Dissertacao EricaMatos Unprotected

7/25/2019 Dissertacao EricaMatos Unprotected

1/187

i

RICA SANTOS MATOS

ESTUDO DA INFLUNCIA DO POSICIONAMENTO DE BARREIRAS

RGIDAS CENTRAIS NA VISIBILIDADE DE PROJETO EM

RODOVIAS DE PISTA DUPLA

So Paulo

2013


2/187

ii

RICA SANTOS MATOS

ESTUDO DA INFLUNCIA DO POSICIONAMENTO DE BARREIRAS

RGIDAS CENTRAIS NA VISIBILIDADE DE PROJETO EM

RODOVIAS DE PISTA DUPLA

Dissertao apresentada Escola Politcnica daUniversidade de So Paulo como requisito paraobteno do ttulo de Mestre em Engenharia.

rea de concentrao: Engenharia deTransportes

Orientador: Prof. Dr. Ana Paula CamargoLarocca

So Paulo

2013


3/187

Este exemplar foi revisado e corrigido em relao verso original, sobresponsabilidade nica do autor e com a anuncia de seu orientador.

So Paulo, de abril de 2013.

Assinatura do autor ____________________________

Assinatura do orientador _______________________

FICHA CATALOGRFICA

Matos, rica SantosEstudo da influncia do posicionamento de barreiras rgidas

centrais na visibilidade de projeto em rodovias de pista dupla /E.S. Matos. -- verso corr. -- So Paulo, 2013.

186 p.

Dissertao (Mestrado) - Escola Politcnica da Universidadede So Paulo. Departamento de Engenharia de Transportes.

1. Segurana rodoviria 2. Infra-estrutura de transportes3. Rodovias I. Universidade de So Paulo. Escola Politcnica.

Departamento de Engenharia de Transportes II. t.


4/187

iii

DEDICATRIA

Aos meus pais, meus grandes mestres,

em todos os dias da minha vida.


5/187

iv

AGRADECIMENTOS

Agradeo primeiramente a Deus, pelo dom da vida que me permitiu a realizar este trabalho,sem Ele nada possvel e tudo s vm por Ele.

minha famlia, pelo apoio constante mesmo nas sinuosidades do percurso. Obrigado por

serem meus alicerces, o meu porto seguro, em todos os momentos.

minha orientadora Prof. Dr. Ana Paula C. Larocca por acreditar em mim e nas minhas

capacidades, antes mesmo de mim. Obrigada pelo incentivo e pela motivao durante este

trabalho. Aprendi a ser muito mais do que era antes.

Aos meus colegas de curso pela amizade e companhia nos estudos, trabalhos e disciplinas:

Erly, merson, Ely, Janana, Eliane, Carlos, Patrcia, Aurenice, Pedro, Luiz e todos os

colegas que tive oportunidade de conhecer e conviver nestes anos.

Aos companheiros do Laboratrio de Topografia e Geodsia (LTG): Wagner, Snia, Ana

Cristina, Gabriel, Jhonnes e Adalberto, pelos momentos que partilhamos juntos.

Aos Prof. Dr. Jorge Pimentel Cintra, Prof. Dr. Denizar Blitzkow e Prof. Dr. Edvaldo Simesda Fonseca Jnior, por todos os ensinamentos ministrados, cientficos ou de vida.

Ao Prof. Dr. Felipe Issa Kabbach Jnior, por toda ajuda prestada na execuo deste

trabalho, com conselhos, sugestes e crticas sempre estimulando o alcance de um

resultado melhor.

Ao Eng. Msc. Marcelo Missato pelo tempo dedicado no auxlio e apoio durante a execuo

do trabalho

PLANSERVI Engenharia, pela disponibilizao da infraestrutura e dados para a execuo

do estudo de caso.

E a todos que direta ou indiretamente participaram desta jornada, o meu muito obrigada.


6/187

v

Por vezes sentimos que aquilo que fazemos

no seno uma gota de gua no mar. Mas o mar

seria menor se lhe faltasse uma gota.

Madre Teresa de Calcut


7/187

vi

RESUMO

A distncia de visibilidade de parada deve ser garantida ao longo de toda a extenso

de uma rodovia por questes de segurana. Elementos da seo transversal podem

se tornar obstrues que interferem nas distncias de visibilidade do projeto. Este

o caso do uso de barreiras ao invs de canteiros centrais em rodovias bidirecionais,

especialmente ao longo de curvas esquerda. Desta forma, este trabalho analisa o

posicionamento de barreiras em cenrios hipotticos aclives planos e declives

com uso de simulaes grficas tridimensionais. O afastamento lateral da barreira,

em relao pista de rolamento, foi definido em funo de cada velocidade de

projeto e de cada raio de curva horizontal analisados. Os diagramas gerados foram

comparados com modelo de afastamento de objetos fixos em curvas horizontais,

presente como recomendaes em manuais nacionais. As diferenas encontradas

indicam a viabilidade da metodologia utilizada, em que o projeto foi considerado

como um todo, o qual se desenvolve tridimensionalmente.

Palavras-chave:Distncia de Visibilidade de Parada; Barreira; Projeto GeomtricoVirio.


8/187

vii

ABSTRACT

Stopping Sight Distance must be guaranteed throughout of a highway for safety

reasons. However, cross section elements can become obstructions which interfere

on design sight distances. This occurs when barriers are used instead of medians on

bidirectional highways, especially along left curves. Therefore, this paper analyzes

the barriers placement on hypothetical scenarios upgrades, plans and downgrades

using three-dimensional graphics simulations. The lateral offset of the barrier in

relation to the roadway was defined according to each design speed and each radius

of the horizontal curve analysis. For each scenario were generated diagrams, which

use compared with offset model of fixed objects on horizontal curves presents as

recommendation in national manuals. The differences indicate the viability of the

methodology used, where the project was considered as a whole, which develops

three-dimensionally.

Key-words:Stopping Sight Distance; Barrier; Highway Geometric Design.


9/187

viii

Lista de Figuras

Figura 2.1. Taxa de Ocorrncia de Acidentes em funo da Distncia de Visibilidade disponvel. ..... 21

Figura 2.2. Necessidade de defensa ou barreira rgida em canteiros centrais - DNER (atual DNIT). . 33

Figura 2.3. Necessidade de defensa ou barreira rgida em canteiros centrais - NBR 6971. ............... 33

Figura 2.4. Necessidade de defensa ou barreira rgida em canteiros centrais - AASHTO. ................. 34

Figura 2.5. Aumento do afastamento lateral da barreira. ..................................................................... 36

Figura 2.6. Distncia de Visibilidade Necessria para Paradas (A) e Refgio interno necessrio (B) -

DER-SC (2000) ..................................................................................................................................... 39

Figura 2.7. Anlise do posicionamento de barreiras e visibilidade utilizada no estudo de Hassan e

Sarhan (2012)........................................................................................................................................ 40

Figura 3.1. Afastamento lateral da barreira (). Foto: SP-088, Google2012. .................................. 42Figura 3.2. Exemplo de uso de simulao computacional para estudos de visibilidade. ..................... 43

Figura 3.3. Grfico de Superelevao (para = 8%)...................................................................... 50Figura 3.4. Posio dos olhos do motorista. ......................................................................................... 52

Figura 3.5. Seo transversal hipottica adotada em trecho curvilneo. .............................................. 55

Figura 3.6. Esquema das barreiras adotadas com alturas de 0,81 m, 1,00 m e 1,40 m. ..................... 57

Figura 3.7. Dimenses da barreira dupla New Jersey conforme ABNT. .............................................. 57

Figura 3.8. Combinaes de anlise para as simulaes. ................................................................... 58

Figura 3.9. Fluxograma do processo de simulao. ............................................................................. 60

Figura 3.10. Curva vertical simulada ao invs de rampa constante para cenrio com altura de barreira

de 0,81 m. .............................................................................................................................................. 62

Figura 3.11. Anlise de modelos para ajuste de curvas. ...................................................................... 66

Figura 3.12. Grupo AResduosHistogramas e Curvas de distribuio normal de Gauss. ............ 80

Figura 3.13. Grupo BResduosHistogramas e Curvas de distribuio normal de Gauss. ............ 81

Figura 3.14. DiagramaGrupo AV=60 km/h; =1,00 m. .............................................................. 83Figura 3.15. DiagramaGrupo AV=70 km/h; =1,00 m. .............................................................. 84Figura 3.16. DiagramaGrupo AV=80 km/h; =1,00 m. .............................................................. 85Figura 3.17. DiagramaGrupo AV=90 km/h; =1,00 m. .............................................................. 86Figura 3.18. DiagramaGrupo AV=100 km/h; =1,00 m. ............................................................ 87Figura 3.19. DiagramaGrupo AV=110 km/h; =1,00 m. ............................................................ 88Figura 3.20. DiagramaGrupo AV=120 km/h; =1,00 m. ............................................................ 89Figura 3.21. DiagramaGrupo BV=60 km/h; =1,40 m. .............................................................. 90Figura 3.22. DiagramaGrupo BV=70 km/h; =1,40 m. .............................................................. 91Figura 3.23. DiagramaGrupo BV=80 km/h; =1,40 m. .............................................................. 92Figura 3.24. DiagramaGrupo BV=90 km/h; =1,40 m. .............................................................. 93Figura 3.25. DiagramaGrupo BV=100 km/h;

=1,40 m. ............................................................ 94

Figura 3.26. DiagramaGrupo BV=110 km/h; =1,40 m. ............................................................ 95Figura 3.27. DiagramaGrupo BV=120 km/h; =1,40 m. ............................................................ 96


10/187

ix

Figura 4.1. Delimitao de regies de combinaes vlidas para a garantia da DVP analisada

Grupo B. ................................................................................................................................................ 98

Figura 4.2. Anlise 3D da visibilidade do grupo A. ............................................................................. 100

Figura 4.3. Delimitao de regies de combinaes vlidas para a garantia da DVP analisada

Grupo A. .............................................................................................................................................. 101

Figura 4.4. Modelo MAfastamento lateral de objetos fixos em curvas horizontais. ........................ 103

Figura 4.5. Parmetros envolvidos na transformao de referencial. ................................................ 103

