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Apostila do Curso de Graduação em Engenharia Civil Estudos de Tráfego – Prof. Pedro Akishino – Universidade Federal do Paraná (UFPR) Cap09

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CAPÍTULO 09

ESTUDOS DE CAPACIDADE 9.1 INTRODUÇÃO MANUAIS NORTE-AMERICANOS 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. Refere-se, 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: referem-se às características geométricas da estrada.

condições do tráfego: referem-se às características da corrente de tráfego que se utiliza da instalação

condições de controle: referem-se aos tipos e projetos específicos dos dispositivos de controle e regulamentação de tráfego vigentes em uma dada rodovia.

NÍVEL DE SERVIÇO


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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.

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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

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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

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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

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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)

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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

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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 ultrapassá-lo a operação é caracterizada por ondas anda-pára-anda 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

VOLUME


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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 , sub-horário. 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 (HCM-85/94), 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


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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 1.000 veículos. Esses 1.000 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, 4.000 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 anotando-se o volume separadamente para cada intervalo.Toma-se o maior volume registrado, multiplicando-o 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


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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)


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FATORES QUE INFLUENCIAM A CAPACIDADE

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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


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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


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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 sub-utilização 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 origem-destino 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 2.000 automóveis/hora/faixa, reconhecendo que o fluxo em algumas faixas individualmente pode ser maior e em outras , menor.


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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 15 000 a 40 000 veículos por dia. Em alguns casos pode chegar até a 100 000 veículos/dia, porém em pontos restritos. O fluxo nessas rodovias não é tão eficiente quanto o das Auto-Estradas 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.


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Velocidade de Fluxo-Livre 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 1 400 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.

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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 considera-se tanto a obstrução do acostamento mais a do canteiro central . Obstruções laterais maior que 6 pés considera-se como 6 pés (1.8 m) nenhum acesso direto ao longo da rodovia somente autmóvesis na corrente de trânsito velocidade do fluxo-livre em 60 mph (100 km/h) ou mais


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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 fluxo-livre, 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 fluxo-livre 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).


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Ajustamento à Velocidade de Fluxo - Livre

Vários fatores afetam a velocidade de fluxo-livre como:

Ação da Polícia Rodoviária A presença da Polícia Rodoviária faz com que a velocidade dos veículos seja diminuída, contudo, observa-se 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 fluxo-livre 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 fluxo-livre, 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 fluxo-livre é o número de acessos do lado direito da rodovia. Os procedimentos aqui expostos mostrarão que para 10 acessos por milha


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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, obtém-se dividindo-se 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.


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Metodologia

Determinação da Velocidade de Fluxo-livre 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 (17-18 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, utiliza-se 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:


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Plano:

Ondulado:

Montanhoso:

qualquer combinação de alinhamento horizontal e vertical que permita aos veículos pesados manterem a mesma velocidade que os carros de passeio. Incluem-se 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) usa-se o equivalente de automóveis para caminhões e ônibus de terreno plano da tabela 7.7. Para greides de no mínimo 4% e maiores que 2 milhas usam-se os valores especificados na tabela 7.10. Para veículos recreacionais em declive usa-se o equivalente da tabela 7.7 em todos os casos. Distribuição do Volume de Trânsito por Faixa Não há necessidade de se utilizar a distribuição por faixa, contudo em determinadas ocasiões o seu conhecimento pode ser importante. Pesquisas americanas mostram que em rodovias de 4 faixas, 40% do trânsito ocorre na faixa da direita e 60% na faixa da esquerda. Para rodovias de 3 faixas em uma direção, 25% usam a faixa da direita, 37,5% na pista de centro e 37,5% na pista da esquerda.


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Determinação do Nível de Serviço

1° passo Defina o apropriado segmento de rodovia

2° passo Com base na velocidade do fluxo-livre atual do segmento de rodovia, trace as curvas apropriadas da velocidade de fluxo-livre 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

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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


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Análise Operacional A análise é feita determinando-se 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 fluxo-livre 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, deve-se 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. Determina-se a velocidade do fluxo-livre (coleta de campo ou dados rodovia similar). Se a velocidade é estimada, converter a velocidade do fluxo-livre ideal em atual, utilizando-se a equação 7.1

FFS = FFSi - FM - FLW - FLC - FA equação 7.1 FFS = estimativa da velocidade fluxo-livre (mph) FFSi = velocidade fluxo-livre condições ideais (mph) FM = tipo de canteiro central (tabela 7.2) FLW = para largura de faixas (tabela 7.3 e equação 7.2) OBSERVACÃO:


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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) FLC = obstrução lateral (tabela 7.4) FA = pontos de acesso (tabela 7.5 ou 7.6) - usar tabela 7.6 quando os pontos de acesso não puderem ser definidos 2. A taxa do volume horário em pcphpl (automóveis por hora por faixa) deve ser calculado para cada direção do fluxo usando-se a Equação 7.3 O Fator de Ajustamento para veículos pesados é calculado usando-se 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 7-1 deve ser usada para plotar a curva da velocidade-fluxo na apropriada velocidade de fluxo-livre. Então a velocidade de viagem e o nível de serviço podem ser determinados por leitura


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de taxa de fluxo (pcphpl) 4. Determina-se a Densidade utilizando-se a Tabela 7-1 e Figura 7.2 ou calculando-se-a através da Equação 7.5

D = νP / S equação 7.5 D = densidade (pc/milha) νP = taxa de fluxo de serviço (pcphpl) S = velocidade média de viagem automóveis Na figura 7.1 desenha-se a curva entrando-se com os valores da velocidade de fluxo-livre. Entrando-se com a taxa de fluxo de serviço, onde esta intercepta a curva desenhada , lê-se o valor do Nível de Serviço. Pode-se determinar a taxa máxima de fluxo de serviço (M vp ), máxima razão v/c e a máxima densidade, para um determinado nível de serviço, usando-se 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) usando-se 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.


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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. Estima-se a velocidade de fluxo-livre para condições ideais baseado nas condições locais. Calcula-se a velocidade de fluxo-livre. 2. utilizando-se a figura 7.1 calcula-se a taxa de fluxo de serviço. 3. Aplicando-se a equação 7.3 calcula-se o número de faixas de trânsito, utilizando-se a equação 7.4 e as tabelas 7.7 a 7.10 como auxílio. 4. caso o número de faixas seja decimal arredonda-se para mais, pois o valor encontrado é para as condições ideais. 5. calcula-se a nova taxa de fluxo, utilizando-se a equação 7.3 , agora considerando o número de faixas adotado. 6. calcula-se a Densidade pela equação 7.5 7. calcula-se a nova velocidade em fluxo-livre (equação 7.1) , fazendo-se os ajustamentos nas larguras de pista e obstrução lateral e canteiro central. 8. calcula-se a nova Densidade e o novo nível de serviço Interpretação dos resultados


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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, obtendo-se 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. utilizando-se a tabela 7.11, a partir do volume horário e da porcentagem de caminhões, determina-se o nível de serviço que a rodovia deverá operar para aquele tráfego. 3. calcula-se 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.


