CAPÍTULO 09 ESTUDOS DE CAPACIDADE

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1 CAPÍTULO 09 ESTUDOS DE CAPACIDADE 9.1 INTRODUÇÃO MANUAIS NORTEAMERICANOS DE CAPACIDADE 1950 Olav Koch Normann 1965 Olav Koch Normann 1985 Comité de Capacidade Viária Transportation Research Board Os Estudos de Capacidade do presente curso seguirão a metodologia apresentada no Manual de Capacidade elaborado em 1985, com as modificações introduzidas em 1992/94. CAPACIDADE Capacidade é definida como a taxa horária máxima na qual se pode esperar que veículos ou pessoas atravessem um trecho uniforme de uma faixa ou de uma rodovia, sob determinadas condições, durante um período de tempo. Referese, portanto, ao fluxo e não ao volume de tráfego. Esse período de tempo utilizado na maioria dos estudos de capacidade é de 15 minutos, o qual é considerado como o menor intervalo em que pode existir o fluxo estável. condições da rodovia: referemse às características geométricas da estrada. condições do tráfego: referemse às características da corrente de tráfego que se utiliza da instalação condições de controle: referemse aos tipos e projetos específicos dos dispositivos de controle e regulamentação de tráfego vigentes em uma dada rodovia. NÍVEL DE SERVIÇO 242

2 O conceito de Nível de Serviço é definido como uma medida qualitativa que descreve as condições operacionais dentro de uma corrente de tráfego e a sua percepção pelos usuários motoristas e passageiros. Existem 6 níveis de serviços classificados de A a F, sendo o melhor o NS A e o pior o NS F. Nível de Serviço A fluxo livre a presença de outros usuários é indiferente liberdade para escolha da velocidade o nível de conforto e bem estar é excelente Nível de Serviço B fluxo de trânsito estável a presença de outros usuários começa a ser sensível liberdade para escolha de velocidade diminui a liberdade para mudança de faixas o nivel de conforto e bem estar é bom, porém a proximidade de outros veículos influencia o comportamento dos motoristas Nível de Serviço C fluxo de trânsito estável a presença de outros usuários é ponderável a escolha da velocidade é afetada pela presença de outros veículos as manobras de mudança de faixa precisam ser feitas com mais cautela o nível de conforto e bem estar cai sensivelmente VOLUME Nível de Serviço D fluxo estável, porém denso restrições na escolha da velocidade restrições nas manobras de mudança de faixa o nível de conforto e bem estar é baixo pequenos acréscimos ou perturbações na corrente acarretam problemas operacionais no tráfego Nível de Serviço E representa a operação da via na sua Capacidade ou próxima a ela a velocidade é reduzida porém relativamente uniforme as manobras para mudança de faixa são extremamente difíceis e necessitam ser forçadas o estado de frustação do usuário é elevado a operação neste nível é instável por que pequenos acréscimos ou perturbações na corrente de tráfego irão acarretar colapsos (congestionamento) Nível de Serviço F o fluxo de tráfego é forçado ou congestionado, ocorrendo sempre que o volume de tráfego que chega em um ponto é superior ao volume que consegue ultrapassálo a operação é caracterizada por ondas andapáraanda e é extremamente instável os veículos podem andar algumas dezenas de metros a velocidades razoáveis e a seguir parar o Nível de Serviço F é utilizado para descrever as operações dentro de filas, assim como no ponto de colapso 243

3 O volume é o número total de veículos que passa por um certo ponto ou trecho de uma faixa ou de uma rodovia durante um intervalo de tempo. Ele pode ser anual, diário, subhorário. A Taxa de Fluxo é a taxa horária equivalente na qual veículos passam por um ponto ou trecho de uma faixa ou rodovia, durante um intervalo de tempo menor que uma hora, geralmente 15 minutos. VELOCIDADE É definida como uma taxa de movimento, expressa em distância por unidade de tempo. Velocidade Media de Percurso É chamada também de "velocidade média do espaço" na literatura específica. Ela é a medida da corrente de tráfego baseada na velocidade de marcha dos veículos atravesssando um trecho de rodovia de extensão conhecida. Ela é definida como a extensão do trecho dividido pelo tempo de deslocamento médio consumido pelos veículos para atravessar este trecho. O tempo de deslocamento inclui somente o tempo que os veículos gastam em movimento e não inclui paradas por retenção. Velocidade Média de Viagem Esta tembém é uma medida da corrente de tráfego baseada nas observações do tempo de viagem sobre uma extensão conhecida da rodovia. Ela é definida como a extensão do trecho dividido pelo tempo médio de viagem gasto pelos veículos atravessando o trecho, incluindo todos os tempos parados por retenções. Ela é também uma "velocidade média do espaço" Velocidade Média do Tempo Esta é a média aritmética das velocidades dos veículos observados passando em um ponto da rodovia, e é também denominada como "velocidade média no ponto". As velocidades individuais são registradas em um ponto e a seguir calculada sua média aritmética. Observação Como já vimos anteriormente, para os propósitos do Highway Capacity Manual (HCM85/94), a medida de velocidade empregada é a velocidade média de viagem. DENSIDADE É definida como o número de veículos que ocupa uma certa extensão de uma faixa ou de uma rodovia, transformado em média em relação ao tempo comumente expressa em veículos /milha 244

4 A diferença entre volume e taxa de fluxo é muito importante, uma vez que o primeiro indica a quantidade real de veículos que foram observados ou previstos em um ponto qualquer durante um certo intervalo de tempo; o segundo, por sua vez, embora represente o número de veículos que passam por um ponto durante um intervalo de tempo menor que uma hora, é expresso por um valor horário equivalente. Toda vez que indicarmos o volume de tráfego de uma rodovia, é necessário indicar a referência do tempo. Assim, por exemplo, volume de um dia, volume de um ano, volume de 15 minutos entre os horários tais. Podemos, numa contagem de 15 minutos registrar, por exemplo, a quantidade de veículos. Esses veículos representam o Volume de 15 minutos da rodovia. Quanto à Taxa de Fluxo, como ela representa o volume horário, se a contagem é só de 15 minutos, teremos que transformar esse valor em um valor equivalente de uma hora, ou seja, veículos, já que a hora tem 4 intervalos de 15 minutos. Ver maiores detalhes no Capítulo 2. FATOR DE HORA PICO Enquanto as projeções do volume de tráfego para um planejamento a longo prazo são frequentemente expressas em unidade de VDMA (veículos por dia), que logo a seguir é reduzido para volume horário, a análise do nível de serviço é baseada em taxas de fluxo de pico que ocorrem dentro da hora de pico. O que normalmente se faz é dividir a hora de pico em 4 intervalos de 15 minutos e fazer a contagem de veículos anotandose o volume separadamente para cada intervalo.tomase o maior volume registrado, multiplicandoo por 4, ou seja, fazendo: 4 x V15 Esse produto normalmente é maior que o volume total de uma hora que foi registrado (V). O Fator de Hora Pico (FHP) é a relação que existe entre o volume de uma hora e o volume máximo de 15 minutos multiplicado por 4, ou seja, V FHP = 4 x V15 FHP = fator de hora pico V = volume horário em vph V15 = volume durante o pico de 15 minutos em veíc/15 minutos Se a distribuição do tráfego for extremamente uniforme, o valor de FHP será igual a 1. No outro extremo teremos FHP = 0,75 245

5 V v = FHP v = taxa de fluxo (em vph) V = volume da hora de pico (em vph) FHP = fator da hora de pico v D = S D = densidade (veíc./milha = vpm) v = taxa de fluxo (veíc./hora) S = velocidade média de viagem (milhas/hora = mph) 246

6 FATORES QUE INFLUENCIAM A CAPACIDADE Condições Ideais largura de faixa igual a 3,6 m (12 pés) distância de 1,8 m (6 pés) da borda do leito das faixas externas até às obstruções ou objetos mais próximos ao lado ou no canteiro central. velocidade de projeto de 112 km/h (70 mph) para rodovias de múltiplasfaixas e de 96 km/h (60mph) para rodovias com duas faixas. somente automóveis na corrente de tráfego Condições da rodovia O tipo da rodovia é fundamental, se o seu fluxo é contínuo ou não, se os fluxos direcionais são separados por um canteiro central, uma barreira ou uma faixa pintada no pavimento e se outros fatores afetam significativamente as características do fluxo e da Capacidade. Outros fatores que afetam a capacidade: largura das faixas e dos acostamentos obstruções laterais alinhamentos horizontais e verticais topografia Condições de Tráfego A principal característica da corrente de tráfego que causa influência é a sua composição. A presença de ônibus e caminhões na corrente de tráfego faz com que seja reduzida a capacidade de uma rodovia em relação àquela que possui apenas automóveis na corrente. No caso do Manual Americano, são considerados os veículos recreacionais, comuns em algumas rodovias daquele país, porém difíceis de serem observados em nosso país. Outra característica que afeta a Capacidade, Taxa de Fluxo e Nível de Serviço é a distribuição direcional em rodovias de pista simples e a distribuição por faixa em rodovias com múltiplas 247

7 CARACTERÍSTICAS DO TRÁFEGO Variações Mensais Os picos sazonais na demanda do tráfego são de grande importância, particularmente em rodovias primárias para áreas de lazer. Rodovias que servem a estações balneárias por exemplo, podem virtualmente não ser utilizadas durante a maior parte do ano e, ser objeto de congestionamento durante o verão. Variações Semanais As variações no volume por dia da semana, também mantém relação com o tipo da rodovia em que são feitas as observações. Normalmente, em rodovias que servem primordialmente para viagens de negócios, o volume de tráfego nos fins de semana é inferior ao dos dias de semana. Em compensação, o pico do tráfego ocorre nos fins de semana nas principais vias rurais ou recreacionais. Variações Horárias Os padrões de variação horária estão relacionados com o tipo da rodovia e o dia da semana. As vias recreacionais apresentam, normalmente, um só pico diário, já as rodovias interurbanas servindo a um tráfego misto (comercial e recreacional) o pico do final da tarde é evidente, e a diferença dos padrões do tráfego entre dias úteis e finais de semana é menor. Por outro lado, as vias urbanas, normalmente apresentam picos horários típicos matutinos e vespertinos nos dias úteis, sendo o pico vespertino geralmente mais intenso que o matutino 248

8 ENÉSIMA HORA Para a elaboração do Manual de Capacidade, os americanos realizaram uma série de pesquisas procurando verificar, para cada tipo de rodovia ou via urbana, as horas de um ano em que são registrados os maiores volumes horários. Lançaram esses dados em um gráfico, com o objetivo de fazer análises, gráfico esse apresentado na sequência. Por exemplo, numa rodovia recreacional, se a projetarmos para a maior hora de pico, haverá uma subutilização da sua capacidade durante a maior parte dos ano.por outro lado, projetar a mesma com capacidade para a trigésima, centésima, quincentésima ou outra hora, deverá garantir a ocorrência de congestinonamento e retenções durante as épocas de eventos especiais que ocorrem com menor frequencia. A proposição de uma hora de projeto,é um compromisso entre, prever um adequado nível de serviço para todas (ou quase todas) horas do ano e uma eficiência econômica. DISTRIBUIÇÃO DIRECIONAL Durante uma hora específica, o volume em uma direção pode ser muito maior do que em outra. Uma rodovia radial urbana, atendendo a uma forte demanda direcional no sentido do acesso ao centro da cidade durante a manhã e no sentido oposto ao entardecer, pode apresentar um desequilíbrio entre os fluxos direcionais, maior do que 2:1. Outros tipos de rodovias também podem ser objeto de desequilíbrios direcionais significativos, os quais devem ser levados em consideração no processo de projeto. Pesquisas realizadas em diversas rodovias americanas mostram o fluxo na hora do pico no sentido de maior movimento, variando de 52% a 66%. A distribuição direcional é um fator preponderante na análise de capacidade. Isto é particularmente verdadeiro para rodovias rurais de pista simples com duas faixas de rolamento. A capacidade e o nível de serviço delas varia substancialmente, baseado na distribuição direcional por causa da natureza interativa dos fluxos direcionais nestas rodovias. DISTRIBUIÇÃO POR FAIXA Quando mais de uma faixa para cada sentido do tráfego são disponíveis, a distribuição dos veículos nela varia enormemente. A distribuição por faixas dependerá da regulamentação do tráfego, composição, velocidade e volume,quantidade e localização dos acessos, padrões de origemdestino dos motoristas, desenvolvimento do ambiente e hábitos dos motoristas locais. Por causa desses fatores, não existe uma distribuição por faixa "típica". Os procediemntos do Manual consideram uma capacidade média para uma rodovia com múltiplas faixas em regime de fluxo contínuo de automóveis/hora/faixa, reconhecendo que o fluxo em algumas faixas individualmente pode ser maior e em outras, menor. 249

9 9.2 MULTILANE (MÚLTIPLAS FAIXAS) RODOVIAS DE MÚLTIPLAS FAIXAS Definição de Rodovias de Faixas Múltiplas e Características São consideradas Rodovias de Faixas Múltiplas, rodovias com duas pistas separadas por canteiro central, ou rodovias de uma só pista com uma faixa central pintada no pavimento dividindo os fluxos opostos, mas que não apresentam, como uma Free Way, controle total dos acessos, embora possuam características geométricas e operacionais similares. Elas existem em diversos ambientes rurais ou suburbanos, operando em regime de fluxo contínuo, oferecendo um escoamento rápido e com um mínimo de interrupções. Normalmente têm limites de velocidade situados entre 40 e 55 mph (60 a 90 km/h). Podem ser encontrados sinais luminosos ao longo dessas rodovias embora espaçadas por mais de 2 milhas (3,6 km). O volume de trânsito nesse tipo de rodovia varia normalmente entre a veículos por dia. Em alguns casos pode chegar até a veículos/dia, porém em pontos restritos. O fluxo nessas rodovias não é tão eficiente quanto o das AutoEstradas devido aos seguintes fatores: veículos podem entrar e sair da rodovia nas intersecções e acesso, mesmo que tenha que cortar o canteiro centrtal em certos pontos. sinais luminosos podem ser locados neste tipo de rodovias. as características geométricas são inferiores. Comparados com as Arteriais Urbanas, as características são superiores e o controle de acesso é mais rigoroso e os limites de velocidade são mais altos. Diferem substancialmente das de duas faixas por não necessitar de habilidade do motorista e distância de visibilidade para ultrapassar os veículos mais lentos. 250

10 Velocidade de FluxoLivre Esta é a velocidade teórica do trânsito quando a densidade se aproxima de zero; os motoristas se sentem confortáveis em condições exiistentes de trânsito e ambientais. Para efeito de análise o limite superior será de automóveis por hora e por faixa (pcphpl) Os estudos das características do fluxo de uma rodovia de múltiplas faixas determina um conjunto de condições ideais que servem de base para desenvolver as relações e ajustamentos no fluxo. Essas condições são: terreno plano com greide de no máximo 2% largura de faixas em 3.60 m (12 pés) um mínimo de 3.60 m (12 pés) no total das obstruções laterais na direção do trânsito. Esse total considerase tanto a obstrução do acostamento mais a do canteiro central. Obstruções laterais maior que 6 pés considerase como 6 pés (1.8 m) nenhum acesso direto ao longo da rodovia somente autmóvesis na corrente de trânsito velocidade do fluxolivre em 60 mph (100 km/h) ou mais 251

