AULA 02 - PROJECTO GEOMETRICO DE ESTRADAS.pptx

INSTITUTO SUPERIOR POLITÉCNICO CATÓLICO DE BENGUELA
DEPARTAMENTO DE ARQUITECTURA E ENGENHARIA
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
VIAS DE
COMUNICAÇÃO I
AULA 02:
 PROJECTO GEOMÉTRICO
DE ESTRADAS
PROF: MSC. ENG. DANILO FAUSTINO

SUMÁRIO
AULA 02: PROJECTO GEOMÉTRICO DE ESTRADAS
1.Projecto Geométrico de Estradas
 As fases de um projecto.
 Factores que influenciam na escolha do
traçado da estrada.
 Estudos de tráfego
PROF: MSC. ENG. DANILO FAUSTINO VIAS DE COMUNICAÇÃO I

Projecto Geométrico de Estradas
Conceito
O projecto geométrico de uma estrada é o
resultado das relações dos elementos
físicos (rampas, curvas, superelevações,
etc.) com as velocidades dos veículos,
frenagem dos veículos, condições de
segurança e conforto dos usuários, etc.

Características gerais do projecto geométrico
 Os critérios para elaboração de um o projecto geométrico de estradas
baseiam- se em princípios de geometria, de física e nas características de
operação dos veículos.
 O projecto geométrico inclui: cálculos teóricos, resultados empíricos
(deduzidos de numerosas operações), análises do comportamento dos
motoristas, análises da capacidade das estradas, etc.
 A construção de uma estrada, com um dado projecto geométrico,
deve ser tecnicamente possível, economicamente viável e
socialmente abrangente.

Escolha do melhor traçado geométrico da estrada
 Para estabelecer ligação entre dois pontos, é possível desenvolver vários traçados
geométricos.
 É decisivo para escolher o melhor traçado geométrico de uma estrada:
 a) A experiência e bom senso do projectista;
 b) A comparação entre os diversos traçados preliminares quanto aos
elementos de projecto (raios mínimos de curvas horizontais, inclinações máximas das
rampas, curvas verticais, volumes de cortes e aterros, etc.).
 Um traçado geométrico de uma estrada pode se tornar inviável por apresentar grandes
inclinações de rampas e/ou raios de curvas horizontais menores que o mínimo e/ou
obras de arte de grande extensão (ex. pontes).

Fases do projecto geométrico
Objectivo principal:
 levantamento e análise dos dados
da região, que são necessários
para definição dos possíveis locais
por onde a estrada vai passar.
1. Estudos preliminares
Características da fase de estudos:
 Nesta fase são definidos os principais
obstáculos topográficos, geológicos
e hidrológicos. Ainda, são escolhidos
os locais para o lançamento dos
anteprojectos (ou traçados
alternativos)

Directriz geral e pontos obrigados de passagem:
1. A recta AB é a directriz geral da estrada.
2. A cidade C e o porto D serão servidos pela estrada,
e são denominados de PONTOS OBRIGADOS DE
PASSAGEM DE CONDIÇÃO.
3. A garganta G é um ponto de passagem imposto pela
topografia. G é denominado de PONTO OBRIGADO
DE PASSAGEM DE CIRCUNSTÂNCIA.
4. Cada uma das rectas que liga dois pontos
obrigados intermediários é denominada directriz
parcial.

Tarefas desenvolvidas na fase de estudos preliminares:
 Colectas de dados sobre a região (através de: mapas topográficos, fotos aéreas, estudos do tráfego,
estudos geológicos e hidrológicos, etc.).
 Observação do terreno dentro do qual se situam os pontos obrigados de passagem de condição
(através de: observações de campo, em mapas ou em fotografias aéreas).
 Escolha dos pontos obrigados de passagem de circunstância.
 Selecção das directrizes parciais que forneçam o traçado mais próximo da directriz geral.
 Levantamento dos quantitativos e custos preliminares das alternativas de traçado(ex. custos de
terraplenagem dos diversos traçados alternativos).
 Avaliação dos traçados, ou dos eixos de estrada lançados (avaliar: rampas máximas, raios
mínimos horizontais, obras de arte e volumes de cortes e aterros).

Característica da fase de anteprojecto:
 O Anteprojecto consiste no levantamento topográfico de uma faixa limitada de terreno.
 Nesta fase são empregados métodos e instrumentos muito mais precisos que os utilizados
na fase de reconhecimento (ex. estação total).
 Durante a fase de exploração são desenvolvidos outros estudos, além dos estudos
topográficos, tais como: estudos de tráfego, hidrológicos, geológicos, geotécnicos, entre
outros.
OBS. O levantamento topográfico é feito ao longo do eixo da estrada, sendo que a cada 20 m, no
eixo da estrada, é feito o nivelamento transversal, usando-se geralmente cerca de 120 a 150 m,
para cada lado (à direita e à esquerda) do eixo da estrada, obtendo-se assim uma faixa de
nivelamento transversal de 240 a 300 m (BORGES, 2013).
2. Anteprojecto