240

TRECHO: EX. No.

determinação da velocidade de fluxo livre

sentido 1 sentido 2

dados de campo ou estimativa limite de velocidade percentil 85 da velocidade

velocidade condições ideais

tipo de canteiro central fator FM - tab. 7-2

largura das faixas fator FLW - tab. 7-3

distancia obstrução lateral total fator FLC - tab.7-4 eq.7-2

n° acessos por milha (km) fator FA - tab. 7-5 ou 7-6

FFS = FFSi - FM - FLW - FLC - FA

VELOCIDADE DO FLUXO LIVRE (FFS)

determinação da Taxa de Fluxo ( v p)

sentido 1 sentido 2

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. 7-7 a 7-10)

% de veículos recreacionais ER (tab. 7-7 a 7-10)

FHV= 1 / [1+PT(ET-1)+PR(ER-1)] vp = V / N.FHP.(FHV)

sentido taxa fluxo vp (pcphpl)

velocidade mé-dia automóveis

NS densidade fig 7.2 ou D= vp/S

1 2


241


242


243

TABELA 7-1. Níveis de Serviço em Vias de Múltiplas Faixas - HCM/97

Velocidade de Fluxo Livre

100 km/h (60 mph) 90 km/h (55 mph) 80 km/h (50 mph) 70 km/h (45 mph)

NS Máx densidade (veq/km/fx)

Veloci-dade* (km/h)

Máx q/C

MFS** (veq/h/fx)

Máx densidade (veq/km/fx)

Veloci-dade* (km/h)

Máx q/C

MFS** (veq/h/fx)

Máx densidade (veq/km/fx

)

Veloci-dade* (km/h)

Máx q/C

MFS** (veq/h/fx)

Máx densidade (veq/km/fx)

Veloci-dade* (km/h)

Máx q/C

MFS** (veq/h/fx)

A 7 100 0,33 700 7 90 0,31 630 7 80 0.30 560 7 70 0,28 490

B 12 100 0,55 1200 12 90 0,52 1080 12 80 0.50 960 12 70 0,47 840

C 17 98,8 0,77 1680 17 89,7 0,72 1525 17 80 0.70 1360 17 70 0,66 1190

D 21 94,3 0,89 1980 21 87,1 0,86 1830 21 79,0 0.84 1660 21 70 0,79 1470

E 24,7 89,0 1,00 2200 25,6 82,0 1,00 2100 26,7 75,0 1.00 2000 28,0 67,9 1,00 1900

* Velocidade média.** Máximo fluxo de serviço por faixa nas condições ideais. Obs: A exata relação matemática entre densidade e q/C não é ser sempre observada nos limites do NS por causa dos valores arredondados. Densidade é o primeiro determinante do NS. NS F é caracterizado por uma grande instabilidade e fluxo de tráfego variável. A previsão acurada do fluxo, densidade e velocidade no NS F é difícil.

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

4 FAIXAS 6 FAIXAS

OBSTRUÇÃO LATERAL TOTAL

(PÉS)

REDUÇÃO NA VELOCIDADE DO

FLUXO LIVRE (MPH)

OBSTRUÇÃO LATERAL TOTAL

(PÉS)

REDUÇÃO NA VELOCIDADE DO

FLUXO LIVRE (MPH)

12 10 8 6 4 2 0

0,0 0,4 0,9 1,3 1,8 3,6 5,4

12 10 8 6 4 2 0

0,0 0,4 0,9 1,3 1,7 2,8 3,9


244

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 11 - 20 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


245

TABELA 7-8. Fator Equivalente Específicos para Caminhões e Ônibus em Aclives Uniformes em Vias de Múltiplas Faixas - HCM/97

aclive de rampa (%) comprimento (km) eT *

porcentagem de caminhões e ônibus 2 4 5 6 8 10 15 20 25

<2 todos 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5

2 0 - 0,4 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5

0,4 - 0,8 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5

0,8 - 1,2 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5

1,2 - 1,6 2.5 2.0 2.0 2.0 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5

1,6 - 2,4 4.0 3.0 3.0 3.0 2.5 2.5 2.0 2.0 2.0

>2,4 4.5 3.5 3.0 3.0 2.5 2.5 2.0 2.0 2.0

3 0 - 0,4 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5

0,4 - 0,8 3.0 2.5 2.5 2.0 2.0 2.0 2.0 1.5 1.5

0,8 - 1,2 6.0 4.0 4.0 3.5 3.5 3.0 2.5 2.5 2.0

1,2 - 1,6 7.5 5.5 5.0 4.5 4.0 4.0 3.5 3.0 3.0

1,6 - 2,4 8.0 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 4.0 3.5 3.0

>2,4 8.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.5 4.0 3.5 3.0

4 0 - 0,4 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5

0,4 - 0,8 5.5 4.0 4.0 3.5 3.0 3.0 3.0 2.5 2.5

0,8 - 1,2 9.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5

1,2 - 1,6 10.5 8.0 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0

>1,6 11.0 8.0 7.5 7.0 6.0 6.0 5.0 5.0 4.5

5 0 - 0,4 2.0 2.0 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5

0,4 - 0,6 6.0 4.5 4.0 4.0 3.5 3.0 3.0 2.5 2.0

0,6 - 0,8 9.0 7.0 6.0 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5

0,8 - 1,2 12.5 9.0 8.5 8.0 7.0 7.0 6.0 6.0 5.0

1,2 - 1,6 13.0 9.5 9.0 8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 5.5

> 1,6 13.0 9.5 9.0 8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 5.5

6 0 - 0,4 4.5 3.5 3.0 3.0 3.0 2.5 2.5 2.0 2.0

0,4 - 0,6 9.0 6.5 6.0 6.0 5.0 5.0 4.0 3.5 3.0

0,6 - 0,8 12.5 9.5 8.5 8.0 7.0 6.5 6.0 6.0 5.5

0,8 - 1,2 15.0 11.0 10.0 9.5 9.0 8.0 8.0 7.5 6.5

1,2 - 1,6 15.0 11.0 10.0 9.5 9.0 8.5 8.0 7.5 6.5

> 1,6 15.0 11.0 10.0 9.5 9.0 8.5 8.0 7.5 6.5 Obs: Se um comprimento da porcentagem cai na condição limite, o equivalente entre as categorias de maior porcentagem é usado. * 4 ou 6 faixas.


246

TABELA 7-9. Fator Equivalente Específico para Veículos Recreacionais em Aclive Uniforme em Vias de Múltiplas Faixas - HCM/97

aclive de rampa (%) comprimento (km) eR *

porcentagem de caminhões e ônibus 2 4 5 6 8 10 15 20 25

≤2 todos 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2

3 0 - 0,8 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2

>0,8 2.0 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.2 1.2 1.2

4 0 - 0,4 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2

0,4 - 0,8 2.5 2.5 2.0 2.0 2.0 2.0 1.5 1.5 1.5

>0,8 3.0 2.5 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 1.5 1.5

5 0 - 0,4 2.5 2.0 2.0 2.0 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5

0,4 - 0,8 4.0 3.0 3.0 3.0 2.5 2.5 2.0 2.0 2.0

>0,8 4.5 3.5 3.0 3.0 3.0 2.5 2.5 2.0 2.0

6 0 - 0,4 4.0 3.0 2.5 2.5 2.5 2.0 2.0 2.0 1.5

0,4 - 0,8 6.0 4.0 3.5 3.5 3.0 3.0 2.5 2.5 2.0

>0,8 6.0 4.5 4.0 4.0 3.5 3.0 3.0 2.5 2.0

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 7-10. Fator Equivalente Específico para Caminhões em Declive Uniforme em Vias de Múltiplas Faixas - HCM/97

descida (%) comprimento (km) eT *

porcentagem de caminhões 5 10 15 20

<4 todos 1.5 1.5 1.5 1.5

4 ≤6,4 1.5 1.5 1.5 1.5

>6,4 2.0 2.0 2.0 1.5

5 ≤6,4 1.5 1.5 1.5 1.5

>6,4 5.5 4.0 4.0 3.0

6 ≤3,2 1.5 1.5 1.5 1.5

>3,2 7.5 6.0 5.5 4.5

* 4 ou 6 faixas.


