Distribuição da Superelevação

UNICAP – Universidade Católica de Pernambuco
Prof. Glauber Carvalho Costa
Estrada 1
Projeto Geométrico das Estradas
Aula 5
Recife, 2014
Elementos Geométricos das Estradas de Rodagem
Tangentes
Planimétricos
(Projeto em Planta)
Curvas horizontais
Axiais
Rampas
(Greides Retos)
Altimétricos
(Perfil Longitudinal)
Projeto
Geométrico
Curvas Verticais
(Curvas Verticais)
Seções Transversais de Aterro
Transversais
Seções Transversais de Corte
(Seções Transversais)
Seções Transversais mistas
Conteúdo
1.
Elementos básicos do projeto geométrico
2.
Elaboração do projeto geométrico de rodovia em planta
3.
Superelevação e Superlargura
4.
Elaboração do projeto geométrico de rodovia em perfil
5.
Noções Básicas do Projeto geométrico de ferrovias
6.
Envolventes de ordem ecológica
Superelevação de Plataformas de Estradas
Ao se definir a velocidade diretriz para o projeto geométrico de uma rodovia, procura-se estabelecer, ao longo do traçado em
projeto, condições tais que permitam aos usuários o desenvolvimento e a manutenção de velocidades de percurso próximas a
esta velocidade de referência, em condições de conforto e segurança.
No projeto em planta, o eixo de uma rodovia é constituído por trechos em tangente e em curva, que apresentam condições de
operação naturalmente diferentes.
Quando percorre um trecho em tangente (desconsiderando-se, por ora, as condições em perfil), um usuário experimenta uma
certa sensação de liberdade (ou facilidade) para efetuar pequenas manobras de ajuste lateral no seu curso, não estando sujeito,
em princípio, a esforços laterais devidos 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 que um trecho em curva impõe ao
usuário que a percorre. Estes fatores podem afetar, em seu conjunto, a disposição do usuário em manter a mesma velocidade
de operação nos trechos em tangente e nos trechos em curva.
Visando minimizar o impacto negativo desses fatores inerentes aos trechos curvos, são introduzidos os conceitos de
superelevação e de superlargura que, devidamente considerados nos projetos das curvas horizontais, ensejam condições de
operação mais homogêneas para os usuários ao longo das rodovias.
Superelevação de Plataformas de Estradas
N
α
Fc
V= Velocidade Diretriz (km/h)
α
µ= Coeficiente de atrito
α
P.cos(α)
P
Os valores máximos adotados para a superelevação no
projeto de curvas horizontais (AASHTO, 1994) são
determinados em função dos seguintes fatores:
V= Velocidade Diretriz (km/h)
µ= Coeficiente de atrito
• condições climáticas (chuvas, gelo ou neve)
• condições topográficas do local
• tipo de área: rural ou urbana
• frequência de tráfego lento no trecho considerado
emáx = Superelevação máxima
Rmín = Raio mínimo (m)
Estabilidade de Veículos em Curvas Horizontais Superelevadas
Estabilidade de Veículos em Curvas Horizontais Superelevadas
Superelevação de Plataformas de Estradas
Superelevações Máximas comumente adotadas conforme Manual de Projeto Geométrico do DNIT
Raios que dispensam superelevação
Para cada Velocidade Diretriz considerada existe um valor de raio para o qual a
aceleração centrífuga é tão pequena que pode ser desprezada, tratando-se o
trecho como se fosse em tangente, seja por que o valor teoricamente já seria
muito pequeno, seja por questões de aparência, ou por condições relativas á
mudança no sentido de declividade transversal da pista.
Superelevação de Plataformas de Estradas
R= Raio da Curva
µ= Coeficiente de atrito
emáx = Superelevação máxima
e = Superelevação
Rmín = Raio mínimo circular (m)
Exemplo de Cálculo de Superelevação
Numa rodovia de Classe I, temos: emáx=10%, V=90km/h. Se uma curva nesta
rodovia tem raio de 900m, calcular a superelevação a ser adotada.
emáx = 4%
emáx = 6%
emáx = 8%
emáx = 10%
emáx = 12%
Determine a superelevação de uma Curva de Raio 485m curva a
velocidade diretriz é de 80km/h.
5,70%
Distribuição da Superelevação
PROCESSOS DE VARIAÇÃO:
Eixo
Giro em torno do eixo da pista
(Mais Usado)
BE
BD
BE
BD
BE
BD
Giro em torno do bordo interno
Giro em torno do bordo externo
Superelevação de Plataformas de Estradas
Giro em torno do Eixo
a%
nível
a%
a%
e%
ST
Lc
e%
e%
CS
Superelevação
Máxima
e%
nível
a%
SC
Lc
a%
a%
TS
Distribuição da Superelevação
(Giro em torno do eixo da pista) – AASHTO e DNIT
Lc = Espiral
Lt= Tangente
Circular
Distribuição da Superelevação
(Giro em torno do eixo da pista) – AASHTO e DNIT
Le = Lc = Espiral
Lt= Tangente
h
Distribuição da Superelevação
(Giro em torno do Bordo Interno) – AASHTO e DNIT
Lt= Tangente
Distribuição da Superelevação
Le = Lc = Espiral
Lt= Tangente
BARNETT: α1 = 0,25% (1:400) e α2 = 0,50% (1:200)
AASHTO ou DNIT : α1 = α2 = α (Tabela 1)
Distribuição da Superelevação
Le = Lc = Espiral
Lt= Tangente
Considerando Le = Lc, teremos que calcular o novo α2
e o mesmos deverá ser menor que 0,50% (1:200)
AASHTO ou DNIT : α1 = α2 = α (Tabela 1)
Exemplo de Cálculo de Distribuição da Superelevação
Montar o Diagrama de superelevação de uma curva de transição pelo método de
BARNETT, dados e=10% e Le = Lc. Adotar giro em torno do eixo e seção
transversal com largura de semipista de 3,6m e declividade transversal de 2%.
α1 = 0,25% (1:400)
α2 = 0,50% (1:200)
Exercícios
1. Numa rodovia de Classe I, temos: emáx=8%, V=100km/h. Se uma curva
nesta rodovia tem raio de 600 metros, calcular a Superelevação a ser
adotada, segundo o DNIT ou AASHTO.
2. Numa rodovia de Classe I, temos: emáx=6%, V=80km/h. Se uma curva
nesta rodovia tem raio de 400 metros, calcular a Superelevação a ser
adotada, segundo o DNIT ou AASHTO.
Exercícios
Exercícios
4.
Numa rodovia de Classe II de relevo em região ondulada. A declividade transversal da rodovia é de 3% e o raio da
curva circular compreendido entre as Clotóides é de 121,34m. Montar o Diagrama de superelevação pelo método de
BARNETT sendo Le = Lc e completar a tabela.
Ponto
Estaca
A
B
TS
C
SC
567+12,50
568+08,45
Cota (m)
Eixo
102,569
Bordo Esquerdo
Le = Lc = Espiral
Lt= Tangente
A
C
Bordo Direito