PROGRAMA DE INTEGRA ÇÃO E CAPACITAÇÃO · PDF fileProjeto Geométrico Rodoviário 3 O PROJETO GEOMÉTRICO éa parte precípua do projeto de estradas que estuda as diversas características

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PROGRAMA DE INTEGRAÇÃOE CAPACITAÇÃO – DER/2008

Lucas Bach Adada

TÓPICOS DE PROJETOGEOMÉTRICO RODOVIÁRIO

TÓPICOS DE PROJETO GEOMÉTRICO RODOVIÁRIO

2Projeto Geométrico Rodoviário

� Definição de Projeto Geométrico;

� Classificação das Vias e Rodovias ;

� Critérios para a definição das classes de projeto;

� Observações quanto as normas do DNER(DNIT);

� Considerações sobre o relevo;

� Velocidade de Projeto x Velocidade de Operação;

� Distâncias de Visibilidade;

� Raio Mínimo de Curva Horizontal;

� Superelevação;

� Curvas horizontais e verticais;

� Desenvolvimento de traçados;

� Recomendações do traçado em planta e perfil;

� Coordenação dos traçados em planta e perfil;

� Defeitos dos traçados; e

� Apresentação do Projeto Geométrico em Planta e Perfil.

Conteúdo Programático


O PROJETO GEOMÉTRICO é a parte precípua do projeto de estradas que estuda as diversas características geométricas do traçado em função das leis do movimento, do comportamento dos motoristas, das características de operação dos veículos e do tráfego, de maneira a garantir uma estrada segura, confortável eficiente, com o menor custo possível.

O que é um Projeto Geométrico Rodoviário ?


Classificações das Vias/ Rodovias

Uma das primeiras classificações procede do império romano que classificava as vias de acordo com sua importância, sendo:

� As mais importantes as VIAS PÚBLICAS DO ESTADO (viaepublicae);�As vias construídas pelo exército (viae militare);�As vias locais (actus);e�As vias privadas (privatae).


Como são classificadas as Rodovias hoje ?

Classificaçãodas Rodovias

•Quanto a Posição Geográfica;

•Quanto a Função;

•Quanto a Jurisdição;e

•Quanto às Condições Técnicas


Nomenclatura das Rodovias Federais Quanto a Posição Geográfica

5 Categorias De Rodovias

•Radiais (0)

•Longitudinais (1)

•Transversais (2)

•Diagonais (3)

•Ligação (4)


Acesso ou

Acessibilidade

ClassificaClassificaçção Funcional de Rodovias ão Funcional de Rodovias

f (tipo de servif (tipo de serviçço) o) →→→→→→→→funfunçções bões báásicassicas

Mobilidade

Sistema

Funcional

f (característica

Básica dos

Serviços

oferecidos)

•Arterial

ou

Expressa

•Coletor

•Local


RelaRelaçção entre as Funão entre as Funçções de Mobilidadeões de Mobilidadee de Acessoe de Acesso


Parâmetros para a classificaParâmetros para a classificaçção funcional de ão funcional de rodoviasrodovias


ClassificaClassificaçção quanto ão quanto àà JurisdiJurisdiççãoão

FEDERAIS

•Via arterial de interesse da Nação;

•Percorre no mínimo mais de um Estado; e

•São construídas e mantidas pelo Governo Federal.



ESTADUAIS

•Ligam entre si as cidades e a capital de um Estado;

•Atendem às necessidades de um Estado, ficando contida em seu território; e

•Tem usualmente a função de arterial ou coletora.



MUNICIPAIS

•São as construídas e mantidas pelo governo municipal; e

•São de interesse de um município ou de municípios vizinhos.



VICINAIS

•Estradas municipais;

•Pavimentadas ou não;

•Padrão técnico modesto;

•Possibilitam a elevação de renda do setor primário; e

•Podem ser privadas.


Nomenclatura das Rodovias Federais e Estaduais

ou

PR


ClassificaClassificaçção quanto ão quanto ààs Condis Condiçções ões TTéécnicascnicas

São aquelasque se

relacionam diretamente

com aoperação do tráfego da rodovia no 10o ano após sua abertura

•Velocidade;

•Rampas;

•Raios;

•Largura da Pista e Acostamento;

•Distância de Visibilidade; e

•Níveis de Serviço.


