Traçado de Estradas. Aula de hoje: Desenvolvimento de Traçados. Prof. Paulo Augusto F. Borges

Transcrição

1 Traçado de Estradas Aula de hoje: Desenvolvimento de Traçados. Prof. Paulo Augusto F. Borges

2 Considerações iniciais: ESTRADA - caminho, relativamente largo, pavimentado ou não, destinado ao trânsito de pessoas, animais e veículos. RODOVIA - via de transporte interurbano de alta velocidade, pavimentado, destinado ao tráfego de veículos automotores, que podem ou não proibir o seu uso por parte de pedestres e ciclistas. A escolha do traçado de uma estrada nasce, em linhas gerais, da necessidade ou conveniência da ligação entre dois locais (Pimenta, 2001). IMPLANTAÇÃO - fase da materialização, no terreno, por meios de coordenadas, dos principais pontos de um projeto (estrada, loteamento, marcos, etc).

3 Principais atividades para elaboração de um projeto de Estradas 1. Estudos de tráfego; 2. Estudos geológicos e geotécnicos; 3. Estudos hidrológicos; 4. Estudos topográficos; 5. Projeto geométrico; 6. Projeto de terraplanagem; 7. Projeto de pavimentação; 8. Projeto de drenagem; 9. Projeto de obras de arte correntes; 10. Projeto de obras de arte especiais; 11. Projeto de viabilidade econômica; 12. Projeto de desapropriação; 13. Projetos de interseções, retornos e acessos; 14. Projeto de sinalização; 15. Projeto de elementos de segurança; 16. Orçamento da obra e plano de execução; 17. Relatório de impacto ambiental; 18. EXECUÇÃO DOS PROJETOS. **Diretrizes básicas para elaboração de estudos e projetos rodoviários DNIT (antigo DNER 1999)

4 Estudo topográfico É a fase do projeto que cuida do levantamento Planialtimétrico cadastral do trecho candidato a se implantar a estrada (planta baixa de exploração);

5 Projeto Geométrico A geometria de uma estrada é definida pelo traçado do seu eixo principal em planta e pelos perfis longitudinal e transversal. Seguem os principais elementos geométricos de uma estrada.

6 Projeto Geométrico.

7 Técnicas para se implantar um trecho de um projeto de Estradas Teodolito e/ou Estação Total GPS RTK Nível

8 Procedimentos para escolha do traçado de uma estrada Do ponto de vista prático, uma estrada é sempre feita para ligar dois pontos. A linha reta que une esses dois pontos (a qual chamamos de diretriz de uma rodovia) nem sempre é recomendada por diversas razões: segurança, política, estratégica, econômica, etc. Apenas como ponto de partida, tomemos a reta para orientar na definição do traçado; Problemas comuns: excesso de volume de cortes e aterros, travessias de rios, desapropriações onerosas, ocorrência de material rochoso, etc.

9 Constituição do Projeto Geométrico Elementos Geométricos ELEMENTOS GEOMÉTRICOS Transversais Axiais Seções em Corte Seções Mistas Seções em Aterro Altimétricos Planimétricos Greides Retos CURVAS Verticais Curvas Horizontais Tangentes

10 Procedimentos para escolha do traçado de uma estrada A identificação dos problemas será fator determinante na definição do traçado definitivo; Acomodando melhor à topografia e alongando o mínimo possível a extensão total; O traçado poderá ser desviado da diretriz do projeto, passando por PONTOS OBRIGADOS, porque se afastamos deles poderemos enfrentar outros problemas em sentido contrário; Feita a primeira alteração, passado o PONTO OBRIGADO, o problema se repete, novas retas aparecem e novas análises deveram ser feitas; até que se tenha um traçado que seja técnica e economicamente viável.

11 PONTOS de passagem OBRIGADOS

12 Implantação do ante-projeto deve ser feito da seguinte forma: 1. Exame do terreno ao longo da diretriz; 2. Identificação dos pontos obrigatórios; 3. Escolha dos pontos de interseção das tangentes (PI) em planta; 4. Definição das coordenadas dos PIs; 5. Cálculo dos comprimentos das tangentes e das deflexões (AC); 6. Escolha dos raios mais convenientes para as curvas circulares, de forma a acomodar a estrada à topografia da faixa, evitando obstáculos conhecidos; 7. Cálculo das coordenadas dos pontos notáveis das curvas: pontos de início (PC) e pontos de término das curvas (PT).