Figura 4.6. Diferena entre Grupo A e modelo M (60 km/h a 90 km/h) .............................................. 105

Figura 4.7. Diferena entre Grupo A e modelo M (100 km/h a 120 km/h) .......................................... 106

Figura 4.8. Diferena entre Grupo B e modelo M (60 km/h a 80 km/h) .............................................. 107

Figura 4.9. Diferena entre Grupo B e modelo M (90 km/h a 120 km/h) ............................................ 108

Figura 4.10. Diferenciao do uso da DVP como corda (w) e arco. ................................................... 109

Figura 4.11. Estudo grfico sobre a adoo da DVP como corda da curva horizontal. ..................... 110

Figura 5.1. Tela do Aplicativo .............................................................................................................. 113

Figura 5.2. DetalheInformaes Gerais .......................................................................................... 114

Figura 5.3. Opes de altura de barreira ............................................................................................ 114

Figura 5.4. Boto Selecionar barreira................................................................................................ 114

Figura 5.5. Opes de velocidade de projeto ..................................................................................... 115

Figura 5.6. Boto Gerar Diagrama.................................................................................................... 115

Figura 5.7. Diagrama gerado pelo aplicativo ...................................................................................... 115

Figura 5.8. Opes de declividade de greide ...................................................................................... 116

Figura 5.9. Opes de declividade de greide ...................................................................................... 116

Figura 5.10. Curva selecionada em azul ............................................................................................. 117

Figura 5.11. Etapa de estimativa de valor do afastamento lateral da barreira ................................... 117

Figura 5.12. Armazenamento dos dados da estimativa. ..................................................................... 118

Figura 5.13. Valores estimados apresentados no diagrama. ............................................................. 118

Figura 5.14. Modelo de relatrio gerado ............................................................................................. 119

Figura 6.1. Trecho de anlise entre BR-232 e BR-408 Estudo de traado Arco Metropolitano de

Recife. Foto: Google2012. ................................................................................................................ 120

Figura 6.2. Curva A. Problema de Visibilidade - afastamento lateral da barreira de 0,60 m. ............. 121

Figura 6.3. Curva A. Problema de Visibilidade - afastamento lateral da barreira de 1,30 m. ............. 122

Figura 6.4. Curva A. DVP garantida - afastamento lateral da barreira de 1,90 m. ............................. 123

Figura 6.5. Curva B. Problema de Visibilidade - afastamento lateral da barreira de 1,45 m. ............. 124

Figura 6.6. Curva B. DVP garantida - afastamento lateral da barreira de 1,85 m. ............................. 124

Figura 6.7. Curva C. DVP garantida - afastamento lateral da barreira de 1,90 m. ............................. 126

Figura 6.8. Curva C. Problema de Visibilidade - afastamento lateral da barreira de 1,70 m. ............. 126

Figura 6.9. Curva D. DVP garantida - afastamento lateral da barreira de 1,05 m. ............................. 127

Figura 6.10. Curva D. Problema de Visibilidade - afastamento lateral da barreira de 0,95 m............ 128

Figura 6.11. Curva E. DVP garantida - afastamento lateral da barreira de 1,55 m. ........................... 129

Figura 6.12. Curva E. Problema de Visibilidade - afastamento lateral da barreira de 1,45 m. ........... 129


11/187

x

Lista de Tabelas

Tabela 2.1. Valores de fator de atrito longitudinal pneu-pavimento - Espanha. ................................... 26

Tabela 2.2. Mnimas Distncias de Visibilidade de Parada, veculos levesAustrlia. ...................... 27

Tabela 2.3. Afastamento Lateral sugerido no Roadside Design Guide. ............................................... 35

Tabela 3.1. Velocidades Diretrizes para projeto em funo da classe da rodovia e tipo de relevo ..... 47

Tabela 3.2. Fator de Atrito Lateral......................................................................................................... 48

Tabela 3.3. Raio Mnimo da Curva Horizontal ...................................................................................... 49

Tabela 3.4. Valores de superelevao utilizados nas simulaes. ....................................................... 51

Tabela 3.5. Valores Mnimos de Projeto para DVP .............................................................................. 54

Tabela 3.6. Recomendaes para largura de acostamento interno ..................................................... 56

Tabela 3.7. Resultados considerando concordncia com curva vertical cncava ............................... 63

Tabela 3.8. Resumo quantitativo - GRUPO A= 1,00 m ............................................................... 63Tabela 3.9. Resumo quantitativo - GRUPO B= 1,00 m ............................................................... 64Tabela 3.10. Critrios de anlise de ................................................................................................. 72Tabela 3.11. Modelagem Matemtica para e .............................................. 73Tabela 3.12. Modelagem Matemtica para e .............................................. 73Tabela 3.13. Modelagem Matemtica para e .............................................. 73Tabela 3.14. Modelagem Matemtica para e .............................................. 74Tabela 3.15. Modelagem Matemtica para e ............................................ 74

Tabela 3.16. Modelagem Matemtica para e ............................................ 74Tabela 3.17. Modelagem Matemtica para e ............................................ 75Tabela 3.18. Modelagem Matemtica para e .............................................. 75Tabela 3.19. Modelagem Matemtica para e .............................................. 76Tabela 3.20. Modelagem Matemtica para e .............................................. 76Tabela 3.21. Modelagem Matemtica para e .............................................. 76Tabela 3.22. Modelagem Matemtica para e ............................................ 77Tabela 3.23. Modelagem Matemtica para

e

............................................ 77

Tabela 3.24. Modelagem Matemtica para e ............................................ 77Tabela 3.25. Parmetros estatsticos dos resduos dos grupos A e B. ................................................ 78

Tabela 4.1. ExemploConsiderao da DVP como corda da curva horizontal. ............................... 111

Tabela 4.2. Exemplo Valores a serem inseridos no programa para gerar arcos com comprimento

igual ao valor da DVP .......................................................................................................................... 112


12/187

xi

Lista de Abreviaturas e Siglas

AASHTO American Association of State Highway and Transportation Officials

ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicas

DER-SC Departamento de Estradas de Rodagem do Estado de Santa Catarina

DER-SP Departamento de Estradas de Rodagem do Estado de So Paulo

DNER Departamento Nacional de Estradas de Rodagem

DNIT Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes

DVP Distncia de Visibilidade de Parada

DVTP Distncia de Visibilidade para Tomada de Deciso

DVU Distncia de Visibilidade de Ultrapassagem

TAC Transportation Association of Canada

NCHRP National Cooperative Highway Research Program

NBR Norma Brasileira - ABNT

2D Bidimensional

3D TridimensionalEPUSP Escola Politcnica da Universidade de So Paulo

PTR Departamento de Transportes da EPUSP


13/187

xii

Lista de Smbolos

Distncia de Visibilidade de Parada (m)

Raio da curva horizontal (m) Velocidade de projeto (km/h) Tempo de percepo e reao (s) Taxa de desacelerao (m/s2) Declividade do greide (%)

Fator de atrito longitudinal pneu-pavimento Velocidade do veculo no incio da frenagem (km/h) Velocidade final do veculo, nula para o caso de DVP (km/h) Acelerao da gravidade (m/s2)

Resistncia Aerodinmica (N)

Massa do Veculo (kg)

Resistncia unitria ao rolamento (N/kg)

Superelevao (%) Superelevao mxima admissvel (%) Fator de atrito lateral pneu-pavimento: Raio mnimo da curva horizontal (m)

Afastamento lateral da barreira (m) Afastamento lateral de objetos fixos em curvas horizontais (m) Largura da faixa de rolamento (m) Posio da trajetria do veculo em relao ao eixo da via (m)

Altura da barreira (m) Mdia (m) Desvio-padro (m)

|| Valor absoluto da mxima diferena (m)

|| Valor absoluto da mnima diferena (m)

Corda da curva (m)


14/187

xiii

Curva ngulo referente corda

Valor observado

Valor estimado pelo modelo Valor de sada do polinmio

Valor de entrada do polinmio Coeficientes do polinmio de i-nsimo grau Vetor das observaes ajustadas;

Modelo ajustado

Nmero de observaes Nmero de parmetros Vetor das observaes Vetor das observaes aproximadas Matriz das derivadas parciais das funes do modelo matemtico em relao

aos parmetros

Matriz peso

Vetor contendo os parmetros ajustados Coeficiente de determinao Vetor determinado pela diferena de cada uma das observaes e a mdia do

conjunto de observaes

Mnimo intervalo analisado ou bloco


15/187

xiv

SUMRIO

1. INTRODUO ...................................................................................................... 17

1.1. CONSIDERAES INICIAIS ......................................................................... 17

1.2. OBJETIVOS .................................................................................................... 18

1.3. JUSTIFICATIVA .............................................................................................. 18

1.4. ESTRUTURAO .......................................................................................... 19

2. FUNDAMENTAO TERICA ............................................................................ 20

2.1. A VISIBILIDADE E O PROJETO GEOMTRICO ........................................... 20

2.1.1. Parmetros Mensurveis de Condies de Visibilidade de uma Rodovia 22

2.1.2. Distncia de Visibilidade de Parada (DVP) .............................................. 23

2.1.2.1. Variaes da parametrizao da DVP em diversos pases ............... 25

2.1.3. Visualizao, Modelagem e Anlise de Visibilidade ................................. 29

2.2. Barreiras RgidasAspectos Gerais ............................................................. 31

2.2.1. Barreiras e Visibilidade ............................................................................. 35

3. METODOLOGIA ................................................................................................... 42

3.1. Apresentao do Problema ............................................................................ 42

3.2. Mtodo ............................................................................................................ 43

