UNICAP Universidade Católica de Pernambuco Prof. Glauber Carvalho Costa Estrada 1. Projeto Geométrico das Estradas. Aula 5.

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1 UNICAP Universidade Católica de Pernambuco Prof. Glauber Carvalho Costa Estrada 1 Projeto Geométrico das Estradas Aula 5 Recife, 2014

2 Elementos Geométricos das Estradas de Rodagem Planimétricos (Projeto em Planta) Tangentes Curvas horizontais Projeto Geométrico Axiais Altimétricos (Perfil Longitudinal) Rampas (Greides Retos) Curvas Verticais (Curvas Verticais) Seções Transversais de Aterro Transversais (Seções Transversais) Seções Transversais de Corte Seções Transversais mistas

3 Conteúdo 1. Elementos básicos do projeto geométrico 2. Elaboração do projeto geométrico de rodovia em planta 3. Superelevação e Superlargura 4. Elaboração do projeto geométrico de rodovia em perfil 5. Noções Básicas do Projeto geométrico de ferrovias 6. Envolventes de ordem ecológica

4 Superelevação de Plataformas de Estradas Ao se definir a velocidade diretriz para o projeto geométrico de uma rodovia, procura-se estabelecer, ao longo do traçado em projeto, condições tais que permitam aos usuários o desenvolvimento e a manutenção de velocidades de percurso próximas a esta velocidade de referência, em condições de conforto e segurança. No projeto em planta, o eixo de uma rodovia é constituído por trechos em tangente e em curva, que apresentam condições de operação naturalmente diferentes. Quando percorre um trecho em tangente (desconsiderando-se, por ora, as condições em perfil), um usuário experimenta uma certa sensação de liberdade (ou facilidade) para efetuar pequenas manobras de ajuste lateral no seu curso, não estando sujeito, em princípio, a esforços laterais devidos à geometria da rodovia. Num trecho em curva, entretanto, as condições operacionais se alteram, devido principalmente ao surgimento de esforços laterais, que passam a atuar sobre o veículo, e devido à sensação de maior confinamento que um trecho em curva impõe ao usuário que a percorre. Estes fatores podem afetar, em seu conjunto, a disposição do usuário em manter a mesma velocidade de operação nos trechos em tangente e nos trechos em curva. Visando minimizar o impacto negativo desses fatores inerentes aos trechos curvos, são introduzidos os conceitos de superelevação e de superlargura que, devidamente considerados nos projetos das curvas horizontais, ensejam condições de operação mais homogêneas para os usuários ao longo das rodovias.

5 Superelevação de Plataformas de Estradas N Fc α P.cos(α) α α V= Velocidade Diretriz (km/h) µ= Coeficiente de atrito P Os valores máximos adotados para a superelevação no projeto de curvas horizontais (AASHTO, 1994) são determinados em função dos seguintes fatores: condições climáticas (chuvas, gelo ou neve) condições topográficas do local tipo de área: rural ou urbana frequência de tráfego lento no trecho considerado V= Velocidade Diretriz (km/h) µ= Coeficiente de atrito e máx = Superelevação máxima R mín = Raio mínimo (m)

6 Estabilidade de Veículos em Curvas Horizontais Superelevadas

7 Estabilidade de Veículos em Curvas Horizontais Superelevadas

8 Superelevação de Plataformas de Estradas Superelevações Máximas comumente adotadas conforme Manual de Projeto Geométrico do DNIT

9 Raios que dispensam superelevação Para cada Velocidade Diretriz considerada existe um valor de raio para o qual a aceleração centrífuga é tão pequena que pode ser desprezada, tratando-se o trecho como se fosse em tangente, seja por que o valor teoricamente já seria muito pequeno, seja por questões de aparência, ou por condições relativas á mudança no sentido de declividade transversal da pista.

10 Superelevação de Plataformas de Estradas R= Raio da Curva µ= Coeficiente de atrito e máx = Superelevação máxima e = Superelevação R mín = Raio mínimo circular (m)

11 Exemplo de Cálculo de Superelevação Numa rodovia de Classe I, temos: e máx =10%, V=90km/h. Se uma curva nesta rodovia tem raio de 900m, calcular a superelevação a ser adotada.

12 emáx= 4%

13 emáx= 6%

14 emáx= 8%

15 emáx= 10%

16 emáx= 12%

17 5,70% Determine a superelevação de uma Curva de Raio 485m curva a velocidade diretriz é de 80km/h.

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19 Distribuição da Superelevação PROCESSOS DE VARIAÇÃO: Eixo Giro em torno do eixo da pista (Mais Usado) BE BD Giro em torno do bordo interno BE BD Giro em torno do bordo externo BE BD

20 Superelevação de Plataformas de Estradas Giro em torno do Eixo a% nível a% a% ST e% Lc e% e% e% Superelevação Máxima CS SC nível a% Lc TS a% a%

21 Distribuição da Superelevação (Giro em torno do eixo da pista) AASHTO e DNIT Lc = Espiral Circular L t = Tangente

22 Distribuição da Superelevação (Giro em torno do eixo da pista) AASHTO e DNIT Le = Lc = Espiral L t = Tangente h

23 Distribuição da Superelevação (Giro em torno do Bordo Interno) AASHTO e DNIT L t = Tangente

24 Distribuição da Superelevação L t = Tangente Le = Lc = Espiral BARNETT: α 1 = 0,25% (1:400) e α 2 = 0,50% (1:200) AASHTO ou DNIT : α 1 = α 2 = α (Tabela1)

25 Distribuição da Superelevação L t = Tangente Le = Lc = Espiral Considerando Le = Lc, teremos que calcular o novo α 2 e o mesmos deverá ser menor que 0,50% (1:200)

26 AASHTO ou DNIT : α 1 = α 2 = α (Tabela 1)

27 Exemplo de Cálculo de Distribuição da Superelevação Montar o Diagrama de superelevação de uma curva de transição pelo método de BARNETT, dados e=10% e Le = Lc. Adotar giro em torno do eixo e seção transversal com largura de semipista de 3,6m e declividade transversal de 2%. α 1 = 0,25% (1:400) α 2 = 0,50% (1:200)

28 Exercícios 1. Numa rodovia de Classe I, temos: e máx =8%, V=100km/h. Se uma curva nesta rodovia tem raio de 600 metros, calcular a Superelevação a ser adotada, segundo o DNIT ou AASHTO. 2. Numa rodovia de Classe I, temos: e máx =6%, V=80km/h. Se uma curva nesta rodovia tem raio de 400 metros, calcular a Superelevação a ser adotada, segundo o DNIT ou AASHTO.

29 Exercícios

30 Exercícios 4. Numa rodovia de Classe II de relevo em região ondulada. A declividade transversal da rodovia é de 3% e o raio da curva circular compreendido entre as Clotóides é de 121,34m. Montar o Diagrama de superelevação pelo método de BARNETT sendo L e = L c e completar a tabela. Ponto Estaca Cota (m) Bordo Esquerdo Eixo Bordo Direito A ,50 102,569 B ,45 TS C SC Le = Lc = Espiral L t = Tangente A C