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Universidade Federal de Santa Catarina
Centro Tecnológico
Departamento de Engenharia Civil
ECV5129 – Engenharia de Tráfego
Módulo II
Análise de capacidade e nível de serviço pelo HCM 2010
Fluxo ininterrupto
Alexandre Hering Coelho
Lenise Grando Goldner
14 de março de 2016
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Sumário
Apresentação iii
1 Introdução 1
1.1 Definições . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 Considerações sobre a utilização dos métodos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2 Rodovias de duas faixas com sentidos de tráfego contrários (pista simples) 5
2.1 Características . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.2 Classificação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.3 Condições básicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.4 Capacidade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.5 Nível de serviço . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.6 Método . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.7 Exercícios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3 Rodovias de múltiplas faixas 26
3.1 Características . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.2 Condições básicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.3 Capacidade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
3.4 Nível de serviço . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
3.5 Método . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.6 Dimensionamento de novas rodovias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
3.7 Exercícios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
4 Segmentos básicos de freeways 43
4.1 Características . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
4.2 Condições básicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
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Sumário ii
4.3 Capacidade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
4.4 Nível de serviço . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
4.5 Método . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
4.6 Dimensionamento de novas rodovias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
4.7 Exercícios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
5 Segmentos de freeways em entrelaçamento 60
5.1 Características . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
5.2 Parâmetros de caracterização . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
5.3 Método . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 635.4 Exercícios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
6 Segmentos de freeways convergentes e divergentes (rampas) 77
6.1 Características . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
6.2 Condições básicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
6.3 Nível de serviço . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
6.4 Dados de entrada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
6.5 Método . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
6.6 Exercícios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
Referências 93
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Apresentação
A presente apostila foi elaborada para servir de material didático básico para a disciplina ECV5129 –
Engenharia de Tráfego.
Esta apostila estará sendo aprimorada continuamente. O aluno deve utilizar sempre a versão mais
atual disponível no início de cada semestre.
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1 Introdução
A análise da capacidade e do nível de serviço em rodovias é um assunto muito recorrente em proje-
tos de engenharia de tráfego. Internacionalmente, o método mais utilizado para isso é o trazido pelo
"Highway Capacity Manual " (HCM), que se encontra atualmente na versão 2010 (TRB, 2010). O HCM
é desenvolvido pela Transportation Research Board , nos Estados Unidos.
Esta apostila aborda o Volume 2 do HCM 2010, que trata da modelagem para fluxo ininterrupto.
1.1 Definições
Antes de passarmos para a análise dos diferentes tipos de segmentos de rodovias abrangidos pela mode-
lagem de fluxo ininterrupto do HCM 2010, vamos entender alguns conceitos gerais.
Fluxo ininterrupto Em fluxo ininterrupto não há elementos que interrompem o fluxo de tráfego de
forma sistemática e controlada, como por placas de pare ou semáforos.
As condições do tráfego resultam da interação entre veículos, das características geométricas e
do meio ambiente da rodovia. Quando o fluxo de tráfego pára, em condições de fluxo ininterrupto, a
causa é o congestionamento formado, por bloqueio de vias a jusante ou pela criação de ondas de choque
(shockwaves ). A forma mais pura de fluxo ininterrupto ocorre nas freeways (Seção 4).
Fluxo interrompido Em fluxo interrompido há elementos que interrompem o fluxo de tráfego de forma
sistemática e controlada, como por placas de pare ou semáforos.
Capacidade A capacidade de uma rodovia é a máxima taxa horária de fluxo de tráfego que pode ser
esperada em uma seção, por sentido ou nos dois sentidos para o caso de rodovias de sentidos opostos,
durante um dado período de tempo, nas condições prevalecentes da via, do tráfego e ambientais. O tempo
de análise é normalmente de uma hora.
Segundo o HCM 2010, a capacidade normalmente não é observada. A degradação da qualidade a
baixos volumes faz com que as rodovias sejam melhoradas antes de atingir a capacidade. Contudo, ela é
medida em condições críticas, como cenários de evacuação.