247


248

EXERCÍCIO 9.2.1 Rodovia não dividida - terreno plano extensão= 3,25 milhas - fluxo = 1.000 pcphpl velocidade de fluxo-livre = 46 mph secção transversal : 4 faixas de 11 pés cada - acostamento = 4 pés de cada lado volume hora de pico = 1.900 vph em cada direção com 8% de caminhões, 3% de ônibus e 2% de veículos recreacionais - FHP = 0,90 A uma distância de 6.000 pés do fim do trecho tem um segmento de 3.200 pés com 2,5% de greide Existem 14 acessos de cada lado no segmento de 3.200 pés e 21 acessos por milha no resto do trecho Determinar a velocidade média de viagem


249

TRECHO: EX. No.


sentido 1 sentido 2










sentido 1 sentido 2









1 2


250


251

TRECHO: EX. No.


sentido 1 sentido 2










sentido 1 sentido 2









1 2


252


253

EXERCÍCIO 9.2.2 Uma rodovia de múltiplas faixas, Leste-Oeste, 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 6.000 pés do lado Oeste, seguido de um trecho plano de 5.000 pés. Volume = 1.500 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 estudar-se 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 usando-se a Equação 7.3 O Ajustamento para Veículos Pesados é calculada pela Equação 7.4


254

TRECHO: EX. No. 9.2.2


T E R R E N O P L A N O sent.1-Oeste

sent.2-Leste

dados de campo ou estimativa limite de velocidade percentil 85 da velocidade 52,0 52,0

velocidade condições ideais 50,0 50,0

tipo de canteiro central dividida dividida fator FM - tab. 7-2 0 0

largura das faixas 12 pes 12 pes fator FLW - tab. 7-3 0 0

distancia obstrução lateral total 12 pes 12 pes fator FLC - tab.7-4 eq.7-2 0 0

n° acessos por milha (km) 13 10 fator FA - tab. 7-5 ou 7-6 3,3 2,5


VELOCIDADE DO FLUXO LIVRE (FFS) 46,7 47,5


T E R R E N O P L A N O sent.1Oeste sent.2-Leste

volume horário (vph) 1500 1500 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. 7-7 a 7-10) 1,5 1,5

% de veículos recreacionais 0% 0% ER (tab. 7-7 a 7-10)

FHV= 1 / [1+PT(ET-1)+PR(ER-1)] 0,97 0,97 vp = V / N.FHP.(FHV) 859 859




1 859 46,7 B 859 / 46,7 = 18,4


2 859 47,5 B 859 / 47,5 = 18,1

255


256

TRECHO: EX. No. 9.2.2


R A M P A sent.1-Oeste sent.2-Leste

dados de campo ou estimativa limite de velocidade percentil 85 da velocidade 48 54

velocidade condições ideais 46 52

tipo de canteiro central D D fator FM - tab. 7-2 0 0

largura das faixas 12 pes 12 pes fator FLW - tab. 7-3 0 0

distancia obstrução lateral total 12 pes 12 pes fator FLC - tab.7-4 eq.7-2 0 0

n° acessos por milha (km) 13 0 fator FA - tab. 7-5 ou 7-6 3,3 0


VELOCIDADE DO FLUXO LIVRE (FFS) 42,7 52


R A M P A sentido 1 sent.2-Leste

volume horário (vph) 1500 1500 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. 7-7 a 7-10) 7,0 1,5

% de veículos recreacionais 0% 0% ER (tab. 7-7 a 7-10)

FHV= 1 / [1+PT(ET-1)+PR(ER-1)] 0,74 0,97 vp = V / N.FHP.(FHV) 1126 859




1 1126 42,7 C 1126 / 42,7 = 26,4


2 859 52 B 859 / 52 = 16,5

257


258

EXERCÍCIO 9.2.3 Uma seção de 2 milhas de uma rodovia de múltiplas faixas deve ser projetada para atender a um volume diário de 60.000 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 espera-se 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


259

TRECHO: EX. No.


sentido 1 sentido 2










sentido 1 sentido 2









1 2


260


261

EXERCÍCIO 9.2.4 Numa rodovia dividida de 6 faixas localizada em um setor urbano considere-se 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 1.400 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 fluxo-livre quando a intersecção estiver pronta e quantos veículos podem ser somados , mantendo-se 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 estima-se reduzir o tempo de viagem em cerca de 30 segundos., passando-se 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). Plotando-se a curva da velocidade do fluxo livre no gráfico da Figura 7.1 encontra-se 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, pode-se 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.


262


263

EXERCÍCIO 9.2.5 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 42.000 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 espera-se que a velocidade do fluxo-livre 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 usando-se a Equação 7.7 Considerando-se a iésima hora de projeto (K =0,10) e a distribuição direcional de D = 0,60 para as condições ambientais suburbanas teremos que : VHDP == 2 520 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.


264

TRECHO: EX.No. 9.2.5

RODOVIAS DE FAIXAS MÚLTIPLAS ANÁLISE DE PLANEJAMENTO

Volume (VMDP): 42000 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 = 42000 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


265

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


266

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 2.800 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.


267

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 1.200 automóveis/hora encadeamento estável

50 mph (80 km/h) muito elevada 45 % do tempo 1.800 automóveis/hora entre 5 a 10 veículos regime instável

Nível de Serviço E - 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 2.800 automóveis por hora nas 2 direções e dentro das condições ideais. - A formação de comboios é intensa

Nível de Serviço F - 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”.


268

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 8.3


269

ANÁLISE DE SEGMENTO EM TRECHO GENÉRICO

FSi = 2.800 x (v/c) x fd x fw x fHV equação 8.1

1 equação 8.2 fHV = ---------------------------------------------------- [1 + PT(ET-1) + PR(ER-1) + PB(EB-1)]

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 pode-se 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 pick-up 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 8.6


270

FSi = 2.800 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 = 25 + 3,85 ( 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, utiliza-se 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 = automóvel-equivalente 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


271

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 referem-se 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


272

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 torna-se fácil fazer a análise de rampa por rampa , obtendo-se a média ponderada dos níveis de serviço das mesmas.


273

TRECHO: EX.No.

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 Segmentos Genéricos

FHV = 1 / [ 1 + PT(ET-1) + PR(ER-1) + PB(EB-1)] 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 = vph Nível de Serviço = TRECHO: EX.No.


