Manual de Projeto Geométrico de Rodovias Rurais

DNER 706 20 MANUAL DE PROJETO GEOMÉTRICO DE RODOVIAS RURAIS 1999 MINISTÉRIO DOS TRANSPORTES DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM DIRETORIA DE DESENVOLVIMENTO TECNOLÓGICO MINISTRO DOS TRANSPORTES Dr Eliseu Lemos Padilha DIRETOR GERAL DO DNER Dr Genésio Bernardino de Souza DIRETOR DE DESENVOLVIMENTO TECNOLÓGICO Eng Chequer Jabour Chequer CHEFE DA DIVISÃO DE CAPACITAÇÃO TECNOLÓGICA Eng Gabriel de Lucena Stuckert MANUAL DE PROJETO GEOMÉTRICO DE RODOVIAS RURAIS CONSULTOR RESPONSÁVEL Engº Amarildo Carvalho de Oliveira Consultor Independente Engº Annibal Espinola Rodrigues Coelho Consultor Independente COLABORADORES Engº Álvaro Siqueira Pitta Iguatemi Ltda Engº Elzo Jorge Nassaralla ENECON SA Engº César Augusto Flôres Santos Departamento Nacional de Estradas de Rodagem Engº Janete de Oliveira Renatta Iguatemi Ltda Engº António Marcello de Araújo Salgado ENECON SA Engº Raymundo Carlos de Montalvão Barretto Departamento Nacional de Estradas de Rodagem Engº Silvio Figueiredo Mourão Departamento Nacional de Estradas de Rodagem Engº Gabriel de Lucena Stuckert Departamento Nacional de Estradas de Rodagem Engº José Carlos Martins Barbosa Departamento Nacional de Estradas de Rodagem COMISSÃO DE REVISÃO TÉCNICA Engº Henrique Wainer Associação Brasileira de Normas Técnicas Engº Paulo Guedes Pereira Associação Brasileira de Normas Técnicas Engº Guiberto Vieira de Rezende Associação Brasileira de Normas Técnicas Econ Nilza Mizutani Associação Brasileira de Normas Técnicas EDITORAÇÃO GRÁFICA E PROGRAMÇÃO VISUAL Luiz Eduardo Oliveira dos Santos Associação Brasileira de Normas Técnicas Brasil Departamento Nacional de Estradas de Rodagem Diretoria de Desenvolvimento Tecnológico Divisão de Capacitação Tecnológica Manual de projeto geométrico de rodovias rurais Rio de Janeiro 1999 195p IPR Publ 706 1 Rodovia Vicinal Projetos Manuais I Série II Título CDD 62570010202 Reproduzido permitida desde que citado o DNER como fonte MINISTÉRIO DOS TRANSPORTES DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM DIRETORIA DE DESENVOLVIMENTO TECNOLÓGICO DIVISÃO DE CAPACITAÇÃO TECNOLÓGICA MANUAL DE PROJETO GEOMÉTRICO DE RODOVIAS RURAIS RIO DE JANEIRO 1999 DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM DIRETORIA DE DESENVOLVIMENTO TECNOLÓGICO DIVISÃO DE CAPACITAÇÃO TECNOLÓGICA Rodovia Presidente Dutra km 163 Centro Rodoviário 21240330 Rio de Janeiro RJ Tel 021 3715888 Fax 021 471 6133 TÍTULO MANUAL DE PROJETO GEOMÉTRICO DE RODOVIAS RURAIS Revisão DNERABNT Contrato DNERABNT PG 1829500 Aprovado pelo Conselho Administrativo do DNER em 21 de dezembro de 1999 Resolução nº 1599 Sessão nº CA 08 processo nº 1000079609845 Impresso no Brasil Printed in Brazil APRESENTAÇÃO O longo tempo decorrido desde a elaboração em 1979 das Instruções para Projeto Geométrico de Rodovias Rurais a forma dispersa como estavam apresentados os seus vários tópicos e a necessidade de analisar com maior profundidade aspectos decorrentes da expansão e das inovações ocorridas no modal rodoviário tornaram recomendável ao Departamento Nacional de Estradas de Rodagem DNER a sua revisão e atualização o que resultou na presente versão do Manual de Projeto Geométrico de Rodovias Rurais O confronto entre os controles e critérios das características físicas e geométricas constantes dessas Instruções e as recomendações da associação rodoviária americana AASHTO American Association of State Highway and Transportation Officials na edição de 1994 de sua publicação A Policy on Geometric Design of Highways and Streets Critérios para Projeto Geométrico de Rodovias e Logradouros mostrou que não há diferenças essenciais que justifiquem alterações nos elementos básicos dos procedimentos do DNER É verdade por exemplo que a redução na altura dos veículos de passeio poderá afetar futuramente as distâncias de visibilidade para o motorista principalmente no que se refere às curvas verticais mas no momento essa redução não é significativa Verificouse entretanto que a rápida expansão do sistema viário e o crescimento dos volumes de tráfego atendidos nessas duas décadas tornaram necessária a inclusão de alguns tópicos que haviam sido ignorados ou cobertos inadequadamente nas instruções existentes O presente Manual incorporou assim três novos tópicos a saber Capacidade e Níveis de Serviço das Rodovias Terceira Faixa nas Rampas Ascendentes e Melhorias Operacionais de Rodovias de Pista Simples que fazem a complementação necessária O Manual ensejou também uma revisão geral das tabelas gráficos e fórmulas constantes das instruções e normas em vigor com a finalidade de integrálas e de facilitar o seu uso Sintetizando assim todas as obras em uso até o momento o presente Manual vem suprir uma lacuna considerável na literatura rodoviária e após sua aprovação pelo Conselho Administrativo do DNER ganhará status normativo embora o seu objetivo primordial seja o de orientar e facilitar o trabalho dos profissionais que atuam na área nos dias de hoje Com o aumento significativo de usuários do meio rodoviário e com a crescente melhoria no desempenho dos veículos é forçoso reconhecer que cada vez mais recai sobre os ombros do projetista rodoviário a difícil tarefa de definir todos os procedimentos e meios que vai utilizar aos quais nos últimos anos se acrescentou a preocupação com os fatores ambientais sociais e de segurança APRESENTAÇÃO Ao mesmo tempo em que nos sentimos honrados em poder entregar à comunidade rodoviária o Manual de Projeto Geométrico de Rodovias Rurais agradecemos a todos os leitores e usuários o envio de críticas sugestões e observações pertinentes que possam ser analisadas e incorporadas em futuras edições As contribuições devem ser submetidas à Diretoria de Desenvolvimento Tecnológico Rodovia Presidente Dutra km 163 Centro Rodoviário Parada de Lucas Rio de Janeiro RJ 21240330 aos cuidados da Divisão de Capacitação Tecnológica Engº Chequer Jabour Chequer Diretor de Desenvolvimento Tecnológico O Manual de Projeto Geométrico de Rodovias Rurais contém as informações essenciais para a elaboração do projeto geométrico de rodovias rurais de acordo com as normas em vigor no Brasil O método de apresentação escolhido é didático e portanto fartamente ilustrado de modo a facilitar a compreensão do leitor Recomendase ainda que a leitura obedeça à ordenação dos capítulos A obra está dividida em oito capítulos entre os quais o Capítulo 1 que inclui um breve histórico da matéria e o Capítulo 2 que é dedicado a definições e que funciona como uma espécie de glossário Os demais capítulos que formam o corpo do trabalho são essencialmente técnicos Embora todos os elementos do projeto geométrico tenham sido igualmente atendidos deuse ênfase aos projetos de melhoramentos de terceira faixa nas rampas ascendentes e de melhorias operacionais em pistas simples que correspondem justamente aos três últimos capítulos This Manual of Geometric Design for Rural Roads includes essential and relevant information for the geometric design of rural roads according to the norms and rules in force in Brazil The approach is basically didactic and the several illustrations are meant to help the reader It is strongly recommended that the natural order of the chapters be observed in the reading There are eight chapters including Chapter One which is concerned with a brief historical account and Chapter Two which is filled with definitions and functions rather as a glossary The Manual attempts to cover the whole subject laying especial emphasis on improvements design third lane on rising slopes and operational enhancement for onelane roads SUMÁRIO APRESENTAÇÃO i RESUMO v ABSTRACT vii SUMÁRIO ix LISTA DE ILUSTRAÇÕES xiii LISTA DE TABELAS xvii PREFÁCIO xxi INTRODUÇÃO xxiii Capítulo 1 ANTECEDENTES 1 Capítulo 2 DEFINIÇÕES 3 Capítulo 3 CLASSIFICAÇÃO DAS RODOVIAS 11 31 Classificação Funcional 11 311 Hierarquia Funcional 11 312 Relação Funcional 13 313 Acessibilidade e Mobilidade 15 314 Áreas Urbanas e Rurais 15 315 Sistemas Funcionais 15 32 Classificação Técnica 19 321 Critérios Básicos de Classificação 19 322 Classes do Projeto 24 33 Relação entre Classe Funcional e Classe de Projeto 27 Capítulo 4 CAPACIDADE E NÍVEIS DE SERVIÇO DAS RODOVIAS 31 41 Volume Horário de Projeto 31 42 Capacidade Rodoviária 34 421 Características Gerais 34 MANUAL DE PROJETO GEOMÉTRICO DE RODOVIAS RURAIS MANUAL DE PROJETO GEOMÉTRICO DE RODOVIAS RURAIS MANUAL DE PROJETO GEOMÉTRICO DE RODOVIAS RURAIS LISTA DE ILUSTRAÇÕES Figura 5442 Exemplo de superlargura obtida por alargamento simétrico da pista Figura 5511 Critério gerais básicos para o projeto altimétrico Figura 5611 Uma das deflexões do alinhamento foi suprimida mas os demais vértices ainda coincidem A longa tangente em planta é abrandada pela curvatura vertical Quadro 321 Composição percentual do tráfego nas rodovias rurais Quadro 5441 Valores de superlargura para projeto m pista de duas faixas largura 720m Quadro 583 Características básicas do projeto geométrico Rodovias Classe I Quadro 621 Normas admissíveis de