Apostila -projeto geometrico de estradas -prof shu han lee

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§ talude: a forma de caracterizar a inclinação da saia do aterro ou da rampa do corte, sendo expresso pela relação v : h (ou v/h) entre os catetos vertical (v) e horizontal (h) de um triângulo retângulo cuja hipotenusa coincide com a superfície inclinada (matematicamente, o talude expressa a tangente do ângulo que a superfície inclinada forma com o horizonte);

§ valeta de proteção de corte: dispositivo de drenagem superficial, disposto a montante das seções de corte, que tem por objetivo interceptar as águas superficiais que correm em direção à rampa do corte, conduzindo-as longitudinalmente para fora das seções de corte; geralmente são pequenas valas simplesmente cavadas no terreno natural, sendo o material resultante da escavação depositado a jusante da valeta, constituindo um pequeno dique, denominado banqueta de proteção do corte, cuja função é a de servir como barreira para prevenção quanto a eventuais extravasamentos da valeta;

§ off-sets: dispositivos (geralmente varas ou estacas) que servem para referenciar a posição das marcas físicas correspondentes às cristas dos cortes ou dos pés dos

aterros

aterros, colocados em pontos afastados por uma distância fixa convencionada (daí a denominação, do original em inglês, que designa tal afastamento), com o objetivo de facilitar a reposição das marcas, se arrancadas durante a construção dos cortes ou dos

Observe-se, a partir da definição desses elementos, que uma rodovia pode apresentar diferentes larguras de plataforma ao longo de sua extensão, dependendo das conformações das seções de aterro, de corte ou mistas, devido à inclusão das larguras das sarjetas nos cortes e/ou das larguras adicionais dos acostamentos externos nos aterros.

A terminologia acima apresentada é a tecnicamente correta; no entanto, no jargão rodoviário, alguns elementos passaram a ser designados com a denominação de outros, gerando uma certa incorreção do ponto de vista de conceituação, no rigor acadêmico.

É o caso das saias dos aterros e das rampas de cortes, que são usualmente designadas por “taludes dos aterros” e por “taludes dos cortes”, respectivamente. Como já visto, o termo talude não se refere à superfície propriamente dita, mas à sua inclinação; no entanto, é comum esse tipo de denominação abrangente, como sugere a própria normatização (DNER, 1979, p. 12).

Outra impropriedade comumente verificada no meio rodoviário é o uso dos termos “off-set do aterro” e “off-set do corte” para designar, respectivamente, o pé do aterro e a crista do corte.

2.3.2 Principais características técnicas de projeto

A classificação técnica de uma rodovia (ou do projeto de uma rodovia) é feita, segundo os critérios estabelecidos pelo DNER, com base em dois parâmetros principais: o volume de tráfego a ser atendido pela rodovia, e o relevo da região atravessada.

O volume de tráfego em uma seção ou em um trecho de uma rodovia é, por definição, o número de veículos que passa pela seção ou pelo trecho em um dado intervalo de tempo, sendo a grandeza que expressa a demanda que solicita a rodovia.

O volume de tráfego pode se referir ao conjunto dos diferentes tipos (ou categorias) de veículos ou a cada categoria em particular, podendo também ser expresso em diferentes unidades, dependendo dos intervalos de tempo fixados.

Para fins de classificação técnica de projetos rodoviários, considera-se o conjunto dos diferentes tipos de veículos, tratando-se, portanto, de volumes de tráfego misto; os intervalos de tempo mais utilizados para fins de projeto geométrico são o dia e a hora, resultando em volumes de tráfego expressos em veículos/dia (v/d ou vpd) ou em veículos/hora (v/h ou vph).

Assim, as normas do DNER estabelecem diferentes classes de projeto, com características adequadas ao atendimento dos volumes de tráfego previstos para as rodovias.

Para cada classe de projeto, as normas estabelecem a velocidade diretriz mínima recomendada para o projeto da rodovia, em função do relevo da região atravessada.

