Capitulo 07
DISTÂNCIA DE VISIBILIDADE NAS RODOVIAS
7.1. FINALIDADES
a) Fornecer dados para o cálculo do comprimento da curva de concordância vertical convexa das rodovias;
b) Fornecer elementos para marcação de banquetas de visibilidade dos cortes em curva;
c) Fornecer elementos para sinalização das rodovias.
7.2. DISTÂNCIA DE VISIBILIDADE DE PARADA (Dp)
É a distância mínima necessária para que um veículo que percorre uma estrada possa parar antes de atingir um obstáculo na sua trajetória.
Fig. 7. 1: Distância de Visibilidade de Parada
D1 = parcela relativa à distância percorrida pelo veículo no intervalo de tempo entre o instante em que o motorista vê o obstáculo e o instante em que inicia a frenagem (tempo de percepção e reação).
D2 = parcela relativa à distância percorrida pelo veículo durante a frenagem.
Quando um motorista vê um obstáculo, leva um certo tempo para constatar se o objeto é fixo. Esse tempo depende de vários fatores, como condições atmosféricas, reflexo do motorista, tipo e cor do obstáculo e, especialmente, atenção do motorista.
A AASHTO, baseada em várias experiências, aconselha o uso do valor de 1,5 segundos para esse tempo de percepção. Adicionando-se a esse valor o tempo necessário à reação de frenagem (1,0s) , teremos o tempo total de percepção e reação igual a t= 2,5 s.
Logo:
com v em m/s e D1 em m.
Como em projeto geométrico de estradas é comum o uso da velocidade em km/h, torna-se necessário compatibilizar as unidades da seguinte maneira:
onde: V = velocidade de projeto em km/h;
D1 = distância percorrida durante o tempo de percepção e reação, em m.
Para o cálculo de D2, basta aplicar alguns conceitos de física: a energia cinética do veículo (Ec) no início do processo de frenagem deve ser anulada pelo trabalho da força de atrito ao longo da distância de frenagem (τFa). Assim:
Em unidades usuais, e sendo g = 9,8 m/s2, a equação (7.5) fica:
Quando o trecho da estrada considerada está em rampa ascendente, a distância de frenagem em subida será menor que a determinada pela equação (6), e maior no caso de descida.
Para levar em conta o efeito das rampas é usada a equação:
Assim, teremos para a distância de visibilidade de parada:
onde: Dp = distância de visibilidade de parada, em m;
i = greide, em m/m (+, se ascendente; - , se descendente);
V = velocidade de projeto, em km/h;
f = coeficiente de atrito longitudinal pneu/pavimento.
O coeficiente f exprime a atuação do processo de frenagem, seja a eficiência do sistema de frenagem, seja o esforço reativo longitudinal decorrente do atrito pneu/pavimento no caso de frenagem, considerando o pavimento molhado, em condições superficiais razoáveis.
Fig. 7. 2: Relação entre o coeficiente de atrito longitudinal e a velocidade
Medidas experimentais mostram que o valor de f não é o mesmo para qualquer velocidade. Além disso, esse coeficiente varia com o tipo, pressão e condições dos pneus do veículo, tipo e estado da superfície do pavimento, e especialmente, se o pavimento está seco ou molhado.
Os valores de f adotados para projeto, correspondentes à velocidade diretriz são apresentados na Tabela 7. 1.
Tabela 7. 1: Coeficiente de atrito longitudinal pneu/pavimento, considerando Vdiretriz
Alguns projetistas levam em consideração que em condições chuvosas, a velocidade efetiva do veículo é reduzida para um valor médio inferior à velocidade diretriz, de acordo com a Tabela 2.
Tabela 7. 2: Coeficiente de atrito longitudinal pneu/pavimento, considerando Vmédia
Em todos os cálculos envolvendo a distância de visibilidade de parada (Dp), recomenda-se adotar 1,10 metros como a altura dos olhos do motorista em relação ao plano da pista e 0,15 metros como a menor altura de um obstáculo que o obrigue a parar.
A distância de visibilidade de parada é utilizada nas interseções, nos semáforos e nas curvas verticais, entre outras aplicações.
7.3. DISTÂNCIA DUPLA DE VISIBILIDADE DE PARADA (D)
Denomina-se Distância Dupla de Visibilidade de Parada (D) a distância mínima que dois veículos podem parar quando vêm de encontro um ao outro na mesma faixa de tráfego. Ela é utilizada no projeto de curvas verticais convexas de concordância, podendo ser calculada pela expressão:
7.4. DISTÂNCIA DE VISIBILIDADE DE ULTRAPASSAGEM (Du)
É a distância que deve ser proporcionada ao veículo, numa pista simples e de mão dupla para que, quando estiver trafegando atrás de um veículo mais lento, possa efetuar uma manobra de ultrapassagem em condições aceitáveis de segurança e conforto.
Fig. 7. 3: Esquema de ultrapassagem para cálculo de Du
d1 = distância percorrida durante o tempo de percepção, reação e aceleração inicial;
d2 = distância percorrida pelo veículo 1 enquanto ocupa a faixa oposta;
d3 = distância de segurança entre os veículos 1 e 3, no final da manobra;
d4 = distância percorrida pelo veículo 3, que trafega no sentido oposto.
Durante os anos de 1938 a 1941 foram feitas numerosas observações de campo a respeito da manobra de ultrapassagem mostrada acima, chegando-se às seguintes equações.
Para estradas de Pista Simples:
Para estradas de Pista Dupla:
onde: Du = distância de visibilidade de ultrapassagem, em m;
V = velocidade diretriz em km/h;
a = aceleração em m/s2.
De acordo com o DNER:
Tabela 7. 3: Valores de “V” e “a” para cálculo de “Du”
A freqüência dos trechos que proporcionam visibilidade de ultrapassagem, bem como sua extensão, é restringida pelos custos de construção decorrentes. Entretanto, sempre que possível, essas distâncias de visibilidade deverão ser proporcionadas.
É recomendado que devam existir trechos com visibilidade de ultrapassagem a cada 1,5 a 3,0 km e tão extenso quanto possível. É sempre desejável que sejam proporcionadas distâncias superiores, aumentando as oportunidades de ultrapassagem e o número de veículos que a realizam de cada vez.