Estrada de Rodagem Distância de Visibilidade

Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa

rodrigoalvarengarosa@gmail.com

(27) 9941-3300

Estrada de Rodagem

Distância de Visibilidade

• 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

• 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 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

• 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

• 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:

v t D_t = . v D_t = 2,5 . 6 , 3 . 5 , 2 V D_t = V D_t = 0,7 .

Onde: _V - velocidade do veículo em km/h

• Imaginando um veículo subindo uma rampa a uma

velocidade inicial v_i que é reduzida a zero após percorrer

uma distância d_i devido a aplicação mecânica do freio.

• Deve-se medir a distância d_i paralelamente ao plano da

pista.

• Deve-se medir a distância v_i paralelamente ao plano da

pista.

• Isto é importante, pois no projeto geométrico a distância e a velocidade são reduzidas a um plano horizontal!

• A ação dos freios resultará no desenvolvimento de uma

força de atrito F_a 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 P_n perpendicular ao plano da pista

– Uma componente P_i paralela ao plano da pista no

sentido contrário do movimento que se soma a força de atrito ajudando a parar o veículo

α

=

• O trabalho mecânico de frenagem é dado por:

• Pela figura, deduz-se que:

• Substituindo a segunda na primeira, tem-se o trabalho como: i i a P d F ) . ( + = τ

Distância de visibilidade de parada

) cos( . 2 di α D = ) cos( . ) ( 2 α τ = F_a + P_i D

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)

τ 2 D a F i P

• Energia cinética do veículo no início do processo de frenagem é:

• Energia potencial do veículo no momento da parada total, sendo d_v a distância vertical percorrida, é:

• Variação de energia pode ser calculada como a diferença entre as energias: 2 . . 2 1 i C m v E =

Distância de visibilidade de parada

0 . = = _{v C} p P d e E E d P v m E E − = 1 . . 2 − . = Λ

• Considerando-se:

• Considerando ainda:

• Tem-se então:

Distância de visibilidade de parada

v v EF m v . m . v m . g . d 2 1 . . 2 1 2 + 2 − = ∆ g m P v v v_i2 = 2 + _v2 ; = . 2 . 2 1 . ; . t d v t g t g v_v = _v = _v − g v d_v v . 2 2 = g v g m v m v m _v v EF . 2 . . . . 2 1 . . 2 1 2 + 2 − 2 = ∆

• Assim:

• Sendo o trabalho:

• Como:

Distância de visibilidade de parada

2 . . 2 1 v m EF = ∆ EF ∆ = τ 2 2 . . 2 1 ) cos( . ) ( F_a + P_i D = m v α ) ( . ; ) cos( . . P α P P sen α f F_a = _{l i} =

• Deduz-se que:

• Transformando para V em km/h (3,6) e g = 9,8m/s2.

Distância de visibilidade de parada

2 2 . . 2 1 ) cos( . )) ( . ) cos( . . ( v g P D sen P P f_l + = α α α )) ( ( . 255 2 2 α tg f V D l + = ) ( . 255 2 2 i f V D l + =

• 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:

2 1 D D D = + ) ( . 255 . 7 , 0 2 i f V V D l + + =

Onde: - distância de visibilidade de parada (m) - velocidade do veículo (km/h)

- coeficiente de atrito longitudinal para frenagem

D V

l

f

• 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!