM COM TB-36 E TB-45 LARGURA DE 13 mMomentos em m.tf na seção do meio do vão

Balanço (m) TB-36 TB-45 Rodotrem Bitrem RT/TB-36 BT/TB-36 RT/TB-45 BT/TB-454 61,846 79,980 28,510 32,201 46,10% 52,07% 35,65% 40,26%5 63,963 82,880 31,218 35,790 48,81% 55,95% 37,67% 43,18%6 67,226 86,925 34,072 38,825 50,68% 57,75% 39,20% 44,67%7 70,452 90,923 38,598 41,557 54,79% 58,99% 42,45% 45,71%8 73,641 94,876 42,175 44,083 57,27% 59,86% 44,45% 46,46%

COMPARAÇÃO ENTRE RODOTREM E BITREM COM TB-36 E TB-45 LARGURA DE 13 mMomentos em m.tf na seção do apoio (balanço)


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• CVC analisadas

Bitrem de 7 Eixos – 19,80 m

Fig

ura

3.5

.3.1

– E

squem

a d

as

CVC

util

izadas


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Figura – 3.5.3.3 - Bitrem de 9 eixos – 30,00 m

Figura 3.5.3.2 - Bitrem de 7 eixos – 19,80 m


- 305 -

Figura – 3.5.3.4 - Rodotrem de 25,00 m

Figura 3.5.3.5 - Rodotrem de 30,00 m


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3.5.4 – Recomendações

Em função dos trabalhos realizados, sugere-se:

� Manter os critérios atuais de emissão de Autorizações Especiais de Trânsito para as CVC, com restrição de percurso, sem autorização, do Rodotrem de 76 t e 30 m de comprimento e do Bitrem de 9 eixos (74 t e 30m de comprimento)

� Estudar e propor uma alteração na norma brasileira que trata de cargas

rodoviárias em pontes, pois a norma atual trata de um caminhão fictício, e só um, sobre a ponte, preenchendo-se o restante do tabuleiro com carga uniformemente distribuída;

� Recomenda-se estreitar a ligação entre as Instruções do DNIT para cargas

especiais indivisíveis com as Normas Brasileiras de Estruturas e de Cargas, pois, em geral, as instruções não se prendem às normas brasileiras vigentes nem às recomendações dos órgãos técnicos do DNIT. Estas ligações deveriam ser mais estreitas, liberando-se cargas novas, somente com estudos embasados tecnicamente.

� Fixar as instruções gerais para autorizações tanto para as cargas brutas como para as cargas por eixos. Isto serve também para limitações de cargas gerais em pontes. A colocação de placas em pontes limitando as cargas a 45 t, por exemplo, não é correta, sob o ponto de vista estrutural, pois as normas atuais adotam caminhões de 45 t, com três eixos de 15 t cada.

3.5.5 – O comportamento dinâmico das OAE quando solicitadas por CVC em movimento. Com base nos Termos de Referência do Edital de Licitação para execução do presente Estudo e na Proposta Técnica do Consórcio GISTRAN-CONTÉCNICA, a análise dos impactos das CVC sobre as OAE foi efetuada comparando-se, como é prática consagrada, as solicitações das CVC com aquelas preconizadas em Norma (trem-tipo). Estando o Estudo em sua fase final, foi apresentada no IPR pelo Laboratório de Sistemas Estruturais de São Paulo uma palestra sobre modernas técnicas de ensaio dinâmico de estruturas. Julgou-se então conveniente, embora não previsto no escopo inicial do Estudo, avaliar a possibilidade de introduzir uma avaliação complementar do impacto das CVC sobre as OAE: a análise dinâmica de uma estrutura solicitada por um bitrem, devidamente instrumentado para definir, rigorosamente, os esforços por ele aplicados. Como os resultados desta avaliação foram julgados relevantes face aqueles produzidos pela análise usualmente efetuada na engenharia de estruturas e adotada no Estudo (comparação com os trens-tipo de Norma), foi recomendada a aplicação desta análise dinâmica a uma estrutura existentes na malha rodoviária federal, sendo os resultados obtidos apresentados no segundo volume deste Relatório.