11 Níveis de Serviço Nível de serviço A Descreve a condição de fluxo livre. A operação dos veículos não é virtualmente afetada pela presença de outros veículos e a operação só é restringida pelos elementos geométricos da rodovia e pela preferencia dos motoristas. Os veículos estão espaçados a uma média de 440 pés (130 m) a uma densidade de 12 automóveis por milha por faixa. Nível de Serviço B É indicativo também de fluxolivre, entretanto a presença de outros veículos próximo começa a ser notaddo. A velocidade média de viagem é a mesma do nível A mas os motoristas têm menos liberdade de manobra. Os veículos estão espaçados a uma distância média de aproximadamente 264 pés (80 m) a uma densidade máxima de 20 pc/mi/faixa. Nível de Serviço C Representa o intervalo no qual a influência da densidade na operação se torna marcante. A habilidade de manobra na corrente de trânsito é agora claramente afetada pela presença de outros veículos. A velocidade média de viagem começa a apresentar alguma redução para a rodovia com velocidade de fluxolivre acima de 50 mph (80 km/h). A medida de espaçamento do veículo é reduzida para 189 pés (55 m) a uma densidade máxima de 28 pc/mi/lfaixa. Filas podem se formar para uma significante interrupção do fluxo. Nível de Serviço D Representa o intervbalo no qual a habilidade de manobra fica severamente restrita por qualquer congestionamento no trânsito. A velocidade de viagem começa a reduzir com o aumento do volume de trânsito. O espaçamento médio dos veículos é de 155 pés (46 m) a uma densidade máxima de 34 pc/mi/faixa. Nível de Serviço E Representa a operação na ou próximo da capacidade e o fluxo é instável. Os veículos operam com um mínimo de espaço no qual pode ser mantido um fluxo uniforme. Nível de Serviço F A velocidade média da viagem na operação são geralmente menores que 30 mph (50 km/h). 252

12 Ajustamento à Velocidade de Fluxo Livre Vários fatores afetam a velocidade de fluxolivre como: Ação da Polícia Rodoviária A presença da Polícia Rodoviária faz com que a velocidade dos veículos seja diminuída, contudo, observase que o efeito é apenas temporário e depende do tipo e da técnica de controle de velocidade utilizada pela Polícia. Normalmente o efeito se estende em 10 ou 15 km ao longo da rodovia. Velocidade de Projeto A velocidade de projeto é o principal elemento físico que pode afetar a velocidade de viagem de uma rodovia de múltiplas faixas. O alinhamento horizontal e vertical de uma rodovia influi na velocidade dos veículos Limite de Velocidade O limite de velocidade colocado nas rodovias normalmente afetam a velocidade do fluxolivre do automóvel. Típicamente, a média das velocidades dos automóveis é acima do limite de velocidade para as rodovias de múltiplas faixas. Largura das Faixas e Obstrução Lateral A largura de faixas menores que 12 pés (3.60 m) reduzem a velocidade dos veículos, mas larguras maiores de 12 pés não são consideradas para o aumento das velocidades sob as condições ideais. Obstruções laterais existentes a menos de 6 pés de cada lado da pista afetam a velocidade de fluxolivre, obstruções como muros, postes de luz, pilares de viadutos, etc. Canteiro Central Uma rodovia que tiver um canteiro central levantado ou enterrado e tiver mais de 10 pés é considerado como tendo canteiro central a menos que esse canteiro tenha menos que 500 pés (150 m) de comprimento. Pontos de Acessos Um importante fato de influência na velocidade do fluxolivre é o número de acessos do lado direito da rodovia. Os procedimentos aqui expostos mostrarão que para 10 acessos por milha 253

13 Fator do Volume de Trânsito Fator de Hora Pico O volume de trânsito básico usado neste capítulo é o período do pico de 15 minutos, o qual ocorre tipicamente durante a hora de pico do dia. A conversão do volume horário na taxa de fluxo, obtémse dividindose o volume horário pelo Fator de Hora de Pico (FHP). Fator para Veículos Pesados A conversão de veículos pesados em número equivalente de automóveis é importante em secções da rodovia que tenham um greide vertical com uma razoável extensão porque para terrenos planos e para condições próximas da capacidade, caminhões, ônibus e veículos recreacionais tendem a operar como automóveis e com isso o fator de equivalência tende para a unidade. Nas rodovias de faixas múltiplas os ônibus são considerados como se comportando como caminhões. 254

14 Metodologia Determinação da Velocidade de Fluxolivre Existem dois métodos: levantamento direto no campo; 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 (1718 h). A expressão para estimativa será vista no item "Exercícios" adiante. Determinação da Taxa de Fluxo e Fator de Hora Pico A Taxa de Fluxo é determinada por uma expressão que será vista no item "exercícios". O Fator de Hora Pico deve, preferencialmente ser determinado em medições de campo. Normalmente seu valor pertence a um intervalo de 0,76 a 0,99. Quando não se dispõe de medidas de campo, o valor de 0,85 é uma estimativa razoável para as condições rurais e 0,92 para as condições suburbanas. Ajustamento para a Presença de Veículos Pesados A equação para ajustamento de veículos pesados será visto no item "exercícios" e esse ajustamento se aplica a 3 tipos de veículos: caminhões, ônibus e veículos recreacionais. Contudo, as pesquisas indicam que, para rodovias de múltiplas faixas, não existe diferença significante no comportamento de caminhões e ônibus, razão porque aqui os ônibus são considerados como caminhões. Para se determinar o Fator de Ajustamento de Veículos Pesados, utilizase a Equação 7.4 que será visto adiante, onde se deve determinar antes o fator de equivalência de caminhões e ônibus (ET) e o fator de equivalência de veículos recreacionais (ER). Longos trechos de rodovias de múltiplas faixas podem ser analisados como um segmento genérico desde que: as rampas não excedam 3% as rampas de 3% tenham extensões inferiores a ½ milha (800 m) as rampas menores que 3% tenham extensões inferiores a 1 milha (1600 m) Os segmentos de trechos genéricos serão classificados como plano, ondulado ou montanhoso conforme o que se segue: 255

15 Plano: Ondulado: Montanhoso: qualquer combinação de alinhamento horizontal e vertical que permita aos veículos pesados manterem a mesma velocidade que os carros de passeio. Incluemse geralmente pequenas rampas com não mais que 1% ou 2%. qualquer combinação de alinhamento horizontal e vertical que provoque uma substancial redução de velocidade dos veículos pesados em relação aos automóveis, mas não obrigando a eles o emprego de marchas muito reduzidas por muito tempo ou com frequência. qualquer combinação de alinhamento horizontal e vertical que obrigue os veículos pesados a empregar marcha muito reduzida em extensões consideráveis ou frequentemente. Os greides com 3% ou menos e com mais de 1 milha (1600m) 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. Quando diversas rampas consecutivas formarem um aclive composto, um greide uniforme médio equivalente deve ser calculado. Para todos os declives menores que 4% e menor ou igual a 2 milhas (3,2km) usase 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 usamse os valores especificados na tabela Para veículos recreacionais em declive usase 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 pista de centro e 37,5% na pista da esquerda. 256

16 Determinação do Nível de Serviço 1 passo Defina o apropriado segmento de rodovia 2 passo Com base na velocidade do fluxolivre atual do segmento de rodovia, trace as curvas apropriadas da velocidade de fluxolivre com o mesmo formato das curvas típicas da figura 7.1. As curvas devem cortar o eixo dos y na velocidade do fluxo livre. 3 passo Ache o ponto no eixo horizontal correspondente à taxa de fluxo (νp ) em pcphpl 4 passo Determine na FFS identificadas no 2 passo,a velocidade média de viagem dos carros de passeio correspondente a essse ponto 5 passo determine o nível de serviço, determinando a região da densidade na qual o ponto da curva FFS cai. A densidade pode ser calculada também pela expressão: D = νp / S onde: νp é a taxa de fluxo de serviço e S é a velocidade média de viagem dos automóveis. Segmentando 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 257

17 Análise Operacional A análise é feita determinandose o Nível de Serviço, a Velocidade de Viagem e a densidade. Dados requeridos: 1. Geometria : número de faixas largura das faixas obstrução lateral greides comprimento das rampas orografia 2. Velocidade : velocidade atual do automóvel em fluxolivre para a hora de interesse 3. Volume de Trânsito : volume atual e futuro para a hora de interesse (hora de pico) em vph 4. Características do Trânsito : FHP % de caminhões e ônibus % veículos recreacionais 5. Condições da Rodovia : classificação em dividida ou não dividida número total de pontos de acesso intersecções não semaforizadas Segmentando a Rodovia Quando existem características da rodovia ou do trânsito diferentes para vários segmentos, devese subdividir a rodovia, embora se deva sempre lembrar que a análise operacional é feita para trechos uniformes. Intersecções sinalizadas devem estar, no mínimo, a 1/4 de milha (400 m) do fim do trecho para não afetar as velocidades e volume de trânsito. Não é correto classificar um trecho muito longo em apenas um nível de serviço quando vários subtrechos estão operando em diferentes níveiis de serviço Etapas de Cálculo 1. Determinase a velocidade do fluxolivre (coleta de campo ou dados rodovia similar). Se a velocidade é estimada, converter a velocidade do fluxolivre ideal em atual, utilizandose a equação 7.1 FFS = FFSi F M F LW F LC F A equação 7.1 FFS = estimativa da velocidade fluxolivre (mph) FFSi = velocidade fluxolivre condições ideais (mph) F M = tipo de canteiro central (tabela 7.2) F LW = para largura de faixas (tabela 7.3 e equação 7.2) OBSERVACÃO: 258

18 OLT = OLA + OLCC equação 7.2 OLT = obstrução lateral total (em pés) OLA = obstrução lateral do acostamento do lado direito da rodovia (se o valor for maior que 6 pés, considerar somente os 6 pés) OLCC = obstrução lateral referente ao Canteiro Central medidos do final da pista à obstrução existente no canteiro central (caso esse valor seja maior que 6 pés, considerar apenas os 6 pés) F LC = obstrução lateral (tabela 7.4) F A = pontos de acesso (tabela 7.5 ou 7.6) acesso não puderem ser definidos usar tabela 7.6 quando os pontos de 2. A taxa do volume horário em pcphpl (automóveis por hora por faixa) deve ser calculado para cada direção do fluxo usandose a Equação 7.3 O Fator de Ajustamento para veículos pesados é calculado usandose a Equação 7.4 V νp = equação 7.3 N. FHP. ƒhv νp = taxa de fluxo de serviço (pcphpl) V = volume de trânsito N = número de faixas FHP = fator de hora pico ƒhv = fator para veículos pesados ƒhv = 1 / [ 1 + PT (ET 1) + PR (ER 1)] equação 7.4 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 3. A Figura 71 deve ser usada para plotar a curva da velocidadefluxo na apropriada velocidade de fluxolivre. Então a velocidade de viagem e o nível de serviço podem ser determinados por leitura 259

19 de taxa de fluxo (pcphpl) 4. Determinase a Densidade utilizandose a Tabela 71 e Figura 7.2 ou calculandosea através da Equação 7.5 D = νp / S equação 7.5 D νp S = densidade (pc/milha) = taxa de fluxo de serviço (pcphpl) = velocidade média de viagem automóveis Na figura 7.1 desenhase a curva entrandose com os valores da velocidade de fluxolivre. Entrandose com a taxa de fluxo de serviço, onde esta intercepta a curva desenhada, lêse o valor do Nível de Serviço. Podese determinar a taxa máxima de fluxo de serviço (M vp ), máxima razão v/c e a máxima densidade, para um determinado nível de serviço, usandose a tabela 7.1 Interpretação dso Resultados As velocidades médias e a densidade, estimadas a partir das figura 7.1 e 7.2 representam a média para as condições americanas e podem variar um pouco para as condições locais. As densidades obtidas da figura 7.2 são expressas em automóveis/milha/faixa (pc/mi/pl). Quando as medidas de densidade, obtidas no campo forem usadas para o nível de serviço, os dados coletados em veículos/milha/faixa deverão ser convertidos em automóveis/milha/faixa (pc/mi/pl) usandose os fatores de equivalência para veículos pesados, antes deles serem comparados com os critérios de densidade da tabela 7.1. A velocidade média de viagem obtida da figura 7.1 é baseada na existência de somente automóveis na corretnte do trânsito. 260

20 Análise de Projeto O objetivo da análise do projeto é a determinação do número de faixas de trânsito necessárias em cada direção. Uma outra aplicação no projeto é a determinação dos níveis de serviço que podem ser alcançados usando um mínimo de faixas. Dados requeridos 1. geometria : largura de faixa obstrução lateral e tipo de canteiro central tipo de terreno (orografia) greide comprimento do greide 2. volume de trânsito : volume horário de projeto por sentido composição do trânsito FHP 3. condições ambientais : desenvolvimento do uso do solo rural ou suburbano. O nível de serviço desejado ou esperado é normalmente um dado conhecido, muito desses fatores podem ser alterados na fase de projeto e, o impacto de algumas decisões na geometria, no alinhamento horizontal ou vertical podem influenciar no número de faixas necessárias para se chegar ao desejado nível de serviço Segmentando a rodovia 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 necesssidade de subdividir o trecho para melhor análise. Ao longo de significantes greides, o aclive e o declive devem ser considerados separadamente. Etapas de cálculo 1. Estimase a velocidade de fluxolivre para condições ideais baseado nas condições locais. Calculase a velocidade de fluxolivre. 2. utilizandose a figura 7.1 calculase a taxa de fluxo de serviço. 3. Aplicandose a equação 7.3 calculase o número de faixas de trânsito, utilizandose a equação 7.4 e as tabelas 7.7 a 7.10 como auxílio. 4. caso o número de faixas seja decimal arredondase para mais, pois o valor encontrado é para as condições ideais. 5. calculase a nova taxa de fluxo, utilizandose a equação 7.3, agora considerando o número de faixas adotado. 6. calculase a Densidade pela equação calculase a nova velocidade em fluxolivre (equação 7.1), fazendose os ajustamentos nas larguras de pista e obstrução lateral e canteiro central. 8. calculase a nova Densidade e o novo nível de serviço Interpretação dos resultados 261

21 Geralmente a determinação do número de faixas necessárias leva a um número fracionário. Como o número de faixa de uma rodovia é um valor inteiro, surge o problema de aumentar ou diminuir a quantidade de faixas, uma decisão com enormes consequências econômicas. A solução consiste em fazer uma análise operacional com as duas soluções possíveis, obtendose para cada um deles o nível de serviço, a velocidade média de viagem e a densidade. De posse dessas informações, a decisão a respeito da quantidade de faixas que terá a rodovia, poderá ser tomada com algum conhecimento do impacto operacional de cada uma, conhecimento este que deverá ser considerado na avaliaçãoeconômica. Análise no Planejamento O objetivo é similar ao do projeto, ou seja, determinar o número de faixas. A diferença está no detalhamento de dados disponíveis. A metodologia aplicada no planejamento supõe que as condições geométricas são ideais e que a corrente de trânsito seja composta exclusivamente de automóveis e caminhões. Etapas de cálculo 1. VHDP = VMDP x K x D onde: VHDP = volume horário de projeto direcional (vph) VMDP = volume diário médio de projeto para o ano desejado (vpd) K = % do VMDA para a hora de pico D = fator de distribuição direcional 2. utilizandose a tabela 7.11, a partir do volume horário e da porcentagem de caminhões, determinase o nível de serviço que a rodovia deverá operar para aquele tráfego. 3. calculase a máxima taxa de fluxo de serviço a partir da tabela 7.11 Interpretação dos resultados Como o resultado foi obtido através de uma estimativa do trânsito e considerações genéricas das características da rodovia, o resultado deverá ser reavaliado na fase de projeto. As rodovias com mais de 3 faixas por sentido são raras e, com mais de 4 faixas, praticamente inexistentes. 262

22 TRECHO: determinação da velocidade de fluxo livre EX. No. dados de campo ou estimativa limite de velocidade percentil 85 da velocidade velocidade condições ideais tipo de canteiro central fator FM tab. 72 largura das faixas fator FLW tab. 73 distancia obstrução lateral total fator FLC tab.74 eq.72 n acessos por milha (km) fator FA tab. 75 ou 76 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 % extensão em milha (mi) % de caminhões e ônibus ET (tab. 77 a 710) % de veículos recreacionais ER (tab. 77 a 710) FHV= 1 / [1+PT(ET1)+PR(ER1)] vp = V / N.FHP.(FHV) sentido 1 sentido 2 sentido 1 2 taxa fluxo vp (pcphpl) velocidade média automóveis NS densidade fig 7.2 ou D= vp/s 263