3.3. Recursos Necessrios .................................................................................... 44

3.4. Hipteses Adotadas ........................................................................................ 45

3.4.1. Tipo de Rodovia e de Geometria ............................................................. 46

3.4.2. Velocidades de Projeto ............................................................................ 46

3.4.3. Raio da Curva Horizontal e Superelevao ............................................. 47

3.4.4. Altura dos olhos do motorista e altura do objeto ...................................... 51

3.4.5. Distncia de Visibilidade de Parada ......................................................... 53


16/187

xv

3.4.6. Seo transversal.................................................................................... 54

3.4.7. Tipo de barreira ........................................................................................ 56

3.5. Estruturao e execuo das simulaes ....................................................... 57

3.6. Tratamento Matemtico dos dados................................................................. 65

3.6.1. Definio do Modelo................................................................................. 66

3.6.2. Ajustamento Paramtrico ......................................................................... 68

3.6.3. Coeficiente de determinao (r2) .............................................................. 70

3.6.4. Modelos calculados .................................................................................. 72

3.6.4.1. Modelos - Grupo A - altura da barreira igual a 1,00 m ....................... 72

3.6.4.2. Modelos - Grupo B - altura da barreira igual a 1,40 m ....................... 75

3.6.5. Anlise dos resduos ................................................................................ 78

3.7. Resultado: Diagramas Gerados ...................................................................... 82

4. ANLISE DOS RESULTADOS ............................................................................ 97

4.1. Introduo ....................................................................................................... 97

4.2. Comparao dos resultados com o modelo de afastamento de objetos fixos

em curvas horizontais (M) presente nas normas nacionais ................................. 102

4.3. Funcionamento da Ferramenta de Anlise Utilizada - AutoCADCivil3D.. 109

5. APLICATIVO ....................................................................................................... 113

6. ESTUDO DE CASO ............................................................................................ 120

6.1. Anlises do grupo AAltura da barreira igual a 1,00 m. .............................. 121

6.1.1. Curva A .................................................................................................. 121

6.1.2. Curva B .................................................................................................. 123

6.2. Anlises do grupo BAltura da barreira igual a 1,40 m. .............................. 125

6.2.1. Curva C .................................................................................................. 125

6.2.2. Curva D .................................................................................................. 127


17/187

xvi

6.2.3. Curva E .................................................................................................. 128

7. CONCLUSES E RECOMENDAES ............................................................. 131

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ....................................................................... 135

ANEXO I - DADOS BRUTOS DAS SIMULAES ................................................ 140

ANEXO II GRFICOS DE RESDUOS ................................................................ 148

ANEXO III LINHAS CDIGO DO APLICATIVO .................................................. 163

ANEXO IV APLICATIVO (CD-ROM) ................................................................... 185


18/187

17

1. INTRODUO

1.1. CONSIDERAES INICIAIS

O uso de barreiras rgidas como separadores fsicos em rodovias bidirecionais

recorrente em estradas nacionais. Nas regies serranas, por exemplo, a adoo

destes separadores ao invs de canteiros centrais uma soluo para as limitaes

fsicas da plataforma da via. O mesmo ocorre nos processos de duplicao, em queo espao fsico disponvel para o desenvolvimento do projeto restrito. A insero

de novos elementos neste caso barreiras rgidas em projetos existentes ou em

desenvolvimento gera novas preocupaes e cuidados nos quesitos de qualidade e

segurana, principalmente no que tange s condies de visibilidade para o

motorista. O motorista, quando dispe de uma distncia de visibilidade adequada,

tem condies de captar as informaes sobre a via e sobre o trfego, interpret-las,

imprimir ao veculo trajetria e velocidade adequadas, tomar decises a tempo ecom segurana, e inclusive ser capaz de imobilizar o veculo ou mesmo realizar

outro tipo de manobra adequado quando surge algum obstculo inesperado sua

frente (DER-SP, 2006). Sendo assim, para anlises de visibilidade significativas,

necessrio considerar a altura dos olhos do motorista e altura do objeto, que

represente uma situao de perigo conforme recomendaes e manuais vigentes.

Todavia, o posicionamento de dispositivos deve atender s suas funes

especficas, como segurana e sinalizao, concomitantemente com a manuteno

da visibilidade ao longo de toda a extenso da via. Logo, as interferncias da

composio geomtrica de todos os elementos envolvidos devem ser analisadas e

consideradas, visando conciliar funcionalidade com os padres mnimos de

visibilidade necessrios.

Neste contexto, o intuito deste estudo foi investigar o posicionamento de barreiras

rgidas para que no ocorram interferncias na distncia de visibilidade de paradanecessria ao motorista durante o trfego em determinada via. O cenrio escolhido


19/187

18

para anlise so trechos de curvas esquerda, onde a barreira tem maior

probabilidade de obstruir a visibilidade, quando utilizada como separador fsico.

Aspectos inerentes s suas funes de segurana da barreira, como

dimensionamento estrutural e tipo de material construtivo, foram desconsiderados. A

abordagem adotada neste trabalho foi o emprego de ferramentas grficas

computacionais para a gerao de cenrios hipotticos.

1.2. OBJETIVOS

O objetivo principal deste estudo investigar o posicionamento de barreiras rgidas

centrais em rodovias de pista dupla considerando a visibilidade de projeto baseando-

se na anlise de simulaes grficas tridimensionais. Devido s possibilidades de

variaes de projeto, hipteses foram consideradas visando restringir o universo de

estudo, admitindo-se duas vertentes: uma para barreiras baixas e outra para

barreiras altas.

O artificio adotado na investigao foi construir modelos tridimensionais de projetos

virios, em ambiente virtual, e sobre estes, interferir na parametrizao para a

compreenso da relao da barreira central com a visibilidade existente na via. Os

dados foram posteriormente validados pelas normativas existentes e atravs de

estudo de caso real. Alm disto, toda informao gerada foi condensada em

aplicativo prprio desenvolvido de modo a fornecer indicativos auxiliadores nas

tomadas de decises no projeto geomtrico.

1.3. JUSTIFICATIVA

O conhecimento da interferncia de elementos usualmente utilizados, como

barreiras rgidas ou qualquer outra feio tridimensional, na visibilidade vm

subsidiar novas alternativas e auxiliar na tomada de decises relacionadas ao


20/187

19

projeto geomtrico. A garantia de visibilidade ao trafegar em uma via tm relao

direta na manuteno de padres mnimos de segurana e dirigibilidade do

motorista. Por isso, a visibilidade tema recorrente na literatura, no sendo menos

importante a conexo com o posicionamento de barreira sobre a via, onde inmeros

trabalhos so discutidos analisando o tipo de dispositivo, a capacidade de conteno

e absoro de impactos e inclusive seu posicionamento na via. Hassan e Sarhan

(2012), Arndt et al. (2010), Sanchez (1994) e Leisch (1989) so exemplos de

trabalhos sobre este questionamento. A proposta foi de criar ferramentas para apoio

tomada de deciso nos projetos, disponibilizando indicativos no quesito do

posicionamento da barreira e sua influncia na Distncia de Visibilidade de Parada

(DVP).

1.4. ESTRUTURAO

O captulo 2 sintetiza a fundamentao terica inerente ao prospecto em estudo. No

captulo 3 apresentada a metodologia adotada no estudo, que apresentam o

detalhamento das simulaes realizadas, abordando as hipteses e o processo de

execuo, alm do tratamento matemtico ao qual os dados foram submetidos, e os

diagramas gerados. A anlise dos resultados discutida no captulo 4. O captulo 5

contempla o aplicativo desenvolvido, enquanto no captulo 6 tratado o estudo de

caso usado na validao dos dados. Por fim, concluses e recomendaes so

apresentadas no captulo 7.


21/187

20

2. FUNDAMENTAO TERICA

2.1. A VISIBILIDADE E O PROJETO GEOMTRICO

A visibilidade do motorista um dos fatores mais importantes para a segurana e

para a eficincia operacional de um veculo que trafega em qualquer via (Chou et al.,

2010) . Fato que o motorista precisa ter espao livre suficiente para quando estiver

em situao controversa (um obstculo, por exemplo) ser capaz de imobilizar oveculo ou alterar sua trajetria, tendo conscincia de sua ao. Alm disso, deve-se

atender a requisitos decorrentes das caractersticas do comportamento de parcela

significativa dos motoristas e tambm do conjunto formado pelo veculo e pela pista

(freios, suspenso, pneus, condies da superfcie de rolamento), sobre

determinadas condies (Pellegrini, 2006; DER-SP, 2006; DNER1, 1999).

As caractersticas do projeto geomtrico so fatores determinantes na definio da

condio de visibilidade existente (Ismail e Sayed, 2007). Esta limitada pelas

recorrentes mudanas de declividade e direo ao longo do desenvolvimento da via,

com destaque para as curvas horizontais em trechos de corte e para as curvas

verticais convexas. As curvas verticais cncavas apresentam restries s

condies de visibilidade da via no perodo noturno que, em geral, definida como

funo da altura dos faris dos veculos (Pellegrini, 2006; DER-SP, 2006).

No alinhamento horizontal, principalmente nos trechos de curvas, as restries nascondies de visibilidade nem sempre resultam na fixao de padres mnimos para

o projeto de geometria, j que possvel minimiz-las como, por exemplo, por

meio do alargamento da plataforma de terraplenagem, ou pelo abatimento do ngulo

1

O DNER foi extinto em 2001, com a reestruturao do sistema de transportes rodovirio, aquavirioe ferrovirio, sendo substitudo pelo atual DNIT (Departamento Nacional de Infraestrutura deTransportes). Fonte: BRASIL, 2001.


22/187

21

de inclinao de taludes em regio de corte. Redues de velocidade so

verificadas para curvas horizontais com pequenos raios de curvatura (Pellegrini,

2006; DER-SP, 2006). Em contrapartida, neste trabalho pretende-se intervir na

disposio dos elementos da seo transversal como soluo.

Adicionalmente, outro ponto a ser considerado visto em estudo apresentado por

Lamm et al. (1999) em que as condies de visibilidade tm influncia na taxa de

ocorrncia de acidentes, cujos resultados so explicitados na Figura 2.1.

Figura 2.1. Taxa de Ocorrncia de Acidentes em funo da Distncia de Visibilidade disponvel.

Fonte: Adaptado de Lamm et al. (1999)

Atravs da anlise da Figura 2.1 permite-se afirmar que a taxa de ocorrncia deacidentes decresce medida que a distncia de visibilidade aumenta. Alm disso,

os autores observaram que:

Altas taxas de ocorrncia de acidentes esto relacionadas a visibilidades

inferiores a 100 m;

Para visibilidades entre 100 e 200 m, as taxas de acidentes so 25%

inferiores quelas verificadas para visibilidade inferior a 100 m;

Para visibilidades acima de 200 m menor a taxa de reduo de ocorrncia

de acidentes.


