ELEMENTOS BÁSICOS PARA O PROJETO DE UMA ESTRADA

1. ELEMENTOS BÁSICOS PARA O
PROJETO DE UMA ESTRADA

2. Introdução
 Um bom projeto de uma estrada procura evitar:
 Curvas fechadas e frequentes
 Greide muito quebrado
 Declividades fortes
 Visibilidade deficiente
Elementos básicos para o projeto de uma estrada 2

3. Regras básicas
 Curvas com o maior raio possível
 Rampa máxima somente em casos particulares e com a
menor extensão possível
 Visibilidade assegurada em todo o traçado
 Cruzamentos
 Curvas horizontais e verticais
 Minimizar ou evitar cortes em rochas
 Cortes e aterros compensados
 Minimizar as distâncias de transporte
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4. Projeto de uma estrada
Elementos básicos para o projeto de uma estrada 4
 Características básicas
Tipo de relevo Volume de tráfego

5. Noções de tráfego
 O tráfego permite estabelecer a classe de projeto
 Volume diário médio (VDM)
 Quantidade média de veículos que passa em uma seção da
estrada, durante um dia
 Ano horizonte de projeto
 Determinado ano posterior à abertura da estrada, em que é
possível projetar a demanda do tráfego com um certo grau
de confiabilidade (em geral, 10 anos)
Elementos básicos para o projeto de uma estrada 5

6. Noções de tráfego
 Previsão de tráfego no ano horizonte
 V = Volume futuro de tráfego
 V0 = Volume atual de tráfego
 α = fator de crescimento anual do tráfego
 t = nº de anos a ser considerado
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7. Classes de projeto
Elementos básicos para o projeto de uma estrada 7
Obs: VDM para o 10º ano (*) VDM na abertura da rodovia
CLASSE CARACTERÍSTICAS VDM
0 via expressa
decisão
administrativa
IA pista dupla VDM > 1400
IB pista simples VDM > 1400
II pista simples 700 ≤ VDM ≤ 1400
III pista simples 300 ≤ VDM < 700
IVA pista simples 50 ≤ VDM < 200*
IVB pista simples VDM < 50*

8. Tipo de região (relevo)
 Plano
 Topografia suave, permitindo pequenos movimentos de
terra.
 Ondulado
 Terreno com ondulações não muito acentuadas,
necessitando movimentos de terra de média proporção.
 Montanhoso
 Topografia com mudanças significativas nas elevações do
terreno, necessitando grandes movimentos de terra.
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9. Tipo de região (relevo)
Elementos básicos para o projeto de uma estrada 9
DIFERENÇA
DE NÍVEL im
(m/km)
RELEVO
< 10 plano
10 a 35 ondulado
> 35 montanhoso
D
h
h
h
h
i n
m





...
3
2
1

10. Velocidade de projeto (Vp)
 Segundo a AASHTO (American Association of State Highway
and Transportation Officials):
 É a máxima velocidade que um veículo padrão
pode manter, em condições normais, com
segurança
 Escolha da Vp:
 Padrão da estrada
 Principais características geométricas
Elementos básicos para o projeto de uma estrada 10

11. Velocidade de projeto (Vp)
 Características geométricas mínimas:
 Devem proporcionar segurança ao motorista em todos os
pontos da via
 Curvatura, superelevação, distâncias de visibilidade
 ↑ Vp = ↑ padrão da estrada = ↑ custo da via
 Única Vp para toda a estrada
 Valores diferentes apenas em casos especiais (como na
variação acentuada da topografia da região)
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12. Velocidade de projeto (Vp)
Elementos básicos para o projeto de uma estrada 12
CLASSE
Velocidade de Projeto (km/h)
Plana Ondulada Montanhosa
0 120 100 80
IA 100 80 60
IB 100 80 60
II 100 70 50
III 80 60 40
IVA 60 40 30
IVB 60 40 30

13. Raio mínimo
 Menor raio que pode ser percorrido na Vp e à uma
superelevação máxima admissível, com segurança e
conforto
 Trajetória circular: veículo é forçado para fora da
curva pela força centrífuga
 Essa força é compensada pela componente do peso
do veículo, função da superelevação da curva e do
atrito lateral pneu/pavimento
Elementos básicos para o projeto de uma estrada 13

