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Descrição da metodologia do HCM

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  • Capacidade viria e

    nvel de servio Guia prtico

    Programa de Treinamento da Equipe Tcnica e

    Gerencial do Grupo CCR

    TECTRAN Tcnicos em Transporte Ltda.

  • CAPACIDADE VIRIA E NVEL DE

    SERVIO

    Gustavo Riente de Andrade

    Engenheiro Civil (UFMG)

    rea de atuao: Engenharia de Transportes, Engenharia de Trfego

    Karla Cristina Rodrigues Silva

    Engenheira Civil (UFMG)

    rea de atuao: Engenharia de Transportes, Segurana Viria

    Edio especial

    2011

  • PREFCIO

    Este livro, endereado aos profissionais do Grupo CCR, apresenta de forma sinttica e prtica

    os princpios que norteiam a compreenso dos conceitos empregados na avaliao da

    capacidade viria e nvel de servio.

    Grande parte deste livro resulta da adequao de produes cientficas e normas nacionais e

    internacionais, em especial: o Highway Capacity Manual HCM; Roess, Prassas, e McShane; Papacostas e Preveduros; Khisty e Lalls.

    Externamos aqui nosso agradecimento antecipado a todos aqueles que nos comunicarem sobre

    possveis equvocos ou problemas de outras naturezas encontrados neste material, para que

    sejam tomadas as providncias necessrias.

  • SUMRIO

    1 Introduo.................................................................................................................. 7

    1.1 Normatizao vigente .................................................................................................. 8

    1.2 Estrutura ....................................................................................................................... 9

    2 Caractersticas da corrente de trfego ..................................................................... 10

    2.1 Volume de trfego ..................................................................................................... 10

    2.2 Tempo de viagem ....................................................................................................... 10

    2.3 Percentual do tempo em peloto ................................................................................ 10

    2.4 Fluxo de trfego ......................................................................................................... 10

    2.5 Velocidade ................................................................................................................. 11

    2.5.1 Velocidade mdia no tempo ............................................................................... 11

    2.5.2 Velocidade mdia no espao .............................................................................. 11

    2.6 Densidade ................................................................................................................... 11

    2.7 Relaes fundamentais de trfego ............................................................................. 11

    3 Tratamento de dados de trfego .............................................................................. 13

    3.1 Contagens de trfego ................................................................................................. 13

    3.2 Variaes sazonais do fluxo ...................................................................................... 13

    3.3 Fator de pico horrio .................................................................................................. 15

    3.4 Fator K: Determinao da hora de projeto ................................................................. 15

    4 Segmentao de trechos homogneos ..................................................................... 17

    4.1 Aspectos considerados ............................................................................................... 17

    4.2 Tipo de relevo ............................................................................................................ 18

    4.2.1 Terreno plano ...................................................................................................... 18

    4.2.2 Terreno ondulado ................................................................................................ 18

    4.2.3 Terreno montanhoso ........................................................................................... 18

    4.3 Rampas especficas .................................................................................................... 18

    4.4 Acessos controlados ................................................................................................... 18

    4.5 Agrupamento de subtrechos ....................................................................................... 19

    5 Capacidade viria e nvel de servio ....................................................................... 21

    5.1 Capacidade viria ....................................................................................................... 21

    5.2 Nvel de servio ......................................................................................................... 21

    5.3 Condies ideais ........................................................................................................ 22

    5.4 Metdo de anlise para autoestradas (Freeways) ...................................................... 23

    5.4.1 Determinao da velocidade fluxo livre (FFS) .................................................. 23

    5.4.2 Determinao do fluxo de trfego equivalente ................................................... 25

  • 5.4.3 Determinao do nvel de servio ...................................................................... 27

    5.4.4 Volumes de servio ............................................................................................ 27

    5.5 Metdo de anlise para rodovias de pista dupla (Multilane Highways).................... 28

    5.5.1 Determinao da velocidade fluxo livre (FFS) .................................................. 28

    5.5.2 Determinao do nvel de servio ...................................................................... 30

    5.5.3 Volumes de servio ............................................................................................ 30

    5.6 Mtodo de analise para rodovias de pista simples (Two lane Highways) .............. 31

    5.6.1 Determinao da velocidade de fluxo livro (FFS) ............................................. 31

    5.6.2 Determinao do fluxo de trfego equivalente .................................................. 32

    5.6.3 Estimativa da velocidade mdia de viagem (Average Travel Speed - ATS) ...... 37

    5.6.4 Determinao do percentual de tempo de viagem em peloto (Percent time spent

    following PTSF) ............................................................................................................ 38

    5.6.5 Determinao do nvel de servio ...................................................................... 39

    5.6.6 Faixas adicionais ................................................................................................ 39

    5.7 Introduo anlise de vias urbanas ......................................................................... 41

    5.7.1 Parmetro caracterizador do nvel de servio .................................................... 41

    5.7.2 Determinao da velocidade mdia ................................................................... 41

    5.7.3 Nvel de servio e velocidade ............................................................................ 42

    6 Referncias .............................................................................................................. 43

  • Capacidade viria e nvel de servio | 7

    MATERIAL UTILIZADO PARA FINS DIDTICOS, NO PODENDO SER COMECIALIZADO.

    R . P i r a p e t i n g a 3 2 2 / 8 A n d a r B H / M G c e p : 3 0 . 2 2 0 - 1 5 0 T e l / f a x : ( 3 1 ) 3 0 4 5 - 1 4 1 8

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    1 INTRODUO

    A infraestrutura em geral e as rodovias em particular so importantes insumos na proviso de

    bens e servios e afetam decisivamente na produtividade, nos custos e na competitividade de

    uma economia moderna (Guach; Laffont e Straub, 2003). Dentro desse contexto, ao longo da

    ltima dcada, o poder pblico brasileiro voltou a conduzir esforos no sentido de prover o

    setor rodovirio de novos investimentos, bem como de manuteno, conservao e operao

    adequadas. Isso se deu atravs da utilizao de recursos pblicos, alm de oriundos da

    iniciativa privada, por meio de contratos de concesso.

    O programa de concesses rodovirias transfere total ou parcialmente para o setor privado a

    tarefa de investir, conservar e operar uma pequena, porm significativa parcela da malha

    rodoviria nacional, cabendo ao Estado atuar como agente regulador, com o papel de

    estabelecer padres e fiscalizar o atendimento aos nveis de investimento e servio

    estabelecidos para as empresas concessionrias.

    De maneira a avaliar a qualidade desse servio, vm se desenvolvendo diversos mtodos e

    modelos h vrias dcadas. Destes, destaca-se o Highway Capacity Manual (HCM), da

    instituio de pesquisa americana Transportation Research Board (TRB). O HCM surgiu em

    1950, atravs do Bureau of Public Roads (BPR), o precursor da atual Federal Highway

    Administration (FHWA). Baseado em estudos realizados durante as dcadas de 1930 e 1940,

    essa verso inicial tinha a inteno de servir como diretriz para projetos de rodovias

    (Robinson, 1998). A segunda verso do HCM, de 1965, baseou-se em estudos sobre

    capacidade, focalizados principalmente em autoestradas (freeways). O HCM de 1965 foi

    editado pelo Comit TO-4 de Capacidade Viria do Highway Research Board (HRB). Com o

    HCM de 1965, foram introduzidos o conceito de nvel de servio, modelos e procedimentos

    para serem usados na avaliao operacional da qualidade do servio de trechos homogneos

    de rodovias (HRB, 1965).

    A verso seguinte do HCM foi publicada em 1985 (TRB, 1985), pelo Transportation

    Research Board, sucessor do HRB, e contou com revises em 1992, 1994 e 1997. Baseada

    em mais de uma dezena de estudos detalhados, esta verso reforou o conceito de nvel de

    servio e foi alm das rodovias, incluindo captulos sobre transporte pblico urbano, pedestres

    e bicicletas, (Robinson, 1998).

    A quarta verso do HCM, de 2000, estende, clarifica e fortalece o conceito de nvel de

    servio. Esta verso inclui orientaes de como relacionar os resultados das estimativas de

    qualidade de servio com anlises econmicas e de impactos ambientais e fornece

    procedimentos que permitem fazer uma anlise global da qualidade de servio de sistemas

    formados por componentes heterogneos.

    Em 2011, o TRB publicou a mais recente verso do manual (HCM 2010), mantendo a

    estrutura do seu precursor com relao aos mtodos mais relevantes no cenrio rodovirio

    brasileiro - Two-Lane Highways para rodovias de pista simples com duas faixas operando nos

    dois sentidos de trfego e Multilane Highways para rodovias de pista dupla, com duas ou trs

    faixas por sentido.

  • Capacidade viria e nvel de servio | 8

    MATERIAL UTILIZADO PARA FINS DIDTICOS, NO PODENDO SER COMECIALIZADO.

    R . P i r a p e t i n g a 3 2 2 / 8 A n d a r B H / M G c e p : 3 0 . 2 2 0 - 1 5 0 T e l / f a x : ( 3 1 ) 3 0 4 5 - 1 4 1 8

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    1.1 NORMATIZAO VIGENTE

    Desde a verso de 1965, o HCM tornou-se a referncia em vrios pases do mundo para a

    avaliao da capacidade e da qualidade de servio, principalmente a partir de 1990 (TRB,

    2000). Tambm o Brasil adota o manual como referncia no que tange aos estudos da

    adequabilidade da oferta de infraestrutura demanda pelos servios de transportes. No

    entanto, no h consenso dentre os rgos gestores e agncias reguladoras nacionais quanto

    verso a se empregar.

    O Departamento Nacional de Infraestrutura de Transporte DNIT (2006a), ao estabelecer diretrizes bsicas para a elaborao de projetos e estudos rodovirios, recomenda a utilizao

    do HCM na realizao de diagnsticos da condio operacional de uma rodovia e na

    determinao da poca de realizao de obras de melhoramento. O rgo destaca que a verso

    do HCM a se adotar deve ser a mais recente. Seguindo essa premissa, o DNIT (2006b) aborda

    mais detalhadamente a questo da capacidade e do nvel de servio no seu Manual de Estudos

    de Trfego, no qual preconiza as metodologias do HCM 2000, explicando-as.