23/187

22

Desta forma necessrio, sempre que possvel, que o projeto geomtrico de uma

rodovia vise maximizao das distncias de visibilidade do motorista, em prol de

critrios de segurana, qualidade e conforto desde que a haja espao fsico e

viabilidade econmica para tal.

2.1.1. Parmetros Mensurveis de Condies de Visibilidade de uma Rodovia

Os parmetros mensurveis das condies de visibilidade considerados naelaborao de projetos geomtricos de via se resumem Distncia de Visibilidade

de Parada (DVP), Distncia de Visibilidade de Ultrapassagem (DVU) e Distncia

de Visibilidade para Tomada de Deciso (DVTD). A primeira possui carter

obrigatrio no qual o projeto deve garantir um valor mnimo a ser atendido em

qualquer ponto da rodovia (AASHTO, 2011a). As demais possuem valores

recomendados que, quando atendidos, elevam o padro tcnico da via.

A Distncia de Visibilidade de Parada definida como a soma de duas outras

distncias: a distncia percorrida pelo veculo desde o instante que o motorista

avista um obstculo que necessite de parada e acione o sistema de freio (distncia

de percepo e reao) e a distncia percorrida pelo veculo desde o incio do

acionamento dos freios at a parada total do veculo (distncia de frenagem).

A Distncia de Visibilidade de Ultrapassagem, por sua vez, a extenso necessria

para a realizao de uma manobra de ultrapassagem de um veculo com maiorvelocidade sobre outro veculo que circula com velocidade inferior em rodovias

bidirecionais de pista simples.

Por ltimo, tm-se a Distncia e Visibilidade para Tomada de Deciso que a

distncia necessria para que um motorista tome conscincia de uma situao

potencialmente perigosa, inesperada ou difcil de perceber, avalie o problema

encontrado, selecione o caminho a seguir e a velocidade a empregar e execute a

manobra necessria com eficincia e segurana (DNER, 1999).


24/187

23

2.1.2. Distncia de Visibilidade de Parada (DVP)

A Distncia de Visibilidade de Parada parmetro importante no projeto, que

interfere no projeto da rodovia, j que seus requisitos afetam todos os elementos

geomtricos envolvidos alinhamentos horizontal e vertical, alm da seo

transversal (Neuman, 1989).

Conforme mencionado, a Distncia de Visibilidade de Parada definida como a

soma de duas outras distnciasa distncia de percepo e reao e a distncia de

frenagem. Em sntese, a DVP expressa na composio de duas parcelas:

Em que

: distncia de percepo e reao; e

: distncia de frenagem;

A distncia de percepo e reao () usualmente determinada em funo deapenas dois parmetros: a velocidade de projeto e o tempo de percepo e reao.

O tempo de percepo e reao deve ser o tempo necessrio para o motorista

enxergar o objeto e discernir se o mesmo est imvel, ou movendo-se lentamente,

baseando-se em outros elementos da rodovia. Adota-se o tempo de 2,5 s nasnormas nacionais, sem distino da velocidade de projeto considerada, em

concordncia com AASHTO (2011a). Porm, alguns manuais e normas consideram

que o tempo de percepo e reao varivel, sendo reduzido medida que a

velocidade de projeto aumenta, pelo fato que a ateno exercida pelo motorista em

situaes de grandes velocidades maior. A segunda parcela, a distncia de

frenagem () possui uma maior gama de variao: podem ser consideradosparmetros do projeto bem como parmetros do veculo. A formulao considerada


25/187

24

neste trabalho para o clculo da Distncia de Visibilidade de Parada a mesma

adotada pelo Green Book2da AASTHO (2011a) e pelo DER-SP (2006), em que:

Onde

: Distncia de Visibilidade de Parada (m);: Velocidade de projeto (km/h);: Tempo de percepo e reao (s);: Taxa de desacelerao (m/s2); e: Declividade do greide (%);

Alm de escolher um modelo para o clculo da DVP, as anlises de visibilidade

precisam considerar o fato de que o motorista deve enxergar um objeto a uma dada

distncia necessria. Logo, sempre necessrio definir (a) uma distncia

mensurvelneste caso a DVP, (b) as caractersticas da posio do motorista e (c)

caractersticas inerentes ao objeto que se pretende visualizar. Neste trabalho, em

concordncia com os valores recomendados por AASHTO (2011a), DNIT (2010) e

DER-SP (2006), a altura dos olhos do motorista considerada de 1,08 m enquanto a

altura do objeto de 0,60 m, posio mdia das lanternas traseiras de um veculo de

passeio, que consistem no obstculo com maior ocorrncia de acidentes graves nas

rodovias, quando na ausncia de iluminao da via. Valores inferiores a 0,60 m,

para AASTHO (2011a), poderiam aumentar os custos de implantao da estrada, j

2Green Book como ficou conhecida a publicao A Policy on Geometric Design of Highways andStreetsda AASTHOAmerican Association of State Highway and Transportation Officials.


26/187

25

que o traado deveria ser adequado, alm de que haveria dificuldades por parte do

motorista em detectar objetos desta dimenso sobre a via. O subitem a seguir

(2.1.2.1) apresenta resumo sobre outros valores e modelos adotados em diversos

pases e manuais para o clculo da DVP.

2.1.2.1. Variaes da parametrizao da DVP em diversos pases

O clculo da DVP no unificado entre as normas e manuais de diversos pases einstituies relacionadas com a rea de transportes. As consideraes sobre

parmetros, formulaes e valores assumidos restringem-se ao ambiente de cada

pas, com caractersticas climticas, de frota e normativas especficas. Duas

vertentes so observadas: (1) os modelos baseados na parametrizao americana,

tambm empregados no Brasil e (2) os modelos adotados na Europa e Canad.

A formulao adotada pela AASHTO (2011a) nos EUA e amplamente difundida nas

referncias em mbito nacional foi apresentada no item anterior. Tanto o modelo

quanto parmetros para o clculo de DVP foram adotados como referncia para este

trabalho, devido difuso nos projetos geomtricos em mbito nacional.

Dentre as referncias pesquisadas, os pases Espanha, Austrlia, Canad e Frana,

apresentam formulao da DVP similar, que podendo ser sintetizada por:

Onde

: Distncia de Visibilidade de Parada (m);: Velocidade de projeto (km/h);

: Tempo de percepo e reao (s);: Taxa de desacelerao (m/s2);


27/187

26

: Declividade do greide (%);: Fator de atrito longitudinal pneu-pavimento.

Esta formulao o modelo simplificado para o clculo da DVP. As diferenciaes

provm da forma como parametrizar as correes devido declividade do greide e

dos valores das constantes utilizadas.

O Canad adota o mesmo modelo (TAC, 1999) acima. Dentre os parmetros

adotados, tm-se o tempo de reao e percepo de 2,5 s e a altura dos olhos domotorista igual a 1,05 m. A altura do objeto varivel em funo da aplicabilidade da

DVP. No geral, recomenda-se o uso da altura do objeto igual a 0,38 m, sendo

conservador. Pode-se flexibilizar a parametrizao adotando altura do objeto entre

0,10 m a 0,15 m que representa um objeto3na via que acarrete risco ao motorista.

A Espanha, por exemplo, com informaes baseadas na Norma 3.1-IC Trazado, de

2001, considera no clculo os valores de fator de atrito longitudinal entre pneu e

pavimento tabelados e definidos em funo da velocidade, conforme Tabela 2.1,

para o caso de veculos leves.A DVP assume ainda diferenciao em funo da

declividade do greide. Em declives a DVP aumentada, em aclives, o contrrio.

Tabela 2.1. Valores de fator de atrito longitudinal pneu-pavimento - Espanha.

V (km/h) 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130f 0,432 0,411 0,390 0,369 0,348 0,334 0,320 0,306 0,291 0,277

Fonte: adaptado de Espanha (2001).

3 TAC(1999) relaciona o objeto deste porte como sendo representativo de pedras, rvores cadas,detritos de obras ou at mesmo uma pessoa cada sobre a via.


28/187

27

O valor para a altura dos olhos do motorista de 1,10 m, considerando que a altura

do objeto de apenas 0,20 m. O tempo de percepo e reao considerado de 2,0

s. Outro ponto interessante, que consta na norma o posicionamentodo motorista e

objeto no qual sero realizadas as verificaes de visibilidade de parada. A

verificao feita sobre linha paralela ao eixo central da estrada, a 1,5 m da borda

direita de cada faixa de rolamento, internamente.

Na Austrlia utiliza-se a mesma formulao conforme consta em Austroads (2003).

Todavia, os valores do fator de atrito pneu-pavimento diferem (Tabela 2.2) dos

espanhis, para o caso de veculos leves. A altura dos olhos do motorista de 1,05

m. A altura do objeto varivel dependendo de cada situao. Usualmente adota-seo valor de 0,20 m. A Tabela 2.2 foi construda atendendo a estas caractersticas e

apresenta as correes na DVP em funo da declinao do greide.

Tabela 2.2. Mnimas Distncias de Visibilidade de Parada, veculos levesAustrlia.

Velocidade (km/h)

50 60 70 80 90 100 110 120 130 0,52 0,48 0,45 0,43 0,41 0,39 0,37 0,35 0,35

DVP * (m) 54 71 91 114 140 170 205 245 280

Correo devido declinao do greide (m)

2 % 0 -1 -2 -3 -4 -5 -7 -9 -11

4 % -1 -2 -4 -5 -7 -9 -13 -17 -21

6 % -2 -3 -5 -7 -10 -14 -18 -24 -31

8 % -3 -4 -7 -9 -13 -17 -23 -30 -38

-2% 0 1 2 3 4 6 7 10 14

-4% 2 3 4 6 8 12 16 21 27

-6% 3 4 7 10 13 18 25 34 44-8% 4 6 9 13 19 26 36 48 62* Considera-se a altura dos olhos do motorista de 1,05 m, a altura do objeto de 0,20 m e o

tempo de reao e percepo de 2,5 s. Fonte: Adaptado de Austroads (2003).