Classe de Projeto para Novos TraClasse de Projeto para Novos Traççados de ados de Rodovias em Rodovias em ÁÁreas Rurais reas Rurais –– DNER(DNIT)DNER(DNIT)


Classe de Projeto para Novos TraClasse de Projeto para Novos Traççados de ados de Rodovias em Rodovias em ÁÁreas Rurais reas Rurais –– DER DER -- PRPR

INCLINAÇÃODO TERRENO 0 I II III IV V VI VII

Tráfego Médio Diário no 10º Ano (TMD) > 4800 > 2000-4800 > 1000-2000 > 700-1000 > 400-700 > 200-400 > 100-200 0-100< 10% 90 83 75 68 60 53 45 38

10 a 25% 75 68 60 60 53 45 38 30> 25% 60 53 53 38 30 30 30 23< 10% 120 110 100 90 80 70 60 50

10 a 25% 100 90 80 80 70 60 50 40> 25% 80 70 70 50 40 40 40 30< 10% 3,0 3,0 4,0 4,0 4,0 4,0 5,0 5,0

10 a 25% 4,5 5,0 6,0 7,0 8,0 8,0 8,0 9,0> 25% 6,0 7,0 8,0 8,0 10,0 11,0 12,0 12,0< 10% 1800 1600 1400 1200 1000 850 700 500

10 a 25% 1400 1200 1000 1000 850 700 500 350> 25% 1000 850 850 500 350 350 350 200< 10% 595 485 375 290 230 170 125 80

10 a 25% 375 290 230 230 170 125 80 50> 25% 230 170 170 80 50 50 50 30< 10% 233/80 164/66 107/51 74/42 48/32 29/24 18/17 4,0/6,0

10 a 25% 107/51 74/42 48/32 48/32 29/24 18/17 10/12 5,0/7,0> 25% 48/32 29/24 29/24 10/12 5,0/7,0 5,0/7,0 05/07 2,0/4,0< 10% 100 90 90 80 80 70 60 50

10 a 25% 90 80 80 80 70 60 50 40> 25% 80 70 70 50 40 40 40 30< 10% 165 145 125 105 85 70 55 40

10 a 25% 125 105 85 85 70 55 40 30> 25% 85 70 70 70 30 30 30 25< 10% nx3,60 7,20 7,00 7,00 6,60 6,60 6,00 5,50

10 a 25% nx3,60 7,20 7,00 7,00 6,60 6,60 6,00 5,50> 25% nx3,60 7,20 7,00 7,00 6,60 6,60 6,00 5,50< 10% 3,00 3,00 2,00 1,30 1,00 0,75 0,75 0,75

10 a 25% 3,00 3,00 2,00 1,30 1,00 0,75 0,75 0,75> 25% 2,50 2,30 1,50 1,00 0,75 0,75 0,75 0,75

nx3,60+6,00

Observação: A INCLINAÇÃO DO TERRENO também pode ser div idida em: plana, ondulada e montanhosa ao invés dos valores percentuais inseridos na coluna.

Declividade Máxima do Greide (%)

Raio Mínimo de Curva Circular (m)

C L A S S E SDISCRIMINAÇÃO

Velocidade de Operação (km/h)

Velocidade de Projeto (km/h)

- 13,20

Parâmetro Mínimo de Concordância Vertical (k) - Cônvexa/Côncava

Comprimento Mínimo da Curva de Transição - (m)

Distância Mínima de Visibilidade de Parada (m)

Largura da Pista (m)

5,50 5,00

Raio Mínimo da Circular Com Transição (m)

11,00 9,60 8,60 5,10

Largura do Acostamento (m)

Largura da Plataforma de pontes e Viadutos


Normas AdmissNormas Admissííveis para melhoramentos de veis para melhoramentos de Rodovias Existentes (DNIT)Rodovias Existentes (DNIT)


Normas para projeto de Rodovias Vicinais Normas para projeto de Rodovias Vicinais (DNIT)(DNIT)


Critérios para a definição da classe de projeto

Para a definição da classe a ser adotada no projeto de um trecho de rodovia, as normas do DNER recomendam que sejam considerados os seguintes critérios principais:

a) respeitar a posição hierárquica da rodovia dentro da classificação funcional;

b) atender adequadamente aos volumes de tráfego previstos ou projetados;

c) verificar os Níveis de Serviço com que a demanda será atendida;

d) outras condicionantes, tais como fatores de ordem econômica, decisões relacionadas com o desenvolvimento nacional ou regional.