projetos rodoviários para melhorias de estradas existentes PREFÁCIO O presente Manual de Projeto Geométrico de Rodovias Rurais foi elaborado pela Diretoria de Desenvolvimento Tecnológico IPR sob o patrocínio do contrato firmado entre a ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas e o DNER Departamento Nacional de Estradas de Rodagem Sua finalidade principal é atualizar e consolidar as noções básicas para a elaboração de um projeto geométrico de rodovia rural tendo em vista as diversas inovações ocorridas no modal Na preparação do Manual foram adotados os seguintes documentos Normas para o Projeto das Estradas de Rodagem aprovadas pelas Portarias nº 19 de 100149 e 348 de 170450 Portaria nº 3602 de 241069 referente às características técnicas das rodovias federais Portaria nº 2618 de 231270 referente às rodovias pluviais destinadas à colonização de áreas virgens Instruções para o Projeto Geométrico de Rodovias Rurais do DNER de fevereiro de 1979 Instruções para Superelevação e Superlargura de Projetos Rodoviários do DNER de fevereiro de 1979 A Policy on Geometric Design of Highways and Streets AASHTO 1994 PREFÁCIO MANUAL DE PROJETO GEOMÉTRICO DE RODOVIAS RURAIS xxii MTDNERIPR INTRODUÇÃO O presente Manual de Projeto Geométrico de Rodovias Rurais reúne toda a informação necessária para que o projeto geométrico de uma rodovia rural seja executado de acordo com as normas em vigor no País e ainda apresenta em caráter inovador sugestões e orientações técnicas preliminares sobre aspectos não abrangidos ou fixados por essas normas Os valores e critérios básicos apresentados constam das Normas para o Projeto das Estradas de Rodagem aprovadas pelas Portarias nº 19 de 100149 e nº 348 de 170450 e as atualizações e complementações são as constantes da Portaria nº 3602 de 241069 referente às rodovias pioneiras destinadas à civilização de áreas virgens conforme a publicação do DNER Normas para o Projeto Geométrico de Estradas de Rodagem de abril de 1975 Quanto aos valores não fixados pelas normas brasileiras adotaramse as Instruções para o Projeto Geométrico de Rodovias Rurais DNER 1979 as Instruções para Superelevação e Superlargura de Projetos Rodoviários DNER 1979 e o documento intitulado A Policy on Geometric Design of Highways and Streets Critérios para Projeto Geométrico de Rodovias e Logradouros AASHTO 1994 A obra foi dividida nos seguintes capítulos Antecedentes Definições Classificação de Rodovias Capacidade e Níveis de Serviço das Rodovias Elementos do Projeto Melhoramentos em Rodovias Existentes Terceira Faixa nas Rampas Ascendentes Melhorias operacionais de rodovias de pista simples O Capítulo 1 é constituído pelos Antecedentes O Capítulo 2 apresenta definições para os principais termos e expressões empregados em projetos rodoviários O Capítulo 3 esclarece os critérios para a classificação funcional das rodovias e recomenda classes técnicas para fins de projeto O Capítulo 4 conceitua volume horário de projeto discorre sobre os principais fatores relativos à capacidade rodoviária e orienta o projetista quanto ao nível de serviço a ser atendido O Capítulo 5 aborda os principais itens técnicos que compõem o projeto geométrico rodoviário O Capítulo 6 esclarece a utilização desses mesmos itens técnicos nos projetos de reabilitação ou de melhorias de estradas existentes ou de ambos O Capítulo 7 aborda os aspectos referentes à necessidade e ao dimensionamento das terceiras faixas O Capítulo 8 discute as principais medidas que se revelaram eficientes na melhoria das condições de operação de rodovias de pistas simples Por fim uma Bibliografia lista as obras que serviram de apoio técnico ao Manual Em cada um dos temas abordados indicaramse os valores e critérios de utilização obrigatória bem como os sugeridos pela experiência que podem ou não ser alterados pelo projetista CAPÍTULO 1 ANTECEDENTES No início da administração rodoviária do País quando se destacou a Comissão de Estradas de Rodagem responsável pela implantação das rodovias RioSão Paulo e RioPetrópolis ao fim dos anos 20 e ao longo de sua existência até 1937 quando surgiram os primórdios do Departamento Nacional de Estradas de Rodagem DNER e até 1945 quando em 27 de dezembro foi promulgado DecretoLei nº 8463 conhecida como a Lei Joppert que atribuiu ao órgão o caráter de pessoa jurídica com autonomia administrativa e financeira a técnica de projetos rodoviários não dispunha de documentos normativos específicos para a sua elaboração Por volta de 1950 a atividade de projeto rodoviário se tornou mais ordenada com o Fundo Rodoviário Nacional que foi criado pelo mesmo DecretoLei e que auferia recursos gerados pelo Imposto Único sobre Lubrificantes e Combustíveis Líquidos e Gasosos IUCLCG e com a elaboração do plano Rodoviário Nacional que por consequência exigiu maior rigor referente à elaboração de projetos geométricos e a adoção de parâmetros mais consentâneos com a evolução e a modernização do sistema rodoviário Nessa fase por intermédio de sua Divisão de Estudos e Projetos DEP o DNER lançou as Normas para o Projeto de Estradas de Rodagem com as Portarias nº 19 de 100149 e 348 de 170450 Tais documentos tornaramse a base para a elaboração de projetos geométricos dentro do DNER de acordo com as mais modernas técnicas em vigor à época em particular nos Estados Unidos da América Assim o projeto rodoviário só recebeu um grande impulso quando o surto desenvolvimentista que agitou o País deu prioridade à implantação de sistemas rodoviários mesmo para o transporte a grandes distâncias e isso em detrimento da rede ferroviária resultando assim numa ampla necessidade de normas Somente em 1975 com a publicação das Normas para o Projeto Geométrico de Estradas de Rodagem e em 1979 com as Instruções para Projeto Geométrico de Rodovias Rurais e Instruções para Superelevação e Superlargura nos Projetos Rodoviários foram apresentadas soluções para complementar o quadro normativo existente já então com uma experiência acumulada ao longo de quase vinte anos Agora em 1999 pôde o DNER por meio de sua Diretoria de Desenvolvimento Tecnológico finalmente promover a atualização de toda a literatura técnica em uso e lançar o Manual de Projeto Geométrico de Rodovias Rurais que incorpora os elementos necessários à execução de projetos dentro de padrões de excelência e qualidade reconhecidos internacionalmente CAPÍTULO 1 CAPÍTULO 2 2 DEFINIÇÕES Algumas expressões empregadas em projetos viários carecem de uma definição uniforme ou precisa de conceito As definições abaixo foram elaboradas apenas para os principais termos ou expressões de significado particular mencionadas no presente Manual e não pretendem constituir um glossário completo Em alguns casos para algumas expressões com conceituação mais ampla no vernáculo foi apresentado apenas o conceito de interesse para o projeto rodoviário Em outros a explicação dos conceitos encontrase no próprio texto Terminologia e definições adicionais constam da publicação Glossário de Termos Técnicos Rodoviários DNER Diretoria de Desenvolvimento Tecnológico 1997 Acostamento área da plataforma adjacente à pista de rolamento destinada a estacionamento provisório de veículos servir de faixa extra de rolamento para emergências contribuir para proteção da estrutura do pavimento e dos efeitos da erosão Em rodovias de pista dupla os acostamentos à direita do sentido de tráfego são denominados externos e aqueles à esquerda internos Alinhamento horizontal projeção do eixo da rodovia no plano horizontal Determina o traçado em planta e o percurso da rodovia Alinhamento vertical greide da rodovia com suas características altimétricas Área do nariz área compreendida entre os bordos adjacentes das pistas de duas vias ou ramos que se bifurcam ou se juntam e a curva ou vértice limitadora do nariz Barreira estrutura rígida indeformável geralmente de concreto disposta longitudinalmente à pista com o objetivo de impedir que veículos desgovernados saiam da plataforma choquemse com objetos fixos ou invadam outras pistas adjacentes e ainda desejavelmente reorientar o veículo para a trajetória correta com o mínimo de danos para o motorista e passageiros Também denominado separador físico rígido Bordos Bordas da pista limites laterais da pista de rolamento Em rodovias de pista dupla o limite à direita do sentido de tráfego é denominado bordo externo e aquele à esquerda bordo interno Canteiro central espaço compreendido entre os bordos internos de pistas de rolamento com traçado geralmente em sentidos opostos objetivando separálas física operacional psicológica e esteticamente Por definição inclui os acostamentos internos faixas de segurança ou faixa de espera e conversão à esquerda Capacidade consiste no número máximo de veículos que poderá passar por uma seção de um determinado trecho de uma faixa ou pista durante um período de tempo determinado sob as condições reais predominantes na via e no tráfego Comprimento de transição da tangente abaulamento extensão ao longo da qual nos casos em que é necessário se processa o giro da pista ou