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4 – CONCLUSÕES E PROPOSIÇÕES DE MEDIDAS A SEREM ADOTADAS


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4 – Conclusões Proposição de medidas a serem adotadas Neste capítulo serão apresentadas, de maneira integrada, as proposições já formuladas, separadamente por item do Estudo, no capítulo 3 deste Relatório – Descrição das Atividades Desenvolvidas. 4.1 – Quanto aos impactos das CVC no projeto geométrico das rodovias 4.1.1 – Conclusões específicas sobre as CVC • Veículos de projeto: o veículo de projeto SR (semi-reboque), com comprimento

total de 16,8 m, das Normas em vigor, que representa os veículos de carga articulados, deve ser substituído por cinco novos veículos de projeto para os quais foram preparados gabaritos para atender as conversões de menores raios: CA - Carreta com 18,6 m BT7 - Bitrem de 7 eixos com 19,8 m CG - Cegonheiro 22,4 m BT9 - Bitrem de 9 eixos com 25,0 m BTL - Bitrem longo/rodotrem com 30,0 m

• Distância de visibilidade de ultrapassagem: as distâncias de visibilidade de

ultrapassagem permitidas para fins de sinalização são determinadas considerando a ultrapassagem de um carro de passeio por outro carro de passeio. Para orientação dos projetistas nos casos de novas rodovias ou de melhoramentos de grande porte em rodovias existentes, em que se prevê grande incidência de CVC, foram determinadas as distâncias de visibilidade de ultrapassagem dos diversos tipos de CVC por um carro de passeio. Essas distâncias não são obrigatórias, mas apenas recomendadas, quando viáveis, levando em conta uma análise operacional para determinação do nível de degradação que os novos critérios poderiam trazer para os níveis de serviço dos carros de passeio.

• Distância de visibilidade de parada: deve ser mantido o critério atual de

considerar as distâncias mínimas de visibilidade de parada necessárias para carros de passeio, com base nas atuais recomendações da AASHTO. A tabela elaborada no Estudo deve substituir as duas tabelas em vigor, que fornecem valores mínimos e desejados.

• Distância de visibilidade em interseções: para orientar o projeto das

interseções em locais com grande incidência de CVC foram determinadas as distâncias de visibilidade necessárias para os diversos tipos de manobra, com base na metodologia da AASHTO, considerando, no entanto, os gaps críticos correspondentes às diversas categorias de CVC, em função de pesquisas realizadas no país. As tabelas elaboradas complementam as existentes, que não incluem os tipos de CVC considerados.

• Larguras de faixas de rolamento nos trechos em tangente: estudos recentes

demonstram que não há necessidade de faixas com larguras superiores aos valores de 3,30 m a 3,60 m recomendados pelas normas em vigor para rodovias


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de Classes 0 a III, já que dependem diretamente das larguras máximas dos veículos de carga, que não sofreram alteração com as CVC.

• Larguras dos acostamentos: rodovias com grande volume de tráfego e altas

velocidades, e rodovias com grande número de CVC devem ter acostamentos de pelo menos 3,00 m e sendo desejável 3,50 m para vias expressas. Para evitar que sejam utilizados indevidamente como faixas de tráfego os acostamentos devem apresentar piso contrastante. Essa largura maior é especialmente recomendada quando o volume horário em um sentido de tráfego contiver mais de 250 veículos de carga.

• Superlargura: as CVC exigem valores de superlargura nas curvas bem

superiores aos determinados pelas normas em vigor para o maior veículo de projeto atualmente considerado (Semi-reboque SR). Esses novos valores, apresentados sob forma de tabela, foram elaborados considerando os novos veículos de projeto e deverão ser atendidos onde o número significativo de CVC impuser a adoção de um veículo de projeto de maiores dimensões que um Semi-reboque.

• Superelevação: estudos recentes permitiram concluir que em vias com grande

volume de CVC são desejáveis pequenos ajustamentos nos valores da superelevação nos trechos com greides longos superiores a 5% e curvas com maior solicitação de atrito transversal. No caso de vias com pista dupla com superelevações independentes, e em ramos de sentido único, esses ajustamentos podem ser feitos com base nos valores recomendados do Manual de Projeto de Travessias Urbanas - DNIT - 2009 admitindo velocidades um pouco superiores nas descidas e mantendo as velocidades nas subidas. Em rodovias de pista simples e dois sentidos de tráfego e rodovias de múltiplas faixas sem separação das pistas por sentido recomenda-se seguir a prática comum de não efetuar ajustamentos nesses tipos de rodovias.

• Interseções: os projetos de novas interseções e eventuais melhorias de

interseções existentes deverão levar em consideração os gabaritos dos novos veículos de projeto preparados para atender às CVC. Esses gabaritos consideram os raios mínimos de giro e as trajetórias previstas nas suas conversões. Além disso, é importante levar em conta as novas exigências em termos de distâncias de visibilidade.

