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1Curso de Engenharia Civil - Estrada de Rodagem - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa
Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga [email protected](27) 9941-3300
Estrada de RodagemDistância de Visibilidade
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• Distância de visibilidade é o comprimento da rodovia em extensão continua que é visível ao usuário à sua frente.
• Um traçado em curva horizontal pode limitar a distância de visibilidade em função da existência de obstáculos à margem da estrada
• Edificações
• Vegetação
• Taludes
Distância de visibilidade
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Distância de visibilidade
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• Um traçado em curva vertical pode limitar a distância de visibilidade.
• Pode-se notar que existe uma distância onde o motorista pode observar o obstáculo livremente e outra distância que depende da altura do outro obstáculo.
• O DNIT adota:
– Altura dos olhos do motorista de carro de passeio: 1,10m
– Altura dos veículos que trafegam em sentido contrário: 1,37m (para efeito de curva vertical)
Distância de visibilidade
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Distância de visibilidade
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• Distância de visibilidade de parada é definida como sendo a distância à frente do veículo que está se deslocando com certa velocidade necessita para poder parar antes do obstáculo.
• Esta distância é dependente do tempo de reação do motorista perceber o obstáculo até reagir e é composto de quatro parcelas:
– Perception (percepção)
– Identification ou intellection (identificação)
– Emotion ou judgment (decisão)
– Volition ou reaction (ação)
• - Conhecido como tempo de reação PIEV
Distância de visibilidade de parada
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• Assim, deve-se considerar a distância de visibilidade de parada pode ser calculada por duas parcelas:
– A distância percorrida pelo veículo durante o tempo de PIEV
– A distância efetivamente de frenagem mecânica do veículo até sua total parada
Distância de visibilidade de parada
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• Segundo o DNIT, a primeira parcela pode ser considerada de 2,5s
• A distância percorrida no tempo de PIEV é então:
• Substituindo o tempo tem-se:
• Passando para km/h tem-se:
vtD t .=
vD t .5,2=
6,3.5,2
VD t =
VD t .7,0=
Onde: - velocidade do veículo em km/hV
Distância de visibilidade de parada
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• Imaginando um veículo subindo uma rampa a uma velocidade inicial vi que é reduzida a zero após percorrer uma distância di devido a aplicação mecânica do freio.
• Deve-se medir a distância di paralelamente ao plano da pista.
• Deve-se medir a distância vi paralelamente ao plano da pista.
• Isto é importante, pois no projeto geométrico a distância e a velocidade são reduzidas a um plano horizontal!
Distância de visibilidade de parada
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Distância de visibilidade de parada
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• A ação dos freios resultará no desenvolvimento de uma força de atrito Fa entre os pneus e a superfície de rolamento que irá atuar em sentido contrário ao movimento paralelamente ao plano da pista.
• Devido a inclinação da pista, pode-se decompor a força P(peso do veículo) em duas componentes:
– Uma componente Pn perpendicular ao plano da pista
– Uma componente Pi paralela ao plano da pista no sentido contrário do movimento que se soma a força de atrito ajudando a parar o veículo
)cos(. αPPn =
Distância de visibilidade de parada
)(. αsenPPi =
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• O trabalho mecânico de frenagem é dado por:
• Pela figura, deduz-se que:
• Substituindo a segunda na primeira, tem-se o trabalho como:
iia dPF .)( +=τ
Distância de visibilidade de parada
)cos(.2 αidD =
)cos(.)( 2
ατ D
PF ia +=
Onde: - trabalho mecânico de frenagem (N . m)
- distância percorrida durante a frenagem (m)
- força de atrito entre os pneus e o pavimento (N)
- componente da força peso paralela ao plano de rolamento (N)
τ2D
aF
iP
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• Energia cinética do veículo no início do processo de frenagem é:
• Energia potencial do veículo no momento da parada total, sendo dv a distância vertical percorrida, é:
• Variação de energia pode ser calculada como a diferença entre as energias:
2..2
1iC vmE =
Distância de visibilidade de parada
0. == Cvp EedPE
viPCEF dPvmEE ...2
1 2 −=−=Λ
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• Considerando-se:
• Considerando ainda:
• Tem-se então:
Distância de visibilidade de parada
vvEF dgmvmvm ....2
1..
2
1 22 −+=∆
gmPvvv vi .;222 =+=
2.2
1.;. tgtvdtgv vvv −==
g
vd v
v .2
2
=
g
vgmvmvm v
vEF .2....
2
1..
2
1 222 −+=∆
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• Assim:
• Sendo o trabalho:
• Como:
Distância de visibilidade de parada
2..2
1vmEF =∆
EF∆=τ
22 ..2
1
)cos(.)( vm
DPF ia =+
α
)(.;)cos(.. αα senPPPfF ila ==
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• Deduz-se que:
• Transformando para V em km/h (3,6) e g = 9,8m/s2.
Distância de visibilidade de parada
22 ..2
1
)cos(.))(.)cos(..( v
g
PDsenPPf l =+
ααα
))((.255
2
2 αtgf
VD
l +=
)(.255
2
2 if
VD
l +=
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• Como a distância de parada é a soma da distância percorrida pelo veículo durante o tempo de PIEV mais a distância efetivamente de frenagem mecânica do veículo até sua total parada, tem-se:
21 DDD +=
)(.255.7,0
2
if
VVD
l ++=
Onde: - distância de visibilidade de parada (m)
- velocidade do veículo (km/h)
- coeficiente de atrito longitudinal para frenagem
- declividade longitudinal da pista (proporção), considerar a direção da inclinação
DV
lf
i
Distância de visibilidade de parada
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Distância de visibilidade de parada
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• Nos projetos geométricos as normas exigem apenas que sejam asseguradas as distâncias de visibilidade de parada para greide nulo.
• Isso se deve ao fato que os valores calculados já incorporam coeficientes de segurança suficientes para permitir a desconsideração das influências dos greides ascendentes e descendentes.
• A distância de visibilidade de parada tem que ser garantida ao longo de todo o trecho da estrada de rodagem!
Distância de visibilidade de parada