parte dela para eliminar a declividade transversal em sentido contrário ao da superelevação a ser alcançada Seu término coincide com o início do comprimento de transição da superelevação Comprimento de transição da superelevação extensão ao longo da qual se processa o giro da pista em torno do eixo de rotação para dotála de superelevação a ser mantida no trecho circular Seu início situase por definição no ponto onde a pista ou parte dela tem sua seção no plano horizontal Seu término coincide com o ponto onde é atingida a superelevação e ser mantida no trecho circular No caso de pistas cuja seção transversal em tangente tem caimento simples no mesmo sentido da superelevação a ser alcançada o comprimento de transição da superelevação engloba a extensão que se torna necessária para girar a pista desde uma situação fictícia com declividade transversal nula até a situação em tangente Controle de acesso função atribuída ao órgão rodoviário de controlar o acesso e a interferência de veículos eou pedestres com uma certa via em favor do aumento da qualidade de serviço capacidade e segurança da via Conversão em interseção ou interconexão movimento de giro de um veículo deixando a via por onde seguira para tomar outra via Cota vermelha denominação usualmente adotada para as alturas de corte e de aterro Datum superfície de nível a qual se referem as altitudes Defesa estrutura não rígida com elevado ou reduzido grau de deformabilidade disposta longitudinalmente à pista com o objetivo de impedir que veículos desgovernados saiam da plataforma choquemse com objetos ou obstáculos fixos que invadam outras pistas adjacentes e ainda desejavelmente reorientar o veículo para a trajetória correta com o mínimo de danos para o motorista e passageiros Distância de visibilidade de parada extensão da via à frente que o motorista deve poder enxergar para que após ver um obstáculo que o obrigue a parada possa imobilizar o veículo sem atingilo Distância de visibilidade de ultrapassagem extensão da via à frente que o motorista deve poder enxergar antes da iniciar uma ultrapassagem em uma via de duas faixas e mão dupla para assegurar a bem sucedida conclusão da manobra e a não interferência com veículos se aproximando em sentido oposto Eixo linha de referência cujo alinhamento sequencial projetado no plano horizontal define o traçado em planta ou seja a ei se refere aos elementos planimétricos da via Eixo de rotação da pista linha fictícia longitudinal à pista mantendo constante em cada trecho seu afastamento horizontal e vertical do eixo em torno dela a pista gira desde a situação básica em tangente até a situação superlevada Em muitos casos coincide com o eixo da via A ele se refere o greide da rodovia nos casos em que eixo de rotação e eixo da rodovia não coincidem Entrelaçamento consiste dos cruzamentos das correntes de tráfego na mesma direção geral que ocorrem mediante a sucessiva confluência e divergência de filas de veículos segundo pequenos ângulos Faixa de aceleração consiste da faixa adicional destinada à mudança de velocidade cujos objetivos são permitir que um veículo ao entrar em uma via principal aumente sua velocidade até um valor tal que possa penetrar na corrente principal de tráfego direto com razoável segurança e um mínimo de interferência com os demais veículos proporcionar aos veículos em tráfego na via principal tempo e distância suficientes para proceder aos ajustes operacionais necessários para permitir a entrada dos novos veículos Faixa auxiliar parte da pista de rodagem configura a faixa de tráfego direto usada para estacionamento mudança de velocidade entrelaçamento veículos lentos e outros propósitos complementares ao fluxo principal Faixa de desaceleração tratase da faixa destinada à mudança de velocidade cujo objetivo é permitir a um veículo que sai da via principal a diminuição de sua velocidade para uma velocidade segura compatível com as características do ramo ou da via de conexão que se segue sem interferir com o veículo imediatamente atrás Faixa de domínio área compreendendo a rodovia e suas instalações correlatas e faixas adjacentes legalmente delimitadas de propriedade ou sob domínio ou posse do órgão rodoviário e sobre a qual se estende sua jurisdição Deve ser prevista com largura suficiente para conter as instalações necessárias aos serviços de controle da operação da rodovia e permitir sua conservação proteção e sua futura expansão Faixa de rolamento faixa longitudinal da pista designada e projetada para uma fila de veículos em movimento contínuo Greide perfil do eixo de rotação da pista referido à superfície acabada do pavimento Neste caso também é especificado como greide de pavimentação Quando o perfil é do eixo de rotação referido a plataforma terraplenada é especificado como greide de terraplenagem Instalações de drenagem conjunto de dispositivos estruturas e obras cuja finalidade é evitar que águas pluviais precipitadas em áreas adjacentes águas subterrâneas do lençol freático ou cursos dágua atinjam ou danifiquem a pista ou a plataforma bem como drenar a água pluvial precipitada sobre a pista e o corpo estradal Interseção confluência entroncamento ou cruzamento de duas ou mais vias Interseção em nível interseção onde os cruzamentos de correntes de tráfego ocorrem no mesmo nível Interconexão interseção onde ocorrem cruzamentos de correntes de tráfego em níveis diferentes sem interferência mútua É denominada também de interseção em desnível ou em vários níveis Leito carroçável consiste da porção da plataforma da rodovia compreendida entre os meiosfios ou os acostamentos Considerase que as rodovias com pistas duplas tenham dois leitos carroçáveis Meiofio construção longitudinal em degrau disposta no bordo de pista acostamento ou faixa de segurança com o objetivo de conduzir águas pluviais conter o pavimento delimitar áreas não pavimentadas e especialmente realçar para o motorista mediante um obstáculo intencional ao deslocamento do veículo as trajetórias possíveis Também é denominado guia ou cordão Meiofio transponível meiofio cuja conformação permite sua transposição por veículos a baixas velocidades sem causarlhes maiores danos Meiofio intransponível meiofio cuja conformação pretende impedir sua transposição pelos veículos Nariz real ou físico primeiro obstáculo meiofio defesa balizador etc encontrado ao longo da área do nariz nos casos de bifurcação de ramos após o qual os traços das duas vias são completamente independentes Conceito análogo e simétrico cabe nos casos de junção de pistas Nariz teórico vértice da bifurcação ou junção de duas vias uma delas geralmente um ramo local onde os bordos mais próximos das duas pistas adjacentes iniciam ou terminam a separação Perfil linha que representa de forma contínua a situação altimétrica de um alinhamento sobre uma superfície plana Perfil do terreno perfil de uma linha por exemplo o eixo ou um bordo da pista disposta sobre a superfície terrestre Pista de rolamento área da plataforma destinada à circulação de veículos em movimento contínuo Pista de seção transversal com caimento simples pista com declividade transversal em um único sentido entre os bordos Pista de seção transversal abaulada pista cuja seção tem declividade transversal em dois sentidos seja sob forma de dois planos cuja interseção forma a crista da seção seja sob forma continuamente arredondada seção convexa Neste último caso o lugar geométrico dos pontos da seção de maior cota também é denominado crista Plataforma parte da rodovia compreendida entre os limites externos dos passeios ou entre os pés de corte e cristas de aterro incluindo os dispositivos necessários à drenagem da pista Ponto de abatemento ponto onde inicia o comprimento de transição do abatimento Ponto de nível ponto onde a pista ou parte dela tem sua seção no plano horizontal após ter sido eliminada a declividade transversal em sentido contrário à superelevação a ser alcançada Determina o término do comprimento de transição do abatimento e o início do comprimento de transição da superelevação Ponto de superelevação ponto onde termina a rotação da pista e é alcançada a superelevação total a ser mantida no trecho circular Projeto geométrico projeto que define detalhadamente os aspectos geométricos de uma via Ramos de interseção ou interconexão pistas de rolamento que conectam as vias que se interceptam ou as ligam a outras vias ou ramos Rampa declividade longitudinal do greide da pista ou plataforma Seu valor normalmente é dado pela tangente do ângulo formado com o plano horizontal Rampa de superelevação diferença de greides ou seja a rampa relativa do bordo da pista ou do acostamento em relação ao eixo de rotação Ocorre ao longo dos comprimentos de transição da superelevação e do abatimento Referência de nível RN ponto de posição bem definida altitude conhecida e inalterável com o tempo que serve de base para determinação das altitudes de outros pontos Poderá ser gravado em um marco de madeira pedra concreto ou em um acidente natural irreversível Seção transversal da rodovia para fins do