P
ROJECTO DE EXECUÇÃO GEOMÉTRICO
DE UM NÓ EM
T
ROMPETE
H
UGOF
ILIPEF
ÉLIX DOSS
ANTOSDissertação submetida para satisfação parcial dos requisitos do grau de MESTRE EM ENGENHARIA CIVIL —ESPECIALIZAÇÃO EM VIAS DE COMUNICAÇÃO
Orientador: Professor Doutor Adalberto Quelhas da Silva França
M
ESTRADOI
NTEGRADO EME
NGENHARIAC
IVIL2010/2011
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVILTel. +351-22-508 1901 Fax +351-22-508 1446
Editado por
FACULDADE DE ENGENHARIA DA UNIVERSIDADE DO PORTO
Rua Dr. Roberto Frias 4200-465 PORTO Portugal Tel. +351-22-508 1400 Fax +351-22-508 1440 [email protected] http://www.fe.up.pt
Reproduções parciais deste documento serão autorizadas na condição que seja mencionado o Autor e feita referência a Mestrado Integrado em Engenharia Civil -
2010/2011 - Departamento de Engenharia Civil, Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Porto, Portugal, 2011.
As opiniões e informações incluídas neste documento representam unicamente o ponto de vista do respectivo Autor, não podendo o Editor aceitar qualquer responsabilidade legal ou outra em relação a erros ou omissões que possam existir.
A meus Pais, que tudo fizeram para que este momento se concretizasse.
A meu Avô António, por tudo o que me ensinou e por estar sempre comigo.
Nas grandes batalhas da vida, o primeiro passo para a vitória é o desejo de vencer.
AGRADECIMENTOS
Termino esta dissertação com o sentimento de dever cumprido relativamente ao projecto que desenvolvi nos últimos meses. Chega então a altura de agradecer, do fundo do coração, a todas as pessoas que contribuíram para a minha formação académica e também aquelas que me educaram e acompanham no dia-a-dia, tornando-me a pessoa que hoje sou.
Desde já agradeço ao Professor Dr. Adalberto Quelhas da Silva França pela magnífica orientação ao longo deste projecto. Os seus ensinamentos (não só na Tese mas também ao longo dos últimos dois anos) foram fundamentais para o desenvolvimento do projecto a que me propus e também para o meu crescer como futuro Engenheiro Rodoviário. A sua amizade, incentivo e ensinamentos ficarão para sempre marcados na minha vida académica/profissional.
Agradeço a todos os professores da secção de Vias de Comunicação do DEC por tudo o que me ensinaram. Agradecimento especial à D. Guilhermina Castro, da secretaria de Vias de Comunicação, pela disponibilidade, paciência e amizade demonstrada. “Aturar” os alunos de Vias não é nada fácil… O meu muito Obrigado a todos os colegas da FEUP. Agradecimento especial aos que me acompanharam na especialidade de Vias de Comunicação, principalmente à Gabriela Fernandes e ao Pedro Braga. Na especialidade formamos um grande grupo de amigos, sem dúvida. Obrigado também aos companheiros dos anos anteriores que seguiram outras especialidades, Luís Martins, Luísa Garcia, Alexandra Almeida e Cristina Pereira.
Expresso gratidão a todos os amigos que estão sempre comigo, nos bons e maus momentos. Agradeço à minha segunda família, Associação Humanitária de Bombeiros Voluntários de Moimenta da Beira. Tenho enorme orgulho em dizer que muito do que hoje sou devo à família Bombeiros e a todos os momentos que são vividos naquele quartel (sejam bons ou maus). Cada dia que passa é um ensinamento que me faz crescer como Ser Humano.
Um Obrigado muito especial à minha namorada, Marta Almeida, por todos os conselhos, carinho e pelo apoio demonstrado em todos os momentos.
Por fim, e como é óbvio, tenho de agradecer às pessoas sem as quais este momento nunca teria chegado: Agradeço do fundo do coração aos meus Pais. Sem o vosso incentivo, carinho, amor e esforço nada disto seria possível. Agradeço também à minha Irmã e Avó por todos os conselhos e ajudas prestadas. Muito Obrigado ao meu Padrinho, Tia e Primos que me acolheram no seu lar ao longo desta vida académica. Sem o vosso apoio tudo seria mais difícil. Agradeço ao Nuno Oliveira, que considero como familiar, por todos os conselhos, incentivos e ajudas que deu ao longo destes anos. Obrigado a toda a minha Família por sempre acreditarem em mim.
RESUMO
A dissertação que aqui se resume tem como propósito a concepção de um nó rodoviário em trompete, inserido na especialidade de Geometria do Traçado.
Sendo este projecto o trabalho final de um curso universitário, pretende-se que nele esteja reunida grande parte da informação absorvida ao longo dos últimos cinco anos. Para uma dissertação da especialização de Vias de Comunicação, as bases aplicadas no desenvolvimento do projecto são as leccionadas nas unidades curriculares de Vias de Comunicação 1 e 2, do 4º ano, tal como todas da especialidade de Vias de Comunicação frequentadas no 5º ano, com especial relevo para a disciplina de Complementos de Estradas e Aeródromos, uma vez que foi aquele que mais aprofundou o tema Geometria de Traçado de nós de ligação, objectivo primordial desta tese.
Na parte inicial do trabalho será feita uma introdução histórica e uma abordagem teórica aos conceitos leccionados para além de uma interpretação das normas da ex-JAE, documentação indispensável para a elaboração deste tipo de projectos, com os pressupostos base de qualquer engenheiro rodoviário: segurança, comodidade e economia.
Num capítulo mais prático serão apresentadas várias soluções para a definição geométrica do restabelecimento e uma solução final para os ramos de ligação.
É intenção do autor que este trabalho elucide e auxilie o leitor numa primeira abordagem ao tema. Para atingir esse objectivo serão apresentados, ao longo da dissertação, os princípios gerais e a regulamentação própria a empregar nos projectos da especialidade de Geometria de Traçado com recurso a esquemas ilustrativos da resolução de cada troço do nó.
ABSTRACT
The main goal of the following text is the design of a road junction in Trumpet, which is part of the specific area of Design Geometry.
Since this is a final project for the last year of a university degree, it is intended that it gathers much of the information retained over the last five years. For a dissertation of the specialization on “Vias de Comunicação”, the knowledge applied in the development of the project are acquired in the subject of "Vias de Comunicação I e II”, 4th year, as well as all subjects related to “Vias de Comunicação” attended in 5th year, with particular emphasis on the subject of “Complementos de Estradas e Aeródromos”, since it was the one which deepened the topic “Geometria de Traçado de nós de ligação”, which is the main goal of this thesis.
Firstly, there will be an historical introduction and a theoretical approach to the concepts as well as an interpretation of the rules of the former and already extinct "JAE", necessary documentation to prepare this kind of projects, with the basic assumptions of any road engineer: safety, comfort and economy. In a more practical chapter, we will present some solutions to the geometric definition of access to the junction and a final solution to the branches of the node.
It is the author’s intention that this work clarifies and assists the reader in a first approach to the subject. In order to achieve this aim, we will present the general principles and specific regulations to be used in specialty projects of Design Geometry using diagrams to explain the resolution of each section of the node.
