PTR2377 – Princípios Básicos de Engenharia de Tráfego 1ª.Lista de Exercícios – 2º.semestre de 2017

Nome: ________________________________________________ No.USP: ____________________ Além do entendimento da parte teórica, deve-se iniciar o estudo revisando os resumos correspondentes aos métodos para fluxo contínuo do HCM2010 (ver parte básica do site da disciplina). Não existem questões especificamente teóricas na lista de exercícios mas existem perguntas teóricas que fazem parte das questões práticas e devem ser respondidas (pelo menos de forma aproximada) para poder obter dados necessários para avaliar as perguntas práticas. Antes de iniciar a resolução das questões propostas, é também importante esclarecer certos conceitos necessários para aplicação dos métodos de análise do HCM2010. Alguns destes conceitos estão listados na Questão 0 a seguir e devem ser esclarecidos antes de tratar as demais questões, a partir da revisão e estudo de cada resumo e exemplo do site relativo aos métodos práticos correspondentes. Questão 0: No que se refere à aplicação dos métodos de análise do HCM2010, esclarecer: - quais fatores distinguem vias expressas de vias comuns, entre as vias estruturais; - o que caracteriza as seções de entrelaçamento e como definir inicialmente sua área de influência; - o que caracteriza os ramais de ligação e como definir inicialmente sua área de influência; SEGMENTOS BÁSICOS: - qual a importância da velocidade de fluxo livre de um segmento básico e como estimá-la; - quais fatores são considerados na estimativa analítica da VFL em segmentos básicos expressos; - quais fatores são considerados na estimativa analítica da VFL em segmentos básicos comuns; - como obter a capacidade de um segmento básico em veículos equivalentes e em veículos mistos; - como obter a estimativa da demanda de tráfego em veículos equivalentes e em veículos mistos; - como obter a estimativa da velocidade/densidade de tráfego e o nível de serviço correspondente; - como identificar a condição de operação saturada e avaliar as condições da operação nas filas; ENTRELAÇAMENTOS E RAMAIS: - como estimar a VFL dos segmentos correspondentes a seções de entrelaçamento e ramais de ligação; - que variáveis específicas afetam a operação de segmentos com entrelaçamentos e ramais; - como caracterizar as condições específicas da demanda correspondente aos entrelaçamentos e ramais; - como prever a capacidade em segmentos com entrelaçamentos ou ramais (equivalentes e mistos); - como obter a velocidade/densidade de tráfego e o nível de serviço correspondente; - como analisar os segmentos correspondentes e prever suas condições de operação com saturação.

Deve-se analisar o impacto estrutural da implantação de um novo empreendimento (um Pólo Gerador de Tráfego-PGT) na Av.Kenkiti Simomoto, no Jaguaré, inicialmente sobre as vias expressas e suas interconexões com o sistema arterial adjacente (que corresponde à Pte.Jaguaré, prolongada pela Av.Queiroz Filho, no sentido centro, e pela Av.Jaguaré no sentido bairro). A área correspondente ao empreendimento (o Sp Plaza) está mostrada abaixo, onde indica-se a posição relativa à Pte.Jaguaré (discutida adiante).

Deve-se analisar o impacto do empreendimento e as opções adequadas para reduzir ou evitar a saturação da Via Expressa e da Pte.Jaguaré, incluindo o trecho entre os semáforos adjacentes (MG-OM, na Av.Onofre Milano/Av.Mal.Mário Guedes pela Av.Jaguaré, e Se-VL, ao lado do Parque Vila Lobos pela Av.Queiroz Filho) ou críticos pela Av.Jaguaré (na Av.Kenkiti Simomoto, KS, ou Av.Torres de Oliveira, TO, que recebe o fluxo de retorno para a Pte.Jaguaré proveniente da Av.Escola Politécnica, EP) e pela Av.Queiroz Filho (na Av.José César de Oliveira, JC, que recebe o fluxo de retorno para a Pte.Jaguaré proveniente da Rua Manuel Bandeira, MB, ou na Pça.Apecatu, PA). A rede estrutural adjacente ao PGT está apresentada a seguir.