13 Implantação do ante-projeto deve ser feito da seguinte forma: 8. cálculo do estaqueamento do traçado (distância entre estacas de 20 m ou 50 m), quando não definido usa-se 20/20 m; 9. levantamento do perfil do terreno sobre o traçado escolhido; 10.escolha dos pontos de interseção das rampas (PIV) em perfil; 11.determinação de cotas e estacas dos PIV escolhidos; 12.cálculo das rampas resultantes: inclinação e extensão; 13.escolha das curvas verticais: cálculo de cotas e estacas dos pontos de início PCV e fim das curvas PTV. O detalhamento do projeto geométrico normalmente só é feito na fase de projeto final.

14 PROJETO FINAL OU DEFINITIVO É a fase de detalhamento e eventual alteração do ante-projeto escolhido. O detalhamento do ante-projeto consiste na escolha e cálculo de todos os elementos necessários a perfeita definição do projeto em planta, perfil longitudinal e seções transversais. O conjunto desses desenhos finais, acompanhados das tabelas necessárias à locação do projeto no campo, formam o projeto geométrico final. Paralelamente à execução do projeto geométrico são executados projetos de infra-estrutura, super-estrutura da estrada, obras de arte, paisagismo, sinalização e serviços. O projeto final é o conjunto de todos os projetos complementares por memórias de cálculo, justificativa de solução e processos adotados, quantificação de serviços, especificações de materiais, métodos de execução e orçamento.

15 REPRESENTAÇÃO GRÁFICA DO PROJETO Projeto geométrico: é a fase que estuda as diversas características geométricas do traçado. Em função das leis do movimento, características de operação dos veículos, reação dos motoristas, segurança e eficiência das estradas e volume de tráfego.

16 REPRESENTAÇÃO GRÁFICA DO PROJETO A representação gráfica do projeto geométrico de uma estrada é feita por um conjunto de desenhos denominados: planta, perfil longitudinal e seções transversais. A planta é a representação, em escala conveniente, da projeção da estrada sobre um plano horizontal. O perfil longitudinal é a representação, em escala conveniente, da interseção da estrada com a superfície cilíndrica vertical que contém o eixo da estrada. Seções transversais são representações, em escala conveniente, de cortes da estradas feitos por planos verticais, perpendiculares ao eixo da estrada. São normalmente localizadas em escalas inteiras e outros pontos onde necessárias.

17 Projeto Geométrico Perfil LONGITUDINAL

18 TIPO CLASSICO DE CONFIGURAÇÃO DAS SEÇÕES TRANSVERSAIS seção transversal de CORTE: aquela que corresponde à situação em que a rodovia resulta abaixo da superfície do terreno natural seção transversal de ATERRO: a que corresponde à situação contrária, isto é, com a rodovia resultando acima do terreno natural; seção transversal MISTA: que ocorre quando, na mesma seção, a rodovia resulta de um lado, abaixo do terreno natural, e do outro, acima do terreno natural

19 seções transversais

20 Cálculo das áreas das seções transversais 1. Método Geométrico; 2. Método Mecânico; 3. Método Analítico; 4. Método Analítico Simplificado. 5. Método Computacional

21 ELEMENTOS DE UMA SEÇÃO DA RODOVIAS Fx de domínio: faixa que se desapropria para construção de uma estrada e demais obras de engenharia que necessite de delimitação e segurança; Vedo Tapume vedação: é o tapume da estrada para protegêla contra invasão de animais de certo porte, para limitar os limites da faixa de domínio e para evitar construções irregulares nas proximidades da rodovia; Valeta de proteção de cortes: é a valeta que se constrói entre a CRISTA do CORTE e o LIMITE da FX de domínio; Terreno marginal: é o terreno contíguo situado ao longo da faixa de domínio da estrada.

22 ELEMENTOS DE UMA SEÇÃO DA RODOVIAS eixo da rodovia: é a linha que representa geometricamente a rodovia, projetada no plano horizontal; em uma seção transversal, o eixo se resume a um ponto, tal como indicado nas figuras; faixa de rolamento (ou faixa de trânsito): é o espaço dimensionado e destinado à passagem de um veículo por vez; o caso mais simples é representado por uma rodovia com 2 faixas de trânsito, uma para cada sentido de percurso; pista de rolamento: é o espaço correspondente ao conjunto das faixas contíguas; representa-se o caso de pista simples, e no caso de pista dupla, com separação física entre as pistas; acostamento: é o espaço adjacente à faixa de trânsito que é destinado à parada emergencial de veículos, não sendo em geral dimensionado para suportar o trânsito de veículos (que pode ocorrer em caráter esporádico).