    Contudo, diversos rgos estaduais apresentam recomendaes divergentes s do DNIT, ao

    estabelecerem regras para seus programas de concesses locais. Trata-se das normas que

    determinam a modelagem dos programas estaduais de concesso de rodovias e que definem

    os padres de investimento em aumento de capacidade e atendimento aos nveis de servio ao

    longo do tempo previsto em contrato.

    Em So Paulo, estado com o maior PIB do Brasil, a Agncia Reguladora de Transporte do

    Estado de So Paulo ARTESP determina que a utilizao do Highway Capacity Manual (HCM) obrigatria para definio e verificao do atendimento a padres de desempenho

    operacional, e assim, torna-se necessria a sua leitura para o entendimento mais abrangente do

    assunto. (ARTESP, 2004, p. 5). A ARTESP define regras especficas para as rodovias de pista dupla (multilane highways) e para as rodovias de pista simples com duas faixas

    operando nos dois sentidos (two-lane highways).

    Para as primeiras, a agncia permite a utilizao do HCM 2000, porm faz uma ressalva

    quanto aos fatores de equivalncia para veculos pesados. Mesmo que utilizados os procedimentos metodolgicos previstos no HCM 2000, os fatores de equivalncia a usar devem ser os definidos na verso de 1994 que so mais compatveis com o desempenho dos

    veculos da frota que opera nas rodovias concedidas, considerando, ainda, que a terceira

    edio, na verso de 1994, era a verso vigente do HCM quando da licitao para as concesses. (ARTESP, 2005, p.21)

    No caso especfico das rodovias de pista simples com duas faixas, dois sentidos de trfego, a

    ARTESP apenas diz que a metodologia do HCM 2000, para anlise de nveis de servio, totalmente diversa da metodologia da terceira edio do HCM, verso de 1994, sendo que esta

    ltima dever prevalecer. (ARTESP, 2005, p.21)

    Uma situao semelhante pde ser observada em Minas Gerais, estado com a maior malha

    rodoviria do Brasil. Por ocasio do processo de licitao, pelo Governo do Estado, da

    Parceria Pblico-Privada da rodovia MG 050, segundo o edital publicado pelo Departamento

    de Estradas de Rodagem do Estado de Minas Gerais - DER-MG (2006a), o HCM 1994

    deveria se adotado como padro a ser utilizado nos estudos. Durante audincia para

    esclarecimento do edital, no dia 24/05/2006, ao ser questionado sobre a adoo do manual

    antigo, frente existncia de verses mais recentes, o rgo confirmou, ao responder que a metodologia dever ser a verso de 1994, todavia considerando a tabela de equivalentes

    caminhes em automveis no estudo de rampas especficas, constante do HCM de 1985 para

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    veculos com a relao peso/potncia de 300lb/hp (tabela 7.6 da pgina 7-11 do HCM/85 multilane highways). (DER, 2006b, p. 10)

    1.2 ESTRUTURA

    Este livro est organizado em cinco captulos. O captulo 1 composto pela introduo e

    panorama da normatizao vigente no Brasil. Nesse captulo apresentado um histrico do

    HCM e descrita tambm a estrutura do livro.

    O captulo 2 consiste em conceitos gerais baseados nas caractersticas da corrente de trfego.

    So apresentados as relaes fundamentais de trfego e o modelo de Greenshields. O captulo

    3 trata da descrio dos dados de trfego necessrios avaliao de capacidade.

    O captulo 4 discorre sobre a segmentao de trechos homogneos, bem como o seu

    agrupamento. No captulo 5, podem-se encontrar os mtodos para avaliao de capacidade

    viria em fluxo no interrompido, com os parmetros e anlises atualizadas para o HCM

    2010. Ao fim, apresentada uma breve introduo anlise de vias urbanas.

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    2 CARACTERSTICAS DA CORRENTE DE TRFEGO

    As caractersticas agregadas da corrente de trfego so descritas por variveis macroscpicas.

    As propriedades dessas variveis so mais facilmente observadas em rodovias de pista

    simples, dupla ou autoestradas, onde se pressupe que a corrente de trfego formada por

    veculos e condutores com caractersticas semelhantes.

    As relaes das variveis macroscpicas estudadas neste capitulo so vlidas para um fluxo

    de trfego no interrompido, formado em trechos de vias nos quais as distncias entre

    intersees ou dispositivos de controle sejam iguais ou superiores a trs quilmetros (Roess,

    Prassas e McShane, 2010). Os principais paramtros macroscpicos do trfego so: volume,

    fluxo, velocidade, tempo de viagem e densidade, tambm usados como medidas de

    desempenho na determinao da qualidade do servio em vias.

    2.1 VOLUME DE TRFEGO

    Denomina-se volume (V) o nmero total de veculos que passam num dado ponto ou seo de

    uma via, sentido ou faixa de trfego durante um determinado perodo de tempo. Os volumes

    podem ser classificados por categoria de veculo e totalizados em perodos de tempo.

    Os Volumes Dirios Mdios Anuais (VDMA) so normalmente obtidos a partir da mdia

    aritmtica das contagens em todos os dias do ano, quando se dispe de sries de dados de

    trfego completas. Volumes Dirios Mdios (VDM) podem ser calculados para quaisquer

    perodos do ano, entretanto devem ser corrigidos por fatores de sazonalidade e/ou

    extrapoladas, quando necessrio.

    2.2 TEMPO DE VIAGEM

    O tempo de viagem (t) o intervalo de tempo mdio que uma corrente de trfego despende

    para percorrer a distncia entre o ponto inicial (x0) e o final (x1) de uma viagem.

    2.3 PERCENTUAL DO TEMPO EM PELOTO

    O percentual do tempo em peloto (percent time spent-following -PTSF, segundo o HCM)

    representa a porcentagem do tempo de viagem na qual um veculo rpido permanece seguindo

    um ou mais veculos lentos, devido impossibilidade de ultrapassagem, em rodovias de pista

    simples.

    2.4 FLUXO DE TRFEGO

    Define-se fluxo ou vazo (q) de uma corrente de trfego como a relao entre o volume de

    veculos (V) que passam num ponto da via e o intervalo de tempo correspondente (t).

    Portanto, a unidade de medida de fluxo em veiculo por unidade de tempo. Usualmente q

    dado em veic/h:

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    t

    Vq

    (2.1)

    Em oposio ao volume de trfego, o fluxo no representa o nmero total de veculos que

    passa por uma dada seo, mas sim a taxa de passagem desses veculos em um determinado

    perodo de tempo.

    2.5 VELOCIDADE

    Em uma mesma corrente de trfego, os veculos tm velocidades diferentes entre si. Assim, a

    velocidade do fluxo deve ser caracterizada por um valor mdio das velocidades individuais

    dos veculos. Pode-se calcular a velocidade mdia no tempo ou no espao.

    2.5.1 Velocidade mdia no tempo

    A velocidade mdia no tempo (ut) medida em um ponto fixo da rodovia e calculada pela

    mdia aritmtica das velocidades instantneas (ui) de cada veculo durante um perodo de

    tempo:

    V

    i

    it uV

    u1

    (2.2)

    2.5.2 Velocidade mdia no espao

    A velocidade mdia no espao (us) medida em um trecho da rodovia em um dado perodo de

    tempo e pode ser calculada pela mdia harmnica das velocidades instantneas de cada

    veculo (ui):

    V

    i i

    t

    uV

    u11

    1

    (2.3)

    2.6 DENSIDADE

    A densidade, frequentemente denominada concentrao (k), dada pela relao entre a

    quantidade de veculos em um trecho de via (V) e a extenso do mesmo (x1 - x0):

    01 xx

    Vk

    (2.4)

    Medidas diretas da densidade podem ser feitas atravs de fotos ou filmagens areas do

    trfego.

    2.7 RELAES FUNDAMENTAIS DE TRFEGO

    Dentre as relaes existentes entres os parmetros macroscpicos de trfego, destaca-se a

    chamada relao fundamental do trfego, dada por:

  • Capacidade viria e nvel de servio | 12

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    ukq (2.5)

    A partir dessa relao, possvel determinar os diagramas fundamentais do trfego. Embora

    seja aparentemente simples, a determinao desses diagramas tema de estudos em todo o

    mundo, ainda nos dias atuais. O modelo pioneiro desenvolvido na primeira metade do sculo

    XX o de Greenshields, citado por diversos pesquisadores (Papacostas & Preveduros, 2002;

    Cohen, 1993; Khisty & Lall, 2003). Esse modelo, que define uma relao linear entre

    velocidade (u) e densidade (k), aplica-se bem situao em que o fluxo de trfego contnuo.

    A Figura 2.1 mostra os diagramas do comportamento de trfego obtidos por Greenshields. A

    notao empregada nessa figura a seguinte:

    kj: densidade de congestionamento;

    uf: velocidade em condies de fluxo livre;

    qm: fluxo mximo ou capacidade;

    km: densidade correspondente ao fluxo mximo;

    um: velocidade mdia;

    Figura 2.1 Diagrama de Greenshields

    Vale ressaltar que os pontos notveis do diagrama so intuitivos, e. g., se o fluxo de veculos

    na via continuar crescendo, em algum momento, ela estar to congestionada (momento em

    que ocorre kj) que os veculos vo parar (us = 0). Analogamente, quando no h veculos na

    via (k = 0; q = 0) possvel trafegar a velocidades de fluxo livre ou velocidades limites (uf).

    A relao entre velocidade mdia no espao (u) e densidade apresentada na Figura 2.1 pode

    ser expressa pela equao:

    j

    fk

    kuu 1

    (2.6)

    Substituindo-se a equao 2.6 em 2.5, obtm-se a relao entre fluxo e densidade, expressa

    por:

    j

    fk

    kkuq

    (2.7)

    A relao fluxo-densidade constitui uma parbola, cujo ponto mximo do fluxo corresponde

    capacidade da via (qm) e a densidade mdia (km).

  • Capacidade viria e nvel de servio | 13

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    3 TRATAMENTO DE DADOS DE TRFEGO

    A medida de desempenho mais fundamental para estudos de trfego o volume: quantos veculos passam em um local definido de um sistema virio em um dado momento,

    particularmente durante uma hora de pico de um dia tpico. (Roess, Prassas e McShane, 2010, p. 165, traduo nossa). Na prtica, as decises referente engenharia de trfego no

    podem ser tomadas sem o conhecimento dos volumes de projeto.