• Faixas de mudança de velocidade: i) Faixas de Aceleração: o Manual de

Projeto de Interseções – DNIT – 2005 apresenta valores de faixas de aceleração cerca de 20% inferiores aos recomendados pela AASHTO, considerados excessivamente elevados para as condições do Brasil. Atendendo, entretanto, aos maiores comprimentos e pesos das cargas transportadas pelas atuais CVC em trânsito no país, é recomendável que nas rodovias com percentagem apreciável desses veículos sejam adotados os valores preconizados pela AASHTO, enquanto não se dispuser de estudos atualizados que permitam sua substituição. ii) Faixas de Desaceleração: a prática atual é determinar as faixas de desaceleração especificamente para automóveis, admitindo-se que os caminhões trafegam com velocidades um pouco menores que os carros de


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passeio e que necessitam de menor distância para atingir as velocidades desejadas, com as taxas de desaceleração atuais desses veículos. Considerando que tem havido sensível avanço no sistema de frenagem dos caminhões, que os aproxima cada vez mais dos valores conseguidos pelos automóveis, não há razão para mudar o critério atual, mantendo-se a mesma prática de dimensionar as faixas de desaceleração para automóveis.

• Gabarito vertical: a altura máxima dos veículos de carga permitida pela

legislação em vigor é de 4,40 metros. O maior gabarito em uso no Brasil é de 5,50 m, que é adotado para as rodovias de Classes 0 e I. Nas outras classes de projeto esse valor deve ser considerado como desejável, não devendo, entretanto, ser inferior a 4,50 m. É prevista a altura máxima de 4,95 m para os Cegonheiros, mas esses veículos só poderão trafegar com autorização especial. Não há razão, portanto, para proceder a alterações nos gabaritos das vias para atender as CVC em geral.

4.1.2 – Conclusões de caráter geral obtidas do Estudo

• As conclusões de caráter geral são as pertinentes à proposição de novos veículos tipo para caracterizar os semi-reboques e das combinações para transporte de veículos (Cegonheiros)

4.1.3 – Proposições de medidas a serem adotadas 4.1.3.A – Alterações do corpo normativo

• Sugerir ao CONTRAN a revisão da Resolução nº 211 de 13 de novembro de 2006 de modo que sejam analisadas sugestões deste Estudo para melhor caracterizar as “medidas complementares que possibilitem o trânsito destas composições...", conforme preconizado no parágrafo 4º do inciso II do Artigo 2º e as condições de trânsito constantes do Art. 3º e seus parágrafos da referida Resolução.

• Sugerir ao DNIT que, quando da emissão de Autorizações de Trânsito – AET

- para CVC com percurso estabelecido – Artigo 2º parágrafo 3º da Resolução 211/2006 - seja verificado a compatibilidade entre a CVC e as condições das vias do percurso quanto às indicações do Estudo, em particular as exigências de superlargura adequada em trechos contínuos e as larguras necessárias nas conversões nas interseções, retornos e acessos do veículo. Para atender às CVC devem ser considerados os gabaritos dos novos veículos de projeto e as tabelas de valores de superlargura fornecidas. Há que considerar também as maiores distâncias de visibilidade em projeto nos quais haja grande incidência de tráfego de CVC.

• Sugerir ao DNIT uma análise detalhada dos elementos de projeto geométrico

apresentados, decidindo pela sua aceitação provisória ou não. Os elementos que forem aprovados provisoriamente e que forem considerados pelo DNIT como de aplicação urgente deverão ser comunicados aos diversos setores do DNIT, para que passem a adotá-los até que se tenham resultados definitivos.


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Considerando as alterações propostas no estudo, os resultados desta análise e o desenvolvimento técnico ocorrido desde a aprovação das normas e especificações em vigor, deve ser feita uma atualização geral do corpo normativo, de modo a manter os padrões de excelência exigidos na execução de projetos.