23 264

24 265

25 TABELA 7.2 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 7.3 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 7.4 AJUSTAMEENTO PARA OBSTRUÇÃO LATERAL OBSTRUÇÃO LATERAL TOTAL (PÉS) FAIXAS 6 FAIXAS 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 3,9 266

26 TABELA 7.5 AJUSTAMENTO NA DENSIDADE DE LOCAIS DE ACESSO PONTOS DE ACESSOS REDUÇÃO NA VELOCIDADE POR MILHAS DO FLUXO LIVRE (MPH) 0 0,0 10 2,5 20 5,0 30 7,5 40 ou mais 10,0 TABELA 7.6 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 7.7 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 4,0 267

27 TABELA 78. Fator Equivalente Específicos para Caminhões e Ônibus em Aclives Uniformes em Vias de Múltiplas Faixas HCM/97 aclive de rampa (%) comprimento (km) e T * porcentagem de caminhões e ônibus <2 todos , ,4 0, ,8 1, ,2 1, ,6 2, >2, , ,4 0, ,8 1, ,2 1, ,6 2, >2, , ,4 0, ,8 1, ,2 1, >1, , ,4 0, ,6 0, ,8 1, ,2 1, > 1, , ,4 0, ,6 0, ,8 1, ,2 1, > 1, Obs: Se um comprimento da porcentagem cai na condição limite, o equivalente entre as categorias de maior porcentagem é usado. * 4 ou 6 faixas. 268

28 TABELA 79. 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 , >0, , ,4 0, >0, , ,4 0, >0, , ,4 0, >0, Obs: Se um comprimento da porcentagem cai na condição limite, o equivalente entre as categorias de maior porcentagem é usado. * 4 ou 6 faixas. TABELA 710. Fator Equivalente Específico para Caminhões em Declive Uniforme em Vias de Múltiplas Faixas HCM/97 descida (%) comprimento (km) e T * porcentagem de caminhões <4 todos , >6, , >6, , >3, * 4 ou 6 faixas. 269

29 270

30 EXERCÍCIO Rodovia não dividida terreno plano extensão= 3,25 milhas fluxo = pcphpl velocidade de fluxolivre = 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 A uma distância de pés do fim do trecho tem um segmento de pés com 2,5% de greide Existem 14 acessos de cada lado no segmento de pés e 21 acessos por milha no resto do trecho Determinar a velocidade média de viagem 271

31 TRECHO: determinação da velocidade de fluxo livre EX. No. dados de campo ou estimativa limite de velocidade percentil 85 da velocidade velocidade condições ideais tipo de canteiro central fator FM tab. 72 largura das faixas fator FLW tab. 73 distancia obstrução lateral total fator FLC tab.74 eq.72 n acessos por milha (km) fator FA tab. 75 ou 76 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 % extensão em milha (mi) % de caminhões e ônibus ET (tab. 77 a 710) % de veículos recreacionais ER (tab. 77 a 710) FHV= 1 / [1+PT(ET1)+PR(ER1)] vp = V / N.FHP.(FHV) sentido 1 sentido 2 sentido 1 2 taxa fluxo vp (pcphpl) velocidade média automóveis NS densidade fig 7.2 ou D= vp/s 272

32 273

33 TRECHO: determinação da velocidade de fluxo livre EX. No. dados de campo ou estimativa limite de velocidade percentil 85 da velocidade velocidade condições ideais tipo de canteiro central fator FM tab. 72 largura das faixas fator FLW tab. 73 distancia obstrução lateral total fator FLC tab.74 eq.72 n acessos por milha (km) fator FA tab. 75 ou 76 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 % extensão em milha (mi) % de caminhões e ônibus ET (tab. 77 a 710) % de veículos recreacionais ER (tab. 77 a 710) FHV= 1 / [1+PT(ET1)+PR(ER1)] vp = V / N.FHP.(FHV) sentido 1 sentido 2 sentido 1 2 taxa fluxo vp (pcphpl) velocidade média automóveis NS densidade fig 7.2 ou D= vp/s 274

34 275

35 EXERCÍCIO Uma rodovia de múltiplas faixas, LesteOeste, tem como seção transversal, 5 faixas sendo 2 para cada lado e 1 central separando as duas e usada como faixa de espera para dobrar à esquerda em ambos os lados. Cada faixa tem 12 pés sem obstrução lateral. A área em estudo tem 2 milhas de extensão contendo uma rampa de 4% com pés do lado Oeste, seguido de um trecho plano de pés. Volume = vph em cada direção, com 4% de caminhões e 2% de ônibus. O lado norte da rodovia tem 27 pontos de acessos igualmente distribuídos com distância entre eles de 400 pés aproximadamente. O lado sul tem 10 pontos de acesso, todos locados no trecho plano. O percentil 85 da velocidade dos automóveis na seção do lado oeste (aclive) é de 48 mph e de 54 mph no declive (lado leste). No trecho plano o percentil 85 é de 52 mph em ambas direções. FHP = 0,90. Determine o nível de serviço da área em estudo. RESOLUÇÃO É necessário estudarse cada seção em separado, trecho plano e trecho com rampa. É necessário também analisar o lado Oeste(sentido 1) e o lado Leste(sentido 2). O primeiro passo para se determinar o nível de serviço é calcular as velocidades de fluxo liivre para as condições ideais para cada segmento(plano ou em rampa)e para cada sentido. Observe que o problema cita o porcentil 85 da velocidade; logo, a velocidade nas condições ideais, obedecendo a regra prática do porcentil 85 é: trecho plano (ambas as direções) : 50 mph trecho com rampa: aclive : 46 mph declive: 52 mph FM = 0 pois, como existem as faixas de espera para dobrar à esquerda, estas também sãoo consideradas como canteiro central. A Taxa de Serviço é calculada para cada segmento usandose a Equação 7.3 O Ajustamento para Veículos Pesados é calculada pela Equação

36 TRECHO: EX. No determinação da velocidade de fluxo livre T E R R E N O P L A N O sent.1 Oeste dados de campo ou estimativa limite de velocidade percentil 85 da velocidade 52,0 sent.2 Leste velocidade condições ideais 50,0 50,0 tipo de canteiro central dividida dividida fator FM tab largura das faixas 12 pes 12 pes fator FLW tab distancia obstrução lateral total 12 pes 12 pes fator FLC tab.74 eq n acessos por milha (km) fator FA tab. 75 ou 76 3,3 2,5 FFS = FFSi FM FLW FLC FA VELOCIDADE DO FLUXO LIVRE (FFS) 46,7 47,5 52,0 determinação da Taxa de Fluxo ( v p) T E R R E N O P L A N O sent.1oeste sent.2 Leste volume horário (vph) fator de hora pico (FHP) 0,9 0,9 número de faixas (N) 2 2 tipo de terreno (P, O, M) Plano Plano greide em % extensão em milha (mi) % de caminhões e ônibus 0,06 0,06 ET (tab. 77 a 710) 1,5 1,5 % de veículos recreacionais 0% 0% ER (tab. 77 a 710) FHV= 1 / [1+PT(ET1)+PR(ER1)] 0,97 0,97 vp = V / N.FHP.(FHV) sentido taxa fluxo velocidade mé NS densidade fig 7.2 vp (pcphpl) dia automóveis ou D= vp/s ,7 B 859 / 46,7 = 18,4 277

37 ,5 B 859 / 47,5 = 18,1 278

38 TRECHO: EX. No determinação da velocidade de fluxo livre R A M P A sent.1oeste sent.2 Leste dados de campo ou estimativa limite de velocidade percentil 85 da velocidade velocidade condições ideais tipo de canteiro central D D fator FM tab largura das faixas 12 pes 12 pes fator FLW tab distancia obstrução lateral total 12 pes 12 pes fator FLC tab.74 eq n acessos por milha (km) 13 0 fator FA tab. 75 ou 76 3,3 0 FFS = FFSi FM FLW FLC FA VELOCIDADE DO FLUXO LIVRE (FFS) 42,7 52 determinação da Taxa de Fluxo ( v p) R A M P A sentido 1 sent.2 Leste volume horário (vph) fator de hora pico (FHP) 0,9 0,9 número de faixas (N) 2 2 tipo de terreno (P, O, M) greide em % + 4 % 4 % extensão em milha (mi) 1,1 1,1 % de caminhões e ônibus 0,06 0,06 ET (tab. 77 a 710) 7,0 1,5 % de veículos recreacionais 0% 0% ER (tab. 77 a 710) FHV= 1 / [1+PT(ET1)+PR(ER1)] 0,74 0,97 vp = V / N.FHP.(FHV) sentido taxa fluxo velocidade mé NS densidade fig 7.2 vp (pcphpl) dia automóveis ou D= vp/s ,7 C 1126 / 42,7 = 26,4 279

39 B 859 / 52 = 16,5 280

40 EXERCÍCIO Uma seção de 2 milhas de uma rodovia de múltiplas faixas deve ser projetada para atender a um volume diário de vpd no nível de serviço D. Com base em dados locais de outras rodovias similares, a hora de projeto é de 10% com uma distribuição direcional 55/45 e FHP=0,90 ; cam=5% Na rodovia esperase ter um limite de velocidade de 50 mph e aproximadamente 10 pontos de acesso por milha e a via está localizada em terreno ondulado e faixa de domínio de 90 pés. Determinar seção transversal e velocidade de viagem 281

41 TRECHO: determinação da velocidade de fluxo livre EX. No. dados de campo ou estimativa limite de velocidade percentil 85 da velocidade velocidade condições ideais tipo de canteiro central fator FM tab. 72 largura das faixas fator FLW tab. 73 distancia obstrução lateral total fator FLC tab.74 eq.72 n acessos por milha (km) fator FA tab. 75 ou 76 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 % extensão em milha (mi) % de caminhões e ônibus ET (tab. 77 a 710) % de veículos recreacionais ER (tab. 77 a 710) FHV= 1 / [1+PT(ET1)+PR(ER1)] vp = V / N.FHP.(FHV) sentido 1 sentido 2 sentido 1 2 taxa fluxo vp (pcphpl) velocidade média automóveis NS densidade fig 7.2 ou D= vp/s 282

42 283

43 EXERCÍCIO Numa rodovia dividida de 6 faixas localizada em um setor urbano considerese um trecho de 2,5 milhas em terreno plano que tem uma intersecção sinalizada em cada uma das pontas e um sinal luminoso no meio do trecho. Este último sinal está sendo substituído por uma intersecção em níveis diferentes no mesmo local. A taxa de fluxo de hora de pico é de pcphpl e o atual tempo médio de percurso da seção é de 3 minutos. Os acessos em níveis só existem nas intersecções sinalizadas. Faixa= 11 pés ; canteiro central elevado; acostam.= 4 pés Determinar a velocidade de fluxolivre quando a intersecção estiver pronta e quantos veículos podem ser somados, mantendose o mesmo nível de serviço. RESOLUÇÃO Uma nova velocidade de fluxo livre deve ser determinada em função de mudança na velocidade de viagem. A existência de uma intersecção em nível não é motivo para segmentar a rodovia. Antes de remover o sinal luminoso o tempo médio de travessia da secção de 2,5 milhas era de 180 segundos sob condições de fluxo livre, ou seja, uma velocidade média de viagem de 50 mph. Numa taxa de fluxo de 1400 pcphpl o Nível de Serviço é D. Com a remoção do sinal luminoso estimase reduzir o tempo de viagem em cerca de 30 segundos., passandose a fazer o percurso em 150 segundos. Isto corresponde a uma velocidade de fluxo livre de aproximadamente 60 mph (nenhum aumento de trânsito é esperado como resultado da construção de intersecção em nível diferente). Plotandose a curva da velocidade do fluxo livre no gráfico da Figura 7.1 encontrase que, para uma taxa de fluxo de 1400 pcphpl a velocidade média de viagem esperada é de 60 mph para o Nível de Serviço C. Mas, podese observar que, nas fronteiras das curvas os níveis C e D a taxa máxima do fluxo do nível C, a 60 mph, é estimada em 1620 pcphpl. Isto significa que um adicional de 220 automóveis por faixa podem ser somados ao volume existente mantido o nível de serviço C. 284

44 285

45 EXERCÍCIO Um novo corredor está sendo projetado fora dos arredores da área metropolitana. A rodovia deve ser construída em 10 anos. A projeção do trânsito futuro indica que a rodovia deve ter um volume de vpd com 5 a 10% de caminhões. Está previsto que o corredor deverá ter condições ideais através de terreno ondulado. De uma rodovia de múltiplas faixas similar esperase que a velocidade do fluxolivre seja de 50 mph Determinar o número de faixas necessárias para a rodovia operar no nível de serviço C RESOLUÇÃO Na ausência de informações mais precisas para a rodovia proposta, uma estimativa do volume horário de projeto direcional deve ser calculada e comparada com os valores da Tabela 7.11 O primeiro passo é calcular o volume horário direcional de projeto usandose a Equação 7.7 Considerandose a iésima hora de projeto (K =0,10) e a distribuição direcional de D = 0,60 para as condições ambientais suburbanas teremos que : VHDP == vph Os cálculos podem ser melhor visualizados na planilha de cálculo adiante inserida. Observe pela Tabela 7.11 que, para uma rodovia de 6 faixas a uma velocidade de 50 mph essa rodovia poderá acomodar de 2850 a 3090 vph e operar no nível C. 286

46 TRECHO: EX.No RODOVIAS DE FAIXAS MÚLTIPLAS ANÁLISE DE PLANEJAMENTO Volume (VMDP): vpd Limite de Veloc. : 50 mph Terreno (P,O,M) : Ondulado CONDIÇÕES AMBIENTAIS SUBURBANA RURAL K 0,10 0,15 D 0,60 0,65 % de Caminhões : 5 10 % VHDP = VMDP.K.D = x 0,10 x 0,60 = 2520 vph VOLUME POR FAIXA NÍVEL DE SERVIÇO 4 faixas: VHDP/2 = 1260 D 6 faixas: VHDP/3 = 840 B / C 287

47 9.3 TWO LANE (PISTA SIMPLES) RODOVIAS DE PISTA SIMPLES Conceito Uma rodovia de pista simples e duas faixas de rolamento, comumente chamado de rodovia de pista simples, pode ser definida como sendo uma via em que cada uma das faixas é utilizada por um sentido de trânsito. Velocidade Média de Viagem Reflete a função da mobilidade e é expressa pela extensão do segmento da rodovia em consideração e dividida pelo tempo médio da viagem do todos os veículos que percorrem o segmento em ambos os sentidos, ao longo de um intervalo de tempo determinado. Percentual de Retenção Reflete o tempo médio perdido pelos motoristas quando são retidos por comboios, enquanto viajam ao longo de um determinado trecho da estrada, expresso em percentagem do tempo total de viagem. Esse percentual de retenção é difícil de ser medido no campo, sendo aceito como a percentagem dos veículos que viajam com espaçamento inferior a 5 segundos. Utilização da Capacidade Reflete a função de acesso e é definida como a relação entre a Taxa de Fluxo da Demanda e a Capacidade da rodovia Níveis de Análise análise operacional O objetivo é determinar o Nível de Serviço a partir das características técnicas e de trânsito planejamento do sitema Estimar os volumes anuais de trânsito para os vários Níveis de Serviço e condições do terreno 288

48 Características Operacionais Condições Ideais velocidade de projeto igual ou maior que 60 mph (96 km/h) largura de faixas igual ou maior que 12 pés (3,6 m) acostamentos com largura igual ou superior a 6 pés (1,80 m) ausência de zonas de ultrapassagem proibida na rodovia somente automóveis na corrente de trânsito distribuição direcional equivalente a 50 % (50/50) terreno plano ausência de obstáculos ao trânsito direto provocadas por dispositivos de controle do trânsito ou de veículos dobrando à esquerda ou retornando. A Capacidade das rodovias de pista simples nas condições ideais é de automóveis/hora. Fatores que afetam a Operação Distribuição Direcional Zonas de Ultrapassagens Proibidas ( ZUP) DVU >1.500 pés (450 m) METODOLOGIA A tabela 8.1 apresenta os critérios dos NS para um segmento qualquer de terreno. A tabela 8.2 fornece os critérios dos NS para trechos com greides específicos. A operação com greides descendentes suaves (menores que 3%) é comparável com a operação em terreno plano. 289