    Dessa forma, a coleta de informaes que definam a corrente de trfego de suma

    importncia. O produto esperado o volume de veiculos que passa no trecho estudado no

    periodo de tempo pesquisado, segregado em intervalo de minutos (usalmente, 15 minutos),

    horas ou dias. Em muitos estudos, necessrio a classificao dos veculos por eixo, uma vez

    que as caracteristicas da corrente de trfego e a percepo do usurio mudam conforme a

    composio do trfego.

    3.1 CONTAGENS DE TRFEGO

    As contagens de trfego podem ser feita de trs formas: (1) coletas manuais; (2) coletas

    semiautomatizadas; (3) coletas automatizadas. Dependendo da necessidade dos projetos, cada

    um desses mtodos de coleta ser mais adequado. Convm definir o nvel de anlise

    (estratgia, programa, projeto), tempo, custo, dentre outras variveis antes de escolher a forma

    de contagem.

    Atravs de contagens, possvel obter a srie anual completa do trfego por sentido

    direcional, com volumes classificados por categoria de veculo e totalizados de hora em hora

    nos trechos estudados. Em muitos casos, pode ser til totalizar os volumes de trfego em

    intervalos de 15 minutos. A partir dessa srie, calculam-se os Volumes Dirios Mdios

    Anuais (VDMA), classificados em veculos de passeio (automveis, vans e utilitrios) e

    veculos pesados (automveis com reboque ou semirreboque, caminhes e nibus).

    O clculo do VDMA feito atravs da mdia aritmtica dos volumes totalizados a cada dia do

    ano:

    365

    hVVDMA

    (3.1)

    em que Vh a somatria do volume de trfego de todas as horas do ano.

    3.2 VARIAES SAZONAIS DO FLUXO

    Em estudos de trfego, as contagens volumtricas so realizadas para permitir a avaliao do

    fluxo de veculos que passa em certo trecho de rodovia num determinado intervalo de tempo.

    Esses volumes apresentam variaes ao longo do tempo, ou seja, se a contagem for mensal,

    dever ocorrer uma variao no volume contado em cada ms, influenciada por diferentes

    fatores, como o nmero de dias do ms, as caractersticas climticas dos dias de contagem

    (vero/inverno, chuvas/estiagem etc.) ou mesmo as caractersticas socioeconmicas da regio

    atravessada pela rodovia (gerando perodos de escoamento de safras, intensificao de fluxos

    turstico-recreacionais em determinados perodos etc.).

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    Essas flutuaes do volume contado em diferentes meses em torno da mdia anual ocorrem

    geralmente de maneira cclica e so medidas atravs do clculo de fatores de sazonalidade. Ao

    longo de uma srie de anos, para um determinado ms, os fatores de sazonalidade calculados

    so bem prximos entre si. Tipicamente, os meses de frias (dezembro, janeiro e julho) so

    aqueles que concentram os maiores volumes de veculos de passeio e os menores volumes de

    veculos comerciais, resultando em fatores de sazonalidade maiores do que a unidade para os

    primeiros e menores do que a unidade para os segundos.

    No perodo de uma semana, os volumes resultantes de uma contagem qualquer tambm

    apresentam flutuaes em relao mdia semanal. de fcil constatao que os fatores de

    sazonalidade relativos aos dias de final de semana so notadamente menores que a unidade

    para os veculos de carga, caracterizando volumes inferiores mdia semanal. A situao

    inversa ocorre para os veculos de passeio, especialmente nos casos no qual o trfego possui

    um perfil recreacional.

    De posse desses fatores previamente calculados, possvel fazer a expanso de contagens que

    no so feitas em perodos completos de um ano, semana ou mesmo dia. Assim, com a

    contagem de algumas horas de um dia qualquer do ano, e dispondo-se do perfil sazonal

    horrio de certo trecho rodovirio com caractersticas funcionais semelhantes, possvel obter

    o volume dirio mdio (VDM) desse dia. Com um perfil sazonal dirio, torna-se possvel

    determinar o VDM semanal, normalmente assumido como sendo muito prximo ao mensal,

    posto que h geralmente pouca variao de trfego entre as semanas de um dado ms. Por

    fim, com um perfil sazonal mensal, obtm-se o Volume Mdio Dirio Anual (VDMA).

    O fator de ajuste sazonal horrio (FSzH) obtido da relao entre o volume dirio (Vd) e o

    volume de uma hora especfica (Vh) do mesmo dia:

    h

    d

    V

    VFSzH

    (3.2)

    O fator de ajuste sazonal do dia da semana (FSzD) provm da relao entre o volume dirio

    mdio semanal (VDMS) e o volume do dia da semana pesquisado (Vd):

    dV

    VDMSFSzD

    (3.3)

    O fator de ajuste sazonal da posio da semana no ms (FSzS) adquirido da relao entre o

    volume dirio mdio do ms pesquisado (VDMM) e o volume dirio mdio semanal do

    mesmo ms (VDMS):

    VDMS

    VDMMFSzS

    (3.4)

    O fator de ajuste sazonal do ms do ano (FSzM) decorre da relao entre o volume dirio

    mdio anual (VDMA) e o volume dirio mdio do ms pesquisado (VDMM):

    VDMM

    VDMAFSzM

    (3.5)

    Assim; para calcular o VDMA a partir de uma contagem de uma hora qualquer de um ano no

    trecho estudado (Vhc), basta multiplicar o volume contado pelos fatores de sazonalidade

    obtidos:

    FSzMFSzSFSzDFSzHVVDMA ch (3.6)

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    3.3 FATOR DE PICO HORRIO

    O volume de trfego sofre variaes ao longo do dia, sobretudo em perodos de viagens casa-

    trabalho. As variaes mais expressivas so chamadas de picos.

    O dimensionamento de qualquer componente do sistema de transporte deve levar em conta a

    variao do fluxo de trfego, evitando que a demanda do perodo de pico supere a capacidade

    definida para o componente em questo.

    A hora pico o perodo de uma hora em que observado o maior volume de trfego.

    Observaes em campo demonstram que, em geral, a taxa de fluxo para um perodo de 15

    min de pico no so mantidas para todo o perodo da hora pico e a capacidade da via deve ser

    compatvel para esse momento.

    O fator de pico horrio (PHF) calculado atravs da equao:

    154 V

    VPHF

    hp

    (3.7)

    em que Vhp o volume da hora de pico em vec/h e V15 o volume dos quinze minutos mais

    carregados dessa mesma hora, em vec/h. Sendo assim, o resultado da equao (PHF)

    representado por valor adimensional.

    3.4 FATOR K: DETERMINAO DA HORA DE PROJETO

    Partindo da premissa de que Estudos de Capacidade so realizados considerando o volume de

    trfego da ensima hora mais carregada do ano, se faz necessrio calcular um fator, denominado Kn, que permita estimar, a partir do VDMA, o volume dessa hora de anlise em

    cada trecho homogneo.

    A partir de sries de trfego possvel ordenar os volumes de todas as horas do ano e,

    consequentemente, definir aquele que ser usado no estudo. A rigor, a hora de projeto a hora

    correspondente ao ponto de inflexo da curva mostrada na Figura 3.1.

    Figura 3.1 Curva da ensima hora

    Existe ainda uma dificuldade na determinao da hora de projeto. Nos Estados Unidos, a

    prtica habitual em projetos rodovirios assume um volume horrio de projeto correspondente

    ao fluxo observado entre a 30 e a 100 horas mais carregadas do ano (TRB, 2010). No Brasil,

    o Manual de Estudos de Trfego do DNIT (2006b) expe que a curva sofre uma mudana

    rpida de declividade por volta da 30 hora, sendo que o volume correspondente a essa hora

    ou a 50 hora fortemente indicado como volume horrio de projeto (VHP), j que um

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    aumento substancial de seu valor implicar em que poucas horas a mais sejam atendidas

    adequadamente pelo projeto, enquanto uma reduo relativamente pequena resultar na

    excluso de um nmero significativo de horas.

    O fator Kn determinado atravs da razo entre o volume da ensima hora (Vn) e o VDMA:

    VDMA

    VK nn

    (3.8)

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    4 SEGMENTAO DE TRECHOS HOMOGNEOS

    Para a segmentao de trechos homogneos, necessrio classific-los como autoestradas,

    rodovia de pista dupla e rodovias de pista simples. Essa classificao definir o mtodo do

    HCM a ser utilizado em cada caso.

    Os segmentos de uma rodovia diferem ao longo da sua extenso em funo da

    descontinuidade de suas caractersticas fsicas e operacionais. Devido a essa variao, em

    estudos de trfego, divide-se a rodovia analisada em diversos trechos homogneos. Essa

    lgica cartesiana preconizada pelo HCM para facilitar a anlise e definir padres para as

    avaliaes.

    4.1 ASPECTOS CONSIDERADOS

    O HCM considera os seguintes aspectos para segmentao de trechos homogneos:

    Modificao do nmero bsico de faixas de trfego ao longo da rodovia; Variao no tratamento central ao longo da rodovia (aplicvel em rodovias de pista

    dupla)

    Variao no tipo de relevo (plano, ondulado e montanhoso); Variao de dois por cento do greide ou mais ou aclives com extenso superior a 1220

    m;

    Presena de semforos ou sinalizao de interrupo de fluxo ao longo da rodovia; Presena de faixas adicionais em aclive ou faixas de ultrapassagem e seu efeito a

    jusante e a montante;

    Variao do fluxo de trfego; Variao do fluxo de trfego no sentido oposto (aplicvel em rodovias de pista

    simples);

    Percentual de zonas de proibio de ultrapassagem (aplicvel em rodovias de pista simples)

    Alterao das larguras de faixa; Alterao na largura do afastamento livre esquerda da via; Mudana significativa na densidade de acesso; Alterao dos limites de velocidade; Presena de uma condio de gargalo.

