Barreiras de Trafego

7/27/2019 Barreiras de Trafego

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BARREIRAS DE TRFEGO(CONCEITOS E INSTALAO)

J. Tadeu Braz 2000/2008

1. INTRODUO

Existe uma necessidade premente por parte dos engenheiros de projeto para escolha de

sistema de segurana eficazes para o trfego nas vias em geral. Embora o problema sejaum dos que atualmente recebe ampla ateno nos pases do Primeiro Mundo, o Brasildeu seus primeiros passos nos idos "anos 70" atravs da implantao de defensasmetlicas.

2. Dispositivos: um r isco pela sua prpria presena

Devido ao fato de ser reconhecido que as barreiras e defensas representam um risco porsi s, colocada nfase na reduo do nmero de tais instalaes a apenas aquelas quepossam ser solidamente justificadas.

3. DEFINIES

Barreiras de trfego so apndices na via que fornecem um grau relativo de proteo aosocupantes dos veculos em funo das caractersticas de risco de margem da estrada edos veculos errantes que criam possibilidades de risco.

As barreiras de trfego so classificadas em dois grupos bsicos de acordo com a funo:

longitudinais e frontais (ver figura1).

3.1 Barreiras longitudinais

As barreiras de trfego longitudinais tm como funo principal o redirecionamento dosveculos errantes fora da margem da via. Exemplos de barreiras longitudinais so aslongarinas de ao (guard rail) e de concreto, barreiras mdias (consulte com o Z Braz nabrazhuman corp, os diversos tipos de perfs de barreiras, inclusive a mais atual testadanos Estados Unidos, cuja denominao : SSCB-Single Slope Concret Barrier).


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3.2 Barreiras frontais

As barreiras frontais de proteo contra colises funcionam principalmente peladesacelerao dos veculos errantes at uma parada, dessa forma reduzindo a gravidadedo impacto frontal com objetos fixos, existentes em reas com nesgas fora da rampa.Entretanto para desviar dos impactos juntamente com a lateral das barreiras, a proteocontra coliso precisa tambm funcionar como uma barreira longitudinal. Exemplos deprotees so as configuraes de barris metlicos, ninhos de armadilhas e uma fila decontineres cheio de areia ou gua.

4. DESEMPENHO DINMICO DE UMA BARREIRA OU DEFENSA

Funes benficas (para longitudinais e frontais):

Evitar danos a pessoas fora do veculo;

Impedir que os veculos leves e pesados penetrem em reas perigosas;

Fazer com que os esforos, a que sejam submetidos os ocupantes do veculo, semantenham dentro de limites suportveis;

Minimizar o custo dos danos.

4.1 Para as longitudinais

Uma barreira longitudinal precisa refrear um veculo selecionado. (O veculo selecionado aquele que representativo de uma grande maioria da populao de veculos). Istoimplica que um veculo selecionado de peso, dimenses, velocidade e ngulo de enfoqueespecificado quando colidir com uma barreira, no subir, quebrar ou penetrar ainstalao.


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Desviar o veculo que atinja a barreira, obrigando-o a seguir uma trajetria sensivelmenteparalela direo da barreira de segurana.

Uma barreira longitudinal ou proteo contra coliso deve redirecionar ou parar umveculo selecionado, de tal forma a minimizar o risco para acompanhar ou ficar adjacenteao trfego. De modo ideal, o veculo deve permanecer prximo instalao da barreira oudefensa e no deve ser direcionado de volta ao fluxo de trfego.

Durante o impacto, a barreira longitudinal ou proteo contra coliso, precisa funcionar detal modo que no gere fragmentos que possam vir a comprometer as pessoas envolvidasdireta e indiretamente no acidente. Deve tambm garantir que o trfego oposto eadjacente (mesmo sentido), no sejam danificados pelos fragmentos da barreira, quepoderiam adentrar no compartimento dos passageiros ou serem depositados no leito da

via, evitando assim que haja um potencial gerador de novos acidentes.

4.2 Para as frontais

a. A proteo contra coliso precisa desacelerar um veculo selecionado que impactadiretamente contra ela, de tal forma que os ocupantes refreados pelo cinto desegurana possam sobreviver com pouco ou nenhum dano fsico.

b. Resistir ao impacto de um veculo e a prpria barreira no converter em umaameaa para o trfego.

Beleza, func ionalidade e custo

Devem reger a ordem de implantao de barreira ou defensa os seguintes aspectos, naseqncia:

segurana, custo e esttica.

A segurana deve constituir o argumento acima de qualquer suspeio esttica para umsistema de proteo. Quanto ao custo, uma comparao dos benefcios tanto econmicocomo social deve ser feito. Quando possvel deve haver uma posio de equilbrio entretrs.