49 NÍVEIS DE SERVIÇO Discriminação Nível de Serviço A Nível de Serviço B Velocidade Média Demanda de Ultrapassagem % de Retenção Taxa de Fluxo máxima Comboios 60 mph (96 km/h) muito pequena 30% do tempo 420 automóveis/hora menos de 3 veículos 55 mph (88 km/h) média 45 % do tempo 750 automóveis/hora cresce significativamente Discriminação Nível de Serviço C Nível de Serviço D Velocidade Média Demanda de Ultrapassagem % de Retenção Taxa de Fluxo máxima Comboios Fluxo de Trânsito 52 mph (83 km/h) elevada 30% do tempo automóveis/hora encadeamento estável 50 mph (80 km/h) muito elevada 45 % do tempo automóveis/hora entre 5 a 10 veículos regime instável Nível de Serviço E Nível de Serviço F Velocidade média de viagem cai abaixo de 50 mph (80 km/h) nas condições ideais. Fora delas, em rampas com greide elevado, a velocidade pode chegar a 25 mph (40 km/h) ou menos. Manobras de ultrapassagens são virtualmente impossíveis. Motoristas são retidos mais do que 75% do tempo. É atingido o maior volume de trânsito, sendo definida a Capacidade como sendo automóveis por hora nas 2 direções e dentro das condições ideais. A formação de comboios é intensa Representa um fluxo altamente congestionado, onde a demanda do trânsito excede em muito a capacidade de escoamento da via. Em um trecho longo em terreno plano, normalmente o nível de serviço E raramente ocorre, sendo mais uma condição transitória, quando o nível de serviço cai diretamente do Nível D para o F. 290

50 Análise Operacional Trechos com rampas inferiores a 3% ou menores que 800 m (1/2 milha) podem ser considerados como terreno plano. Fora dessas condições, devem ser tratados como trechos com rampas específicas. A extensão total da rampa é considerada como o seu próprio comprimento acrescido das curvas de concordância vertical existentes no seu início e fim. Aproximadamente 1/4 dos comprimentos das curvas de concordância são incluídos em cada segmento de rampa. O objetivo da análise operacional é a determinação do NS para uma rodovia existente ou projetada, operando sob uma demanda existente ou projetada. A análise operacional também é empregada para a determinação da Capacidade de um segmento de rodovia ou da Taxa de Fluxo de Serviço que pode ser acomodada em qualquer NS dado. Utilização do Fator de Hora de Pico (FHP) v = V / FHP onde: v = taxa de fluxo bidirecional para o pico 15 minutos, em vph V = volume horário bidirecional dem vph FHP = fator de hora pico Uma rodovia, prevista para operar em média durante uma hora inteira no nível de serviço C, pode conter porções da hora operando nos níveis D ou E enquanto outras porções operam nos níveis A ou B. Quando o fator de hora pico é menor que 0,85 as condições operacionais da via dentro da hora variam substancialmente. Onde for possível a determinação do fator de hora pico a partir de dados de campo, isto deve ser feito; caso contrário, podem ser utilizados valores da tabela

51 ANÁLISE DE SEGMENTO EM TRECHO GENÉRICO FSi = x (v/c) x fd x fw x fhv equação fhv = [1 + PT(ET1) + PR(ER1) + PB(EB1)] equação 8.2 A análise de trechos genéricos se aplica a trechos com no mínimo 2 milhas (3,2 km) extensão. O Fator de Hora pico pode ser obtido, quando não for feito medições em campo, da tabela 8.3 Quando a composição de veículos pesados não for disponível podese usar a seguinte composição: USA BRASIL caminhões PT = 0,14 0,25 ônibus PB = 0,00 0,04 veículos recreacionais PR = 0,04 0,01 Em rodovias com características nitidamente recreacionais, o percentual de veículos recreacionais será sensivelmente maior do que em rodovias comuns. Todos os veículos que disponham de apenas 4 rodas são considerados automóveis (inclusive furgões e pickup e caminhões pequenos) Na equação 8.1 temos: FSi = taxa de fluxo de serviço bidirecional, para as condições existentes, no nível de serviço "i", em vph (v/c) = relação entre a taxa de fluxo e a capacidade ideal para o nível de serviço "i", obtido na tabela 8.1 fd = fator de ajustamento para distribuição direcional, obtido da tabela 8.4 fw = fator de ajustamento para as larguras de pista e dos acostamentos, obtido da tabela 8.5 (no caso de acostamentos, utilizar a média da largura dos dois acostamentos) fhv = fator de ajustamento para a presença de veículos pesados Na equação 8.2 temos: PT, PR e PB = % de caminhões, veículos recreacionais e ônibus, em decimais ET, ER e EB = automóvel equivalente, obtido da tabela

52 FSi = x (v/c)i x fd x fw x fg x fhv equação 8.3 fg = 1 / [1 + (PP. IP) equação 8.4 IP = 0,02 (E Eo) equação 8.5 fhv = 1 / [1 + PHV (EHV 1)] equação 8.6 EHV = 1 + (0,25 + PT/HV). (E 1) equação 8.7 Sc = ,85 ( vc / 1000)² equação 8.8 A análise de trechos com greide específico pressupõe que o trecho imediatamente anterior à rampa é em nível. Quando houver um greide composto, utilizase o greide médio ponderado. A velocidade média de subida na qual ocorre a Capacidade varia entre 25 e 40 mph (40 e 64 km/h), dependendo da inclinação da rampa, do percentual de distância de visibilidade (ZUP) e de outros fatores. Na equação 8.3 temos: FSi = taxa de fluxo de serviço bidirecional, em vph (v/c)i = relação entre taxa de fluxo e capacidade, obtida da tabela 8.7 fd = fator de ajustamento para distribuição direcional, obtida da tabela 8.8 fw = fator de ajustamento largura de faixa e acostamentos, obtido da tabela 8.5 (para a largura dos acostamentos, utilizar largura média) fg = fator de ajustamento para o efeito das rampas sobre os automóveis fhv = fator de ajustamento para a presença de veículos pesados Na equação 8.4 temos: PP = proporção de automóveis em aclive, expressa em decimais IP = fator de impedância para automóveis Na equação 8.5 temos: E = automóvel equivalente, obtido da tabela 8.9 Eo = automóvel equivalente no plano, obtido da tabela 8.9 Na equação 8.6 temos: PHV = % de veículos pesados (camin. + veíc.recreacionais + ônibus) no sentido ascendente EHV = automóvelequivalente para a parcela específica de veíc.pesados no sentido ascendente Na equação 8.7 temos: PT/HV = proporção de caminhões dentro do total de veículos pesados Na equação 8.8 temos: Sc = velocidade em que ocorre a capacidade, em mph vc = taxa de fluxo de capacidade, em vph 293

53 PLANEJAMENTO VMDAi = FSi x FHP / K equação 8.9 Na tabela 8.10 são apresentados os valores máximos para o VMDA para as rodovias de pista simples, duas faixas bidirecionais. Os níveis de serviço referemse às condições de operação dentro do período de pico de 15 minutos do dia. O volume correspondente à 30 maior hora do ano é frequentemente utilizado como o volume de projeto para rodovias rurais Na equação 8.9 temos: VMDAi = volume médio diário anual máximo para o NS i, em veic/dia FSi = Taxa de Fluxo de Serviço máxima para o NS i, em vph obtido pela equação 8.3 FHP = Fator de Hora Pico, obtido da tabela 8.3 K = Fator de Hora de Projeto (pico horário) O fator K é comumente empregado em problemas de projeto como : VHP = VMDA x K onde: VHP = volume horário total de projeto VMDA = volume médio diário anual K = determinado a partir da relação entre o 30 maior volume horário do ano e o volume médio diário anual 294

54 Na análise operacional de segmentos genéricos, onde se consideram trechos uniformes em características geométricas e volume de trânsito, se obtém o nível de serviço genérico para o trecho considerado para a análise. Contudo, esse trecho pode ter pequenos segmentos (rampas) com níveis de serviço diferentes daquele obtido para o trecho como um todo. Quando se faz a análise específica de uma rampa, se obtém o nível de serviço para aquela rampa nas condições prevalecentes. Ao se fazer a análise específica para todas as rampas isoladamente, se obterá o nível de serviço de cada uma delas. A média ponderada dos níveis de serviço dessas rampas pode fornecer o nível de serviço do trecho em pauta. Esse nível de serviço assim obtido pode ser diferente (na maioria das vezes é) daquele nível de serviço obtido pelo método do segmento genérico. Acreditamos que o nível de serviço obtido a partir da análise individualizada de cada rampa, traduz mais coerentemente o nível de serviço do trecho. Atualmente com o uso de computadores tornase fácil fazer a análise de rampa por rampa, obtendose a média ponderada dos níveis de serviço das mesmas. 295

55 TRECHO: Dados do Problema CARACTERÍSTICAS DA RODOVIA Largura da pista (pés) = Largura dos acostamentos (pés) = Extensão do trecho (mi) = Greide (%) = Tipo de terreno (P, O, M) = Velocidade diretriz (mph) = Porcentagem de ZUP = DADOS DE TRÁFEGO Distribuição direcional = Caminhões (%) = Veículos recreacionais (%) = Ônibus (%) = Volume total bidirecional (vph) = Taxa de Fluxo = Volume FHP ( ) = ( ) ( ) EX.No. Análise de Segmentos Genéricos FHV = 1 / [ 1 + PT(ET1) + PR(ER1) + PB(EB1)] ET ER EB TABELA 8.6 NS FHV PT ET PR ER PB EB A B C D E FS = 2800 x (v/c) x FD x FW x FHV NS TAB 8.1 TAB 8.4 TAB 8.5 A 2800 B 2800 C 2800 D 2800 E 2800 Taxa de Fluxo = Nível de Serviço = TRECHO: vph EX.No. 296

56 Dados do Problema CARACTERÍSTICAS DA RODOVIA Largura da pista (pés) = Largura dos acostamentos (pés) = Extensão do trecho (mi) = Greide (%) = Tipo de terreno (P, O, M) = Velocidade diretriz (mph) = Porcentagem de ZUP = DADOS DE TRÁFEGO Distribuição direcional = Caminhões (%) = Veículos recreacionais (%) = Ônibus (%) = Volume total bidirecional (vph) = Taxa de Fluxo = Volume FHP ( ) = ( ) ( ) Análise de Greides Específicos VELOC (mph) 55,0 52,5 50,0 45,0 40,0 30,0 IP = 0,02 (E Eo) FG = 1 / (1 + PP.IP) PP AUTO E TAB 8.9 Eo TAB 8.9 PHV PT+PR+PB EHV = 1 + (0,25 + PT/HV) (E 1) FHV = 1 / [ 1 + PHV (EHV 1)] PT/HV PT/PHV IP FG EHV FHV VELOC FS = 2800 x v/c x FD x FW x FG x FHV (mph) TAB 8.7 TAB 8.8 TAB (NS A) (NS B) (NS C) (NS D)

57 298

58 299

59 300

60 301

61 302

62 303

63 TRECHO: RODOVIA DE PISTA SIMPLES EX.No Dados do Problema CARACTERÍSTICAS DA RODOVIA Largura da pista (pés) = 24 Largura dos acostamentos (pés) = 10 Extensão do trecho (mi) = 5 Greide (%) = Tipo de terreno (P, O, M) = P Velocidade diretriz (mph) = 70 Porcentagem de ZUP = 0 DADOS DE TRÁFEGO Distribuição direcional = 70/30 Caminhões (%) = 10 Veículos recreacionais (%) = 5 Ônibus (%) = 1 Volume total bidirecional (vph) = Taxa de Fluxo = Volume FHP Qual a Capacidade do trecho? Qual ( ) = ( ) ( ) a máxima Taxa Fluxo para nível C? Análise de Segmentos Genéricos FHV = 1 / [ 1 + PT(ET1) + PR(ER1) + PB(EB1)] ET ER EB TABELA 8.6 NS FHV PT ET PR ER PB EB A B C 0,83 0,10 2,2 0,05 2,5 0,01 2,0 D E 0,88 0,10 2,0 0,05 1,6 0,01 1,6 FS = 2800 x (v/c) x FD x FW x FHV NS TAB 8.1 TAB 8.4 TAB 8.5 A 2800 B 2800 C ,43 0,89 1,0 0,83 D 2800 E ,0 0,89 1,0 0,88 Taxa de Fluxo = vph RESPOSTA: Capacidade = 2193 vph Nível de Serviço = Taxa de Fluxo nível C =

64 TRECHO: RODOVIA DE PISTA SIMPLES EX.No Dados do Problema CARACTERÍSTICAS DA RODOVIA Largura da pista (pés) = 22 Largura dos acostamentos (pés) = 2 Extensão do trecho (mi) = 10 Greide (%) = Tipo de terreno (P, O, M) = M Velocidade diretriz (mph) = 60 Porcentagem de ZUP = 80 DADOS DE TRÁFEGO Distribuição direcional = 60/40 Caminhões (%) = 5 Veículos recreacionais (%) = 10 Ônibus (%) = 0 Volume total bidirecional (vph) = 180 Taxa de Fluxo = Volume FHP Qual o Nível de Serviço nos ( ) = ( 180 ) ( ) períodos de pico? Análise de Segmentos Genéricos FHV = 1 / [ 1 + PT(ET1) + PR(ER1) + PB(EB1)] ET ER EB TABELA 8.6 NS FHV PT ET PR ER PB EB A B C D E FS = 2800 x (v/c) x FD x FW x FHV NS TAB 8.1 TAB 8.4 TAB 8.5 A 2800 B 2800 C 2800 D 2800 E 2800 Taxa de Fluxo = Nível de Serviço = vph 305

65 TRECHO: RODOVIA PISTA SIMPLES EX.No Dados do Problema CARACTERÍSTICAS DA RODOVIA Largura da pista (pés) = 24 Largura dos acostamentos (pés) = 8 Extensão do trecho (mi) = 2 Greide (%) = 6 Tipo de terreno (P, O, M) = Velocidade diretriz (mph) = 40 Porcentagem de ZUP = 60 DADOS DE TRÁFEGO Distribuição direcional = 70/30 Caminhões (%) = 12 Veículos recreacionais (%) = 7 Ônibus (%) = 1 Volume total bidirecional (vph) = Taxa de Fluxo = Volume FHP ( ) = ( ) ( 0,85 ) Qual volume pode ser acomodado no greide dado, com uma velocidade de 40 mph? Análise de Greides Específicos IP = 0,02 (E Eo) FG = 1 / (1 + PP.IP) EHV = 1 + (0,25 + PT/HV) (E 1) FHV = 1 / [ 1 + PHV (EHV 1)] VELOC PP E Eo PHV PT/HV IP FG EHV FHV (mph) AUTO TAB 8.9 TAB 8.9 PT+PR+PB PT/PHV 55,0 52,5 50,0 45,0 40,0 0,80 10,7 1,3 0,20 0,60 0,188 0,87 9,25 0,38 30,0 VELOC FS = 2800 x v/c x FD x FW x FG x FHV (mph) TAB 8.7 TAB 8.8 TAB (NS A) (NS B) (NS C) (NS D) ,83 0,78 1,0 0,87 0, RESPOSTA : VOLUME = FS x FHP = 599 x 0,85 = 509 vph 306