    Em geral, os trechos homogneos tem extenso mnima de 760 m. Para intersees com

    semforo, a extenso do trecho no deve ser maior que 400 m. Os procedimentos descritos

    neste captulo baseiam-se em condies mdias observadas ao longo de um segmento de

    rodovia com caractersticas fsicas constantes.

    Os aspectos considerados so utilizados para a segmentao de trechos homogneos em

    autoestradas, rodovias de pista dupla e rodovias de pistas simples quando a condio

    aplicvel.

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    4.2 TIPO DE RELEVO

    O HCM considera trs tipos de relevos em sua metodologia: plano, ondulado e montanhoso.

    O tipo de relevo tem impacto no desempenho dos veculos, alterando, assim, a capacidade da

    via.

    4.2.1 Terreno plano

    Terreno plano qualquer combinao de rampas, alinhamento horizontal ou vertical que

    permita aos veculos pesados manter a mesma velocidade que os veculos de passeio. Este

    tipo de terreno pode possuir greides curtos cuja inclinao no ultrapasse dois por cento.

    4.2.2 Terreno ondulado

    Terreno ondulado qualquer combinao de rampas, alinhamento horizontal ou vertical que

    ocasiona reduo substancial de velocidade (at a velocidade de equilbrio) dos veculos

    pesados em comparao com os veculos de passeio. Todavia, essa reduo de velocidade no

    frequente e acontece em um curto perodo de tempo.

    4.2.3 Terreno montanhoso

    Terreno montanhoso qualquer combinao de rampas, alinhamento horizontal ou vertical

    nas quais os veculos pesados trafegam em velocidades de equilbrio (mnimas para

    determinada condio) em grandes distncias ou em intervalos frequentes.

    4.3 RAMPAS ESPECFICAS

    As rampas especficas nas rodovias ocasionam reduo de velocidade de veculos pesados, o

    que diminui a capacidade da via. Por isso, essas rampas devem ser tratadas separadamente. A

    anlise dos segmentos deve considerar os aclives e os declives isolados e sua combinao

    para o caso de greides compostos.

    Qualquer greide inferior a trs por cento com mais de 1 km ou qualquer greide igual ou acima

    de trs por cento que tenha mais de 0,5 km deve ser analisado como um segmento separado

    por causa de seu efeito no fluxo de trfego. (Roess, Prassas, & McShane, 2010)

    Quando h vrias sries consecutivas de diferentes greides, forma-se um greide composto, um

    valor mdio determinado e utilizado na anlise. Obtm-se esse valor, pelo clculo da soma

    das distncias verticais de cada greide, dividido pela distncia total em projeo horizontal.

    4.4 ACESSOS CONTROLADOS

    As autoestradas (freeways) consistem em rodovias de pista dupla que operam com divisria

    central fsica, e nas quais h total controle dos acessos, na forma de dispositivos

    especialmente construdos para a entrada e sada segura de veculos. Tais dispositivos (ramps,

    no HCM) so normalmente compostos por ao menos dois elementos geomtricos principais: a

    pista do prprio acesso e a sua juno com a rodovia principal. A juno normalmente

    provida de faixas auxiliares, de modo a possibilitar que os veculos assumam uma velocidade

    compatvel com a via que desejam acessar.

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    A Figura 4.1 mostra as duas configuraes tpicas para dispositivos de acesso: (a) entrada (on-

    ramp); (b) sada (off-ramp). No caso (a), os veculos que desejam ingressar na via precisam

    encontrar uma brecha na faixa adjacente faixa auxiliar, e induzem os veculos que trafegam

    direita da autoestrada a mudar de faixa. Em ambos os casos, h gerao de turbulncia nos

    arredores da juno. A rea de influncia desse efeito preponderante nas duas faixas mais

    direita e se estende 450 m a jusante, no caso (a), e 450 m a montante, no caso (b), a partir do

    ponto de acesso (Roess e Ulerio, 1993).

    Figura 4.1 Configurao e rea de influncia dos dispositivos de acesso (ramps)

    Quando uma sada precedida por uma entrada a at 750 m de distncia (TRB, 2000; Roess,

    Prassas, & McShane, 2010), sendo ambas unidas por uma faixa auxiliar, formado um trecho

    de entrelaamento (weaving), definido como uma rea de cruzamento de duas ou mais

    correntes de trfego em um mesmo sentido, conforme mostrado na Figura 4.2. Em trechos de

    entrelaamento, as manobras de mudana de faixa ocorrem com muita frequncia, causando

    turbulncia significativamente superior ao normalmente observado em segmentos bsicos de

    autoestradas.

    Figura 4.2 Configurao tpica de um trecho de entrelaamento (weaving)

    Os sistemas de autoestradas so compostos por sequncias de trechos bsicos, dispositivos de

    acesso e entrelaamentos. A diviso de trechos aqui apresentada foca na caracterizao dos

    primeiros.

    4.5 AGRUPAMENTO DE SUBTRECHOS

    Um trecho homogneo direcional de rodovia um conjunto contnuo de subtrechos da

    rodovia. Se uma anlise operacional tem sido realizada para cada subtrecho do conjunto, os

    resultados podem ser combinados para obter uma avaliao operacional de todo o segmento

    de rodovia. A mesma abordagem pode ser usada para combinar os resultados operacionais do

    sentido direcional oposto. Em ambos os casos, para obter a medida de desempenho do trecho

    homogneo necessria a mdia das medidas de desempenho (MD) de cada subtrecho

    ponderada pelo tempo total de viagem dos quinze minutos mais carregados da hora de projeto

    no mesmo trecho (TT15):

    n

    i

    i

    n

    i

    ii

    c

    TT

    TTMD

    MD

    15

    15

    (4.1)

    (a) Entrada (on-ramp) (b) Sada (off-ramp)

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    em que:

    MDc a medida de desempenho do trecho homogneo (combinao de subtrechos),

    MDi a medida de desempenho de cada subtrecho,

    TT15i o tempo total despendido pelo somatrio de veculos que trafegam nos 15 minutos de

    pico da hora de anlise, em veculos-h, no subtrecho i:

    ATS

    L

    PHF

    VTT t

    hp

    i

    415

    (4.2)

    em que:

    Lt a extenso do subtrecho;

    ATS a velocidade mdia de viagem no subtrecho;

    Vhp e PHF vide equao 3.7.

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    5 CAPACIDADE VIRIA E NVEL DE SERVIO

    Com a inteno de medir a capacidade e regulamentar a avaliao da qualidade do servio

    observado nas rodovias, diferentes mtodos foram desenvolvidos, a partir de resultados de

    pesquisas realizadas nos ltimos 50 anos, principalmente nos Estados Unidos, Canad,

    Austrlia e Alemanha. Essas pesquisas culminaram na publicao de manuais para anlise de

    capacidade e da qualidade operacional de sistemas de transporte. Dentre esses manuais,

    provavelmente o mais conhecido o Highway Capacity Manual HCM (TRB, 2010), o manual americano de capacidade.

    O Highway Capacity Manual hoje a principal alternativa para a anlise de capacidade e

    qualidade do servio no Brasil, na falta de procedimentos ajustado s condies locais, em

    funo da facilidade de aplicao dos seus conceitos e disponibilizao de mtodos para

    avaliao da infraestrutura viria. Neste captulo, sero abordados os mtodos de fluxo no

    interrompido presentes no HCM (autoestradas, pista dupla e pista simples) e uma breve

    introduo anlise de vias urbanas.

    5.1 CAPACIDADE VIRIA

    A capacidade de uma rodovia definida pelo HCM (TRB, 2000) como a quantidade mxima

    esperada de veculos que cruzam uma determinada seo da rodovia durante um perodo de

    tempo em que as condies predominantes de trfego, de controle e as caractersticas

    geomtricas da via no se alteram significativamente.

    5.2 NVEL DE SERVIO

    O nvel de servio baseia-se na anlise da adequabilidade de uma determinada oferta de

    infraestrutura rodoviria demanda atendida por esta, aferida por meio de medidas

    quantitativas e qualitativas que caracterizam as qualidade operacional de um fluxo de trfego

    e sua percepo por motoristas e passageiros. So considerados fatores tais como velocidade,

    tempo de viagem, liberdade de manobra, interrupes de trfego, conforto e convenincia.

    Seis nveis de servio (LOS) so definidos em funo do desempenho da rodovia analisada,

    os quais so designados por letras, de A a F, onde o nvel de servio A representa as melhores condies operacionais e o F a pior. O volume de trfego que pode ser atendido nas condies de stop-and-go do LOS F geralmente aceito como sendo menor que o possvel no E; consequentemente, o limite superior deste ltimo nvel de servio representa a capacidade da rodovia.

    Nos projetos ou no planejamento de rodovias, tomam-se como referncia os nveis de servio

    C ou D, j que garantem uma boa qualidade de servio para os usurios e uma operao sem saturao por um bom perodo de tempo, sem a necessidade de superdimensionar a oferta

    rodoviria.

