Análise de dispositivos de contenção (NBR 15486)

O que faz

A zona livre é a faixa lateral, medida a partir do bordo da pista, em que um veículo desgovernado deveria conseguir parar ou retomar a direção sem encontrar obstáculo nem talude perigoso. A ABNT NBR 15486 define duas coisas sobre ela, e o comando implementa as duas:

1. Quão larga ela é. Uma largura base tabelada pela velocidade diretriz e pelo VDM (volume diário médio), multiplicada por um fator Kcz que a alarga em curva, tanto mais quanto menor o raio e maior a velocidade.
2. Se o terreno dentro dela exige contenção. Para cada par crista/pé encontrado na seção, a norma dá uma declividade mínima em função da altura do aterro: acima dessa declividade, o aterro é considerado não recuperável e a contenção é indicada.

O comando cruza as duas coisas ao longo de um eixo inteiro:

• ele caminha o eixo de passo em passo;
• em cada estação lê do eixo a velocidade diretriz, o VDM, a largura da pista e o raio;
• calcula a zona livre daquele lado e corta uma seção do terreno do bordo da pista até o limite externo da zona livre;
• varre essa seção procurando o par crista/pé mais desfavorável e pergunta à norma;
• classifica a estação em crítico (contenção indicada), aterro não crítico ou corte/plano.

No fim ele imprime a contagem por veredito na linha de comando, monta as linhas da planilha de defensa em lote a partir das estações críticas e abre o visualizador de seções com uma seção por estação.

O comando lê e reporta; ele não desenha. A coloração por estação, o desenho das seções no modelo e a exportação para Excel ainda não estão portados: os números vão para a linha de comando e as seções para o visualizador. Nada no desenho é modificado.

O que o eixo precisa trazer

O motor lê três propriedades do eixo, todas indexadas por estaca (texto CSV, não um valor solto):

Se VelocidadeDiretriz ou VDM estiverem faltando (lidos em km 0), o comando avisa antes de rodar: a zona livre sairia zero e nada seria apontado, o que na tela é indistinguível de "não há nada a apontar". O raio vem da própria geometria do eixo na estação.

Fluxo de trabalho

1. Execute CAPCAD_ANALYTICS_RESTRAINT. O formulário abre ao lado do desenho.
2. Ajuste os três números que o motor não tem como adivinhar: Passo (22), offsetDefensa (36, na aba Extra) e Wdith polyline seção (8), a meia-largura usada quando o eixo não traz a sua.
3. Clique em Analisar taludes das seções ao longo do eixo (7). O formulário se esconde durante a coleta.
4. Selecione a superfície: um conjunto de seleção de 3DFACE ou PolyFaceMesh. Se nada válido for selecionado, o comando avisa e para.
5. Selecione o eixo: uma polyline ou linha. Se ele não trouxer velocidade e VDM, aparece o aviso descrito acima — vale a pena cancelar e completar as propriedades do eixo antes de continuar.
6. O comando percorre o eixo e imprime na linha de comando: total de análises (duas por estação), contagem de crítico / aterro ok / corte-plano / sem seção, quantas estações pedem defensa de cada lado, e a planilha de trechos.
7. O visualizador de seções abre com uma seção por estação. Percorra com < / > (38, 39) ou com a barra (40), marque Apenas críticas (41) para ver só o que interessa, e leia na tabela (42) por que aquela estação recebeu o veredito.
8. Para uma seção fora das estações do passo, use Analisar talude seção pontual (23) e clique um ponto: ele é projetado no eixo e a seção daquela estaca é cortada e mostrada.

O formulário

Os números são os mesmos em todas as figuras desta página: 1 a 37 no formulário de análise, 38 a 46 no visualizador de seções.

Aba NBR 15486, o formulário como abre.