Critrios de desempenho

Em um projeto convencional, a resistncia estrutural o critrio bsico de projeto. Ascargas so impostas analiticamente num esquema estrutural, cujos elementos soescolhidos de modo que as tenses no excedam quelas permitidas. Um sistema debarreiras de trfego poderia ser projetado de forma similar, se a resistncia estruturalfosse apenas o critrio de projeto.

Por exemplo, pode ser necessrio reduzir a rigidez de um sistema a fim de diminuir arudeza e gravidade de um impacto, portanto melhorando a segurana.


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Entretanto, a segurana dos ocupantes dos veculos que impactam com outro trfego tambm a principal necessidade de projeto e, os dois fatores: segurana dos ocupantes eresistncia estrutural mesmo sendo independentes, precisam ser consideradossimultaneamente no projeto do sistema para atingir um desempenho timo de trfegopara defensa ou barreira.

5. ASPECTOS MAIS IMPORTANTES DA SEGURANA

Os aspectos da segurana de uma barreira so assegurados segundo:

a probabilidade dos ocupantes do veculo sobreviverem coliso de barreira detrfego, com pouco ou nenhum dano fsico;

a probabilidade da posio do veculo, aps o impacto, no provocar uma colisosubseqente de carros com trfego adjacente.

No primeiro, a tolerncia humana coliso hipottica projetada com base nadesacelerao do veculo. No segundo, a trajetria de ps-impacto do veculo, analisada com relao geometria do leito da estrada. Infelizmente, estes aspectos desegurana no podem ser teoricamente determinados com o grau aceitvel de confianae, portanto ser determinado pelos mtodos experimentais de custo mais elevados.

Os critrios de desempenho dinmico de barreira de trfego so formulados, para testesde coliso veicular, em escala natural dos sistemas de barreiras candidatos onde, tanto resistncia quanto a segurana so simultaneamente avaliadas. Estes critrios socompostos de:

caractersticas de impacto e

necessidade de respostas das barreiras, apresentadas na forma de desaceleraoe trajetria do veculo.

Se o sistema de barreira contm o veculo em movimento (Isto , resistncia estrutural),as desaceleraes do veculo so julgadas dentro dos nveis de tolerncia humana e, atrajetria ps-impacto do veculo aceitvel, a barreira candidata considerada aceitvelpara uso experimental em servio. Aps o sistema ter sido cuidadosamente monitorado eavaliado no servio, e sua eficcia ter sido estabelecida, o sistema julgado comooperacional.

6. Critrios do desempenho dinmico

Integridade estrutural

Para a barreira longitudinal, a primeira necessidade de desempenho dinmico refrear oveculo selecionado de outra forma, no pode efetivamente proteger a caracterstica de


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margem de estradas (isto , cada lateral, objeto fixo, etc...). Uma barreira longitudinal queno evita a penetrao do veculo (isto , por salto, transposio ou penetrao por trilha)pode ser um risco maior, devido ao seu comprimento relativo do que a caracterstica damargem da estrada para proteger. Portanto, apenas os sistemas de barreiraslongitudinais, que refreiam o veculo selecionado so aceitveis para uso operacional.

No redirecionamento ou parada do veculo, a barreira longitudinal ou proteo contracoliso precisam desempenhar ou funcionar de tal forma a minimizar o risco, docompartimento do passageiro ser invadido por peas ou elementos do sistema. Porexemplo, o projeto de instalao deve minimizar a chance de um cilindro, entrar noveculo ou o sistema se fragmentar em projteis letais.

Tabela 1 Caractersticas de impacto do veculo

Tipo de

Barreira de

Trfego

Caractersticas de impacto

de veculo

Pontodeimpacto

Da

Barreira

Peso

(Kg)

Velocidade

(Km/h)

ngulo

(grau)

Longitudinal

Proteocontra

Coliso

2.000

900

2.000

2.000

2.000

100

100

100

100

100

25

0

0

15

25

A*

B

B

C

C

A* - meio do caminho entre postes: B ponta debarreira;

C junto lateral da barreira.

Apenas para avaliao da resistncia estrutural


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7. Caracterstica de impacto do veculo

As caractersticas de impacto so apresentadas na Tabela anterior para todos ossistemas de barreiras de trfego. Embora existam outras propriedades dos veculos queafetam o desempenho dinmico de uma barreira, os mais significativos so os seguintes:

o peso, velocidade, ngulo de enfoque e ponto de impacto.

Os valores de parmetros escolhidos representam uma coliso severa, ao invs de tpica.Para os veculos de passageiro de peso padro, estas caractersticas so as seguintes:

veculos de 2.000 Kg. Em coliso com o sistema candidato a 96 Km/h em um ngulo de25.