29/187

28

Com formulao simplificada4, a Alemanha adota como parmetros a altura dos

olhos do motorista em um veculo leve entre 1,00 m a 1,15 m e altura do objeto de

at 0,45 m para altas velocidades. O tempo de percepo e reao, por sua vez,

de 2,0 s.

Por fim, Stra (2006) apresenta resumo dos principais parmetros geomtricos para

o projeto de vias na Frana. Em relao DVP, a altura dos olhos do motorista a ser

considerada de 1,0 m transladada de 2,0 m da borda direita da faixa de

rolamento. O objeto considerado tem altura mnima de 0,35 m, podendo ser reduzido

para 0,15 m em regies onde h quedas de pedras. Em vias expressas, tm-se

adotado o valor de 0,60 m (altura das luzes traseiras) ao invs de 0,35m. O tempode percepo e reao varivel. Assume o valor de 2,0 s para velocidades

inferiores a 100 km/h e 1,8 s para velocidades superiores a este limite.

Na Itlia, aprovada em 2001, a Norme Funzionali e Geometriche per la Costruzione

delle Stradeapresenta frmula complexa para o clculo da DVP:

Onde

: Distncia de Visibilidade de Parada (m);: Velocidade do veculo no incio da frenagem (km/h);

: Velocidade final do veculo, nula para o caso de DVP (km/h);: Tempo de percepo e reao (s);: Declividade do greide (%);

4A Alemanha possui modelagem mais complexa que pode ser encontrada em Lamm et al. (1999).


30/187

29

: Acelerao da gravidade (m/s2);: Resistncia Aerodinmica (N);: Massa do Veculo (kg);

: Fator de atrito longitudinal pneu-pavimento;: Resistncia unitria ao rolamento (N/kg).

O tempo de percepo e reao varivel em funo da velocidade. medida que

a velocidade cresce, o tempo de reao e percepo decresce, pois a ateno

empregada por motorista maior. A relao entre o tempo de percepo e reao

() e a velocidade () :

A altura dos olhos do motorista de 1,10 m e a altura do objeto de 0,10 m.

2.1.3. Visualizao, Modelagem e Anlise de Visibilidade

Os projetos geomtricos compreendem a elaborao de perfis horizontais, perfis

verticais, perfis e sees transversais e longitudinais ao longo da extenso da obra

viria. Devido a esta separao, h dificuldades em se visualizar o projeto integrado

considerando suas peculiaridades tcnicas e suas interferncias sobre o meio. As

tcnicas de visualizao tridimensional e modelagem comeam a suprir tais

dificuldades permitindo aos projetistas enxergarem o projeto final com objetividade.

Na Engenharia de Transportes, a visualizao pode ser compreendida como a

representao esttica ou simulao de informaes espaciais e geomtricas das

condies reais ou alteraes propostas em vias de transportes e seus impactos

associados sobre seu entorno como maneira suficiente para expressar ao projetista

a realidade da geometria do projeto desenvolvido e ao leigo a real extenso dasmelhorias (NCHRP, 2006). Alm disto, seu uso permite subsidiar decises de


31/187

30

alteraes no traado, visando garantir melhores qualidades tcnica e esttica ao

projeto virio (Hixon III, 2007).

O presente trabalho foi baseado em uma investigao grfica os resultados foramobtidos atravs da geometria do modelo e no por um equacionamento analtico.

Esta abordagem encontrada em diversos trabalhos sobre anlises de visibilidade,

concordncia de alinhamentos ou prospectos das aplicabilidades da visualizao no

desenvolvimento de projetos, como visto em Sanchez (1994); Janikula e Garrick

(2002); Han, Middleton e Clayton (2006); Kuhn e Jha (2010); Chou et al. (2010);

Hassan e Sarhan (2012). O ganho ao se trabalhar com modelos a compreenso

do projeto como um todo, verificando como os elementos se relacionam entre si. Naanlise de visibilidade, por sua vez, possvel verificar se a DVP garantida ao

longo de todo o trecho de anlise, mensurando a amplitude de reas sem obstruo

ou ainda, quando for o caso, indicando reas oclusas ao campo de viso do

motorista.

A maior parte das normas e manuais vigentes indicam que as anlises de distncias

de visibilidade devem ser efetuadas em projees 2D, ou seja, atravs da

verificao grfica sobre os alinhamentos horizontal e vertical, separadamente

(Ismail e Sayed, 2007).

Hassan, Easa e Abd El Halim (1997) compararam anlises 2D e 3D e notaram que

as distncias de visibilidade disponveis podem ser subestimadas ou

superestimadas quando o mtodo empregado bidimensional. A tendncia indicada

por pesquisadores expandir as anlises em 3D (Chou et al., 2010), impulsionada

pelo aprimoramento computacional necessrio (tanto em hardware quanto emsoftware).

Atualmente no mercado, esto disponveis programas que possuem mdulos

especficos para anlise de visibilidade como o caso doAutoCAD Civil 3D, Inroads

e CLIP. Se conhecidos os valores para anlise (a distncia de visibilidade de

parada e as caractersticas do motorista e do objeto), os programas verificam

tridimensionalmente se a visibilidade mnima necessria garantida ao longo de

trecho da rodovia verificando as intersees da linha de viso do motorista com


32/187

31

outros objetos do projeto ou do prprio terreno, simulados atravs de modelos

digitais.

2.2. Barreiras Rgidas Aspectos Gerais

O Manual de Projeto Geomtrico do DNER, de 1999, apresenta a sucinta definio

para barreira rgida:

Estrutura rgida, indeformvel, geralmente de concreto, disposta

longitudinalmente pista com o objetivo de impedir que veculos

desgovernados saiam da plataforma, choquem-se com objetos fixos ou

invadam outras pistas adjacentes, e, ainda, desejavelmente, de reorientar

o veculo para a trajetria correta com o mnimo de dados para o

motorista e passageiros. Tambm denominado separador fsico rgido.

Por definio barreira um dispositivo de segurana da via. Aspectos inerentes a

esta funo como tipo, dimensionamento estrutural, processo construtivo sero

desconsiderados neste trabalho e a barreira ser tratada como um elemento

tridimensional que ocorre e interfere na visibilidade de uma rodovia. A barreira pode

ser empregada como separador fsico, geralmente em casos onde no possvel a

implantao de canteiros centrais devido a limitaes da plataforma, em casos de

duplicao de rodovias, ou ainda como delimitadores longitudinais. Segundo a NBR

15486:2007, dispositivos de conteno central so definidos como dispositivos

utilizados basicamente para separar o trfego de passagem do trfego local ou

separar faixas exclusivas das faixas de uso geral (ABNT, 2007).

Na publicao Roadside Design Guide, da AASTHO (2011b), so encontradas

descries e aplicaes dos diversos tipos de barreiras existentes. Usualmente so

classificadas em trs grupos: flexvel, semirrgida e rgida. O parmetro bsico para


33/187

32

esta classificao o grau de deflexo decorrente do impacto (DER-SP, 2006). No

caso de canteiros centrais, em geral, aplica-se barreiras do tipo rgido 5 com

diferentes perfis de configurao geomtrica em sua seo transversal; pois

apresentam baixa necessidade de manuteno em funo de suas caractersticas e,

por praticamente no sofrerem danos sob impacto dos veculos, so normalmente

empregados em vias com elevados volumes de trfego.

A escolha por canteiros centrais deve sobrepor utilizao das barreiras rgidas,

principalmente em cenrios de trfego intenso e vias de alto padro de qualidade.

Muitas vezes, o emprego de barreiras ocorre simultaneamente com a existncia do

canteiro central, sendo conveniente a adoo da barreira em vias arteriais de trfegorpido, pois fazem a separao real do trfego alm de mitigar travessias

inadequadas de pedestres (DNIT, 2010). DER-SP (2006) apresenta baco (Figuras

2.2, 2.3 e 2.4) para auxiliar a escolha ou no do uso de barreiras elaborados pelo

extinto DNER (atual DNIT), ABNT e AASTHO. No baco do DNER (1999), a

necessidade da implantao de defensa ou barreira definida em funo da largura

do canteiro central e do volume mdio dirio previsto para a via para os prximos 5

anos. So estipulados trs casos possveis, a necessidade ou no da implantao

de barreira e casos onde a implantao fica a critrio do projetista. Similar ao baco

do DNER existe o apresentado na NBR 6971 apud DER-SP (2006), em que as

variveis envolvidas para a definio da necessidade ou no de barreiras so as

mesmas (Figura 2.3).

O baco da AASHTO (Figura 2.4) indica que para canteiros com largura inferior a 10

m, associados a elevados volumes de trfego dirio, deve-se obrigatoriamente

instalar barreira. Alm disso, o uso de barreira deve ser considerado em trechos quepossuam histrico de acidentes com cruzamento total do canteiro. Para os demais

casos, onde a instalao no necessria ou opcional, fica a cargo do projetista

analisar a necessidade em funo da geometria existente e da probabilidade de

5O tipo de barreira rgida mais difundido no Brasil so as de perfil New Jersey.


34/187

33

acidentes, principalmente em regies restritas, com curvas de raios horizontais

pequenos associadas a acentuadas declividades.

Figura 2.2. Necessidade de defensa ou barreira rgida em canteiros centrais - DNER (atual DNIT).

Fonte: DER-SP (2006).

Figura 2.3. Necessidade de defensa ou barreira rgida em canteiros centrais - NBR 6971.



35/187

34

Figura 2.4. Necessidade de defensa ou barreira rgida em canteiros centrais - AASHTO.


A barreira pode inferir na DVP, reduzindo-a, particularmente quando est situada no

lado interno de uma curva (DNIT, 2010). AASHTO (2011b) apresenta vrias

consideraes sobre o posicionamento de barreiras. O afastamento lateral, alm do

quesito visibilidade, deve ser imposto para que o motorista ao dirigir, no perceba a

proximidade da barreira como um obstculo e devido a isto, reduza a velocidadeaplicada ou altere a trajetria do veculo. Os valores (Tabela 2.3) so relacionados

com a velocidade de projeto e visam maior conforto e segurana no trfego, alm de

auxiliar na manuteno de reas limpas para a linha de viso de motorista. O termo

apresentado para este afastamento lateral linha de intimidao (do ingls shy line,

segundo o Roadside Design Guide) ou linha de preocupao conforme a ABNT

(NBR 15486:2007).