Aba 1: NBR 15486

Declividade lateral (quadro superior esquerdo)

Método Kcz incompatível curvas

O par (velocidade, raio) pode simplesmente não existir na tabela de Kcz — um raio apertado a uma velocidade alta não é normatizado. Este quadro diz o que fazer nesse caso.

Análise ao longo do eixo (quadro superior direito)

Análise pontual (quadro inferior)

Os três rótulos do rodapé — Tutorial, Civil 3D e LandXML — não são clicáveis nesta versão.

Aba 2: Vertical

A aba Vertical tem um único botão.

Aba 3: Extra

A aba Extra: atalhos para comandos vizinhos e os três números que montam os trechos de defensa.

O visualizador de seções

O visualizador numa estação crítica: terreno vermelho à direita, o par que definiu o veredito em roxo com "48,5% / 45,0%" (declividade medida contra o limite da norma), os limites da zona livre em azul e a tabela dos dois lados à direita.

O visualizador é somente leitura: ele não desenha nada no modelo e não guarda nada além das suas três opções de exibição.

Quando o visualizador é aberto pelo comando, aparece também um botão Ponto… ao lado das setas: ele repete a seção pontual (23) reaproveitando a superfície e o eixo da última análise, sem perguntar de novo. Passando o cursor sobre o desenho, o rodapé mostra afastamento, cota e a que distância do bordo, de que lado, o cursor está.

As cores da legenda vêm do próprio motor:

Como as opções se combinam

As figuras abaixo saíram de execuções reais do motor da análise sobre terrenos sintéticos, com exagero vertical 2. Pista de 7 m (bordo a 3,50 m), velocidade diretriz 100 km/h, VDM 3 000 — o que dá 8 m de zona livre de cada lado.

Os três vereditos

Talude a 60 %, começando 2,50 m além do bordo. A crista fica no próprio bordo, então o acostamento plano entra no avanço horizontal: o par crista/pé acumula 3,00 m de desnível em 7,50 m, ou seja 40 % de declividade média — não os 60 % da face do talude. Para 3,00 m a norma exige 39 %, e 40 % ultrapassa: a estação sai crítica.

O mesmo terreno a 25 %. O desnível chega a 1,375 m em 8,00 m de avanço, ou seja 17,2 % de declividade média, muito abaixo dos 66 % que a norma pede para essa altura: há aterro, não há criticidade.

Terreno subindo à direita: não há queda nenhuma dentro da zona livre, e o lado sai corte/plano. O lado esquerdo é plano nas três figuras, e sai corte/plano nas três.

O limite da norma

A tabela da norma como o motor a aplica: quanto mais alto o aterro, menor a declividade que já o torna crítico. Vai de 70 % a 0,90 m até 1V:3H (33,3 %) a partir de 6 m. Abaixo de 0,90 m não há linha — é o caso do aterro raso dispensado.

Os degraus, exatamente como o motor os lê:

A comparação é estrita: uma declividade exatamente igual ao limite não exige contenção.

A largura da zona livre

Largura base, em metros, por velocidade diretriz e VDM:

A velocidade tem de bater exatamente com uma linha: 65, 75 ou 120 km/h devolvem zero e zeram a zona livre inteira em silêncio. Arredonde a velocidade diretriz do eixo para uma das seis linhas.

Fator Kcz em curva, por raio de tabela e velocidade (— = par não normatizado):

O raio real é encaixado na linha da tabela antes da consulta. Abaixo de 100 m e a partir de 900 m ele é tratado como tangente, e Kcz vale 1. Não existe linha de 800 m: um raio entre 800 e 900 m sobe para a linha de 900, enquanto todas as outras faixas descem para a linha anterior.

A largura final é Kcz × largura base. Por exemplo, a 100 km/h com VDM 3 000: em tangente 8,00 m; num raio de 600 m, 1,3 × 8,00 = 10,40 m.