Nas protees contra acidentes so avaliados para veculos de peso leve 900 kg e pesopadro 2000 kg, que impactam diretamente na barreira. Alm disso, para as proteescontra coliso que estaro sujeitas s colises angulares, dois conjuntos adicionais decondies de testes so impostos: ngulos de 15 e 25 em coliso.

O teste de proteo contra coliso com ngulo de 15 avaliado de acordo com oscritrios de desempenho estabelecidos para uma barreira longitudinal, considerando queo teste de proteo contra coliso em 25 atualmente avaliado apenas para resistncia

estrutural da barreira. (*)

(*) desejvel ter proteo contra coliso que desempenharo em todos os sentidos a100 Km/h a ngulo de 25, entretanto, a atual gerao de projetos no tem estacapacidade. Portanto, at que esta capacidade seja desenvolvida, o impacto a 25 considerado como critrio mnimo de teste, onde o desempenho de redirecionamento avaliado.

8. Desacelerao do veculo

O objetivo de uma barreira de trfego de um sistema virio reduzir o nmero defatalidades e a gravidade dos danos fsicos dos ocupantes em acidentes fora da via.

O dano fsico aos ocupantes e fatalidade so usualmente relacionados com:

gravidade do acidente (isto , intensidade e durao da desacelerao do veculo), condies psicolgicas antes da coliso dos passageiros, grau de refreamento dos passageiros e, a probabilidade de coliso do veculo.

Entretanto, destes fatores, apenas a gravidade do acidente fica significativamente afetada

pelo desempenho dinmico de uma barreira de trfego. O principal desempenho detrfego avaliado na desacelerao induzida no veculo durante uma coliso. Ao


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comparar o desempenho de dois ou mais sistemas de barreiras de trfego, aquele queinduz o nvel mais baixo de desacelerao no veculo que colide geralmente o preferido.Determinado por teste de coliso em escala natural conforme Tabela 1.

Barreiras longitudinais

Os valores de parmetro, para a desacelerao mxima de veculo (no centro da massa),so apresentados na Tabela 2 de acordo com os eixos de referncia do veculo e trsclassificaes de desempenho. Os procedimentos utilizados para estabelecer os valoresde desacelerao dados na Tabela 2 no esto precisamente descritos na refernciaoriginal. Entretanto, os pesquisadores sugeriram a utilizao da mdia de desaceleraoem mais de 50 milissegundos que ocorre prxima ao centro da massa do veculo duranteo impacto, conforme grfico 1.

Os limites de desacelerao aqui fornecidos no so limites nominais para "sem danofsico", mas, ao invs, so limites mximos alm dos quais um dano fsico ou fatalidadepodem ser esperados. A ordem de preferncia a Classificao A, B e C. As barreiras,com valores de desacelerao de teste de coliso em escala total dentro dos limites daTabela 2, so consideradas como tendo satisfeito as necessidades de desacelerao.


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Tabela 2 Desaceleraes mximas do veculo

Classificaode

Desempenhode

Barreiras

Desacelerao Mxima do Veculo (G) *

Lateral Longitudinal Total Observaes

A

B

3

5

5

10

6

12

Escopopreferido

C 15 25 25


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Barreiras de proteo contra col iso

Para testes diretos de proteo contra coliso (Isto , onde a desacelerao lateral doveculo mnima), uma desacelerao mdia mxima permitida de velocidade de 12gcomo calculada a partir da velocidade de impacto do veculo e distncia de parada,conforme equao 1.

Equao 1 G = V2__

2g. X

G = gravidade do impacto

V = velocidade de impacto do veculo

g = acelerao devido a gravidade

X = distncia de penetrao do veculo (ou parada)

Neste nvel de desacelerao, a evidncia existente indica que danos fsicos podem seresperados na maioria das colises. Menores nveis de desacelerao so desejveis, namedida em que estes reduziro a gravidade e o nmero de danos fsicos que produzemacidentes. Para os impactos laterais, o critrio de desacelerao da barreira longitudinal(Tabela 2) aplicvel.


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Trajetria de ps-impacto do veculo

A fim de minimizar a possibilidade de envolver outro veculo, o terceiro critrio dedesempenho para veculos que impactam longitudinais ou as laterais da proteo contracoliso a serem redirecionadas em uma trajetria praticamente paralela a borda dopavimento. Para colises normais ou angulares na ponta da proteo contra coliso, atrajetria ps-impacto do veculo julgada satisfatria se o veculo no ricocheteadonos fluxos principais de trfego.

Os acidentes, nos quais um veculo redirecionado no trnsito e torna-se envolvido emcoliso de carros mltiplos parecem ser um pequeno nmero. Conforme a trajetria ps-impacto uma considerao de desempenho, que est reservada para fazer uma seleoentre os sistemas que so compatveis com as caractersticas de resistncia estrutural e

as desaceleraes produzidas durante o redirecionamento do veculo.