<Pte. >Jaguaré

Av.Jaguaré Av.Queiroz Fo.

KS

TO

GM JC PA

EP

MB

OM

MG

JG

GV

VL

Se

Sp Plaza

Hoje, nos picos (Manhã/Tarde), os fluxos escoados na Pte.Jaguaré estão mostrados ao lado, de 3400/3900v/h

no sentido Jaguaré (150/200v/h antes e 900/1050v/h depois, saindo à direita para a Marginal) e 4200/2900v/h no sentido Centro (350/400v/h antes e 1500/1200v/h depois, saindo à direita para a Marginal). Na pista expressa e auxiliar da Marginal, os fluxos são de 7500/6400v/h (4fxs) e 3800/2900v/h (3fxs) na circulação do lado externo e de 5400/7300v/h (5fxs) e 2700/1750v/h (3fxs) na circulação do lado interno (em relação ao núcleo central da cidade de São Paulo). Os demais fluxos (não mostrados) podem ser desprezados. Admita, em geral, cerca de 5% motos e 2,5% pesados na composição típica.

Note que diversos fluxos de saída da Marginal percorrem rotas urbanas (no sentido Jaguaré, saindo pela Av.Escola Politécnica e voltando ao Centro no semáforo TO, da Av.Torres de Oliveira, com cerca de 50% em 1000/1250v/h; no sentido Lapa, saindo pela Av.Manuel Bandeira e voltando ao sentido Jaguaré no semáforo da Av.José César de Oliveira, JC, com cerca de 40% em 1400/1200v/h, todos incorporados nos fluxos sobre a Pte.Jaguaré fornecidos), além do fluxo de saída da Av.Des.José Gonçalves Santana, JG (cerca de 20% do fluxo) e o do fluxo de saída para a Av.General Vidal, GV (obtidos em campo, de cerca de 450/400v/h), que não utilizam a Pte.Jaguaré e seguem diretamente para as vias arteriais. As características gerais da Via Expressa estão apresentadas abaixo e e detalhadas no diagrama unifilar.

Os gargalos potenciais da Via Expressa são os entrelaçamentos sob a Pte.Cidade Universitária (com menor frequência) e Pte.Eusébio Matoso (com maior frequência), na situação atual, mas deve-se prever o impacto decorrente da demanda gerada pelo novo empreendimento e adaptar o sistema viário para acomodar o tráfego de forma a atender a nova demanda com menor efeito sobre os demais usuários do sistema viário (a Lei de PGTs da cidade de São Paulo permite transferir o ônus das adaptações necessárias ao empreendedor).

M:3400 T: 3900

M: 900 T: 1050

M:4200 T: 2900

M:1500 T: 1200

M:3800 T: 2900

M:7500 T: 6400

JG:20% M: 620 T: 500

M: 150 T: 200

M: 350 T: 400

M:5400 T: 7300

M:3100 T:2500

MB: 40% M:700 T: 600

TO:40% M:400 T: 500

GV: M: 450 T: 400

USP PteJg

PteUsp

PteEM

PteCJ

TnJQ

RgSul

MgTt

RdCB

<Cebolão a 0,6km, antes trecho isolado

Pte.Cidade Jardim> a 1,4km

A área total utilizada pelo empreendimento está mostrada a seguir, incluindo áreas doadas para uso público, em princípio destinadas a uma nova ligação viária para prolongamento da Av.GV (que passaria a conectar-se com a Av.KS adiante) e a um novo Parque (uma praça com vegetação decorativa e equipamentos de lazer).

QUESTÃO 1: Admita que o empreendimento inclui uma área comercial do Centro de Compras de 50mil m2 e uma Torre de Escritórios de 10mil m2 (incluindo Hotel), com a doação de terreno sendo compensada por maior verticalização. Com base nos modelos de previsão publicados nos Boletins Técnicos 32, 36 e 46 da CET/Sp (http://www.cetsp.com.br/consultas/publicacoes/boletins-tecnicos.aspx), obtenha a previsão do tráfego veicular gerado pelo empreendimento.

