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Departamento de Engenharia Civil e Arquitectura

MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL

VIAS DE COMUNICAÇÃOLuís de Picado Santos([email protected])

Traçado em PlantaAlinhamentos rectos e curvas circulares

11/15/15

2

Departamento de Engenharia Civil e ArquitecturaTipoTipo de de CondicionantesCondicionantes

Financeiras Justificação do investimento

avaliação de custos (investimento e exploração)ç ( p ç ) avaliação dos benefícios análise custo-benefício:

VAL - Valor Actual Líquido (avaliar a viabilidade de um projecto de investimento através do cálculo do valoractual de todos os seus cash-flows, actualizados ao preço actual aplicando uma taxa de desconto e verificandose são superiores ao investimento)se são superiores ao investimento) TIR - Taxa Interna de Rentabilidade (representa uma taxa de juro tal, que se o capital investido tivesse sidocolocada a essa taxa, obteríamos exactamente a mesma taxa de rendibilidade final. Por outras palavras,representa uma taxa que se utilizada como taxa de desconto, torna o VAL (Valor Actual Líquido) igual a zero; AOR – Análise das Opções Reais (avaliação das diferentes opções que um investimento permite no futuropara se acomodar á mudança da condições de partida, permitindo inferir se um determinado projecto oup ç ç p , p p jdecisões dentro do mesmo quadro de investimento são muito ou pouco flexíveis)

Segurança e Comodidade para a circulação Restrições à concepção geométrica

Ligadas à Região Orografia Condições climáticas

Uso do solo Integração paisagística

22/15/15

Hidrologia Geologia e Geotecnia

Ambientais

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Departamento de Engenharia Civil e ArquitecturaCaracterizaçãoCaracterização do do TráfegoTráfego

a E Í E E /

Classificação Nacional abc

d

VELOCÍPEDES S/ MOTOR AUXILIAR

VELOCÍPEDES C/ MOTOR AUXILIAR

MOTOC. C/ OU S/ "SIDE CAR", MOTOCICLETAS E MOTORETAS

AUTOMÓVEIS C/ OU S/ REBOQUE, INCLUINDO

OS VEÍCULOS COMPORTANDO O MÁXIMO DE

efg

NOVE LUGARES

CAMIONETAS ATÉ 3000 Kg DE CARGA C/ OU S/ REBOQUE

CAMIÕES DE MAIS DE 3000 Kg DE CARGA S/ REBOQUE

CAMIÕES C/ UM OU MAIS REBOQUESg

h

ij

CAMIÕES C/ UM OU MAIS REBOQUES

TRACTORES C/ SEMI-REBOQUETRACTORES C/ SEMI-REBOQUE E UM OU MAIS REBOQUESTRACTORES C/ UM OU MAIS REBOQUES

AUTOCARROS E TROLLEYBUS

TRACTORES S/ REBOQUE OU SEMI-REBOQUE TRACTORES

AGRÍCOLAS E VEÍCULOS ESPECIAIS (CILINDROS BULLDOZERS ETC )j

kAGRÍCOLAS E VEÍCULOS ESPECIAIS (CILINDROS,BULLDOZERS,ETC.)

AUTOCARROS DE TURISMO

33/15/15

4


Variações de Tráfego

44/15/15

5


Contagens de tráfego NBLANMBxxTMDAinverno

2

271

IEKC 11 NKNINHNGNDxIEKCJHFGDxTMDAverão

51

2271

A - sunday 28/01 / day time surveyB - monday 05/03 / day time surveyB monday 05/03 / day time surveyC - saturday 07/04 / day time surveyD - friday 20/04 / day time survey naE - sunday 22/04 / day time surveyF - thursday 17/05 / day time surveyG d d 06/06 / d tiG- wednesday 06/06 / day time surveyH - tuesday 10/07 / day time surveyI - sunday 22/07 / day time surveyJ - tuesday 07/08 / day time surveyK - saturday15/09 / day time surveyy y yL - sunday 28/10 / day time surveyM - thurday 08/11 / day time surveyN - friday 14/12 / day time surveyNB - monday 05/03 / night time surveyND friday 20/04 / night time survey

55/15/15

ND - friday 20/04 / night time surveyNG- wednesday 06/06 / night time surveyNH - tuesday 10/07 / night time surveyNI - sunday 22/07 / night time surveyNK - saturday 15/09 / night time survey

