UNIVERSIDADE ESTADUAL DE FEIRA DE SANTANA
DEPARTAMENTO DE TECNOLOGIA
ENGENHARIA DA CIVIL
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DAS ESTRADAS
FEIRA DE SANTANA – BA
2010
Washington…
Fulano…
Siclano…
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trabalho de estradas, Trabalhos de Engenharia Civil
caracteristicas tecnicas de estradas
Tipologia: Trabalhos
Antes de 2010
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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE FEIRA DE SANTANA
DEPARTAMENTO DE TECNOLOGIA
ENGENHARIA DA CIVIL
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DAS ESTRADAS
FEIRA DE SANTANA – BA
Washington…
Fulano…
Siclano…
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DAS ESTRADAS
Trabalho apresentado à disciplina Estrada, ministrada pela
Prª , no curso de Engenharia Civil da Universidade
Estadual de Feira de Santa – UEFS, como requisito para a
avaliação parcial.
Feira de Santana
1 INTRODUÇÃO
As propriedades técnicas de uma estrada são baseadas em vários fatores, os quais seguem uma
hierarquia no que se baseia a elementos essenciais para construção de uma rodovia ou ferrovia. A
maioria das bibliografias considera em grau de importância o quesito do volume de tráfego, o qual
como já discutido em sala de aula muitas vezes não é levado em conta. Nesse sentido ,normalmente há
um costume de seguir outros parâmetros para ser decisivo na elaboração de fixação das características
geométricas de uma estrada assim como :definição orográfica do trecho da mesma.
Fc = m.v^2 /R
G G
Fa = P. f F 0B A
= mg.f
F 0
6 1 P = mg^
F 0 6 1
Quando o veículo desloca-se sobre a curva sem sofrer deslizamento no sentido lateral, a situação é de equilíbrio, como mostra a Figura III.1.1. Na direção tangente ao plano da pista as componentes de P e Fa, devem igualar a força resultante necessária, dirigida para o centro da curva, tal que: F (^) c = m.a (^) n.
Logo: Fc. cosF 0 6 1= P. senF 0 6 1+ Fa
Assim: m(v^2 /R). cosF 0 6 1F 0 2 Dmg. senF 0 6 1F 0 2 Dmg. f = 0
dividindo toda a expressão por m.g.cosF 0 6 1 , resulta:
(v^2 /gR)F 0 2 DtgF 0 6 1F 0 2 Df / cosF 0 6 1 = 0.
E considerando ainda, que cosF 0 6 1F 0 4 01, resulta:
Na prática rodoviária é usual entrar com a velocidade em Km/h. Convertendo a velocidade de m/s para Km/h e introduzindo o valor de g = 9,81 m/s2, resulta a expressão teórica para o cálculo da superelevação:
(I.1.1)
Não se levando em conta o coeficiente de atrito, como é de praxe, a expressão (III.1.1) reduz- se a :
(I1.2)
A expressão teórica (III.1.1) dá resultados muito exagerados para os raios pequenos, menores do que 250 m. A prática indicou valores máximos em torno de 10 a 12 % para a superelevação máxima. Por este motivo adotou-se o critério de aplicar 0,75.V no lugar de V. O DNIT utilizou um critério empírico, que estabelece uma variação de 0,5 % para cada 20 m de variação do raio, decrescendo a superelevação à medida que o raio aumenta. Ver item II.4.2, letra h, no Capítulo II.
Obs.: O coeficiente de atrito obtido empiricamente pode ser calculado pela expressão III.1.3:
(III.1.3)
Uma expressão mais conservadora ainda foi estabelecida pelo Prof. Alfonso de la Torre, representada pela equação III.1.4.
(III.1.4)
2.1 Distribuição da superelevação
A distribuição da superelevação na rodovia, quando não existe curva de transição entre a tangente e a curva, é feita metade na tangente e metade na curva circular elevando o bordo externo da pista em torno do bordo interno. O comprimento necessário de pista para aplicar a aceleração centrífuga pode ser obtido de um critério de conforto, que limita a "velocidade" de aplicação da aceleração centrífuga, em uma taxa máxima de crescimento da aceleração J = 0,6 m/s 2 /s, ou J = 0,6 m/s 3. O comprimento mínimo de tangente, entre duas curvas reversas, deve permitir a aplicação da fração da superelevação nos dois sentidos.