Critérios para a definição da classe de projeto

Considerando o critério de observar a classificação funcional de rodovias, o DNER sugere a seguinte correspondência com as classes de projeto:


Observações quanto às Normas do DNER

� Apesar de resultarem de atualizações feitas ao longo do tempo, incluindo a introdução de critérios sugeridos pela experiência nacional, alguns dos valores apontados pelas Normas do DNER apresentaram uma involução qualitativa em relação aos propostos pelo Manual de projeto de engenharia rodoviária (DNER, 1974) e pelas Normas para o projeto de estradas de rodagem (DNER,1975), buscando favorecer uma política de redução dos custos de construção;

� O caso mais chamativo foi a diminuição (desde 1979, com a edição das Instruções para o projeto geométrico das rodovias rurais pelo DNER) da largura mínima admitida para as faixas de trânsito, nos projetos de rodovias de Classe 0 (Classe Especial) em regiões de relevo plano ou ondulado;

� A largura mínima, anteriormente fixada em 3,75 m, foi reduzida para 3,60 m, contrariando a boa técnica e a própria tendência que se verifica na utilização de faixas mais largas nos projetos de nível mais elevado;


Observações quanto às Normas do DNER� Observe-se que, curiosamente, as Normas mantiveram de forma indireta a recomendação de largura de faixa de trânsito de 3,75 m para os projetos demelhoramentos de rodovias existentes na Classe 0, em regiões de relevos plano ou ondulado, condições às quais corresponde velocidade diretrizmenor que a fixada para o projeto de rodovias novas – e para essas, a largura recomendada para a faixa de trânsito foi reduzida para 3,60 m ;

� O projetista não deve tomar cega e rigidamente os valores apontados nas Normas e Instruções, sendo sempre conveniente lembrar que tais valores, exceto quando explicitado em contrário, são os mínimos (ou máximos) aplicáveis, podendo o projetista adotar a boa prática de fixar valores menos restritivos, quando devidamente justificável do ponto de vista técnico-econômico, para ajustamento a condições particulares referentes à demanda a atender, ao meio ambiente ou ao entorno afetado pela rodovia; e


Observações quanto às Normas do DNER

� As Normas do DNER estabelecem, ainda, uma terminologia imprópria para as rodovias de Classe Especial, ao denominá-las “Vias Expressas”.

Esta denominação não é a mais apropriada, pois na terminologia internacional as rodovias desta classe de projeto, que contam com controle total de acessos e interseções em níveis distintos, são classificadas como Freeways.

O termo “Via Expressa” deveria ser reservado às denominadas Expressways, que são rodovias de pistas duplas, com controle parcial de acessos, admitindointerseções no mesmo nível, correspondendo às rodovias da Classe IA do DNER.


Relevo do terreno


Relevo do terreno


Relevo do terreno


Relevo do terreno


Relevo do terreno

PLANO ?

ONDULADO ?

MONTANHOSO?

Eis a Questão ?


Relevo do terreno

Embora não haja definições precisas para enquadramento de uma região em uma dessas categorias, há um consenso resultante da experiência que permite estabelecer linhas gerais para esses enquadramento.


Definições existentes quanto ao relevo



A Policy on Geometric Design of Highways andStreets – AASHTO -1994, define:



BNDES, Manual de Rodovias Vicinais define:

Região Plana - Inclinação Transversal de Terreno ≅≅≅≅ 5%;

Região Ondulada - Inclinação Transversal de Terreno ≅≅≅≅ 20%;

Região Montanhosa - Inclinação Transversal de Terreno ≅≅≅≅ 70%.