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Departamento de Engenharia Civil e ArquitecturaVelocidades para a concepçãoVelocidades para a concepção

Velocidades (definição) Velocidade de circulação de um veículo é a velocidade média por ele praticada num certo percurso Velocidade de circulação (VC) é a média das velocidades de circulação de todos os veículos que circulam ç ( ) ç q

no trecho em análise, durante um certo período de tempo. Velocidade de projecto ou velocidade base (VB) é a velocidade máxima que pode ser atingida numa

secção uniforme quando o volume de tráfego tende para zero (depende só da características físicas da estrada) e é com base nela que são definidas as características geométricas dum traçado

Velocidade de tráfego (VT) é a velocidade excedida por 15 % dos veículos que se deslocam na corrente de tráfego. Em geral é considerado que: 4 2 1,20 a 10,1

VCVT

Na norma de traçado (1994) é considerado que:VB VT VT/VBKm/h Km/h

60 80 1,3380 100 1 2580 100 1,25

100 120 1,20120 130 1,08140 140 1,00

66/15/15

Velocidade específica (VE) é a velocidade máxima que pode ser obtida com segurança em qualquer elemento do traçado, considerado isoladamente

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Departamento de Engenharia Civil e ArquitecturaDistâncias de visibilidadeDistâncias de visibilidade

Distância de Visibilidade de Paragem (DP)

ifVtVDP m

.2546,3. 2

V – Velocidade (km/h)t percepção reaçcão em segundos (2 s em Portugal)t – percepção-reaçcão em segundos (2 s em Portugal)f – coeficiente longitudinal de atrito(m/m) i – inclinação (m/m)

DPDP

V (km/h) 40 50 60 70 80 100 120f 0,38 0,36 0,35 0,34 0,33 0,32 0,32DPmin (m) 40 60 80 100 120 180 250

77/15/15

8


Distância de Visibilidade de Ultrapassagem (DU)

88/15/15

V (km/h) 40 50 60 70 80 100 120DUmin (m) 280 350 420 490 560 700 840

9


Distância de Visibilidade de Decisão (DD) É a distância necessária para permitir hesitar antes de tomar uma decisão de mudança de p p ç

direcção. É estimada como 2 a 3 vezes a DP.

V (km/h) ≥60 80 100 120 140DDmin (m) 200 270 330 400 470

Velocidade para estabelecer as DVs Em geral é a VT mas em itinerários menos importantes pode ser a VB. Nalguns casos

ífi d VEespecíficos pode ser a VE.

Aplicação da DVs DP em todo o traçado DU é usada para a avaliação da capacidade de estradas de duas vias dois sentidos DD é usada em casos especiais de intersecções ou áreas de serviço

99/15/15

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Departamento de Engenharia Civil e ArquitecturaTraçadoTraçado em Plantaem Planta

R

R=00

CC

RR

CTR=00AR

CCT

AR V

Alinhamentos Rectos (AR) Evitar AR extensos por:

razões de monotonia razões de monotonia má adaptação à orografia aumentam a duração do encandeamento Dificultam a avaliação de distâncias e de velocidades

1010/15/15

ç Extensão é limitada a 20xVB (a mínima é de 6xVB por razões de conforto óptico)

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Departamento de Engenharia Civil e ArquitecturaElementos de curva circularesElementos de curva circulares

tang 2

Rt t R cotang

2

- a tangente “t” (VT ou VT’) é:

Ogrados 200=β

112

cosec

2 sin2

sin

R=R=bRb

RR 1+BO+VB

- a bissectriz“b” (VB) é: R

2

d = 2 R 200

400

- o desenvolvimento “d” (TBT’) é:

grados em com T'

K

(100 gr)

2 cos2.