projeto geométrico representa o alinhamento superficial que conforma transversalmente a rodovia incluindo a pista acostamentos plataforma e taludes até a interseção com o terreno natural Resulta da interseção de um plano vertical perpendicular ao eixo com a superfície do corpo estradal contido entre os limites da terraplenagem Seção transversal do terreno perfil do terreno em direção normal ao eixo de uma rodovia Seção transversal tipo seção transversal constante empregada repetitivamente em trechos contínuos de rodovias ou ramos Sinalização horizontal processo de sinalização constituído por marcas aplicadas sobre o pavimento destinado a transmitir mensagens de regulamentação advertência ou indicação para o trânsito de veículos e pedestres Sinalização vertical tipo de sinalização constituído por dispositivos montados sobre suportes no plano vertical fixos ou móveis destinado a transmitir mensagens de regulamentação advertência ou indicação para o trânsito de veículos e pedestres Solavanco taxa de crescimento da aceleração na unidade de tempo Superelevação declividade transversal em um único sentido de que a pista é dotada em curvas com caimento orientado para o centro lado interno da curva com o objetivo de contrabalançar a atuação da aceleração centrífuga Superelevação negativa declividade transversal da pista com caimento no sentido do lado externo oposto ao centro da curva reforçando a atuação da aceleração centrífuga Superlargura acréscimo total de largura da pista ao longo das curvas de concordância horizontal para possibilitar a manutenção dos afastamentos transversais necessários entre veículos em movimento em condições de segurança Talude para fins do projeto geométrico e face do corpo estradal que se estende além do bordo da plataforma Sua inclinação sobre o horizontal denominada inclinação do talude pode ser expressa sob a forma de fração ordinária de numerador unitário cujo denominador representa a distância horizontal correspondente a 1m de diferença de nível Taper Teiper faixa de trânsito de largura variável utilizada como transição para deslocamento lateral para uma faixa paralela Normalmente usada no início de uma faixa de desaceleração no fim de uma faixa de aceleração e no início e no fim das terceiras faixas Taxa de superelevação valor que mede a superelevação geralmente expresso pela tangente do ângulo que uma linha perpendicular ao eixo situada no plano da pista forma com o plano horizontal Terceira faixa consiste em uma faixa auxiliar acrescida lateralmente à pista do lado direito no sentido ascendente destinada ao tráfego de veículos lentos objetivando melhorar a fluência de operação mediante obras de relativo baixo custo que adiem investimentos de grande vulto Aplicase à designação tanto a pistas de mão dupla como de mão única Veículo de projeto veículo teórico de uma certa categoria cujas características físicas e operacionais representam uma envoltória das características da maioria dos veículos existentes nessa categoria A predominação de uma certa categoria de veículos define o veículo de projeto a ser escolhido para condicionar as características da via Velocidade diretriz ou velocidade de projeto é a maior velocidade com que um trecho viário pode ser percorrido com segurança quando o veículo estiver submetido apenas às limitações impostas pelas características geométricas É a velocidade selecionada para fins de projeto da qual se derivam os valores mínimos de determinadas características físicas diretamente vinculadas à operação e ao movimento dos veículos Velocidade média de viagem para todo o tráfego relação entre o somatório das extensões das viagens realizadas por todos os veículos e o somatório dos tempos totais exclusive paradas efetivamente despendidos nos percursos É a velocidade representativa das condições operacionais realmente concretas no trecho Constitui uma fração da velocidade diretriz tanto menor quanto maiores sejam os volumes de tráfego Via marginal vias paralelas às pistas principalais de uma rodovia de um ou ambos os lados com o objetivo de atender ao tráfego local longitudinal à rodovia e pertinente à área urbanizada adjacente e permitir o disciplinamento dos locais de ingresso e egressos da rodovia Volume Horário de Projeto VHP fluxo de veículos número de veículos por hora que deve ser atendido em condições adequadas de segurança e conforto pelo projeto da via em questão Volume Médio Diário VMD número médio de veículos que percorre uma seção ou trecho de uma rodovia por dia durante um certo período de tempo Quando não se especifica o período considerado pressupõese que se trata de um ano MANUAL DE PROJETO GEOMÉTRICO DE RODOVIAS RURAIS CAPÍTULO 3 3 CLASSIFICAÇÃO DAS RODOVIAS A classificação de rodovias por diferentes critérios temse revelado necessária para atender a enfoques e objetivos diversos de natureza técnica administrativa e de interesse dos usuários das vias em geral Para fins de execução de projetos por exemplo há conveniência de se dispor de uma classificação diretamente relacionada com o nível de qualidade dos serviços que a rodovia se propõe prestar ou seja deverá prover os meios físicos necessários para que os volumes de tráfego previstos executem com economia conforto e segurança as viagens desejadas Essa classificação de natureza técnica relacionase diretamente com as características geométricas necessárias para atender seus objetivos raios de curvatura rampas larguras de pista e acatamentos distâncias de visibilidade etc e também com as restrições de custos condicionados especialmente pelo relevo do solo região plana ondulada ou montanhosa Tanto a classificação técnica como a administrativa guardam estreita correlação com a classificação dita funcional que procura agrupar as rodovias pelo caráter dos serviços que elas prestam Essa classificação será apresentada a seguir como um préâmbulo para a classificação técnica que é de maior importância para as finalidades do presente Manual 31 CLASSIFICAÇÃO FUNCIONAL 311 Hierarquia funcional Os deslocamentos dos veículos dentro de uma malha rodoviária incluem diversos estágios como exemplificado na Figura 3111 O esquema representa uma viagem típica onde o carro estacionado no sítio designado por O origem entra em uma estrada vicinal de acesso passa para uma rodovia municipal que coleta o tráfego da região toma então uma rodovia de melhores características técnicas através de um ramo de interseção passa para uma rodovia de pista dupla na qual percorre a maior parte de sua viagem Em seguida repete em sentido inverso as mesmas operações iniciais até estacionar seu veículo em um armazém local que é seu destino D Os diversos estágios da viagem compreendem a seguinte hierarquia de movimentos Acesso estágio inicial final da viagem em que é utilizada uma Via Local normalmente de tráfego reduzido Figura 3111 Hierarquia de movimentos Captação segundo penúltimo estágio da viagem feito em via de maior tráfego usada para coletar os veículos das vias locais Via Coletora Distribuição terceiro antepenúltimo estágio executado em via com características geralmente superiores à de captação Via Arterial Secundária Transição quarto estágio realizado através de uma rampa de acesso ou ramal de interseção Movimento principal quinto estágio executado em via de alto padrão no caso uma via expressa Via Arterial Principal Observase que cada um dos estágios de uma viagem típica é atendido por uma via com características específicas para sua função Pela hierarquia dos movimentos os volumes de tráfego nas rodovias rurais crescem das Vias Locais para as Arteriais prevendose que os projetos correspondentes atendam às exigências de capacidade de cada estágio Apesar de muitas viagens poderem ser subdivididas nos estágios apresentados as rodovias intermediárias nem sempre são necessárias podendo uma Via Coletora por exemplo ter acesso diretamente a uma Via Arterial Principal Essa eliminação de estágios intermediários não modifica o caráter hierárquico dos estágios remanescentes embora possa provocar alterações em suas características físicas A ordem do deslocamento continua visível Devese salientar que uma das mais importantes causas do mau funcionamento de um sistema viário é não atender com projeto adequado os diferentes estágios da hierarquia de movimentos De fato conflitos e embaraçamentos ocorrem entre rodovias arteriais e vias alimentadoras quando as vias de transição são deficientes Podese citar como exemplo o caso de transição entre vias expressas e vias secundárias sem faixas adequadas de desaceleração e aceleração provocando retenção de tráfego nos ramais de acesso e nas próprias vias principais Convém acrescentar que cada elemento da hierarquia funcional atua como via coletora do elemento superior e só tem que estar presente em sua intermediação por necessidade para satisfazer as necessidades de espaçamento e volume de tráfego da via superior Figura 3121 Linhas de desejo Figura 3122 Rede rodoviária Figura 3123 Esquema de classificação funcional Tendo em vista que é impraticável a conexão direta