A velocidade diretriz é, por definição, a maior velocidade com que um trecho de rodovia pode ser percorrido, com segurança, considerando apenas as limitações impostas pelas características geométricas da rodovia; a velocidade diretriz é a velocidade selecionada para fins de projeto. Observe-se que o relevo da região, embora não seja uma característica intrínseca da rodovia propriamente dita, é também considerado para fins de sua classificação técnica.

Isto se deve não somente aos diferentes graus de dificuldade (e, por via de conseqüência, aos diferentes custos) para o projeto e construção de rodovias com características similares em regiões de relevos diferenciados, mas também ao fato de que os usuários aceitam, com o mesmo grau de satisfação, transitar em rodovias com geometrias mais pobres (portanto, com menores velocidades diretrizes), ao perceber condições de relevo mais difíceis, e vice-versa.

Não há critérios rígidos e objetivos para estabelecer quando uma determinada região apresenta relevo plano, ondulado ou montanhoso, sendo essa definição geralmente feita de modo subjetivo pelo projetista, com base em sua experiência e na percepção da geomorfologia das áreas atingidas pelo traçado da rodovia.

A AASHTO15 sugere a classificação do relevo do terreno, nos corredores por onde passa a rodovia, de acordo com a influência que esse relevo exerce na conformação das características do traçado resultante do projeto da rodovia, definindo (AASHTO, 1994, p. 236):

§ relevo plano: a condição em que as distâncias de visibilidade permitidas pela geometria da rodovia podem resultar bastante longas sem que para isso se incorra em maiores dificuldades construtivas ou custos mais elevados;

§ relevo ondulado: aquele em que as declividades do terreno natural passam a exigir constantes cortes e aterros para a conformação do perfil da rodovia, com ocasionais inclinações mais acentuadas oferecendo alguma restrição ao desenvolvimento normal dos alinhamentos horizontais e verticais;

§ relevo montanhoso: o que se caracteriza por mudanças abruptas de elevações entre o terreno natural e a plataforma da rodovia, tanto longitudinal quanto transversalmente,

horizontal e vertical da rodovia

demandando freqüentes aterros e cortes nas encostas para se conformar a geometria

Uma vez estabelecida a classe de projeto e definida a velocidade diretriz, em função do relevo da região (ou, mais apropriadamente, do corredor) por onde passa a rodovia, esta velocidade passa a condicionar, direta ou indiretamente, a fixação dos limites a serem observados pelas demais características técnicas com as quais a rodovia será geometricamente projetada.

Dentre essas características técnicas, que serão objeto de consideração mais detalhada à medida que os assuntos específicos venham a ser tratados nesta publicação, destacam-se as seguintes, cujos valores limites são especificamente fixados pelas Normas do DNER para as diferentes classes de projeto:

15 AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Officials) é a entidade Norte-Americana que congrega os órgãos públicos estaduais rodoviários e de transportes daquele país, e que se encarrega de formular e recomendar políticas de engenharia rodoviária.

§ Distância de Visibilidade de Parada: a distância que um veículo percorre, desde a percepção de um obstáculo, pelo motorista, até a parada total do veículo;

§ Distância de Visibilidade de Ultrapassagem: a distância livre necessária entre um veículo, que deseja ultrapassar outro mais lento à sua frente, e um veículo que esteja se deslocando em sentido contrário (em rodovia de pista simples), para que a manobra possa ser completada com segurança;

§ Raio de Curva Horizontal: o raio de curva circular utilizada no projeto em planta;

§ Superelevação: a inclinação transversal da pista (geralmente expressa em %), nos trechos em curva horizontal, que serve para contrabalançar o efeito da força centrífuga;

§ Rampa (aclive ou declive): a inclinação longitudinal dos trechos retos do greide, no projeto em perfil (geralmente expressa em %);

§ Parâmetro K: o parâmetro que caracteriza uma parábola do 2° grau (curva utilizada no projeto em perfil), sendo seu valor dado pelo quociente entre o comprimento da

parábola e a variação de rampas nos seus extremos, ou seja: K = L / Äi(em m/%);

§ Largura da Faixa de Trânsito: a largura com que devem ser projetadas as faixas de trânsito, que devem comportar os veículos com alguma folga lateral, para permitir pequenos desvios de trajetória;