Prolongamento da Av.Gal.Vidal

No caso da previsão para o Centro de Compras, analise a diferença da previsão obtida com os modelos sucessivamente propostos e avalie a confiabilidade das previsões. No caso da previsão para a Torre de Escritórios, discuta a obtenção de dados detalhados de fluxo entrando e saindo do empreendimento nos picos da manhã e da tarde, com base nos dados sumários obtidos. Quais os principais fluxos não distinguidos? Quais as principais rotas para cada fluxo por sentido?

(f.a.=fator de atratividade genérico)

fa: 1%

fa: 14%

fa: 6% fa: 2%

fa: 12%

fa: 25%

fa: 40%

QUESTÃO 2: Considere o trecho inicial, anterior à Pte.Jaguaré, nas condições atuais. Há uma incorporação entre as 3 faixas vindas da Marginal Tietê e as 2 faixas vindas da Rodovia Castello Branco, que adiante formam o trecho inicial de 4 faixas da pista expressa da Marginal Pinheiros, como pode ser visto a seguir: Faixas vindas da Castello Branco Faixas vindas da Marginal Tietê

A análise de incorporações de vias principais no HCM2010 consiste na verificação das condições de operação dos segmentos que chegam e do segmento que é formado, analisados como segmentos básicos (o que basicamente ignora a influência da confluência dos fluxos que se incorporam). O procedimento é até justificável quando o número de faixas que chegam e que saem é balanceado mas é menos defensável quando há junção ou divisão de faixas, como ilustrado nos esquemas apresentados abaixo:

A configuração atual corresponde à junção de faixas (com 4 faixas seguindo adiante). Uma configuração balanceada poderia ser obtida adicionando uma faixa adiante ou suprimindo uma faixa em um dos segmentos anteriores. Atualmente, no pico da manhã, o segmento vindo da Rodovia Castello Branco tem 2 faixas de 3,60m, acostamento amplo em ambos os lados e uma demanda de 2200v/h (5% de pesados, em nível), o segmento vindo da Marginal Tietê tem 3 faixas de 3,30m, barreira de concreto junto à faixa de rolamento à esquerda e após o acostamento de 2,0m à direita, com uma demanda de 4680v/h (2% de pesados, em declive de 5%), e o segmento adiante tem 4 faixas de 3,30m, com barreiras de concreto à esquerda e defensas metálicas à direita, ambas a 0,60m da pista de tráfego.

Com os dados de demanda abaixo, avalie a condição de operação atual, ignorando os limites de velocidade.

Discuta qualitativamente as opções viáveis para as configurações balanceadas ou com divisão de faixas para cenários com adição de faixa adiante ou com eliminação de faixa nos segmentos anteriores. Na configuração com junção de faixas, como a influência da confluência dos fluxos pode ser considerada? E como pode ser considerada a influência dos limites de velocidade existentes (fiscalizados com radares)?

QUESTÃO 3: Considerando a pista auxiliar da Marginal Pinheiro no trecho inicial, antes da Pte.Jaguaré, nota-se que há influência de acessos de lotes lindeiros e de vias transversais, como pode ser visto abaixo:

Os critérios de análise para vias comuns devem ser aplicados de forma cuidadosa. O trecho entre os ramais de acesso à pista expressa e o ramal de egresso para a pista auxiliar recebe uma demanda crescente no pico da manhã (que corresponde basicamente à contribuição líquida do tráfego gerado pelo bairro adjacente) até cerca de 3000v/h (4% de pesados, em um trecho em nível), antes de receber o fluxo do ramal de egresso da pista expressa e de aproximar-se do entrelaçamento correspondente às entradas e saídas de fluxo da Pte.Jaguaré e suas ligações arteriais. Na configuração atual, a pista auxiliar tem ocupação lindeira de padrão urbano de média densidade, 3 faixas de tráfego com 3,30m e obstruções laterais (postes de iluminação e árvores sem dispositivos de proteção lateral) bem próximos à pista de tráfego, em ambos os lados. Com a demanda atual, ignorando o efeito de limites de velocidade, avalie as condições de operação do

tráfego na pista auxiliar. Qual a reserva de capacidade existente na pista auxiliar, para acomodar o nova demanda gerada pelo PGT? Qual o impacto operacional do PGT (atração total no pico de 750v/h)?

Qual o efeito na capacidade de tráfego do limite de velocidade (fiscalização por radar de 50, 60 ou 70km/h)?

QUESTÃO 4: Considere o segmento básico da pista expressa entre os ramais de acesso e egresso existentes no trecho inicial em análise. Na condição atual, no pico da manhã, sua demanda é de cerca de 8080v/h (3% de pesados, em nível). Sua configuração é razoavelmente homogênea, como pode ser visto abaixo:

Pode-se admitir uma seção com 4 faixas de 3,60m, barreiras de concreto à esquerda e defensas metálicas à direita, ambas a 0,60m da pista de tráfego, como seção típica, com velocidade limite atual de 90km/h. A extensão considerada está representada a seguir, incluindo as áreas de influência dos ramais adjacentes:

Sem considerar a influência dos ramais de ligação, o trecho pode ser analisado como um segmento básico (ignore os limites de velocidade). Avalie a operação do trecho, como segmento básico, e a reserva de

capacidade existente para acomodar o nova demanda gerada pelo PGT na pista expressa. Analisando ambas as pistas, avalie a existência de potenciais gargalos de capacidade, considerando os fluxos utilizando a Pte.Jaguaré, sentido bairro, para o PGT (atração total no pico de 750v/h).

QUESTÃO 5: Considere os segmentos adiante até o trecho adjacente à Raia da USP. A pista expressa mantém a seção transversal com 4 faixas de 3,60m e obstruções laterais de ambos os lados a 0,60m (barreiras à esquerda e defensas à direita) e a pista auxiliar mantém a seção transversal com 3 faixas de 3,30m e obstruções laterais bem próximos à pista de tráfego, em ambos os lados (postes de iluminação e árvores sem dispositivos de proteção lateral), além dos antigos acessos e egressos da interconexão originalmente existente, como mostrado abaixo:

As pistas são segregadas e os fluxos atuais nos antigos acessos e egressos da Pte.Jaguaré são reduzidos. No entanto, o ramal anterior transfere parte da demanda da pista expressa para a pista auxiliar. Avalie a operação na pista expressa, ignorando os limites de velocidade, considerando a transferência da demanda.

A redução dos fluxos nos acessos e egressos originais da Pte.Jaguaré foi decorrente de uma intervenção anterior que aumentou a extensão do segmento de entrelaçamento existente através do deslocamento dos seus fluxos para vias urbanas adjacentes (que substituíram as antigas alças da Pte.Jaguaré). À 300m antes da Pte.Jaguaré, a Av.General Vidal passou a alocar uma faixa exclusiva de saída da pista auxiliar para as vias adjacentes e uma faixa exclusiva de entrada dos fluxos vindos das vias adjacentes, como se vê abaixo:

Adiante, a 400m da Pte.Jaguaré, a Av.Escola Politécnica é utilizada como via de saída e entrada da pista auxiliar (além da sua função de via arterial de ligação na direção da Av.Corifeu Azevedo Marques e de prover uma via coletora de acesso e egresso da USP, através do Portão 2), como pode ser visto a seguir:

A distância de entrelaçamento foi aumentada para cerca de 600m (contra a extensão original reduzida, como ainda é hoje no entrelaçamento sob a Pte.Cidade Universitária, que era de cerca de 100m). Avalie a condição de operação do entrelaçamento com a extensão original e com a extensão atual, dada a demanda existente. Em que medida a intervenção anterior é essencial para a operação local? É possível reduzí-la?