• A seguir é apresentada uma relação de manuais que devem ser objeto de

atualização pelo DNIT, com a indicação dos principais itens que deverão sofrer maiores alterações com a introdução das CVC: a) Manual de Projeto Geométrico de Rodovias Rurais, DNIT, 1999. 5.2 Veículos de Projeto 5.3 Distâncias de Visibilidade 5.4.5 Superlargura 5.5.3 Concordância Vertical b) Manual de Estudos de Tráfego, DNIT, 2006. 3.1 Legislação Relativa às Dimensões e Pesos dos Veículos 3.2 Veículos em Trânsito no País 3.3 Veículos de Projeto 3.4 Veículos Adotados na Classificação do DNIT 6.1 Contagens Volumétricas 6.2 Pesquisas de Origem e Destino 9.8 Valores Máximos de Fatores de Veículos e ESALF B 2 Fluxogramas Necessários ao Projeto de Interseções c) Manual de Projeto de Interseções, DNIT, 2005. 5.2 Frota Circulante 5.3 Características dos Veículos e Tendências 5.4 Legislação Relativa às Dimensões e Peso dos Veículos 5.5 Veículos Tipo 5.6 Escolha do Veículo de Projeto 8.5 Elementos do Projeto 8.9 Retornos 8.10 Cruzamento Rodoferroviário 9.5 Elementos do Projeto d) Manual de Acesso de Propriedades Marginais a Rodovias Federais, DNIT, 2006. 4.2 Estudo de Visibilidade 4.3 Estudo das Faixas de Mudança de Velocidade 6. Projetos-Tipo

4.1.3.B – Novos estudos e pesquisas

• O estudo de formação de comboios em rampas ascendente, embora não seja um aspecto específicos das CVC (e sim dos veículos pesados de carga, em geral), poderá ser objeto de pesquisa futura pelo DNIT.


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4.2 – Quanto ao impacto das CVC nos pavimentos 4.2.1 – Conclusões específicas sobre as CVC • Considerados os procedimentos de projeto atualmente empregados pelo DNIT,

para uma determinada demanda por transporte, o aumento da utilização de CVC em lugar dos veículos de carga convencionais não altera os valores obtidos no dimensionamento de pavimentos flexíveis.

• O custo total de transporte (operação dos veículos mais manutenção da infra-

estrutura) calculado pelo programa HDM-4 não é alterado quando, para uma determinada demanda por transporte, há aumento da utilização de CVC em lugar dos veículos de carga convencionais.

4.2.2 – Conclusões de caráter geral obtidas do Estudo • Cargas por eixo: as cargas nos eixos dianteiros equipados com pneus

convencionais devem ser mantidas no mínimo possível, com a devida consideração para com a segurança e a estabilidade. Tais eixos dianteiros, de fato, podem ser responsáveis por grande parte da deterioração dos pavimentos (não refletido no valor do FEC correspondente), em particular como decorrência da elevação do limite de carga dos eixos direcionais de 50 kN para 60 kN, aprovada pelo CONTRAN na década de 90.

• Peso bruto total: as análises dos mecanismos de danificação mostram que o

peso bruto não está diretamente ligado com os danos por fadiga, tanto nos pavimentos rígidos como nos flexíveis. Isto é, não é o peso total do caminhão que danifica a estrada, mas sim as cargas elevadas por eixo. Grandes pesos brutos podem ser tolerados pela infra-estrutura rodoviária, se distribuídos uniformemente entre um número suficiente de eixos. No caso de formação de trilhas, o dano por passagem de um veículo aumenta com o peso bruto. Entretanto, no conjunto da carga a ser transportada, os caminhões mais pesados são mais favoráveis porque uma fração maior do peso do veículo representa a carga e, no conjunto, menos danos de trilhas ocorrem para cada quilo de carga transportada.

• Espaçamento entre eixos: a influência do espaçamento entre eixos no

desgaste de pavimentos depende do grau pelo qual a resposta sob um eixo é afetada pela resposta induzida por um eixo próximo. Segundo vários autores, não há maiores problemas em se ignorar os espaçamentos entre eixos quando de análises estáticas, pois não chega a haver significativa superposição de efeitos. Associado à velocidade, no entanto, o espaçamento entre eixos pode afetar as respostas estruturais de eixos em tandem. Os picos de deflexões superficiais, por exemplo, aumentam significativamente com o aumento da velocidade, porque o tempo de recuperação estrutural entre as passagens dos eixos diminui.

• Distribuição de cargas: a distribuição estática da carga dentro de um grupo com

eixos múltiplos influencia moderadamente a fadiga, tanto nos pavimentos rígidos


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como nos flexíveis, sendo resultado da maior carga sobre um eixo, quando a distribuição não é feita por igual. Se cargas individuais de um grupo com eixos múltiplos são mantidas dentro de 5% da carga média para o grupo, muito pouca fadiga adicional irá resultar. Caso a disparidade de carga chegue a 25%, os danos por fadiga aumentam até 60%. A distribuição da carga estática de um grupo de eixos não tem influência sobre a formação de trilhas devido à relação linear entre formação de trilhas e a carga por eixo. A igualdade de carga entre os eixos tandem é essencial para minimizar os danos das estradas, mas não é usualmente monitorada. Os danos aumentam numa taxa acelerada, quando as disparidades de carga excedem 10% (cargas em eixos individuais 10% maior que a média). O monitoramento de rotina da distribuição da carga no tandem deveria ser considerado, durante as atividades de controle do limite de carga, para determinar o significado deste fator como uma causa do desgaste da estrada. Caso seja apropriado, as cargas em cada um dos eixos do tandem deveriam ser regulamentadas.

