Aula 4 Estradas

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Superelevação 
e Superlargura
Estradas
Introdução
Ao definir a velocidade diretriz para um projeto
geométrico, o projetista procura estabelecer, ao
longo de todo o traçado a ser projetado, condições
tais que permitam aos usuários o desenvolvimento e
a manutenção desta velocidade, em condições de
conforto e segurança.
Introdução
Quando percorre um trecho em tangente, o usuário sente mais
facilidade para efetuar pequenas manobras, não estando sujeito a
esforços laterais devido à geometria da rodovia.
Num trecho em curva, entretanto, as condições operacionais se
alteram, devido principalmente ao surgimento de esforços laterais que
passam a atuar sobre o veículo, e devido à sensação de maior
confinamento imposta ao usuário. Esses fatores podem afetar, em seu
conjunto, a disposição do usuário em manter a mesma velocidade nos
trechos em curva que aquela desempenhada nos trechos em
tangente.
Introdução
Visando minimizar os impactos negativos desses
fatores inerentes aos trechos curvos, são introduzidos
os conceitos de superelevação e supelargura, os
quais, devidamente considerados nos projetos de
curvas horizontais, ensejam aos usuários condições
de operação mais homogêneas ao longo do
traçado.
Definição
Superelevação: trata-se da inclinação transversal
da pista, geralmente expressa em %, nos trechos em
curva horizontal, que serve para contrabalançar o
efeito da força centrífuga;
Superlargura: trata-se do alargamento da faixa de
tráfego, dos trechos em curva.
Superelevação
Ao percorrer um trecho de rodovia em curva horizontal com certa
velocidade, um veículo fica sujeito à ação de uma força centrífuga,
que atua no sentido de dentro para fora da curva, tendendo a
mantê-lo em trajetória retilínea, tangente à curva.
Isto obriga o condutor do veículo a esterçar o volante no sentido da
curva para manter o veículo na trajetória desejada. Essa manobra do
condutor é capaz de manter o veículo na pista, na trajetória curva,
graças ao atrito que se desenvolve entre os pneus e a superfície de
rolamento.
Superelevação
Mas os efeitos combinados da força de atrito e da força centrífuga se
fazem sentir tanto sobre os passageiros dos veículos quanto sobre as
cargas transportadas. O efeito sobre os passageiros é a sensação de
desconforto causada pelos esforços laterais que os empurram para o
lado. Sobre as cargas, a atuação das forças laterais pode causar
danos a mercadorias frágeis e desarrumação dos carregamentos,
podendo, inclusive, comprometer a estabilidade dos veículos em
movimento.
Para contrabalançar esses efeitos, é utilizado o conceito de
superelevação.
 Peso próprio:
 Atrito dos pneus com a
pista:
 Força centrífuga:
Principais forças as quais o veículo 
está submetido
g = aceleração da gravidade (m/s²)
ft = coeficiente de atrito;
V = velocidade do veículo (m/s²);
R = raio da curva (m)
Dada pela seguinte equação:
Porém, tal equação não pode ser utilizada para todos os casos,
visto que o coeficiente de atrito é medido dinamicamente,
dependendo das condições da pista de rolamento, das
condições dos pneus do veículo, etc.
Pode-se, entretanto, atribuir alguns valores de ft, em função da
velocidade, conforme demonstrado na tabela abaixo:
Superelevação Teórica
V (km/h) 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Ft 0,20 0,18 0,16 0,15 0,15 0,14 0,14 0,13 0,12 0,11
Superelevação Mínima
Na existência de curvas com raios muito grandes, em
relação à velocidade de projeto, os efeitos da força
centrífuga tornam-se desprezíveis. Neste caso, a
seção transversal da pista nesses trechos pode ser
projetada com abaulamentos, dispensando-se o uso
de superlevações.
Superelevação Mínima
Sendo assim, para curvas com raios maiores dos
quais estão apresentados na tabela a seguir, em
função da velocidade, deverão ter superelevação
mínima, igual ao valor do abaulamento.
V (km/h) 30 40 50 60 70 80 90 ≥100
R (m) 450 800 1.250 1.800 2.450 3.200 4.050 5.000
Superelevação Mínima
Para a determinação do abaulamento, são
recomendados os seguintes valores, de acordo com o
tipo de pavimento:
 2,5% a 3,0% para revestimentos betuminosos de
granulometria aberta;
 2,0% para revestimento betuminosos de alta qualidade;
 1,5% para pavimentos de concreto.
Superelevação Máxima
A superelevação máxima estabelecida para o projeto de uma
rodovia somente deve ser utilizada nas concordâncias projetadas
com raio mínimo. Esta, porém, é uma condição extrema do
projeto, e que deve ser evitada sempre que possível.