Sequência ordenada para lançamento do
anteprojecto geométrico:
1. Escolha dos pontos de intercessão das
tangentes (PI) e determinação das suas
coordenadas. OBS. As tangentes são as rectas das
estradas.
2. Escolha dos raios das curvas horizontais. OBS. A
escolha do raio é feita colocando-se diversos
gabaritos sobre a planta, de modo que a curva
traçada tangencie os dois trechos rectos ou
tangentes.
3. Dimensionamento das curvas horizontais.
2. Anteprojecto
4. Estaqueamento do traçado, geralmente de 20 em
20 metros.
5. Levantamento do perfil do terreno relativo ao
traçado escolhido.
6. Escolha dos pontos de intersecção das rampas
(PIV).
7. Determinação das cotas e estacas dos PIV’s.
8. Cálculo das declividades das rampas.
9. Cálculo do comprimento das rampas.
10. Escolha das curvas verticais.
11. Dimensionamento das curvas verticais

3. Projecto Executivo
Características do projecto executivo:
 A fase de projecto é a fase de detalhamento do(s) melhor(es) anteprojecto(s), ou seja, o cálculo de todos os
elementos necessários à perfeita definição do projecto em planta, perfil longitudinal e seções transversais.
 O projecto final da estrada é constituído pelo seguinte conjunto:
 Planta baixa, perfil longitudinal e seções transversais detalhadas;
 Memoriais de cálculo;
 Justificativa de soluções;
 Descrição dos processos adoptados (ex. processos de compactação da base, sub-base, etc.);
 Quantificação de serviços;
 Especificações de materiais;
 Métodos de execução de orçamentos (ex. cálculos baseados na distância média de transporte, no volume
médio de corte e aterro, etc.).

Aspectos que devem ser evitados no projecto da estrada:
 Curvas fechadas (ou de pequeno raio de
curvatura) e frequentes;
 Rasante muito acidentada;
 Rasante com declividades fortes; e
 Visibilidade deficiente.

Regras básicas para elaboração de um projecto geométrico
 As curvas devem ter o maior raio possível;
 A rampa com inclinação máxima deve ser empregada em casos particulares e com a
menor extensão possível;
 A visibilidade deve ser assegurada em todo o traçado principalmente nos cruzamentos
e nas curvas horizontais e verticais;
 Devem ser minimizados ou evitados os cortes em rochas (a escavação de 1m3 de corte
em rocha chega a custar de 10 a 12 vezes a escavação do mesmo volume de solo);
 Devem ser compensados os cortes e os aterros (o volume de corte deve ser igual ou
próximo ao volume de aterro); e
 As distâncias de transporte de solo devem ser a menor possível.

Factores que influenciam na escolha do traçado da
estrada.
Regiões topograficamente
desfavoráveis geralmente acarretam
grandes movimentos de terra,
elevando os custos da construção.
Influência da topografia
da região
Influência das condições
geológicas e geotécnicas do
terreno
As condições geológicas e geotécnicas
podem inviabilizar determinado traçado de
uma estrada, pois na maioria dos casos, são
grandes os custos para estabilização de
cortes e aterros em terrenos desfavoráveis
(ex. cortes em rochas, aterros sobre solos
moles, etc.).

estrada.
A hidrologia e/ou a hidrografia de uma
região pode interferir na escolha do
traçado, pois os custos de obras de arte e
drenagem geralmente são elevados.
OBS(s). a) A hidrologia relaciona-se ao
estudo das águas da região, inclusive
do volume de chuvas.
b) A hidrografia relaciona-se ao conjunto
das águas correntes ou estáveis da
região.
Influência da hidrologia
e/ou hidrografia da região
Influência da presença de benfeitorias ao
longo da faixa de domínio (ou faixa
desapropriada para construção da estrada)
Os custos de desapropriações ao longo da
faixa de domínio da estrada (ou faixa de
implantação) podem inviabilizar um
determinado traçado (ex. um traçado de
estrada cruzando um aeroporto, que
implicará em um oneroso túnel ou na
desapropriação total aeroporto).

estrada.
Quando a declividade de uma região for
íngreme (ou com forte declive), de modo que
não seja possível lançar o eixo da estrada
com as declividades admissíveis de projecto,
deve-se desenvolver (ou ampliar) o traçado.
A Figura ilustra uma estrada em terreno
íngreme com desenvolvimento de traçado em
ziguezague.
Desenvolvimento do traçado da estrada (ou ampliação do traçado)

estrada.
A Figura mostra o esquema de um
traçado em ziguezague, observa-se que o
traçado tende a acompanhar as curvas
de nível para diminuir as declividades das
rampas

estrada.
Quando o eixo da estrada acompanha as
curvas de nível, há uma redução do
volume do material escavado.
A Figura ilustra o desenvolvimento do
traçado acompanhado as curvas de nível.