ÍNDICE GERAL AGRADECIMENTOS ... i RESUMO ... iii ABSTRACT ... v
1. INTRODUÇÃO
... 1 1.1GENERALIDADES ... 1 1.2ÂMBITO E OBJECTIVOS ... 1 1.3ESTRUTURA DA DISSERTAÇÃO ... 32. EVOLUÇÃO DAS INFRA-ESTRUTURAS RODOVIÁRIAS
EM PORTUGAL
... 52.1INTRODUÇÃO HISTÓRICA ... 5
2.2PLANOS RODOVIÁRIOS NACIONAIS ... 8
2.2.1 PRN 1945 ... 8
2.2.2 PRN 1985 ... 11
2.2.3 PRN 2000 ... 15
2.3PRIMEIRAS AUTO-ESTRADAS EM PORTUGAL ... 17
2.4EFEITOS DA EVOLUÇÃO DAS INFRA-ESTRUTURAS RODOVIÁRIAS NA SINISTRALIDADE... 24
3. ENQUADRAMENTO E REGULAMENTAÇÃO NORMATIVA
... 263.1TIPOLOGIA DAS INTERSECÇÕES ... 26
3.1.1 Intersecções de Nível ... 26
3.1.2 Intersecções de Desniveladas ... 27
3.1.2.1 Nós de ligação de 3 ramos ... 29
3.1.2.2 Nós de ligação de 4 ramos ... 30
3.2ELEMENTOS BASE PARA UM PROJECTO DE NÓ DE LIGAÇÃO ... 36
4. CONCEPÇÃO DE UM NÓ RODOVIÁRIO – CONCEITOS
TEÓRICOS
... 39 4.1INTRODUÇÃO ... 39 4.2TRAÇADO EM PLANTA ... 40 4.2.1 Alinhamentos rectos ... 40 4.2.2 Curvas circulares ... 41 4.2.2.1 Raios mínimos ... 42 4.2.3 Curvas de transição ... 434.2.3 Nós de ligação – aplicação das normas ... 50
4.2.3.1 Geometria ... 50
4.2.3.2- Velocidade Base ... 51
4.2.3.3- Largura, sobrelargura e número de vias nos ramos de ligação... 52
4.2.3.4- Distância de visibilidade ... 54
4.2.3.5- Sobreelevação em nós de ligação ... 56
4.2.4 Aplicação das normas de intersecções ... 57
4.2.4.1 Vias de aceleração e abrandamento ... 57
4.2.4.2 Construção do “taper” ... 58
4.3TRAÇADO EM PERFIL LONGITUDINAL ... 61
4.3.1 Traineis ... 61 4.3.2 Concordâncias verticais ... 61 4.3.2.1 Concordâncias convexas... 63 4.3.2.2 Concordâncias côncavas ... 64 4.4PERFIL TRANSVERSAL ... 65 4.4.1 Generalidades ... 65 4.4.2 Valetas ... 66
4.4.3 Separadores centrais e guardas de segurança ... 68
4.4.4 Alargamento do perfil transversal tipo ... 69
4.5CONTROLO DE ACESSOS ... 70
5. PROJECTO DE EXECUÇÃO DE UM NÓ DE LIGAÇÃO EM
TROMPETE – MEMÓRIA DESCRITIVA E RESULTADOS
... 735.1INTRODUÇÃO ... 73
5.2DADOS INICIAIS ... 74
5.3LOCALIZAÇÃO E CONDICIONANTES ... 75
5.4NÓ DE LIGAÇÃO EM TROMPETE – GENERALIDADES ... 77
5.5OBRA DE ARTE -CONDICIONANTES AO PERFIL LONGITUDINAL ... 78
5.6PARTICULARIDADES DA VIA PRINCIPAL E SECUNDÁRIA ... 83
5.7DEFINIÇÃO DOS RAMOS –TRAÇADO EM PLANTA (DIRECTIZ) ... 84
5.7.1 Ramo A+B ... 86
5.7.2 Ramo A ... 92
5.7.3 Ramo B ... 100
5.7.4 Ramo C ... 107
5.7.5 Ramo D ... 113
5.8DEFINIÇÃO DOS RAMOS –TRAÇADO EM PERFIL LONGITUDINAL (RASANTE) ... 118
5.8.1 Ramo A+B ... 120
5.8.2 Ramo A ... 123
5.8.3 Ramo B ... 126
5.8.4 Ramo C ... 128
5.8.5 Ramo D ... 132
5.9DEFINIÇÃO DOS RAMOS –PERFIL TRANSVERSAL ... 137
5.9.1 Ramo A+B ... 138
5.9.2 Ramo A ... 141
5.9.3 Ramo B ... 144
5.9.4 Ramo C ... 146
5.9.5 Ramo D ... 148
5.10 DRENAGEM –PROBLEMÁTICA DOS PONTOS BAIXOS EM ESCAVAÇÃO ... 151
5.11EXPROPRIAÇÕES ... 153
6. Conclusão
... 155Bibliografia
... 157ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1- Carta Militar das Estradas de Portugal (1808) e Tempo do Correio Expresso entre Lisboa e
as principais Cidades do País (1810) ... 7
Figura 2- Plano Rodoviário Nacional 1985 ... 12
Figura 3- Mapa Plano Rodoviário Nacional 2000... 16
Figura 4- Primeiro troço AE em Portugal - Lisboa 1944 ... 18
Figura 5- Compilação das etapas construtivas do primeiro troço da EN 7 (A5) ... 18
Figura 6- Ponte da Arrábida e nós de ligação Norte e Sul ... 20
Figura 7- Construção da Ponte da Arrábida ... 20
Figura 8- Curva Lemniscata de Bernoulli ... 21
Figura 9- Fase final da construção dos acessos à Ponte 25 de Abril ... 22
Figura 10- Evolução da rede de Auto-estradas em Portugal ... 22
Figura 11- Rede das Auto-Estradas em 2010 ... 23
Figura 12- Extensão rede Auto-estradas Vs Nº mortos por ano na rede nacional ... 24
Figura 13- Pontos de conflito em cruzamentos prioritários e intersecções giratórias de 4 ramos ... 27
Figura 14- Nó de Ligação em Pêra (também designado nó em raquete) ... 29
Figura 15- Nó de ligação em Trompete ... 30
Figura 16- Definição dos quadrantes onde se desenvolvem os ramos ... 31
Figura 17- Diamante simples com as viragens à esquerda na via secundária ... 32
Figura 18- Exemplo de entrecruzamento ... 32
Figura 19- Rotunda desnivelada superior à via principal ... 33
Figura 20- Exemplo do meio trevo incompleto ... 34
Figura 21- Exemplo do meio Trevo completo ... 35
Figura 22- Trevo completo com via colectora-distribuidora ... 36
Figura 23- Combinação de raios desejáveis ... 41
Figura 24- Forças actuantes num veículo ao descrever uma curva ... 42
Figura 25- Forma de disfarce da sobreelevação e sobrelargura ... 45
Figura 26- Inclinação dos bordos da via ... 45
Figura 27- Esquema de duas curvas de transição e uma circular ... 48
Figura 28- Intervalo para o cálculo do parâmetro A ... 49
Figura 29- Velocidades base propostas pelas normas de nós de ligação ... 52
Figura 31- Esquema das larguras dos ramos unidireccionais ... 54
Figura 32- Esquema das larguras dos ramos bidireccionais ... 54
Figura 33- Distância de visibilidade nas entradas da via principal... 55
Figura 34- Exemplo de vias de aceleração ... 58
Figura 35- “Taper” em recta ... 59
Figura 36- “Taper” em curva ... 60
Figura 37- Esquema de uma concordância côncava ... 62
Figura 38- Esquema para o cálculo do raio mínimo de uma concordância convexa ... 63
Figura 39- Esquema para o cálculo do raio mínimo de uma concordância côncava (D>Dv) ... 64
Figura 40- Esquema para o cálculo de cotas de uma concordância... 65
Figura 41- Valeta de plataforma revestida (com dreno) ... 67
Figura 42- Vala de bordadura ... 67
Figura 43- Vala de separador central ... 67
Figura 44- Guarda flexível com a largura mínima absoluta (usual em nós de ligação) ... 69
Figura 45- Guarda flexível com a largura mínima absoluta (usual em nós de ligação) ... 69
Figura 46- Alargamento do separador segundo as normas de intersecções ... 70
Figura 47- Vedações mais comuns nas vias rodoviárias ... 71
Figura 48- Planta topográfica com a estrada principal e secundária a intersectar ... 74
Figura 49- Imagem satélite do local com os esquemas das vias disponibilizados ... 75
Figura 50- Identificação dos obstáculos físicos da planta topográfica ... 76
Figura 51- Esquema das hipóteses possíveis para o nó em trompete ... 77
Figura 52- Perfil longitudinal da via principal na zona (provável) da Obra de Arte ... 78
Figura 53- Directriz de dois traçados possíveis para a via secundária ... 79
Figura 54- Intersecção de cada hipótese da estrada secundária com a principal ... 80
Figura 55- Perfil longitudinal da hipótese 1 com a via secundária a passar sobre a via principal ... 80
Figura 56- Perfil longitudinal da hipótese 1 com a via secundária a passar sob a via principal... 81
Figura 57 - Perfil longitudinal da hipótese 2 com a via secundária a passar sobre a via principal ... 81
Figura 58- Perfil longitudinal da hipótese 2 com a via secundária a passar sob a via principal... 82
Figura 59- Designações utilizadas para cada ramo ao longo do projecto ... 83
Figura 60- Esquema de um alinhamento curvo ... 85
Figura 61- Piquetagem de uma clotóide ... 85
Figura 62- Planta do ramo A+B ... 91
Figura 64- Transição da largura do ramo para a largura da via de aceleração ... 97
Figura 65- Esquema para o cálculo de coordenadas da via de aceleração do ramo A ... 98
Figura 66- Planta do ramo A e respectiva via de aceleração ... 99
Figura 67- Esquema para a definição geométrica do ramo B ... 100
Figura 68- Esquema para o cálculo de coordenadas da via de abrandamento do ramo B ... 105
Figura 69- Planta do ramo B ... 106
Figura 70- Esquema para a definição geométrica do ramo C ... 107
Figura 71- Esquema para o cálculo de coordenadas do “taper” do ramo C ... 111
Figura 72- Planta do ramo C ... 112
Figura 73- Esquema para a definição geométrica do ramo D ... 113
Figura 74- Esquema para o cálculo de coordenadas da via de abrandamento do ramo D ... 116
Figura 75- Planta do ramo D e respectiva via de aceleração ... 117
Figura 76- Esquema para o cálculo de uma concordância aproximada para o início ou fim do ramo 119 Figura 77- Resultado do cálculo de cotas na zona da obra de arte ... 120
Figura 78- Esquema da concordância de tangência do ramo A com a via principal ... 123
Figura 79- Esquema para a definição da rasante do ramo A ... 124