DER – PR , na define:

Inclinação do Terreno Região< 10% Plana

10 a 25% Ondulada> 25% Montanhosa



GARCIA e PIEDADE , definem:

CLASSE DECLIVIDADE (%) INTERPRETAÇÃOA < 3 FracaB 3 A 6 ModeradaC 6 A 12 Moderada a ForteD 12 A 20 ForteE 20 A 40 Muito ForteF >40 Extremamente forte



Outros autores , definem:

TERRENO DECLIVIDADEplano 0 a 3%

plano a suave-ondulado 3 a 6%suave-ondulado a ondulado 6 a 12%ondulado a forte ondulado 12 a 20%

forte ondulado a montanhoso 20 a 40% montanhoso >40%



Outros autores , definem:

TERRENO DECLIVIDADEplano 0 a 3%

plano a suave-ondulado 3 a 6%suave-ondulado a ondulado 6 a 12%ondulado a forte ondulado 12 a 20%

forte ondulado a montanhoso 20 a 40% montanhoso >40%


Velocidade de Projeto x Velocidade de Operação

Velocidade de Projeto:Segundo a AASHTO, velocidade de projeto, ou velocidade diretriz, é a máxima velocidade que um veículo pode manter, em determinado trecho da rodovia, em condições normais, com segurança.

Velocidade de Operação:É a média de velocidades para todo o tráfego ou parte dele, obtida pela soma das distâncias percorridas dividida pelo tempo de percurso. É a utilizada nos estudos de capacidade e níveis de serviço da via.


Distâncias de Visibilidade

DISTÂNCIAS DE VISIBILIDADEF( velocidade), com o objetivode:

•Proporcionar boas condiçõesDe visibilidade aos motoristasquando trafegam na rodovia.

SEGURANÇA E EFICIÊNCIA OPERACIONAL NA RODOVIA

DE PARADA ( DP )

DE ULTRAPASSAGEM ( DU )


Distâncias de Visibilidade de Parada

DISTÂNCIAS DE VISIBILIDADEDE PARADA ( valores):�Mínimos Recomendados;e�Mínimos Excepcionais( ou desejáveis)

REFLETEM TENDÊNCIAS OUCOMPORTAMENTOSDOS MOTORISTAS EM CONDIÕES CHUVOSAS

Mínimos Recomendados:Em condições chuvosasa velocidade efetiva de operação é reduzida para um valor médio inferior a velocidade diretriz

Mínimos Excepcionais ( desejáveis) :Em condições chuvosas a velocidade efetiva de operação é igual àvelocidade diretriz.


Distâncias de Visibilidade de Parada ( Dp )

D1 D2

Dp

21DDD

p+=

).(255.7,0

2

if

VVD

p+

+=


É a distância que deve ser proporcionada ao veículo, numapista simples e de mão dupla para que, quando estiver trafegando atrás de um veículo mais lento, possa efetuaruma manobra de ultrapassagem em condições aceitáveisde segurança e conforto, ou seja:

DISTÂNCIA DE VISIBILIDADE DE ULTRAPASSAGEM ( Du )

É RECOMENDADO QUE DEVAM EXISTIR TRECHOS COM VISIBILIDADE

DE ULTRAPASSAGEM A CADA 1,5 A 3,0 KM E TÃO EXTENSOS QUANTO POSSÍVEL

Du≈ 7.V


RAIO MÍNIMO DE CURVA HORIZONTAL

São os menores raios das curvas que podem ser percorridas em condições limite com a velocidade diretriz, e à taxa máxima de superelevação admissível, em condições aceitáveis de segurança e de conforto de viagem.


RAIO MÍNIMO DE CURVA HORIZONTAL

São os menores raios das curvas que podem ser percorridas em condições limite com a velocidade diretriz, e à taxa máxima de superelevação admissível, em condições aceitáveis de segurança e de conforto de viagem.

)(127

2

min

máxmáxfe

VR

+

=

V = Velocidade Diretriz, em km/h;

f = coeficiente de atrito transversal pneu/pavimento;e = superlevação, m/m;


SUPERELEVAÇÃO

•Condições climáticas;

•Condições topográficas;

•Tipo de área (rural ou

urbana);

•Freqüência de tráfego lento

no trecho analisado.

Valores Máximos

Adotados e

Determinados

para a

Superelevação

(AASHTO, 1993),

são função de:


SUPERELEVAÇÃO

Mínimo. Adotar em situações extremas, com intensa ocupação do solo adjacente.

4%

Valor inferior normal. Adotar para projetos em áreas urbanizadas ou em geral sujeitando o tráfego a reduções de velocidade ou paradas.

