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Faculdade Estácio de João Pessoa Curso de Bacharelado em Engenharia Civil ESTRADAS Prof.: Pedro França João Pessoa - 2018 CURVAS VERTICAIS INTRODUÇÃO O projeto de perfil longitudinal, ou simplesmente perfil, é o corte do terreno e da estrada projetada por uma superfície que contém o eixo da planta; A linha que representa o eixo da rodovia no plano vertical é chamada de greide da rodovia; INTRODUÇÃO INTRODUÇÃO A escolha do perfil ideal está intimamente ligada ao custo da estrada, especialmente ao custo da terraplenagem; INTRODUÇÃO A escolha do perfil ideal está intimamente ligada ao custo da estrada, especialmente ao custo da terraplenagem; Condições geológicas e geotécnicas das áreas atravessadas pela estrada terão grande influência na escolha do perfil, pois tanto na execução dos cortes como dos aterros, condições desfavoráveis do solo natural podem exigir a execução de serviços especiais de alto custo, como escavações em rochas, obras especiais de drenagem, estabilização de taludes, entre outros; INTRODUÇÃO O projeto do eixo de uma estrada considerado em perfil longitudinal é composto por rampas que devem ser concordadas por curvas verticais; As curvas verticais servem para unir de modo confortável e seguro as rampas de aclive (subidas) com as rampas de declive (descida) e vice-versa; GREIDE O projetista deve, sempre que possível, usar rampas suaves e curvas verticais de raios grandes, de forma a permitir que os veículos possam percorrer a estrada com velocidade uniforme; Projetos desse tipo são possíves em regiões de topografia pouco acidentada; GREIDE Conforme o terreno vai ficando mais acidentado, o uso de rampas suaves e curvas de grandes raios começa a exigir um aumento do movimento de terra (maiores cortes e aterros), e consequentemente maiores custos; Nesses casos, a escolha do greide é uma decisão entre melhores condições técnicas com maior custo ou rampas mais acentuadas e curvas de menor raio com um custo menor. GREIDE Melhores condições técnicas x custo; GREIDE Os trechos retos do greide são chamados de; Rampas ou aclives – no sentido crescente do estaqueamento a altura dos pontos vai aumentando, considerada inclinação positiva; Contra-rampa ou Declive – quando a altura dos pontos vai diminuindo, considerada inclinação negativa; Patamares ou Trecho em Nível – quando o trecho mantém-se na horizontal, definida inclinação nula. RAMPAS Comportamento dos veículos nas rampas; Veículos de passageiros – conseguem vencer rampas de até 4 a 5% com perda de velocidade muito pequena. Em rampas de até 3%, o comportamento desses veículos é praticamente o mesmo que nos trechos em nível.; Caminhões – a perda de velocidade é bem maior do que a dos veículos de passageiros; RAMPAS Nas rampas, a velocidade desenvolvida por um caminhão depende de vários fatores: inclinação e comprimento da rampa, peso e potência do caminhão, velocidade de entrada na rampa e habilidade do motorista; Caminhões médios conseguem manter velocidades da ordem de 25 km/h em rampas de até 7% e caminhões pesados, apenas velocidades da ordem de 15 km/h. CONTROLE DE RAMPAS PARA PROJETOS Inclinação máxima da rampa, segundo o DNIT; Em regiões em que a topografia do terreno for desfavorável ou em estradas secundárias de baixo volume de tráfego, poderão ser adotados valores maiores que os indicados para as rampas máximas, a fim de evitar pesados movimentos de terra. CONTROLE DE RAMPAS PARA PROJETOS Inclinação mínima da rampa; Nos trechos onde a água da chuva não pode ser retirada no sentido transversal à pista (cortes extensos ou em pistas com guias laterais), é aconselhável o uso de rampas com inclinação não inferior a 0,5% em estradas com pavimento de alta qualidade e 1% em estradas com pavimento de média a baixa qualidade. Quando a topografia