9. Distância de Visibilidade

Estrada de Rodagem
Distância de Visibilidade
Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa
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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
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Distância de visibilidade
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Distância de visibilidade
• 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
• 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
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Distância de visibilidade de parada
• 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
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Distância de visibilidade de 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:
Dt = t . v
D t = 2 ,5 . v
D t = 2 ,5 .
V
3, 6
D t = 0 ,7 . V
Onde: V - velocidade do veículo em km/h
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Distância de visibilidade de parada
• 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!
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Distância de visibilidade de parada
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Distância de visibilidade de parada
• 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
Pn = P . cos( α )
Pi = P . sen (α )
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Distância de visibilidade de parada
• O trabalho mecânico de frenagem é dado por:
τ = ( F a + Pi ) . d i
• Pela figura, deduz-se que:
D 2 = d i . cos( α )
• Substituindo a segunda na primeira, tem-se o trabalho
como:
τ = ( F a + Pi ) .
D2
cos( α )
Onde: τ - trabalho mecânico de frenagem (N . m)
D 2 - distância percorrida durante a frenagem (m)
Fa - força de atrito entre os pneus e o pavimento (N)
Pi - componente da força peso paralela ao plano de rolamento (N)
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Distância de visibilidade de parada
• Energia cinética do veículo no início do processo de
frenagem é: E = 1 . m . v 2
C
i
2
• Energia potencial do veículo no momento da parada total,
sendo dv a distância vertical percorrida, é:
E p = P . dv
e
EC = 0
• Variação de energia pode ser calculada como a diferença
entre as energias:
Λ
EF
= EC − EP =
1
2
. m . vi − P . d v
2
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Distância de visibilidade de parada
• Considerando-se:
∆ EF =
vi = v 2 + vv
2
2
;
P = m.g
1
1
2
. m . v 2 + . m . vv − m . g . d v
2
2
• Considerando ainda:
vv = g . t
;
d v = vv . t −
1
. g t2
2
2
v
dv = v
2.g
• Tem-se então:
2
∆ EF
v
1
1
2
=
. m . v 2 + . m . vv − m . g . v
2
2
2.g
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Distância de visibilidade de parada
• Assim:
∆ EF =
1
. m . v2
2
• Sendo o trabalho: τ
( F a + Pi ) .
• Como:
= ∆ EF
D2
1
=
. m . v2
cos( α )
2
F a = f l . P . cos( α )
;
Pi = P . sen (α )
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Distância de visibilidade de parada
• Deduz-se que:
( f l . P . cos( α ) + P . sen (α )) .
D2
1 P
=
. . v2
cos( α )
2 g
• Transformando para V em km/h (3,6) e g = 9,8m/s2.
V2
D2 =
255 . ( f l + tg (α ))
D2
V 2
=
255 . ( f l + i )
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Distância de visibilidade de parada
• 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:
D = D1 + D 2
V2
D = 0 ,7 . V +
255 . ( f l + i )
Onde: D - distância de visibilidade de parada (m)
V - velocidade do veículo (km/h)
f l - coeficiente de atrito longitudinal para frenagem
i - declividade longitudinal da pista (proporção), considerar a direção
da inclinação
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Distância de visibilidade de parada
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Distância de visibilidade de parada
• 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!
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