• Velocidade: a velocidade operacional dos caminhões tem influência pequena e

variável na quantidade de danos impostos aos pavimentos. Pode-se concluir que, em pavimentos em boas condições, não existe lógica em limitar a velocidade dos caminhões devido ao desgaste dos pavimentos. Somente quando a estrada tenha sofrido substancial deterioração, produzindo forte rugosidade, a limitação de velocidade teria algum benefício significativo para reduzir o desgaste da estrada. No caso de alta rugosidade (IRI>4), para valores crescentes de IRI deveriam ser admitidas, respectivamente, valores decrescentes de velocidade (inferior a 70 km/h).

• Suspensão e dinâmica do tandem: o tipo de suspensão de eixo simples (a ar

ou molas de lâminas) tem um efeito apenas moderado na fadiga de pavimentos rígidos e flexíveis. A dinâmica dos tandem tem influência muito maior sobre a fadiga de pavimentos flexíveis. Os danos por fadiga de pavimentos flexíveis podem variar de 25% até 50% entre a melhor (suspensão a ar) e a pior (feixe flutuante) das suspensões. O tipo de suspensão tem pouca influência sobre a formação de trilhas em pavimentos flexíveis.

• Pneus e pressão de inflação: a pressão dos pneus tem pouco efeito na fadiga

de pavimentos rígidos, mas um grande efeito nos pavimentos flexíveis. A principal variável dos pneus que afeta as tensões das estradas e os danos por fadiga, particularmente em pavimentos flexíveis, é a área de contato. A largura da banda de rodagem e a pressão dos pneus têm uma influência direta na área de contato. Regulamentar cargas de caminhões, por eixos, em termos de peso de carga por largura de banda, seria um meio prático para controlar os danos das estradas. O incremento das pressões de inflação contribui para a redução da vida do pavimento, aumentando a incidência de trincas e de deformação permanente correspondente às trilhas de roda.

• Rugosidade: a rugosidade da superfície de um pavimento flexível afeta

diretamente a dinâmica dos caminhões que usam a estrada. Com o aumento da rugosidade, as cargas dinâmicas aumentam, aumentando a fadiga. Dentro da faixa típica de rugosidades (IRI => 80 a 240 in / mi), o coeficiente da carga


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dinâmica irá variar por um fator de 2 a 3, e o dano relativo (em ESALs) irá aumentar 20% (mais ou menos da mesma ordem de magnitude que as variações de suspensões dos caminhões).

• Variação lateral da trajetória das rodas: se todos os veículos passassem numa

mesma trajetória no pavimento, eles induziriam deterioração nos mesmos pontos a cada passada. Porém, os veículos não passam sempre sobre os mesmos pontos, havendo certa variação lateral em suas trajetórias. O efeito associado a essa constatação é que ocorre uma distribuição da deterioração em uma área maior, aumentando, também, o tempo necessário para que um dado ponto da estrutura atinja um determinado nível de deterioração. A distribuição lateral da trajetória dos veículos diminui a taxa de deterioração dos pavimentos por não concentrar os pontos de aplicação de carga.

• Borda: é razoável esperar-se que os pavimentos flexíveis experimentem

elevados esforços quando as rodas dos caminhões operam próximo das bordas, de forma similar aos pavimentos rígidos. Entretanto, os pavimentos flexíveis têm uma função de influência mais estreita, portanto a sensibilidade é menor. Os fatores de projeto que fornecem suporte das bordas irão indubitavelmente contribuir com a durabilidade dos pavimentos flexíveis, quando sob grandes cargas de caminhões. Os motoristas deveriam ser encorajados a evitar dirigir numa posição da pista que coloque os pneus nas bordas dos pavimentos, exceto quando absolutamente necessário.

• Manobras: a aceleração, a frenagem e a execução de curvas fechadas podem

contribuir para o aumento da deterioração dos pavimentos em virtude da redistribuição de cargas entre os eixos. Durante a aceleração há um aumento de carga nos eixos traseiros, insuficiente, no entanto, para aumentar significativamente a deterioração dos pavimentos. Já a frenagem é capaz de alterar significativamente o desempenho dos pavimentos - o mesmo efeito sendo observado com a redistribuição lateral de carga que ocorre quando um veículo contorna uma curva ou esquina. Nas manobras de aceleração e frenagem o peso do veículo se move longitudinalmente. Nas curvas, o peso se desloca lateralmente. Assim, as manobras mudam as cargas das rodas, afetando as tensões normais sobre o pavimento.