Figura 80- Esquema para a definição da rasante do ramo B ... 127
Figura 81- Esquema da concordância final do ramo C na tangência com a via principal ... 129
Figura 82- Esquema para a definição da rasante do ramo C ... 130
Figura 83- Esquema alternativo para a definição da rasante do ramo C ... 130
Figura 84- Esquema da concordância final do ramo D na tangência com o Ramo A+B ... 132
Figura 85- Esquema da concordância inicial do ramo D na tangência com a estrada principal ... 134
Figura 86- Esquema para a definição da rasante do ramo D ... 135
Figura 87- Convenção para os sinais das inclinações transversais e/ou sobreelevações ... 137
Figura 88- Esquema da problemática da tangência ramo – estrada principal/secundária ... 138
Figura 89- Perfil transversal alinhamento recto do ramo A+B ... 140
Figura 90- Perfil transversal da curva circular do ramo A+B ... 140
Figura 91- Perfil transversal do ramo A+B sob a obra de arte ... 141
Figura 92- Sobreelevação no final do ramo A ... 142
Figura 93- Perfil transversal do ramo A ... 143
Figura 94- Sobreelevação no início do ramo B ... 144
Figura 95- Sobreelevação no final do ramo C ... 147
Figura 97- Sobreelevação no final do ramo D ... 149
Figura 98- Planta da drenagem dos pontos baixos em escavação ... 152
Figura 99- Caso de estudo para expropriação (zona Pk 0+200,000 Ramo A+B) ... 153
Figura 100- Caso de estudo para expropriação (zona Pk 0+500,000 Ramo A+B) ... 153
Figura 101- Caso de estudo para expropriação (zona Pk 0+050,000 Ramo B) ... 154
Figura 102- Caso de estudo para expropriação (zona Pk 0+150,000 Ramo D) ... 154
Figura 103- Alargamento separador/número de vias/largura da via do lado esquerdo ... 162
ÍNDICE DE QUADROS
Quadro 1- Reestruturação das estradas segundo o PRN 1945 ... 9
Quadro 2- Classificação e extensão da rede rodoviária nacional de 1889 a 1945... 10
Quadro 3- PRN 1985 – Classificação das Estradas e Tutela ... 13
Quadro 4- Progresso das obras dos IP’s em 1992 ... 14
Quadro 5- Extensão da rede [Km] dos vários planos ... 17
Quadro 6- Tipo de solução a adoptar em função do tipo de estradas ... 28
Quadro 7- Valores máximos para a diferença de inclinação entre o bordo exterior e o eixo (Δimáx) .... 46
Quadro 8- Curvas de transição para nós de ligação ... 50
Quadro 9- Cálculo da sobreaceleração, sobreelevação e coeficiente de aderência lateral implícitos nas normas ... 51
Quadro 10- Valores para as sobrelarguras dos ramos de ligação ... 53
Quadro 11- Distância de visibilidade de decisão na estrada da estrada principal ... 55
Quadro 12- Valores da sobreelevação para os ramos de ligação ... 56
Quadro 13- Variação da sobreelevação por 20 metros de extensão ... 56
Quadro 14- Diferenças máximas entre inclinações transversais entre a estrada principal e o ramo de ligação ... 57
Quadro 15- Inclinações máximas dos traineis ... 61
Quadro 16- Distância de visibilidade de paragem ... 64
Quadro 17- Larguras mínimas dos separadores ... 68
Quadro 18- Parâmetros geométricos dos alinhamentos rectos do ramo A+B ... 87
Quadro 19- Parâmetros geométricos das clotóides do ramo A+B ... 87
Quadro 20- Parâmetros geométricos das curvas circulares do ramo A+B ... 88
Quadro 21- Coordenadas do Ramo A+B ... 88
Quadro 22- Definição do ponto de intersecção dos eixos do ramo A+B e via principal ... 88
Quadro 23- Coordenadas do alargamento do separador ... 90
Quadro 24- Coordenadas dos pontos principais (“loop” entre uma recta e clotóide) ... 95
Quadro 25- Parâmetros geométricos das clotóides (auxiliares) do ramo A ... 96
Quadro 26- Parâmetros geométricos da curva circular do ramo A ... 96
Quadro 27- Coordenadas do Ramo A ... 97
Quadro 28- Extensão da via de aceleração do ramo A segundo as Normas Espanholas ... 98
Quadro 30- Parâmetros geométricos das clotóides do ramo B ... 102
Quadro 31- Parâmetros geométricos da curva circular do ramo B ... 103
Quadro 32- Parâmetros geométricos do alinhamento recto do ramo B ... 103
Quadro 33- Coordenadas do Ramo B ... 103
Quadro 34- Extensão da via de abrandamento do ramo B segundo as Normas Espanholas ... 104
Quadro 35- Piquetagem da via de abrandamento do ramo B ... 105
Quadro 36- Parâmetros geométricos das clotóides do ramo C ... 109
Quadro 37- Parâmetros geométricos da curva circular do ramo C ... 109
Quadro 38- Parâmetros geométricos do alinhamento recto do ramo C ... 110
Quadro 39- Coordenadas do Ramo C ... 110
Quadro 40- Extensão da via de aceleração do ramo C segundo as Normas Espanholas ... 111
Quadro 41- Piquetagem da via de aceleração do ramo C ... 112
Quadro 42- Parâmetros geométricos das clotóides do ramo D ... 114
Quadro 43- Parâmetros geométricos da curva circular do ramo D... 114
Quadro 44- Parâmetros geométricos do alinhamento recto intermédio do ramo D ... 115
Quadro 45- Coordenadas do Ramo D ... 115
Quadro 46- Extensão da via de abrandamento do ramo D segundo as Normas Espanholas ... 116
Quadro 47- Piquetagem da via de abrandamento do ramo D ... 117
Quadro 48- Características dos elementos da rasante do ramo A+B ... 122
Quadro 49- Cotas dos pontos principais do ramo A+B ... 122
Quadro 50- Cálculos necessários para a definição da concordância final do ramo A ... 124
Quadro 51- Características dos elementos da rasante do ramo A... 125
Quadro 52- Cotas dos pontos principais do ramo A ... 125
Quadro 53- Cálculos necessários para a definição da concordância inicial do ramo B ... 126
Quadro 54- Características dos elementos da rasante do ramo B ... 127
Quadro 55- Cotas dos pontos principais do ramo B ... 127
Quadro 56- Cálculos necessários para a definição da concordância inicial do ramo C ... 128
Quadro 57- Cálculos necessários para a definição da concordância final do ramo C ... 129
Quadro 58- Características dos elementos da rasante do ramo C ... 131
Quadro 59- Cotas dos pontos principais do ramo C ... 131
Quadro 60- Cálculos necessários para a definição da concordância final do ramo D ... 133
Quadro 61- Cálculos necessários para a definição da concordância inicial do ramo D ... 134
Quadro 63- Cotas dos pontos principais do ramo D ... 136
Quadro 64- Sobreelevações dos principais pontos do ramo A+B ... 139
Quadro 65- Cálculo da inclinação transversal da tangência ramo A - estrada principal ... 142
Quadro 66- Sobreelevações dos principais pontos do ramo A ... 143
Quadro 67- Cálculo da inclinação transversal da tangência ramo B - estrada principal ... 144
Quadro 68- Sobreelevações dos principais pontos do ramo B ... 145
Quadro 69- Cálculo da inclinação transversal da tangência ramo C - estrada principal ...1476
Quadro 70- Sobreelevações dos principais pontos do ramo C ... 147
Quadro 71- Cálculo da inclinação transversal da tangência ramo D - estrada principal ... 148
Quadro 72- Sobreelevações dos principais pontos do ramo D ... 150
Quadro 73- Determinação das cotas e extensão ... 151
Quadro 74- Listagem das coordenadas do ramo A+B (25 em 25 metros) ... 161
Quadro 75- Coordenadas do alargamento da via interior ... 163
Quadro 76- Coordenadas do alargamento da via exterior ... 163
Quadro 77- Listagem das coordenadas do ramo A (25 em 25 metros) ... 164
Quadro 78- Listagem das coordenadas do ramo B (25 em 25 metros) ... 165
Quadro 79- Listagem das coordenadas do ramo C (25 em 25 metros) ... 166
Quadro 80- Listagem das coordenadas do ramo D (25 em 25 metros) ... 167
Quadro 81- Listagem das cotas do ramo A+B (25 em 25 metros) ... 169
Quadro 82- Listagem das cotas do ramo A (25 em 25 metros) ... 170
Quadro 83- Listagem das cotas do ramo B (25 em 25 metros) ... 171
Quadro 84- Listagem das cotas do ramo C (25 em 25 metros) ... 173
SÍMBOLOS E ABREVIATURAS
JAE- Junta Autónoma de Estradas EP- Estradas de Portugal, SA PRN- Plano Rodoviário Nacional IC- Itinerário Complementar IP- Itinerário Principal AE- Auto-Estradas
CEE- Comunidade Económica Europeia Km – Quilómetro(s)
Km/h – Quilómetros por hora
MOPTC- Ministério das Obras Públicas, Transportes e Comunicações PK – Ponto quilométrico [m]
Az- Azimute [gr] gr- Grados rad- radianos
1
INTRODUÇÃO
1.1GENERALIDADESDesde a longínqua época dos Romanos que a civilização necessita de infra-estruturas para se deslocar por motivos militares, profissionais e comerciais.