Nível de serviço É uma quantificação estratificada de medição de performance que representa a qua-
lidade do serviço. Ele é influenciado por vários fatores, como o volume e a velocidade. O níveo de serviço
nos fornece uma medida da liberdade de manobras ao utilizar a rodovia. Ele é designado por LOS, do
inglês Level Of Service .
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1 Introdução 3
Figura 1.1: Situações em uma rodovia respectivas aos diferentes níveis de serviço do HCM
Tabela 1.1: Seleção do nível de serviço no projeto de rodovias rurais (DNER, 1999)
Tipo de rodovia Relevo
Plano Ondulado Montanhoso
Expressa B B CArterial B B CColetora C C D
Local D D D
Condições básicas e prevalecentes O HCM modela o fluxo do tráfego com base em condições básicas
de tráfego, que são próximas a condições ideais de tráfego. Contudo, as rodovias podem não apresentar
estas mesmas condições, apresentando as suas condições prevalecentes, mais restritivas do que as condições
ideais. A aplicação do método para as condições prevalecentes de uma rodovia se dá pela transformação
de alguns parâmetros.
As condições básicas do HCM definem a capacidade das rodovias em relação às suas características
físicas, como por exemplo largura de faixas, largura de acostamento e tipo de divisor central, e pelascondições do tráfego no local, como por exemplo pelas classes de veículos e pela velocidade.
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1 Introdução 4
1.2 Considerações sobre a utilização dos métodos
As modelagens do HCM envolvem a definição de várias fórmulas e tabelas, que foram definidas a partir de
medições utilizando unidades no sistema imperial. Por isso, os valores originalmente definidos no sistema
internacional devem ser primeiro convertidos para o sistema imperial, para que possam ser utilizadas asfórmulas e tabelas. Depois de feitos os cálculos, os resultados podem ser transformados de volta para o
sistema internacional.
Além disso, a consulta às tabelas envolve a leitura de termos na linguagem original, em inglês. No
decorrer desta apostila as tabelas são colocadas como aparecem originalmente no HCM.
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2 Rodovias de duas faixas com sentidos de tráfego
contrários (pista simples)
2.1 Características
Rodovias de duas faixas com sentidos de tráfego contrários são conhecidas também por "rodovias de pista
simples". São rodovias não divididas, com duas faixas, cada uma usada pelo tráfego em uma direção.
Estas rodovias são caracterizadas por haver manobras de ultrapassagem utilizando a faixa de tráfego
contrário. As manobras são limitadas pela existência de brechas na corrente de tráfego oposta e também
pela avaliação de distância suficiente e segura para ultrapassagem. Pelo acréscimo do fluxo de tráfego,
as oportunidades de ultrapassagem diminuem. Então acontece a formação de pelotões na corrente de
tráfego, com veículos em comboio.
Estas rodovias são muito importantes para os sistemas rodoviários, por serem muito versáteis. São
utilizadas tanto para condições de alta mobilidade como para condições de alto nível de acesso.
2.2 Classificação
O HCM utiliza uma classificação específica para as rodovias de duas faixas com sentidos de tráfego
contrários. A classe da rodovia determina como é avaliado o seu nível de serviço.
• Classe I
◦ expectativa de velocidade relativamente alta;
◦ principais rotas entre cidades;
◦ arteriais primárias conectando geradores de tráfego;
◦ rotas de uso diário;
◦ ligações primárias federais e estaduais;
◦ viagens de longa distância.
• Classe II
◦ sem expectativa de viajar em alta velocidade;
◦ acessos para rodovias de classe I;
◦ rotas turísticas e recreacionais;
◦ passam por terreno acidentado;
◦ viagens curtas, iniciando ou terminando em pontos de viagens longas.
• Classe III
◦ servem áreas de desenvolvimento moderado;
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2 Rodovias de duas faixas com sentidos de tráfego contrários (pista simples) 6
◦ segmentos de rodovias classe I ou II que atravessam pequenas cidades ou áreas recreacionais;
◦ o tráfego local se mistura com o tráfego de passagem, com alta densidade de pontos de acesso;
◦ segmentos longos que atravessam áreas recreacionais espalhadas;
◦ muitas vezes com redução do limite de velocidade.