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

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(mph)

PP AUTO

E TAB 8.9

Eo TAB 8.9

PHV PT+PR+PB

PT/HV PT/PHV

IP FG EHV FHV

55,0 52,5 50,0 45,0 40,0 30,0

VELOC FS = 2800 x v/c x FD x FW x FG x FHV (mph) TAB 8.7 TAB 8.8 TAB 8.5

55 (NS A) 2800 52.5 2800 50 (NS B) 2800 45 (NS C) 2800 40 (NS D) 2800 30 2800

274


275


276


277


278


279


280


281

TRECHO: RODOVIA DE PISTA SIMPLES EX.No. 9.3.1

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(ET-1) + PR(ER-1) + PB(EB-1)] 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


A 2800 B 2800 C 889 2800 0,43 0,89 1,0 0,83 D 2800 E 2193 2800 1,0 0,89 1,0 0,88

Taxa de Fluxo = vph RESPOSTA: Capacidade = 2193 vph Nível de Serviço = Taxa de Fluxo nível C = 889


282


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(ET-1) + PR(ER-1) + PB(EB-1)] ET - ER - EB TABELA 8.6

NS FHV PT ET PR ER PB EB A B C D E


A 2800 B 2800 C 2800 D 2800 E 2800

Taxa de Fluxo = vph Nível de Serviço =


283

TRECHO: RODOVIA PISTA SIMPLES EX.No. 9.3.3

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)


VELOC (mph)

PP AUTO

E TAB 8.9

Eo TAB 8.9

PHV PT+PR+PB

PT/HV PT/PHV

IP FG EHV FHV

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


55 (NS A) 2800 52.5 2800 50 (NS B) 2800 45 (NS C) 2800 40 (NS D) 599 2800 0,83 0,78 1,0 0,87 0,38 30 2800 RESPOSTA : VOLUME = FS x FHP = 599 x 0,85 = 509 vph


284


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 IP = 0,02 (E -Eo) FG = 1 / (1 + PP.IP)


VELOC (mph)

PP AUTO

E TAB 8.9

Eo TAB 8.9

PHV PT+PR+PB

PT/HV PT/PHV

IP FG EHV FHV

55,0 52,5 50,0 45,0 40,0 30,0


55 (NS A) 2800 52.5 2800 50 (NS B) 2800 45 (NS C) 2800 40 (NS D) 2800 30 2800


285


286

9.4 INTERSEÇÕES SEM SEMÁFOROS 9.4.1 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 encontram-se 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. 9.4.2 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 10-3 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 10-1 do Manual de Capacidade relaciona os equivalentes de veículos para as interseções.


TABELA 10.1

EQUIVALENTES EM CARROS DE PASSEIO PARA INTERSEÇÕES NÃO SEMAFORIZADAS

INCLINAÇÃO (%) TIPO DE VEÍCULO -4 -2 0 +2 +4 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

0,7 1,4 3,0 6,0 1,7

OBS.: Quando não se conhece a composição, utiliza-se os valores de “todos os veículos”

TABELA 10.3 CRITÉRIO DE NÍVEIS DE SERVIÇO PARA INTERSEÇÕES NÃO SEMAFORIZADAS

NÍVEL DE SERVIÇO DEMORA TOTAL MÉDIA (Seg/veíc)

A B C D E F

≤ 5 >5 y ≤ 10

>10 y ≤ 20 >20 y ≤ 30 >30 y ≤ 45

>45 A fórmula da capacidade é dada pela Equação 10-1 do Manual de Capacidade:

[ ]3600

tQ

hx,p

0y,c

et

3600C×

−∑

×= (Eq. 10-1)

onde: 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. 10-1 permite definir os Gráficos da Figura 10-4 e da Figura 10-5 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 10-2 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) Vias de 2 Faixas Vias de 4 Faixas

Tempo de Seguimento, ts(seg)

ME da via principal MD da via secundária MF da via secundária ME da via secundária

5,0 5,5 6,0 6,5

5,5 5,5 6,5 7,0

2,1 2,6 3,3 3,4

287


288

Figura 10-4 - Uma Faixa de Aproximação pela Via Principal

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

Volume Conflitivo (Qc , m )

Cap

acid

ade

Pote

ncia

l (C

)

MEprinc

MDsecun

MFsecun

MEsecun


289

Figura 10-5 - Duas Faixas Aproximação pela Via Principal

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

Volume Conflitivo (Qc , m )

Cap

acid

ade

Pote

ncia

l (C

)

M Eprinc

M Dsecun

M Fsecun

M Esecun


Efeitos da Impedância Os efeitos da impedância aplicam-se unicamente aos movimentos da via secundária, porque admite-se 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 10-6 do HCM-94 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, compartilhando-a 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 10-9 do HCM-94.

D,m

D

F.m

F

E,m

E

DFEC

CI

CI

CI

IIIC++

++= Eq.10-9

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) 290


Demoras A demora refere-se 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 10-11 do HCM-94 permite calcular a demora total média de um movimento considerando-se volumes e capacidades para um período crítico de 15 minutos.

2/1

x,m

x

x,m2

x,m

x

x,m T450CQ

C3600

)1CQ

(T900C3600d

⎥⎥⎥⎥⎥

⎦

⎤

⎢⎢⎢⎢⎢

⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛×⎟

⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

+−×+= Eq. 10-11

A Equação 10-13 do HCM-94 permite calcular a demora que se verifica no acesso:

FED

FFEEDDA QQQ

QdQdQdd

++++

= Eq. 10-13

A Equação 10-14 do HCM-94 determina a demora na interseção:

n21

n,An,A2,A2,A1,A1,At Q....QQ

Qd....QdQdd

+++

+++= Eq. 10-14

onde: d = demora Q = fluxo de tráfego em vph Cm = Capacidade do movimento T = período de análise (hora) (para um período de 15 minutos, utiliza-se T=0,25)

291


292

Figura 10-6 do HCM

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2

p" = (P0,i) (P0,j)

p'


293

Figura 10-7 Demora

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

Volume do Movimento (veic/h)

Dem

ora

Tota

l Méd

ia, d

(s/v

eic)

Cm,x = 600

Cm,x = 400

Cm,x = 1000

Cm,x = 1200

Cm,x = 1400

Cm,x = 800

Cm,x = 100

Cm,x = 200


9.4.3 Aplicações EXERCÍCIO 9.4.1 - Interseção SEM Semáforo

CROQUIS DO LOCAL

Rua B Via Secundária N = 1 Greide (%) = 0

294

Q12 Q11 Q10 Rua A - Via Principal (28) (110) (11) Q1 = 33 Q6 = 100 Q2 = 250 Q5 = 300 N = 2 N = 2 Q3 = 50 Q4 = 66 Greide (%) = 0 Greide (%) = 0 Faixa Exclusiva para ME?: N Faixa Exclusiva para ME?: N Q7 Q8 Q9 (44) (132) (55) Velocidade Média do Movimento: 48 km/h N = No. de faixas de aproximação Greide (%) = 0 N = 1 Rua B

(Via Secundária) Considere-se que o croquis acima refere-se 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, considerando-se, para a situação futura:

a) 3 faixas de aproximação da via secundária; b) Uma faixa exclusiva para o Movimento à direita na via principal.


