CAPÍTULO 10 CAPACIDADE - MULTILANE

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1 CAPÍTULO 10 CAPACIDADE - MULTILANE METODOLOGIA A metodologia utilizada para análise de capacidade de rodovias do tipo MULTILANE, segue as seguintes etapas: 1. Determinação da Velocidade de Fluxo-livre 2. Determinação da Taxa de Fluxo e Fator de Hora Pico 3. Determinação do Nível de Serviço e Velocidade de Viagem 4. Determinação da Densidade DETERMINAÇÃO DA VELOCIDADE DE FLUXO-LIVRE Existem dois métodos: levantamento direto no campo e estimativa por cálculos. No levantamento de campo, a coleta de dados deve ser realizada sob condições de fluxo moderado (abaixo de 1400 pcphpl) e fora da hora de pico (17-18 h). Estimativa por Cálculos deve-se converter a velocidade de fluxo livre ideal em atual, utilizando-se: FFS = FFSi - FM - FLW - FLC - FA FFS = estimativa da velocidade fluxo-livre (mph) milhas por hora FFSi = velocidade fluxo-livre condições ideais (mph) FM = tipo de canteiro central (tabela 7.2) FLW = para largura de faixas (tabela 7.3 e equação) FLC = obstrução lateral (tabela 7.4) FA = pontos de acesso (tabela 7.5 ou 7.6) - usar tabela 7.6 quando os pontos de acesso não puderem ser definidos DETERMINAÇÃO DA TAXA DE FLUXO E FATOR DE HORA PICO A taxa do volume horário em pcphpl (automóveis por hora por faixa) deve ser calculado para cada direção do fluxo usando-se a equação abaixo: V P = N. FHP. HV P = taxa de fluxo de serviço (pcphpl) V = volume de tráfego N = número de faixas FHP = fator de hora pico HV = fator para veículos pesados

2 Fator de Ajustamento para veículos pesados Para melhor explicar o conceito de equivalência veicular, a Figura 16 mostra um corrente de tráfego composta por 4 veículos, dos quais um deles é um caminhão e os outros são automóveis, e outra corrente formada somente por 5 automóveis. Considerando que ambos os fluxos são equivalentes, pode ser definido um fator de ajuste para veículos pesados (fhv), que nada mais é do que a relação entre o fluxo composto e o fluxo básico, formado só por automóveis: Fonte: Retirada do trabalho de Demarchi e Setti, intitulado: Análise de Capacidade e Nível de Serviço de Segmentos Básicos de Rodovias utilizando o HCM 2000 O Fator de Ajustamento para veículos pesados é calculado usando-se a equação HV = 1 / [ 1 + PT (ET - 1) + PR (ER - 1)] PT = porcentagem de caminhões e ônibus PR = porcentagem de veículos recreacionais ET = equivalente de caminhões e ônibus em automóveis ER = equivalente de veículos recreacionais em automóveis CONSIDERAÇÕES: O HCM apresenta tabelas contendo os equivalentes veiculares para caminhões, ônibus e veículos recreacionais. São apresentados dois conjuntos de tabelas, um para trechos genéricos de rodovias, outro para rampas específicas. Os trechos genéricos podem ser classificados de acordo com o tipo de relevo predominante: Plano: qualquer combinação de alinhamentos horizontal e vertical que permitem aos veículos pesados manter desempenho similar ao desempenho dos automóveis. Este tipo de terreno pode possuir rampas de pequena extensão, com inclinações não superiores a 1% ou 2%; Ondulado: qualquer combinação de alinhamentos horizontal e vertical que faz com que os veículos pesados apresentem redução razoável de velocidade em relação aos automóveis, mas não obrigando a eles o emprego de marchas muito reduzidas por muito tempo ou freqüência. Montanhoso: qualquer combinação de alinhamentos horizontal e vertical que obrigue os veículos pesados a empregar marcha muito reduzida em extensões consideráveis ou freqüentemente. Os greides com 3% ou menos e com mais de ½ milha (800m) bem como os greides com mais de 3% e mais longos que ½ milha (800m) devem ser tratados como greides específicos. Da mesma forma o aclive e o declive devem ser tratados separadamente, uma vez que seu impacto sobre os veículos pesados varia substancialmente.