23 talude: a forma de caracterizar a inclinação da saia do aterro ou da rampa do corte, sendo expresso pela relação v : h (ou v/h) entre os catetos vertical (v) e horizontal (h) de um triângulo retângulo cuja hipotenusa coincide com a superfície inclinada (matematicamente, o talude expressa a tangente do ângulo que a superfície inclinada forma com o horizonte); ELEMENTOS DE UMA SEÇÃO DA RODOVIAS plataforma: a porção da rodovia compreendida entre os bordos dos acostamentos externos, mais as larguras das sarjetas e/ou as larguras adicionais, conforme se trate de seções de corte, de aterro ou mistas; saia do aterro: a superfície lateral (geralmente inclinada) que resulta da conformação de uma seção de aterro; a interseção dessa superfície com o terreno natural é denominada de pé do aterro, sendo a interseção com a plataforma denominada crista do aterro; rampa do corte: a superfície lateral (geralmente inclinada) que resulta da conformação de uma seção de corte; a interseção dessa superfície com a plataforma é denominada de pé do corte, sendo a interseção com o terreno natural denominado crista do corte;

24 ELEMENTOS DE UMA SEÇÃO DA RODOVIAS valeta de proteção de corte: dispositivo de drenagem superficial, disposto a montante das seções de corte, que tem por objetivo interceptar as águas superficiais que correm em direção à rampa do corte, conduzindo-as longitudinalmente para fora das seções de corte;; off-sets: dispositivos (geralmente varas ou estacas) que servem para referenciar a posição das marcas físicas correspondentes às cristas dos cortes ou dos pés dos aterros. sarjeta: dispositivo de drenagem superficial, nas seções de corte, que tem por objetivo coletar as águas de superfície, conduzindo-as longitudinalmente para fora do corte;

25 Elementos da seção transversal abaulamento: é a inclinação transversal das faixas de trânsito (ou da pista), introduzida com o objetivo de forçar o escoamento das águas de superfície para fora da pista; no caso de pista dupla, não se trata de abaulamento propriamente dito, mas de inclinações transversais das pistas (que podem ser independentes);

26 Elementos de uma seção transversal em pista simples

27 Elementos de uma seção transversal em pista dupla

28 Cálculo de Azimutes Ao se proceder à determinação de ângulos nos vértices de uma poligonal, pode -se estar medindo diferentes tipos de ângulos, quais sejam: ângulos topográficos (diretos ou retrógrados), ou ângulos de deflexão (FONSECA, 1973, p. 38; 52). O ângulo de deflexão (denominado simplesmente por deflexão) em um vértice, é a medida do quanto se está desviando quando se passa do alinhamento anterior para o seguinte nesse vértice; assim, pode-se ter dois tipos de deflexão: a deflexão à direita, e a deflexão à esquerda, conforme o sentido verificado no desvio de trajetória.

29 Cálculo de Azimutes Na figura 3.1, o ângulo I1 é a deflexão (à direita) no vértice V 1, e o ângulo I2 é a deflexão (à esquerda) no vértice V2. O ângulo t1 é o denominado ângulo topográfico direto no vértice V1, sendo o ângulo t 2 o ângulo topográfico retrógrado no vértice V2

30 DEFLEXÕES E AZIMUTES EM POLIGONAIS ORIENTADAS

31 Cálculo de coordenadas Se uma poligonal orientada for referida a um sistema de eixos cartesianos cujo eixo das ordenadas coincida com a orientação norte (N) e cujo eixo das abscissas coincida com a orientação leste (E), pode-se determinar analiticamente as coordenadas cartesianas de quaisquer pontos da poligonal, desde que se conheçam as coordenadas de um ponto da poligonal, os comprimentos ao longo dos alinhamentos, e os Azimutes desses alinhamentos. Supondo conhecidas as coordenadas absolutas XA e YA do ponto A, pode-se calcular facilmente as coordenadas absolutas XB e YB do ponto B, por meio das seguintes relações:

32 Até a próxima...