Apostila -projeto geometrico de estradas -prof shu han lee

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(Parte 3 de 6)

O conceito de rendimentos decrescentes está relacionado à constatação de que, num sistema de rodovias, a exemplo do que se verifica em qualquer rede física que dê suporte à circulação de fluxos, as maiores quantidades desses fluxos ocorrem em uma parcela pequena da extensão da rede, ao passo que uma grande parte da extensão física da rede atende a fluxos muito pequenos11.

FIGURA 2.3 – RELAÇÃO ENTRE AS FUNÇÕES DE MOBILIDADE E DE ACESSO

Fonte: Classificação funcional do sistema rodoviário do Brasil (DNER, 1974, p.12)

1 Para fins de estudos de classificação funcional, os fluxos na rede rodoviária são expressos em volumes diários x quilômetros (vpd.km), obtidos, para cada trecho homogêneo de rodovia, pelo produto do volume médio diário de tráfego nesse trecho pela extensão do mesmo, em km.

Arterial

Coletor Local

A consideração desses dois conceitos, na análise de uma rede de rodovias que serve a um país (ou mesmo a uma grande região), permite que sejam caracterizadas as rodovias mais adequadas para cada padrão de extensão de viagem e, uma vez quantificados os respectivos trechos homogêneos e fluxos, permite também a construção da curva de rendimentos decrescentes, com a definição dos parâmetros identificadores dos limites de cada sistema funcional.

No gráfico da figura 2.4, está ilustrada a curva de rendimentos decrescentes resultante dos estudos de classificação funcional de rodovias realizados pelo DNER, abrangendo a rede de rodovias em operação no Brasil em 1973.

O exame deste gráfico permite que se observe com clareza as citadas características de funcionamento de uma rede de rodovias.

FIGURA 2.4 – CURVA DE RENDIMENTOS DECRESCENTES

Fonte: Classificação funcional do sistema rodoviário do Brasil (DNER, 1974, p.15)

Percebe-se que o Sistema Arterial, servindo aos grandes geradores de tráfego e ao trânsito de longo curso demandando elevados níveis de mobilidade, atende à maior percentagem dos vpd.km do sistema, mas compreende uma percentagem relativamente pequena da extensão total de rodovias.

Na outra ponta, o Sistema Local, servindo aos pequenos geradores de tráfego e ao trânsito de curto percurso demandando maiores possibilidades de acessos e baixos níveis de mobilidade, atende a uma pequena percentagem dos vpd.km do sistema, mas abrange uma percentagem bastante elevada da extensão total da rede.

Entre esses extremos situa-se o Sistema Coletor, no qual se verifica um relativo equilíbrio entre as percentagens de extensão de rede compreendidas pelo sistema e de vpd.km atendidos.

Dentre os objetivos gerais da adoção da classificação funcional de rodovias podem ser citados:

§ o planejamento lógico do desenvolvimento físico do sistema rodoviário; § a adjudicação racional da responsabilidade de jurisdição;

§ o planejamento da distribuição dos recursos financeiros por sistemas funcionais.

Na tabela 2.1 estão resumidos, por sistema funcional, as funções básicas e os demais parâmetros que serviram de referência para a classificação funcional das rodovias no Brasil.

% acumulada de vpd

. km

% acumulada de km de rodovias

km : 8 %
vpdkm : 73 %
km : 25 %
vpdkm : 19 %
km : 67 %

LOCAIS vpd . km : 8 %

TABELA 2.1 – PARÂMETROS PARA A CLASSIFICAÇÃO FUNCIONAL DE RODOVIAS

Viagens internacionais e inter-regionais. Elevados níveis de mobilidade. Formar sistema contínuo na região.

Articulação com rodovias similares em regiões vizinhas. Conectar capitais e cidades com pop. > 150.0 hab.

Extensão: 2 a 3½ % da rede. Serviço: 30 a 35 % dos vpd.km. Ext. média de viagens: 120 km. Veloc. operação: 60 a 120 km/h.

Viagens inter-regionais e interestaduais. Atender função essencial de mobilidade. Formar sistema contínuo na região.