da região atravessada for favorável e as condições locais permitires, poderão ser usados trechos em nível (rampas com inclinação 0%), desde que haja condições para a perfeita drenagem da pista. COMPRIMENTO CRÍTICO DAS RAMPAS O comprimento máximo de uma rampa não é um elemento que possa ser prefixado de uma maneira geral, pois em regiões montanhosas a topografia pode exigir rampas de grande extensão; O termo comprimento crítico de uma rampa é usado para definir o máximo comprimento de uma determinada rampa na qual o veículo- padrão pode operar sem perda excessiva de velocidade. COMPRIMENTO CRÍTICO DAS RAMPAS O gráfico abaixo permite a determinação do comprimento crítico em função da inclinação da rampa e do valor estabelecido para a perda de velocidade, de um caminhão nacional de 154 kg/kW e velocidade de entrada na rampa de 80 km/h: COMPRIMENTO CRÍTICO DAS RAMPAS Determinação de comprimento crítico de rampa com 4% de inclinação e redução de 25% da velocidade do caminhão em relação à velocidade de entrada na rampa: CURVAS DE CONCORDÂNCIA VERTICAL As curvas verticais têm por objetivo concordar as rampas projetadas e devem ser escolhidas de forma a atender às condições de segurança, boa aparência e visibilidade, além de permitir a drenagem adequada da rodovia; As curvas utilizadas para concordância vertical podem ser circunferências ou parábolas do 2º grau, sendo esta última a indicada pelo DNIT por proporcionar boa aparência à curva e boa concordância com as tangentes, além de possibilitar fácil cálculo de suas cotas. CURVAS DE CONCORDÂNCIA VERTICAL CURVAS DE CONCORDÂNCIA VERTICAL PCV – Ponto de Curva vertical; PIV – Ponto de interseção vertical; PTV – Ponto de Tangente vertical. L – Comprimento da curva vertical (projeção horizontal) I1 – Inclinação da primeira rampa; I2 – Inclinação da segunda rampa; CURVAS DE CONCORDÂNCIA VERTICAL As parábolas podem ser simétricas ou assimétricas; CÁLCULO DA PARÁBOLA I. Diferença das inclinações (j) – diferença algébrica entre i1 e i2, portanto considerando os respectivos sinais, sendo i1 o primeiro trecho de inclinação constante no sentido crescente do estaqueamento e i2 o segundo trecho de inclinação constante.; j < 0 – a curva será côncava (concavidade voltada para baixo – depressão) j > 0 – a curva será convexa (concavidade voltada para cima – lombada) As parábolas podem ser côncavas ou convexas; CÁLCULO DA PARÁBOLA CÁLCULO DA PARÁBOLA II. Comprimento mínimo (Lmín) – está diretamente ligado a distância de visibilidade de parada (dp), distância mínima necessária para que um veículo que percorre uma via possa parar antes de atingir um obstáculo na sua trajetória; Sendo o parâmetro K é definido da seguinte forma: p/ curva convexa p/ curva côncava CÁLCULO DA PARÁBOLA III. Corda máxima (L) – A corda máxima pode ser pré-estabelecida ou arbitrada em conformidade com as demais condições estabelecidas para curva como a ordenada máxima e/ou o raio, ou determinado pela fórmula; CÁLCULO DA PARÁBOLA IV. Ordenada (ou flecha) máxima (e) – Também pode ser pré-estabelecida, arbitrada ou ser resultante da definição dos outros elementos da curva; CÁLCULO DA PARÁBOLA V. Equação da parábola: Para x e L em metros. CÁLCULO DA PARÁBOLA VI. Pontos de máximo e mínimo – A determinação do ponto mais alto ou baixo da curva, seja convexa ou côncava respectivamente, é de grande interesse na fase do projeto de drenagem A distância d do PCV até o ponto mais alto ou baixo em questão é dada pela equação: A ordenada y0 do ponto de máximo e mínimo pode ser encontrada pela expressão: EXERCÍCIO Exemplo 1 – Calcular os elementos notáveis (estacas e cotas do PCV, PTV e V) da curva abaixo e confeccionar a nota de serviço a seguir. O raio dacurva vertical (Rv) é igual a 4000 m e a distância de visibilidade de parada (Dp) é igual a 112 m. Até daqui a pouco!