6%

Valor superior normal. Adotar para rodovias Classe I em regiões montanhosas e rodovias das demais classes de projeto;

8%

Máximo Normal. Adequado para fluxo ininterrupto. Adotar para Rodovias Classe 0 e Classe I em regiões planas e onduladas

10%

Máximo absoluto em circunstância específicas;12%

Casos de Empregoemáx

Taxas Máximas de Superelevação Admissíveis (emáx)


CURVAS HORIZONTAIS

Simples

Curvas de

Concordância

Horizontal

CompostaPC

PT

Com

Transição

Sem

Transição

TS ST

SC CS

R1

R2


UTILIZAÇÃO DE CURVAS SIMPLES OU DE TRANSIÇÃO

Valores limites dos raios R acima dos quais podem ser dispensadas curvas de transição.

Vp (km/h) 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120R (m) 170 300 500 700 950 1200 1550 1900 2300 2800


Curvas Verticais

•PIV = Interseção dos Greides Retos ou Ponto de Interseção

Vertical;

•PCV = Ponto de Curva Vertical

•PTV = Ponto de Tangência Vertical

•Segmento entre PCV e PTV = Curva de Concordância Vertical.

Pontos de

Tangência


Curvas Verticais

minv K.R 100=

a) Para as curvas verticais côncavas e convexasLmin ≥≥≥≥ 0,6 .V, onde:

V = velocidade diretriz, em Km/h; eLmin = comprimento mínimo da curva vertical, em metros.

Onde:K = parâmetro da parábola (m);V = velocidade (km/h); ea = aceleração centrífuga admissível (m/s2). (1,5%.g ≤≤≤≤ a ≤≤≤≤ 5%.g)

b)

a

VK min

1296

2

=


Desenvolvimento de Traçados

Traçado em Ziguezague



Traçadoem

Ziguezague:SERRA DO

RIO DORASTRO (SC)



Traçado acompanhando o talvegue



Traçado acompanhando

o talvegue



Traçado acompanhando as curvas de nível



Traçado acompanhando

as curvas de nível



Traçado acompanhando a garganta



Traçado acompanhando o divisor


Recomendações sobre Traçados em Planta

As principais recomendações, transcritas do Manual de projeto de engenharia rodoviária (DNER, 1974) e do Manual de projeto geométrico de rodovias rurais (DNER, 1999), estão resumidas aseguir:

a) recomendações quanto ao traçado em planta:�os traçados devem ser constituídos, em planta, por arcos de circunferência de raiose desenvolvimento tão amplos quanto a topografia o permitir, concordados por pequenas tangentes que pareçam, em perspectiva, partes integrantes de curvascompostas e contínuas; esta recomendação é especialmente válida para os projetosem classes mais elevadas – Classe 0 ou I –, implicando no uso de curvas com raiosbastante grandes, que propiciem distâncias de visibilidade adequadas mesmo nostrechos em curva; as Normas do DNER não recomendam, evidentemente, asubstituição de trechos em tangente por sucessões de curvas de pequenos raios;



�Na figura a seguir está ilustrada a diferença entre essas diferentes concepções de traçado:



�as tangente longas devem ser evitadas, exceto em condições topográficas especiais,onde se harmonizem com a paisagem, ou e em travessias urbanas onde a ordemdominante seja a retilínea, conforme figura a seguir:


�a extensão em tangente não deve ser maior que 3 km, não devendo ser maior que2,5 vezes o comprimento médio das curvas adjacentes, nem maior que a distânciapercorrida por um veículo, na velocidade diretriz, durante o tempo de 1,5 minutos;

� os traçados devem ser tão direcionais e adaptados à topografia quanto possível,devendo os ângulos de deflexão ( I ) estarem situados entre 10° e 35°; paradeflexões inferiores a 5°, deve-se efetuar a concordância de tal forma que ocomprimento em curva, em metros, resulte maior que 30 . (10 – I°); deflexõesmenores que 15' dispensam concordância com curva horizontal;

�nas extremidades de tangentes longas não devem ser projetadas curvas de pequeno raio;

� deve-se evitar o uso de curvas com raios muito grandes (maiores que 5.000 m, porexemplo), devido a dificuldades que apresentam para o seu percurso pelosmotoristas;