Conectar cidades com pop. ± 50.0 hab.

Extensão: 1½ a 3½ % da rede. Serviço: 15 a 20 % dos vpd.km. Ext. média de viagens: 80 km. Veloc. operação: 50 a 100 km/h. ARTERIAL

Viagens intra-estaduais e não servidas pelos sistemas superiores.

Formar sistema contínuo com rodovias dos sistemas superiores, atendendo função essencial de mobilidade. Conectar cidades com pop. > 10.0 hab.

Extensão: 2½ a 5 % da rede. Serviço: 10 a 20 % dos vpd.km. Ext. média de viagens: 60 km. Veloc. operação: 40 a 80 km/h.

Viagens intermunicipais.

Acesso a geradores de tráfego (portos, mineração, parques turísticos, produção agrícola, etc.). Conectar cidades com pop. > 5.0 hab.

Extensão: 4 a 8 % da rede.

Serviço: 8 a 10 % dos vpd.km. Ext. média de viagens: 50 km. Veloc. operação: 30 a 70 km/h.

Ligar áreas servidas com o sistema coletor primário ou com o sistema arterial. Acesso a grandes áreas de baixa densidade populacional.

Conectar centros com pop. > 2.0 hab e sedes municipais não servidas por sistemas superiores.

Extensão: 10 a 15 % da rede. Serviço: 7 a 10 % dos vpd.km. Ext. média de viagens: 35 km. Veloc. operação: 30 a 60 km/h.

Viagens intra-municipais. Acesso de pequenas localidades e áreas rurais às rodovias de sistemas superiores.

Extensão: 65 a 80 % da rede. Serviço: 5 a 30 % dos vpd.km.

Ext. média de viagens: 20 km. Veloc. operação: 20 a 50 km/h.

2.3 CLASSIFICAÇÃO TÉCNICA DAS RODOVIAS

A nomenclatura das rodovias federais oferece uma forma lógica para a designação das rodovias, atendendo a interesses de ordem administrativa, permitindo ainda (ao menos para o caso das rodovias federais) que se tenha uma noção aproximada da disposição do traçado de uma rodovia ao se conhecer a sua sigla.

A classificação funcional das rodovias, por sua vez, atende principalmente a interesses da área de planejamento rodoviário, pois o critério de agrupamento de acordo com os tipos de serviço prestados permite que se tenha uma noção da importância que uma rodovia exerce no contexto de uma rede rodoviária e das características gerais da demanda que a solicita, quando se conhece o sistema funcional a que pertence a rodovia.

satisfatoriamente à demanda que a solicitará e, conseqüentemente, às funções a que se destina

Para fins de balizamento do projeto geométrico de uma rodovia, no entanto, é conveniente outra forma de classificação, denominada de Classificação Técnica, que permite a definição das dimensões e da configuração espacial com que a rodovia deverá ser projetada para poder atender

Há diferentes formas de se classificar tecnicamente uma rodovia ou um projeto. Cada país ou entidade responsável pela administração pública de rodovias pode estabelecer suas próprias normas, ou adaptar às suas circunstâncias as normas e critérios observados em outros países.

É o caso brasileiro, em que as normas de projeto geométrico editadas pelo DNER foram copiadas e adaptadas a partir das normas de projeto praticadas nos Estados Unidos12.

Nesta publicação, serão referenciadas apenas as normas editadas e recomendadas pelo

As primeiras normas de projeto editadas pelo DNER foram as “Normas para o projeto de estradas de rodagem”, instituídas formalmente pelas Portarias n° 19, de 10 jan. 1949, e n° 348, de 17 abr. 1950.

Posteriormente, essas normas foram complementadas e atualizadas por meio de publicações diversas, com destaque do “Manual de projeto de engenharia rodoviária” (DNER, 1974), das “Normas para o projeto de estradas de rodagem” (DNER, 1975), e das “Instruções para o projeto geométrico de rodovias rurais” (DNER, 1979).