A Figura 2.1 ilustra dois exemplos de cada classe, trazidos no HCM 2010.
Figura 2.1: Exemplos de rodovias de duas faixas com sentidos de tráfego contrários
O HCM traz ainda a seguinte consideração sobre a definição da classe de uma rodovia de pista
simples:
"O principal determinante para a classificação de uma instalação ( facility ) é a expectativa
do motorista, que pode não estar de acordo com a sua classificação funcional geral."
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2.3 Condições básicas
As condições básicas para rodovias de pista simples são as seguintes:
• largura da faixa ≥ 12 ft (≈ 3,66 m);• largura do acostamento ≥ 6 ft (≈ 1,83 m);
• ausência de proibição de ultrapassagem;
• somente carros de passeio;
• terreno em nível (relevo plano);
• sem impedimentos no fluxo de tráfego.
O HCM modela as condições básicas através de curvas que relacionam a velocidade média AT S
(Average Travel Speed ) e a porcentagem de tempo trafegando em pelotão P T S F (Percent Time-Spent-
Following ) com a taxa de fluxo na direção da análise. Estas curvas são apresentadas no Exhibit 15-2.
2.4 Capacidade
Segundo o HCM 2010, a capacidade para rodovias de pista simples nas condições básicas é:
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• 1700 pc/h por direção;
• não excede 3200 pc/h em ambas as direções em trechos longos;
• não excede de 3200 a 3400 pc/h em ambas as direções em trechos curtos (túneis ou pontes) .
2.5 Nível de serviço
A Tabela 2.1 apresenta descrições para a qualidade do fluxo do tráfego nos diferentes níveis de serviço
para as três classes de rodovias de pista simples.
Tabela 2.1: Descrições para a qualidade do fluxo do tráfego nos diferentes níveis de serviço para as três classes derodovias de pista simples
LOS Classe I Classe II Classe III
A Alta velocidade, facilidadepara ultrapassagens, rarospelotões de 3 carros oumais.
Velocidade limitada pelavia, pequena formação depelotões.
Possibilidade de mantervelocidades próximas à defluxo livre.
B Formação de pelotões se torna visível, redução develocidade na classe I.
Começa a ser percebidauma redução da veloci-dade em relação à veloci-dade de fluxo livre.
C A maioria dos veículos trafega em pelotões, velocidades reduzidas.
D Significante aumento da formação de pelotões.
Aumento da demanda para ultrapassagens mas a ca-pacidade para isso se aproxima de zero.
Significante queda da ve-locidade.
E A demanda se aproxima da capacidade, o limite inferior do NS representa a
capacidade.Ultrapassagens praticamente impossíveis, P T S F maior que 80%, velocidades muito reduzidas.
A velocidade é menor que2/3 da F F S .
F A demanda excede a capacidade, condições de operação instáveis, grandes con-gestionamentos.
O HCM 2010 incorpora efetivamente três medidas para determinar o nível de serviço em rodovias
de pista simples:
• a velocidade média de viagem AT S (Average Time Speed ), que reflete a mobilidade;
• a porcentagem de tempo trafegando em pelotão P T S F (Percent Time-Spent-Following ), que repre-senta a liberdade para manobras e o conforto ao viajar;
• a porcentagem da velocidade de fluxo livre P F F S (Percent of Free Flow Speed ), que representa a
possibilidade dos veículos viajarem na velocidade limite regulamentar ou próximos dela.
Conforme a função de cada classe de rodovia de pista simples, diferentes destes aspectos são tomados
como importantes para o seu nível de serviço. A Tabela 2.2 resume a aplicação das três medidas para a
determinação dos níveis de serviço para as diferentes classes.
O Exhibit 15-3 traz a tabela do HCM 2010 utilizada para determinar o nível de serviço a partir dos
valores calculados.
