Combinações de Veículos de Carga

7/21/2019 Combinações de Veículos de Carga

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Compatibilidade de Tráfego de

CVCs – Combinações deVeículos de Carga com as Vias

Prof. Dr. João Alexandre WidmerEscola de Engenharia de S. CarlosUNIVERSIDADE DE SÃO PAULOCaxias do Sul, maio de 2002



2

Características

Classificação segundo o grau de divisibilidade

Veículo unitário

Veículo composto ou combinado CVCsVeículo combinado por unidade(s) tratora(s) e unidade(s)

rebocada(s)



3

Conexões entre unidades

rebocadas de CVCs

DoleA

B trem

DoleC



4

Características de CVCs com

duas unidades rebocadas

Bitrens de19,80m

Bitrem7 eixos 57 t PBTC

Bitrem9 eixos 74 t PBTC



5


duas unidades rebocadasRodotrens Rodotrem9 eixos 30m 74t PBTC

Rodotrem9 eixos 20m 74t PBTC





6


duas unidades rebocadasTreminhão

Treminhão 7 eixos 30m 63t PBTC



7

Características Classificação quanto à forma de acondicionamento da carga

Carga transportada no próprio veículo

Carga acondicionada em dispositivos de unitização de carga(DUCs)

Fatores que influenciam na escolha do tipo de veículo Tipo da carga Densidade da carga

Forma de embalagem da carga

Necessidade de uso de DUCs

Restrições de locomoção e controle dos veículos nas vias Restrições geométricas e estruturais das vias

Restrições de tráfego nas vias

Tipo, conveniência e demanda pelo serviço



8

Características em função da carga



9

Fatos e TendênciasCVCs de maior capacidade de carga

são mais produtivas e portantopermitem reduções nos custos de

transporte.Haverá uma pressão crescente de

empresas de transporte rodoviário de

cargas no sentido de operar CVCs.



Compatibilidade de CVCscom os Pavimentos



11

Pesos de Veículos Caminhão Unitário – Trucado 3U

6t 17t PBT = 23t

Tara = 8t

Lotação = 15t



12

Pesos de Veículos Unitário + Reboque ( Romeu e Julieta) 3UR2

6t 17t 10t 10t

Tara = 15t

Lotação = 28t

PBTC = 43t



13

Pesos de Veículos Semi-reboque de 6 Eixos 3S3

Tara = 15,5t

Lotação = 29,5t

25,5t17t6t

PBTC = 45t

Limitado por PBTC



14

Pesos de Veículos

Rodotrem de 9 Eixos comprim. 27,5m 3S2A2S2

6t 17t 17t 17t 17t PBTC = 74t

Tara = 32t

Lotação = 42t



15

Pesos de Veículos Rodotrem de 9 Eixos comprim. 19,8m 3S2A2S2

6t 17t 17t 17t 17t PBTC = 74t

Tara = 32t

Lotação = 42t



16

Pesos de Veículos Bi-trem de 7 Eixos comprim.aprox. 25m 3S2B2

6t 17t 17t17t PBTC = 57t

Tara = 23t

Lotação = 34t



17

Pesos de Veículos Bi-trem de 9 Eixos compr.aprox. 25m 3S3B3

25,5t 25,5t 17t 6t PBTC = 74t

Tara = 28t

Lotação = 46t



18

Fator de Deterioração por

Tráfego e Taxonomia para CVCs



19

Considerações As configurações de caminhões e CVCs com

mais tandens produzem menor deterioraçãodo pavimento por unidade de cargatransportada

Configurações com eixos simples ouconjuntos de eixos espaçados devem serdesincentivadas.

A tarifa de pedágio por eixo não reflete adeterioração por tráfego e incentivaconfigurações piores do ponto de vista dedeterioração dos pavimentos.



20

Limites de Cargas por Eixo As condições de deterioração da malha viária

pavimentada brasileira são intensas e afetamnegativamente a segurança viária e oscustos operacionais dos transportadores

Dada a lei de deterioração da 4ª potência,um aumento de 20% nolimite de carga/eixo reduz

a vida útil por tráfego à metade

4

eixo

aargcD

⎥⎦

⎤

⎢⎣

⎡≈



21

Considerações

Manter limites de carga por eixo da legislação atual(Artigo 2º da Resolução nº 12).

Para CVCs com mais de 45t estabelecer umincentivo ao uso de suspensão pneumática (verdetalhes técnicos nos artigos do NRTC australiano).