3 Para todos os declives menores que 4% e menor ou igual a 2 milhas (3,2km) usa-se o equivalente de automóveis para caminhões e ônibus de terreno plano da tabela 7.7. Para greides de no mínimo 4% e maiores que 2 milhas usam-se os valores especificados na tabela Para veículos recreacionais em declive usa-se o equivalente da tabela 7.7 em todos os casos. Distribuição do Volume de Trânsito por Faixa Não há necessidade de se utilizar a distribuição por faixa, contudo em determinadas ocasiões o seu conhecimento pode ser importante. Pesquisas americanas mostram que em rodovias de 4 faixas, 40% do trânsito ocorre na faixa da direita e 60% na faixa da esquerda. Para rodovias de 3 faixas em uma direção, 25% usam a faixa da direita, 37,5% na faixa do centro e 37,5% na faixa da esquerda. Necessidade de Segmentar a Rodovia As seguintes condições são indicadas para dividir os trechos quando necessários: - uma mudança significativa no volume de trânsito - uma mudança na existência do canteiro central - uma mudança no greide de mais de 2% ou um aclive constante com mais de 4000 pés - a presença de sinais luminosos ao longo da rodovia de múltiplas faixas - uma diferença significativa na densidade de pontos de acesso numa área definida Ou seja, tanto no cálculo, como para a análise na fase de projeto, a rodovia deve ser subdividida em trechos homogêneos. Mudanças no terreno, greides significantes, intersecções importantes na qual a demanda do trânsito muda significativamente, mudanças no uso do solo e condições similares, indica a necessidade de subdividir o trecho para melhor análise. Ao longo de significantes greides, o aclive e o declive devem ser considerados separadamente.

4 TABELAS TABELA 7-1. Níveis de Serviço em Vias de Múltiplas Faixas - HCM/97 * Velocidade média.** Máximo f luxo de serv iço por f aixa nas condições ideais. Obs: A exata r elação matemática entre densi dade e q/c não é ser sempre obser vada nos limites do NS por causa dos valores arredondados. Densidade é o primeiro determinante do NS. NS F é caracterizado por uma grande instabilidade e fl uxo de tráfego variável. A previsão acurada do fluxo, densi dade e vel ocidade no N S F é difícil. TABELA AJUSTAMENTO PARA TIPO DE CANTEIRO CENTRAL TIPO DE CANTEIRO CENTRAL REDUÇÃO NA VELOCIDADE DO FLUXO LIVRE (mph) Rodovias não Divididas 1,6 Rodovias Divididas 0 TABELA AJUSTAMENTO PARA LARGURA DE FAIXAS LARGURA DAS REDUÇÃO NA VELOCIDADE FAIXAS ( pés) DO FLUXO LIVRE (mph) 10 6,6 11 1,9 12 0,0 TABELA AJUSTAMENTO PARA OBSTRUÇÃO LATERAL 4 FAIXAS 6 FAIXAS OBSTRUÇÃO LATERAL TOTAL (PÉS) Distância para fazer a obstrução REDUÇÃO NA VELOCIDADE DO FLUXO LIVRE (MPH) 0,0 0,4 0,9 1,3 1,8 3,6 5,4 OBSTRUÇÃO LATERAL TOTAL (PÉS) REDUÇÃO NA VELOCIDADE DO FLUXO LIVRE (MPH) 0,0 0,4 0,9 1,3 1,7 2,8 3,9

5 TABELA AJUSTAMENTO NA DENSIDADE DE LOCAIS DE ACESSO PONTOS DE ACESSOS REDUÇÃO NA VELOCIDADE DO FLUXO LIVRE (MPH) 0 0,0 10 2,5 20 5,0 30 7,5 40 ou mais 10,0 TABELA NÚMERO DE PONTOS DE ACESSO PARA UM DESENVOLVIMENTO GENÉRICO DAS VIZINHANÇAS DA RODOVIA TIPO DE DESENVOLVIMENTO PONTOS DE ACESSO POR MILHA (UM LADO DA RODOVIA) RURAL 0-10 SUBURBANA - BAIXA DENSIDADE SUBURBANA - ALTA DENSIDADE 21 ou mais TABELA EQUIVALENTE EM AUTOMÓVEIS TIPO DE TRECHO FATOR PLANO ONDULADO MONTANHOSO ET (CAMINHÕESe ONIBUS) 1,5 3,0 6,0 ER (VEIC.RECREACIONAIS) 1,2 2,0 4,0

6 TABELA 7-8. Fator Equivalente Específicos para Caminhões e Ônibus em Aclives Uniformes em Vias de Múltiplas Faixas - HCM/97 Obs: Se um comprimento da porcentagem cai na condição limite, o equivalente entre as categorias de maior porcentagem é usado. * 4 ou 6 faixas.