    Para rodovias de pista dupla (multilane highways), o HCM descreve as condies

    operacionais normalmente associadas a cada nvel de servio, sendo essa descrio

    normalmente utilizada para ilustrar a diferena observada entre os nveis de servio (TRB,

    2000, traduo nossa):

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    R . P i r a p e t i n g a 3 2 2 / 8 A n d a r B H / M G c e p : 3 0 . 2 2 0 - 1 5 0 T e l / f a x : ( 3 1 ) 3 0 4 5 - 1 4 1 8

    w w w . t e c t r a n . c o m . b r e - m a i l : t e c t r a n @ t e c t r a n . c o m . b r

    LOS A descreve condio de fluxo completamente livre. A operao praticamente no afetada pela presena de outros veculos, sendo condicionada apenas em funo das

    caractersticas fsicas da via e comportamento dos motoristas. Pequenas perturbaes

    no fluxo so absorvidas sem que ocorra uma variao na velocidade mdia da corrente

    de trfego;

    LOB B tambm indica fluxo livre, embora a presena de outros veculos se torna perceptvel. A velocidade mdia a mesma observada para o LOS A, mas os

    motoristas tm uma liberdade de manobra ligeiramente inferior. Pequenas

    perturbaes ainda so facilmente absorvidas, embora a deteriorao no local do

    evento se torna perceptvel;

    No LOS C, a influncia da densidade do trfego se torna marcante. A possibilidade de manobra dentro da corrente de trfego claramente afetada pela presena de outros

    veculos. Pequenas perturbaes na corrente de trfego causam sria deteriorao do

    LOS no local do evento, sendo que filas se formaro a montante de perturbaes

    maiores;

    No LOS D, as oportunidades de manobra so severamente restringidas devido ao maior volume de trfego, e a velocidade mdia do fluxo reduzida. Apenas

    perturbaes pequenas podem ser absorvidas sem que haja a formao de filas longas

    e deteriorao do nvel de servio;

    LOS E representa uma operao prxima ou no limite da capacidade, com fluxo instvel. A densidade do trfego varivel, em funo da velocidade da via, e os

    veculos circulam com o mnimo espaamento capaz de manter a corrente de trfego

    uniforme. Perturbaes no trfego no podem ser facilmente dissipadas, geralmente

    levando formao de congestionamentos (LOS F);

    LOF F representa fluxo forado ou interrompido e ocorre quando a demanda projetada para a infraestrutura viria superior capacidade ofertada. Embora a operao no

    ponto no qual h restrio de capacidade ocorra no limite no nvel E, filas se formam

    montante da via, com operao instvel e alternncia de movimento e paradas. Vale

    notar que LOS F pode ser usado para descrever o ponto no qual se inicia a formao

    do congestionamento, bem como a condio operacional da fila que se forma

    montante.

    5.3 CONDIES IDEAIS

    Os procedimentos do HCM, na forma de equaes, tabelas ou apresentaes grficas

    correspondem, inicialmente, a um conjunto de condies-padro. Essas condies-padro so

    denominadas condies ideais.

    Condies ideais assumem tempo bom, condies boas do pavimento, usurios familiarizados

    com a infraestrutura e sem interrupo ao fluxo de trfego. As condies ideais para vias de

    fluxo no interrompido so:

    Larguras da faixa de 3,6 m; Afastamentos laterais de 1,8 m e centrais de no mnimo 0,6 m (autoestradas); Velocidade de fluxo livre de 100 km / h para rodovias de pista dupla; Velocidade de fluxo livre igual ou superior a 110 km / h para autoestradas; Apenas carros de passeio no fluxo de trfego (ausncia de veculos pesados); Terreno plano; Ausncia de zonas de proibio de ultrapassagem em rodovias de pistas simples; Presena de diviso central (rodovias de pista dupla e autoestradas);

  • Capacidade viria e nvel de servio | 23

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    Ausncia de impedimentos ao trfego, devido a dispositivos de controle de trfego ou converso de veculos.

    Quando as condies existentes diferem das condies ideais fatores de ajuste devem ser

    aplicados aos clculos da capacidade, velocidade de fluxo livre, fluxo de trfego e nvel de

    servio.

    5.4 METDO DE ANLISE PARA AUTOESTRADAS (FREEWAYS)

    As autoestradas so rodovias nas quais as caractersticas fsicas e operacionais permitem o

    desenvolvimento de velocidades altas. Todas as entradas e sadas desse tipo de rodovia tem

    geometria adequada para no ocasionar interrupo ao fluxo. As autoestradas so

    classificadas pelo nmero total de faixas em ambas as direes, variando entre quatro e dez.

    O mtodo de anlise para autoestradas consiste em:

    1. Determinar a velocidade de fluxo livre (Free Flow Speed FFS); 2. Identificar a curva fluxo-velocidade para o trecho estudado; 3. A partir do fluxo observado (em vec/h), obter o fluxo de trfego equivalente (em

    uvp1/h.faixa);

    4. Determinar o nvel de servio do trecho estudado.

    5.4.1 Determinao da velocidade fluxo livre (FFS)

    A velocidade de fluxo livre (FFS) pode ser definida como a velocidade mdia dos automveis

    na corrente de trfego em condies de fluxo livre, quando o volume de trfego no intenso.

    Quando no h dados de velocidade coletados em campo, a FFS pode ser calculada pela

    seguinte equao (TRB, 2010):

    84,073,73,121 TRDffFFS LCLW (5.1)

    em que:

    fLW o fator de ajuste segundo a largura da faixa de rolamento, em km/h;

    fLC o fator de ajuste em funo do afastamento lateral direito, em km/h;

    TRD a densidade total de acessos controlados, em acessos/km.

    O fator de ajuste da largura da faixa pode ser obtido na Tabela 5.1.

    Tabela 5.1 Fatores de ajuste da FFS em funo da largura da faixa, em autoestradas e em rodovias de pista dupla e (TRB, 2010, adaptada)

    Largura da faixa (m) Reduo da FFS - fLW (km/h)

    3,6 0,0

    3,5 1,0

    3,4 2,1

    3,3 3,1

    3,2 5,6

    3,1 8,1

    3,0 10,6

    1 Fluxos so medidos, pelo HCM, em passenger cars per hour (pc/h), ou carros de passageiros por hora. No

    Brasil, comumente utilizamos essa mesma unidade sob a nomenclatura de uvp, unidade de veculo padro, que

    tambm um carro de passageiros.

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    O fator de ajuste do afastamento lateral direito (Tabela 5.2) representa a reduo de

    velocidade ocasionada por estreitamento do acostamento. Considera-se que acostamentos

    maiores que 1,8 m e a existncia afastamentos internos no oferecem resistncia velocidade

    de fluxo livre.

    Tabela 5.2 Fatores da velocidade de fluxo livre para afastamento lateral em autoestradas (Roess, Prassas, & McShane, 2010, adaptada)

    Afastamento

    lateral direito (m)

    Reduo na FFS - fLC (km/h)

    Faixas por sentido direcional

    2 3 4 5

    1,8 0,0 0,0 0,0 0,0 1,5 1,0 0,6 0,3 0,2

    1,2 1,9 1,3 0,6 0,3

    0,9 2,9 1,9 1,0 0,5

    0,6 3,9 2,6 1,3 0,6

    0,3 3,2 3,2 1,6 0,8

    0,0 5,8 3,9 1,9 1,0

    O fator de densidade de acessos (TRD) calculado pela razo entre o nmero de acessos (de

    sada e de entrada na rodovia) pela extenso total do trecho estudado.

    Aps a determinao da velocidade de fluxo livre do trecho estudado, necessria a

    identificao da curva fluxo-velocidade correspondente. A Figura 5.1 mostra as curvas fluxo-

    velocidade de autoestradas atualizadas para o HCM 2010.

    Figura 5.1 Curvas fluxo-velocidade para autoestradas (TRB,2010, adaptada)

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    5.4.2 Determinao do fluxo de trfego equivalente

    O volume de trfego normalmente heterogneo. Assim, para a avaliao de capacidade e

    nvel de servio, necessrio estabelecer um padro. Dessa forma, o fluxo de veculos deve

    ser convertido em apenas um tipo de veculo, convencionado em engenharia de trfego como

    carro de passeio.

    O fluxo de trfego observado (em vec/h) pode ser convertido em fluxo equivalente (em

    uvp/h.faixa):

    pHV

    pffNPHF

    Vv

    (5.2)

    em que:

    V o fluxo de trfego observado (vec/h);

    N o nmero de faixas de trfego;

    fHV o fator de ajuste para veculos pesados;

    fp o fator de ajuste para tipos de motoristas;

    PHF o fator de pico horrio, conforme definido anteriormente.

    O fator de ajuste em decorrncia da presena de veculos pesados no trfego (fHV) calculado

    em funo do fator de equivalncia para veculos pesados (ET) mais adequado, determinado a

    partir das tabelas do HCM e da proporo de veculos pesados (PT):

    )1(1

    1

    TT

    HVEP

    f

    (5.3)

    O fator de equivalncia de veculos pesados (ET) varivel para os trechos genricos

    classificados como planos, ondulados ou montanhosos e para aqueles constitudos por rampas

    especficas. Para os trechos genricos, os fatores possveis esto mostrados na Tabela 5.3.

    Para os trechos em aclives e em declives, os valores do ET podem ser conferidos,

    respectivamente, nas Tabelas 5.4 e 5.5.

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    Tabela 5.3 Fatores de equivalncia para veculos pesados em autoestradas e rodovias de pista dupla trechos genricos (TRB, 2010, adaptada)

    Tipo de veculo Tipo de terreno

    Plano Ondulado Montanhoso

    Caminhes (ET) 1,5 2,5 4,5

    Tabela 5.4 Fatores de equivalncia para veculos pesados em autoestradas e rodovias de pista dupla aclives (TRB, 2010, adaptada)

    Aclive (%) Compr. (km) Porcentagem de veculos pesados (%)

    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

    >= 2-3

    0,0 - 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 2,0 2,0 2,0 2,0 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5

    >1,6 - 2,4 2,5 2,5 2,5 2,5 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0

    > 2,4 3,0 3,0 2,5 2,5 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0

    > 3-4

    0,0 - 0,4 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5

    > 0,4 - 0,8 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 1,5 1,5 1,5

    > 0,8 - 1,2 2,5 2,5 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0

    > 1,2 - 1,6 3,0 3,0 2,5 2,5 2,5 2,5 2,0 2,0 2,0

    >1,6 - 2,4 3,5 3,5 3,0 3,0 3,0 3,0 2,5 2,5 2,5

    > 2,4 4,0 3,5 3,0 3,0 3,0 3,0 2,5 2,5 2,5

    > 4-5

    0,0 - 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 2,5 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0

    > 0,8 - 1,2 3,5 3,0 3,0 3,0 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5

    > 1,2 - 1,6 4,0 3,5 3,5 3,5 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0

    >1,6 5,0 4,0 4,0 4,0 3,5 3,5 3,0 3,0 3,0

    > 5-6

    0,0 - 0,4 2,0 2,0 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5

    > 0,4 - 0,5 4,0 3,0 2,5 2,5 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0

    > 0,5 - 0,8 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5

    > 0,8 - 1,2 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0

    >1,2 - 1,6 5,5 5,0 4,5 4,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0

    > 1,6 6,0 5,0 5,0 4,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5

    > 6

    0,0 - 0,4 4,0 3,0 2,5 2,5 2,5 2,5 2,0 2,0 2,0

    > 0,4 - 0,5 4,5 4,0 3,5 3,5 3,5 3,0 2,5 2,5 2,5

    > 0,5 - 0,8 5,0 4,5 4,0 4,0 3,5 3,0 2,5 2,5 2,5

    > 0,8 - 1,2 5,5 5,0 4,5 4,5 4,0 3,5 3,0 3,0 3,0

    >1,2 - 1,6 6,0 5,5 5,0 5,0 4,5 4,0 3,5 3,5 3,5

    > 1,6 7,0 6,0 5,5 5,5 5,0 4,5 4,0 4,0 4,0

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    Tabela 5.5 Fatores de equivalncia para veculos pesados em autoestradas e rodovias de pista dupla declives (TRB, 2010, adaptada)

    Declive (%) Compr. (km) ET

    Percentual de veculos pesados (%)

    5 10 15 20

    6,4 2,0 2,0 2,0 1,5

    >5-6 6,4 1,5 1,5 1,5 1,5 >6,4 5,5 4,0 4,0 3,0

    >6 6,4 1,5 1,5 1,5 1,5 >6,4 7,5 6,0 5,5 4,5

    O fator de ajuste para os tipos de motoristas (fp) leva em considerao a familiaridade do

    condutor com a via na qual ele trafega. Esse fator varia entre 1,0 a 0,85. Na falta de

    evidncias que comprovem o desconhecimento da via pelos motoristas, utiliza-se o valor 1,0

    para fp. Em alguns casos especficos de rodovias tursticas, pode-se adotar o valor de 0,85.