Compatibilidade da Geometriadas Vias e Interseções



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Dimensões de Veículos

Rodoviários

Comprimento total

BDBT

Entre-eixos (fabricante)

Entre-eixos geométrico

Altura



24


Rodoviários

Largura

Altura



25


Rodoviários

Bitola = t

Altura

cg

Tombamento

g h t a c2

=

g

h

t a c

2

=

Altura do cg = h



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Sobrelargura de Veículos

Rodoviários



27


Rodoviários



28


Rodoviários

)( ∑

=−−=

n

i i MÁX L R RSL1

22

Fórmula SAE -WHI

SLmáx = sobrelargura máximaR = raio da curvaL i = i-ésima distância entre pontos

notáveis do veículo, medidos a partir doponto médio do eixo dianteiro do veículo

trator e formando segmentos de retas queafetam a curva de arraste (ver figura)

L i é posit ivo quando o i-ésimosegmento contribui para o aumento dasobrelargura e negativo caso contrário (ver

exemplo na figura)n nº de segmentos notáveis da CVC

C ã d D h



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Comparação de Desempenho em

Termos de SobrelarguraTIPO DE VE CULO COMPRIMENTO ENTRETOTAL (m) EIXOS(m) 10 15 20 30 50 80 100 200

Caminhão Unitário 12m 2 eixos 12.10 7.50 3.39 2.01 1.46 0.95 0.57 0.35 0.28 0.14

Caminhão Unitário 12,8m 3 eixos 12.80 7.55 3.44 2.04 1.48 0.97 0.57 0.36 0.29 0.14Truck c/ baú sider 10,5 mCaminhão Unitário Coca Cola 10.60 6.90 2.76 1.68 1.23 0.80 0.48 0.30 0.24 0.12

Ônibus Urbano 12.10 6.00 2.00 1.25 0.92 0.61 0.36 0.23 0.18 0.09

Ônibus Urbano motor dianteiro 12.15 6.05 2.04 1.27 0.94 0.62 0.37 0.23 0.18 0.09

Ônibus Rodoviário 2 eixos 13.25 7.50 3.39 2.01 1.46 0.95 0.57 0.35 0.28 0.14

Ônibus Rodoviário 3 eixos 13.95 7.45 3.33 1.98 1.44 0.94 0.56 0.35 0.28 0.14

* quando eixo traseiro trucado balanço é medido do centro entre os dois eixosee do CM

2S1 18,15m tradicional 18.15 3.30 7.41 4.75 2.93 1.70 1.05 0.84 0.42

2S1 Baú 14,5m de 19.35 5.20 7.35 4.72 2.92 1.69 1.05 0.84 0.42área carregável2S2 Cegonheiro tradicional 22.40 3.30 11.12 6.21 3.73 2.15 1.32 1.06 0.53

2S2 Cegonheiro tradicional 22.40 3.70 10.17 5.92 3.57 2.06 1.27 1.01 0.50

Bi-trem 7 eixos 20,5 m de 26.20 5.20 7.16 4.62 2.86 1.66 1.03 0.82 0.41área carregávelBi-trem 9 eixos 20,5 m de 26.20 5.20 5.86 3.92 2.46 1.43 0.89 0.71 0.35área carregávelRodotrem 30m 9 eixos tradicional 30.00 4.60 8.14 5.10 3.13 1.81 1.12 0.89 0.45

Ônibus Urbano Articulado 18.00 5.50 3.32 1.97 1.43 0.94 0.56 0.35 0.28 0.14

RAIO DA CURVA (centro do eixo dianteiro ) (m)



30


Rodoviários – Veículo Crítico



31

Comprimento Total X

Comprimento da Área de Carga

B-trem 25 m 9 eixosaustraliano

3S3 canadense



32

Considerações Existem várias configurações de CVCs que

são menos críticas em termos desobrelargura requerida do que configuraçõesque transitam livremente nas rodoviasbrasileiras.

A configuração de CVC mais crítica é adenominada Cegonheiro.

Sobrelarguras em trevos, acessos e curvasde raio pequeno são necessárias.

Acostamentos são necessários.