2.2 Raio mínimo
Os raios mínimos são determinados com base na superelevação máxima admissível no traçado. Da expressão teórica da superelevação isolando o raio obtém-se a expressão
Para determinar os raios mínimos para as rodovias de Classe Especial tomam-se:
f = 0 tgF 0 6 1= 0,10 ( superelevação máxima de 10 %) V = 75 % da velocidade diretriz.
Ex. Cálculo do raio mínimo para rodovia de Classe Especial em terreno ondulado.
Com f = 0, tgF 0 6 1= 0,10 e V = 0,75 x 80 = 60 Km/h, resulta R (^) mín = 283,46F 0 4 0280 m.
Para determinar os raios mínimos para as rodovias de Classe I, II e III tomam-se:
f = dado pela expressão (III.1.3) tgF 0 6 1= 0,08 ( superelevação máxima de 8 %) V = Igual à velocidade diretriz.
Ex. Cálculo do raio mínimo para rodovia de Classe I em terreno plano.
Com f = 0,1539, tgF 0 6 1= 0,08 e V = 100 Km/h, resulta R (^) mín = 336,66F 0 4 0340 m.
3 SUPERLARGURA
A superlargura é o aumento da largura da pista empregado para facilitar a inscrição e o movimento do veículo na curva. Sendo R o raio da curva no eixo da pista, b o comprimento do gabarito. A superlargura deve ser tal que impeça a invasão do veículo na faixa ao lado.
A superlargura S é obtida da construção: B R S = R - OA b O OA 2 = OB 2 – AB^2
É a distância mínima para que dois veículos que trafegam em sentidos opostos (um deles na contra-mão) possam parar, sem colisão.
Dv 2 = 2.Dv 1 Dv 2 = 1.V + 0,02.V^2 (V.2.2.1)
4.2.3 Distância mínima de ultrapassagem
A B
Situação inicial: A e B 0,75.v a 0,75.v
do dp dc
A B 0,75.v v C Momento de decisão: A e B a 0,75.v
v C 0,75.v Final da ultrapassagem B A A (acelerado uniforme- mente de 0,75.v a v) Dvp Figura V.2.3.1. Logo: Dvp = do + dp + dc onde: Dvp = distância de visibilidade de passagem. do = distância percorrida por A durante a observação e decisão (a 75 % da velocidade diretriz). O tempo de observação varia de 3 a 4 s. Assim: do = (0,75.v).4 do = 3.v
dp = distância percorrida durante a ultrapassagem de B, em que o veículo A acelera uniformemente desde v 0 = 0,75.v até a velocidade final v, no final da ultrapassagem. O tempo de passagem de B por A, que acelera com uma aceleração a é igual a: tp = (v- v 0 )/ a. E da cinemática sabe-se que a distância percorrida no movimento uniformemente acelerado, partindo com v 0 até atingir v , vale:
dp = (v 2 – v 02 ) / 2.a.
Tomando v 0 = 0,75.v e substituindo nesta expressão obtém-se:
dp = 0,21875.v 2 /a dc = distância percorrida por C à velocidade diretriz, durante a ultrapassagem de B por A. No tempo tp o veículo C percorre: dc = v.t (^) p. Substituindo a expressão de t (^) p acima e colocando v 0 = 0,75.v, resulta: dc = 0,25.v^2 /a
E a distância de visibilidade necessária para a ultrapassagem fica:
Dvp = do + dp + dc = 3.v + 0,21875.v^2 /a + 0,25.v^2 /a F 0 5 C Dvp = 3.v + 0,46875.v^2 /a
Introduzindo v em km/h na expressão acima resulta a distância Dvp em função da velocidade:
Dvp = 0,834.V + 0,0362.V^2 /a (V.2.3.1)
V(km/
h)
a (m/s 2 )
Exemplo: Determinar a velocidade de ultrapassagem para uma rodovia a ser projetada com velocidade diretriz V = 100 km/h.
Dvp = 0,834x100 + 0,0362x100^2 /0,60 = 704,2 m DvpF 0 4 0705 m