7 TABELA 7-9. Fator Equivalente Específico para Veículos Recreacionais em Aclive Uniforme em Vias de Múltiplas Faixas - HCM/97 aclive de rampa (%) comprimento (km) e R * porcentagem de caminhões e ônibus todos , , , ,4-0, , , ,4-0, , , ,4-0, , Obs: Se um comprimento da porcentagem cai na condição limite, o equiv alente entre as categorias de maior porcentagem é usado. * 4 ou 6 f aixas. TABELA Fator Equivalente Específico para Caminhões e Ônibus em Declive Uniforme em Vias de Múltiplas Faixas - HCM/97 descida (%) comprimento (km) e T * porcentagem de caminhões >3,2 e <6, , , , , , , * 4 ou 6 f aixas.

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10 DETERMINAÇÃO DO NÍVEL DE SERVIÇO E VELOCIDADE DE VIAGEM A Figura 7-1 deve ser usada para plotar a curva da velocidade-fluxo na apropriada velocidade de fluxo-livre. Então a velocidade de viagem e o nível de serviço podem ser determinados por leitura de taxa de fluxo (pcphpl) DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE Determina-se a Densidade utilizando-se a Tabela 7-1 e Figura abaixo ou calculando-sea através da equação D = P / S D P S = densidade (pc/milha) = taxa de fluxo de serviço (pcphpl) = velocidade média de viagem automóveis

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12 EXERCÍCIOS: 1) Determinar a velocidade média de viagem, o nível de serviço e a densidade em uma rodovia que apresenta as seguintes características: terreno plano extensão total = 3,25 milhas velocidade de fluxo-livre = 46 mph secção transversal : 4 faixas de 11 pés cada - acostamento = 4 pés de cada lado volume hora de pico = vph em cada direção com 8% de caminhões, 3% de ônibus e 2% de veículos recreacionais FHP = 0,90 Dados: 1 milha = 1600m 1 pé = 0,30m OBS: marcar no gráfico quando a obtenção do nível de serviço TRECHO: dados de campo ou estimativa limite de velocidade percentil 85 da velocidade velocidade condições ideais tipo de canteiro central fator FM - tab. 7-2 largura das faixas fator FLW - tab. 7-3 distancia obstrução lateral total fator FLC - tab.7-4 eq.7-2 n acessos por milha (km) fator FA - tab. 7-5 ou 7-6 EX. No.01 DETERMINAÇÃO DA VELOCIDADE DE FLUXO LIVRE FFS = FFSi - FM - FLW - FLC - FA VELOCIDADE DO FLUXO LIVRE (FFS) sentido 1 sentido 2 DETERMINAÇÃO DA TAXA DE FLUXO ( V P) volume horário (vph) fator de hora pico (FHP) número de faixas (N) tipo de terreno (P, O, M) sentido 1 sentido 2

13 greide em % extensão em milha (mi) % de caminhões e ônibus ET (tab. 7-7 a 7-10) % de veículos recreacionais ER (tab. 7-7 a 7-10) sentido 1 2 FHV= 1 / [1+PT(ET-1)+PR(ER-1)] vp = V / N.FHP.(FHV) taxa fluxo vp (pcphpl) velocidade média automóveis NS densidade fig 7.2 ou D= vp/s

14 2. Considerando a mesma rodovia anterior, determinando os mesmos itens pedidos anteriormente (velocidade média de viagem, nível de serviço e densidade), adicionar as seguintes informações: a) A uma distância de pés do fim do trecho tem um segmento de pés com 2,5% de greide (aclive e declive nos sentidos) OBS: marcar no gráfico quando a obtenção do nível de serviço TRECHO: EX. No.02 DETERMINAÇÃO DA VELOCIDADE DE FLUXO LIVRE dados de campo ou estimativa limite de velocidade percentil 85 da velocidade velocidade condições ideais tipo de canteiro central fator FM - tab. 7-2 largura das faixas fator FLW - tab. 7-3 distancia obstrução lateral total fator FLC - tab.7-4 eq.7-2 n acessos por milha (km) fator FA - tab. 7-5 ou 7-6 sentido 1 sentido 2 FFS = FFSi - FM - FLW - FLC - FA VELOCIDADE DO FLUXO LIVRE (FFS) DETERMINAÇÃO DA TAXA DE FLUXO ( V P) volume horário (vph) fator de hora pico (FHP) número de faixas (N) tipo de terreno (P, O, M) greide em % sentido 1 sentido 2

15 extensão em milha (mi) % de caminhões e ônibus ET (tab. 7-7 a 7-10) % de veículos recreacionais ER (tab. 7-7 a 7-10) FHV= 1 / [1+PT(ET-1)+PR(ER-1)] vp = V / N.FHP.(FHV) sentido 1 2 taxa fluxo vp (pcphpl) velocidade média automóveis NS densidade fig 7.2 ou D= vp/s