Cruzamentos e Acessosem Nível



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Tempos de Cruzamento de

Interseções em Nível

0%

20%

40%

60%

80%

100%

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Crossing time (s)

C u m u l a t i v e p r

o b a b i l i t y o r f r e

q u e n c y

Modelled

Observed

Unit trucks

Trucks + 2 trailers

Cars



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Distâncias de Visibilidade em

Acessos e InterseçõesVeículo Tempos de Distâncias Mínimas

Cruzamento de Visibilidade (m)

(75º percentil,s) 80 km/h 100 km/h

Automóvel 4,6 147 202

Caminhão Unit. 9,0 244 336

Semi-reboque 10,5 278 382

Romeu+Julieta 12,8 328 451

Treminhão 15,6 391 538



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Considerações Veículos mais longos requerem, via de regra,

maiores distâncias de visibilidade nosacessos e interseções. Veículos com maiores relações tração/peso

requerem distâncias de visibilidade menores. Como CVCs mais longas são mais

produtivas, deve haver uma imposição legalpara que sua liberação para tráfego esteja

associada a uma relação tração/peso maiordo que a das CVCs em operação.



Ultrapassagem



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Tempos de Ultrapassagens Pista

Simples Mesma Velocidade InicialTempos Mínimos de Ultrapassagem

Exemplos de Erro de JulgamentoClasse Velocidade Sobre o Tempo de Ultrapassagem

(km/h) 100 90 80 70Automóvel 60 22,3 22,3 25,0 35,6 ∆T para ∆V = 10 km/h ∆T (s)

70 25,2 27,4 39,7 ultrapassador 100 km/h80 30,0 44,0 impedidor 90 km/h 18,6

L = 5 m 90 48,6 ou 80 km/hCaminhão 60 24,7 26,9 28,1 41,5 ∆T para ∆V = 10 km/h ∆T (s)Unitário 70 29,1 30,7 46,0 ultrapassador 100 km/h3U 80 33,5 50,7 impedidor 90 km/h 22,1L = 13 m 90 55,6 ou 80 km/hCavalo-mecânico 60 25,9 28,1 29,8 44,6 ∆T para ∆V = 10 km/h ∆T (s)Semi-reboque 70 30,4 32,5 49,3 ultrapassador 100 km/h2S3 80 35,4 54,2 impedidor 90 km/h 23,9L = 18 m 90 59,3 ou 80 km/hCaminhão + 60 26,3 28,5 30,3 45,7 ∆T para ∆V = 10 km/h ∆T (s)Reboque 70 30,8 33,1 50,4 ultrapassador 100 km/h

3UR2 80 36,0 55,4 impedidor 90 km/h 24,6L = 20 m 90 60,6 ou 80 km/hCaminhão + 60 28,6 31,0 33,8 52,2 ∆T para ∆L = 10 m ∆T (s)2 Reboques 70 33,4 36,8 57,4 ultrapassador 100 km/h3UR2R2 80 39,9 62,8 impedidor 90 km/h 7,8L = 30 m 90 68,4

Fonte:Modelo de Machado Neto EESC-USP

Veículo Ultrapassador Velocidade (km/h)Veículo Impedidor



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Tempos de Ultrapassagens Pista

Simples “ Flying Pass”Veículo Impedidor Ultrapassador

Comp. Veloc. Velocidade (km/h)(m) (km/h) 100 90 80 70

Automóvel 4,5 60 0,8 1,1 1,6 3,24,5 70 1,1 1,6 3,24,5 80 1,6 3,24,5 90 3,2

Caminhão 13,0 60 1,6 2,1 3,2 6,3Unitário 13,0 70 2,1 3,2 6,3

13,0 80 3,2 6,313,0 90 6,3

Sem i-reboque 18,0 60 2,0 2,7 4,1 8,118,0 70 2,7 4,1 8,118,0 80 4,1 8,118,0 90 8,1

Rom eu+Julieta 20,0 60 2,2 2,9 4,4 8,820,0 70 2,9 4,4 8,820,0 80 4,4 8,820,0 90 8,8

Treminhão 30,0 60 3,1 4,1 6,2 12,430,0 70 4,1 6,2 12,430,0 80 6,2 12,4

30,0 90 12,4

Modelo deFancher &Baracket

UMTRI

University of Michigan



40

Considerações O problema da ultrapassagem em rodovias de pista

simples é um fator de grande valor emocional nosdebates com técnicos de órgãos governamentais, masé na realidade pouco estudado e pouco compreendidono meio técnico brasileiro.

Aumentar o limite de comprimento máximo em 5mimplica um tempo adicional de ultrapassagem quevaria de 1 a 5s conforme o modelo e a velocidaderelativa. Um erro de estimativa da velocidade relativaentre os dois veículos de 10 km/h implica temposadicionais, via de regra, maiores.

Não existem estudos estatísticos de acidentes emultrapassagens mal sucedidas, envolvendo

Cegonheiros ou CVCs longas.