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Tabela 2.2: Medidas utilizadas para a determinação do nível de serviço para as diferentes classes de rodovia depista simples
Classe da rodovia Critérios Medidas utilizadas
Classe I velocidade e conforto AT S e P T S F Classe II conforto P T S F
Classe III velocidade próxima da velocidade limite P F F S
2.6 Método
O Exhibit 15-6 apresenta o fluxograma do método para a determinação da capacidade e do nível de
serviço para rodovias de pista simples. Para todos os tipos de rodovias em regime de fluxo ininterrupto
abrangidos pelo HCM 2010, os fluxogramas apresentam sempre como o "Passo 1" a organização dos dados
de entrada necessários para os cálculos.
Para as rodovias de pista simples o fluxograma se divide conforme a classe da rodovia, sendo
determinadas as medidas respectivas para cada uma delas.
De forma geral, para a determinação da AT S e da P T S F , sempre devemos primeiro fazer o ajuste do
volume de demanda, para convertê-lo das condições prevalecentes para as condições básicas da modelagem.
Na sequência são apresentados os detalhes sobre cada um dos passos que compõem a marcha de
cálculo.
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Passo 1: Dados de entrada O Exhibit 15-5 traz a tabela resumo com os dados necessários para a
aplicação do método.
Passo 2: Estimar a velocidade de fluxo livre (F F S ) A melhor forma de estimar a velocidade de
fluxo livre em um segmento de rodovia é observá-la em campo. Para isso, deve ser utilizado um período do
dia com baixo fluxo de tráfego, com no máximo 200 veículos por hora no total, somando os dois sentidos
de tráfego. A medição deve ser feita por sentido de tráfego, sendo observadas as velocidades de pelo menos
100 veículos. A velocidade de fluxo livre é o valor médio das observações.
Em segmentos de rodovias aonde o fluxo do tráfego seja superior a 200 veículos por hora em todos
os momentos do dia, o valor da velocidade de fluxo livre pode ser também estimado, mas sofrendo uma
correção. Neste caso são observados valores de velocidade também de pelo menos 100 veículos e é calculado
o valor médio. A velocidade de fluxo livre é então determinada para o segmento pela Equação 15-1.
F F S = S FM + 0, 00776
v
f HV,ATS
(15-1)
onde:F F S = velocidade de fluxo livre (mi/h);
S FM = velocidade média da amostra (mi/h);
v = fluxo de demanda total nas duas direções durante o período de observação (veh/h);
f HV,ATS = fator de ajustamento do ATS para veículos pesados.
Caso não seja possível realizar observações em campo, há ainda a possibilidade de estimar o valor de
F F S a partir de um valor básico B F F S . A determinação do valor de B F F S a rigor não é trivial, pois ele
é afetado por fatores regionais. Conceitualmente, é a velocidade limitada pelos alinhamentos horizontais
e verticais, com larguras padrão de faixa e acostamento e ausência de pontos de acesso. Por isso, ela seaproxima da velocidade diretriz da rodovia. De maneira grosseira, também se pode adotar para B F F S
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o valor da velocidade limite da rodovia acrescido de 10 mi/h.
De posse de B F F S , o valor da velocidade de fluxo livre pode ser calculado pela Equação 15-2.
F F S = BF F S −
f LS −
f A (15-2)
onde:
F F S = velocidade de fluxo livre (mi/h);
B F F S = velocidade básica de fluxo livre (mi/h);
f LS = fator de ajustamento para largura de faixa e acostamento (mi/h);
f A = fator de ajustamento para densidade de pontos de acesso (mi/h).
Os valores de f LS e f A são tomados dos Exhibits 15-7 e 15-8.
Passo 3: Ajustamento da demanda para a AT S Antes de calcular a AT S devemos fazer o ajuste
do volume de demanda, das condições prevalecentes para as condições básicas de modelagem. Isto é feito
com o auxílio da Equação 15-3.
vi,ATS = V i
P HF × f g,ATS × f HV,ATS (15-3)
onde:vi,ATS = equivalente em carros de passeio para a taxa de fluxo do período de pico de 15 minutos na
direção da análise (pc/h);
V i = volume da demanda para o pico horário completo, na direção da análise (veh/h);
P HF = fator de hora de pico;
f g,ATS = fator de ajustamento de greide;
f HV,ATS = fator de ajustamento para veículos pesados.