estrada.
A Figura ilustra o desenvolvimento do
traçado fazendo a directriz (ou eixo da
estrada) cruzar uma garganta, evitando
assim o pico da serra (ou espigão)

Estudos de tráfego
 Está classificação é de interesse para o projecto geométrico de rodovias.
 As principais características desta classificação são as que se relacionam
com o tráfego (Ex. velocidade, rampas, largura de pista, largura de
acostamento, raios de curvas, níveis de serviço, etc.).
 Recomenda-se adoptar, como critério para classificação técnica da
rodovia, o volume de tráfego que deverá actuar na rodovia no 10.0ano
após a sua abertura.
Classificação das rodovias quanto às condições técnicas

Estudos de tráfego
 Os volumes de tráfego (VMD e volume
horário) são bidireccionais (ou nas duas
faixas), e referem-se a veículos mistos.
 Acesso é a intercessão da rodovia com
ruas, avenidas, ou outras rodovias, ou
entradas de moradias.
 Via expressa é a via destinada ao tráfego
rápido, com separação de trânsito (ou
sentido de tráfego), e que possui acessos
condicionados à locais pré-determinados
 Os níveis C ou D referem-se à classificação
da rodovia em níveis de serviço que será
apresentado a seguir.
Classificação das rodovias quanto às condições técnicas

Estudos de tráfego
 O nível de serviço de uma rodovia é
estabelecido em função:
 Da velocidade desenvolvida na via; e
 Da relação entre o volume de tráfego e a
capacidade da via.
 Qualquer seção da rodovia pode operar em
diferentes níveis de serviço, dependendo do
instante considerado.
Classificação das rodovias quanto ao nível de serviços

Estudos de tráfego
Rodovia de nível A:
 Possui condição de escoamento livre,
com baixo volume de tráfego e alta
velocidade;
 A densidade do tráfego é baixa; e
 A velocidade do veículo é controlada pelo
motorista, dentro dos limites de
velocidade e das condições físicas da via.
Rodovia de nível B:
 Apresenta um fluxo estável
dos veículos;
 Os motoristas possuem uma
razoável liberdade de escolha de
velocidade; e
 Os motoristas ainda têm condições
de ultrapassagem.

Estudos de tráfego
Rodovia de nível C:
 Apresenta um fluxo de veículos,
ainda estável;
 As ultrapassagens já são controladas
(ou impedidas) pelo alto volume de
tráfego; e
 Muitos motoristas não tem liberdade
de escolher a faixa de velocidade.
Rodovia de nível D:
 Apresenta um fluxo de tráfego próximo
ao instável;
 Apresenta velocidades de operação,
ainda toleráveis; e
 É uma rodovia em que as variações
no volume de tráfego, e as restrições
temporais (animais na pista, veículos
quebrados, etc.) podem causar
queda substancial na velocidade de
operação.

Estudos de tráfego
Rodovia de nível E:
 É uma rodovia que trabalha à plena carga
(o volume de tráfego está na capacidade
da rodovia);
 Apresenta um fluxo de veículos instável; e
 É uma rodovia sem condições
de ultrapassagem
Rodovia de nível F:
 Apresenta volume de escoamento
abaixo da capacidade da via;
 Apresenta extensas filas de veículos
na rodovia; e
 Em situações extremas a velocidade
de fluxo pode reduzir-se a zero.

Estudos de tráfego
OBSERVAÇÃO:
 Densidade de tráfego é o número de veículos que, em um dado momento, ocupam uma certa
extensão da via, considerando-se as duas faixas da via. A densidade de tráfego é expressa em veículos
por quilómetro;
 Velocidade de operação é a maior velocidade média possível em uma estrada;
 c) Fluxo ou volume (de tráfego) é o número de veículos (ou de veículos equivalentes), que
cruzam determinada seção de uma via, dentro de um dado intervalo de tempo;
 d) O volume pode ser dado em veículos por hora (v/h), ou em veículo equivalente, por hora, e por
faixa (veq/h/fx); e
 e) O veículo equivalente é o carro de passeio (automóveis, pick-ups, furgões ou similares); Assim
sendo, os veículos que trafegam na rodovia são transformados em um número de carro de passeio
equivalente.

Estudos de tráfego
Para vias expressas tem-se:
Fluxo livre quando é baixo o volume de
tráfego na rodovia, ou de até 32% da
capacidade da via, ou de até 700 (veq/h/fx)
nas condições ideais.
Fluxo estável quando o volume de tráfego
chega até 75% da capacidade da via, ou é
menor que 1.640 veq/h/fx nas condições
ideais.
Fluxo instável é caracterizado por
apresentar volume de tráfego na
capacidade da via, ou
2.200 (veq/h/fx) nas condições ideais
Condições ideais de tráfego
 Dia claro sem chuva, sem vento, etc.;
 Condição de visibilidade sem neblina,
sem fumaça, etc.;
 Largura da faixa de tráfego com um
mínimo de 3,5m;
 Pavimento em bom estado; e
 Etc.

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