    5.4.3 Determinao do nvel de servio

    A determinao do nvel de servio (LOS ou NS) se d em funo das medidas de

    desempenho calculadas. Atravs de vp e FFS possvel obter o LOS, a partir da relao

    mostrada na Figura 5.1. A densidade (D, em uvp/km.faixa), calculada pela relao entre o

    fluxo (vp) em uvp/h.faixa e a velocidade mdia do fluxo (Spc) em (km/h):

    pcp SvD / (5.4)

    Em sistemas de autoestradas e rodovias de pista dupla, o HCM 2010 define os nveis de

    servio em funo da densidade da corrente de trfego, como mostra a Tabela 5.6.

    Tabela 5.6 - Nveis de servio para autoestradas e rodovias de pista dupla (TRB, 2010,

    adaptada)

    Nvel de

    servio

    Densidade

    (uvp/km.faixa)

    A 7-11

    C >11-16

    D >16-22

    E >22-28

    5.4.4 Volumes de servio

    Os volumes de servio (SFi) so os volumes mximos que podem ser atendidos em cada nvel

    de servio:

    pHVii ffNPHFMSFSF (5.5)

    em que:

    MSFi o fluxo (vp) mximo correspondente ao nvel de servio i.

    PHF, N, fHV, fp vide equao 5.2.

    Os fluxos mximos de cada nvel de servio em funo da velocidade de fluxo livre para

    sistemas de autoestradas so mostrados na Tabela 5.7.

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    Tabela 5.7 Fluxos mximos de cada nvel de servio em autoestradas, em uvp/h.faixa (Roess, Prassas, & McShane, 2010, adaptada)

    FFS (km/h) Nvel de servio

    A B C D E

    120 820 1310 1750 2110 2400

    110 770 1250 1690 2080 2400

    100 710 1170 1630 2030 2350

    90 630 1020 1490 2000 2300

    5.5 METDO DE ANLISE PARA RODOVIAS DE PISTA DUPLA (MULTILANE HIGHWAYS)

    Rodovias de pista dupla so classificadas segundo o nmero de faixas e tipo de tratamento

    central. Esse tipo de rodovia possui de quatro a seis faixas (soma de dos dois sentidos

    direcionais) e podem ter ou no diviso central fsica. O tipo de tratamento central pode

    impactar nas condies operacionais da via, uma vez que a ausncia de barreira fsica

    ocasiona atrito lateral com o trfego do sentido oposto.

    Os mtodos de avaliao de capacidade de sistemas de autoestrada e de rodovias de pista

    dupla so muitos semelhantes. A diferena central relacionada aos estudos de velocidade,

    que incluem a determinao da velocidade de fluxo livre e as curvas fluxo-velocidade usadas,

    que relacionam o fluxo equivalente e a velocidade mdia da corrente de trfego.

    5.5.1 Determinao da velocidade fluxo livre (FFS)

    A velocidade de fluxo livre (FFS), definida como a velocidade mdia dos automveis na

    corrente de trfego em condies de fluxo livre, com baixo volume de trfego, pode ser

    calculada pela seguinte equao, na falta de dados de campo (TRB, 2010):

    AMLCLW ffffBFFSFFS (5.6)

    em que:

    BFFS a velocidade de fluxo livre base da rodovia de pista dupla, em km/h;

    fLW conforme definido na equao 5.1, em km/h;

    fLC o fator de ajuste do afastamento lateral (neste caso: direito + esquerdo), em km/h;

    fM fator de ajuste para o tipo de diviso central km/h;

    fA o fator de ajuste em funo da densidade de acessos em km/h.

    A velocidade de fluxo livre base (BFFS) de 100 km/h pode ser usada para rodovias de pista

    dupla, caso esse dado no esteja disponvel. Esse valor tambm pode ser estimado a partir das

    velocidades limites da via, sendo a BFFS aproximadamente 10 km/h acima do limite legal.

    (Roess, Prassas, & McShane, 2010).

    O fator de ajuste da largura da faixa idntico ao usado para autoestradas, e pode ser obtido

    como mostrado na Tabela 5.1.

    O fLC em rodovias de pista dupla pode ser obtido na Tabela 5.8. O fator de ajuste do

    afastamento lateral em rodovias de pista dupla leva em considerao a soma das larguras

    internas e externas via, sendo o valor mximo considerado em cada caso 1,8 m. Assim, em

    uma via com 2 faixas por sentido e acostamentos de 2,5 m e afastamento interno de 0,5 m, o

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    afastamento lateral total seria calculado como 1,8 + 0,5 = 2,3 m, e o fLC correspondente 1,5

    km/h.

    Tabela 5.8 Fatores da velocidade de fluxo livre para afastamento lateral em rodovias de pista dupla (Roess, Prassas, & McShane, 2010, adaptada)

    Duas faixas de trfego por sentido Trs faixas de trfego por sentido

    Largura total do

    afastamento lateral (m)

    Reduo da FFS

    (km/h)

    Largura total do

    afastamento lateral (m)

    Reduo da FFS

    (km/h)

    3,6 0,0 3,6 0,0

    3,0 0,6 3,5 0,6

    2,4 1,5 2,4 1,5

    1,8 2,1 1,8 2,1

    1,2 3,0 1,2 2,7

    0,6 5,8 0,6 4,5

    0,0 8,7 0,0 6,3

    Com relao ao fator de ajuste para o tipo de diviso (fM), considera-se que no h uma

    reduo de FFS em rodovias que contam com diviso central fsica. Caso contrrio, em vias

    cuja diviso consiste apenas em sinalizao horizontal, assume-se fM como 2,6 km/h (TRB,

    2010).

    O fator de ajuste devido densidade de acessos em rodovias de pista dupla consta na Tabela

    5.9. Consideram-se acessos todos os pontos de ligao direta com a via, que causam atrito

    com a corrente trfego da rodovia. Acessos cujo fluxo de trfego seja muito baixo ou que no

    so percebidos pelos usurios no devem ser levados em considerao na estimativa da

    densidade de acessos em um trecho.

    Tabela 5.9 - Fator de ajuste para densidade de acessos em rodovias de pista dupla (TRB,

    2010, adaptada)

    Densidade de acessos

    (acessos/km)

    Reduo na FFS

    fA (km/h)

    0 0,0

    6 4,0

    12 8,0

    18 12

    24 16,0

    Aps a determinao da velocidade de fluxo livre do trecho na rodovia de pista dupla,

    necessria a identificao da curva fluxo-velocidade correspondente a ser usada. No houve

    modificao dessas curvas no HCM 2010, em relao ao HCM 2000, conforme mostrado na

    Figura 5.2.

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    Figura 5.2 Curvas fluxo-velocidade para rodovias de pista dupla (TRB,2000, adaptada)

    5.5.2 Determinao do nvel de servio

    Para determinao do nvel de servio (LOS ou NS) necessrio o conhecimento de FFS, vp e

    D. Os dois ltimos so calculados atravs do mesmo procedimento adotado para sistemas de

    autoestradas nos itens 5.4.2 e 5.4.3. A determinao do nvel de servio pode ser feita a partir

    da Figura 5.2 ou da Tabela 5.6.

    5.5.3 Volumes de servio

    Os volumes de servio (SFi) so os volumes mximos que podem ser atendidos em cada nvel

    de servio, e podem ser calculados atravs da equao 5.5. Os fluxos mximos de cada nvel

    de servio em funo da velocidade de fluxo livre para rodovias de pista dupla so mostrados

    na Tabela 5.7.

    Tabela 5.10 Fluxos mximos de cada nvel de servio em rodovias de pista dupla, uvp/h.faixa (Roess, Prassas, & McShane, 2010, adaptada)

    FFS (km/h) Nvel de servio

    A B C D E

    100 710 1170 1630 2000 2200

    90 630 1020 1490 1850 2100

    80 550 900 1300 1710 2000

    70 490 810 1170 1550 1900

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    5.6 MTODO DE ANALISE PARA RODOVIAS DE PISTA SIMPLES (TWO LANE HIGHWAYS)

    Segundo o HCM 2010, as rodovias de pista simples podem ser classificadas em trs

    categorias:

    Classe I: so aquelas nas quais os motoristas esperam viajar em velocidades relativamente altas e incluem estradas que conectam cidades ou regies geradoras ou

    atratoras de volumes significativos de trfego, alm de estradas utilizadas em viagens

    pendulares;

    Classe II: so aquelas nas quais os motoristas no necessariamente esperam viajar em velocidades altas e incluem estradas tursticas e trechos em terreno montanhoso.

    Tambm servem de acessos a rodovias de classe I, podendo ser coletoras ou locais

    dependendo de sua geometria. Essas ltimas sero frequentemente consideradas classe

    II. Rodovias de classe II so geralmente utilizadas em viagens curtas, ou em parte de

    viagens mais longas.