§ Largura do Acostamento: a largura com que devem ser projetados os acostamentos para que estes possam atender às suas finalidades, influindo nas condições oferecidas ao trânsito na rodovia;

§ Gabarito Vertical: a altura livre, acima da superfície da pista de rolamento, que deve ser observada ao longo de toda a extensão do trecho projetado, para assegurar a passagem dos veículos nela autorizados a transitar;

§ Afastamento Lateral do Bordo: a distância livre existente entre o bordo da faixa de trânsito ou da porção transitável do acostamento e um obstáculo físico;

§ Largura do Canteiro Central: a largura do espaço (ou do dispositivo de separação física) das pistas, no caso de pista dupla, medido entre os bordos das faixas internas, incluindo, por definição, as larguras dos acostamentos internos.

2.3.3 Classes de projetos

As normas do DNER estabelecem 5 classes técnicas para o projeto de rodovias rurais integrantes da rede nacional, quais sejam:

§ Classe 0 (zero) ou Especial, que corresponde ao melhor padrão técnico, com características técnicas mais exigentes, sendo sua adoção feita por critérios de ordem administrativa; trata-se de projeto de rodovia em pista dupla, com separação física entre as pistas, interseções em níveis distintos e controle total de acessos, com características de Via Expressa;

§ Classe I (um), que é subdividida nas classes IA e IB; a Classe IA corresponde a projeto de rodovia com pista dupla, admitindo interseções no mesmo nível e com controle parcial de acessos, sendo a definição por esta classe feita com base em estudos de capacidade de rodovias; a Classe IB corresponde a projeto de rodovia em pista simples, sendo indicada para os casos em que a demanda a atender é superior a 200 vph ou superior a 1.400 vpd, mas não suficiente para justificar a adoção de classes de projeto superiores;

§ Classe I (dois), que corresponde a projeto de rodovia em pista simples, cuja adoção é recomendada quando a demanda a atender é de 700 vpd a 1.400 vpd;

§ Classe I (três), que corresponde a projeto de rodovia em pista simples, sendo recomendada para o projeto de rodovias com demanda entre 300 vpd e 700 vpd;

§ Classe IV (quatro), que é a classe de projeto mais pobre, correspondendo a projeto de rodovia em pista simples, sendo subdividida nas classes IVA e IVB; a Classe IVA tem sua adoção recomendada para os casos em que a demanda, na data de abertura da rodovia ao tráfego, situa-se entre 50 vpd e 200 vpd, sendo a Classe IVB reservada aos casos em que essa demanda resulte inferior a 50 vpd.

As classes de projeto, os respectivos critérios de classificação técnica e as velocidades diretrizes recomendadas para o projeto de rodovias novas, para as diferentes condições de relevo da região atravessada, estão resumidos na tabela 2.2.

TABELA 2.2 – CLASSES DE PROJETO PARA NOVOS TRAÇADOS DE RODOVIAS EM ÁREAS RURAIS - DNER

VELOCIDADE DE PROJETO (km/h) CLASSES DE

CARACTERÍSTICAS CRITÉRIO DE CLASSIFICAÇÃO TÉCNICA(1) Plano Ondulado Montanhoso

A Pista Dupla

(Controle Parcial de Acessos) O projeto em pista simples resultaria em Níveis de Serviço

B Pista Simples Volume de Tráfego projetado: > 200 vph ou > 1.400 vpd.

I Pista Simples Volume de Tráfego projetado: 700 vpd a 1.400 vpd. 100 70 50

I Pista Simples Volume de Tráfego projetado: 300 vpd a 700 vpd. 80 60 40

A Pista Simples Tráfego na data de abertura:

50 vpd a 200 vpd. IV

B Pista Simples Tráfego na data de abertura: < 50 vpd.

OBSERVAÇÕES:Os Volumes de Tráfego indicados são bidirecionais e referem-se a veículos mistos; os volumes projetados são os previstos para o
fim dos dez primeiros anos de operação da viaConceito e critérios para o Nível de Serviço: vide o “Highway capacity manual” (TRB, 1994).