A sociedade, tanto a nível social como económico, tem evoluído de forma impressionante (melhor qualidade de vida) o que conduziu a uma extrema necessidade de deslocação e à natural exigência de melhores condições de mobilidade. Este progresso originou um grande desenvolvimento e expansão das infra-estruturas de transporte rodoviário, ferroviário, marítimo/fluvial e aéreo.
Hoje em dia o tráfego automóvel nos meios urbanos, seja no centro, na periferia ou até mesmo entre duas grandes urbes, é de tal forma elevado que conduziu a um desenvolvimento das redes viárias aumentando a extensão destas (mais quilómetros de novas vias) e a alteração dos perfis transversais (aumento no número de vias). Em certos troços a procura é tão elevada que, mesmo após o aumento da oferta, os níveis de serviço das vias estruturantes não satisfaz na plenitude. A solução não é o constante acréscimo da oferta já que haverá sempre um limite, pois o aumento desta levará, indirectamente, ao aumento da procura dado que as novas condições proporcionadas incentivam o uso do veículo privado ou a mudança de trajecto para aquela via e desencadeariam uma situação insustentável a nível do planeamento e do ambiente (poluição sonora e atmosférica). Uma possível solução para esta problemática dos dias de hoje passará pela aposta numa política de rede de transportes públicos capaz de cativar os automobilistas e mudar as suas mentalidades comodistas. Os troços críticos de qualquer itinerário são as intersecções daí que, cada vez mais, se aposte no desenvolvimento e aperfeiçoamento destes pontos pois são responsáveis pelos congestionamentos e por parte da sinistralidade rodoviária (principalmente quando se fala em intersecções de nível). Os nós de ligação, ao serem intersecções desniveladas, proporcionam melhor nível de serviço em termos de escoamento, comodidades e segurança, daí a sua extrema importância nas artérias com grandes volumes de tráfego.
1.2ÂMBITO E OBJECTIVOS
O projecto de nó de ligação que o autor se propôs a desenvolver está inserido na especialização de geometria de traçado.
Nó de ligação é um conjunto de ramos que têm como função a ligação entre duas ou mais estradas que se intersectam a níveis diferentes. Estes nós têm como objectivo o aumento da capacidade, diminuição do número de pontos de conflito e o respectivo aumento de segurança (quando comparadas com as
intersecções de nível). A decisão de “realização” de nós de ligação ou intersecções de nível vem em função da importância das vias que se cruzam, ou seja, em função da importância da via principal e do tráfego da via secundária.
Geometria de traçado é o estudo e elaboração de um projecto de vias de comunicação que se focaliza nos pormenores geométricas dos elementos que constituem o traçado e que satisfaz os objectivos estabelecidos ao nível de velocidades base, segurança, comodidade e economia. As principais condicionantes a estes projectos, que interferem directamente na escolha do traçado, são a velocidade projectada para a via, a topografia do terreno (relevo), as condições do solo (tipo de solo), a ocupação (meio urbano ou rural), a fauna e flora (meio ambiente) e, por último mas nem por isso menos relevante, os custos de cada solução para o mesmo projecto. Todos estes factores são indispensáveis para a obtenção de uma solução segura e económica.
Com o intuito de realizar projectos que garantam segurança e comodidade com uma sistemática uniformidade de processos e critérios, surgiram as normas da ex-JAE (Junta Autónoma de Estradas), actual EP (Estradas de Portugal, SA), com regulamentação própria para cada tipo de traçado (plena via, intersecções e nós de ligação). Com imposições rígidas, a aplicação dessas normas nos critérios de dimensionamento dos parâmetros geométricos tem originado, ao longo dos últimos anos, traçados mais cómodos e seguros que proporcionaram a redução do número de acidentes graves.
A escolha deste assunto por parte do autor (entre vários propostos na especialidade de Vias de Comunicação) teve como fundamento a importância e contemporaneidade do tema no seio da engenharia rodoviária bem como a dificuldade que os nós de ligação apresentam na sua geometria, tanto a nível de traçado em planta (directriz) como do traçado em perfil longitudinal (rasante). Em relação à actualidade do tema, não está em questão a construção de novas vias, uma vez que a conjuntura económica e social do país não o permite nos próximos anos, assim como o facto de as estatísticas indicarem que Portugal já é dos países da Europa com mais quilómetros de auto-estrada por habitante ou por quilómetro quadrado de território. Quando o autor se referia à actualidade do tema, fazia alusão à beneficiação e remodelação da rede viária existente, o que implicaria a reestruturação das intersecções para melhorar as condições de conforto e segurança dos pontos de maior tráfego e sinistralidade, onde sem dúvida alguma, as intersecções desniveladas têm enormes vantagens. No que respeita às dificuldades de implementação, os nós são, porventura, a infra-estrutura que mais restrições apresenta, tanto em planta como em perfil, uma vez que a complexidade surge ao nível do espaço requerido assim como ao nível da conciliação das várias vias que divergem e convergem num curto troço.
O objectivo primordial desta dissertação é a composição de um projecto de nó de ligação em trompete (3 ramos), elaborando uma parte escrita (Memória Descritiva e Cálculos) e uma parte de desenho onde estará patente a solução final do projecto, proposta pelo autor. Das várias soluções que se poderão obter para o mesmo nó, objectiva-se que a solução final será a mais adequada e a que optimiza todas as situações complexas, tanto a nível do terreno (por exemplo a topografia e ocupação do solo) como das disposições normativas propostas pela ex-JAE.
Neste trabalho apenas é proposta uma componente das muitas que constam no Projecto de Execução de um eixo rodoviário. Apesar da geometria de traçado ser primordial, é indispensável a presença de inúmeras especialidades para a correcta elaboração final da rodovia. Entre muitos projectos parcelares destacam-se as terraplanagens, drenagem, pavimentação, sinalização, obras acessórias e projecto de estruturas para as obras de arte.
1.3ESTRUTURA DA DISSERTAÇÃO
Para além deste primeiro capítulo introdutório, a dissertação é composta por mais quatro capítulos sendo o primeiro desses de índole histórica, o segundo e terceiro de natureza teórica enquanto o último será de carácter prático.
Numa breve explanação:
No capítulo introdutório é feita uma primeira abordagem ao tema dando a conhecer a importância da geometria do traçado no projecto e execução de uma infra-estrutura rodoviária sendo também expostos os objectivos propostos pelo orientador.
No 2º capítulo será feita uma abordagem histórica às estradas portuguesas tendo como principal referência os Planos Rodoviários Nacionais (PRN) dos anos de 1945, 1985 e 2000. Os primeiros troços de auto-estrada feitos em Portugal e respectivos nós de ligação (A1 e A5) também serão abordados neste capítulo bem como os efeitos da evolução das infra-estruturas ao nível da segurança rodoviária (sinistralidade).
No 3º capítulo será feito um enquadramento das intersecções de 3 e 4 ramos (vantagens e desvantagens), serão expostos os elementos base necessários para se iniciar um projecto de nó de ligação e será concretizada uma introdução às normas da ex-JAE, normas essas que são importantes para este trabalho. Este capítulo tem como principal fundamento as matérias leccionadas nas unidades curriculares de Vias de Comunicação 1 e 2 (4º ano), Complementos de Estradas e Aeródromos e Circulação e Transportes 1 e 2 (5º ano).
Os principais conceitos teóricos presentes nas três normas da ex-JAE que sustentarão o projecto desta dissertação serão apresentados no 4º capítulo.