Quando são empregados raios maiores que o mínimo, as forças
centrífugas diminuem à medida que o raio da curva aumenta,
reduzindo, consequentemente, os valores da força de atrito, e da
força devido à superelevação, necessárias para equílibrio das
forças centrífugas.
Superelevação Máxima
Considerando os valores máximos admissíveis de
coeficiente de atrito e de superelevação, pode-se
calcular, utilizando a equação abaixo, os valores de
raios mínimos de curva que podem ser utilizados nos
projetos.
Raios Mínimos de Curvas para Projetos
Superelevação Máxima
 12% para melhorias de rodovias ou correções que não permitam o
aumento do raio de curvatura;
 10% para rodovias de padrão elevado, com velocidades de
operação elevadas e pequena probabilidade de
congestionamento;
 8% para rodovias em geral;
 6% para rodovias com velocidade de operação reduzida, ou
rodovias cujas áreas adjacentes não permitam o projeto de pistas
superelevadas;
 4% para trechos de rodovias que atravessam áreas urbanas.
Superelevação Máxima
Dado qualquer raio, maior que o mínimo, há
diferentes formas de balancear os valores da
superelevação e do coeficiente de atrito, de modo
que a soma de seus efeitos se iguale à força
centrífuga atuante sobre o veículo.
Valores de Superelevação para emáx = 8%
Valores de Superelevação para emáx = 10%
Superlargura
As normas, manuais ou recomendações de projeto
geométrico estabelecem as larguras mínimas de faixas de
trânsito a adotar para as diferentes classes de projeto,
levando em consideração aspectos de ordem prática,
tais como as larguras máximas dos veículos de projeto e
as respectivas velocidades diretrizes para projeto.
Superlargura
As larguras de faixas de trânsito são fixadas com folgas
suficientes em relação à largura máxima dos veículos, de
modo a permitir não apenas a acomodação estática
desses veículos, mas também suas variações de
posicionamento em relação às trajetórias longitudinais,
quando trafegam nas faixas, nas velocidades usuais.
Superlargura
Assim, nos trechos em tangente, os usuários de uma
rodovia contam com uma certa liberdade de manobra
no espaço correspondente à sua faixa de trânsito, o que
lhes permite efetuar pequenos desvios e correções de
trajetória para ajustes de curso, conferindo-lhes uma certa
condição de fluidez ao trafegar na rodovia.
Superlargura
Nos trechos em curva, no entanto, essa condição é alterada,
devido a dois fatores principais:
 quando descrevem trajetórias curvas, os veículos ocupam
fisicamente espaços laterais maiores que as suas próprias
larguras;
 devido a efeitos de deformação visual, às dificuldades naturais
de operação de um veículo pesado em trajetória curva, os
trechos em curva horizontal provocam aparência de
estreitamentos da pista à frente dos usuários, provocando
sensação de confinamento.
Superlargura
Com a finalidade de compensar esses fatores, os trechos
em curva podem ser alargados, de forma a oferecer aos
usuários condição de continuidade quanto à sensação
de liberdade de manobra ou de condição de fluidez,no
que diz respeito à disponibilidade de largura de faixa de
trânsito.
Essa largura adicional, nos trechos curvos, é denominada
superlargura.
Cálculo da Superlargura
Considerando o esquema
ao lado, que representa um
veículo de grande porte
descrevendo uma trajetória
circular.
Cálculo da Superlargura
 Cálculo do gabarito
estático do veículo:
 Cálculo do gabarito
devido ao balanço
dianteiro:
Cálculo da Superlargura
 Determinação do gabarito lateral (Gl): folga lateral livre
que deve ser mantida para o veículo de projeto em
movimento e é fixado em função da largura da faixa
de trânsito
Cálculo da Superlargura
 Folga dinâmica (Fd): para compensar as dificuldades
naturais de manobra em curva e as diferenças entre as
características de operação dos motoristas. Independe
do número de faixas:
Cálculo da Superlargura
 Cálculo da largura total de uma pista em curva, com N faixas
de trânsito (Lt):
 Cálculo da largura normal de uma pista em tangente (Ln):
 Cálculo da Superlargura (S):
Obs.:
 Os valores de superlargura devem ser arredondados para múltiplos
de 0,20 m, limitados inferiormente a 0,40 m;
 O cálculo apresentado é válido tanto para rodovias de pista
simples, quanto rodovias de pista dupla, com duas faixas por
sentido. No caso de pista dupla com mais faixas, aplicar:
 S3 = 1,25 * S2
 S4 = 1,50 * S2
Cálculo da Superlargura