O fator de ajustamento de greide f g,ATS é dependente do tipo do terreno. Segmentos da rodovia
com extensão maior ou igual a 2 milhas (≈ 3,22 km) são tratados como segmentos em terreno em nível ouondulado. Além desta abordagem geral podem haver também segmentos específicos de subida ou descida,
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que devem ser analisados complementarmente. As seguintes condições caracterizam estes segmentos
específicos:
• segmentos com extensão maior ou igual a 0,6 milhas (≈ 0,96 km) e greide maior ou igual a 3%:
análise obrigatória;• segmentos com extensão maior ou igual a 0,25 milhas (≈ 0,40 km) e greide maior ou igual a 3%:
análise facultativa.
Os valores de f g,ATS são tomados do Exhibit 15-9 para segmentos em terreno plano ou ondulado e
do Exhibit 15-10 para segmentos específicos de subida ou descida. As tabelas pedem a taxa de fluxo de
demanda na direção da análise, que é dada por V i/PHF .
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O fator de ajustamento para veículos pesados f HV,ATS é dado pela Equação 15-4.
f HV,ATS = 1
1 + P T (E T − 1) + P R(E R − 1) (15-4)
onde:P T = proporção de caminhões e ônibus no fluxo;
P R = proporção de veículos recreativos (treilers) no fluxo;
E T = equivalente em carros de passeio para caminhões e ônibus;
E R = equivalente em carros de passeio para veículos recreativos.
Os valores de proporções de veículos pesados P T e recreativos P R são provenientes dos dados de
contagem. Os valores dos seus equivalentes em carros de passeio E T e E R são tomados do Exhibit 15-
11 para segmentos em terreno plano ou ondulado, ou em greides específicos de descida. Para greides
específicos de subida os valores de E T são tomados do Exhibit 15-12 e os valores de E R são tomados do
Exhibit 15-13.
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Para o caso particular de descidas específicas aonde os veículos pesados viajam engrenados, em
velocidade mais lenta, deve ser utilizada a Equação 15-5 para calcular o valor de f HV,ATS .
f HV,ATS
= 1
1 + P TC × P T (E TC − 1) + (1 − P TC ) × P T × (E T − 1) + P R(E R − 1) (15-5)
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onde:
P TC = proporção de caminhões operando em velocidade lenta;
E TC = equivalente em carros de passeio para caminhões em velocidade lenta.
Os valores de E TC devem ser tomados do Exhibit 15-14.
Passo 4: Estimar a AT S A velocidade média de viagem AT S é determinada pela Equação 15-6.
AT S d = F F S − 0, 00776(vd,ATS + vo,ATS ) − f np,ATS (15-6)
onde:
AT S d = velocidade média de viagem na direção da análise (mi/h);
F F S = velocidade de fluxo livre (mi/h);
vd,ATS = fluxo de demanda na direção da análise (pc/h);
vo,ATS = fluxo de demanda na direção oposta da análise (pc/h);f np,ATS = fator de ajustamento devido a porcentagem de zonas de ultrapassagem proibida na direção da
análise.
O fator de ajustamento para a porcentagem de trecho com ultrapassagem proibida f np,ATS é tomado
do Exhibit 15-15. Note que a taxa de fluxo de demanda de entrada na tabela é o fluxo na situação básica,
em pc/h.
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Passo 5: Ajustamento da demanda para P T S F A demanda deve ser ajustada para o cálculo da
porcentagem de tempo trafegando em pelotão P T S F . Isto é feito pela Equação 15-7.
vi,PTSF = V i
P HF × f g,PTSF × f HV,PTSF (15-7)
onde:
vi,PTSF =fluxo de demanda i para determinação do P T S F (pc/h);
i = "d" para a direção da análise ou "o" para a direção oposta;
f g,PTSF = fator de ajustamento para greide para o P T S F ;
f HV,PTSF = fator de ajustamento para veículos pesados para o P T S F .