�raios de curvas consecutivas não devem sofrer grandes variações, devendo apassagem de zonas de raios grandes para zonas de raios pequenos ser feita deforma gradativa , conforme figuras a seguir:



�a relação entre os raios de curvas consecutivas deve ser estabelecida de acordo comos critérios expressos no gráfico da figura a seguir;

CRITÉRIOS PARA ESCOLHA DE RAIOS DE CURVASSUCESSIVAS



Recomendações sobre Traçados

�duas curvas horizontais de sentidos opostos devem ser concordadas,preferencialmente, com a tangente mínima necessária;

�duas curvas horizontais de mesmo sentido não devem ser concordadas comtangente intermediária curta; a concordância poderá ser feita com curva compostaou com tangente intermediária, observadas as seguintes recomendações:

· concordância com curva composta: a relação entre o raio maior e o raio menor(R1/R2) deve observar às seguintes limitações:R2 < 100 m : R1 / R2 < 1,3100 m < R2 < 500 m : R1 / R2 < 1,5500 m < R2 < 1.000 m : R1 / R2 < 1,71.000 m < R2 : R1 / R2 < 2,0 ;

· concordância com tangente intermediária: o comprimento da tangenteintermediária (L) deve ser superior à distância percorrida por um veículo, navelocidade diretriz (V), durante o tempo de 15 segundos, o que resulta,aproximadamente: L (m) > 4 . V (km/h) ;


Recomendações quanto ao traçado em perfil

�o grade da rodovia deve resultar suave e uniforme, evitando-se as constantesquebras do alinhamento vertical e os pequenos comprimentos com rampasdiferentes;

�nos trechos em corte ou em seção mista, deve-se projetar o grade com declividadeigual ou superior a 1,0 %; rampas inferiores requerem cuidados especiais quanto àdrenagem; o mínimo permitido é de 0,350 %, limitado a uma extensão de 30,00 m;

�nos trechos em corte, deve-se evitar concavidades com rampas de sinais contrários,para evitar problemas com a drenagem superficial;

�em regiões planas, o grade deve ser preferencialmente elevado;


Recomendações quanto ao traçado coordenado em planta e em perfil

�tangentes e curvas horizontais de grandes raios não devem estar associadas a rampas elevadas, nem as curvas horizontais de pequenos raios devem estar associadas a rampas pequenas;

�as tangentes longas devem estar, sempre que possível, associadas a curvas verticais côncavas, que atenuem a "rigidez" do trecho;


Recomendações quanto ao traçado coordenado em planta e em perfil

�o vértice da curva horizontal deve coincidir ou ficar próximo a vértice de curvavertical; a curva horizontal deve iniciar antes da curva vertical, como que anunciando ao usuário;

� nas figuras a seguir estão ilustradas diversas combinações recomendáveis de curvas horizontais e verticais, observando-se que são válidas tanto para curvas horizontais à direita e à esquerda, como para curvas verticais côncavas e convexas;


Defeitos dos traçados

A combinação inadequada (ou não devidamente coordenada) dos elementos geométricos do projeto em planta e do projeto em perfil pode resultar no projeto de uma rodovia com trechos que não ofereçam condições satisfatórias de segurança e de conforto para os usuários, prejudicando a fluidez desejada para o trânsito veicular.

Algumas combinações desses elementos, em particular, produzem defeitos na geometria da rodovia que podem comprometer seriamente a qualidade do projeto, devendo ser evitadas pelo projetista.



PISTA SEM DOBRA ÓTICA

PISTA COM DOBRA ÓTICA



DOBRAS E DEFEITOS ÓTICOS



MERGULHO EM TANGENTE



MERGULHO EM CURVA



ABAULAMENTOS (TOBOGÃ)



ONDULAÇÕES NA CURVA



MERGULHO RASO



MERGULHO PROFUNDO



SALTO



SALTO COM DEFLEXÃO



INÍCIO DA CURVA HORIZONTAL NA ÁREA CONVEXA


Padrão de Prancha de Projeto Geométrico

PROJETO

PROJETODE ENGENHARIA


Representação Gráfica do Traçado em PLANTA


Representação Gráfica do Traçado em PERFIL


Obrigado!

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