36/187

35

Tabela 2.3. Afastamento Lateral sugerido no Roadside Design Guide.

Velocidade de Projeto Afastamento

130 km/h 3,7 m

120 km/h 3,2 m

110 km/h 2,8 m

100 km/h 2,4 m

90 km/h 2,2 m

80 km/h 2,0 m

70 km/h 1,7 m

60 km/h 1,4 m

50 km/h 1,1 m

Fonte: AASTHO (2011b).

Outro ponto enfatizado por AASHTO (2011b) a aplicao dos valores da tabela

anterior. O uso sugerido quando a extenso longitudinal da barreira curta, em

pontos isolados da via, onde a percepo do objeto pelo motorista prejudicada. Em

grandes extenses, comum no trecho inicial de implantao da barreira posicion-

la a uma distncia maior da faixa de rolamento, impondo uma aproximao gradual

auxiliando a percepo, no sendo crtico o no uso dos valores da Tabela 2.3.

Neste estudo, os valores sugeridos por AASHTO (2011b) no foram considerados

para o estudo do afastamento lateral da barreira por causa de dois motivos: (1) que

apenas sero considerados casos onde a barreira presente em grandes extenses

da via e (2) tais valores no so aplicados expressivamente em mbito nacional.

2.2.1. Barreiras e Visibilidade

Leisch (1989) apresentou um dos primeiros questionamentos sobre o

posicionamento de barreiras e a garantia de visibilidade nas vias, nos casos de

curvas esquerda. Para o autor, a soluo prover um afastamento varivel entre

faixa de rolamento e a barreira, quando posicionada na rea central. Possui visogeneralizada do tema e enfatiza que cada caso deve ser analisado isoladamente.


37/187

36

Sanchez (1994) realizou estudo sobre o posicionamento de barreiras e a visibilidade,

por meio de simulaes utilizando modelos tridimensionais. A quantidade de

modelos utilizada no estudo foi limitada e o foco do autor estava em mensurar a

DVP tridimensionalmente ao invs de utilizar os mtodos bidimensionais tradicionais

da poca. O autor ainda realizou algumas ponderaes sobre os afastamentos da

barreira, considerando variaes no perfil vertical, em casos de presena de curvas.

Arndt et al. (2010) avanam com o problema do posicionamento de barreiras e

visibilidade. Primeiramente, os autores listam as trs tcnicas mais empregadas

como soluo em trechos com barreiras:

1. Aplicar os modelos normais de DVP. Logo, o afastamento lateral da barreira

necessrio ampliado para garantir a visibilidade (Figura 2.5). Porm, alguns

dos efeitos negativos so as limitaes construtivas (problemas de espao e

custo) e uso inadequado por parte dos motoristas. Se o refgio for superior a

3,6 m (AASHTO, 2011a), a rea pode ser usada para trfego de veculos ou

para manobras de ultrapassagem. Alm disso, devido ao amplo afastamento

entre a barreira e a faixa de rolamento, aumenta-se probabilidade de ocorrer

choques de veculos com ngulos de incidncia grandes contra a barreira,

projetada inicialmente para absorver e redirecionar a trajetria veculos em

impactos com ngulo de incidncia menores.

Figura 2.5. Aumento do afastamento lateral da barreira.

Fonte: Adaptado de Arndt et al. (2010).


38/187

37

2. Desconsiderar as recomendaes de DVP. A DVP desprezada e apenas

uma pequena faixa de segurana no trecho adotada. Porm, diversos

estudos apresentados por Arndt et al. (2010) e Lamm et al. (1999) indicam

que a diminuio da visibilidade disponvel ao motorista aumenta a ocorrncia

de acidentes. Os acidentes mais comuns so aqueles causados por objetos

cados de outros veculos (como caminhes) ou colises traseiras, que em

vias principais, ocorrem geralmente em converses esquerda.

3. Assumir velocidade de projeto inferior no trecho. Desta forma, a DVP

necessria inferior a do resto do projeto. Porm, adotar diversas

velocidades em uma rodovia no adequado, pois interfere mais nasvelocidades operacionais envolvidas do que na garantia de distncias de

visibilidade adequadas.

Como soluo, os autores apresentam um novo critrio que consiste basicamente

em utilizar os modelos de distncias de visibilidade, com parmetros menos

conservadores, porm mais realistas. Algumas das alteraes propostas so: o

aumento da altura do objeto e da taxa de desacelerao, a reduo da velocidade

considerada, diminuio do tempo de percepo e reao em rodovias de alto

padro. Para ilustrar, este novo critrio foi empregado para dimensionar o refgio

entre a faixa de rolamento e barreira em estudo de caso. O cenrio foi trecho de

curva horizontal esquerda (R = 170 m) em declive (i = -3%) delimitada por

barreiras rgidas de altura de 1,4 m. A condio de anlise foi a manuteno da DVP

para veculo leve, no trecho, assumindo a velocidade de 70 km/h. Para os modelos

tradicionais uma DVP de 81 m necessria e, portanto, um refgio de 2,7 m de

largura; para o novo critrio a DVP seria de 68 m e um refgio de 1,2 m seria

suficiente. A reduo indica resultados satisfatrios na comparao entre os

modelos tracionais e o novo critrio proposto.

Este estudo foi incorporado s normas australianas (Austroads, 2010), como item

especfico que trata dos requisitos de distncia de visibilidade em curvas horizontais

quando na presena de barreiras, muros de conteno ou estruturas de pontes.Segundo Austroads (2010) quando h visibilidade sobre a barreira, deve-se prover


39/187

38

um afastamento lateral mnimo de 2,50 m at a faixa de rolamento interna da curva,

quando analisado a DVP para veculo leve. Para veculos pesados, o afastamento

mnimo de 3,50 m. Em casos onde no possvel a visibilidade, as normas

sugerem o estudo de novos traados horizontal e vertical de modo que o problema

minimizado ou solucionado quando possvel.

O extinto Departamento de Estradas de Rodagem de Santa Catarina (DER-SC) 6, na

publicao Diretrizes para Concepes de Estradas de 2000, tambm contm

tpico dedicado garantia de obteno de DVP para curvas esquerda em pistas

de nico sentido, similar ao proposto neste estudo, quando na presena de objetos

contnuos laterais. A posio do motorista e do objeto de 1,80 m da bordaesquerda da faixa de rolamento. O texto correlaciona a DVP com diversas

velocidades e distancias existentes considerando efeitos de declividade do greide e

raio da curva horizontal na forma de baco (Figura 2.6), onde possvel determinar

o afastamento que deve ter um obstculo visual em relao borda da faixa de

rolamento esquerda para que seja cumprida a condio de visibilidade. Maiores

detalhes da concepo do baco no so citados no documento.

6Pela Lei Complementar n. 244, de 30 de janeiro de 2003, foi criado o Departamento Estadual de

Infraestrutura (DEINFRA) , oriundo da fuso do Departamento de Estradas de Rodagem (DER-SC)com o Departamento de Edificaes e Obras Hidrulicas (DEOH) ambos vinculados ao Governo doEstado de Santa Catarina.


40/187

39

Figura 2.6. Distncia de Visibilidade Necessria para Paradas (A) e Refgio interno necessrio (B) -

DER-SC (2000)

Em relao ao afastamento lateral de objetos ao longo de vias, Yang et al. (2012)

constatou que os motoristas tendem a se mover longe do obstculo (barreira) ou

reduzir a velocidade temporariamente, por interpretar a barreira como fonte de risco

sua segurana. Rosey e Auberlet (2012) afirmam que as expectativas do motorista

e consistncia geomtrica so quesitos importantes em segurana rodoviria, pois

inconsistncias no projeto geomtrico podem surpreender motoristas e levar a erros

que aumentam o risco de acidente. Ainda segundo os autores, a variabilidade da

posio do motorista lateralmente na pista pode ser um indicador de deficincia na

geometria da via, causado, por exemplo, pela posio da barreira. Ou seja, a

soluo prover afastamento tal que o motorista sinta segurana ao dirigir, sem

alterar sua trajetria, especialmente em condies atmosfricas e de visibilidade

adversas (Yang et al., 2012; Chen et al., 2012).


41/187

40

Hassan e Sarhan (2012) investigaram os efeitos do alinhamento vertical nas

distncias de visibilidade de parada, com o foco no posicionamento de barreiras de

concreto ao longo de curvas horizontais. A barreira utilizada no estudo tem altura de

0,81 m. Em aplicativo grfico desenvolvido pelos autores, foram gerados modelos

tridimensionais de projeto genrico considerando a concordncia do alinhamento

horizontal e vertical e, como neste estudo, alteraes foram impostas no modelo de

modo a garantir a visibilidade ao longo da via. O aplicativo valida incremental e

automaticamente afastamentos laterais para a anlise de DVP. A figura 2.7

apresenta exemplo da tela de anlise elaborada pelos autores.

Figura 2.7. Anlise do posicionamento de barreiras e visibilidade utilizada no estudo de Hassan e

Sarhan (2012).

Em seus resultados, os autores concluem que os valores fornecidos para a linha de

intimao segundo o Roadside Design Guide(AASTHO, 2011b) provm valores de


42/187

41

distncia de visibilidade inferiores DVP necessria para a segurana do motorista.

O estudo tambm confirmou que a DVP disponvel em curvas com obstruo na

forma de barreiras dependente da coordenao com o alinhamento vertical. A

sugesto dos autores de expandir as anlises da contribuio das caractersticas

dos alinhamentos horizontal e vertical, propor novas modelagens de barreiras

atravs de programas computacionais que permitam a anlise tridimensional do

projeto.

A forma da concepo do estudo de Hassan e Sarhan (2012) muito se assemelha

ao empregado nesta dissertao, contudo a parametrizao adotada foi distinta. Os

autores enfatizaram os efeitos do alinhamento vertical, enquanto o presente trabalhoprioriza as caractersticas das normativas nacionais vigentes com a adoo de

declividades do greide constantes como simplificao presena de curvas

verticais.