Das estações críticas aos trechos de defensa

As estações críticas chegam isoladas, uma a cada passo. Cada uma cobre da sua estaca até estaca + passo; as contíguas viram um trecho só. Com tolerância de vão e extensão extra, trechos próximos se juntam e cada trecho ganha folga nas duas pontas (aqui, tolerância 40 m e extra 8 m, apenas para ilustrar o efeito — nesta versão o comando usa 0 e 0).

Cada trecho vira uma linha da planilha, com estas colunas:

Km ini · Km fim · Afastamento · Ação · Bloco entrada · Bloco saída · Terminal entrada · Terminal saída · Bordo ini · Bordo fim · ZL ini · ZL fim · Cor talude

Cinco colunas saem com ?: Ação, Bloco entrada/saída e Terminal entrada/saída. É de propósito — a análise sabe onde a contenção é necessária, não qual defensa nem qual terminal. Você preenche as cinco na planilha e passa o resultado para CAPCAD_BATCH_RESTRAINT, que desenha. Cor talude traz vermelho para um trecho que teve alguma estação crítica e laranja caso contrário.

Lembrado entre sessões

O formulário guarda, sob FORM_ZONA_LIVRE.<controle>, os controles de três quadros: Wdith polyline seção (8), Analisar cortes até 18m (9), Dispensar para aterros < 0,9 m (10), as cinco caixas de saída (11 a 15), a superfície (16), o método de Kcz e seu valor (17 a 19), e o quadro pontual — Incluir seção (24), Incluir grid (25), Exageração vertical (26) e Extrapolação além ZL (27). São gravados ao fechar o formulário.

Não são lembrados: o Passo (22), Usar largura de via da definição do eixo (20), a caixa dos 18 m (21), o quadro Declividade lateral (1 a 3) e a aba Extra inteira — inclusive offsetDefensa (36).

O visualizador guarda as suas três opções de exibição — exagero, malha e limites ZL — sob FORM_ZONA_LIVRE.viewer..

Notas

• A superfície é lida de entidades, não do Civil 3D. Selecione as faces (3DFACE) ou a malha (PolyFaceMesh) que representam o terreno. A lista Superfície (16) fica com o item LANDXML sozinho até a integração com o Civil 3D chegar, e não é consultada.
• Duas superfícies não se somam. Quando mais de uma superfície é selecionada, a seção usada é a da primeira que produzir resultado, mesmo onde outra estiver mais alta.
• A seção da análise para no limite da zona livre. O que é desenhado além dele (cinza claro) existe para você enxergar o talude continuar; ele nunca entra no veredito. Essa separação é deliberada: alargar a janela de análise foi tentado antes e passou a marcar como aterro quase toda estação em descida, por acumulação de uma inclinação natural suave.
• O desnível máximo pode não ser o desnível julgado. A tabela do visualizador traz as duas linhas. O desnível máx. acumula qualquer queda vista na varredura, inclusive as sem avanço horizontal, enquanto a norma só é consultada quando há avanço; por isso uma estação pode sair aterro ok por causa de uma queda que nunca chegou a ser julgada.
• Nas curvas o Kcz de 450 m tem uma inconsistência conhecida. A tabela de Kcz traz 1,5 para 450 m a 110 km/h, mas a tabela de "velocidade máxima admissível" para 450 m diz 100 km/h. As duas discordam entre si; um eixo a 110 km/h num raio de 450 m calcula normalmente pela primeira, e só cairia para 100 km/h se passasse pela recuperação. Qual das duas está certa depende de conferência na norma.
• O lado dos trechos ainda não foi confirmado em desenho. A montagem da planilha entrega a lista da direita ao lado esquerdo e vice-versa, uma inversão que existe desde o VBA e foi mantida sem alteração. O sinal do Afastamento de cada linha é o que diz o lado: confira-o contra o talude real antes de mandar a planilha para a inserção em lote.
• O comando não tem atalho de teclado. ZL já está reservado para CAPCAD_MARKING_AREA_LINEAR.