De carácter mais prático é o capítulo 5 onde será apresentado o Projecto de Execução do nó em trompete com uma Memória Descritiva dos processos seguidos e problemas resolvidos troço a troço. Serão detalhados os parâmetros para a rasante, directriz, sobreelevação e sobrelargura.
2
EVOLUÇÃO DAS INFRA-ESTRUTURAS
RODOVIÁRIAS EM PORTUGAL
2.1INTRODUÇÃO HISTÓRICADesde o período de ocupação romana que as rodovias são importantíssimas para o desenvolvimento de qualquer povo. A estrada foi sempre um bem essencial para a transacção de mercadorias e transporte de passageiros sendo que, na altura, era importante na mobilização de homens para defender o território alvo de ataques por parte de outros povos. Ainda hoje é visível a presença das estradas Romanas em Portugal através das estradas calcetadas com grandes lajes. As redes viárias Romanas são consideradas a maior obra de engenharia da antiguidade em Portugal o que demonstra toda a sua importância e grandeza para a época em questão.
No início do século XIX quando surgiu o serviço da Mala-Posta, transporte expresso de correio e passageiros, a rede de estradas em Portugal era muito densa e cobria de forma homogénea o território (figura 1- lado esquerdo), o que não indica qualidade; prova disso são os tempos de viagem do correio expresso entre Lisboa e as principais cidades portuguesas (figura 1- lado direito). De realçar que uma viagem Lisboa - Porto durava 3 dias e Lisboa - Bragança 4 dias e 2 horas [1].
Cem anos após o aparecimento do serviço Mala-Posta, as estradas portuguesas ainda eram muito deficitárias, com pouco desenvolvimento para um intervalo de 100 anos, o que demonstra o reduzido investimento na rodovia (à excepção de uma ou outra via de grande importância nas áreas de Lisboa e Porto) em contraste com a aposta na ferrovia que surgiu com toda a força nos meados do século XIX (1856). Uma das poucas melhorias neste século foi a introdução do método Mac-Adam na pavimentação das principais estradas. O método mencionado consistia em sobrepor e comprimir três camadas de pedra e saibro numa fundação (maior granulometria na base e menor no camada superior) com valas laterais para drenagem das águas pluviais. A aposta na rodovia era muito reduzida quando comparada com a ferrovia pois considerava-se que os caminhos-de-ferro eram mais apropriados para viagens longas canalizando mais investimentos para o seu desenvolvimento. A articulação entre as principais estações de caminhos-de-ferro e as rodovias tornou-se uma prioridade para o desenvolvimento das regiões menos abrangidas pelas “estradas de ferro”, como eram conhecidas na altura. Nesta época, tal como nos séculos gloriosos dos descobrimentos, a via fluvial/marítima também era crucial para o desenvolvimento da economia regional (principalmente a agricultura na Zona do Douro e Tejo).
Segundo um plano datado de 1889 as estradas portuguesas eram classificadas por Estradas Reais (âmbito nacional), Estradas Distritais (âmbito regional) e Estradas Municipais (âmbito local). Após a Implantação da República a então denominada Estrada real passou a designar-se como Estrada
Nacional, denominação muito usada nos dias de hoje apesar de o PRN de 2000 considerar as antigas Estradas Nacionais como pertencentes à Rede Complementar, passando a denominar-se Itinerários Complementares (IC) ou Estradas Regionais (ER).
Passada a primeira grande guerra mundial, e com o virar da década (1920), verificou-se uma grande expansão do uso do automóvel uma vez que, segundo registos da época [1], de 531 carros registados no ano de 1922 passou-se, 12 anos depois, para 4465 veículos registados no nosso país (em 1914 contavam-se à escala mundial 2 milhões de automóveis, passados 10 anos esse valor era já de 18 milhões e, 3 anos depois, em 1927, existiam cerca de 25 milhões). Este grande “boom” no ramo automóvel despertou uma maior atenção, por parte das autoridades competentes, para a problemática da estrutura rodoviária nacional provocando uma maior concentração de recursos para o desenvolvimento da mesma: “[com] o advento dos caminhos de ferro, o esplendor das estradas de
rodagem decaiu um pouco (...), [o] progresso da indústria de automóvel veio, porém, restaurar com vantagem, o antigo prestígio das estradas.” (CASTRO, 1946: 114 e 115). [1]
A evolução das infra-estruturas rodoviárias em Portugal começou a ser mais acentuada após a criação da JAE e da Direcção Geral de Estradas, em 1927. A cargo da Direcção Geral de Estradas ficou o serviço de manutenção corrente (conservação, arborização, reparação e policiamento) e ainda a marcação, sinalização e o estudo e construção de novas estradas e respectivas obras de arte. A JAE ficou responsável pela "construção de modernas pavimentações, a reconstrução das antigas em
grandes troços, a reparação e construção das obras de arte mais importantes e o estudo e construção das grandes extensões de estradas que faltam para concluir a rede do Estado" [2]. Dois anos após a
criação, a Direcção Geral de Estradas integra-se na JAE ficando esta responsável por todo o tipo de serviço relacionado com estradas. A existência de um organismo próprio para as infra-estruturas rodoviárias traria alguns benefícios, dada a sua focalização nas problemáticas condições de conservação que as estradas detinham. Ainda no primeiro ano de existência da JAE é apresentado um relatório que demonstra bem a problemática da rodovia portuguesa “(...) dos 16000 quilómetros que
constituiriam a rede nacional de estradas,4000 estavam por construir e dos 12000 restantes, 10000 estavam em completa ruína ou muito próximo dela.” (JAE/MEPAT, 1997: 17) [1]. Em jeito de
resposta a esse relatório da JAE, é publicado em Diário do Governo (nº 153, 20/7/1927: 1392 e 1393) o seguinte decreto “[tornando-se] necessário e urgente dar o maior incremento aos trabalhos de
reparação das nossas estradas e construir leitos de rolamento que melhor resistam à circulação automóvel (...); Atendendo aos grandes prejuízos que está sofrendo a economia nacional, motivados pelo elevado custo dos transportes por via ordinária; E considerando que a rápida realização da obra de melhoramento das nossas estradas exige recursos de antemão estabelecidos e meios de acção mais amplos e eficazes (...) [1].
Dada a instabilidade política da época (em 2 anos passaram 11 Ministros pela pasta das Obras Públicas) a JAE não teve meios para desenvolver os projectos que estavam por construir nem remodelar as vias existentes dada a escassez de meios financeiros dispensados pelo Ministério. Até ao ano de 1945, altura em que é aprovado o PRN 1945, a JAE procurou, dentro dos meios disponíveis, melhorar as estradas rurais (estradas municipais e locais) sem nunca ter capacidade para obras de grande vulto uma vez que a instabilidade económica, política e social não o permitiram (assim como a crise da 2ª grande Guerra Mundial entre1939 e 1945).
A melhoria significativa das infra-estruturas e novas denominação das estradas (reestruturação) surgiu com a introdução dos três planos rodoviários aprovados até hoje. Esses planos serão expostos no subcapítulo seguinte.
Figura 1- Carta Militar das Estradas de Portugal (1808) e Tempo do Correio Expresso entre Lisboa e as principais Cidades do País (1810) (Adaptada de: PACHECO, 2004) [1]
2.2PLANOS RODOVIÁRIOS NACIONAIS
2.2.1 PRN 1945
Era unânime o reconhecimento da importância das vias de comunicação para o transporte de passageiros e mercadorias, levando ao desenvolvimento social e económico das regiões, principalmente daquelas que estavam mais isoladas, uma vez que o aparecimento destas infra-estruturas seria fulcral para responder às necessidades de escoamento dos bens agrícolas, industriais e ainda à fixação de pessoas para um desenvolvimento sustentável. O PRN de 1945 foi elaborado sob este forte argumento, inspirado nas ideias do Ministro das Obras Públicas e Comunicações, Engenheiro Duarte Pacheco, falecido dois anos antes num acidente de viação ao serviço do Estado. Este novo plano apresentou novas classificações das estradas, com o objectivo de responder às necessidades das áreas ainda pouco servidas pela rede, de forma a equivaler a função da via às características técnicas de cada classe.
