Perfil longitudinal para projetos rodoviários

Aposto que, quando está viajando, você detesta dirigir atrás de um caminhão e eu consigo adivinhar porquê.

Veículos com elevada relação peso/potência, como é o caso típico dos caminhões, têm sua velocidade diretamente afetada pela inclinação das rampas ascendentes presentes no percurso da estrada.

É por essa razão que você costuma ficar entediado quando se depara no interior de um pelotão formado por um veículo de grande porte dirigindo em baixíssima velocidade em um trecho ascendente, onde geralmente não é adequado realizar ultrapassagens.

Pois bem pessoal, no post de hoje veremos porque situações como essa são tão comuns nas estradas e, para isso, faremos agora um breve estudo a respeito do perfil longitudinal de projetos rodoviário para que, ao final, você consiga compreender o que nós, engenheiros, podemos fazer para tornar esse percurso o mais agradável e seguro possível para os condutores.

Elementos de um projeto longitudinal

Para começarmos nosso estudo, iremos agora conhecer os principais componentes do projeto longitudinal.

Para isso, veja a imagem a seguir e observe que, acima, está representado projeto da estada em planta e, abaixo, o seu perfil.

Além disso, observe também que o perfil pode ser considerado um gráfico cartesiano, onde as abscissas são representadas pelas estacas e as ordenadas, pelas cotas do terreno, sendo que as escalas horizontais e verticais não são as mesmas.

Isso acontece porque as diferenças de altitudes são significativamente menores em relação às distâncias horizontais, desse modo utilizamos uma escala vertical 10 vezes maior que a escala horizontal para garantir uma boa precisão para o perfil longitudinal.

Desse modo, geralmente é utilizada a escala horizontal em 1:2000 e a vertical 1:200 para a fase de projeto.

Terreno natural

O primeiro componente do projeto longitudinal é o perfil natural do terreno que receberá a plataforma de rodagem.

É importante conhecermos o perfil natural para realizarmos corretamente as modificações necessárias para garantir a trafegabilidade da estrada, uma vez que o terreno natural é irregular e pode conter forte inclinações, falta de visibilidade ou até mesmo problemas com escoamento de água pluviais.

Para isso, é feito um estudo topográfico em que são levantadas as cotas referentes a cada estaca da estrada, geralmente colocadas a cada 20 m.

Perfil de projeto

Conhecido o terreno natural onde deverá ser construída a estrada, podemos agora estudá-lo para modificá-lo da melhor forma possível, lembrando que deve sempre ser considerada uma diferença de nível entre o terreno natural e o projeto para garantir a implantação do pavimento.

Com isso, temos o perfil de projeto, também conhecido como greide, que é o corte da estrada, projetada por uma superfície vertical que contém o eixo da planta.

Esse perfil é composto por sequências de rampas concordadas por curvas verticais e deve ser criteriosamente elaborado de modo a garantir a melhor uniformidade possível, aliada sempre ao menor custo de implantação, conforme veremos a seguir.

Rampas

As rampas fazem parte do perfil de projeto e são resultantes de condições geológicas e geotécnicas que impossibilitam a planicidade das estradas.

Apesar dessas limitações, é recomendado que a construção do perfil longitudinal seja projetado com a máxima homogeneidade possível. Isso porque, como já vimos, grandes quantidades de rampas acentuadas comprometem a velocidade dos veículos, dificultando o fluxo e, consequentemente, provocando atrasos no percurso.

Sabendo disto, o valor da inclinação das rampas, que depende muito das características do terreno e dos recursos disponíveis para a regularização, deve ser criteriosamente escolhido, conforme veremos abaixo.

Inclinação das rampas

– Inclinação mínima

Para a sua surpresa, a inclinação mínima também é algo que deve ser considerado no projeto. Isso porque, em alguns casos, o traçado da estrada impossibilita a drenagem das águas pluviais transversalmente à pista e, dessa forma, o perfil deve garantir o escoamento longitudinalmente.

Para isso, é recomendado:

• Para estradas com pavimento de alta qualidade, rampas mínimas de 0,5%;
• Já para estradas com pavimento de média a baixa qualidade, rampas mínimas de 1,5%.

No entanto, quando houver condições ideias de drenagem, poderão ser usados trecho em nível ou de inclinação longitudinal nula.