de todas as origens e destinos as viagens são canalizadas para uma rede viaária limitada conforme mostra a Figura 3122 Os movimentos entre as cidades de maior porte são servidos diretamente por rodovias de melhores características técnicas Rodovias de condições intermediárias atendem as cidades menores e se conectam com as ligações arteriais As pequenas vilas fazendas e sítios utilizam rodovias secundárias vicinais ou caminhos que dão acesso às de nível intermediário De acordo com o seu nível de atuação as vias são designadas como Locais Coletores e Arteriais definindo sua relação funcional Uma ilustração mais completa de uma rede rural de rodovias classificada funcionalmente é apresentada na Figura 3123 O sistema arterial serve diretamente as grandes cidades que geram e atraem uma grande proporção das viagens mais longas As rodovias coletoras servem diretamente as cidades menores e também fazem conexão com o sistema arterial Essas rodovias recebem ou distribuem tráfego das rodovias locais que atendem pequenas povoações ou fazendas e sítios 313 Acessibilidade e mobilidade As duas principais características a considerar na classificação de redes de rodovias são acessibilidade e mobilidade O conflito entre servir os movimentos diretos e atender às necessidades de acesso de um padrão disperso de origens e destinos de viagens dá origem às diferenças e graduações dos vários tipos funcionais A limitação regulamentada de acesso às rodovias arteriais é necessária para atender sua função primária de mobilidade Já as rodovias locais têm como função principal prover acesso ao sistema viário o que reduz suas condições de mobilidade A extensão e grau de controle de acesso é portanto um fator significativo na definição da categoria funcional de uma rodovia A Figura 3131 mostra esquematicamente as relações entre os níveis de mobilidade e de acessibilidade proporcionados pelas diferentes classes funcionais de rodovias 314 Áreas urbanas e rurais Para atender às diferenças de densidade e tipo de uso do solo há conveniência em distinguir entre áreas urbanas e áreas rurais na classificação dos sistemas funcionais Em geral são consideradas áreas urbanas os locais mais densamente povoados com população acima de 5000 pessoas situados dentro de limites estabelecidos pelas autoridades responsáveis Fora desses limites têmse áreas rurais 315 Sistemas funcionais A classificação funcional é o processo pelo qual as vias são agrupadas hierarquicamente em subsistemas conforme o tipo de serviço que oferecem e a função que exercem De acordo com os princípios expostos as rodovias rurais brasileiras podem ser enquadradas dentro de três sistemas funcionais MANUAL DE PROJETO GEOMÉTRICO DE RODOVIAS RURAIS 3151 Sistema arterial O Sistema Arterial forma uma rede de rodovias com a finalidade de prestar os seguintes serviços Proporcionar alto nível de mobilidade para grandes volumes de tráfego Promover ligação de cidades e outros centros geradores de tráfego capazes de atrair viagens de longa distância Integrar municípios estados e países vizinhos Proporcionar acesso a distâncias razoáveis a todas as áreas desenvolvidas e de grande densidade por meio de adequado espaçamento interno O Sistema Arterial subdividese nos seguintes subsistemas Principal Primário Secundário Sistema arterial secundário As rodovias deste sistema devem servir essencialmente a viagens intraestaduais e viagens não servidas por sistema de nível superior Essas rodovias devem formar um sistema contínuo que combinado com as rodovias dos sistemas superiores atenda essencialmente à função mobilidade De um modo geral devem conectar cidades com população acima de 10000 habitantes a não ser que já estejam atendidas por rodovias de nível superior MANUAL DE PROJETO GEOMÉTRICO DE RODOVIAS RURAIS Proporcionar ligações das áreas servidas com o Sistema Arterial Atender aos mais importantes fluxos do tráfego intermunicipal A extensão das rodovias que compõem o sistema situase entre 4 e 8 da rede rodoviária atendendo de 8 a 10 dos veículosquilômetros realizados tendo o percurso das viagens uma extensão média de 50 km Proporciona ao tráfego velocidades de operação de 30 a 70 kmh Sistema coletor secundário Essas rodovias devem prestar os seguintes serviços Ligar centros com população acima de 2000 habitantes e sedes municipais que não estejam servidas por rodovias de nível superior Dar acesso às grandes áreas de baixa densidade populacional não servidas por outras rodovias arteriais ou coletores primários Proporcionar ligações das áreas servidas com o Sistema Coletor Primário ou com o Sistema Arterial A extensão total das rodovias desse sistema situase entre 10 e 15 da rede rodoviária atendendo de 7 a 10 dos veículosquilômetros realizados tendo o percurso nessas viagens uma extensão média de 35 km Proporciona ao tráfego velocidades de operação de 30 a 60 kmh 3153 Sistema local Este sistema é constituído por rodovias geralmente de pequena extensão destinadas essencialmente a proporcionar acesso ao tráfego intramunicipal de áreas rurais e de pequenas localidades às rodovias de nível superior pertencentes em geral ao Sistema Coletor Secundário Pode apresentar descontinuidades mas não pode ser isolado do restante da rede rodoviária A extensão total das rodovias deste sistema situase entre 65 e 80 da rede rodoviária atendendo de 5 a 30 dos veículosquilômetros realizados tendo o percurso das viagens uma extensão média de 20 km Proporciona ao tráfego velocidades de operação de 20 a 50 kmh 32 CLASSIFICAÇÃO TÉCNICA 321 Critérios básicos de classificação As observações feitas no estudo de Classificação Funcional permitem concluir que a rigor cada trecho de rodovia deveria ter suas características técnicas definidas para atender volume e composição do tráfego velocidade natureza e frequência dos acessos a propriedades lineares jurisdição situação hierárquica dentro da rede viária relevo do terreno etc MANUAL DE PROJETO GEOMÉTRICO DE RODOVIAS RURAIS Não só seria impraticável adotar essa filosofia a nível nacional como há conveniência real em eliminar o fator surpresa para o usuário que deve encontrar uniformidade nas rodovias com funções semelhantes Como consequência os trechos integrantes da rede nacional são agrupados para fins de projeto em cinco classes de rodovias numeradas de 0 a IV correspondendo os menores números a características técnicas mais exigentes Essas classes só se aplicam em sua totalidade a rodovias novas As rodovias existentes em geral foram projetadas com outros critérios que não coincidem com os agora recomendados Os principais critérios usados para definir a Classe de um trecho de rodovia são Posição Hierárquica Dentro da Classificação Funcional Volume Médio Diário de Tráfego Nível de Serviço Outros condicionantes Posição hierárquica dentro da classificação funcional As Classes de Projeto foram desenvolvidas tanto quanto possível visando sua compatibilização com o Sistema de Classificação Funcional A hierarquização do tráfego caracterizada pelas diversas funções das rodovias rurais resulta normalmente no crescimento do tráfego no sentido Sistema Local Sistema Coletor Sistema Arterial com a exceção dos trechos com influência urbana em que o tráfego local pode ser dominante Tem sido então a norma fixar a classe de uma rodovia rural atendendo à sua classificação funcional mesmo que os volumes de tráfego momentaneamente não justifiquem Os projetos de engenharia em seu estágio definitivo obedecerão aos critérios das classes de projeto correspondentes à classe funcional admitindose que com o tempo se justificará essa decisão e que a construção por etapas permitirá soluções economicamente viáveis Haverá exceções podendo uma rodovia de classe funcional inferior ser enquadrada numa classe de projeto superior quando os volumes de tráfego o justificarem MANUAL DE PROJETO GEOMÉTRICO DE RODOVIAS RURAIS Quadro 321 Composição percentual do tráfego nas rodovias rurais VMD TrafMisto Automóvel Ônibus Caminhão 700 46 8 46 1000 46 8 46 2000 47 8 45 3000 48 8 44 4000 49 8 43 5000 50 8 42 6000 51 8 41 7000 52 8 40 8000 53 8 39 9000 54 8 38 10000 55 8 37 12000 56 8 36 14000 58 8 34 15000 59 8 33 Fonte PNTCDNER 1996 Nível de serviço O conceito de Nível de Serviço a que se refere este Manual é o definido para rodovias rurais de uma pista com dois sentidos de tráfego no Highway Capacity Manual Special Report 209 1994 Transportation Research Board National Research Council USA ver item 431 Com referência à natureza do terreno atravessado o Highway Capacity Manual HCM adota as seguintes definições Terreno plano qualquer combinação de alinhamentos horizontais e verticais que permita aos veículos pesados manter aproximadamente a mesma velocidade que os carros de passeio Normalmente inclui rampas curtas de até 2 de greide Terreno ondulado qualquer combinação de alinhamentos horizontais e verticais que provoque redução substancial das velocidades dos veículos pesados mas sem obrigálos a manter velocidades de arrasto por tempo significativo Terreno montanhoso qualquer combinação de