A rede foi dividida em Estradas Nacionais, Municipais e caminhos públicos. Segundo o Diário do Governo nº102 11/5/45: 374, as estradas Nacionais dividem-se em três classes “(...) considerando-se
na de primeira classe os itinerários principais, como sendo as linhas de comunicação de maior interesse nacional e que constituem, por assim dizer, a base de apoio de toda a rêde. As duas primeiras classes (1ª e 2ª) constituem a rêde fundamental do País, que é completada pelas estradas de 3ª classe. Estas últimas destinam-se a servir as diversas regiões por forma a provocar o seu desenvolvimento económico e abrangem também as estradas de interesse turístico. [As estradas municipais] (...) dizem respeito a um ou mais concelhos, devendo haver na sua classificação a preocupação de constituir percursos de interesse económico (...)”. Os caminhos públicos incluem os
caminhos municipais e os vicinais: os caminhos municipais “(...) destinam-se a permitir o trânsito
automóvel e, como o seu nome indica, ficam a cargo das respectivas câmaras; os caminhos vicinais (...) destinam-se a trânsito rural e só excepcionalmente permitirão o trânsito automóvel. Ficam a cargo das juntas de freguesia”.[1]
O quadro 1 resume a classificação das estradas segundo o PRN 1945.
Nos objectivos do PRN 1945 nota-se uma preocupação com a atribuição de responsabilidades na construção e manutenção, aumentando o poder do Estado que passou a tutelar uma maior extensão de rede como comprova o quadro 2. O conceito da centralidade da rede principal na capital começou a cair em desuso uma vez que este plano apresentava a rede fundamental espalhada por todo o território em vez da tradicional malha com todos os ramos a ter início em Lisboa.
Nos anos seguintes à publicação deste plano, a JAE concretizou um elevado conjunto de obras, vias novas e requalificações (melhoramento do piso), principalmente em vias classificadas como Estradas Nacionais de 1ª e 2ª classe.
É nesta altura que começa a “competição” ente os transportes públicos. Com a melhoria das condições rodoviárias, os autocarros começaram a “ganhar terreno” ao comboio uma vez que a diferença de tempos de viagem era muito menor. Com o contínuo investimento na rede viária previa-se o declínio dos caminhos-de-ferro e, na realidade, foi o que sucedeu, os ramais menos rentáveis começaram a ser suspensos dada a concorrência feroz das “Carreiras”.
Quadro 1- Reestruturação das estradas segundo o PRN 1945 (D.L. 35:543, de 11 de Março de 1945)
Designação
Principal Classes Descrição
Estrada Nacional (responsabilidade: JAE)
1ª Classe -Pertencem à Rede Fundamental do País (tal como as de 2ª classe)
-Estabelecem ligações fáceis e rápidas entre os centros mais importantes, entre estes, os portos, a fronteira e entre as sedes de distrito.
2ª Classe -Pertencem à Rede Fundamental do País (tal como as de 1ª classe)
-Estabelecem as ligações entre os principais centros de cada distrito e entre estes e as estradas de 1ª classe.
3ª Classe -Estabelecem a ligação entre as estradas da rede fundamental, ligam os concelhos entre si e “servem as regiões ricas, portos, estações de caminho de ferro e zonas de turismo”. Os ramais de qualquer classe de estradas nacionais são integrados nesta classe.
Estrada Municipal (responsabilidade: Câmaras Municipais)
- -Estradas de interesse para 1 ou mais concelhos. Ligam as sedes de concelho às respectivas freguesias e povoações e estas entre si e às estradas nacionais. “Contraria-se assim o mau hábito de os diversos municípios só pretenderem obras dentro dos respectivos concelhos, sem se importarem grandemente com as ligações interconcelhias e de interesse geral”.
Caminhos Públicos Caminhos Municipais
-Destinam-se a permitir a circulação automóvel e são responsabilidade das respectivas câmaras municipais.
Caminhos Vicinais -Destinam-se ao “trânsito rural e só excepcionalmente permitirão o trânsito automóvel”. São da responsabilidade das Juntas de Freguesia.
Com este PRN começam a ser equacionados mais troços em perfil de auto-estrada para dar resposta ao tráfego elevado que se registava, principalmente, nas redondezas de Lisboa e Porto. O primeiro troço de auto-estrada, entre Lisboa e o Estádio Nacional, já tinha sido inaugurado no início da década de 40. O tema das primeiras auto-estradas será abordado no subcapítulo 2.3.
No início da década de 60 ganham força os projectos para as ligações internacionais, com principal destaque para o que viria a ser o Itinerário Principal nº5 (IP5) sendo concluído apenas no final da década de 80. É também nesta década de 60 a inauguração de mais dois troços de auto-estrada, um em Lisboa outro no Porto, e duas obras de grande envergadura e fundamentais para a rede rodoviária em Portugal, a Ponte Salazar (actual Ponte 25 de Abril) e a Ponte na Arrábida. Ainda assim, os três troços de auto-estradas em Portugal totalizavam 40 Km o que era bastante inferior aos restantes países da Europa [1].
A última metade da década de 60 e toda a década de 70 foi “fraca” em termos de obras rodoviárias. Nesta altura fazia-se sentir os efeitos da migração para as grandes cidades do Litoral, o efeito da guerra colonial e da revolução do 25 de Abril de 1974. Foi um período dominado pela recessão mundial (primeira intervenção do FMI em Portugal) o que bloqueou os projectos prestes a serem lançados sendo feita uma revisão ao PRN (arranque para um novo plano rodoviário) e criada uma comissão de estudo para analisar a construção e concessão de novos troços de auto-estrada.
Quadro 2- Classificação e extensão da rede rodoviária nacional de 1889 a 1945 (Diário do Governo nº102 11/5/45: 374 e 375) [2]
Ano Designação Extensão [Km]
1889 Estradas Reais Estradas Distritais 18 427 1913 Estradas Nacionais Estradas Municipais Caminhos Públicos 16 900 1933 Estradas Nacionais Estradas Municipais Caminhos Vicinais 16 900 1945 Estradas Nacionais (1ª, 2ª e 3ª Classe) Estradas Municipais Caminhos Públicos 20 597
No final da década de 70 o Primeiro-Ministro Mário Soares apresentou uma proposta de integração à Comunidade Económica Europeia (CEE) o que tornou obrigatório um planeamento estratégico que permitisse aproximar a situação económica Portuguesa à dos restantes países membros da CEE. A estratégia passava pelo desenvolvimento da rede de estradas pois, segundo um relatório da JAE em 1977, “(...) a rede rodoviária nacional encontra-se numa situação de completo desajustamento
perante as necessidades do tráfego. Traçados sinuosos e estreitos, com pavimentos em degradação progressiva a atingirem o colapso.” (JAE/MEPAT 1997: 28) [1]
Em Diário da República eram expostas as ideias a abraçar dando origem ao novo PRN 1985 “Impõe-se, pois, a revisão do plano rodoviário nacional [de 1945], a fim de, na perspectiva do desenvolvimento orgânico do País, se alcançarem os objectivos primordiais, como são o correcto funcionamento do sistema de transportes rodoviários, o desenvolvimento de potencialidades regionais, a redução do custo global daqueles transportes, o aumento da segurança da circulação, a satisfação do tráfego internacional e a adequação da gestão financeira e administrativa da rede.” (Diário da República, nº 222, 26/9/1985: 3206) [1].
2.2.2 PRN 1985
Portugal era o país da Europa com mais quilómetros de estrada nacional por cada mil habitantes (2.0 Km/1000Hab) [1], no entanto, as vias estavam de tal forma desajustadas que se tornou necessário investir para inverter o sentido que levava à rotura completa das infra-estruturas. Numa altura em que a entrada na CEE parecia iminente, consumado em 1988, era necessário criar um plano estratégico para o desenvolvimento de forma a justificar a aplicação das verbas que chegaria por parte do Fundo Europeu de Desenvolvimento Regional (FEDER). Desta forma foi aprovado o Decreto de Lei nº 380/85 onde constava o PRN 1985 “A maioria das estradas portuguesas encontra-se ainda
subdimensionada e incapaz de responder eficazmente à satisfação dos objectivos sócio-económicos dos transportes, exigindo premente reconstrução. Acresce que a densidade demográfica da rede nacional é tripla da que se verifica nos restantes países do Mercado Comum enquanto, por outro lado, a densidade demográfica da totalidade das redes rodoviárias construídas é bastante inferior à desses países” (Diário da República, nº 222, 26/9/1985: 3206).
Os principais objectivos do PRN 1985 eram o correcto funcionamento do sistema rodoviário, desenvolvimento das regiões, redução dos custos de transporte, aumento da segurança, ligação ao sistema internacional rodoviário e a eficaz gestão financeira e administrativa da rede. De forma a cumprir todos estes objectivos e a reorganizar toda a rede foi estabelecida uma sintonia entre a administração central (JAE), a local (Câmaras Municipais e Juntas de Freguesia) e a rede concessionária de Auto-Estradas, a BRISA.