295

RESOLUÇÃO DO EXERCÍCIO 9.4.1Exemplo do HCM-94 (pág. 544 - 10-37) - Adaptado

SITUAÇÃO ATUAL(Via Principal de Múltiplas Faixas (2 faixas por sentido) e Via Secundária de 1 faixa por sentido

Quadro 1AJUSTE DE VOLUMES

Movimento No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12Fluxo Autom 23 138 30 52 180 82 32 114 41 9 96 22Horário Onibus 2 16 4 4 18 6 2 4 2 0 2 0Q (v/h) Camin 8 96 16 10 102 12 10 14 12 2 12 6

Soma 33 250 50 66 300 100 44 132 55 11 110 28Volume, I (Tabela 10-1) 39 314 62 75 369 112 51 143 63 12 118 31

ANÁLISE DO CRUZAMENTOPASSO 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 10-4,5) cp,9 = 988 v/h cp,12 = 905 v/hCapacidade de Movimento: cm,i cm,9 = cp,9 = 988 v/h cm,12 = cp,12 = 905 v/hProbabilidade de não ter fila: P0,i P0,9 = 1- I9 / cm,9 = 0,94 P0,12 =1-I12/cm,12 = 0,966PASSO 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 10-4,5) cp,4 = 1053 v/h cp,1 = 930,2 v/hCapacidade de Movimento: cm,i cm,4 = cp,4 = 1053 v/h cm,1 = cp,1 = 930,2 v/hProbabilidade de não ter fila: P0,i P0,4 = 1- I4 / cm,4 = 0,93 P0,1 = 1- I1 / cm,1 = 0,958Prob.de Entrada livre de filas paraFaixa Compartilhada para ME da p*0,4= 1- 1 - P0,4 = 0,90 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 = 774 v/h Qc,11 = 749 v/hCapac Potencial:cp,i (Figura 10-4,5) cp,8 = 342 v/h cp,11 = 353,3 v/hFator de Ajuste da Capacidade

0,95

f8 =P0,4 x P0,1 = 0,89 0,86 f11 =P0,4 x P0,1 = 0,89para movimentos impeditivos:

0,86fi (uso de faixa compartilhada p*) (uso de faixa compartilhada p*)

Capac.de Movimento (v/h): cm,i cm,8 = cp,8 x f8 = 304 cm,11 = cp,11 x 293 f11= 314,4Probabilidade de não ter fila: P0,i P0,8 = 1- I8 / cm,8 = 0,53 P0,11 =1-I11/cm,11= 0,625PASSO 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 10-4,5) cp,7 = 325 v/h cp,10 = 308,5 v/hFator de Impedância de ME da Principal e MFda Secundária: p"i p"7 = P0,11x

3030,51 0,61

f11 = 0,56 p"10 = P0,8 x f8 = 0,471Fat. Impedância corrigido de ME (Fig.10-6) (Fig.10-6)da Principal e MFda Secund.: p'i p'7 = 0,65 0,63 p'10 = 0,58 0,56Fator de Ajuste da Capacidadepara movimentos impeditivos:

0,52 0,44

fi f7 = p'7 x P0,12 = 0,63 0,6 f10 = p'10 x P0,9 = 0,545Capacidade de Movimento: cm,i cm,7 = cp,7 x f7 = 205 cm,10 = cp,10 x

0,52197 f10 = 168,2 160


EXERCÍCIO 9.4.1 Quadro 2SITUAÇÃO 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 SECUNDÁRIAMovimento I (vl/h) cm (vl/h) cC (vl/h) Qx Demora Total Média NS Demora T.Média do

No. Figura 10-7 ou Eq.10-11 Acesso, dA (Eq.10-13)

7 51 197 448 143 293 1478 132 36,69 63 988 55

Movimento I (vl/h) cm (vl/h) cC (vl/h) Qx Demora Total Média NS Demora T.Média do No. Figura 10-7 ou Eq.10-11 Acesso, dA (Eq.10-13)

10 12 160 1111 118 303 1368 110 20,412 31 905 28

MOVIMENTOS 1, 4 PROVENIENTES DA VIA PRINCIPALMovimento I (vl/h) cm (vl/h) cC (vl/h) Qx Demora Total Média NS Demora T.Média do


1 39 930 33 4,0 A 4,04 75 1053 66 3,6 A 3,6

Demora Total Média da Intersecção (dt ) - (Equação 10-14)

11868 = Numerador

dt = d7Q7+d8Q8+d9Q9+ d10Q10+d11Q11+d12Q12+d1Q1+d4Q4 = 10,07 segundos / veíc.

Q1 + Q2 + Q3 + ........ + Q11 + Q12 1179 = Denominador

NÍVEL SERVIÇO "B-C"

(A) Deve-se 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) Deve-se eliminar Q3 quando se dispõe de faixa para MD na via principal, e/ou quando Q3 está regulado com PARE

(F) 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) Deve-se 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) Deve-se 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 deve-se eliminar Q3 e Q9 ; eliminar Q6 quando a via principal dispõe de faixa para MD, e/ou se tiver sinal PARE e/ou for vias múltiplas faixas

317

323

36,6 E

20,4 C

296


EXERCÍCIO 9.4.1 SITUAÇÃO FUTURA - Item a)Criação de Faixa Exclusiva para cada Movimento da via secundária

O Quadro 1permanece inalterado porque os movimentos na via principal não se alteraram.

Quadro 2






7 51 205 44 22,3 D8 143 304 132 20,6 D 17,09 63 988 55 3,9 A


10 12 168 11 22,9 D11 118 314 110 17,5 C 15,412 31 905 28 4,1 A



1 39 930 33 4,0 A 4,04 75 1053 66 3,6 A 3,6


6583,8 = Numerador



NÍVEL SERVIÇO "B"












297


298

EXERCÍCIO 9.4.1 SITUAÇÃO FUTURA - Item b)



Soma 33 250 50 66 300 100 44 132 55 11 110 28Volume, I (Tabela 10-1) 39 314 62 75 369 112 51 143 63 12 118 31

2


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 10-4,5) cp,9 = 1017 v/h cp,12 = 959,4 v/hCapacidade de Movimento: cm,i cm,9 = cp,9 = 1017 v/h cm,12 = cp,12 = 959,4 v/hProbabilidade de não ter fila: P0,i P0,9 = 1- I9 / cm,9 = 0,94 P0,12 =1-I12/cm,12 = 0,968PASSO 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 10-4,5) cp,4 = 1053 v/h cp,1 = 930,2 v/hCapacidade de Movimento: cm,i cm,4 = cp,4 = 1053 v/h cm,1 = cp,1 = 930,2 v/hProbabilidade de não ter fila: P0,i P0,4 = 1- I4 / cm,4 = 0,93 P0,1 = 1- I1 / cm,1 = 0,958Prob.de Entrada livre de filas paraFaixa Compartilhada para ME da p*0,4= 1- 1 - P0,4 = 0,9 p*0,1= 1- 1 - P0,1 =Via Principal: p*0,i 1-

0,95(I5 /S5 +I6 /S6 ) 1-(I2 /S2 +I3 /S3 )