alinhamentos horizontais e verticais que obrigue os veículos pesados a operar com velocidades de arrasto por distâncias significativas e a intervalos frequentes Os níveis de serviço são determinados para o Volume Horário de Projeto Normalmente a determinação é feita por 10 ano após a abertura da rodovia Adotase esse horizonte dada a MANUAL DE PROJETO GEOMÉTRICO DE RODOVIAS RURAIS dificuldade de projetar com algum grau de confiabilidade além de 15 anos 5 anos para o planejamento projeto de engenharia e construção mais 10 anos de operação O HCM apresenta na Tabela 81 os Volumes Horários de Tráfego em unidades de carros de passeio correspondentes aos níveis de serviço de A a F para diversas condições de terreno e de possibilidades de ultrapassagem Considerando as composições de tráfego correspondentes aos diversos volumes médios diários determinados com base nos relatórios do PNCT de 1996 e a tabela acima mencionada foi preparado o Quadro 322 que apresenta a relação entre os Volumes Médios Diários de Tráfego Misto nas condições brasileiras e os Níveis de Serviços nas condições limites indicadas Outros condicionantes Outro aspecto importante é o fator econômico representado pelo custo da construção Este é influenciado fundamentalmente pelo relevo da região atravessada pela rodovia que tradicionalmente é classificado em três categorias Plano Ondulado e Montanhoso Embora não haja definições precisas para enquadramento de uma região em uma dessas categorias há um consenso resultante da experiência que permite estabelecer linhas gerais para esses enquadramento As definições a seguir foram baseadas nas apresentadas na publicação A Policy on Geometric Design of Highways and Streets AASHTO 1994 e podem ser consideradas como satisfatoriamente abrangentes Região plana é aquela que permite a implantação de rodovias com grandes distâncias de visibilidade sem dificuldades de construção e sem custos elevados Região ondulada é aquela onde as inclinações naturais do terreno exigem frequentes cortes e aterros de dimensões reduzidas para acomodação dos greides das rodovias e que eventualmente oferecem alguma restrição à implantação dos alinhamentos horizontal e vertical Região montanhosa é aquela onde são abruptas as variações longitudinais e transversais da elevação do terreno em relação à rodovia e onde são frequentemente necessários aterros e cortes laterais das encostas para conseguir implantar alinhamentos horizontais e verticais aceitáveis Convém observar que essas definições são diferentes das apresentadas no HCM para terreno plano ondulado e montanhoso entretanto são compatíveis coincidindo na prática na quase totalidade dos casos encontrados Cabe ainda acrescentar que os conceitos apresentados se referem especificamente às condições do corredor que contam a rodovia No caso de vales em regiões montanhosas que permitem a implantação de rodovias com as características das regiões planas ou onduladas a classificação deverá ser de região plana ou ondulada conforme o caso De um modo geral os terrenos ondulados geram greides suficientemente elevados capazes de reduzir as velocidades dos veículos pelas abscissas correspondentes aos carros de passeio e os terrenos montanhosos agravam esta situação originando alguns caminhos a gerar aumento com velocidades de arrasto Finalmente há que se considerar também que a classe de uma rodovia pode resultar de decisões que se situam no âmbito mais elevado da política de transportes ou de desenvolvimento nacional MANUAL DE PROJETO GEOMÉTRICO DE RODOVIAS RURAIS QUADRO 322 Níveis de Serviço de Rodovias de duas Faixas com dos Sentidos de Tráfego Volumes Médios Diários de Tráfego Mistos Condições Brasileiras TERRAIN MONTANHOSO SENSIBILIDADE DE ULTRAPASSAGEM VELOCIDADE MÉDIA Kmh VOLUME MÉDIO DIÁRIO 100 540 700 840 2490 VELOCIDADE MÉDIA Kmh VOLUME MÉDIO DIÁRIO 50 290 400 492 1660 VELOCIDADE MÉDIA Kmh VOLUME MÉDIO DIÁRIO 0 190 220 280 770 TERRAINONDULADO SENSIBILIDADE DE ULTRAPASSAGEM VELOCIDADE MÉDIA Kmh VOLUME MÉDIO DIÁRIO 100 760 840 900 2980 1790 1854 VELOCIDADE MÉDIA Kmh VOLUME MÉDIO DIÁRIO 50 300 400 488 190 VELOCIDADE MÉDIA Kmh VOLUME MÉDIO DIÁRIO 0 200 220 260 530 TERRAIN PLANO SENSIBILIDADE DE ULTRAPASSAGEM VELOCIDADE MÉDIA Kmh VOLUME MÉDIO DIÁRIO 100 1050 1200 1450 1900 2400 VELOCIDADE MÉDIA Kmh VOLUME MÉDIO DIÁRIO 50 590 780 980 1050 1080 VELOCIDADE MÉDIA Kmh VOLUME MÉDIO DIÁRIO 0 300 380 450 510 550 Fonte HCM 1994 MANUAL DE PROJETO GEOMÉTRICO DE RODOVIAS RURAIS 322 Classes de projeto As classes de projeto recomendadas são apresentadas a seguir Seu estabelecimento resultou da experiência acumulada durante o processo de desenvolvimento da malha implantada e traduz o consenso que se formou no país quanto ao atendimento de forma economicamente viável e com condições adequadas de segurança à demanda crescente do tráfego A função exercida pela rodovia e os volumes de tráfego associados ao grau de dificuldade de implantação resultante da natureza do terreno atravessado foram os fatores predominantes no processo de formulação das diversas classes adotadas Em um extremo situamse as rodovias do mais alto nível com mais de uma pista interseções em desnível e controle total de acesso de veículos e bloqueio total de pedestres as Vias Expressas No outro extremo têmse as estradas vicinais e pioneiras Essas rodovias se destinam a canalizar a produção para o sistema viário troncal e centros de armazenamento consumo industrialização comercialização ou exportação a assegurar acesso a grupos populacionais com baixa acessibilidade e áreas inexploradas passíveis de ocupação ou ainda a atender decisões de colonização e integração à comunidade nacional de áreas ou territórios isolados O processo de enquadramento das rodovias a implantar nas diversas classes definidas que se desenvolveu com visão essencialmente técnica não deve ser considerado de forma absoluta A existência de Programas específicos condições especiais de desenvolvimento regional e outros fatores poderão influir decisivamente na classificação estabelecida pelas entidades responsáveis Convém observar que os volumes de tráfego citados nas justificativas de enquadramento nas diversas classes sempre se referem a tráfego misto nas condições usuais no Brasil Classe 0 Via Expressa rodovia do mais elevado padrão técnico com pista dupla e controle total de acesso O enquadramento de uma rodovia nessa classe decorrerá de decisão administrativa dos órgãos competentes fundamentandose entre outros nos seguintes critérios Quando os volumes de tráfego forem elevados e o tráfego do décimo ano de abertura implicar para uma rodovia de pista simples sem nível de serviço inferior ao nível C no caso de terreno plano ou levemente ondulado o que ocorre quando o Volume Médio Diário se situa acima de 5500 veículos para o caso de região plana com excelentes condições de visibilidade ou acima de 1900 veículos por dia se tratar de região levemente ondulada com más condições de visibilidade nível de serviço inferior ao nível D em caso de terreno fortemente ondulado ou montanhoso o que ocorre quando o Volume Médio Diário fica acima de 2600 veículos para o caso de região fortemente ondulada com excelentes condições de visibilidade ou acima de 1000 veículos por dia para o caso de região montanhosa com más condições de visibilidade Quando a função absolutamente preponderante da rodovia for a de atender à demanda do tráfego de passagem pela região atravessada função mobilidade em detrimento do atendimento ao tráfego local e às propriedades lineares função acessibilidade que por hipótese serão atendidos por outras vias Limites superiores Ficar enquadrada no nível C para regiões planas e levemente onduladas Esta condição significa ficar abaixo de 5500 veículos por dia para o caso de região plana com excelentes condições de visibilidade ou abaixo de 1900 veículos por dia se tratar de região levemente ondulada com más condições de visibilidade Classe IV Rodovia de pista simples com características técnicas suficientes para atendimento a custo mínimo do tráfego previsto no seu ano de abertura Geralmente não é pavimentada e faz parte do sistema local compreendendo as estradas vicinais e eventualmente rodovias pioneiras Dependendo do comportamento dos volumes de tráfego a rodovia poderá ser enquadrada em uma das classes convencionais Em função do tráfego previsto são definidas duas subclasses Classe IVA Tráfego Médio Diário de 50 a 200 veículos no ano de abertura Quadro 331 Relação geral entre as classes funcionais e as classes de projeto Sistema Classes funcionais Classes de projeto Arterial Principal Classes 0 e I Primário Classes I Secundário Classes I e II Coletor Primário Classes II e III Secundário Classes III e IV Local Local Classes III e IV As rodovias pioneiras assim chamadas as rodovias que objetivam a integração e colonização de regiões a serem povoadas e desenvolvidas deverão em planta ser projetadas de acordo com a classe a que no futuro venham pertencer podendo porém ter uma construção progressiva em que as demais características poderão ser