2in 2.2

2in

R=ct=ct

sc

s

- A corda“c” (TKT’) é:VT

B

t

(100 gr)

cos 2

VB + BKt

b + f

t f = t cos

2 b R cotag

2 cos

2 R

1

sin 1

=

- A flecha “f” (BK) é:

222 t

1111/15/15

= R cos2

2

sin 2

1

sin 2

1

f R 1 sin

2

sin 2

12

Departamento de Engenharia Civil e ArquitecturaImplantação de curvas circularesImplantação de curvas circulares

P jAj

N

M

M j Mi d M M 2 P P 2P i

M jM i

Vp i

Nij

P

ij arctag j i

Pj Pi

; dij M j Mi Pj Pi

ji

O

yy

R R2 x2 R y 2 R y R2 x 2 y R R2 x2

V

T'

xx

R

(100 gr)

(100 gr)

A 2

y11

d11

R x R y R y R x y R R x

1212/15/15

VT xx2V1 A1

x

13

Departamento de Engenharia Civil e ArquitecturaRminRmin de curvas circularesde curvas circulares

Força centrífuga

h

Deslizamento Derrubamento

R (m) V2

127.(SE )

Deslizamento Derrubamento

R (m) V2 2.h SE.a

127.(2.h.SE a)( )

V – Velocidade (km/h)SE – sobreelevação (tang ) – coeficiente de atrito transversal (m/m)

1313/15/15

( )a – largura de suporte do veículo (m)h – altura do centro de gravidade (m)

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Departamento de Engenharia Civil e ArquitecturaRminRmin de curvas circularesde curvas circulares

)(2

VR

).(127)(

SER m

Raio mínimo NORMAL Raio mínimo ABSOLUTO Sobreelevação

R(m) SE (% ) Raio (m) SE (% )≤ 450 7 ≤ 900 7

525 6,5 1100 6,5

Duas vias Duas faixas rod.VB R R (Nor) ac

(km/h) (m) (m) (x g)

40 0.17 0.07 52.5 55 0.229

SEVB R R (Nor) ac

(km/h) (m) (m) (x g)40 0.05 114.4 110 0.1150 0 05 178 8 180 0 11

SE

Para uma SE=5% e ac (m/s2)= 0,11 x g Para uma SE=7% e ac (m/s2)= 0,22 x g

, ,600 6 1300 6700 5,5 1500 5,5850 5 1750 5

1000 4,5 2000 4,51200 4 2250 4

50 0.16 0.07 85.6 85 0.232

60 0.16 0.07 123.2 130 0.218

70 0.15 0.07 175.4 180 0.214

80 0.14 0.07 240.0 240 0.210

50 0.05 178.8 180 0.1160 0.05 257.4 250 0.1170 0.05 350.4 350 0.1180 0.05 457.6 450 0.1190 0.05 579.2 550 0.12

1400 3,5 2600 3,51600 3 3000 3

< 2500 2,5 < 5000 2,5≥ 2500 - ≥ 5000 -

90 0.13 0.07 318.9 320 0.199100 0.12 0.07 414.4 420 0.187

110 0.11 0.07 529.3 560 0.170

120 0.10 0.07 667.0 700 0.162

100 0.05 715.0 700 0.11110 0.05 865.2 850 0.11120 0.05 1029.6 1000 0.11130 0.05 1208.4 1200 0.11140 0.05 1401.4 1400 0.11

Sobrelargura (SL)

200 f R80SL

130 0.09 0.07 831.7 900 0.148140 0.08 0.07 1028.9 1200 0.129

1414/15/15

m 200 for RR80SL

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Departamento de Engenharia Civil e ArquitecturaAplicação curvas circularesAplicação curvas circulares

Entre dois segmentos com vértice inacessível, determine os elementos da curva para um raio de 170,00 metros, e refira o processo de implantar os pontos principais da curva (T, T’ e B)

Sabe-se que: V< aOP = 129,76 grados< Opa’ = 180,12 gradosOP = 52,25 m a

O

P

Rio

Resolução a’Resolução:

= 200 – ((200-aOP)+(200-Opa’)) = 109,88 gradosImplantação de T, T’ e B?

OT? (( ) ( p )) , g

m 145,4712

cotang Rt

m 53,745cosec

1Rb

m 136,018OT m 9,453 OV OP

OPV

OV

PT’?m 53,7452

cosec

1Rb

m 240,652400

200x2x

Rd

PT ?

m 112,071PT' m 33,400 PV OP

VOP

PV

B (usando os alinhamentos)?

1515/15/15

B (usando os alinhamentos)?’ (1/2 arco) = 200 – ((200-)/2)= 154,940 grados

m 62,8072' cotang'

Rt

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