Os valores de f g,PTSF são tomados do Exhibit 15-16 para segmentos em terreno plano ou ondulado
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e segmentos específicos de descida e do Exhibit 15-17 para segmentos específicos de subida.
O fator de ajustamento para veículos pesados f HV,PTSF é calculado pela Equação 15-8, para o qual
os valores de E T e E R são tomados do Exhibit 15-18 para para segmentos em terreno plano ou ondulado
e segmentos específicos de descida e do Exhibit 15-19 para segmentos específicos de subida.
f HV,PTSF = 1
1 + P T (E T − 1) + P R(E R − 1) (15-8)
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Passo 6: Estimar o P T S F A porcentagem de tempo perdido em pelotão P T S F é calculada pela
Equação 15-9.
P T S F d = BPTSF d + f np,PTSF vd,PTSF
vd,PTSF + vo,PTSF
(15-9)
onde:
P T S F d = percentual de tempo perdido em pelotão na direção da análise (decimal);
BPTSF d = percentual básico de tempo perdido em pelotão na direção da análise (decimal);
f np,PTSF = ajustamento do PTSF para a porcentagem de zonas de ultrapassagem proibida na direção da
análise;
vd,PTSF = fluxo de demanda na direção da análise para estimativa do PTSF (pc/h);
vo,PTSF = fluxo de demanda na direção oposta da análise para estimativa do PTSF (pc/h).O percentual básico BPTSF d é estimado pela Equação 15-10, onde os valores dos coeficientes a e
b são tomados do Exhibit 15-20.
BPTSF d = 100
1 − e(a·vb
d)
(15-10)
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2 Rodovias de duas faixas com sentidos de tráfego contrários (pista simples) 20
O valor de f np,PTSF é tomado do Exhibit 15-21.
Passo 7: Estimar o P F F S A porcentagem da velocidade de fluxo livre é calculada pela Equação
15-11.
P F F S = AT S d
F F S (15-11)
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2 Rodovias de duas faixas com sentidos de tráfego contrários (pista simples) 21
Passo 8: Determinar o nível de serviço e a capacidade O nível de serviço é determinado pelo
Exhibit 15-3 (página 9), utilizando os valores de AT S , P T S F e/ou P F F S , conforme a classe da rodovia.
Para determinar a capacidade da rodovia na direção da análise, devemos converter o valor da
capacidade nas condições básicas, que é igual a 1700 pc/h, para as condições prevalecentes. Fazemos isso
com as Equações 15-12 e 15-13.
C d,ATS = 1700× f g,ATS × f HV,ATS (15-12)
C d,PTSF = 1700 × f g,PTSF × f HV,PTSF (15-13)
Para rodovias de classe I, a capacidade será o menor entre os valores de C d,ATS e C d,PTSF . Para
rodovias de classe II, a capacidade é dada por C d,PTSF e para rodovias de classe III por C d,ATS .
2.7 Exercícios
Exercício 1
Um segmento de pista simples (duas faixas) de Classe I possui as seguintes características:
• Volume de demanda = 1600 veh/h (total nas duas direções);• Divisão direcional durante o período de análise = 50/50;
• PHF = 0.95;
• 50% do comprimento com ultrapassagem proibida nas duas direções;
• terreno ondulado;
• 14% de caminhões e 4% de veículos recreativos;
• largura de faixa de 11 ft;
• largura do acostamento de 4 ft;
• 20 pontos de acesso por milha;
• 60 mi/h de velocidade básica de fluxo livre;
• comprimento do segmento de 10 milhas.
Determine o nível de serviço em cada direção da rodovia neste segmento.
Solução
Deve ser encontrado o nível de serviço em cada direção em um segmento de terreno ondulado. Uma
vez que a distribuição direcional é de 50/50, a solução em uma direção será igual à solução na outra
direção. Por isso é necessária a condução de somente uma análise, sendo o resultado aplicado às duasdireções.
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2 Rodovias de duas faixas com sentidos de tráfego contrários (pista simples) 22
Para rodovia de Classe I tanto a ATS como a PTSF devem ser estimadas para determinar o nível
de serviço.