    Classe III: so aquelas que incluem trechos principais de pequenas cidades, cujos limites de velocidades so menores ou com restries. Tambm podem incluir estradas

    tursticas nas quais a beleza um fator muito importante.

    O mtodo de avaliao da capacidade e nvel de servio de rodovias de pista simples

    definido em termos de trs medidas de desempenho:

    Velocidade mdia de viagem (Average travel speed ATS); Percentual do tempo de viagem em peloto (Percent time spent following PTSF); Percentual do tempo de viagem em velocidade de fluxo livre (Percent free-flow speed

    PFFS).

    O HCM 2010 prev uma anlise direcional para determinao do LOS, entretanto o trfego do

    sentido oposto deve ser levado em considerao, uma vez que pode restringir possibilidades

    de ultrapassagem. Assim, para obter as medidas de desempenho citadas em cada trecho

    necessrio determinar as seguintes variveis:

    Velocidade de fluxo livre (FFS); Fluxo equivalente no sentido direcional (vd); Fluxo de trfego equivalente no sentido oposto (vo); Outros fatores de ajuste.

    5.6.1 Determinao da velocidade de fluxo livro (FFS)

    A velocidade de fluxo livre em rodovias de pista simples pode ser obtida atravs da

    velocidade mdia mxima dos automveis na corrente de trfego ou, na falta de dado de

    campo, estimada por (TRB, 2010):

    ALS ffBFFSFFS (5.7)

    em que:

    fLS o fator de ajuste da largura da faixa e do acostamento, em km/h (Tabela 5.11);

    fA o fator de ajuste da densidade de acessos, em km/h (Tabela 5.9).

    Infelizmente, o HCM no sugere critrios a cerca da determinao da velocidade de fluxo

    livre base (BFFS) em rodovias de pista simples. Esse valor pode ser estimado a partir das

    velocidades limites da via, sendo a BFFS aproximadamente 10 km/h acima desse limite.

    (Roess, Prassas, & McShane, 2010) ou atravs de outros mtodos (Riente e Gouvea, 2008).

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    R . P i r a p e t i n g a 3 2 2 / 8 A n d a r B H / M G c e p : 3 0 . 2 2 0 - 1 5 0 T e l / f a x : ( 3 1 ) 3 0 4 5 - 1 4 1 8

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    Tabela 5.11 Fatores ajuste da largura da faixa e do acostamento (TRB, 2010, adaptada)

    Largura da

    faixa (m)

    Reduo na FFS - fLS (km/h)

    Largura do acostamento (m)

    0

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    Tabela 5.13 Fatores de ajuste do tipo de relevo (fG) para determinao de ATS em aclives (TRB, 2010, adaptada)

    Aclive (%) Compr. da

    rampa (km)

    Fluxo direcional, em vec/h (v = V/PHF)

    100 200 300 400 500 600 700 800 900

    3

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    Tabela 5.14 Fatores de ajuste do tipo de relevo (fG) para determinao de PTSF em aclives (TRB, 2010, adaptada)

    Aclive (%) Compr. da

    rampa (km)

    Fluxo direcional, em vec/h (v = V/PHF)

    100 200 300 400 500 600 700 800 900

    3

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    Para os trechos em aclives, os valores de ET para ATS e PTSF podem ser conferidos,

    respectivamente, nas Tabelas 5.16 e 5.17.

    Tabela 5.16 Fatores de equivalncia de veculos pesados (ET) para determinao de ATS em aclives (TRB, 2010, adaptada)

    Aclive

    (%)

    Compr.

    da rampa

    (km)

    Fluxo direcional em vec/h (v = V/PHF)

    100 200 300 400 500 600 700 800 900

    3

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    Tabela 5.17 Fatores de equivalncia de veculos pesados (ET) para determinao de PTSF em aclives (TRB, 2010, adaptada)

    Aclive (%) Compr. da

    rampa (km)

    Fluxo direcional em vec/h (v = V/PHF)

    100 200 300 400 500 600 700 800 900

    3

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    Tabela 5.18 Fatores de equivalncia de veculos pesados operando em crawl speeds (ETC) para determinao de ATS em declives (TRB, 2010, adaptada)

    Diferena entre FFS e

    velocidade de equilbrio de

    veculos pesados (km/h)

    Fluxo direcional em vec/h (v = V/PHF)

    100 200 300 400 500 600 700 800 900

    24 4,7 4,1 3,6 3,1 2,6 2,1 1,6 1,0 1,0 32 9,9 8,9 7,8 6,7 5,8 4,9 4,0 2,7 1,0

    40 15,1 13,5 12,0 10,4 9,0 7,7 6,4 5,1 3,8

    48 22,0 19,8 17,5 15,6 13,1 11,6 9,2 6,1 4,1

    56 29,0 26,0 23,1 20,1 17,3 14,6 11,9 2,2 6,5

    64 35,9 32,3 28,6 24,9 21,4 18,1 14,7 11,3 7,9

    5.6.3 Estimativa da velocidade mdia de viagem (Average Travel Speed - ATS)

    Uma vez que o fluxo direcional (vd) e o fluxo do sentido oposto (vo) foram determinados, a

    velocidade mdia de viagem no trecho direcional (ATSd) pode ser calculada:

    npAodd fvvFFSATS )(0125,0 (5.10)

    em que fnpA o fator de ajuste para ATS devido a existncia de zonas de proibio de

    ultrapassagem no trecho estudado, dado na Tabela 5.19.

    Tabela 5.19 Fatores de ajuste para ATS (fnpA)devido a existncia de zonas de proibio de ultrapassagem em % (TRB, 2010, adaptada)

    Fluxo

    no

    sentido

    oposto

    (vo) em

    uvp/h

    Percentual de zonas de

    proibio de

    ultrapassagem

    Percentual de zonas de

    proibio de

    ultrapassagem

    Percentual de zonas de

    proibio de

    ultrapassagem

    20 40 60 80 100 20 40 60 80 100 20 40 60 80 100

    FFS =110 km/h FFS =100 km/h FFS =90 km/h

    100 1,7 3,5 4,5 4,8 5,0 1,2 2,7 4,0 4,5 4,7 0,8 1,9 3,6 4,2 4,4 200 3,5 5,3 6,2 6,5 6,8 3,0 4,6 5,9 6,4 6,7 2,4 3,9 5,6 6,3 6,6

    400 2,6 3,7 4,4 4,5 4,7 2,3 3,3 4,1 4,4 4,6 2,1 3,0 3,8 4,3 4,5

    600 2,2 2,4 2,8 3,1 3,3 1,8 2,1 2,6 3,0 3,2 1,4 1,8 2,5 2,9 3,1

    800 1,1 1,6 2,0 2,2 2,4 0,9 1,4 1,8 2,1 2,3 0,8 1,1 1,7 2,0 2,2

    1000 1,0 1,3 1,7 1,8 1,9 0,9 1,1 1,5 1,7 1,9 0,8 0,9 1,3 1,5 1,8

    1200 0,9 1,3 1,5 1,6 1,7 0,8 1,1 1,4 1,5 1,7 0,8 0,9 1,2 1,4 1,6

    1400 0,9 1,2 1,4 1,4 1,5 0,8 1,0 1,3 1,3 1,4 0,8 0,9 1,1 1,2 1,4

    1600 0,9 1,1 1,2 1,2 1,3 0,8 1,0 1,1 1,1 1,2 0,8 0,8 0,9 0,9 1,1

    FFS =80 km/h FFS =70 km/h

    100 0,3 1,1 3,1 3,9 4,1 0,1 0,6 2,7 3,6 3,8 200 1,9 3,2 5,3 6,2 6,5 1,5 2,6 5,0 6,1 6,4

    400 1,8 2,6 3,5 4,2 4,4 1,5 0,8 3,2 4,1 4,3

    600 1,0 1,5 2,3 2,8 3,0 0,7 0,5 2,1 2,7 2,9

    800 0,6 0,9 1,5 1,9 2,1 0,5 0,5 1,3 1,8 2,0

    1000 0,6 0,7 1,1 1,4 1,8 0,5 0,5 1,0 1,3 1,8

    1200 0,6 0,7 1,1 1,3 1,6 0,5 0,5 1,0 1,2 1,6

    1400 0,6 0,7 1,0 1,1 1,3 0,5 0,5 1,0 1,0 1,2

    1600 0,6 0,7 0,8 0,8 1,0 0,5 0,5 0,7 0,7 0,9

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    5.6.4 Determinao do percentual de tempo de viagem em peloto (Percent time spent following PTSF)

    O percentual do tempo de viagem em peloto (PTSFd) pode ser determinado atravs da

    equao:

    od

    d

    npPddvv

    vfBPTSFPTSF

    )exp(1100 bdd avBPTSF (5.11)

    em que:

    BPTSFd o percentual do tempo de viagem em peloto base;

    vd e vo j definidos (item 5.6.2);

    fnpP o fator de ajuste do PTSF para o efeito da proibio de ultrapassagem nos segmentos

    analisados (Tabela 5.20);

    a, b so fatores de calibrao baseados no sentido oposto de trfego.