66 TRECHO: RODOVIA DE PISTA SIMPLES EX.No Dados do Problema CARACTERÍSTICAS DA RODOVIA Largura da pista (pés) = 22 Largura dos acostamentos (pés) = 4 Extensão do trecho (mi) = 2 Greide (%) = 7 Tipo de terreno (P, O, M) = Velocidade diretriz (mph) = 60 Porcentagem de ZUP = 80 DADOS DE TRÁFEGO Distribuição direcional = 80/20 Caminhões (%) = 4 Veículos recreacionais (%) = 10 Ônibus (%) = 2 Volume total bidirecional (vph) = 500 Taxa de Fluxo = Volume FHP Em que NS o greide funcionará? Qual será a ( ) = ( 500 ) (0,85 ) velocidade de subida durante o fluxo de pico? Qual a Capcidade do greide? Qual a retenção dos veículos subindo se a velocidade for 55 mph? Análise de Greides Específicos VELOC (mph) IP = 0,02 (E Eo) FG = 1 / (1 + PP.IP) 55,0 52,5 50,0 45,0 40,0 30,0 PP AUTO E TAB 8.9 Eo TAB 8.9 PHV PT+PR+PB EHV = 1 + (0,25 + PT/HV) (E 1) FHV = 1 / [ 1 + PHV (EHV 1)] PT/HV PT/PHV IP FG EHV FHV VELOC FS = 2800 x v/c x FD x FW x FG x FHV (mph) TAB 8.7 TAB 8.8 TAB (NS A) (NS B) (NS C) (NS D)

67 308

68 9.4 INTERSEÇÕES SEM SEMÁFOROS Introdução O estudo e análise de interseções sem semáforos seguirá a metodologia apresentada no Highway Capacity Manual (HCM) de 1994 Special Report 209 em sua terceira edição. As interseções sem semáforos são as interseções existentes em maior número no sistema viário. Em rodovias, dificilmente encontramse interseções semaforizadas. Em vias urbanas, a superioridade, em número, de interseções sem semáforos em relação às semaforizadas é muito grande. Assim sendo, especial atenção deve ser dado a esse tipo de interseção. O objetivo do presente capítulo é realizar análises de capacidade da interseção, calculando as demoras verificadas na mesma, seja das diversas aproximações, seja dos diversos acessos não prioritários, ou seja da interseção como um todo Metodologia Em uma interseção de duas vias de mão dupla, teremos 4 ramos e 12 movimentos; desses, apenas 4 não experimentam demoras e são os 2 movimentos que seguem em frente na via principal e os 2 movimentos de virada à direita, também da via principal; os demais movimentos experimentam demoras. As demoras definem o Nível de Serviço, seja das aproximações, seja dos acessos, ou da interseção. hierarquia de prioridade: 0 fluxos principais da via principal; 1 conversões à esquerda da via principal; 2 conversões à direita da via secundária; 3 fluxos diretos da via secundária; 4 conversões à esquerda da via secundária. A Tabela 103 do Manual de Capacidade relaciona os Níveis de Serviço com as demoras. Para o desenvolvimento da metodologia é necessário distinguir os elementos referidos ao volume de veículos mistos e ao volume de veículos equivalentes em UCP. Cabe ao aluno observar onde esta distinção acontece no desenvolvimento dos cálculos. A Tabela 101 do Manual de Capacidade relaciona os equivalentes de veículos para as interseções. 309

69 TABELA 10.1 EQUIVALENTES EM CARROS DE PASSEIO PARA INTERSEÇÕES NÃO SEMAFORIZADAS INCLINAÇÃO (%) TIPO DE VEÍCULO Motos Veículos Leves Caminhões e Veículos Recreacionais Carretas e Onibus Todos os veículos 0,3 0,8 1,0 1,2 0,9 0,4 0,9 1,2 1,5 1,0 0,5 1,0 1,5 2,0 1,1 0,6 1,2 2,0 3,0 1,4 OBS.: Quando não se conhece a composição, utilizase os valores de todos os veículos TABELA 10.3 CRITÉRIO DE NÍVEIS DE SERVIÇO PARA INTERSEÇÕES NÃO SEMAFORIZADAS 0,7 1,4 3,0 6,0 1,7 NÍVEL DE SERVIÇO A B C D E F DEMORA TOTAL MÉDIA (Seg/veíc) 5 >5 y 10 >10 y 20 >20 y 30 >30 y 45 >45 A fórmula da capacidade é dada pela Equação 101 do Manual de Capacidade: onde: C p,x h [ Q ] c,y t = e (Eq. 101) t Cp,x = Capacidade potencial do movimento secundário x (ucp/h) Qc,y = Volume de tráfego da corrente conflitiva y (veic/h) t0 = th (ts/2) th = brecha crítica para o veículo do fluxo secundário (seg) ts = tempo de seguimento (tempo entre a saída de um veículo da via secundária e a saída do seguinte em uma condião de fila contínua) (seg) A Eq. 101 permite definir os Gráficos da Figura 104 e da Figura 105 adiante inseridas, respectivamente, para o caso de a via principal ser de duas faixas (uma para cada sentido), ou de 4 ou mais faixas (múltiplas faixas). A Tabela 102 fornece os intervalos de brecha crítica e tempos de seguimento. TABELA 10.2 INTERVALOS DE BRECHAS CRÍTICAS (th) e TEMPOS DE SEGUIMENTO(ts) Brecha Crítica (th) Tempo de ME da via principal MD da via secundária MF da via secundária ME da via secundária Vias de 2 Faixas 5,0 5,5 6,0 6,5 0 Vias de 4 Faixas 5,5 5,5 6,5 7,0 Seguimento, ts(seg) 2,1 2,6 3,3 3,4 310

70 1800 Figura 104 Uma Faixa de Aproximação pela Via Principal 1600 Capacidade Potencial (C ) MEprinc MDsecun MFsecun MEsecun Volum e Conflitivo (Qc,m ) 311

71 1800 Figura 105 Duas Faixas Aproximação pela Via Principal Capacidade Potencial (C ) MEprinc M D secun M Fsecun M Esecun Volum e Conflitivo (Qc,m ) 312

72 Efeitos da Impedância Os efeitos da impedância aplicamse unicamente aos movimentos da via secundária, porque admitese que os movimentos da via principal, em nenhum momento são dificultados pelos da via secundária, isto é, eles são prioritários em relação aos movimentos da via secundária. A magnitude dos efeitos da impedância está relacionada com a probabilidade de existência de outros veículos mais prioritários estarem esperando oportunidade de efetuar seu movimento de conversão. Assim, por exemplo, os veículos que seguem em frente na via secundária, somente poderão realizar tal movimento se não houver veículo da via principal esperando oportunidade para realizar conversão à esquerda. Portanto, a esses veículos, não se trata apenas de aguardar uma brecha para cruzar a via principal, mas sim, contar com a probabilidade de não haver veículo mais prioritário em fila aguardando. A Figura 106 do HCM94 permite determinar os fatores de ajuste de impedância para o ME (movimento à esquerda) da via secundária, em função do ME da via principal e do MF da via secundária no sentido oposto. Compartilhamento de Faixa de Tráfego É comum uma faixa de tráfego compartilhar diversos movimentos. Assim, por exemplo, se existe somente uma faixa de tráfego na aproximação da interseção, todos os 3 movimentos chegam na interseção utilizando a mesma faixa de tráfego, isto é, compartilhandoa Nesse caso, embora a brecha para os movimentos de conversão à direita e em frente de uma via secundária seja menor que a brecha para o movimento de conversão à esquerda, se houver uma única faixa de tráfego na aproximação pela via secundária, o veículo que aguarda a conversão à esquerda, irá impor uma demora maior aos demais. Assim sendo, é necessário determinar a capacidade de uma faixa compartilhada que é dada pela Equação 109 do HCM94. C C IE + IF + ID = Eq.109 IE IF ID + + C C C m,e m.f onde: E = movimento de conversão à Esquerda; F = idem em frente; D = idem direita I = volume de tráfego equivalente em ucp/h Cm = Capacidade do movimento em faixa compartilhada (ucp/h) m,d 313

73 Demoras A demora referese ao tempo em que o veículo fica parado aguardando a brecha para realizar seu movimento. Não considera, portanto, o tempo em que o mesmo esteve parado em uma fila até chegar à linha de parada. A Equação 1011 do HCM94 permite calcular a demora total média de um movimento considerandose volumes e capacidades para um período crítico de 15 minutos. d = 3600 C m,x Q + 900T ( C x m,x 1) Q + Cm,x C 450T x m,x Eq A Equação 1013 do HCM94 permite calcular a demora que se verifica no acesso: d A ddqd + deqe + dfqf = Eq Q + Q + Q D E F A Equação 1014 do HCM94 determina a demora na interseção: d t da,1q A,1 + da,2q A, da,nq A,n = Eq Q + Q Q 1 2 n onde: d = demora Q = fluxo de tráfego em vph Cm = Capacidade do movimento T = período de análise (hora) (para um período de 15 minutos, utilizase T=0,25) 314

74 1,2 Figura 106 do HCM 1 0,8 p' 0,6 0,4 0, ,2 0,4 0,6 0,8 1 1, 2 p" = (P0,i) (P0,j) 315

75 80 Figura 107 Demora 70 Cm,x = 100 Demora Total Média, d (s/veic) Cm,x = 200 Cm,x = 400 Cm,x = 600 Cm,x = 800 Cm,x = 1000 Cm,x = 1200 Cm,x = Volume do Movimento (veic/h) 316

76 9.4.3 Aplicações EXERCÍCIO Interseção SEM Semáforo CROQUIS DO LOCAL Rua B Via Secundária N = 1 Greide (%) = 0 Q 12 Q 11 Q 10 (28) (110) (11) Rua A Via Principal Q 1 = 33 Q 6 = 100 Q 2 = 250 Q 5 = 300 N = 2 N = 2 Q 3 = 50 Q 4 = 66 Greide (%) = 0 Greide (%) = 0 Faixa Exclusiva para ME?: N Faixa Exclusiva para ME?: N Q 7 Q 8 Q 9 (44) (132) (55) Velocidade Média do Movimento: 48 km/h N = No. de faixas de aproximação Greide (%) = 0 N = 1 Rua B (Via Secundária) Considerese que o croquis acima referese a um cruzamento onde, a via principal é formada de 4 faixas de tráfego, 2 por sentido. A via secundária é formada de 1 faixa de tráfego por sentido. Calcular as demoras e Níveis de Serviço para a situação atual e para uma situação futura, considerandose, para a situação futura: a) Uma faixa exclusiva para o Movimento Q7; b) 3 faixas de aproximação da via secundária. 317

77 RESOLUÇÃO DO EXERCÍCIO Exemplo do HCM94 (pág ) Adaptado SITUAÇÃO ATUAL (Via Principal de Múltiplas Faixas (2 faixas por sentido) e Via Secundária de 1 faixa por sentido Quadro 1 AJUSTE DE VOLUMES Movimento No Fluxo Autom Horário Onibus Q (v/h) Camin Soma Volume, I (Tabela 101) ANÁLISE DO CRUZAMENTO PASSO 1: MD da Via Secundária Q9 Q12 Fluxos Conflit: Qc Qc,9 = 1/2 (Q3) + Q2 (A) Qc,12 = 1/2 (Q6) + Q5 (B) Qc,9 = 275 v/h Qc,12 = 350 v/h Capac Potencial:cp,i (Figura 104,5) cp,9 = 988 v/h cp,12 = 905 v/h Capacidade de Movimento: cm,i cm,9 = cp,9 = 988 v/h cm,12 = cp,12 = 905 v/h Probabilidade de não ter fila: P0,i P0,9 = 1 I9 / cm,9 = 0,94 P0,12 =1I12/cm,12 = 0,966 PASSO 2: ME da Via Principal Q4 Q1 Fluxos Conflitivos: Qc Qc,4 = Q2 + Q3 (C) Qc,1 = Q5 + Q6 (D) Qc,4 = 300 v/h Qc,1 = 400 v/h Capac Potencial:cp,i (Figura 104,5) cp,4 = 1053 v/h cp,1 = 930,2 v/h Capacidade de Movimento: cm,i cm,4 = cp,4 = 1053 v/h cm,1 = cp,1 = 930,2 v/h Probabilidade de não ter fila: P0,i P0,4 = 1 I4 / cm,4 = 0,93 P0,1 = 1 I1 / cm,1 = 0,958 Prob.de Entrada livre de filas para Faixa Compartilhada para ME da p*0,4= 1 1 P0,4 = 0,93 p*0,1= 1 1 P0,1 = 0,96 Via Principal: p*0,i 1(I5 /S5 +I6 /S6 ) 1(I2 /S2 +I3 /S3 ) PASSO 3: MF da Via Secundária Q8 Q11 Fluxos Conflitivos: Qc Qc,8 = 1/2Q3 +Q2 +Q1 +Q6 + Qc,11 = 1/2Q6 +Q5 +Q4 +Q3 + + Q5 + Q4 (E) + Q2 + Q1 (F) Qc,8 = 774 v/h Qc,11 = 749 v/h Capac Potencial:cp,i (Figura 104,5) cp,8 = 342 v/h cp,11 = 353,3 v/h Fator de Ajuste da Capacidade f8 =P0,4 x P0,1 = 0,89 0,89 f11 =P0,4 x P0,1 = 0,89 0,89 para movimentos impeditivos: fi (uso de faixa compartilhada p*) (uso de faixa compartilhada p*) Capac.de Movimento (v/h): cm,i cm,8 = cp,8 x f8 = cm,11 = cp,11 x f11= 314,4 314 Probabilidade de não ter fila: P0,i P0,8 = 1 I8 / cm,8 = 0,53 0,53 P0,11 =1I11/cm,11= 0,625 0,62 PASSO 4: ME da Via Secundária Q7 Q10 Fluxos Conflitivos: Qc Qc,7 = 1/2Q3 +Q2 +Q1 +1/2Q6 Qc,10 = 1/2Q6 +Q5 +Q4 +1/2Q3 +Q5+Q4 + 1/2(Q11+Q12) (G) +Q2 +Q1 + 1/2(Q8 +Q9 ) (H) Qc,7 = 729 v/h Qc,10 = 765 v/h Capac Potencial:cp,i (Figura 104,5) cp,7 = 325 v/h cp,10 = 308,5 v/h Fator de Impedância de ME da Principal e MFda Secundária: p"i p"7 = P0,11x f11 = 0,56 0,56 p"10 = P0,8 x f8 = 0,471 0,47 Fat. Impedância corrigido de ME (Fig.106) (Fig.106) da Principal e MFda Secund.: p'i p'7 = 0,65 0,65 p'10 = 0,58 0,58 Fator de Ajuste da Capacidade para movimentos impeditivos: fi f7 = p'7 x P0,12 = 0,63 0,63 f10 = p'10 x P0,9 = 0,545 0,55 Capacidade de Movimento: cm,i cm,7 = cp,7 x f7 = cm,10 = cp,10 x f10 = 168,

78 EXERCÍCIO Quadro 2 SITUAÇÃO ATUAL (movim 7,8,9 e movim 10,11,12 compartilhados pois 1 faixa por sentido) CAPACIDADE DE FAIXA COMPARTILHADA cc = Ii + Ij quando 2 movimentos comparti (Ii / cm,i ) + (Ij / cm,j ) lham uma única faixa cc = Ii + Ij + Ik quando 3 movimentos compar (Ii / cm,i )+(Ij / cm,j )+(Ik / cm,k ) tilham uma única faixa MOVIMENTOS 7, 8, 9 PROVENIENTES DA VIA SECUNDÁRIA Movimento I (vl/h) cm (vl/h) cc (vl/h) Qx Demora Total Média NS Demora T.Média do No. Figura 107 ou Eq.1011 Acesso, da (Eq.1013) ,8 A 2, Movimento I (vl/h) cm (vl/h) cc (vl/h) Qx Demora Total Média NS Demora T.Média do No. Figura 107 ou Eq.1011 Acesso, da (Eq.1013) ,9 A 2, MOVIMENTOS 1, 4 PROVENIENTES DA VIA PRINCIPAL Movimento I (vl/h) cm (vl/h) cc (vl/h) Qx Demora Total Média NS Demora T.Média do No. Figura 107 ou Eq.1011 Acesso, da (Eq.1013) ,0 A 4, ,6 A 3,6 Demora Total Média da Intersecção (dt ) (Equação 1014) 1463,2 = Numerador dt = d7q7+d8q8+d9q9+ d10q10+d11q11+d12q12+d1q1+d4q4 = 1,24 segundos / veíc. Q1 + Q2 + Q Q11 + Q = Denominador NÍVEL SERVIÇO "B/A" (A) Devese eliminar Q3 quando se dispõe de faixa exclusiva para MD na via principal, e/ou quando Q3 está regulado com sinal de PARE; (B) Eliminar Q6 quando a via prioritária dispõe de uma faixa para MD e/ou Q6 estiver regulado por sinal de PARE; (C) e (D) Eliminar Q3 e Q6 quando o MD da via principal está regulado com sinal de PARE (E) (F) Devese eliminar Q3 quando se dispõe de faixa para MD na via principal, e/ou quando Q3 está regulado com PARE Eliminar Q3 e Q6 quando o MD está regulado com sinal de PARE, ou eliminar Q6 quando a via principal dispõe de uma faixa para MD e/ou Q6 estiver regulado por sinal de PARE (G) Devese eliminar Q3 quando se dispõe de faixa para MD na via principal, e/ou quando Q3 está regulado com PARE ; Eliminar Q6 quando a via prioritária dispõe de uma faixa para MD e/ou Q6 estiver regulado por sinal de PARE e/ou em vias principais de múltiplas faixas Nas vias prioritárias de múltiplas faixas se deve eliminar Q6 e Q12 (H) Devese eliminar Q3 quando se dispõe de faixa para MD na via principal, e/ou quando Q3 está regulado com PARE ; nas vias principais de múltipas fai xas devese eliminar Q3 e Q9 ; eliminar Q3 quando a via principal dispõe de faixa para MD, e/ou se tiver sinal PARE e/ou for vias múltiplas faixas 319

