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Estrada de RodagemDistância de Visibilidade

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• Distância de visibilidade é o comprimento da rodovia em extensão continua que é visível ao usuário à sua frente.

• Um traçado em curva horizontal pode limitar a distância de visibilidade em função da existência de obstáculos à margem da estrada

• Edificações

• Vegetação

• Taludes

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• Um traçado em curva vertical pode limitar a distância de visibilidade.

• Pode-se notar que existe uma distância onde o motorista pode observar o obstáculo livremente e outra distância que depende da altura do outro obstáculo.

• O DNIT adota:

– Altura dos olhos do motorista de carro de passeio: 1,10m

– Altura dos veículos que trafegam em sentido contrário: 1,37m (para efeito de curva vertical)

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• Distância de visibilidade de parada é definida como sendo a distância à frente do veículo que está se deslocando com certa velocidade necessita para poder parar antes do obstáculo.

• Esta distância é dependente do tempo de reação do motorista perceber o obstáculo até reagir e é composto de quatro parcelas:

– Perception (percepção)

– Identification ou intellection (identificação)

– Emotion ou judgment (decisão)

– Volition ou reaction (ação)

• - Conhecido como tempo de reação PIEV

Distância de visibilidade de parada

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• Assim, deve-se considerar a distância de visibilidade de parada pode ser calculada por duas parcelas:

– A distância percorrida pelo veículo durante o tempo de PIEV

– A distância efetivamente de frenagem mecânica do veículo até sua total parada

Distância de visibilidade de parada

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• Segundo o DNIT, a primeira parcela pode ser considerada de 2,5s

• A distância percorrida no tempo de PIEV é então:

• Substituindo o tempo tem-se:

• Passando para km/h tem-se:

vtD t .=

vD t .5,2=

6,3.5,2

VD t =

VD t .7,0=

Onde: - velocidade do veículo em km/hV

Distância de visibilidade de parada

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• Imaginando um veículo subindo uma rampa a uma velocidade inicial vi que é reduzida a zero após percorrer uma distância di devido a aplicação mecânica do freio.

• Deve-se medir a distância di paralelamente ao plano da pista.

• Deve-se medir a distância vi paralelamente ao plano da pista.

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

Distância de visibilidade de parada

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• A ação dos freios resultará no desenvolvimento de uma força de atrito Fa entre os pneus e a superfície de rolamento que irá atuar em sentido contrário ao movimento paralelamente ao plano da pista.

• Devido a inclinação da pista, pode-se decompor a força P(peso do veículo) em duas componentes:

– Uma componente Pn perpendicular ao plano da pista

– Uma componente Pi paralela ao plano da pista no sentido contrário do movimento que se soma a força de atrito ajudando a parar o veículo

)cos(. αPPn =

Distância de visibilidade de parada

)(. αsenPPi =

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• O trabalho mecânico de frenagem é dado por:

• Pela figura, deduz-se que:

• Substituindo a segunda na primeira, tem-se o trabalho como:

iia dPF .)( +=τ

Distância de visibilidade de parada

)cos(.2 αidD =

)cos(.)( 2

ατ D

PF ia +=

Onde: - trabalho mecânico de frenagem (N . m)

- distância percorrida durante a frenagem (m)

- força de atrito entre os pneus e o pavimento (N)

- componente da força peso paralela ao plano de rolamento (N)

τ2D

aF

iP

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

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

• Variação de energia pode ser calculada como a diferença entre as energias:

2..2

1iC vmE =

Distância de visibilidade de parada

0. == Cvp EedPE

viPCEF dPvmEE ...2

1 2 −=−=Λ

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• Considerando-se:

• Considerando ainda:

• Tem-se então:

Distância de visibilidade de parada

vvEF dgmvmvm ....2

1..

2

1 22 −+=∆

gmPvvv vi .;222 =+=

2.2

1.;. tgtvdtgv vvv −==

g

vd v

v .2

2

=

g

vgmvmvm v

vEF .2....

2

1..

2

1 222 −+=∆

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• Assim:

• Sendo o trabalho:

• Como:

Distância de visibilidade de parada

2..2

1vmEF =∆

EF∆=τ

22 ..2

1

)cos(.)( vm

DPF ia =+

α

)(.;)cos(.. αα senPPPfF ila ==

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• Deduz-se que:

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

Distância de visibilidade de parada

22 ..2

1

)cos(.))(.)cos(..( v

g

PDsenPPf l =+

ααα

))((.255

2

2 αtgf

VD

l +=

)(.255

2

2 if

VD

l +=

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• Como a distância de parada é a soma da distância percorrida pelo veículo durante o tempo de PIEV mais a distância efetivamente de frenagem mecânica do veículo até sua total parada, tem-se:

21 DDD +=

)(.255.7,0

2

if

VVD

l ++=

Onde: - distância de visibilidade de parada (m)

- velocidade do veículo (km/h)

- coeficiente de atrito longitudinal para frenagem

- declividade longitudinal da pista (proporção), considerar a direção da inclinação

DV

lf

i

Distância de visibilidade de parada

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• Nos projetos geométricos as normas exigem apenas que sejam asseguradas as distâncias de visibilidade de parada para greide nulo.

• Isso se deve ao fato que os valores calculados já incorporam coeficientes de segurança suficientes para permitir a desconsideração das influências dos greides ascendentes e descendentes.

• A distância de visibilidade de parada tem que ser garantida ao longo de todo o trecho da estrada de rodagem!

Distância de visibilidade de parada