43/187

42

3. METODOLOGIA

3.1. Apresentao do Problema

Leisch (1989) ressalta que o uso de barreiras de concreto em rodovias pode gerar

inadequadas distncias de visibilidade de parada, principalmente em curvas e em

reas prximas a pontes e tneis. Para o autor, uma soluo seria aumentar o

espaamento entre a faixa de rolamento e a barreira. Neste contexto, o foco doestudo foi investigar o posicionamento de barreiras rgidas centrais para que no

exista interferncia na distncia de visibilidade de parada necessria ao motorista

durante o trfego em determinada via, em trechos de converso esquerda. O

posicionamento da barreira foi sintetizado pelo dimensionamento do refgio

espao entre a faixa de rolamento interna da via e a barreira rgida central aqui

denominado afastamento lateral da barreira (), como ilustrado na Figura 3.1.

Figura 3.1. Afastamento lateral da barreira (). Foto: SP-088, Google2012.


44/187

43

3.2. Mtodo

O mtodo aplicado neste estudo o uso de simulaes grficas tridimensionais. Nas

simulaes, cenrios hipotticos so criados e analisados em ambiente

computacional. Deste modo, buscou-se reconstruir as caractersticas reais de uma

rodovia em ambiente virtual, tendo controle sobre modificaes e alteraes de

parmetros em virtude dos propsitos do estudo.

A facilidade de alterao de um parmetro em funo de necessidades especficas,

ainda na fase de projeto, so ponderadores da escolha de simulaes j que oimpacto de alteraes sobre o projeto reduzido. O uso similar de ferramentas

computacionais visto em Sanchez (1994). Para a compreenso, segue um

exemplo de anlise realizada em ambiente computacional (Figura 3.2).

Figura 3.2. Exemplo de uso de simulao computacional para estudos de visibilidade.


45/187

44

A Figura 3.1 mostra a visualizao do objeto vermelho, a uma dada distncia

necessriaa DVP, em trs instantes (I, II e III) durante a transio de trecho em

tangente para trecho curvilneo para dois projetos (A e B) com sees transversais

distintas. O ideal que o objeto seja visto em qualquer ponto ao longo da trajetria

garantindo que a DVP exista ao longo do trecho estudado. No caso (A) o objeto

desaparece do campo de viso em (III-A) indicando a deficincia no traado. Com

uma pequena alterao na seo transversal em (B) deslocamento da barreira

para esquerda o objeto percebido pelo motorista e o problema de visibilidade

solucionado (III-B).

A abrangncia das simulaes prxima ao do exemplo da Figura 3.2. Programavoltado a projetos virios ser utilizado, no qual as anlises especficas de

visibilidade j foram implantadas computacionalmente. Em suma, a estratgia de

investigao baseia-se na seguinte formulao lgica:

1. Simulaes Testar em escritrio condies possveis de ocorrer em um

projeto real;

2. Comparaes Comparar os resultados obtidos no item anterior com

parmetros existentes nas normas relacionados com o posicionamento de

barreiras ou outros elementos de projeto;

3. Estudo de caso - Empregar os resultados obtidos em estudo de caso real de

trecho de rodovia com caractersticas geomtricas prximas aos trechos

simulados no item 1.

Alm disso, a demanda gerada de informaes das simulaes foi estruturada

atravs de aplicativo desenvolvido, o qual ser detalhado posteriormente no Captulo9.

3.3. Recursos Necessrios

As etapas de concepo e anlise dos projetos virios foram realizadas no programa

AutoCAD Civil 3D desenvolvido pela Autodesk. O programa uma soluo


46/187

45

computacional voltada para projetos e documentao de engenharia civil. A escolha

do uso para a execuo deste trabalho o fato de que o programa baseia-se em

modelos tridimensionais que so atualizados dinamicamente medida que

alteraes no projeto so impostas. possvel gerar simulaes e anlises

tridimensionais para melhor avaliar as caractersticas do projeto. A licena utilizada

disponibilizada gratuitamente comunidade acadmica pela Autodesk.

O tratamento dos dados provenientes das simulaes e a elaborao do aplicativo

foram feitos com uso do programa MATLAB da MathWorks. Trata-se de uma

soluo computacional de linguagem de alto nvel atravs de um ambiente interativo

para computao numrica, visualizao e programao. Possibilita analisar dados,desenvolver algoritmos, e criar modelos e aplicaes.

Para o adequado uso de ambos os programas foi necessrio utilizar computador

com hardware e software compatveis com os requisitos dos programas,

disponibilizado pelo Departamento de Transportes (PTR) da Escola Politcnica da

Universidade de So Paulo (EPUSP).

3.4. Hipteses Adotadas

Em funo da amplitude de parmetros, foram adotadas hipteses e simplificaes

no intuito de restringir abrangncia do universo de estudo, onde apenas casos

expressivos foram considerados aqueles em que a incidncia de problemas devisibilidade devido a barreiras tem maior probabilidade de ocorrer. Nos itens

subsequentes apresentada a estruturao das simulaes realizadas, abordando

as hipteses adotadas, o conjunto de anlise e as restries inferidas nas

simulaes.


47/187

46

3.4.1. Tipo de Rodovia e de Geometria

As rodovias neste estudo so aquelas enquadradas nas Classes 0 e I-A definidas

por DNER (1999) 7. A Classe 0 abrange vias expressas, projetadas com elevado

padro tcnico e controle total de acesso. Por sua vez, a classe I-A engloba

rodovias de pista dupla com controle parcial de acesso.

Deste conjunto de vias sero considerados trechos de curvas horizontais esquerda

onde suposto que a influncia de objetos dispostos na regio interna das curvas

na visibilidade do motorista mais recorrente. O projeto ideal seria associar ascurvas do alinhamento horizontal com as do alinhamento vertical. Por restrio das

hipteses, rampas de declividade constante foram adotadas como simplificao das

caractersticas do alinhamento vertical. Tal combinao utilizada para compensar

grandes desnveis de altitude, como casos de trechos de rodovias em regies

montanhosas. Sero consideradas variaes na declividade do greide incorporando

trechos planos, em aclives e declives. As declividades do greide adotadas foram de -

9%, -6%, -3%, 0%, 3%, 6% e 9%.

3.4.2. Velocidades de Projeto

A premissa de considerar como objeto de estudo rodovias de classes 0 e I-A,

segundo DNER, adotou-se no estudo velocidades de projeto estabelecidas segundo

recomendaes de manuais nacionais vigentes. A Tabela 3.1 apresenta as

velocidades diretrizes em funo da classe da rodovia e do tipo do relevo segundo

DNER (1999).

7Para maior detalhamento das caractersticas tcnicas de ambas as classes escolhidas vide DNER(1999).


48/187

47

Tabela 3.1. Velocidades Diretrizes para projeto em funo da classe da rodovia e tipo de relevo

Classe de

Projeto

Velocidades diretrizes para projeto (km/h)

Relevo

Plano Ondulado MontanhosoClasse 0 120 100 80

Classe I 100 80 60

Classe II 100 70 50

Classe III 80 60 40

Classe IV 80-60 60-40 40-30FONTE: DNER (1999).

No estudo, sero consideradas faixas de velocidades para cada variao da

declividade do greide. A faixa de interesse abrange velocidades entre 60 km/h a 120

km/h, com taxa de variao de 10 km/h.

3.4.3. Raio da Curva Horizontal e Superelevao

Os valores de raios para as curvas horizontais considerados so de 200 a 2000 m,

incrementados a cada 100 m. O limite superior de raio igual a 2000 m foi escolhido

j que o problema de visibilidade em curvas horizontais esquerda pouco

recorrente quando se assume grandes raios horizontais. Os limites inferiores, por

sua vez, coincidem com o raio mnimo da curva horizontal para cada velocidade de

projeto. Por definio, o raio mnimo da curva horizontal () o menor raio deuma curva que, apresentando taxa mxima de superelevao, possa ser percorridana velocidade de projeto com condies favorveis de segurana e conforto. dado

por:

Onde

: Raio mnimo da curva horizontal (m);


49/187

48

: Velocidade de projeto (km/h);: Fator de atrito lateral pneu-pavimento; e: Superelevao mxima admissvel.

A superelevao mxima admissvel () adotada neste estudo foi igual a 8%.Este valor compatvel com as rodovias das classes 0 e I-A, que podem ser

descritas como rodovias de padro elevado ou intermedirio. A adoo deste valor

como limtrofe para restes casos tende a reduzir a probabilidade de que condutoresmais lentos sejam submetidos, por efeito da fora peso, a deslocamentos

transversais em direo parte interna da curva, o que pode exigir esforos

excessivos e afetar a dirigibilidade (DER-SP, 2006). O fator de atrito lateral pneu-

pavimento caracteriza a aderncia entre pneu e pavimento, condicionado por vrios

fatores dentre os quais se destaca a velocidade do veculo, o tipo e as condies de

pavimento, bem como os tipos e condies do pneu do veculo. Os valores

assumidos esto de acordo com os pressupostos pelo DNIT (Tabela 3.2).

Tabela 3.2. Fator de Atrito Lateral

Velocidade de Projeto (km/h) 60 70 80 90 100 110 120

Fator de Atrito Lateral 0,15 0,15 0,14 0,14 0,13 0,12 0,11

FONTE: DNER (1999).

Logo, sendo conhecidos a superelevao mxima admissvel e os fatores de atrito

lateral possvel determinar os raios mnimos da curva horizontal para cada

velocidade de projeto analisada. Os valores definidos constam da Tabela 3.3.


50/187

49

Tabela 3.3. Raio Mnimo da Curva Horizontal

Raio Mnimo da Curva Horizontal

V (km/h) ema

fmax

Valor

Calculado (m)

Valor

Adotado (m)

Valor mnimo da

simulao (m)60 8% 0,15 123,25 125 200

70 8% 0,15 167,75 170 200

80 8% 0,14 229,06 230 300

90 8% 0,14 289,91 290 300

100 8% 0,13 374,95 375 400

110 8% 0,12 476,38 475 500

120 8% 0,11 596,77 595 600

Em casos que o raio da curva horizontal seja superior ao raio mnimo, necessriodimensionar a superelevao, j que a ao da acelerao centrfuga diminui e no

h necessidade da adoo do valor superelevao mxima. A hiptese considerada

a reduo gradual dos valores de superelevao, em funo do aumento do raio,

at atingir valor mnimo admissvel. A superelevao mnima utilizada igual a 2%

visando facilitar a drenagem das guas pluviais sobre a via. Assim, valores de

superelevao a serem adotados so calculados por:

Onde

: Superelevao a adotar;

: Superelevao Mxima admissvel;

: Raio mnimo da curva horizontal relacionado com para velocidadede projeto em questo (m); e

: Raio da Curva Horizontal (m).