    Tabela 5.20 Fatores de ajuste para PTSF (fnpP)devido a existncia de zonas de proibio de ultrapassagem em % (TRB, 2010, adaptada)

    Fluxo em

    ambos

    sentidos

    (vd+vo) em

    uvp/h

    Percentual de zonas de

    proibio de ultrapassagem

    Percentual de zonas de

    proibio de ultrapassagem

    0 20 40 60 80 100 0 20 40 60 80 100

    Diviso direcional 50/50

    Diviso direcional 60/40

    200 9,0 29,2 43,4 49,4 51,0 52,6 11,0 30,6 41,0 51,2 52,3 53,5 400 16,2 41,0 54,2 61,6 63,8 65,8 14,6 36,1 44,8 53,4 55,0 56,3

    600 15,8 38,2 47,8 53,2 55,2 56,8 14,8 36,9 44,0 51,1 52,8 54,6

    800 15,8 33,8 40,4 44,0 44,8 46,6 13,6 28,2 33,4 38,6 39,9 41,3

    1400 12,8 20,0 23,8 26,2 27,4 28,6 11,8 18,9 22,1 25,4 26,4 27,3

    2000 10,0 13,6 15,8 17,4 18,2 18,8 9,1 13,5 15,6 16,0 16,8 17,3

    2600 5,5 7,7 8,7 9,5 10,1 10,3 5,9 7,7 8,6 9,6 10,0 10,2

    3200 3,3 4,7 5,1 5,5 5,7 6,1

    Diviso direcional 70/30 Diviso direcional 80/20

    200 9,9 28,1 38,0 47,8 48,5 49,0 8,9 27,1 37,1 47,0 47,4 47,9 400 10,6 30,3 38,6 46,7 47,7 48,8 6,6 26,1 34,5 42,7 43,5 44,1

    600 10,9 30,9 37,5 43,9 45,4 47,0 4,0 24,5 31,3 38,1 39,1 40,0

    800 10,3 23,6 28,4 33,3 34,5 35,5 3,8 18,5 23,5 28,4 29,1 29,9

    1400 8,0 14,6 17,7 20,8 21,6 22,3 3,5 10,3 13,3 16,3 16,9 32,2

    2000 7,3 9,7 12,7 13,3 14,0 14,5 3,5 7,0 8,5 10,1 10,4 10,7

    Diviso direcional 90/10

    200 4,6 24,1 33,6 43,1 43,4 43,6 400 0,0 20,2 28,3 36,3 36,7 37,0

    600 -3,1 16,8 23,5 30,1 30,6 31,1

    800 -2,8 10,5 15,2 19,9 20,3 20,8

    1400 -1,2 5,5 8,3 11,0 11,5 11,9

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    Tabela 5.21 Coeficiente a e b (TRB, 2010, adaptada)

    Fluxo direcional no sentido

    oposto (vo) em uvp/h Coeficiente a Coeficiente b

    200 -0,0014 0,973 400 -0,0022 0,923

    600 -0,0033 0,870

    800 -0,0045 0,833

    1000 -0,0049 0,829

    1200 -0,0054 0,825

    1400 -0,0058 0,821

    1600 -0,0062 0,817

    5.6.5 Determinao do nvel de servio

    Para as rodovias de classe I, a determinao dos nveis de servio feita a partir de dois

    indicadores: Average Travel Speed - ATS (velocidade mdia de viagem) e Percent Time

    Spent- Following - PTSF (percentual do tempo de viagem na qual um veculo rpido

    permanece atrs de outro mais lento pela falta de oportunidade de ultrapassagem). J para as

    estradas de classe II, apenas o PTSF considerado, ainda aceitando limites ligeiramente

    piores para cada nvel de servio. As rodovias de classe III so avaliadas pelo percentual da

    viagem em que o motorista pode trafegar em velocidade de fluxo livre PFFS.

    Essa considerao evita que haja excesso de rigor e que se incorra no superdimensionamento

    da oferta em vias vicinais onde as velocidades so naturalmente baixas e as expectativas dos

    motoristas, menores. A Tabela 5.22 contm os valores referncias para determinao do nvel

    de servio.

    Tabela 5.22 - Nveis de servio para rodovias de pista simples (TRB, 2010, adaptada)

    Nvel de

    servio

    Rodovias de classe I Rodovias de classe II

    PTSF (%)

    Rodovias de classe III

    PFFS (%) ATS (km/h) PTSF (%)

    A >90 35 40 >91,7 B >8090 >3550 >4055 >83,3-91,7 C >7080 >5065 >5570 75,0-83,3 D >6070 >6580 >7085 66,7-75,0 E 60 >80 >85 66,7

    5.6.6 Faixas adicionais

    Definem-se terceiras faixas como faixas adicionais curtas e intermitentes que podem ser

    faixas de ultrapassagem (passing lanes), quando so posicionadas fora de rampas, em terreno

    ondulado ou plano ou faixas adicionais em aclives (climbing lanes), quando so posicionadas

    em rampas ascendentes.

    Em pistas simples, com uma faixa por sentido, o aumento do trfego proporcional

    demanda por ultrapassagens. Alm disso, medida que o trfego no sentido oposto aumenta,

    reduzem-se as oportunidades de ultrapassagens. A combinao desse fenmeno com ms

    condies de visibilidade da via e com zonas de proibio de ultrapassagem agravam ainda

    mais essa situao.

    O objetivo das faixas de ultrapassagens o de facilitar a ultrapassagem em vias de pista

    simples em terrenos planos ou ondulados, onde as condies de ultrapassagem so

    insuficientes para garantir nveis de servio adequados, diferindo, portanto das faixas

    adicionais em aclives. As faixas de ultrapassagem ainda tm um efeito positivo sobre o nvel

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    R . P i r a p e t i n g a 3 2 2 / 8 A n d a r B H / M G c e p : 3 0 . 2 2 0 - 1 5 0 T e l / f a x : ( 3 1 ) 3 0 4 5 - 1 4 1 8

    w w w . t e c t r a n . c o m . b r e - m a i l : t e c t r a n @ t e c t r a n . c o m . b r

    de servio, pois elas conseguem diminuir o percentual do tempo de viagem na qual um

    veculo rpido permanece atrs de outro mais lento pela falta de oportunidade de

    ultrapassagem. Adicionalmente, elas beneficiam no s os locais onde so implantadas, mas

    tambm estendem o seu efeito benfico numa considervel extenso frente do seu trmino.

    A faixa adicional em aclive usada principalmente para permitir a ultrapassagem de veculos

    pesados, cuja velocidade reduzida em funo da rampa ascendente, por aqueles mais

    rpidos. Levando em considerao que esse uso pode-se entender que, ao ultrapass-los, o

    trfego nos trechos seguintes tende a fluir com mais facilidade.

    Assim, o comprimento efetivo do beneficio da terceira faixa a jusante pode ser obtido na

    Tabela 5.23.

    Tabela 5.23 Comprimento efetivo do beneficio da terceira faixa a jusante (Lde) (TRB, 2010, adaptada)

    Fluxo direcional

    em uvp/h

    Comprimento efetivo do beneficio da

    terceira faixa a jusante (Lde) em km

    ATS PTSF

    200 2,8 20,9 400 2,8 13,0

    700 2,8 9,1

    1000 2,8 5,8

    Os comprimentos timos de faixas adicionais em rodovias de pista simples esto

    sistematizados na Tabela 5.24.

    Tabela 5.24 Comprimento timo de faixas adicionais (Lpl) (Roess, Prassas, McShane, 2010, adaptada)

    Fluxo direcional (uvp/h) Comprimento timo de

    faixas adicionais (km)

    100 0,8 200 >0,8 1,2 400 >1,2 1,6

    700 >1,6 3,2

    O percentual de tempo em peloto que leva em considerao o beneficio da terceira faixa

    (PTSFpl) pode ser obtido atravs da equao:

    depldu

    de

    pl

    plpldud

    plLLLL

    Lf

    LfLLPTSF

    PTSF

    2

    1

    (5.12)

    em que:

    Lu o comprimento a montante da terceira faixa;

    Ld o comprimento sem efeito da terceira faixa a jusante;

    Lpl o comprimento da terceira faixa;

    Lde o comprimento efetivo do beneficio da terceira faixa a jusante;

    fpl o fator de ajuste para faixas adicionais referente ao PTSF.

    O efeito das faixas adicionais na velocidade mdia de viagem (ATSpl) pode ser calculado por:

  • Capacidade viria e nvel de servio | 41

    MATERIAL UTILIZADO PARA FINS DIDTICOS, NO PODENDO SER COMECIALIZADO.

    R . P i r a p e t i n g a 3 2 2 / 8 A n d a r B H / M G c e p : 3 0 . 2 2 0 - 1 5 0 T e l / f a x : ( 3 1 ) 3 0 4 5 - 1 4 1 8

    w w w . t e c t r a n . c o m . b r e - m a i l : t e c t r a n @ t e c t r a n . c o m . b r

    pl

    de

    pl

    pl

    du

    depldud

    pl

    f

    L

    f

    LLL

    LLLLATSATS

    1

    2

    (5.13)

    Os valores para fpl de faixas de ultrapassem e faixas adicionais em aclive podem ser

    encontrados, respectivamente nas Tabelas 5.25 e 5.26.

    Tabela 5.25 Fatores de ajuste para faixas de ultrapassagem em segmentos direcionais de rodovias de pista simples (fpl) (TRB, 2010, adaptada)

    Fluxo direcional (uvp/h) Fator de ajuste (fpl)

    para ATS

    Fator de ajuste (fpl)

    para PTSF

    0-300 1,08 0,58

    >300-600 1,10 0,61

    >600 1,11 0,62

    Tabela 5.26 Fatores de ajuste para faixas de adicionais em aclive em segmentos direcionais de rodovias de pista simples (fpl) (TRB, 2010, adaptada)

    Fluxo direcional (uvp/h) Fator de ajuste (fpl)

    para ATS

    Fator de ajuste (fpl)

    para PTSF

    0-300 1,02 0,20

    >300-600 1,07 0,21

    >600 1,14 0,23

    5.7 INTRODUO ANLISE DE VIAS URBANAS

    Fluxos de trfego interrompidos ocorrem nas vias urbanas comuns, onde existem paradas dos

    veculos devido existncia de dispositivos de controle: semforos, sinais de parada

    obrigatria ou sinais de d a preferncia.

    5.7.1 Parmetro caracterizador do nvel de servio

    O parmetro que caracteriza o nvel de servio a velocidade mdia de viagem, em

    comparao com a velocidade mxima desenvolvida na via nos trechos sem dispositivos de

    controle e em condies de fluxo baixo. Na maioria dos casos, a velocidade mxima pode ser

    admitida igual ao limite legal.

    Os principais fatores que afetam a velocidade mdia de viagem e, em consequncia, o nvel de

    servio, so: volume (fluxo) de trfego, nmero de semforos por km, nmero de

    cruzamentos com sinal de pare ou d a preferncia por km, programao dos semforos,

    existncia ou no de coordenao entre os semforos e tipo de coordenao, etc.

    5.7.2 Determinao da velocidade mdia

    A velocidade de viagem pode ser determinada media