14. Raio mínimo
Elementos básicos para o projeto de uma estrada 14
a
P
X
Fa
O
N
Y
a
Fc
𝑭𝑪 =
𝒎. 𝒗𝟐
𝑹
𝑭𝒂 = 𝑵. 𝒇𝒕
𝑷 = 𝒎. 𝒈
Equilíbrio em x:
𝑭𝒄 . 𝐜𝐨𝐬 𝜶 = 𝑷. 𝒔𝒆𝒏 𝜶 + 𝑭𝒂
𝒎. 𝒗𝟐
𝑹
. 𝐜𝐨𝐬 𝜶 = 𝒎. 𝒈. 𝒔𝒆𝒏 𝜶 + 𝑵. 𝒇𝒕
𝑵 = 𝑷. 𝒄𝒐𝒔 𝜶 + 𝑭𝒄. 𝒔𝒆𝒏 𝜶
Onde:

15. Raio mínimo
Elementos básicos para o projeto de uma estrada 15
Para:
𝜶 ↓↓↓ ⇒ 𝐜𝐨𝐬 𝜶 ≈ 𝟏 𝐞 𝒔𝒆𝒏 𝜶 ≈ 𝒕𝒈 𝜶
𝒎. 𝒗𝟐
𝑹
= 𝒎. 𝒈. 𝒕𝒈 𝜶 + 𝒇𝒕. 𝒎. 𝒈 + 𝒇𝒕.
𝒎. 𝒗𝟐
𝑹
. 𝒕𝒈 𝜶
𝒗𝟐 = 𝑹. 𝒈. 𝒕𝒈 𝜶 + 𝒇𝒕. 𝒈. 𝑹 + 𝒇𝒕. 𝒗𝟐. 𝒕𝒈 𝜶
𝒗𝟐
− 𝒇𝒕. 𝒗𝟐
. 𝒕𝒈 𝜶 = 𝑹. 𝒈. (𝒕𝒈 𝜶 + 𝒇𝒕)
𝒗𝟐
. (𝟏 − 𝒇𝒕. 𝒕𝒈 𝜶)
𝑹. 𝒈
= 𝒕𝒈 𝜶 + 𝒇𝒕
Como:
𝒆 = 𝒕𝒈 𝜶 = superelevação
Para: 𝒇𝒕 ↓↓↓ e 𝒆 ↓↓↓ ⇒ 𝒇𝒕. 𝒕𝒈 𝜶 ≈ 𝟎
𝑹. 𝒈 =
𝒗𝟐
𝒆 + 𝒇𝒕
⇒ 𝑹 =
𝒗𝟐
𝒈. (𝒆 + 𝒇𝒕)
Para: V (km/h) e 𝒈 = 𝟗, 𝟖 𝒎/𝒔𝟐
𝑹 =
( ൗ
𝒗
𝟑, 𝟔)𝟐
𝟗, 𝟖. (𝒆 + 𝒇𝒕)

16. Raio mínimo
Elementos básicos para o projeto de uma estrada 16
Para: 𝒆𝒎𝒂𝒙 e 𝒇𝒕,𝒎𝒂𝒙 ⇒ 𝑹𝒎𝒊𝒏
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17. Raio mínimo
Elementos básicos para o projeto de uma estrada 17
 𝒇𝒕,𝒎𝒂𝒙 (AASHTO): 𝒇𝒕,𝒎𝒂𝒙 = 𝟎, 𝟏𝟗 −
𝑽𝒑
𝟏𝟔𝟎𝟎
𝒆𝒎𝒂𝒙 :
 10%: rodovias de classe 0 e I, em regiões planas e onduladas
 8%: rodovias classe I em regiões montanhosas e rodovias com
demais classes de projeto
 6%: áreas urbanizadas e em trechos sujeitos a redução de velocidade
 4%: situações com intensa ocupação do solo adjacente

18. Veículo de projeto
 Veículo teórico de uma certa categoria que vai
circular na via
 Características físicas e operacionais equivalentes à
maioria dos veículos existentes
 Função da composição do tráfego previsto
Elementos básicos para o projeto de uma estrada 18

19. Veículo de projeto
 VP: Veículo de Passageiros
 Veículos leves, assimiláveis em termos geométricos e
operacionais ao automóvel
 Vans, utilitários, pick-up’s, furgões e similares
 CO: Veículo Comercial Rígido
 Composto por unidade tratora simples (veículo não
articulado)
 Incluindo caminhões e ônibus convencionais, normalmente
de 2 eixos e 6 rodas
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20. Veículo de projeto
 O: Ônibus de Longo Percurso
 Veículos comerciais rígidos de maiores dimensões
 Ônibus de turismo e caminhões longos (3 eixos)
 SR: Semi-Reboque
 Veículos comerciais articulados, com comprimento próximo
ao limite para veículos articulados
 Constituídos normalmente de uma unidade tratora simples
com um semi-reboque
Elementos básicos para o projeto de uma estrada 20