Mais recentemente, o DNER lançou o “Manual de projeto geométrico de rodovias rurais”

(DNER, 1999), aprovado pelo Conselho Administrativo do DNER em 21 dez. 1999, por meio da

Resolução nº 15/9, com o objetivo de reunir as informações essenciais pertinentes às normas para o projeto geométrico de rodovias rurais em vigor no Brasil, incluindo recomendações sobre aspectos não normatizados.

2.3.1 Designação dos elementos geométricos

Uma rodovia pode ser imaginada como sendo um ente físico, no qual prevalecem as dimensões longitudinais, sendo seus elementos referenciados geometricamente a uma linha fluente e contínua.

Assim, como qualquer entidade física tridimensional, uma rodovia pode ter seus elementos geométricos decompostos segundo 3 dimensões, para tratamento em fases separadas, visando maior facilidade.

Numa das fases, trata-se do projeto em planta, dimensionando-se os elementos geométricos da rodovia projetados em um plano horizontal. No projeto em planta, o objetivo principal é definir a geometria da linha que representa a rodovia, denominada de eixo da rodovia.

Noutra fase, define-se o projeto em perfil, com o dimensionamento dos elementos geométricos da rodovia segundo um plano vertical; atente-se para o fato de que não se trata de uma projeção vertical propriamente dita, pois o plano vertical de referência para fins de projeto é obtido pelo rebatimento da superfície cilíndrica gerada por uma reta que se desloca ao longo do eixo da rodovia, perpendicularmente ao plano horizontal. No projeto em perfil, o objetivo principal é definir a geometria da linha que corresponde ao eixo da rodovia representado no plano vertical, linha esta que é denominada greide da rodovia (ou grade, do original em inglês).

perpendiculares ao eixo da rodovia

Finalmente, na terceira fase, pode-se definir os denominados elementos de seção transversal, com a caracterização da geometria dos componentes da rodovia segundo planos verticais

É claro que esta separação é feita apenas com o propósito de facilitar o dimensionamento dos elementos que constituem o projeto geométrico de uma rodovia. Sendo a rodovia, como já dito, uma entidade física tridimensional, assim deve ser sempre imaginada e tratada, com seus elementos constituintes, embora definidos em planos separados, sendo pensados em conjunto, para que seus efeitos espaciais e dinâmicos resultem devidamente considerados.

Para uniformização e facilidade de referência, apresenta-se, com base nas figuras 2.5 a 2.7, a denominação técnica dos principais elementos constituintes de uma rodovia, com destaque para aqueles de maior interesse para o projeto geométrico.

13 Há exceções, como no caso do Estado de Santa Catarina, onde o DER/SC resolveu adotar normas alemãs para o projeto geométrico de rodovias.

Observando-se as diferentes disposições comumente encontradas ao longo dos traçados das rodovias, podem ser distinguidos 3 tipos clássicos de configuração para as denominadas seções transversais, que estão ilustradas esquematicamente na figura 2.5, quais sejam:

lado, abaixo do terreno natural, e do outro, acima do terreno natural

§ seção transversal de corte: aquela que corresponde à situação em que a rodovia resulta abaixo da superfície do terreno natural; § seção transversal de aterro: a que corresponde à situação contrária, isto é, com a rodovia resultando acima do terreno natural; § seção transversal mista: que ocorre quando, na mesma seção, a rodovia resulta de um

Na figura 2.6 está representada a configuração típica de uma seção transversal mista de uma rodovia em pista simples, onde de um lado estão assinalados os elementos característicos de uma seção de corte, e do outro lado, os elementos característicos de uma seção de aterro.

A mesma disposição está representada na figura 2.7, onde se representa uma seção transversal mista para o caso de uma rodovia em pista dupla, com indiçação das posições dos eixos de projeto (os eixos podem ser projetados de forma independente).