79 EXERCÍCIO SITUAÇÃO FUTURA Item a) Criação de Faixa Exclusiva para Movimento Q7 (virada à esquerda) O Quadro 1 permanece inalterado porque houve apenas a separação do mov.q7 Quadro 2 CAPACIDADE DE FAIXA COMPARTILHADA cc = Ii + Ij quando 2 movimentos comparti (Ii / cm,i ) + (Ij / cm,j ) lham uma única faixa cc = Ii + Ij + Ik quando 3 movimentos compar (Ii / cm,i )+(Ij / cm,j )+(Ik / cm,k ) tilham uma única faixa MOVIMENTOS 7, 8, 9 PROVENIENTES DA VIA SECUNDÁRIA Movimento I (vl/h) cm (vl/h) cc (vl/h) Qx Demora Total Média NS Demora T.Média do No. Figura 107 ou Eq.1011 Acesso, da (Eq.1013) ,3 D 5, ,3 A 2, Movimento I (vl/h) cm (vl/h) cc (vl/h) Qx Demora Total Média NS Demora T.Média do No. Figura 107 ou Eq.1011 Acesso, da (Eq.1013) ,9 A 2, MOVIMENTOS 1, 4 PROVENIENTES DA VIA PRINCIPAL Movimento I (vl/h) cm (vl/h) cc (vl/h) Qx Demora Total Média NS Demora T.Média do No. Figura 107 ou Eq.1011 Acesso, da (Eq.1013) ,0 A 4, ,6 A 3,6 Demora Total Média da Intersecção (dt ) (Equação 1014) 7222,1 = Numerador dt = d7q7+d8q8+d9q9+ d10q10+d11q11+d12q12+d1q1+d4q4 = 6,13 segundos / veíc. Q1 + Q2 + Q Q11 + Q = Denominador NÍVEL SERVIÇO "B/A" (A) Devese eliminar Q3 quando se dispõe de faixa exclusiva para MD na via principal, e/ou quando Q3 está regulado com sinal de PARE; (B) Eliminar Q6 quando a via prioritária dispõe de uma faixa para MD e/ou Q6 estiver regulado por sinal de PARE; (C) e (D) Eliminar Q3 e Q6 quando o MD da via principal está regulado com sinal de PARE (E) (F) Devese eliminar Q3 quando se dispõe de faixa para MD na via principal, e/ou quando Q3 está regulado com PARE Eliminar Q3 e Q6 quando o MD está regulado com sinal de PARE, ou eliminar Q6 quando a via principal dispõe de uma faixa para MD e/ou Q6 estiver regulado por sinal de PARE (G) Devese eliminar Q3 quando se dispõe de faixa para MD na via principal, e/ou quando Q3 está regulado com PARE ; Eliminar Q6 quando a via prioritária dispõe de uma faixa para MD e/ou Q6 estiver regulado por sinal de PARE e/ou em vias principais de múltiplas faixas Nas vias prioritárias de múltiplas faixas se deve eliminar Q6 e Q12 (H) Devese eliminar Q3 quando se dispõe de faixa para MD na via principal, e/ou quando Q3 está regulado com PARE ; nas vias principais de múltipas fai xas devese eliminar Q3 e Q9 ; eliminar Q3 quando a via principal dispõe de faixa para MD, e/ou se tiver sinal PARE e/ou for vias múltiplas faixas 320

80 EXERCÍCIO SITUAÇÃO FUTURA Item b) Criação de Faixa Exclusiva para MD da Via Principal e 3 Faixas de Aproximação na Via Secundária Quadro 1 AJUSTE DE VOLUMES Movimento No Fluxo Autom Horário Onibus Q (v/h) Camin Soma Volume, I (Tabela 101) ANÁLISE DO CRUZAMENTO PASSO 1: MD da Via Secundária Q9 Q12 Fluxos Conflit: Qc Qc,9 = 1/2 (Q3) + Q2 (A) Qc,12 = 1/2 (Q6) + Q5 (B) Qc,9 = 250 v/h Qc,12 = 300 v/h Capac Potencial:cp,i (Figura 104,5) cp,9 = 1017 v/h cp,12 = 959,4 v/h Capacidade de Movimento: cm,i cm,9 = cp,9 = 1017 v/h cm,12 = cp,12 = 959,4 v/h Probabilidade de não ter fila: P0,i P0,9 = 1 I9 / cm,9 = 0,94 P0,12 =1I12/cm,12 = 0,968 PASSO 2: ME da Via Principal Q4 Q1 Fluxos Conflitivos: Qc Qc,4 = Q2 + Q3 (C) Qc,1 = Q5 + Q6 (D) Qc,4 = 250 v/h Qc,1 = 300 v/h Capac Potencial:cp,i (Figura 104,5) cp,4 = 1120 v/h cp,1 = 1053 v/h Capacidade de Movimento: cm,i cm,4 = cp,4 = 1120 v/h cm,1 = cp,1 = 1053 v/h Probabilidade de não ter fila: P0,i P0,4 = 1 I4 / cm,4 = 0,93 P0,1 = 1 I1 / cm,1 = 0,963 Prob.de Entrada livre de filas para Faixa Compartilhada para ME da p*0,4= 1 1 P0,4 = 0,93 p*0,1= 1 1 P0,1 = 0,96 Via Principal: p*0,i 1(I5 /S5 +I6 /S6 ) 1(I2 /S2 +I3 /S3 ) PASSO 3: MF da Via Secundária Q8 Q11 Fluxos Conflitivos: Qc Qc,8 = 1/2Q3 +Q2 +Q1 +Q6 + Qc,11 = 1/2Q6 +Q5 +Q4 +Q3 + + Q5 + Q4 (E) + Q2 + Q1 (F) Qc,8 = 649 v/h Qc,11 = 649 v/h Capac Potencial:cp,i (Figura 104,5) cp,8 = 404 v/h cp,11 = 404,3 v/h Fator de Ajuste da Capacidade f8 =P0,4 x P0,1 = 0,9 0,9 f11 =P0,4 x P0,1 = 0,898 0,9 para movimentos impeditivos: fi (uso de faixa compartilhada p*) (uso de faixa compartilhada p*) Capac.de Movimento (v/h): cm,i cm,8 = cp,8 x f8 = cm,11 = cp,11 x f11= 363,2 363 Probabilidade de não ter fila: P0,i P0,8 = 1 I8 / cm,8 = 0,61 0,61 P0,11 =1I11/cm,11= 0,675 0,68 PASSO 4: ME da Via Secundária Q7 Q10 Fluxos Conflitivos: Qc Qc,7 = 1/2Q3 +Q2 +Q1 +1/2Q6 Qc,10 = 1/2Q6 +Q5 +Q4 +1/2Q3 +Q5+Q4 + 1/2(Q11+Q12) (G) +Q2 +Q1 + 1/2(Q8 +Q9 ) (H) Qc,7 = 704 v/h Qc,10 = 715 v/h Capac Potencial:cp,i (Figura 104,5) cp,7 = 337 v/h cp,10 = 332,1 v/h Fator de Impedância de ME da Principal e MFda Secundária: p"i p"7 = P0,11x f11 = 0,61 0,61 p"10 = P0,8 x f8 = 0,545 0,54 Fat. Impedância corrigido de ME (Fig.106) (Fig.106) da Principal e MFda Secund.: p'i p'7 = 0,69 0,69 p'10 = 0,64 0,64 Fator de Ajuste da Capacidade para movimentos impeditivos: fi f7 = p'7 x P0,12 = 0,67 0,67 f10 = p'10 x P0,9 = 0,603 0,6 Capacidade de Movimento: cm,i cm,7 = cp,7 x f7 = cm,10 = cp,10 x f10 = 200,

81 EXERCÍCIO Quadro 2 SITUAÇÃO FUTURA Item b) CAPACIDADE DE FAIXA COMPARTILHADA cc = Ii + Ij quando 2 movimentos comparti (Ii / cm,i ) + (Ij / cm,j ) lham uma única faixa cc = Ii + Ij + Ik quando 3 movimentos compar (Ii / cm,i )+(Ij / cm,j )+(Ik / cm,k ) tilham uma única faixa MOVIMENTOS 7, 8, 9 PROVENIENTES DA VIA SECUNDÁRIA Movimento I (vl/h) cm (vl/h) cc (vl/h) Qx Demora Total Média NS Demora T.Média do No. Figura 107 ou Eq.1011 Acesso, da (Eq.1013) ,7 C ,5 D ,7 A 13,5 Movimento I (vl/h) cm (vl/h) cc (vl/h) Qx Demora Total Média NS Demora T.Média do No. Figura 107 ou Eq.1011 Acesso, da (Eq.1013) ,0 C ,2 C 12, ,9 A MOVIMENTOS 1, 4 PROVENIENTES DA VIA PRINCIPAL Movimento I (vl/h) cm (vl/h) cc (vl/h) Qx Demora Total Média NS Demora T.Média do No. Figura 107 ou Eq.1011 Acesso, da (Eq.1013) ,5 A 3, ,4 A 3,4 Demora Total Média da Intersecção (dt ) (Equação 1014) 5329,8 = Numerador dt = d7q7+d8q8+d9q9+ d10q10+d11q11+d12q12+d1q1+d4q4 = 4,52 segundos / veíc. Q1 + Q2 + Q Q11 + Q = Denominador NÍVEL SERVIÇO "B/A" (A) Devese eliminar Q3 quando se dispõe de faixa exclusiva para MD na via principal, e/ou quando Q3 está regulado com sinal de PARE; (B) Eliminar Q6 quando a via prioritária dispõe de uma faixa para MD e/ou Q6 estiver regulado por sinal de PARE; (C) e (D) Eliminar Q3 e Q6 quando o MD da via principal está regulado com sinal de PARE (E) (F) Devese eliminar Q3 quando se dispõe de faixa para MD na via principal, e/ou quando Q3 está regulado com PARE Eliminar Q3 e Q6 quando o MD está regulado com sinal de PARE, ou eliminar Q6 quando a via principal dispõe de uma faixa para MD e/ou Q6 estiver regulado por sinal de PARE (G) Devese eliminar Q3 quando se dispõe de faixa para MD na via principal, e/ou quando Q3 está regulado com PARE ; Eliminar Q6 quando a via prioritária dispõe de uma faixa para MD e/ou Q6 estiver regulado por sinal de PARE e/ou em vias principais de múltiplas faixas Nas vias prioritárias de múltiplas faixas se deve eliminar Q6 e Q12 (H) Devese eliminar Q3 quando se dispõe de faixa para MD na via principal, e/ou quando Q3 está regulado com PARE ; nas vias principais de múltipas fai xas devese eliminar Q3 e Q9 ; eliminar Q3 quando a via principal dispõe de faixa para MD, e/ou se tiver sinal PARE e/ou for vias múltiplas faixas 322

82 EXERCÍCIO Interseção SEM Semáforo (para fazer em casa) CROQUIS DO LOCAL Rua B Via Secundária N = 1 Greide (%) = 0 Q 12 Q 11 Q 10 (28) (110) (11) Rua A Via Principal Q 1 = 33 Q 6 = 100 Q 2 = 250 Q 5 = 300 N = 1 N = 1 Q 3 = 50 Q 4 = 66 Greide (%) = 0 Greide (%) = 0 Faixa Exclusiva para ME?: N Faixa Exclusiva para ME?: N Q 7 Q 8 Q 9 (44) (132) (55) Velocidade Média do Movimento: 48 km/h N = No. de faixas de aproximação Greide (%) = 0 N = 1 Rua B (Via Secundária) Considerese que o croquis acima referese a um cruzamento onde, a via principal é formada de 2 faixas de tráfego, 1 por sentido. A via secundária é formada de 1 faixa de tráfego por sentido. Calcular as demoras e Níveis de Serviço para a situação atual e para uma situação futura, considerandose, para a situação futura: a) Uma faixa exclusiva para o Movimento Q3 323

83 RESOLUÇÃO DO EXERCÍCIO SITUAÇÃO ATUAL (Via Principal de Pista Simples (1 faixas por sentido) e Via Secundária de 1 faixa por sentido Quadro 1 AJUSTE DE VOLUMES Movimento No Fluxo Autom Horário Onibus Q (v/h) Camin Soma Volume, I (Tabela 101) ANÁLISE DO CRUZAMENTO PASSO 1: MD da Via Secundária Q9 Q12 Fluxos Conflit: Qc Qc,9 = 1/2 (Q3) + Q2 (A) Qc,12 = 1/2 (Q6) + Q5 (B) Qc,9 = v/h Qc,12 = v/h Capac Potencial:cp,i (Figura 104,5) cp,9 = v/h cp,12 = v/h Capacidade de Movimento: cm,i cm,9 = cp,9 = v/h cm,12 = cp,12 = v/h Probabilidade de não ter fila: P0,i P0,9 = 1 I9 / cm,9 = P0,12 =1I12/cm,12 = PASSO 2: ME da Via Principal Q4 Q1 Fluxos Conflitivos: Qc Qc,4 = Q2 + Q3 (C) Qc,1 = Q5 + Q6 (D) Qc,4 = v/h Qc,1 = v/h Capac Potencial:cp,i (Figura 104,5) cp,4 = v/h cp,1 = v/h Capacidade de Movimento: cm,i cm,4 = cp,4 = v/h cm,1 = cp,1 = v/h Probabilidade de não ter fila: P0,i P0,4 = 1 I4 / cm,4 = P0,1 = 1 I1 / cm,1 = Prob.de Entrada livre de filas para Faixa Compartilhada para ME da p*0,4= 1 1 P0,4 = p*0,1= 1 1 P0,1 = Via Principal: p*0,i 1(I5 /S5 +I6 /S6 ) 1(I2 /S2 +I3 /S3 ) PASSO 3: MF da Via Secundária Q8 Q11 Fluxos Conflitivos: Qc Qc,8 = 1/2Q3 +Q2 +Q1 +Q6 + Qc,11 = 1/2Q6 +Q5 +Q4 +Q3 + + Q5 + Q4 (E) + Q2 + Q1 (F) Qc,8 = v/h Qc,11 = v/h Capac Potencial:cp,i (Figura 104,5) cp,8 = v/h cp,11 = v/h Fator de Ajuste da Capacidade f8 =P0,4 x P0,1 = f11 =P0,4 x P0,1 = para movimentos impeditivos: fi (uso de faixa compartilhada p*) (uso de faixa compartilhada p*) Capac.de Movimento (v/h): cm,i cm,8 = cp,8 x f8 = cm,11 = cp,11 x f11= Probabilidade de não ter fila: P0,i P0,8 = 1 I8 / cm,8 = P0,11 =1I11/cm,11= PASSO 4: ME da Via Secundária Q7 Q10 Fluxos Conflitivos: Qc Qc,7 = 1/2Q3 +Q2 +Q1 +1/2Q6 Qc,10 = 1/2Q6 +Q5 +Q4 +1/2Q3 +Q5+Q4 + 1/2(Q11+Q12) (G) +Q2 +Q1 + 1/2(Q8 +Q9 ) (H) Qc,7 = v/h Qc,10 = v/h Capac Potencial:cp,i (Figura 104,5) cp,7 = v/h cp,10 = v/h Fator de Impedância de ME da Principal e MFda Secundária: p"i p"7 = P0,11x f11 = p"10 = P0,8 x f8 = Fat. Impedância corrigido de ME (Fig.106) (Fig.106) da Principal e MFda Secund.: p'i p'7 = p'10 = Fator de Ajuste da Capacidade para movimentos impeditivos: fi f7 = p'7 x P0,12 = f10 = p'10 x P0,9 = Capacidade de Movimento: cm,i cm,7 = cp,7 x f7 = cm,10 = cp,10 x f10 = 324