51/187

50

Alm disso, os valores de superelevao podem ser obtidos graficamente, com o

uso de bacos definidos em funo da superelevao mxima admissvel, similares

ao da Figura 3.3, apresentado por DNER (1999).

Figura 3.3. Grfico de Superelevao (para = 8%). Fonte: DNER (1999).

Os raios da curva horizontal e as superelevaes, para cada velocidade de projeto,

foram ento estabelecidos em funo dos raios mnimos e das superelevaes

mxima e mnima admissvel. Os valores utilizados so apresentados a seguir

(Tabela 3.4).


52/187

51

Tabela 3.4. Valores de superelevao utilizados nas simulaes.

Superelevao (para emax= 8%)

Velocidade de Projeto (km/h)

60 70 80 90 100 110 120

RaiodaCurvaHor

izontal(m)

200 6,9% 7,8%

300 5,3% 6,5% 7,6% 8,0%

400 4,2% 5,4% 6,6% 7,4% 8,0%

500 3,5% 4,5% 5,7% 6,6% 7,5% 8,0%

600 3,0% 3,9% 5,0% 5,9% 6,9% 7,7% 8,0%

700 2,6% 3,4% 4,4% 5,3% 6,3% 7,2% 7,8%

800 2,3% 3,0% 3,9% 4,7% 5,7% 6,7% 7,5%

900 2,1% 2,7% 3,6% 4,3% 5,3% 6,2% 7,1%

1000 2,0% 2,5% 3,3% 4,0% 4,9% 5,8% 6,7%1100 2,0% 2,3% 3,0% 3,7% 4,5% 5,4% 6,3%

1200 2,0% 2,1% 2,8% 3,4% 4,2% 5,1% 6,0%

1300 2,0% 2,0% 2,6% 3,2% 3,9% 4,8% 5,6%

1400 2,0% 2,0% 2,4% 3,0% 3,7% 4,5% 5,4%

1500 2,0% 2,0% 2,3% 2,8% 3,5% 4,3% 5,1%

1600 2,0% 2,0% 2,1% 2,6% 3,3% 4,0% 4,8%

1700 2,0% 2,0% 2,0% 2,5% 3,1% 3,8% 4,6%

1800 2,0% 2,0% 2,0% 2,4% 3,0% 3,7% 4,4%

1900 2,0% 2,0% 2,0% 2,3% 2,8% 3,5% 4,2%

2000 2,0% 2,0% 2,0% 2,2% 2,7% 3,3% 4,1%

3.4.4. Altura dos olhos do motorista e altura do objeto

No Captulo 2, foram apresentados os valores da altura dos olhos do motorista e da

altura do objeto utilizados em diversos pases, inclusive no Brasil. Sero

considerados os valores de 1,08 m para altura dos olhos do motorista e de 0,60 m

para a altura do objeto a ser visualizado na via neste estudo (DNIT, 2010; DER-SP,

2006; AASHTO, 2011a).

O valor de 0,60 m representa a altura mdia das lanternas traseiras de um veculo

leve, que deve ser adotado em casos onde no h fonte de iluminao adequada na


53/187

52

via. Em vias iluminadas, entretanto, a altura do objeto pode ser considerada maior

que 0,60 m, j que as condies de visibilidade do motorista so favorecidas.

A posio tanto do motorista quanto do objeto de 2 m da borda direita da faixa derolamento interna da via8, conforme ilustrado na Figura 3.4.

Figura 3.4. Posio dos olhos do motorista.

No estudo, adotou-se como trajetria do motorista o comportamento ideal do

motorista na via, ou seja, a distncia constante do eixo central da pista. Contudo,

Spacek (2005) apud Jamieson (2012) apresenta cinco possveis formas de um

motorista executar a trajetria do veculo em uma curva. O comportamento ideal

corresponde a apenas 1% dos motoristas, mas devido restrio das ferramentasfoi a trajetria adotada no estudo.

8

Poucos manuais tratam da posio relativa do motorista ou objeto e a via para verificao devisibilidade. No captulo 2, o valor do deslocamento em relao borda direita da faixa encontradonas normas francesas (igual a 2,0 m) e espanholas (1,5 m). A escolha por 2 m foi arbitrria.


54/187

53

3.4.5. Distncia de Visibilidade de Parada

A formulao para o clculo da Distncia de Visibilidade de Parada a mesma

apresentada no Captulo 2, adotada pela AASTHO (2011a) e pelo DER-SP (2006):

Onde

DVP: Distncia de Visibilidade de Parada (m);

V: Velocidade de projeto (km/h);

t: Tempo de percepo e reao (s);

a: Taxa de desacelerao (m/s2); e

i: Declividade do greide (%);

O valor recomendado pela AASTHO para o tempo de percepo e reao de 2,5 s

e para a taxa de desacelerao de 3,4 m/s2. Baseado na formulao acima, o

DER-SP apresenta valores mnimos de DVP a serem adotados, considerando a

condio de pavimento molhado e velocidade de percurso igual velocidade de

projeto (Tabela 3.5).


55/187

54

Tabela 3.5. Valores Mnimos de Projeto para DVP

Valores Mnimos de Projeto para DVP (m)

Velocidade(km/h)

Declividade do Greide

-9% -6% -3% 0% 3% 6% 9%

60 97 92 87 85 80 77 75

70 124 116 110 105 100 97 93

80 154 144 136 130 123 118 114

90 187 174 164 160 148 141 136

100 223 207 194 185 174 167 160

110 262 243 227 220 203 194 186

120 304 281 263 250 234 223 214

FONTE: DER-SP (2006).

3.4.6. Seo transversal

Em funo da adoo de rodovias Classe 0 e Classe I-A, adotou-se seo

transversal compatvel com o padro destas vias. Desta forma, a seo transversal caracterizada por pista dupla em ambos os sentidos. Usualmente, em rodovias

destas classes comum a adoo de canteiro central o mais largo possvel.

Contudo no enfoque deste trabalho o importante foi a distncia relativa da barreira

ao bordo da faixa interna de rolamento, independente do canteiro central ser restrito,

ou mais largo com exigncia de barreira, em funo do volume de trfego, por

exemplo. Sendo assim, adotou-se seo transversal hipottica vista na Figura 3.5,

baseada nos padres mnimos exigidos pelo DER-SP (2005).


56/187

55

Figura 3.5. Seo transversal hipottica adotada em trecho curvilneo.FONTE: DER-SP (2005).

Desta seo os elementos variveis foram: (a) o afastamento lateral da barreira ()o objeto de estudo, (b) o valor da altura da barreira e (c) o valor da superelevao(), em sentido nico ao longo da curva. O refgio ou afastamento lateral dabarreira da pista de sentido contrrio foi considerado fixo e igual a 0,60 m, valor

mnimo tolervel conforme a NBR 15486:2007.

No que tange a seo transversal, o trabalho tratar o refgio ou acostamento

interno como afastamento lateral da barreira.

A Tabela 3.6 apresenta um comparativo de diversas publicaes sobre a dimenso

do acostamento interno para rodovias de alto padro. DNER (1999) recomenda para

rodovia similar a estudada, que o acostamento interno seja de 0,60 m a 1,20 m para

duas faixas de rolamento. A mesma recomendao apresentada por DNIT (2010)

para duas ou trs faixas de trfego. O Green Book (AASHTO, 2011a) recomenda o

valor mnimo de 0,60 m para baixo volume de trfego, sendo desejvel acostamento

de 1,80 m a 2,40 m. Neste estudo, adotou-se o valor do afastamento lateral da

barreiradistncia entre a barreira borda da faixa interna de rolamento varivelentre 0,00 m e 2,50 m que abrange as recomendaes acima, considerando


57/187

56

afastamentos no adequados (menores de 0,60 m) as condies de segurana, mas

necessrios para a investigao cientfica atravs das simulaes realizadas.

Tabela 3.6. Recomendaes para largura de acostamento interno

Recomendaes para largura de acostamento interno

DNER (1999)

Plano Ondulado Montanhoso

2 faixas 1,20 m0,60 m 1,00 m0,60 m 0,60 m0,50 m

3 faixas 3,00 m2,50 m 2,50 m2,00 m 2,50 m2,00 m

4 faixas 3,00 m 3,00 m2,50 m 3,00 m2,50 m

DNIT (2010)

2 ou 3 faixas 1,20 m (0,60 m)

4 faixas 3,00 m (1,00 m)

AASHTO (2011a)

Mnimo 0,60 m(para baixo volume de trfego)Desejvel 1,80 m2,40 m

Trfego pesado 3,00 m

3.4.7. Tipo de barreira

No Brasil comum o uso de barreiras rgidas de concreto com perfil New Jersey

como separador fsico de fluxo em regies onde h impossibilidade de implantao

de canteiros centrais. A altura dessas barreiras varivel, sendo usual a de altura

igual a 0,81 m.. No estudo, optou-se por utilizar modelos de barreiras duplas deste

tipo, com trs alturas distintas: 0,81 m, 1,00 m e 1,40 m, para situaes hipotticas

de conteno de veculos leves e pesados, respectivamente (Figura 3.6). Asdimenses foram consideradas como consta na norma NBR 14885:2004 (Figura 3.7)

para o caso de barreiras dupla com perfil New Jersey.


58/187

57

Figura 3.6. Esquema das barreiras adotadas com alturas de 0,81 m, 1,00 m e 1,40 m.

Figura 3.7. Dimenses da barreira dupla New Jersey conforme ABNT.Fonte: NBR 14885:2004

3.5. Estruturao e execuo das simulaes

Com base nas hipteses adotadas no item anterior,

Documents

Dissertacao EricaMatos Unprotected