Desempenho em Rampa



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Velocidade Mínima Legal em RampasCurvas de Velocidade x Rampas

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1 2 4 6 8

Rampas (%)

V e l o c i d a d e s ( k m

/ h )

30 N.m/t



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Considerações Acidentes do tipo colisão traseira decorrentes do

diferencial de velocidade entre veículos velozes(automóveis e veículos leves) e caminhões em rampaslongas, não dependem do comprimento do veículoultrapassado.

Cada CVC moderna de 25 a 30 m (hoje com 5,7 cv/t)substitui cerca de 1,5 Romeus e Julieta sobrecarregadoslentos(4,2 cv/t) e 3 Trucados sobrecarregados lentos(5,2 cv/t) e pode contribuir significativamente para a

melhoria do nível de serviço da rodovia. Já existe, no Brasil, tecnologia disponível para impor

legalmente (6,5 cv/t ~= 30 N.m/t) para a CVC maispesada PBTC = 74t (Scania 480 CV



Frenagem, Estabilidade eControle de CVCs



45

Distâncias de Frenagem

).(254

2

2i f

V D

±=Fórmula da AASHTO

Composição Coeficiente de Atrito Roda Via Fator Limitante0,2 0,4 0,6 0,8

Toco Vazio 0,97 0,89 0,80 0,73 Eixo de traçãoCarregado 0,76 0,89 0,97 0,75 Eixo de tração

Trucado Vazio 0,87 0,79 0,73 0,68 Eixo de tração

Carregado 0,87 0,97 0,88 0,75 Eixo dianteiro/Eixo traçãoRJ Vazio 0,76 0,74 0,70 0,65 Eixo traseiro reboqueCarregado 0,82 0,76 0,70 0,65 Eixo traseiro reboque

SR3 Vazio 0,66 0,64 0,65 0,64 Tandem do SRCarregado 0,92 0,89 0,87 0,84 Tandem do SR

TRM Vazio 0,76 0,74 0,70 0,65 Eixo traseiro reboque 1

Carregado 0,82 0,76 0,71 0,66 Eixo traseiro reboque 1 e 2RTR Vazio 0,61 0,61 0,59 0,59 Eixo traseiro SR1Carregado 0,92 0,84 0,78 0,73 Eixo traseiro do reboque 2

RJ s/ Eixo Vazio 0,56 0,56 0,53 0,48 Eixo traçãoDiant JL Carregado 0,66 0,64 0,61 0,57 Eixo traseiro reboqueRTR s/Eixo Vazio 0,61 0,61 0,59 0,60 Eixo traseiro SR1Diant Doll i Carregado 0,92 0,87 0,78 0,71 Eixo de tração



46

Considerações A fórmula da AASHTO, utilizada para o projeto

geométrico das rodovias não representa o fenômeno

de frenagem de veículos sem ABS de uma formatecnicamente precisa. A frenagem na condição da CVC vazia é pior que a

da CVCs com carga completa e bem distribuída.

As configurações mais críticas de CVCs quetrafegam nas rodovias brasileiras têm uma eficiênciade frenagem teórica de cerca de 60%.

A prática comum de desligar o sistema de freios de

eixos dianteiros com rala nas unidades rebocadas naconfiguração 3UR2 (Romeu e Julieta) torna suafrenagem igual ou pior à do 2S2A2R2 (Rodotrem de9 eixos)



47

Estabilidade e Controle

Suspensão pneumática Maior estabilidade

Centro de gravidade mais baixo Maior estabilidade

Maior distância entre eixos Maior estabilidade

Menor número de acoplamentos Maior estabilidade

Resultado da Legislação Atual



48

Resultado da Legislação Atual



49

Considerações CVCs curtas têm centros de gravidade mais

altos. CVCs curtas têm distâncias entre eixos

menores.

CVCs curtas são piores em termosde estabilidade e controle

Conexões do tipo Btrem implicam menor

número de acoplamentosBitrens são mais seguros do que

rodotrens



50

Agradecimentos À Diretoria da EESC-USP pela confiança e apoio ao

desenvolvimento do meu trabalho como pesquisador. À FAPESP – Fundação de Amparo à Pesquisa do

Estado de São Paulo, pelo apoio material na formade uma bolsa de Pós-doutoramento na Alemanha em1990, e bolsas de iniciação científica, mestrado, edoutorado para meus orientados.

Ao CNPq – Conselho Nacional de DesenvolvimentoCientífico e Tecnológico, pelo apoio material na

forma de bolsas de pesquisador de 1988 a 1998 evárias bolsas mestrado para meus orientados. Aos técnicos e empresários aqui presentes que nos

honraram com a sua presença.

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