de classe inferior As rodovias vicinais integram o Sistema Coletor Secundário ou o Sistema Local Via expressa CAPÍTULO 4 4 CAPACIDADE E NÍVEIS DE SERVIÇO DAS RODOVIAS 41 VOLUME HORÁRIO DE PROJETO Projetar uma rodovia em condições ideais consiste em planejála com características para atender à máxima demanda horária prevista para o ano de projeto geralmente considerado como décimo ano após a conclusão das obras programadas Em tal situação em nenhuma hora do ano ocorreria congestionamento Em contrapartida o empreendimento seria antieconômico pois a rodovia ficaria superdimensionada durante as demais horas do ano Assim o dimensionamento de uma rodovia deve permitir um certo número de horas congestionadas e a decisão de qual número é aceitável e fundamental para a adoção do Volume Horário do Projeto VHP Quando se dispõe de contagens horárias contínuas que abrangem um período de um ano inteiro podese determinar o volume horário a ser usado no projeto através do critério denominado curva da enésima hora Esta curva consiste na ordenação descendente de todos os volumes horários anuais expressos em porcentagem do Volume Médio Diário VMD designado como fator K A Figura 411 mostra a relação entre o Volume Horário de Tráfego medido como porcentagem do VMD e o Número de Horas no Ano em que esse volume é excedido Essa relação foi determinada para rodovias rurais norteamericanas e apesar de não corresponder exatamente às condições brasileiras permite avaliar a grande uniformidade do comportamento do tráfego já que vem se mantendo através dos anos com muito pequenas alterações A figura permite concluir que a curva de ordenação horária tem uma peculiaridade importante qual seja sofre uma mudança rápida de declividade joelho por volta da 30ª Hora O volume correspondente a esta hora tem fortes razões para ser escolhido como Volume Horário de Projeto já que um aumento substancial de seu valor implicará em que poucas horas mais sejam atendidas adequadamente pelo projeto e uma redução relativamente pequena resultará na exclusão de um número significativo de horas Por conseguinte o critério da ênésima hora sugere que se escolha como valor de K a usar no adotado Volume horário podendo fornecer pelo trecho onde a curva muda rapidamente de declividade Cabe observar que esta mudança de direção não é precisa permitindo uma certa variação na escolha do projeto o que possibilita ao técnico melhor adequar seu estudo Admitese a utilização para o trafego futuro de um fator K determinado com base em dados disponíveis por ocasiões dos levantamentos o que significa aceitar que a forma da curva em apreço não se altera com o passar do tempo Figura 411 Relação entre a hora e o volume horário de tráfego nas rodovias rurais A prática habitual nos Estados Unidos determina como base de projeto um volume entre a 30ª e 100ª Hora Para rodovias rurais frequentemente utilizase o volume da 30ª Hora mas tal utilização não deve ser interpretada como uma recomendação para a sua adoção rígida mas antes como um exemplo das correlações típicas da hora de pico e sua evolução Estas mesmas correlações e evoluções são geralmente verdadeiras para outras horas de tráfego intenso dentro do âmbito normal do projeto No Brasil temse sido mais tolerante na escolha do Volume Horário de Projeto chegandose a adotar o Volume da 50ª Hora nos locais em que se dispõe de contagens mecanizadas permanentes O valor de 85 do VMD tem sido adotado como representativo para rodovias rurais em que não se dispõe de informações mais precisas do comportamento do tráfego Com o objetivo de obter valores precisos dos percentuais do VMD representados pelos volumes da 30ª e 50ª hora em todo o país valores K30 e K50 respectivamente foram examinados os dados disponíveis de 219 postos de contagem permanente do DNER chegandose aos resultados do Quadro 411 em que as diversas colunas representam Coluna 1 Região do País Coluna 2 K30 VH30VMD Coluna 3 K50 VH50VMD Coluna 4 Número de postos considerados A última linha apresenta a médias ponderadas de K30 e K50 para todas as rodovias pesquisadas adotando para fator de ponderação o números de postos de cada região Quadro 411 Fatores K nas rodovias rurais Região Fator K K30 K50 Nº de postos Norte 82 80 3 Nordeste 90 85 42 Centro 90 86 29 Sudeste 93 88 55 Sul 96 91 55 Média Ponderada 93 88 202 Fonte PNTC 1996 Cabe observar que não foram incluídos os resultados de 17 postos que se afastavam muito das médias de cada região Nesses 17 postos o valor de K30 excedia 12 ou ficava abaixo de 7 As médias obtidas são comparáveis com o percentual de 85 do VMD que vem sendo recomendado para rodovias em que não se dispõe de dados precisos Além disso a análise da regressão feita comparando os valores do VMD dos 202 postos estudados com os valores K30 resultou em coeficiente de correlação R² 0023 mostrando ser razoável utilizar o valor K30 93 com desvio padrão de 13 O mesmo se pode dizer do valor K50 que pode ser representado pelo valor K50 88 com desvio padrão de 11 Portanto a grandeza da variação da 30ª Hora ou de outro nível escolhido dependerá de vários fatores e deve ser determinada para cada estado zona ou se possível para cada rodovia Por sua vez a escolha de um apropriado Volume Horário de Projeto transformase num problema de equilíbrio econômico entre os benefícios previstos e o custo de construção envolvendo muitas vezes decisões administrativas que saem do âmbito deste Manual 42 CAPACIDADE RODOVIÁRIA 421 Características gerais O termo Capacidade é usado para representar o número máximo horário de veículos que se estima poder passar por uma dada seção ou trecho homogêneo de uma rodovia durante um certo período de tempo segundo determinadas condições existentes da rodovia e do tráfego No sentido geral o termo inclui relações mais amplas entre as condições e características da rodovia a composição do tráfego e os padrões de fluxo assim como o grau relativo de congestionamento em vários níveis de volume de tráfego desde muito leves até os que igualam a capacidade da via conforme definida ainda O assunto é discutido aqui de forma genérica Os parágrafos seguintes constituem uma breve revisão dos princípios e fatores mais importantes relativos à capacidade do projeto rodoviário e resumem os valores projetados para vários tipos de rodovias rurais A fim de determinar a capacidade de um projeto específico de rodovia o engenheiro encarregado do projeto deverá procurar orientação no Manual de Capacidade Rodoviária Highway Capacity Manual HCM que foi usado como referência básica para este texto A edição atual publicada em 1994 altera alguns procedimentos contidos nas edições anteriores com base em pesquisas mais recentes 422 Aplicação As informações sobre capacidade das rodovias são usadas para três objetivos gerais a Em estudos de planejamento de transporte para avaliar se a rede rodoviária existente é adequada ou suficiente para suportar o tráfego atual e estimar a data futura em que o crescimento do tráfego poderá superar a capacidade das estradas e assim talvez a um nível pouco abaixo da capacidade mas ainda assim resultando em um grau indesejável de congestionamento b Para fornecer subsídios vitais ao planejamento de rodovias O conhecimento da capacidade rodoviária é essencial para que a rodovia planejada seja devidamente adequada às exigências de tráfego tanto na seleção do tipo de rodovia como no seu dimensionamento largura números de faixas necessárias e extensões mínimas para trechos de entrelaçamento de correntes de tráfego c Os dados sobre capacidade das estradas são utilizados na análise da operação do tráfego para vários fins especialmente para isolar locais de engarrafamento existentes ou potenciais e preparar estimativas de melhorias operacionais que poderão decorrer de medidas experimentais no controle do tráfego ou de alterações na geometria da rodovia em pontos específicos O grau de exatidão dos dados necessários varia segundo as diversas finalidades a que se destinam Para análise de operações de trânsito em que o êxito de pequenas melhorias pode ser medido em termos de alguns veículos por hora é desejável um alto grau de precisão Para projetos de rodovias uma precisão mais baixa é suficiente pois os dados sobre o tráfego são frequentemente estimados para um período de 10 a 20 anos futuros e envolvem não apenas volumes aproximados de tráfego mas também cálculos aproximados de fatores como composição de tráfego e padrões de movimentação Os comentários aqui contidos destinamse a fornecer informações suficientemente detalhadas para garantir um equilíbrio razoável entre os padrões da rodovia que está sendo planejada e o tráfego futuro estimado de modo que as condições operacionais futuras não se situem abaixo de um nível aceitável Aqueles que desejarem maior grau de aprofundamento do que o encontrado neste texto deverão apelar para os vários trabalhos existentes sobre o assunto especialmente o HCM 423 A Capacidade como um dos condicionantes do projeto Volume de serviço e Volume horário de projeto O volume de projeto é o volume estimado