As desaceleraes longitudinais, transversais ou verticais so funes diretas davelocidade lateral de impacto.


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MODO DE ATUAO DA BARREIRA

A forma geral da barreira rgida de concreto mostrada nas figuras 4, 5 e 6 frente queatua o veculo desgovernado de forma descrita a seguir.

Meio fio AB

Trecho vertical com altura compreendida entre 5 e 7,5 cm (2 a 3 polegadas) e o primeiroelemento de redirecionamento do veculo.

Para pequena combinao de velocidade (V) e ngulo de impacto (a) e, talvez parapequenos valores da componente lateral da velocidade (V sen a), apenas este elemento suficiente para reconduzir o veculo pista sem qualquer outro problema, o atrito de rodas

com este ressalto tambm desacelera o veculo, como mostrado na figura 3.

A altura deste meio-fio deve ser limitada para no reter as rodas do veculo, no caso degrandes valores da velocidade lateral, evitando assim o capotamento.


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Rampa BC

Esta rampa tem inclinaes de 55 e a altura varia de 18 a 33 cm (7 a 13 polegadas). Esteelemento da barreira tem por finalidade a absoro da energia cintica do veculo, porfeito da deformao do seu sistema de suspenso (molas e amortecedores). Parte daenergia cintica do veculo se transforma em energia potencial, devido elevao do seucentro de gravidade e, em energia cintica, a rotao em torno do seu eixo longitudinal(rolagem). O veculo comea a inclinar para dentro da pista.

Esta rolagem contrria tendncia de capotamento pelo encontro com o meio-fio. Aroda dianteira ao encontrar a rampa forada energicamente para o interior da pista, oque constitui uma segunda tentativa de reconduo do veculo.


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Mureta CD

Esta parede quase vertical (o ngulo com horizontal de 80 a 85) atua lateralmentesobre as rodas do veculo, praticamente sem possibilidades de ser escalada. Se o ngulode impacto for grande (superior a 10), o pra-choque e o pra-lama dianteiro podembater contra a mureta, reconduzindo o veculo pista sem qualquer outro problema.

A inclinao mxima (rolagem) atingida neste momento, mas contrria tendncia decapotamento devida ao de reconduo do veculo pista. Essa inclinao evita, oupelo menos reduz os estragos carroceria do veculo, pois esta s atingida em casosde grande valor da componente lateral da velocidade ou em casos de ngulos de impactosuperiores ordem dos 10.

Do ponto de vista de preservao do veculo, neste ponto que reside principaldiferena entre esse tipo de barreiras e a que atua lateralmente, pois a Segunda atuaimediata e diretamente sobre as partes laterais do veculo causando estragos, mesmo emcasos de pequena componente lateral de velocidade.


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FUNCIONAMENTO DA DEFENSA METLICA

.

ngulo de retorno

Este dado muito importante, pois um ngulo de retorno pode resultar em choque entreveculos que trafegam no mesmo sentido.

No choque com barreiras rgidas, o ngulo de retorno observado tem sido bem pequeno,

ao contrrio do que ocorre com as barreiras deformveis (defensas).


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Ao se chocar com uma barreira rgida, frente (lado de impacto) do veculo jogadaenergicamente para o lado oposto ao do impacto; o veculo comea a sofrer ummovimento de rotao em torno de um eixo vertical; a dianteira se afasta e a traseira seaproxima da barreira; logo em seguida a traseira (tambm lado do impacto) se choca,praticamente, com o mesmo ponto da barreira, interrompendo-se aquela rotao quandoo veculo estiver paralelo pista.

Nos casos em que a barreira se deforma, aps impacto com a dianteira do veculo, omovimento de rotao continua at que a sua traseira bata no mesmo ponto da barreira,descolado pela deformao, o que implica em uma rotao maior, ou seja, reconduo doveculo pista num ngulo maior.


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Perfis de barreiras de concreto mais utilizadas no mundoPerfis de Barreiras

Referncia Bibliogrfica

Curso de segurana de trnsito CET apostila.

Dirigente Construtor. So Paulo, 12(10): 63-5. 67-9, jul., ago., set., out., nov. de 1976.

Giammusso, Salvador Eugnio. Barreiras de Segurana 2 ed. Ver. Atual So Paulo,ABCP, 1979. 36p.

Highway Research Board. National Cooperative Highway

Research Program. Location. Selection and maintenance of highway traffic barriers.Washington, D.C. 1971

Lehfeld Gilberto Monteiro. Segurana veicular: parte II Revista Pesquisa e Tecnologia FEI n. 13 nov. 1992

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