84 EXERCÍCIO Quadro 2 SITUAÇÃO ATUAL (movim 7,8,9 e movim 10,11,12 compartilhados pois 1 faixa por sentido) CAPACIDADE DE FAIXA COMPARTILHADA cc = Ii + Ij quando 2 movimentos comparti (Ii / cm,i ) + (Ij / cm,j ) lham uma única faixa cc = Ii + Ij + Ik quando 3 movimentos compar (Ii / cm,i )+(Ij / cm,j )+(Ik / cm,k ) tilham uma única faixa MOVIMENTOS 7, 8, 9 PROVENIENTES DA VIA SECUNDÁRIA Movimento I (vl/h) cm (vl/h) cc (vl/h) Qx Demora Total Média NS Demora T.Média do No. Figura 107 ou Eq.1011 Acesso, da (Eq.1013) Movimento I (vl/h) cm (vl/h) cc (vl/h) Qx Demora Total Média NS Demora T.Média do No. Figura 107 ou Eq.1011 Acesso, da (Eq.1013) MOVIMENTOS 1, 4 PROVENIENTES DA VIA PRINCIPAL Movimento I (vl/h) cm (vl/h) cc (vl/h) Qx Demora Total Média NS Demora T.Média do No. Figura 107 ou Eq.1011 Acesso, da (Eq.1013) 1 4 Demora Total Média da Intersecção (dt ) (Equação 1014) 0,0 = Numerador dt = d7q7+d8q8+d9q9+ d10q10+d11q11+d12q12+d1q1+d4q4 = segundos / veíc. Q1 + Q2 + Q Q11 + Q12 0 = Denominador NÍVEL SERVIÇO: (A) Devese eliminar Q3 quando se dispõe de faixa exclusiva para MD na via principal, e/ou quando Q3 está regulado com sinal de PARE; (B) Eliminar Q6 quando a via prioritária dispõe de uma faixa para MD e/ou Q6 estiver regulado por sinal de PARE; (C) e (D) Eliminar Q3 e Q6 quando o MD da via principal está regulado com sinal de PARE (E) (F) Devese eliminar Q3 quando se dispõe de faixa para MD na via principal, e/ou quando Q3 está regulado com PARE Eliminar Q3 e Q6 quando o MD está regulado com sinal de PARE, ou eliminar Q6 quando a via principal dispõe de uma faixa para MD e/ou Q6 estiver regulado por sinal de PARE (G) Devese eliminar Q3 quando se dispõe de faixa para MD na via principal, e/ou quando Q3 está regulado com PARE ; Eliminar Q6 quando a via prioritária dispõe de uma faixa para MD e/ou Q6 estiver regulado por sinal de PARE e/ou em vias principais de múltiplas faixas Nas vias prioritárias de múltiplas faixas se deve eliminar Q6 e Q12 (H) Devese eliminar Q3 quando se dispõe de faixa para MD na via principal, e/ou quando Q3 está regulado com PARE ; nas vias principais de múltipas fai xas devese eliminar Q3 e Q9 ; eliminar Q3 quando a via principal dispõe de faixa para MD, e/ou se tiver sinal PARE e/ou for vias múltiplas faixas 325

85 EXERCÍCIO SITUAÇÃO FUTURA Criação de Faixa Exclusiva para MD da Via Principal Quadro 1 AJUSTE DE VOLUMES Movimento No Fluxo Autom Horário Onibus Q (v/h) Camin Soma Volume, I (Tabela 101) ANÁLISE DO CRUZAMENTO PASSO 1: MD da Via Secundária Q9 Q12 Fluxos Conflit: Qc Qc,9 = 1/2 (Q3) + Q2 (A) Qc,12 = 1/2 (Q6) + Q5 (B) Qc,9 = v/h Qc,12 = v/h Capac Potencial:cp,i (Figura 104,5) cp,9 = v/h cp,12 = v/h Capacidade de Movimento: cm,i cm,9 = cp,9 = v/h cm,12 = cp,12 = v/h Probabilidade de não ter fila: P0,i P0,9 = 1 I9 / cm,9 = P0,12 =1I12/cm,12 = PASSO 2: ME da Via Principal Q4 Q1 Fluxos Conflitivos: Qc Qc,4 = Q2 + Q3 (C) Qc,1 = Q5 + Q6 (D) Qc,4 = v/h Qc,1 = v/h Capac Potencial:cp,i (Figura 104,5) cp,4 = v/h cp,1 = v/h Capacidade de Movimento: cm,i cm,4 = cp,4 = v/h cm,1 = cp,1 = v/h Probabilidade de não ter fila: P0,i P0,4 = 1 I4 / cm,4 = P0,1 = 1 I1 / cm,1 = Prob.de Entrada livre de filas para Faixa Compartilhada para ME da p*0,4= 1 1 P0,4 = p*0,1= 1 1 P0,1 = Via Principal: p*0,i 1(I5 /S5 +I6 /S6 ) 1(I2 /S2 +I3 /S3 ) PASSO 3: MF da Via Secundária Q8 Q11 Fluxos Conflitivos: Qc Qc,8 = 1/2Q3 +Q2 +Q1 +Q6 + Qc,11 = 1/2Q6 +Q5 +Q4 +Q3 + + Q5 + Q4 (E) + Q2 + Q1 (F) Qc,8 = v/h Qc,11 = v/h Capac Potencial:cp,i (Figura 104,5) cp,8 = v/h cp,11 = v/h Fator de Ajuste da Capacidade f8 =P0,4 x P0,1 = f11 =P0,4 x P0,1 = para movimentos impeditivos: fi (uso de faixa compartilhada p*) (uso de faixa compartilhada p*) Capac.de Movimento (v/h): cm,i cm,8 = cp,8 x f8 = cm,11 = cp,11 x f11= Probabilidade de não ter fila: P0,i P0,8 = 1 I8 / cm,8 = P0,11 =1I11/cm,11= PASSO 4: ME da Via Secundária Q7 Q10 Fluxos Conflitivos: Qc Qc,7 = 1/2Q3 +Q2 +Q1 +1/2Q6 Qc,10 = 1/2Q6 +Q5 +Q4 +1/2Q3 +Q5+Q4 + 1/2(Q11+Q12) (G) +Q2 +Q1 + 1/2(Q8 +Q9 ) (H) Qc,7 = v/h Qc,10 = v/h Capac Potencial:cp,i (Figura 104,5) cp,7 = v/h cp,10 = v/h Fator de Impedância de ME da Principal e MFda Secundária: p"i p"7 = P0,11x f11 = p"10 = P0,8 x f8 = Fat. Impedância corrigido de ME (Fig.106) (Fig.106) da Principal e MFda Secund.: p'i p'7 = p'10 = Fator de Ajuste da Capacidade para movimentos impeditivos: fi f7 = p'7 x P0,12 = f10 = p'10 x P0,9 = Capacidade de Movimento: cm,i cm,7 = cp,7 x f7 = cm,10 = cp,10 x f10 = 326

86 EXERCÍCIO Quadro 2 SITUAÇÃO FUTURA Uma só faixa na via secundária CAPACIDADE DE FAIXA COMPARTILHADA cc = Ii + Ij quando 2 movimentos comparti (Ii / cm,i ) + (Ij / cm,j ) lham uma única faixa cc = Ii + Ij + Ik quando 3 movimentos compar (Ii / cm,i )+(Ij / cm,j )+(Ik / cm,k ) tilham uma única faixa MOVIMENTOS 7, 8, 9 PROVENIENTES DA VIA SECUNDÁRIA Movimento I (vl/h) cm (vl/h) cc (vl/h) Qx Demora Total Média NS Demora T.Média do No. Figura 107 ou Eq.1011 Acesso, da (Eq.1013) Movimento I (vl/h) cm (vl/h) cc (vl/h) Qx Demora Total Média NS Demora T.Média do No. Figura 107 ou Eq.1011 Acesso, da (Eq.1013) MOVIMENTOS 1, 4 PROVENIENTES DA VIA PRINCIPAL Movimento I (vl/h) cm (vl/h) cc (vl/h) Qx Demora Total Média NS Demora T.Média do No. Figura 107 ou Eq.1011 Acesso, da (Eq.1013) 1 4 Demora Total Média da Intersecção (dt ) (Equação 1014) 0,0 = Numerador dt = d7q7+d8q8+d9q9+ d10q10+d11q11+d12q12+d1q1+d4q4 = segundos / veíc. Q1 + Q2 + Q Q11 + Q12 0 = Denominador NÍVEL SERVIÇO: (A) Devese eliminar Q3 quando se dispõe de faixa exclusiva para MD na via principal, e/ou quando Q3 está regulado com sinal de PARE; (B) Eliminar Q6 quando a via prioritária dispõe de uma faixa para MD e/ou Q6 estiver regulado por sinal de PARE; (C) e (D) Eliminar Q3 e Q6 quando o MD da via principal está regulado com sinal de PARE (E) (F) Devese eliminar Q3 quando se dispõe de faixa para MD na via principal, e/ou quando Q3 está regulado com PARE Eliminar Q3 e Q6 quando o MD está regulado com sinal de PARE, ou eliminar Q6 quando a via principal dispõe de uma faixa para MD e/ou Q6 estiver regulado por sinal de PARE (G) Devese eliminar Q3 quando se dispõe de faixa para MD na via principal, e/ou quando Q3 está regulado com PARE ; Eliminar Q6 quando a via prioritária dispõe de uma faixa para MD e/ou Q6 estiver regulado por sinal de PARE e/ou em vias principais de múltiplas faixas Nas vias prioritárias de múltiplas faixas se deve eliminar Q6 e Q12 (H) Devese eliminar Q3 quando se dispõe de faixa para MD na via principal, e/ou quando Q3 está regulado com PARE ; nas vias principais de múltipas fai xas devese eliminar Q3 e Q9 ; eliminar Q3 quando a via principal dispõe de faixa para MD, e/ou se tiver sinal PARE e/ou for vias múltiplas faixas 327

87 RESPOSTA DO EXERCÍCIO SITUAÇÕES ATUAL FUTURA Qc,1 = Qc,4 = Qc,7 = Qc,8 = Qc,9 = Qc,10 = Qc,11 = Qc,12 = Demora no Movim.: 1 4,0 4,0 4 3,6 3,4 7,8,9 2,9 2,8 10,11,12 2,9 11,0 Demora na Intersec 1,25 2,23 EXERCÍCIO Interseção sem Semáforo Referese ao exercício 1 do HCM94 pág.541 (1033) Adaptado Movimento No Fluxo Horário de Veículos Q (v/h) Volume, I (Tabela 101) Foi utilizado o Fator 1,1 para conversão de Q para I porque o problema não classifica os veículos e porque o Greide é de 0%. Q2 Q5 Greide (%) = 0 N= 1 N= 1 Q3 Q4 Greide (%) = 0 Q7 Q9 N= 1 Faixa Exclusiva para ME?=N Greide (%) = 0 Via Principal pista simples Via Secundária pista simples. 328

88 RESOLUÇÃO DO EXERCÍCIO Faixa de Aproximação na Via Principal e 1 Faixa na Via Secundária QUADRO 1 ANÁLISE DO CRUZAMENTO PASSO 1: MD da Via Secundária Q9 Fluxos Conflit: Qc Qc,9 = 1/2 (Q3) + Q2 (A) Qc,9 = 270 v/h Capac Potencial: cp,i (Figura 104,5) cp,9 = 994 v/h Capacidade de Movimento: cm,i cm,9 = cp,9 = 994 v/h PASSO 2: ME da Via Principal Q4 Fluxos Conflitivos: Qc Qc,4 = Q3 + Q2 (B) Qc,4 = 290 v/h Capac Potencial: cp,i (Figura 104,5) cp,4 = 1089 v/h Capacidade de Movimento: cm,i cm,4 = cp,4 = 1089 v/h Probabilidade de não ter fila: P0,i P0,4 = 1 I4 / cm,4 = 0,85 Prob.de Entrada livre de filas para Faixa Compartilhada para ME da p*0,4= 1 1 P0,4 = 0,85 Via Principal: p*0,i 1(Q5 /S5) PASSO 3: ME da Via Secundária Q7 Fluxos Conflitivos: Qc Qc,7 = 1/2 Q3 + Q2 + Q5 + Q4 (C) Qc,7 = 720 v/h Capac Potencial: cp,i (Figura 104,5) cp,7 = 392 v/h Fator de Ajuste da Capacidade para movimentos impeditivos: fi f7 = P0,4 = 0,85 ou f*7 = P*0,4 = 0,85 Capacidade de Movimento: cm,i cm,7 = cp,7 x f7 = 333 v/h Quadro 2 CÁLCULO DA CAPACIDADE DE FAIXA COMPARTILHADA cc = Ii + Ij quando 2 movimentos comparti (Ii / cm,i ) + (Ij / cm,j ) lham uma única faixa Movimento No I (v/h) cm (v/h) cc (v/h) Qx Demora T. Média NS Demora T.Média do Figura 107 Acesso, da (Eq.1013) ,1 A 3, ,8 A 3,8 Cálculo da Demora Total Média da Intersecção (dt ) (Equação 1014) dt = da,7 QA,7 + da,9 QA,9 + da,4 QA,4 = 1,19 segundos / veíc. Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q7 + Q9 NÍVEL SERVIÇO = A (A) Q3 = 0 quando a via principal dispõe de uma faixa exclusiva para conversão à direita. (B) Q3 = 0 quando a via principal dispõe de uma faixa exclusiva para conversão à direita. (C) Q3 = 0 quando a via principal dispõe de uma faixa exclusiva para conversão à direita. 329

89 EXERCÍCIO (para fazer em casa) Considerese uma interseção sem semáforo, cujo fluxo de movimentação diária de veículos (TMDA) é dado na página seguinte. Os fatores de equivalência de veículos deverão ser obtidos da Tabela 101 Considerar como sendo de v/h a capacidade do fluxo não compartilhado. Considerar Pico Horário = 9% e FHP = 0,90 A via principal apresenta 2 faixas de tráfego por sentido. A via secundária apresenta 1 faixa por sentido. Verificar o Nível de Serviço dessa interseção. Fluxo Diário de Veículos Q (v/dia) DADOS DO PROBLEMA Movimento No Automóvel Ônibus Caminhão Soma N= 2 Greide (%) = 0 Greide (%) = 0 Q7 Q3 Q2 N= 1 Q9 Q4 Q5 Greide (%) = 0 N= 2 Via Principal Múltiplas Faixas Via Secundária pista simples. 330