PASSO 3: MF da Via Secundária Q8 Q11


Qc,8 = 749 v/h Qc,11 = 699 v/hCapac Potencial:cp,i (Figura 10-4,5) cp,8 = 353 v/h cp,11 = 378 v/hFator de Ajuste da Capacidade f8 =P0,4 x P0,1 = 0,89 f11 =P0,4 x P0,1 = 0,89para 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 = 314 cm,11 = cp,11 x f11= 336,3Probabilidade de não ter fila: P0,i P0,8 = 1- I8 / cm,8 = 0,55 P0,11 =1-I11/cm,11= 0,649PASSO 4: ME da Via Secundária Q7 Q10


+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 10-4,5) cp,7 = 337 v/h cp,10 = 332,1 v/hFator de Impedância de ME da Principal e MFda Secundária: p"i p"7 = P0,11x f11 = 0,58 p"10 = P0,8 x f8 = 0,485Fat. Impedância corrigido de ME (Fig.10-6) (Fig.10-6)da Principal e MFda Secund.: p'i p'7 = 0,67 0,64 p'10 = 0,59 0,57Fator de Ajuste da Capacidadepara movimentos impeditivos: fi f7 = p'7 x P0,12 = 0,65 f10 = p'10 x P0,9 = 0,557Capacidade de Movimento: cm,i cm,7 = cp,7 x f7 = 219 cm,10 = cp,10 x f10 = 185

Criação de Faixa Exclusiva para MD da Via Principal

0,86 0,86

302 3230,53 0,64

0,54 0,45

0,62 0,53210 176


EXERCÍCIO 9.4.1 Quadro 2

SITUAÇÃO FUTURA - Item b)






7 51 210 448 143 302 1329 63 1017 55


10 12 176 1111 118 323 110 18,112 31 959 28



1 39 930 33 4,0 A 4,04 75 1053 66 3,6 A 3,6


8645,2 = Numerador



NÍVEL SERVIÇO "B"












32,8D

1458

1529

346 18,1 C

330 32,8

299


EXERCÍCIO 9.4.2 - Interseção SEM Semáforo (para fazer em casa)

CROQUIS DO LOCAL Rua B Via Secundária N = 1 Greide (%) = 0

300

Q12 Q11 Q10 Rua A - Via Principal (28) (110) (11) Q1 = 33 Q6 = 100 Q2 = 250 Q5 = 300 N = 1 N = 1 Q3 = 50 Q4 = 66 Greide (%) = 0 Greide (%) = 0 Faixa Exclusiva para ME?: N Faixa Exclusiva para ME?: N Q7 Q8 Q9 (44) (132) (55) Velocidade Média do Movimento: 48 km/h N = No. de faixas de aproximação Greide (%) = 0 N = 1 Rua B

(Via Secundária) Considere-se que o croquis acima refere-se 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, considerando-se, para a situação futura:

a) Uma faixa exclusiva para o Movimento Q3


301

RESOLUÇÃO DO EXERCÍCIO 9.4.2

SITUAÇÃO ATUAL(Via Principal de Pista Simples (1 faixas por sentido) e Via Secundária de 1 faixa por sentido



SomaVolume, I (Tabela 10-1)


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 10-4,5) cp,9 = v/h cp,12 = v/hCapacidade de Movimento: cm,i cm,9 = cp,9 = v/h cm,12 = cp,12 = v/hProbabilidade de não ter fila: P0,i P0,9 = 1- I9 / cm,9 = P0,12 =1-I12/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 10-4,5) cp,4 = v/h cp,1 = v/hCapacidade de Movimento: cm,i cm,4 = cp,4 = v/h cm,1 = cp,1 = v/hProbabilidade de não ter fila: P0,i P0,4 = 1- I4 / cm,4 = P0,1 = 1- I1 / cm,1 =Prob.de Entrada livre de filas paraFaixa 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


Qc,8 = v/h Qc,11 = v/hCapac Potencial:cp,i (Figura 10-4,5) cp,8 = v/h cp,11 = v/hFator 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 =1-I11/cm,11=PASSO 4: ME da Via Secundária Q7 Q10


+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 10-4,5) cp,7 = v/h cp,10 = v/hFator 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.10-6) (Fig.10-6)da Principal e MFda Secund.: p'i p'7 = p'10 = Fator de Ajuste da Capacidadepara 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 =


302

EXERCÍCIO 9.4.2 Quadro 2SITUAÇÃO ATUAL (movim 7,8,9 e movim 10,11,12 compartilhados pois 1 faixa por sentido)






789


101112



14


0,0 = Numerador

dt = d7Q7+d8Q8+d9Q9+ d10Q10+d11Q11+d12Q12+d1Q1+d4Q4 = segundos / veíc.


NÍVEL SERVIÇO:













303

EXERCÍCIO 9.4.2 SITUAÇÃO FUTURACriação de Faixa Exclusiva para MD da Via Principal



SomaVolume, I (Tabela 10-1)


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 10-4,5) cp,9 = v/h cp,12 = v/hCapacidade de Movimento: cm,i cm,9 = cp,9 = v/h cm,12 = cp,12 = v/hProbabilidade de não ter fila: P0,i P0,9 = 1- I9 / cm,9 = P0,12 =1-I12/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 10-4,5) cp,4 = v/h cp,1 = v/hCapacidade de Movimento: cm,i cm,4 = cp,4 = v/h cm,1 = cp,1 = v/hProbabilidade de não ter fila: P0,i P0,4 = 1- I4 / cm,4 = P0,1 = 1- I1 / cm,1 =Prob.de Entrada livre de filas paraFaixa 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


Qc,8 = v/h Qc,11 = v/hCapac Potencial:cp,i (Figura 10-4,5) cp,8 = v/h cp,11 = v/hFator 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 =1-I11/cm,11=PASSO 4: ME da Via Secundária Q7 Q10


+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 10-4,5) cp,7 = v/h cp,10 = v/hFator 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.10-6) (Fig.10-6)da Principal e MFda Secund.: p'i p'7 = p'10 = Fator de Ajuste da Capacidadepara 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 =


304

EXERCÍCIO 9.4.2 Quadro 2SITUAÇÃO FUTURA - Uma só faixa na via secundária






789


101112



14


0,0 = Numerador

dt = d7Q7+d8Q8+d9Q9+ d10Q10+d11Q11+d12Q12+d1Q1+d4Q4 = segundos / veíc.


NÍVEL SERVIÇO:













RESPOSTA DO EXERCÍCIO 9.4.2

SITUAÇÕESATUAL FUTURA

Qc,1 = 400 400Qc,4 = 300 250Qc,7 = 793 768Qc,8 = 774 749Qc,9 = 275 250

Qc,10 = 818 793Qc,11 = 749 699Qc,12 = 350 350

Demora no Movim.:1 3,4 3,44 3,2 3,07 18,0 16,88 14,9 14,19 3,9 3,7

10 18,2 17,111 13,1 12,012 4,1 4,1

Demora na Intersec 4,28 4,02

EXERCÍCIO 9.4.3 Interseção sem SemáforoRefere-se ao exercício 1 do HCM-94 - pág.541 (10-33) - Adaptado

Movimento No. 2 3 4 5 7 9Fluxo Horário de Veículos Q (v/h) 250 40 150 300 40 120

Volume, I (Tabela 10-1) 275 44 165 330 44 132

Foi utilizado o Fator 1,1 para conversão de Q para I porque o problema não classifica os veículos eporque o Greide é de 0%.