21. Veículo de projeto
 Dimensões básicas
Elementos básicos para o projeto de uma estrada 21
CARACTERÍSTICAS VP CO O SR
Largura total do veículo (m) 2,10 2,60 2,60 2,60
Comprimento total do veículo (m) 5,80 9,10 12,20 16,80
Raio mínimo roda externa dianteira (m) 7,30 12,80 12,80 13,70
Raio mínimo roda interna traseira (m) 4,70 8,70 7,10 6,00

22. Veículo de projeto - VP
Elementos básicos para o projeto de uma estrada 22

23. Veículo de projeto - CO
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24. Veículo de projeto - O
Elementos básicos para o projeto de uma estrada 24

25. Veículo de projeto - SR
Elementos básicos para o projeto de uma estrada 25

26. Veículo de projeto
 Largura da pista de rolamento, acostamentos e ramos de
interseções
 Superlargura
 Determinação dos raios mínimos internos e externos
 Largura dos canteiros
 Extensão de faixas de espera
 Valor da rampa máxima
 Altura admissível no gabarito vertical
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27. Veículo de projeto
 DNER:
 Rodovias projetadas geometricamente para o
atendimento aos veículos do tipo CO
 Veículos do tipo VP  atendimento com bastante folga
 Veículos do tipo O  atendimento satisfatório
 Veículos do tipo SR  atendimento em condições aquém das
desejáveis, mas com restrições no geral aceitáveis.
Elementos básicos para o projeto de uma estrada 27

28. Distância de visibilidade
 Garantir segurança e conforto aos motoristas
 Controle do veículo a tempo seguro no caso de uma
eventualidade
 Melhor visibilidade possível em toda a estrada
 Pode ser limitada pelas mudanças de direção e declividade
 Depende diretamente da velocidade
 Distância de visibilidade de parada
 Distância de visibilidade de ultrapassagem
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29. Distância de visibilidade de
parada
 Distância mínima para que um veículo possa parar
antes de atingir um obstáculo em sua trajetória
Elementos básicos para o projeto de uma estrada 29
Dp
D1 D2

30. Distância de visibilidade de
parada
 D1: distância de percepção e reação
 Tempo de percepção
 Tempo entre o momento que o motorista percebe o obstáculo à
frente e o momento que decide iniciar a frenagem
 AASHTO ≈ 1,5 s
 Tempo de reação
 Tempo entre a decisão e o início da frenagem ( ≈ 1,0 s)
 D1= 𝒗. 𝒕 = 𝟐, 𝟓. 𝒗 (em m/s) ou D1= 𝟎, 𝟕. 𝑽 (em km/h)
Elementos básicos para o projeto de uma estrada 30

31. Distância de visibilidade de
parada
 D2: distância de frenagem
 Início da frenagem até a imobilização do veículo
 Energia cinética do veículo deve ser anulada pelo trabalho
da força de atrito ao longo da distância:
Elementos básicos para o projeto de uma estrada 31
∆𝑬𝒄 = 𝝉𝑭𝒂
𝒎. 𝒗𝟐
𝟐
= 𝑷. 𝒇. 𝑫𝟐 = 𝒎. 𝒈. 𝒇. 𝑫𝟐 ⇒ 𝑫𝟐 =
𝒗𝟐
𝟐. 𝒈. 𝒇
=
( ൗ
𝒗
𝟑, 𝟔)𝟐
𝟐. 𝟗, 𝟖. 𝒇

32. Distância de visibilidade de
parada
 D2: distância de frenagem
 Rampa ascendente  D2 diminui
 Rampa descendente  D2 aumenta
Elementos básicos para o projeto de uma estrada 32
i > 0: rampa ascendente
i < 0: rampa descendente
Vp
(km/h)
30 40 50 60 70 80 90 100
f 0,40 0,37 0,35 0,33 0,31 0,30 0,29 0,28

33. Distância de visibilidade de
parada
 PARADA (Dp)
Elementos básicos para o projeto de uma estrada 33
Dp
D1 D2

34. Distância de visibilidade de
ultrapassagem
 Distância mínima necessária para que um veículo, trafegando
atrás de outro mais lento, possa efetuar uma manobra de
ultrapassagem com segurança e conforto
Elementos básicos para o projeto de uma estrada 34

35. Distância de visibilidade de
ultrapassagem
 Observações da AASHTO e recomendações do DNER:
 Não cabem valores para V > 100 km/h  pista dupla
 É recomendado que se tenha trechos com visibilidade de
ultrapassagem pelos menos a cada 2 km
Elementos básicos para o projeto de uma estrada 35
V
(km/h)
30 40 50 60 70 80 90 100
Du (m) 180 270 350 420 490 560 620 680

36. Resumo
 Velocidade de projeto
 Relevo
 Tráfego
 Raio mínimo
 Veículo de projeto
 Distância de visibilidade
Elementos básicos para o projeto de uma estrada 36