– Inclinação máxima

Ao observarmos o comportamento dos veículos diariamente, conseguimos compreender que veículos pesados, em comparação com os veículos de passeio, conseguem transpor rampas acentuadas com muito mais dificuldade.

Então, quando o custo de regularização ou de implantação de um traçado mais regular não for viável, algumas inclinações máximas podem ser utilizadas sem que isso comprometa de maneira significativa a velocidade de veículos maiores.

A tabela abaixo, do Instituto de Pesquisas Rodoviárias, mostra alguns desses valores, que depende da classe de projeto da qual pertencerá a estrada e, consequentemente, da sua velocidade diretriz.

Tabela 1 – Inclinação máxima das rampas (%)

Classe do projeto	Relevo
	Plano	Ondulado	Montanhoso
0	3	4	5
I	3	4,5	6
II	3	5	7
III	4	6	8
IV-B	4	6	8
IV-B	6	8	10

Além disso, em casos especiais, o projetista pode sim utilizar rampas que extrapolem esses valores de inclinação, desde que não sejam muito extensas. E é por esse motivo que veremos agora como determinar o comprimento mais adequado para essas rampas.

Comprimento crítico das rampas

Rampas muito curtas podem afetar a segurança nas estradas, pois comprometem a visibilidade de ultrapassagem do condutor.

Rampas muito longas, entretanto, provocam a redução da velocidade dos veículos pesados, dificultando a liberdade do tráfego.

Para nos livrar desse impasse, utilizamos o conceito de comprimento crítico para definir o comprimento máximo de uma rampa ascendente de modo que um veículo-padrão consiga vencê-la sem comprometer muito sua velocidade.

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Desse modo, a escolha do comprimento crítico deve ser feita com o auxílio dos seguintes critérios, lembrando que o bom senso do projetista deve ser levado em consideração para a escolha do comprimento mínimo.

Tabela 2 – Comprimento crítico das rampas

Greide (%)	Extensão da rampa (m)
	Precedida por trecho plano	Precedida por trecho descendente
3	480	660
4	330	450
5	240	330
6	210	270
7	180	240
8	150	210

Curvas verticais

As curvas verticais, assim como as curvas horizontais, têm a função de realizar a concordância entre trechos retilíneos. No nosso caso, esses trechos retilíneos são as rampas, confirme descritas no item anterior.

O assunto envolvendo as curvas verticais e os cálculos referentes a elas são extensos e serão estudados separadamente no post que você encontra clicando aqui.

Como fazer um bom projeto longitudinal

Agora que já entendemos o que é um perfil longitudinal e do que ele é composto, respondemos agora à questão levantada no início desse post.

Diante de tantas limitações, como o engenheiro escolhe o melhor traçado longitudinal?  

Bom, já sabemos que um bom projeto é aquele que oferece a máxima segurança aos condutores, favorece o tráfego, oferece conforto e a boa aparência das estradas.

Desse modo, é importante que haja harmonia entre o projeto geométrico em planta e em perfil, já que a estrada é um ente tridimensional e deve ser estudada como tal, embora isso não seja muito fácil de visualizar.

Para te ajudar nisso, algumas recomendações básica podem ser seguidas, como, por exemplo:

• Dar preferência a curvas verticais de grande raio e rampas curtas;
• Evitar os extremos, como estradas retas, em planta, mas muito onduladas ou estradas muito curvas, em planta, mas com rampas muito extensas;
• Optar por uma curva vertical de grande comprimento contida em uma curva horizontal de grande raio do que o contrário;
• Preferir pela superposição de curvas horizontais e verticais, pois isso diminui os intervalos sem visibilidade de ultrapassagem;
• Em casos de rampas extensas, prever sempre que possível uma segunda faixa de rolamento para o escoamento do tráfego.

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Pois bem pessoal, essas foram algumas considerações sobre o perfil longitudinal para estradas e se quiser aprender mais sobre as curvas verticais, temos um post pra você. É só clicar aqui.

Ou, se preferir, confira o super e-Book gratuito sobre Projeto Rodoviário que preparamos pra você.

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É claro, no entanto, que esse universo é muito mais amplo do que conseguimos abordar em um e-Book.

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Fonte:

ALBUQUERQUE, Marcos. Curva Horizontal com Transição. Teresina: UFPI, 2017.

PIMENTA, Carlos R. T. et al. Projeto Geométrico de Rodovias. 2. ed. São Carlos: RiMA, 2004.