do tráfego que utilizará um certo tipo de via durante o ano de projeto que geralmente ocorrerá foi 10 ou 20 anos mais tarde O volume horário de projeto é um produto do processo de planejamento A origem do volume horário de projeto VHP foi discutida anteriormente neste texto no item 41 O Volume de serviço é o volume máximo de tráfego que uma rodovia com determinadas características poderá suportar por hora de modo que o grau de congestionamento se situe abaixo de um nível preestabelecido conforme descrito a seguir Dizse que uma rodovia encontrase sob condições ideais se os melhoramentos a ela propostos não aumentarem sua capacidade Para efeito de estudo não se considera a influência das condições climáticas e da qualidade dos pavimentos supostas por definição como adequadas e tampouco incidentes impedindo o fluxo do tráfego As condições ideais de fluxo contínuo incluem Largura das faixas de tráfego maior ou igual 360m Afastamento mínimo lateral de obstruções ou obstáculos fixos dos bordos das faixas de tráfego maior ou igual 180m Velocidade de projeto maior ou igual a 112 kmh para multilinhas e maior ou igual a 96 kmh para vias de pista simples com duas faixas de tráfego Somente veículos de passeio na corrente de tráfego Terreno plano Técnicas e procedimentos para ajustar os fatores operacionais e rodoviários a fim de compensar condições que não são as ideais podem ser encontradas no HCM Os resultados desses procedimentos deverão ser considerados no projeto da rodovia O conceito de Nível de Serviço referese a uma avaliação qualitativa das condições de operação de um certo volume de tráfego tal como é percebida por motoristas e passageiros Indica o conjunto de condições operacionais que ocorrem em uma via faixa ou interseção considerandose os fatores velocidade tempo de percurso restrições ou interrupções de trânsito grau de liberdade de manobra segurança conforto economia e outros O Manual de Capacidade estabelece como caráter geral seis níveis de serviços designados pelas letras A a F para serem aplicadas nas rodovias sob diversos regimes de velocidade e volume de tráfego Apresentase a seguir uma breve descrição das características operacionais para cada nível de serviço estabelecido para as rodovias rurais de pista simples Nas definições que se seguem os fluxos citados são dados em unidades de carros de passeio equivalentes e correspondem à soma dos dois sentidos Nível de serviço A Descreve a condição de fluxo livre em rodovias de boas características técnicas Há pequena ou nenhuma restrição de manobra devida à presença de outros veículos e os motoristas podem manter as velocidades que desejarem com pequeno ou nenhum retardamento Às velocidades médias variam de 90 a 93 kmh Os pelotões encontrados são formados por 2 ou 3 veículos e não provocam restrições ao movimento mais que 30 do tempo de viagem Em condições ideais o fluxo máximo é de 420 veículos por hora MANUAL DE PROJETO GEOMÉTRICO DE RODOVIAS RURAIS lentos que provocam restrições que podem atingir 45 do tempo de viagem Para condições ideais o fluxo máximo atinge 750 veículos por hora Nível de serviço C Situase ainda na faixa de fluxo estável mas as velocidades e as possibilidades de manobra são mais estritamente condicionados pelos volumes mais elevados A participação em pelotões de veículos pode chegar até 60 do tempo de viagem o que faz exigir mais permanentemente atenção nas manobras de ultrapassagem As velocidades médias situamse entre 79 e 84 kmh Para condições ideais o fluxo máximo atinge 1200 veículos por hora Nível de serviço D Condições de fluxo instáveis em que os motoristas têm pequena liberdade de manobra e dificuldade em manter as velocidades desejadas A participação em pelotões cresce até 75 do tempo de viagem reduzindo as oportunidades de ultrapassagem e fazendo com que as correntes opostas comecem a operar independentemente As velocidades médias adquirem maior amplitude de variação situandose entre 72 e 80 kmh Para condições ideais o fluxo máximo pode chegar a 1800 veículos por hora Nível de serviço E É o nível representativo da capacidade da rodovia Aumentam muito as condições de instabilidade do fluxo com as velocidades médias variando no intervalo de 56 a 72 kmh A participação em pelotões ultrapassa 75 do tempo de viagem Com o aumento do fluxo a operação de ultrapassagem vai se tornando praticamente impossível mantendose em utilização os espaços provocados pelos veículos mais lentos que lideram os pelotões Em condições ideais o fluxo pode atingir 2800 veículos por hora Nível de serviço F Este nível reflete uma situação de colapso do fluxo Qualquer restrição encontrada pode resultar em formação de filas de veículos com baixa velocidade que podem se manter por períodos mais ou menos longos reduzindo os fluxos a valores inferiores à capacidade Em casos extremos chegase a engarrafamentos com velocidade e fluxo nulos As velocidades médias são sempre inferiores aos limites do nível E a participação em pelotões pode chegar a 100 do tempo de viagem A descrição de cada um dos níveis de serviço em termos de densidade velocidade média de viagem e razão volumecapacidade vc ou no caso de intervenções em nível em termos de tempos de espera deverá ajudar o planejador e a pessoa com poder decisório a determinar o nível de serviço que será oferecido A separação entre os pontos A a F dos níveis de serviço foi determinada subjetivamente O HCM não apresenta recomendações para a aplicação dos níveis de serviço no planejamento de rodovias A escolha do nível de serviço é com muita propriedade deixada ao usuário do HCM A orientação contida no texto que se segue permitirá ao projetista relacionar os graus apropriados de congestionamento com níveis específicos de serviço 37 MTDNER IPR MANUAL DE PROJETO GEOMÉTRICO DE RODOVIAS RURAIS O relacionamento entre o tipo de rodovia e sua localização e o nível de serviço apropriado para o projeto encontrase resumido no Quadro 4321 Esse relacionamento é derivado das descrições dos níveis de serviço dos respectivos volumes de tráfego e dos controles e critérios para graus aceitáveis de congestionamento De acordo com as condições as autoridades rodoviárias deverão procurar oferecer o mais alto nível de serviço possível Em áreas altamente desenvolvidas de regiões metropolitanas as condições poderão exigir o uso de níveis de serviço D para vias expressas e vias arteriais porém esse uso certamente será raro sendo aconselhado pelo menos utilizarse o nível de serviço C As figuras apresentadas no final do capítulo podem dar uma ideia satisfatória dos aspectos mencionados na caracterização de cada um dos níveis de serviços definidos 432 Volume de serviço Os fluxos de tráfego que podem ser acomodados nos diversos níveis de serviço são chamados de volumes de serviço Quando um nível de serviço é identificado como aplicável ao projeto o volume de serviço corresponde logicamente tornase o volume de serviço projetado o que significa que caso o fluxo de tráfego na rodovia exceda aquele valor as condições operacionais ficarão situadas abaixo do nível de serviço projetado para a rodovia Quando um nível de serviço for selecionado é desejável que todos os elementos da estrada sejam projetados igualmente para tal nível Essa consistência no volume de serviço projetado resultará numa liberdade praticamente constante no movimento de tráfego e na velocidade operacional evitando interrupções do fluxo ocasionadas por engarrafamentos O HCM oferece a base analítica para cálculos de projetos e tomada de decisão porém o planejador deverá usar seu tirocínio para selecionar o nível de serviço adequado O planejador poderá selecionar um volume de serviço projetado mais baixo do que a demanda prevista no caso de certas rotas de lazer ou por razões ambientais ou de planejamento de uso específico da terra As orientações oferecidas no Quadro 4321 poderão ser escolhidas para determinar os valores apropriados em localizações especiais Ao projetar uma interseção uma interconexão uma via arterial ou uma via expressa a seleção do nível de serviço desejado deve ser cuidadosamente estudada pois dessa escolha dependerá a eficiência da rodovia 38 MTDNERI PR MANUAL DE PROJETO GEOMÉTRICO DE RODOVIAS RURAIS Quadro 4321 Seleção do nível de serviço no projeto de rodovias rurais Tipo de rodovia Relevo Plano Ondulado Montanhoso Via Expressa B B C Via Arterial B B C Coletora C C D Local D D D OBS Condições gerais de operação para níveis de serviço A fluxo livre com baixos volumes e altas velocidades B fluxo razoavelmente livre porém com velocidade começando a diminuir devido às condições do tráfego C zona de fluxo estável porém com restrições quanto à liberdade dos motoristas de escolher sua própria velocidade D aproximandose do fluxo instável os motoristas têm pouca liberdade de manobra E fluxo instável possíveis paradas breves 39 MTDNERI PR MANUAL DE PROJETO GEOMÉTRICO DE RODOVIAS RURAIS Nivel de serviço A Nivel de serviço B Nivel de serviço C Nivel de serviço D Nivel de serviço E Nivel de serviço F Aspectos dos níveis de serviços MTDNERIPR