• Cargas dinâmicas: as cargas dinâmicas são causadas pela vibração do veículo,

quando excitado pelas irregularidades da superfície do pavimento, gerando tensões e deformações adicionais que aceleram o processo de deterioração dos pavimentos. Com base nos trabalhos examinados, cabe alinhar o seguinte: - existe acentuada interatividade entre a rugosidade do pavimento e as

velocidades desenvolvidos pelos veículos; - as cargas dinâmicas aumentam com a velocidade (não linearmente) e com a

irregularidade longitudinal dos pavimentos; - as suspensões pneumáticas acarretam menores cargas dinâmicas que as

suspensões em feixe de molas; - a redução da rigidez do sistema de suspensão geralmente reduz os efeitos

dinâmicos; - as cargas dinâmicas aumentam com a pressão dos pneus (ou seja. a pressão


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enrijece os pneus, prejudicando o desempenho do sistema de suspensão, do qual o pneu participa);

- pneus radiais acarretam cargas dinâmicas levemente inferiores às dos pneus diagonais;

- as cargas dinâmicas podem resultar, nos locais críticos, em deterioração dos pavimentos 4 vezes maior do que a que seria obtida com urna carga estática, em função da repetitividade espacial das solicitações dinâmicas. Segundo o conceito de repetitividade espacial, existem pontos críticos em uma rodovia que são significativamente mais solicitados por todos os veículos.

4.2.3 – Proposições de medidas a serem adotadas 4.2.3.A – Alterações do corpo normativo • Sugerir ao CONTRAN: que se tenha assegurada, de forma definitiva, a

revogação do Parágrafo 8° do Artigo 2° da Resolução 12/98 do CONTRAN, que dispõe sobre a circulação das CVC equipadas com cavalo mecânico simples; a não incorporação de tolerâncias de 7,5% na Resolução n° 102/99 de 31.08.99 e da Resolução n° 104/99 do CONTRAN; a revogação do dispositivo que elevou o limite de carga nos eixos direcionais de 50 KN para 60 KN; a liberação dos pneus extralargos para uso (compulsório) nos eixos dianteiros dos veículos curtos.

• Sugerir a implementação pelo DNIT, no menor prazo factível, o controle de

cargas por eixo, através da instalação de balanças e de sistemas de pesagem em movimento - bem como a inspeção dos caminhões, para fins de verificações e checagens relativamente a outros fatores, em especial a pressão de inflação dos pneus e a distribuição de cargas por eixo.

• Sugerir ao DNIT que o pavimento tenha adequada manutenção, de sorte a

manter um nível de rugosidade satisfatório (IRI < 4,0); quando isto não for factível, efetuar o controle da velocidade dos veículos, através de adequada e provisória sinalização. Ressalta-se que cargas dinâmicas têm efeitos nocivos ao pavimento e há forte iteratividade entre a rugosidade do pavimento e a velocidade do veículo.

• Sugerir ao INMETRO que a adequada especificação de pressão de inflação seja

impressa na lateral dos pneus, permitindo sua verificação pela fiscalização rodoviária. Sugerir ao CONTRAN a edição de instrumento normativo que regule esta pressão limite. Ressalta-se que pressões de pneus muito altas podem produzir muitos danos aos pavimentos flexíveis.

• Sugerir ao CONTRAN que, apesar das solicitações em estudo, mantenha o limite

de carga atualmente autorizado para o eixo da direção, pois esta carga deve ser mantida no mínimo possível, com a devida consideração para com a segurança e com a estabilidade.

• Sugerir a ABNT normatizar a distribuição por igual das cargas sobre os eixos

tandem. Neste sentido, os projetistas deveriam tentar alcançar um percentual não maior que 5% de diferença nas cargas entre eixos dos tandens. Esta meta


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deveria ser avaliada, não somente sob condições ideais, mas também sob a influência dos torques de acelerar e freiar, e sob condições variáveis de carga;

• Sugerir ao CONTRAN inibir / eliminar a prática de construção de reforços estruturais que tornem os caminhões aptos a trafegar com sobrecarga – bem como da fabricação de implementos, em desacordo com as proposições por ele formuladas;

• Sugerir aos órgãos competentes a adoção de mecanismos de incentivos que visem incrementar tecnologia voltada para o desenvolvimento de suspensões com o melhor desempenho dinâmico - priorizando o emprego de suspensões pneumáticas e/ou alternativas de outras modalidades, conjugadas com o uso de amortecedores.