Proponha uma intervenção no entrelaçamento para a operação com o PGT (atração total no pico de 750v/h).

QUESTÃO 6: Considerando a manutenção da configuração atual para o trecho anterior, o trecho adjacente à Raia Olímpica da USP teria a configuração e utilização seguinte: 7 faixas de tráfego com 3,30m, obstruções laterais em ambos os lados a 0,60m (barreiras de concreto à esquerda e muros de contenção à direita), uma demanda de 12500v/h (2,5% de pesados) no pico da manhã e um gargalo de capacidade de cerca de 12000v/h adiante (no entrelaçamento sob a Pte.Cidade Universitária, que será discutido na questão seguinte).

Avalie a operação no segmento básico. Como o gargalo adiante altera sua avaliação global da operação?

QUESTÃO 7: Atualmente, o trecho sob a Pte.Cidade Universitária é o primeiro gargalo potencial. Considerando a manutenção da configuração atual, avalie a situação atual e o impacto da demanda gerada pelo PGT sobre a capacidade do entrelaçamento sob a Pte.Cidade Universitária.

Esboce uma alternativa para melhorar a operação do gargalo potencial hoje existente no entrelaçamento sob a Pte.Cidade Universitária. Qual influência pode decorrer dos gargalos potenciais adiante?

QUESTÃO 8: Os trechos de transposição das vias expressas (pistas sobre a Pte.Jaguaré e Pte.Cidade Universitária, por exemplo) não correspondem basicamente a segmentos operando em fluxo contínuo mas aproximam-se desta condição na medida em que os semáforos adjacentes nas vias arteriais estejam distantes. No critério genérico do HCM2010, a área de influência de semáforos em vias arteriais é da ordem de 1 a 3 milhas (1,6 a 4,8km). Há também um critério específico relacionado com a identificação de semáforos isolados que define, graficamente, uma extensão de influência que é função do limite de velocidade na via: cerca de 3200ft (1km) até cerca de 37,5mi/h (60km/h), linearmente crescente a partir desse valor (atingindo cerca de 4800ft ou 1,5km para um limite de velocidade de cerca de 55mi/h ou 88km/h). Junto à Pte.Jaguaré, a distância entre semáforos principais é de cerca de 1400m (é de cerca de 700m considerando semáforos de pedestres existentes entre os semáforos principais), o que indica que a análise em fluxo contínuo é potencialmente insuficiente. No entanto, este efeito é menos importante quando os fluxos de entrada e saída da via expressa são significativos e as filas semafóricas tem extensão reduzida (em semáforos não saturados). Feitas estas ressalvas, pede-se a análise da capacidade da seção correspondente à Pte.Jaguaré (pistas com 3 faixas e largura total de 10,20m em cada sentido de tráfego) para tráfego com 5% de pesados e rampas com cerca de 3% a 4%, no aclive ou declive em 300m em cada direção até as alças de entrada ou saída adjacentes.

Admitindo um fluxo de saturação 5% menor que a capacidade em fluxo contínuo, qual taxa de verde efetivo nos semáforos adjacentes limitaria o atendimento aos fluxos atualmente observados sobre a Pte.Jaguaré, de cerca de 4000v/h no sentido crítico (centro pela manhã e bairro pela tarde), com 80% seguindo adiante?

M:3400 T: 3900

M: 900 T: 1050

M:4200 T: 2900

M:1500 T: 1200

M:3800 T: 2900

M:7500 T: 6400

JG:20% M: 620 T: 500

M: 150 T: 200

M: 350 T: 400

M:5400 T: 7300

M:3100 T:2500

<MB:40% >MB:60% M: 700 M:1050 T: 600 T: 900

<TO:60% TO:40% M: 600 M:400 T: 750 T: 500

<GV: >GV: M: 450 M:1180 T: 400 T: 880