Q2 Q5Greide (%) = 0 N= 1

N= 1 Q3 Q4 Greide (%) = 0

Q7 Q9

N= 1

Faixa Exclusiva para ME?=NGreide (%) = 0

Via Principal - pista simplesVia Secundária - pista simples.

305


306


1 Faixa de Aproximação na Via Principal e 1 Faixa na Via SecundáriaQUADRO 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 10-4,5) cp,9 = 994 v/hCapacidade de Movimento: cm,i cm,9 = cp,9 = 994 v/hPASSO 2: ME da Via Principal Q4

Fluxos Conflitivos: Qc Qc,4 = Q3 + Q2 (B)Qc,4 = 290 v/h

Capac Potencial: cp,i (Figura 10-4,5) cp,4 = 1089 v/hCapacidade de Movimento: cm,i cm,4 = cp,4 = 1089 v/hProbabilidade de não ter fila: P0,i P0,4 = 1- I4 / cm,4 = 0,85Prob.de Entrada livre de filas paraFaixa Compartilhada para ME da p*0,4= 1- 1 - P0,4 = 0,82Via 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 10-4,5) cp,7 = 392 v/hFator de Ajuste da Capacidadepara movimentos impeditivos: fi f7 = P0,4 = 0,85 ou f*7 = P*0,4 = 0,82Capacidade de Movimento: cm,i cm,7 = cp,7 x f7 = 320 v/h

Quadro 2

CÁLCULO DA CAPACIDADE DE FAIXA COMPARTILHADA


I (v/h) cm (v/h) cC (v/h) Qx Demora T. Média NS Demora T.Média do Figura 10-7 Acesso, dA (Eq.10-13)

44 320 40 C132 994 120 A165 1089 150 A 3,8

Cálculo da Demora Total Média da Intersecção (dt ) - (Equação 10-14)

dt = dA,7 QA,7 + dA,9 QA,9 + dA,4 QA,4 = 1,76 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.

Movimento

4

12,84,1 6,3

3,8

No.79 1314 651


EXERCÍCIO 9.4.4 (para fazer em casa)

Os fatores de equivalência de veículos deverão ser obtidos da Tabela 10-1Considerar como sendo de 1.900 v/h a capacidade do fluxo não compartilhado.Considerar Pico Horário = 9% e FHP = 0,90A via principal apresenta 2 faixas de tráfego por sentido.A via secundária apresenta 1 faixa por sentido.Verificar o Nível de Serviço dessa interseção.

DADOS DO PROBLEMAMovimento No. 2 3 4 5 7 9

Automóvel 996 545 989 1260 232 632Ônibus 18 8 29 15 19 25

Caminhão 98 123 246 98 86 98Soma 1112 676 1264 1373 337 755

N= 2

Greide (%) = 0

Q3 Q2Q7

Greide (%) = 0

N= 1Q9

Q4 Q5

Greide (%) = 0

N= 2

Via Principal - Múltiplas FaixasVia Secundária - pista simples.

Considere-se uma interseção sem semáforo, cujo fluxo de movimentação diária deveículos (TMDA) é dado na página seguinte.

Fluxo Diário de Veículos Q(v/dia)

307


308

RESOLUÇÃO DO EXERC.: 9.4.4 Interseção sem Semáforo

Movimento No. 2 3 4 5 7 9Fluxo Horário de Veículos Q (v/h)

Volume, I (Tabela 10-1)

Q2 Q5Greide (%) = 0 N= 2

N= 2 Q3 Q4 Greide (%) = 0

Q7 Q9

N= 1

Faixa Exclusiva para ME?=NGreide (%) = 0

1 Faixa de Aproximação na Via Principal e 1 Faixa na Via SecundáriaQUADRO 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 10-4,5) cp,9 = v/hCapacidade de Movimento: cm,i cm,9 = cp,9 = v/hPASSO 2: ME da Via Principal Q4

Fluxos Conflitivos: Qc Qc,4 = Q3 + Q2 (B)Qc,4 = v/h

Capac Potencial: cp,i (Figura 10-4,5) cp,4 = v/hCapacidade de Movimento: cm,i cm,4 = cp,4 = v/hProbabilidade de não ter fila: P0,i P0,4 = 1- I4 / cm,4 =Prob.de Entrada livre de filas paraFaixa 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 10-4,5) cp,7 = v/hFator de Ajuste da Capacidadepara 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



Quadro 2

CÁLCULO DA CAPACIDADE DE FAIXA COMPARTILHADA


I (v/h) cm (v/h) cC (v/h) Qx Demora T. Média NS Demora T.Média do Figura 10-7 Acesso, dA (Eq.10-13)

Cálculo da Demora Total Média da Intersecção (dt ) - (Equação 10-14)

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 9.4.4

Movimento No. 2 3 4 5 7 9Fluxo Horário de Veículos Q (v/h) 111 68 126 137 34 76

Volume, I (Tabela 10-1) 118 75 142 144 40 83


SITUAÇÕESATUAL FUTURA

Qc,4 = 111Qc,7 = 374Qc,9 = 111

Demora no Movim.:4 3,07 5,19 5,1

Demora na Intersec1,7

9

MovimentoNo.

4

7

309


9.5 ROTATÓRIAS ESTUDOS DE CAPACIDADE - MÉTODO TRRL

Exemplo de Aplicação EXERCÍCIO 9.5.1 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 DE

A

B

C

D

TOTAL

A

B

C

D

-

41

749

168

60

-

148

370

677

129

-

94

176

415

68

-

913

585

965

631

TOTAL 958 578 899 659 3094 RESOLUÇÃO

O método do TRRL indica a utilização da expressão:

LW1

31

We1W282

Q+

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ δ−×⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ +××

=

onde: W= largura pista e = (e1 + e2)/2 = entrada L= comprimento da seção δ = entrelaçamento Admitindo-se a pior situação, isto é, que todo tráfego se entrelaça, δ = 1

310


Seção AD δ = 1 L = 50 m W= 7 m e1 = 6 m e2 = 7 m e= (média)= 6,5 m

5071

311

75,617282

Q+

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −×⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ +××

=

= 2.226 ucp/hora

Seção DC δ = 1 L = 29 m W= 7 m e1 = 6 m e2 = 7 m e= (média)= 6,5 m

2971

311

75,617282

Q+

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −×⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ +××

=

= 2.045 ucp/hora

Seção CB δ = 1 L = 50 m W= 7 m e1 = 6 m e2 = 7 m e= (média)= 6,5 m

5071

311

75,617282

Q+

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −×⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ +××

=

= 2.226 ucp/hora

Seção BA δ = 1 L = 33 m W= 7 m e1 = 6 m e2 = 7 m e= (média)= 6,5 m

3371

311

75,617282

Q+

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −×⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ +××

=

= 2.094 ucp/hora

SEÇÃO VOLUME TOTAL (ucp/hora)

CAPACIDADE(Q) ucp/hora

RESERVA CAPACIDADE

AD

DC

CB

BA

1525

1498

1563

1570

2226

2045

2226

2094

46%

37%

42%

33%


Dada uma interseção de 4 ramos,verificar a suficiência de uma rotatóriacomo solução ao cruzamento sem

B 311



SEGMENTOSAD DC CB BA

Volume Total no Segmento (UCP/hora) 1674 1954 2048 1954

Capacidade no Segmento (UCP/hora) 2048 1947 2038 1964

Reserva de Capacidade (%) 22% 0% 0% 1%

16 34 48 34

Conclusão:

DISCRIMINAÇÃO

Extensão do Segmento para adequação doNível de Serviço (em m)

Os segmentos AD e BA por terem sido menores que o valor da rotatória projetada, estãosuficientes, não necessitando serem remodelados, porém, o segmento DC deve ter o seu Laumentado de 1m e o segmento CB de 2 m.