• Sugerir aos órgãos competentes a adoção de mecanismos de incentivos que visem incrementar a modelagem do perfil dos pneus com maior largura de banda visando de baixar as cargas por cm de largura do pneu – especialmente no caso dos pneus do eixo de direção do caminhão.

4.2.3.B – Novos estudos e pesquisas • Estabelecimento de Fator de Equivalência de Carga especifico para os eixos

simples com rodas simples.

• Introdução de melhorias nos modelos de várias camadas para pavimentos flexíveis que, por suas limitações, não têm capacidade de testar certos problemas de interesse. O modelo é limitado à aplicação de uma carga de pneu sobre uma área circular. O modelo poderia incorporar, por exemplo, condições da borda, que permitiriam um estudo mais minucioso dos efeitos dos danos das cargas das rodas do caminhão quando se aproxima da borda dos pavimentos flexíveis.

• Caracterização mais precisa das propriedades viscoso-elásticas dos materiais do asfalto, objetivando melhorar as previsões do comportamento na formação de trilhas.

• Validação dos métodos analíticos para prever os danos de fadiga, considerando que tais métodos não estão bem validados. A ênfase nos esforços na base da camada de revestimento betuminoso, como indicador da fadiga, nem sempre está justificada pelas observações de campo. Testemunhos de sondagem coletados na Grã-Bretanha mostraram que as rachaduras quase invariavelmente se originam na superfície do topo e se estendem para baixo.

• Validação, em termos de faixa de valores, da relação entre o esforço e o dano

para a qual é assumida uma lei de potência (valores de expoentes entre 1,9 e 5,5). O valor do expoente tem uma forte influência na relação das características do caminhão com os danos.


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• Análise crítica e possível reformulação da metodologia adotada pelo DNIT para fins de dimensionamento dos pavimentos flexíveis, considerando as premissas e as particularidades do modelo – bem como a conveniência de ser devidamente contemplado a fissuração por fadiga do revestimento betuminoso e o conceito do desempenho cíclico do pavimento.

• Realização de estudos específicos para atualização das equações e dos

modelos de custos utilizados em análises econômicas efetuadas - modelos estes obtidos e instituídos com base na PICR – pesquisa realizada há mais de 30 anos.

• Caracterização do desempenho dinâmico dos caminhões considerando múltiplas

combinações de eixos, suspensões, e dimensões, bem como a distribuição da carga, a velocidade e o perfil do pavimento, incluindo a análise das tensões de cisalhamento sob o pneu dos caminhões, geradas durante a frenagem e os aclives.

• Conceituação do espectro de carga para cada tipo de configuração do eixo,

considerando, inclusive, a nova metodologia da AASHTO.

4.3 - Avaliação da influência do tráfego de CVC no fator de gravidade dos acidentes nas rodovias 4.3.1 – Conclusões específicas sobre as CVC • Para a amostra analisada (ver volume 2 deste Relatório) não há evidência

estatística de que o Índice de Acidentes com CVC difira do Índice de Acidentes com os demais veículos de carga.

4.3.2 – Conclusões de caráter geral obtidas do Estudo • Não foram emitidas conclusões de caráter geral. 4.3.3 – Proposições de medidas a serem adotadas 4.3.3.A – Alterações do corpo normativo • Sugerir ao Departamento de Polícia Rodoviária Federal – DPRF – que os

Boletins de Ocorrência de Acidentes passem a incluir informações que permitam caracterizar acidentes com CVC, em separado dos acidentes com os demais veículos de carga. Estas informações são: a placa e o número de eixos de todos os veículos que fazem parte da composição (veículo trator e todos os veículos rebocados). Hoje as CVC não são discriminadas dos semi-reboques (carretas), não permitindo caracterizar em quais acidentes estão envolvidos estes veículos.

4.3.3.B – Novos estudos e pesquisas • Quando disponível uma base de dados consolidada de acordo com o proposto

no item anterior, efetuar estudo em toda a malha federal sobre os acidentes com


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CVC, correlacionando, inclusive, a ocorrência dos acidentes com as situações onde o Estudo considerou mais crítico o projeto geométrico da rodovia (interseções e curvas de pequeno raio de curvatura).