Este Plano retoma o conceito de rede fundamental e rede complementar, originando uma desclassificação de mais de 10.000 Km de antigas estradas nacionais, permanecendo a JAE com responsabilidade sobre essas vias desclassificadas (Quadro 3). Segundo uma publicação em Diário da República, a nova designação das estradas nacionais divide-se em dois grandes grupos, IP’s e IC’s. Por itinerários principais (IP) devem entender-se “(...) as vias de comunicação de maior interesse
nacional, que servem de base de apoio a toda a rede das estradas nacionais, os quais asseguram a ligação entre os centros urbanos com influência supradistrital e destes com os principais portos, aeroportos e fronteiras”. Os itinerários complementares (IC) são as estradas que asseguram “(...) a ligação entre a rede nacional fundamental e os centros urbanos de influência concelhia ou supraconcelhia, mas infradistrital. (...). Os itinerários complementares são as vias que estabelecem as ligações de maior interesse regional, bem como as principais vias envolventes e de acesso às áreas metropolitanas de Lisboa e Porto” (Diário da República, nº 222, 26/9/1985: 3207).
Comparando a estrutura definida pelo PRN 1985 com o de 1945 parece só ter alterado o nome das principais vias, mudando a designação EN para IP. Claro que nos 40 anos passados as exigências a nível da segurança rodoviária e meio ambiente foram alteradas, encontrando-se o plano de 85 muito mais rigoroso. Este novo plano, para além de se focar nas ligações internacionais, está particularmente virado para as ligações principais (IP’s) em todo o território nacional através de itinerários longitudinais (IP1, IP2 e IP3) e transversais (IP4, IP5, IP6, IP7, IP8 e IP9).
A figura 2 apresenta o PRN 1985 onde as linhas mais espessas são os Itinerários Principais, as de espessura intermédia os Itinerários Complementares e as mais finas as Outras Estradas. Destaca-se a preocupação com as ligações internacionais através dos IP’s (longitudinais e transversais) e uma rede deficitária de IC’s nas regiões de Trás-os-Montes e Algarve.
Quadro 3- PRN 1985 – Classificação das Estradas e Tutela (Adaptado [1]) Categoria Tutela Estradas Nacionais Rede Fundamental
IP’s Auto-Estradas JAE / BRISA
Estradas Expresso + Outras JAE Rede
Complementar
IC’s Auto-Estradas JAE / BRISA
Estradas Expresso + Outras JAE
Outras Estradas JAE
Estradas Secundárias
Estradas a integrar na rede Municipal JAE
Estradas Municipais CM’s
Caminhos Municipais CM’s
Outras (não classificadas) CM’s
O grande ponto de viragem nas infra-estruturas rodoviárias em Portugal dá-se no fim da década de 80, altura em que Portugal vê aceite o seu pedido de entrada na CEE e consequente disponibilização de fundos através do FEDER. Este apoio foi um grande impulsionador para o desenvolvimento e evolução da sociedade portuguesa, especialmente em relação à rede de infra-estruturas rodoviárias. Apesar dos sucessivos governos e dos próprios relatórios da JAE referirem que era necessário apostar numa política de desenvolvimento das regiões mais desfavorecidas, aquilo que se ia realizando era a aprovação dos projectos para os eixos do litoral. Sendo impossível avançar com todos os projectos em simultâneo, era dada a prioridade aos IP’s do litoral enquanto o interior se mantinha em constante “stand by”.
As Grandes Opções do Plano, datadas de 1988, apresentavam o objectivo de organizar o território e melhorar a rede apresentando como solução a “[melhoria] geral das acessibilidades inter e
intraregionais, permitindo garantir uma maior eficiência na satisfação das necessidades dos cidadãos e um mais completo aproveitamento dos recursos do país” (Grandes Opções do Plano 1988, 1987: 55)
[2] expondo as inquietações relacionadas com os problemas internos do país.
A preocupação com as ligações internacionais era legitima uma vez que, sendo Portugal um país periférico do continente Europeu, necessitaria de grandes infra-estruturas que permitissem a ligação com os restantes países membros da Comunidade Europeia de forma a facilitar as transacções comerciais. As prioridades das ligações internacionais eram o IP5 (Aveiro - Viseu - Guarda - Vilar Formoso), o IP 4 (Porto - Vila Real - Bragança) e por último o IP1 (Valença - Porto - Lisboa - Faro). O programa Operacional de Desenvolvimento das Acessibilidades (PRODAC), integrado no primeiro quadro de ajuda comunitária, aprovado em 1989 e aplicável até 1993, reconhecia as diferenças entre o interior e o litoral bem como o desajuste de toda a rede em relação ao tráfego verificado. As prioridades do PRODAC eram a ligação da rede fundamental do país ao resto da Europa, depois a ligação Porto - Lisboa (extensão às fronteiras de Valença e V.R. Santo António), seguida pela necessidade de construção de ligações entre o interior e o litoral.
No mandato de Ferreira do Amaral na pasta do Ministério das Obras Públicas (1990-1996) é efectuado um avanço sem precedentes no que respeita ao PRN 1985, muito por culpa das verbas disponibilizadas pelos programas comunitários. É neste mandato (1992) que é efectuada, pelo Grupo de Trabalho Inter-CCR, uma revisão ao PRN em vigor. Segundo relatórios do grupo mencionado, à excepção do IP4 e IP5, a prioridade teria sido a expansão da rede no litoral, o que contrariava todas as bases dos documentos aprovados, incluindo o próprio PRN 1985, que referia como prioridade o alargamento da rede ao interior e o combate às desigualdades sociais. Prova disso era o atraso na execução do IP2 (Bragança – Guarda – Castelo Branco – Évora – Beja – Faro) e o IP3 (Chaves – Vila Real – Viseu – Coimbra – Figueira da Foz).
O quadro 4 indica o andamento das obras dos principais eixos, no ano de 1992, propostos no PRN 1985.
Quadro 4- Progresso das obras dos IP’s em 1992 (Grupo de Trabalho Inter-CCR, 1992:11) Adaptado [1]
Itinerário Região (maior parte trajecto) Extensão Total (Km) Rede concluída em 1992 (Km) (%)
IP1 (Valença – V.R. Santo António) Litoral 743 582 78,3
IP2 (Bragança – Faro) Interior 618 279 45,1
IP3 (Chaves – Fig. Foz) Interior 343 57 16,6
IP4 (Porto – Bragança) Interior 234 95 40,6
IP5 (Aveiro – V. Formoso) Interior 208 208 100
IP6 (Peniche – Castelo Branco) Interior 248 83 33,5
IP7 (Lisboa – Caia) Interior 176 - -
IP8 (Sines – Serpa) Interior 154 65 42,2
IP9 (Viana do Castelo – Amarante) Litoral 151 39 25,8
Total - 2875 1408 49,0
Da análise deste quadro é fácil verificar o atraso das vias que abrangem o interior do país (à excepção do IP5). Sobre as “vias do interior” é de salientar que a maior parte dos troços construídos estavam concentrados na zona do Litoral, zona onde muitos IP’s tinham início, o que demonstra o incumprimento dos pressupostos do PRN 1985 e dos restantes programas adoptados até à data.
Uma ano após o lançamento dos relatórios do Grupo de Trabalho Inter-CCR a JAE apresenta também uma proposta de revisão do PRN onde apresenta, como principal preocupação, a grande extensão de rede na tutela dos Municípios. Como solução, o mesmo relatório sugere que cerca de 2600 Km de estradas municipais sejam reclassificadas na rede complementar aumentando assim o número quilómetros na tutela da JAE [1].
Como seria de esperar, os financiamentos europeus originaram um “boom” na construção e remodelação da rede rodoviária em Portugal. Prova disso são os 800 Km de IP’s concluídos e 350 Km de IC’s, tudo isto em apenas 5 anos (1990-1995). A abertura do último troço da A1, em 1991, foi um passo importantíssimo para o desenvolvimento de todo a região do Litoral, uma vez que é por esta auto-estrada que se desenvolve a maior parte do fluxo de longo curso (subcapítulo 2.3).
O PRN 1985 estava “projectado” para uma fase inicial de apoios comunitários pelo que foi necessária uma revisão do plano ao longo de vários anos. Em 1996, o então Ministro do Equipamento, Planeamento e Administração do Território (1995-1999) João Cravinho propõe a revisão do PRN. Seria o primeiro passo para a publicação do novo Plano Rodoviário Nacional de 2000.
2.2.3 PRN 2000
Este novo plano é uma adaptação do PRN 1985 alterando principalmente a classificação da rede. No antigo plano previa-se, por decisão do Estado Central, que algumas vias passassem a municipais. No entanto, muitos municípios não estavam interessados nessas vias (salvo raras excepções, para posterior urbanização) gerando-se um impasse que foi ultrapassado com o novo plano. O PRN2000 propõe um aumento de 6000 Km na rede fundamental (mais 33%) uma vez que os municípios só aceitavam as vias caso recebessem verbas, por parte do Estado Central, para a manutenção. O novo plano propõe a designação de Estradas Nacionais e Estradas Regionais (conforme a função) para as vias “rejeitadas” autarquias (como a regionalização não foi aceite em referendo, a designação Estrada Regional deixou de fazer sentido).
