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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.3.2012.tde-19072013-121004
Documento
Autor
Nome completo
Maki Arakawa
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2012
Orientador
Banca examinadora
Kabbach Júnior, Felipe Issa (Presidente)
Furlan, Ana Paula
Suzuki, Carlos Yukio
Título em português
Contribuição ao estabelecimento do comprimento desejável da espiral de transição em rodovias rurais e urbanas.
Palavras-chave em português
Clotóide
Espiral de transição
Hidroplanagem
Superelevação
Resumo em português
A curva de transição apresenta um raio de curvatura variando de um valor infinito no fim da tangente até um valor igual ao raio da curva circular no final da curva de transição. Nos projetos rodoviários, o tipo de curva mais utilizado é a clotóide, pois esta corresponde à trajetória descrita pelo veículo, com uma velocidade constante e o volante girando com velocidade angular constante. Consequentemente, é uma situação em que não requer esforço do motorista, proporciona uma trajetória mais natural e um aumento/redução da aceleração radial de um veículo de forma gradual. O presente trabalho admite que o comprimento desejável da espiral de transição em rodovias rurais e urbanas, baseado na recomendação da AASHTO (2011), é igual à distância correspondente a um tempo de percurso de 2 segundos ao longo da via à velocidade de projeto. É recomendável que o comprimento considerado como desejável seja suficiente para se realizar a transição da superelevação, e por outro lado, deve ser menor que o comprimento crítico de hidroplanagem, ou seja, comprimento a partir do qual o veículo passa a perder contato do pneu/pavimento em uma pista coberta com lâmina dágua, a uma velocidade crítica. Visto que os manuais brasileiros não introduzem a hidroplanagem como um dos fatores considerados para estabelecer estes comprimentos, pretende-se desenvolver uma ferramenta de trabalho que auxilia na determinação do comprimento desejável da espiral de transição, possibilitando uma análise do risco de ocorrência do fenômeno da hidroplanagem. No estudo de caso, são calculados comprimentos da espiral de transição de três curvas, onde serão feitas também simulações com diferentes parâmetros para analisar as situações críticas de hidroplanagem. Os resultados obtidos demonstram que comprimentos muito longos da espiral de transição, combinado com uma declividade longitudinal muito baixa pode aumentar o risco de hidroplanagem.
Título em inglês
Contribution to the establishment of the desirable length of the spiral transition in highways and streets.
Palavras-chave em inglês
Clothoid
Hydroplaning
Spiral curve
Superelevation
Resumo em inglês
The transition curve has a radius of curvature varying from infinity at the end of the tangent to a value equal to the radius of the circular arc at the end of the transition curve. In highway design, clothoid is the most commonly used spiral type because it corresponds to the path described by the vehicle, with a constant speed and the less need for steering. Consequently, it's a situation that doesn't require driver effort, providing a more natural path and a gradual increase / reduction of the centrifugal force of a vehicle. Based on AASHTO (2011)'s recommendation, this study establishes that the desired length of the spiral transition in highways and streets is equal to the distance traveled in 2 seconds in the design speed. It's recommended that the spiral length considered as desirable is sufficient to perform the superelevation runoff and on the other hand, should be shorter than the critical length of hydroplaning, in other words, it's a phenomenon caused by the increase of the water film above the contact pressure of tire and road. Since the manuals do not introduce hydroplaning as one of the criteria considered in establishing these lengths, a tool will be developed to define the desirable spiral length, allowing an analysis of the risk of hydroplaning. In the study, the lengths of three spiral transition curves are calculated; furthermore simulations with different parameters of these three curves are also calculated to analyze critical situations of hydroplaning. The results demonstrate that longer lengths of spiral transition combined with lower grades may increase the risk of hydroplaning.
 
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Mestrado_Maki.pdf (3.05 Mbytes)
Data de Publicação
2013-07-19
 
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