312


9.6 ONDAS DE CONGESTIONAMENTO

EXERCÍCIO 9.6.1

CC = 3.000 CA = 1.500

313

q = 2.800 Seção C Seção B Seção A Considere-se que na figura acima está representado um segmento de via que possui atualmente um fluxo q= 2.800 veículos/hora, passando na seção C que apresenta uma capacidade CC = 3.000 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:

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−±=

Cq11

2VV f

S

SEÇÃO C

h/km18,473000280011

275VC =⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡−⊕=

Vqd = km/veic34,59

18,472800

Vqd

C

CC ===


SEÇÃO A

h/km5,371500150011

275VA =⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡−⊕=

Vqd = km/veic40

5,371500

Vqd

A

AA ===

SEÇÃO B

h/km98,103000150011

275VB =⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡−−=

Vqd = km/veic6,136

98,101500

Vqd

B

BB ===

VELOCIDADE E EXTENSÃO DA ONDA

km2,4utosmin15h/km83,1634,596,136

28001500DDQQ

DQV

CB

CBONDA =⊗−=

−−

=−−

=∆∆

=

VELOCIDADE E TEMPO DE RECUPERAÇÃO

h/km5,373000300011

275VA =⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡−⊕=

Vqd = km/veic80

5,373000

Vqd

A

AA ===

utosmin9km2,4h/km50,266,13680

15003000DDQQ

DQV

BA

BARECUP =⊗−=

−−

=−−

=∆∆

=

314


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, experimenta-se um nível de serviço baixo, criando-se 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 transformá-los 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 CA = 3800 vph

315

q = 5370 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 km41+850 – km42+630 (segmento do trecho analisado) é de 4565 veículos por hora(vph). A taxa de fluxo é, portanto, 5370 vph (4565/0,85). Logo, o fluxo na secão C e B é de 5,370 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, formar-se-á aí, uma onda de congestionamento. A velocidade de propagação dessa onda pode ser calculada utilizando-se a expressão de Greenshield:

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−±=

Cqv

Vs f 112

e Vsqd =

onde: Vs = velocidade do tráfego Vf = Velocidade em fluxo livre (considerado 80 km/h, considerando-se que é subida da serra e que por isso os veículos não conseguem desenvolver velocidade maior) q = fluxo em veículos por hora (vph)


C= capacidade d = densidade do tráfego (veículos/km)

As velocidades e densidades foram calculadas para cada uma das seções, sabendo-se 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. Trata-se de uma rodovia de pista simples que experimenta, na época do veraneio, principalmente, quando há feriados prolongados, um elevado tráfego. Verificou-se, 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. Considerou-se 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 (observe-se que a capacidade não é atingida). Temos, esquematicamente, a situação representada na figura adiante: CC = 2.063 CA = 1.700

316

q = 1.700 Seção C Seção B Seção A

Considerando-se a formação de 3 seções temos:


Seção C : fluxo normal de 1.700 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:

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−±=

Cq11

2V

V fS

onde: Vs = velocidade do fluxo Vf = velocidade em fluxo livre q = demanda C = capacidade da via

Aplicando-se a expressão acima, obteve-se:

SEÇÃO VELOCIDADE C B A

63,88 km/h 11,25 km/h 11,25 km/h

Sendo a densidade d = q/V temos:

SEÇÃO DENSIDADE C B A

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:

hkmddqq

VCB

CBONDA /92,2614.2611,151

17002063 ==−−

= −−

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

317


Na manobra Desaceleração

bVVt TRANSPORINICAL

b−

=2VV TRANSPORINICIAL +

b2VV 2

TRANSPOR2INICIAL −

Transposição

TRANSPORx V

xt = TRANSPORV

x

aceleração aVVt TRANSPORFINAL

a−

=2VV TRANSPORFINAL +

a2VV 2

TRANSPOR2FINAL −

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/s2) e a=5 km/h.s (=1,39 m/s2). Isto corresponde a coeficientes de atrito da ordem de 0,28 para frenagem e 0,14 para aceleração (g=9,8 m/s2=35,28 km/h.s). Assumindo-se 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, obtém-se: 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 1.700 veículos/hora o tráfego da sobredemanda, temos um atraso total de 11.111 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 1.347 veículos/hora o tráfego atual, o atraso é de 8.803 segundos = 2,4 horas. Vale observar que essa situação ocorre entre 3 e 5 vezes em um ano.

318


319


O Tráfego nessa via é dado em TMDA-2001 abaixo:CP = ON= 29 CM=

Considere-se que a velocidade em fluxo livre para essa via seja Vf = 95 km/h E que sua Capacidade é de Cc=

RESPOSTA DO EXERCÍCIO 9.6.2Fluxo em veículos/hora = 1.866Velocidade de Propagação da Onda (km/h)= - 7,800Tempo de Recuparação = 4,180 minutos

Considere-se uma via de mão única formada de duas faixas de tráfego com largurade 3,60 m cada uma.

15.236 7.895

A distribuição horária do tráfego nessa via ao longo do dia de 24 horas é fornecidano Anexo 1.

Sabe-se que o Pico Horário dessa Rodovia é K=7,25% e o Fator de Hora Pico(FHP) é FHP =0,90

Um acidente faz interromper uma faixa de tráfego por 18 minutos, reduzindo aCapacidade dessa via pela metade na seção em que se encontra o acidente. Talacidente ocorre na hora de pico máximo.

Pede-se calcular a velocidade e a extensão da onda de congestionamento, bemcomo a velocidade de recuperação após a liberação da via obstruída e o temponecessário para o completo restabelecimento da normalidade do fluxo de tráfego.

2.645 veic/h


320

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 - 1982 - 164 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 . 1992 . 70 p. 5. TRANSPORTATION RESEARCH BOARD Highway Capacity Manual (HCM) - 1965 Tradução para o Português pelo Laboratório de Engenharia de Angola. Luanda. 1971. 634 p. 6. TRANSPORTATION RESEARCH BOARD Highway Capacity Manual (HCM) - Special Report 209 1. ed. Washington D.C. 1994. 502 p. 7. HUGO PIETRANTONIO Apostila do Curso de Graduação em Engenharia de Transportes Universidade de São Paulo (USP) - 2001

capÍtulo 09 estudos de capacidade - ecivilufes · É chamada também de "velocidade média do...

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