4.4 – Impacto das CVC nas OAE 4.4.1 – Conclusões específicas sobre as CVC • Tanto na análise estrutural como no Ensaio Dinâmico, observou-se que os CVC’s

chegam a esforços compatíveis com os esforços gerados no cálculo estrutural com os trens-tipo de norma. Nas pontes calculadas com o antigo TB-36, os esforços para os CVC’s analisados são maiores que as cargas de norma em pontes acima de 35m e com larguras de 13m. Tal excesso, contudo, não chega a por em risco as pontes, sendo coberto pelos coeficientes de segurança. Conclui-se que esta redução nos coeficientes de segurança irá, contudo, reduzir a vida útil das pontes.

4.4.2 – Conclusões de caráter geral obtidas do Estudo • As normas brasileiras que tratam das cargas em pontes não tratam da aplicação

das cargas sobre as obras, limitando-se a fixar os veículos-tipo. A antiga norma de pontes preconizava somente que os trens-tipo determinados pela norma de cargas deveriam ser aplicados na posição mais desfavorável sobre o tabuleiro. Antes do advento dos programas que utilizam elementos finitos, as pontes com tabuleiro aberto eram calculadas tomando-se para distribuição uma linha de influência transversal, onde se admitia que as vigas eram rígidas suficiente para que uma carga aplicada sobre uma viga não distribuísse nada para a outra viga. Esta distribuição fornecia o trem-tipo para cálculo de cada viga, com alguma folga, à favor da segurança. Poucos calculistas levavam em conta distribuições onde a ordenada sobre uma das vigas era 0,70 e na outra 0,30, o que talvez fosse mais real, mas reduzia as margens de reserva de segurança. Estas reservas, sem dúvida, foram responsáveis pela vida útil das pontes brasileiras. Hoje, com a facilidade de utilização dos programas que utilizam elementos finitos, a distribuição das cargas vai ser função da rigidez transversal adotada, e com isso a distribuição de cargas vai se alterar. Para tabuleiros muito rígidos, com transversinas ligadas à laje e com lajes mais espessas, a distribuição vai ser bem mais igual entre as duas vigas. Como a determinação da rigidez das lajes, nestes programas, ainda é questionável, surgirão casos onde as vigas terão armaduras menores, em função desta distribuição. Aliando-se esta situação aos casos dos trens-tipo reais, como os CVC’s, sugere-se, no âmbito deste trabalho, apresentar à ABNT propostas para modificação da norma, com trens-tipo mais ajustados, que sejam mais adequados à realidade das cargas hoje atuantes nas rodovias.

4.4.3 – Proposições de medidas a serem adotadas 4.4.3.A – Alterações do corpo normativo

• Manter as liberações atuais de CVC principalmente com a proibição de passagem sem autorização do BITREM de 76 tf e 30 m de comprimento.


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• Propor estreitamento das ligações entre Leis e Normas que regem o trânsito nas rodovias federais com as normas brasileiras de estruturas.

• Propor à ABNT novo trem-tipo para cargas rodoviárias em pontes, viadutos e passarelas, para substituir o atual TB-45. 4.4.3.B – Novos estudos e pesquisas

• Prosseguir os estudos com análise de pontes em grelha e de pontes em caixão. Deve-se registrar que a ABNT já iniciou processo para revisão de sua norma referente a Cargas em Pontes Rodoviárias.

• Estudar e propor uma alteração na norma brasileira que trata de cargas rodoviárias em pontes, pois a norma atual trata de um caminhão fictício, e só um, sobre a ponte, preenchendo-se o restante do tabuleiro com carga uniformemente distribuída.


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5 – ANEXOS


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ANEXO MM1


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ANEXO MM1 – Referente ao item 3.2 – Estudo do impacto das CVC no projeto geométrico das rodovias

Os anexos referentes ao item 3.2 encontram em meio magnético constantes deste Relatório.


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ANEXO MM2


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ANEXO MM2 – Referente ao item 3.3 – Estudo do impacto das CVC sobre pavimento



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ANEXO MM3


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ANEXO MM3 – Referente ao item 3.4 – Avaliação da influência do tráfego de CVC no fator de gravidade dos acidentes nas rodovias



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ANEXO MM4


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ANEXO MM4 – Referente ao item 3.5 – Verificação do impacto das CVC nas OAE



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6 – TERMO DE ENCERRAMENTO


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6 – Termo de Encerramento

Este Termo encerra o presente Relatório, composto de 330 páginas numeradas sequencialmente.

Estudo Dos Impactos Do Bitrem Nas Rodovias Federais Brasileiras Vol. 1

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