Nessas figuras, estão assinalados os seguintes elementos básicos:

§ eixo da rodovia: é a linha que representa geometricamente a rodovia, projetada no plano horizontal; em uma seção transversal, o eixo se resume a um ponto, tal como indicado nas figuras; § faixa de rolamento (ou faixa de trânsito): é o espaço dimensionado e destinado à passagem de um veículo por vez; na figura 2.6 está representado o caso mais simples, de rodovia com 2 faixas de trânsito, uma para cada sentido de percurso, e na figura 2.7 representa-se o caso de rodovia com pista dupla, com 2 faixas de trânsito por sentido; § pista de rolamento: é o espaço correspondente ao conjunto das faixas contíguas; na figura 2.6 representa-se o caso de pista simples, e na figura 2.7 o caso de pista dupla, com separação física entre as pistas; § acostamento: é o espaço adjacente à faixa de trânsito que é destinado à parada emergencial de veículos, não sendo em geral dimensionado para suportar o trânsito de veículos (que pode ocorrer em caráter esporádico); nas seções em aterro, os acostamentos externos poderão incluir uma largura adicional (não utilizável pelos veículos) destinada à instalação de dispositivos de sinalização (placas) ou de segurança (guard-rails); nos casos de pistas duplas, o acostamento adjacente à faixa de trânsito mais à direita de uma pista, em cada sentido de percurso (faixa externa), é denominado acostamento externo, e o adjacente à faixa mais à esquerda, em cada sentido de percurso (faixa interna) é denominado acostamento interno (observe-se que os acostamentos são também dotados de inclinações transversais, com o objetivo de permitir o escoamento das águas de superfície para fora da pista14); § sarjeta: dispositivo de drenagem superficial, nas seções de corte, que tem por objetivo coletar as águas de superfície, conduzindo-as longitudinalmente para fora do corte; § abaulamento: é a inclinação transversal das faixas de trânsito (ou da pista), introduzida com o objetivo de forçar o escoamento das águas de superfície para fora da pista; no caso de pista dupla, não se trata de abaulamento propriamente dito, mas de inclinações transversais das pistas (que podem ser independentes);

14 Há situações em que a norma permite que a inclinação do acostamento do lado externo da curva seja inclinado no mesmo sentido que a pista, conforme se verá adiante, com a finalidade de melhorar as condições de segurança para os veículos que “se perdem” nas curvas, em troca de maior contribuição de águas pluviais a serem escoadas pela pista de rolamento.

pavimento v rampa do corte off-set esquerdo valeta de proteção do corte banqueta de proteção do corte crista do corte faixa de trânsitofaixa de trânsitoacostamentosargeta

Eixo de projeto plataforma h v saia do aterro pé do aterrooff-set direito pavimento acostamento abaulamentoabaulamento larg. adicional pavimento pavimento v h v saia do aterro rampado corte off-set esquerdo valeta de proteção do corte banqueta de proteção do corte crista do corte off-set direito pé do aterro larg. adicionalacostamentoexternofaixa de trânsito(externa)faixa de trânsito(externa)faixa de trânsito(interna)faixa de trânsito (interna)acostamento internoacostamento internoacostamento externosargeta pista de rolamento (pista esquerda)pista de rolamento (pista direita)canteiro central

Eixo de projetoEixo de projeto plataforma

RODOVIAS EM PISTA SIMPLES

FIGURA 2.6 - ELEMENTOS DE SEÇÃO TRANSVERSAL

RODOVIAS EM PISTA DUPLA

FIGURA 2.7 - ELEMENTOS DE SEÇÃO TRANSVERSAL

DE SEÇÕES TRANSVERSAIS

FIGURA 2.5 - CONFIGURAÇÕES TÍPICAS

SEÇÃO MISTA talude = v : h talude = v : h pé do corte crista do aterro pé do corte crista do aterro

§ plataforma: a porção da rodovia compreendida entre os bordos dos acostamentos externos, mais as larguras das sargetas e/ou as larguras adicionais, conforme se trate de seções de corte, de aterro ou mistas;

§ saia do aterro: a superfície lateral (geralmente inclinada) que resulta da conformação de uma seção de aterro; a interseção dessa superfície com o terreno natural é denominada de pé do aterro, sendo a interseção com a plataforma denominada crista do aterro;

§ rampa do corte: a superfície lateral (geralmente inclinada) que resulta da conformação de uma seção de corte; a interseção dessa superfície com a plataforma é denominada de pé do corte, sendo a interseção com o terreno natural denominado crista do corte;

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