90 RESOLUÇÃO DO EXERC.: Interseção sem Semáforo Movimento No Fluxo Horário de Veículos Q (v/h) Volume, I (Tabela 101) Q2 Q5 Greide (%) = 0 N= 2 N= 2 Q3 Q4 Greide (%) = 0 Q7 Q9 N= 1 Faixa Exclusiva para ME?=N Greide (%) = 0 1 Faixa de Aproximação na Via Principal e 1 Faixa na Via Secundária QUADRO 1 ANÁLISE DO CRUZAMENTO PASSO 1: MD da Via Secundária Q9 Fluxos Conflit: Qc Qc,9 = 1/2 (Q3) + Q2 (A) Qc,9 = v/h Capac Potencial: cp,i (Figura 104,5) cp,9 = v/h Capacidade de Movimento: cm,i cm,9 = cp,9 = v/h PASSO 2: ME da Via Principal Q4 Fluxos Conflitivos: Qc Qc,4 = Q3 + Q2 (B) Qc,4 = v/h Capac Potencial: cp,i (Figura 104,5) cp,4 = v/h Capacidade de Movimento: cm,i cm,4 = cp,4 = v/h Probabilidade de não ter fila: P0,i P0,4 = 1 I4 / cm,4 = Prob.de Entrada livre de filas para Faixa Compartilhada para ME da p*0,4= 1 1 P0,4 = Via Principal: p*0,i 1(Q5 /S5) PASSO 3: ME da Via Secundária Q7 Fluxos Conflitivos: Qc Qc,7 = 1/2 Q3 + Q2 + Q5 + Q4 (C) Qc,7 = v/h Capac Potencial: cp,i (Figura 104,5) cp,7 = v/h Fator de Ajuste da Capacidade para movimentos impeditivos: fi f7 = P0,4 = ou f*7 = P*0,4 = Capacidade de Movimento: cm,i cm,7 = cp,7 x f7 = v/h 331

91 RESOLUÇÃO DO EXERCÍCIO Quadro 2 CÁLCULO DA CAPACIDADE DE FAIXA COMPARTILHADA cc = Ii + Ij quando 2 movimentos comparti (Ii / cm,i ) + (Ij / cm,j ) lham uma única faixa Movimento I (v/h) cm (v/h) cc (v/h) Qx Demora T. Média NS Demora T.Média do No. Figura Cálculo da Demora Total Média da Intersecção (dt ) (Equação 1014) Acesso, da (Eq.1013) dt = da,7 QA,7 + da,9 QA,9 + da,4 QA,4 = segundos / veíc. Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q7 + Q9 NÍVEL SERVIÇO = (A) Q3 = 0 quando a via principal dispõe de uma faixa exclusiva para conversão à direita. (B) Q3 = 0 quando a via principal dispõe de uma faixa exclusiva para conversão à direita. (C) Q3 = 0 quando a via principal dispõe de uma faixa exclusiva para conversão à direita. RESPOSTA: Exercício Movimento No Fluxo Horário de Veículos Q (v/h) Volume, I (Tabela 101) RESPOSTA DO EXERCÍCIO SITUAÇÕES ATUAL Qc,4 = 111 Qc,7 = 374 Qc,9 = 111 Demora no Movim.: 4 3,0 7,9 2,3 Demora na Intersec 1,14 FUTURA 332

92 9.5 ROTATÓRIAS ESTUDOS DE CAPACIDADE MÉTODO TRRL Exemplo de Aplicação EXERCÍCIO B Dada uma interseção de 4 ramos, verificar a suficiência de uma rotatória como solução ao cruzamento sem semáforo. A C Os dados de tráfego são dados no Quadro 1 abaixo. D Quadro 1 PARA A B C D TOTAL DE A RESOLUÇÃO B C D TOTAL O método do TRRL indica a utilização da expressão: Q = e δ 282 W W 3 W 1+ L onde: W= largura pista e = (e 1 + e 2 )/2 = entrada L= comprimento da seção δ = entrelaçamento Admitindose a pior situação, isto é, que todo tráfego se entrelaça, δ = 1 333

93 Seção AD δ = 1 L = 50 m W= 7 m e 1 = 6 m e 1 = 6 m e= (média)= 6,5 m Seção DC δ = 1 L = 29 m W= 7 m e 1 = 6 m e 1 = 6 m e= (média)= 6,5 m Seção CB δ = 1 L = 50 m W= 7 m e 1 = 6 m e 1 = 6 m e= (média)= 6,5 m Seção BA δ = 1 L = 33 m W= 7 m e 1 = 6 m e 1 = 6 m e= (média)= 6,5 m 6, Q = = ucp/hora 6, Q = = ucp/hora 6, Q = = ucp/hora 6, Q = = ucp/hora SEÇÃO AD VOLUME TOTAL (ucp/hora) 1525 CAPACIDADE (Q) ucp/hora 2226 RESERVA CAPACIDADE 46% DC % CB % BA % EXERCÍCIO (para fazer em casa) Dada uma interseção de 4 ramos, verificar a suficiência de uma rotatória como solução ao cruzamento sem B 334

94 RESPOSTA DO EXERCÍCIO DISCRIMINAÇÃO SEGMENTOS AD DC CB BA Volume Total no Segmento (UCP/hora) Capacidade no Segmento (UCP/hora) Reserva de Capacidade (%) 22% 0% 0% 1% Extensão do Segmento para adequação do Nível de Serviço (em m) Conclusão: Os segmentos AD e BA por terem sido menores que o valor da rotatória projetada, estão suficientes, não necessitando serem remodelados, porém, o segmento DC deve ter o seu L aumentado de 1m e o segmento CB de 2 m. 335

95 9.6 ONDAS DE CONGESTIONAMENTO EXERCÍCIO C C = C A = q = Seção C Seção B Seção A Considerese que na figura acima está representado um segmento de via que possui atualmente um fluxo q= veículos/hora, passando na seção C que apresenta uma capacidade C C = veículos/hora. Os veículos apresentam uma velocidade em fluxo livre de 75 km/h. Por uma razão qualquer (acidente, por exemplo), houve interrupção de uma das faixas de tráfego, reduzindo a capacidade na seção A para metade. Determinar a velocidade da Onda de Congestionamento que se formará na seção B, bem como a extensão do congestionamento que se verificará em 15 minutos. Determinar também, a velocidade de recuperação da onda, caso a interrupção seja eliminada e o tempo de dissipação do congestionamento provocado em 15 minutos de interrupção. RESOLUÇÃO A expressão de Greenshields que determina a velocidade de veículos é: V S = Vf 2 1 ± 1 q C SEÇÃO C V C = 1 1 = ,18km /h q qc 2800 d = d C = = = 59,34veic / km V V 47,18 C 336

96 SEÇÃO A V A = 1 1 = ,5km / h q qa 1500 d = d A = = = 40veic / km V V 37,5 A SEÇÃO B V B = 1 1 = 10,98km / h q qb 1500 d = d B = = = 136,6veic / km V V 10,98 B VELOCIDADE E EXTENSÃO DA ONDA Q QB QC VONDA = = = = 16,83km /h 15minutos = D D D 136,6 59,34 B C 4,2km VELOCIDADE E TEMPO DE RECUPERAÇÃO V A = 1 1 = 37,5km / h q qa 3000 d = d A = = = 80veic / km V V 37,5 A Q QA QB VRECUP = = = = 26,50km /h 4,2km = 9minutos D D D ,6 A B 337

97 Aplicações Comentários sobre os Viadutos Morro Alto, Padres, Caruaru A Rodovia BR 277, no trecho Curitiba Paranaguá, apresenta um segmento de subida da Serra no sentido Paranaguá Curitiba. Essa subida, na época do veraneio, principalmente nos feriados prolongados, experimentase um nível de serviço baixo, criandose um certo desconforto no trânsito. Nesse sentido, o DER/PR pretendia alargar o trecho de duas faixas de tráfego para três. Porém, os viadutos críticos existentes no segmento, teriam um custo muito elevado para transformálos em 3 faixas. Seria formado então, um gargalo. Nesse gargalo haverá a formação de filas de veículos que pode ser calculado como segue. Cc = 5700 vph C A = 3800 vph q = 3480 vph Seção C Seção B Seção A No desenho acima (croquis esquemático), a seção C e B são segmentos com 3 faixas de tráfego, onde não existe problema de capacidade. A capacidade, nessas seções, conforme calculado pelas operações de cálculo é de 1900 veículos por hora por faixa de tráfego, ou seja, 5700 veículos no segmento de 3 faixas de tráfego. Na seção A, haverá redução de largura e, para duas faixas, a capacidade é 3800 veículos por hora (vph). O volume horário de tráfego no segmento km km (segmento do trecho analisado) é de veículos por hora(vph). A taxa de fluxo é, portanto, 3480 vph (2958/0,85). Logo, o fluxo na secão C e B é de vph. Como haverá redução de pista, as manobras dos veículos irão impor uma redução de velocidade no trânsito, o que ocasionará um pequeno tumulto na área próxima da seção A, que foi chamado de seção B. Na seção B haverá portanto, uma redução de velocidade e, formarseá aí, uma onda de congestionamento. A velocidade de propagação dessa onda pode ser calculada utilizandose a expressão de Greenshield: v f Vs = 2 1 ± q 1 e C onde: Vs = velocidade do tráfego Vf = Velocidade em fluxo livre (considerado 80 km/h, considerandose que é subida da serra e que por isso os veículos não conseguem desenvolver velocidade maior) q = fluxo em veículos por hora (vph) d = q Vs 338

98 C= capacidade d = densidade do tráfego (veículos/km) As velocidades e densidades foram calculadas para cada uma das seções, sabendose que nas seções A e C, é utilizado o sinal + velocidade positiva e, na seção B é utilizado o sinal porque está havendo redução de velocidade nesse ponto. Por outro lado, o fluxo na seção A é igual à capacidade, pois nessa seção, o fluxo aproveita o máximo permitido. Os cálculos indicaram uma velocidade de propagação da onda de congestionamento de 13,46 km/h, ou seja, haverá, em uma hora, uma fila de 13,46 km por causa do gargalo. Em 15 minutos se formará uma fila de 3,3 km. Filas na PR 407 A PR 407 é uma rodovia que, saindo da BR 277, dá acesso às praias do Paraná. Tratase de uma rodovia de pista simples que experimenta, na época do veraneio, principalmente, quando há feriados prolongados, um elevado tráfego. Verificouse, pela análise de capacidade de segmentos que o Nível de Serviço da PR 407 é E no período de sobredemanda. Sendo E o nível de serviço, significa que perturbações na corrente de tráfego poderão acarretar colapsos (congestionamentos). Assim sendo, foi analisada a influência das lombadas existentes. Considerouse que a via permite uma velocidade em fluxo livre de 90 km/h (valor fixado pelo limite de velocidade da rodovia) e que a lombada faz a velocidade ser reduzida para 22,5 km/h para sua transposição. A capacidade da via, conforme o quadro Análise de Capacidade de Segmentos, é de 2.062,97 veículos/hora e que no período de sobredemanda existe um fluxo de tráfego de 1700 veículos por hora (observese que a capacidade não é atingida). Temos, esquematicamente, a situação representada na figura adiante: C C = C A = q = Seção C Seção B Seção A Considerandose a formação de 3 seções temos: 339

99 Seção C : fluxo normal de veíc/h à velocidade de 90 km/h em fluxo livre. Seção B: acúmulo de veículos devido à redução de velocidade na seção A seguinte. Seção A: tráfego com velocidade de 22,5 km/h devido à lombada Será utilizada a expressão de Greenshields que determina a velocidade de veículos: onde: V S Vf = 2 1 ± 1 Vs = velocidade do fluxo Vf = velocidade em fluxo livre q = demanda C = capacidade da via q C Aplicandose a expressão acima, obtevese: SEÇÃO VELOCIDADE C 63,88 km/h B 11,25 km/h A 11,25 km/h Sendo a densidade d = q/v temos: SEÇÃO C B A DENSIDADE 26,61 veic/km 151,11 veic/km 151,1 veic/km A velocidade de propagação da onda de congestionamento pode ser calculada pela expressão: qb qc VONDA = = = 2,92km / h 151, d d B C Isto significa que, em uma hora a fila será de praticamente 3 km e em 3 horas de trânsito em sobredemanda provoca uma fila de quase 9 km. O período de sobredemanda costuma ocorrer entre 14horas e 20 horas no movimento de retorno a Curitiba, o que significa que a fila de uma lombada acaba sendo prolongada até à fila da lombada anterior. O atraso provocado pela lombada pode também ser determinado. Para tal, serão utilizadas as expressões: manobra Tempo de manobra Velocidade média extensão 340

100 Na manobra Desaceleraçã V V + INICAL VTRANSPOR INICIAL V tb = o b 2 TRANSPOR V 2 INICIAL V 2b 2 TRANSPOR Transposição aceleração t = t x a = V V x TRANSPOR FINAL V a TRANSPOR V TRANSPOR V FINAL + V 2 TRANSPOR x V 2 FINAL V 2a 2 TRANSPOR Os valores de aceleração e desaceleração praticados pelo motoristas são, em geral, função da variação da velocidade desejada. Valores de desaceleração e aceleração normais para automóveis são b=10 km/h.s (=2,78 m/s 2 ) e a=5 km/h.s (=1,39 m/s 2 ). Isto corresponde a coeficientes de atrito da ordem de 0,28 para frenagem e 0,14 para aceleração (g=9,8 m/s 2 =35,28 km/h.s). Assumindose velocidades inicial e final iguais às velocidade de projeto (visto que não há outras interferências no trecho) e desprezando o tempo adicional decorrido durante a transposição, obtémse: Tempo gasto desacelerando o veículo na lombada: 7,00 segundos Tempo gasto acelerando o veículo após a lombada: 14, 00 segundos Velocidade média no segmento da lombada: 15,28 m/s Extensão de influência da lombada: 320, \83 m Atraso sofrido por um veículo devido à lombada: 8,17 segundos Sendo veículos/hora o tráfego da sobredemanda, temos um atraso total de segundos = 3,09 horas. Isto significa que, em 2011 o veículo levará aproximadamente 4 horas e meia para fazer o percurso de Pontal do Sul (praia) a Curitiba. Sendo de veículos/hora o tráfego atual, o atraso é de segundos = 2,4 horas. Vale observar que essa situação ocorre entre 3 e 5 vezes em um ano. 341

101 EXERCÍCIO (para fazer em casa) Considerese uma via de mão única formada de duas faixas de tráfego com largura de 3,60 m cada uma. O Tráfego nessa via é dado em TMDA2001 abaixo: CP = ON= 29 CM= Sabese que o Pico Horário dessa Rodovia é K=7,25% e o Fator de Hora Pico (FHP) é FHP =0,90 Considerese que a velocidade em fluxo livre para essa via seja Vf = 95 km/h E que sua Capacidade é de Cc= veic/h Um acidente faz interromper uma faixa de tráfego por 18 minutos, reduzindo a Capacidade dessa via pela metade na seção em que se encontra o acidente. Tal acidente ocorre na hora de pico máximo. A distribuição horária do tráfego nessa via ao longo do dia de 24 horas é fornecida no Anexo 1. Pedese calcular a velocidade eaextensãodaonda de congestionamento, bem como a velocidade de recuperação após a liberação da via obstruída e o tempo necessário para o completo restabelecimento da normalidade do fluxo de tráfego. RESPOSTA DO EXERCÍCIO Fluxo em veículos/hora = Velocidade de Propagação da Onda (km/h)= 7,800 Tempo de Recuparação = 4,180 minutos 342

102 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. AASHO American Association of State Highway Officials A Policy on Geometric Design of Rural Highways 1965 Federal Aid Highway Act. "Blue Book", Washington D. C. 652 p 2. AASHTO American Association of State Higway and Transportation Officials 1984 A Policy on Design of Urban Highways and Arterial Streets "Green Book", Wasington D.C. 776p. 3. DNER Deapartamento Nacional de Estradas de Rodagem Diretoria de Trânsito Manual de Sinalização de Trânsito parte I Brasília p. 4. RADELAT, Guido Manual de Capacidad y Niveles de Servicios para Carreteras Rurales de Dos Carriles Edição Provisória Republica de Colombia Ministerio de Obras Publicas y Transporte Universidad del Cauca p. 5. TRANSPORTATION RESEARCH BOARD Highway Capacity Manual (HCM) 1965 Tradução para o Português pelo Laboratório de Engenharia de Angola. Luanda p. 6. TRANSPORTATION RESEARCH BOARD Highway Capacity Manual (HCM) Special Report ed. Washington D.C p. 7. HUGO PIETRANTONIO Apostila do Curso de Graduação em Engenharia de Transportes Universidade de São Paulo (USP)