Por que se opta pela concordância de alinhamentos retos que interceptam em um vértice de uma poligonal aberta, por curva circular simples ou de transição?
Passo 1
O enunciado pergunta por que, ao ligar dois trechos retilíneos que formam um vértice numa poligonal aberta, opta-se por inserir uma curva circular simples ou mesmo uma curva de transição, em vez de deixar o vértice “afiado”. Esse tema pertence ao projeto geométrico de alinhamentos horizontais em engenharia rodoviária e ferroviária, onde precisamos garantir conforto, segurança e condições de drenagem e superelevação.
Passo 2
Se ligássemos diretamente os dois alinhamentos retos sem nenhum trecho curvo, haveria mudança instantânea de direção. Para um veículo que circula com velocidade
, isso implicaria variação infinita de curvatura e, portanto, aceleração lateral não manejável. Lembre que a aceleração centrífuga é
e, no vértice sem raio
, teríamos
.
Ao inserir uma curva circular simples de raio que tangencia ambos os retas, a curvatura passa de zero (reta) a
de modo instantâneo, mas finito. Isso faz com que a aceleração lateral seja constante e igual a
, o que já é viável do ponto de vista de segurança e conforto, desde que
seja escolhido conforme a velocidade projetada e as normas de superelevação.
Ao inserir uma curva circular simples de raio
Passo 3
Porém, mesmo essa mudança “instantânea” de curvatura na entrada e saída da curva circular pode gerar desconforto (jerk) e exigir transição abrupta na aplicação da inclinação transversal (superelevação). Por isso, muitas vezes usa-se uma curva de transição em que a curvatura varia linearmente de
até
. Com isso, a aceleração lateral cresce de forma graduada, reduzindo o jerk e permitindo distribuir progressivamente a superelevação do pavimento.
Passo 4
Em resumo, escolhe-se curva circular simples quando se quer um trecho de geometria uniforme com aceleração lateral constante, atendendo às normas de conforto e drenagem; se a velocidade for alta ou o ângulo muito agudo, adiciona-se curva de transição para suavizar a variação de curvatura e implantar a superelevação de modo gradual. Essas soluções atendem aos requisitos de segurança, conforto dos usuários e facilidade de construção e manutenção.
Resposta
Insere-se uma curva circular simples ou de transição para evitar mudança abrupta de direção (e de aceleração lateral infinita), garantindo conforto e segurança ao motorista, bem como implantação adequada da superelevação e drenagem.