Os valores limites e recomendados para as características técnicas, no projeto de uma rodovia nova, considerando as classes de projeto e respectivas velocidades diretrizes, de acordo com as Normas e Instruções vigentes no DNER, foram atualizadas pelo Manual de projeto geométrico de rodovias rurais (DNER, 1999) e estão discriminados na tabela 2.3 adiante.

Além dessas Normas correspondentes aos casos de projetos de rodovias novas, o DNER estabeleceu também Normas admissíveis para os casos de melhoramentos em rodovias já existentes, que são, em princípio, um pouco menos restritivas que as anteriores.

Para tanto, foram introduzidas novas classes de projeto, aplicáveis aos casos de melhoramentos de rodovias existentes, que foram denominadas M-0, M-I, M-I, M-II e M-IV, que correspondem, respectivamente, às classes de Melhoramentos para as rodovias de Classe 0, Classe I, Classe I, Classe II e Classe IV.

A fixação de parâmetros mínimos ou recomendáveis diferenciados para as características técnicas de projetos de reabilitação ou de melhoramentos de rodovias já existentes tem como objetivo principal balizar o melhoramento das condições técnicas das rodovias com investimentos adicionais relativamente pequenos, pois pressupõem viabilizar o máximo aproveitamento das pistas e das plataformas existentes (DNER, 1999, p. 171).

TABELA 2.3 – CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS PARA O PROJETO DE RODOVIAS NOVAS

CLASSE 0 CLASSE I CLASSE I CLASSE II CLASSE IV A CLASSE IV B DESCRIÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS

TÉCNICAS Unida de Plano Ond. Mont Plano Ond. Mont Plano Ond. Mont Plano Ond. Mont Plano Ond. Mont Plano Ond. Mont

Distância de Visibilidade de Parada: - Mínimo Desejável

- Mínimo Absoluto m

Rampa Máxima: - Máximo Desejável

Valor de K para Curvas Verticais Convexas: - Mínimo Desejável

Valor de K para Curvas Verticais Côncavas: - Mínimo Desejável

Largura da Faixa de Trânsito:

- Mínimo Desejável - Mínimo Absoluto m

Largura do Acostamento Externo: - Mínimo Desejável

- Mínimo Absoluto m

Largura do Acostamento Interno: - Pistas de 2 faixas m m

Somente para a Classe IA; Aplicam-se os mesmos valores Indicados para a Classe 0. -

Gabarito Vertical (altura livre)

- Mínimo Desejável - Mínimo Absoluto m

Afastamento Mínimo do Bordo do Acostamento: - Obstáculos Contínuos

- Obstáculos Isolados m

Largura do Canteiro Central: - Largura Desejável m m

Na tabela 2.4 estão discriminados os valores máximos e mínimos estabelecidos pelas normas admissíveis para os projetos rodoviários que visam ao melhoramento de estradas existentes, de acordo com o DNER.

TABELA 2.4 – NORMAS ADMISSÍVEIS PARA O MELHORAMENTO DE ESTRADAS EXISTENTES

REGIÃO M-0 M-I M-I M-II/IV

Velocidade diretriz

(km/h)

Plano Ondulado Montanhoso

Raio mínimo de curva horizontal

(m)

Plano Ondulado Montanhoso

Rampa máxima

Plano Ondulado Montanhoso

Distância mínima de visibilidade de parada

(m)

Plano Ondulado Montanhoso

Distância mínima de visibilidade de ultrapassagem

(m)

Plano Ondulado Montanhoso

Largura da pista de rolamento

(m)

Plano Ondulado Montanhoso

Largura do acostamento externo

(m)

Plano Ondulado Montanhoso Muito Montanhoso

Largura da faixa de domínio

(m)

Plano Ondulado Montanhoso

50 Fonte: Manual de projeto geométrico de rodovias rurais (DNER, 1999, p.172).

Além dessas classes técnicas de projeto, o DNER estabeleceu, em 1976, no âmbito de um programa de financiamento para a construção de estradas vicinais, que contou com a participação técnica e financeira do Banco Internacional para a Reconstrução e Desenvolvimento (Banco Mundial – BIRD) e do Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social (BNDES), outro conjunto de classes de projeto, para o qual foram editadas normas específicas.

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