A nova reestruturação da rede obedece a vários planos: “Fecho de Malhas Viárias (FEMA), garantindo-se condições de circulação homogéneas nos respectivos percursos; Acesso a Sedes de Concelho (ASECO), - a construção dos IP’s e IC’s alterou substancialmente as redes locais pelo que deverá ser garantida a ligação destes às sedes de concelho; Estradas Alternativas a Auto-Estradas com portagem (ALTAE), classificando-se estradas que constituam alternativas às AE’s com portagem.” (Diário da República nº 163 de 17/7/1998: 3444) [1]
A figura 3 apresenta o mapa do PRN2000. Dado o tamanho original do mapa, a qualidade da imagem reproduzida nesta dissertação é fraca pelo que se aconselha o leitor a analisar a mesma no sítio da EP na internet [3].
Sendo as Estradas Regionais uma novidade será importante descreve-las. A rede Regional é composta por cerca de 5000 Km e os critérios para a “nomeação” contemplam a área de Fronteira, a ligação entre sedes de concelho e o fecho de malhas viárias de modo a que se obtenham condições de circulação mais uniformes.
Pela primeira vez um plano abordava a problemática das travessias dos aglomerados uma vez que o plano previa a construção de variantes a localidades com elevado índice de acidente (incluindo atropelamentos). A mesma preocupação era verificada ao nível das áreas de repouso/serviço, sendo necessária uma estratégia de implementação das referidas áreas para se privilegiar o conforto e o bem-estar dos utentes.
De forma a comparar a extensão de cada categoria de estradas nos diferentes planos, apresenta-se no quadro 5, um pequeno resumo.
Quadro 5- Extensão da rede [Km] dos vários planos (JAE/METAP, 1997: 39) [1]
Categoria PRN 1945 PRN 1985 PRN 2000
IP’s 5926 2635 2600
IC’s 5658 2439 3016
EN’s 9013 4807 5513
Deste quadro é de realçar a perda de extensão entre o plano de 1945 e o de 1985 (mais quilómetros de via classificados como rede secundária) e o aumento de 1985 para 2000. Este factor resulta, da já referida dificuldade das autarquias efectuarem a manutenção das vias ficando a administração central com a tutela de algumas dessas vias.
A JAE previa ter a rede fundamental concluída até ao final do ano de 2000 assim como metade dos IC’s, sendo necessário o investimento privado dadas as dificuldades económicas do estado. É aqui que começa o sistema de concessão sem custos para o utilizador (SCUT), aquilo que nos dias de hoje está a ser considerado um erro grave pois os custos que o Estado tem de pagar às concessionárias são insuportáveis. As concessões SCUT “(...) serão baseadas em modelos de “project finance” em que
caberá ao sector privado o investimento inicial (90 a 100%), sendo o retorno financeiro assegurado pelo Estado em pagamentos periódicos em função dos níveis de tráfego atingidos em cada ano e depois de encontrada uma estrutura de pagamento adequada caso a caso.” (JAE, MEPAT, 1997: 10)
[1].
Em 2002 a EP – Estradas de Portugal vem “substituir” a JAE tomando conta da política rodoviária nacional nos mesmos moldes desta.
O principal objectivo da EP tem sido a manutenção e modernização das vias sob a sua tutela. Dada a crise económica dos últimos anos tem-se verificado uma diminuição da construção de novas vias (sejam variantes ou ramais) apostando-se numa política de conservação e repavimentação.
Até ao ano de 2010 continua a verificar-se uma grande aposta nas Auto-Estradas principalmente (e como sempre) no litoral do país. A rede de auto-estradas é vastíssima sendo que Portugal é dos países da Europa com mais Km/habitante de AE (subcapítulo 2.3).
2.3PRIMEIRAS AUTO-ESTRADAS EM PORTUGAL
Portugal foi dos primeiros países do Mundo a ter um troço em perfil de Auto-Estrada. Esta obra inovadora teve lugar na capital do país em 1944, fazendo ligação entre a zona de Campo de Ourique e o Estádio Nacional, em Oeiras, numa extensão de 8km denominada como Estrada Nacional Nº 7 (troço da actual A5 entre Lisboa e Cascais – Figura 4 e 5). Na época era considerada uma “obra para privilegiados” dada a classe alta que residia naquela zona (Oeiras – Cascais) pelo que a conclusão
desta via foi sucessivamente adiada (foi dada prioridade a outras ligações) sendo apenas concretizada quase 50 anos depois, 1991, com a abertura do troço de 17,1 km entre o Estádio Nacional e Cascais.
Figura 4- Primeiro troço AE em Portugal - Lisboa 1944 (MotorClassico, 2011) [6]
O troço Lisboa - Estádio Nacional (Oeiras) ainda hoje é o mais congestionado em toda a rede nacional sendo o Tráfego Médio Diário de 210.923 veículos/dia no mês mais “carregado” do ano de 2010 (Julho) e um Tráfego Médio Diário Anual de 200.126 no mesmo ano [6].
A inauguração seguinte viria a ser o primeiro troço da actual A1, auto-estrada do Norte. A abertura ao tráfego foi em 1961, quase duas décadas após a primeira auto-estrada. O troço ia de Lisboa a Vila Franca de Xira numa extensão de 25 Km. Esta é a extremidade sul da A1 e a sua inauguração foi considerada importantíssima para a região, uma vez que todo o tráfego saído da capital para Norte seguia pela antiga estrada que ligava a Vila Franca. A estrada era muito estreita e o traçado era composto por muitas curvas o que dificultava o trânsito de pesados que emergia na altura.
No final da década de 40/princípios da década de 50 a JAE propunha a construção de uma auto-estrada de duas faixas de rodagem como solução. Esta proposta era baseada num aumento exponencial do tráfego verificado em contagens feitas entre 1950 e 1960. O tráfego médio diário entre 1950 e 1960 aumentou de 2016 para 8037 veículos/dia sendo que 40% desse trânsito era de veículos pesados [9]. Estes números levaram a uma decisão imediata de avançar com a construção da nova auto-estrada entre Sacavém e V.F. Xira (adjudicação subdividida em 4 troços entre 1953 e 1958). Era uma obra muito complexa para altura e foi feita só por Portugueses. O troço continha 3 obras de arte especiais (Sacavém, Alhandra e Vila Franca) de construção difícil sem precedentes para a época. A via foi projectada para uma velocidade base de 140 Km/h (poucos carros estariam desenvolvidos para atingir esta velocidade) e as curvas de transição eram em clotóide (incluindo os nós de ligação). Cada faixa de rodagem tinha 7m de largura (2*3,5m), o separador 4m e existiam 2 bermas com 3 m cada, o que originava uma plataforma de 24m, largura fora do comum para a época.
No que respeita às intersecções, este troço era composto por 3 nós de ligação (para além da rotunda no início do troço em Lisboa), nó de Sacavém, de Alverca e o nó terminal e Vila Franca.
Dois anos após a inauguração da extremidade sul da actual A1 era inaugurado o troço no extremo Norte, nas cidades de Gaia e Porto, com 13,5 Km (figura 6). Dada a intensidade de tráfego na principal entrada Sul da cidade Invicta (Ponte D.Luiz I), a JAE decidiu avançar com a construção de um troço em perfil de auto-estrada entre os Carvalhos e a cidade do Porto. Este projecto era dificultado pela travessia do rio Douro ficando marcado como sendo a primeira AE construída em pleno meio urbano densamente povoado (Gaia/Porto). As obras começaram em 1956 no pequeno troço entre os Carvalhos e o nó de Santo Ovídio (Gaia). O sub-balanço mais difícil, uma vez que incorporava a travessia do Douro, começou em 1958.
Os estudos para a construção de uma nova travessia no rio Douro remontam a 1945. Numa fase preliminar foram estudadas várias soluções para os dois tipos de tráfego, rodoviário e ferroviário, com o objectivo de decidir se seria melhor uma solução de obra única (Ponte mista) ou duas obras distintas. Após vários estudos foi determinado que seria mais vantajosa a construção em separado (atrasando a ponte ferroviária que, após sucessivos adiamentos, apenas foi concluída em 1991).
A ponte da Arrábida, da autoria do Eng. Edgar Cardoso, era a maior obra do mundo em arco de betão armado pois possuía o maior vão e a maior flecha, 270m e 54m respectivamente. A construção teve fases de execução muito difíceis como é o caso do fecho do cimbre (figura 7).
Este troço era constituído por quatro nós de ligação, Santo Ovídio, Coimbrões, Candal e Nó da Arrábida. Os dois últimos estão visíveis na figura 6. O nó da Arrábida era o único da margem direita