Passo 1: Dados de entrada
Se encontram no enunciado.Passo 2: Estimar a FFS
A velocidade de fluxo livre é estimada pela equação
F F S = BF F S − f LS − f A
com base em fatores de ajustamento obtidos das Tabelas 15-7 (para larguras da faixa e do acosta-
mento) e 15-8 (para pontos de acesso em ambas as direções). Para largura de faixa igual a 11 ft e largura
de acostamento igual a 4 ft, o fator de ajustamento f LS
encontrado é 1,7 mi/h. Para 20 pontos de acesso
por milha, o fator de ajustamento f a é 5,0 mi/h. Com isso:
F F S = 60, 0 − 1, 7 − 5, 0 = 53, 3mi/h
Passo 3: Ajustamento de demanda para ATS
O volume da demanda deve ser ajustado para um fluxo em carros de passeio por hora sobre condições
básicas equivalentes. Isto é feito com a seguinte equação:
vi,ATS = V i
P HF × f g,ATS × f HV,ATS
Uma vez que a divisão modal da demanda é 50/50, os volumes de demanda para as direções de
análise e contrária são iguais a 1600/2 = 800 veh/h.
O fator de ajustamento de greide f g,ATS é selecionado da Tabela 15-9 para terreno ondulado. A
tabela recebe uma taxa de fluxo de demanda vvhp em veículos por hora, ou 800/0, 95 = 842 veh/h. Por
interpolação na tabela entre 800 e 900 veh/h, o fator encontrado é de 0,99.
O equivalente em carros de passeio para caminhões e veículos recreativos é obtido da Tabela 15-11,
novamente para uma taxa de fluxo de demanda de 842 veh/h. Mais uma vez, por interpolação entre
800 e 900 veh/h, os valores obtidos são E T = 1, 4 e E R = 1, 1. O ajustamento para veículos pesados é
computado então como segue:
f HV,ATS = 1
1 + P T (E T − 1) + P R(E R − 1) =
1
1 + 0, 14(1, 4− 1) + 0, 04(1, 1 − 1) = 0, 943
Com isso:
vd,ATS = vo,ATS = 800
0, 95 × 0, 99 × 0, 943 = 902 pc/h
Passo 4: Estimar ATS
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2 Rodovias de duas faixas com sentidos de tráfego contrários (pista simples) 23
O ATS é estimado pela seguinte equação:
AT S d = F F S − 0, 00776(vd,ATS + vo,ATS ) − f np,ATS
O fator de ajustamento f np,ATS é encontrado na Tabela 15-15 para FFS de 53,3 mi/h, 50% de
extensão com ultrapassagens proibidas e fluxo de demanda no sentido contrário de 902 pc/h. Esta seleçãodeve usar interpolação em todas as três escalas. Note que a interpolação se dá somente para o próximo
0,1 para este fator de ajustamento.
vo (pc/h) Fator para FSS = 55 mi/h Fator para FSS = 50 mi/h
40% NPZ 50% NPZ 60% NPZ 40% NPZ 50% NPZ 60% NPZ
800 0,7 0,9 1,1 0,6 0,75 0,9
902 0,8 0,65
1000 0,6 0,7 0,8 0,4 0,55 0,7
f np,ATS = (0, 8 − 0, 65) × (53, 3− 50)
55 − 50 + 0, 65 = 0, 749
Com isso:
AT S d = 53, 3− 0, 00776(902 + 902) − 0, 7 = 38, 6mi/h
Passo 5: Ajustamento da demanda para PTSF
A demanda ajustada para estimar o PTSF é encontrada pelas equações:
vi,PTSF = V i
P HF × f g,PTSF × f HV,PTSF
f HV,PTSF = 1
1 + P T (E T − 1) + P R(E R − 1)
O fator de ajustamento de greide é tomado da Tabela 15-16 para terreno ondulado e taxa de fluxo
de demanda de 800/0, 95 = 842 veh/h. Equivalentes em carros de passeio para caminhões e veículos
recreacionais são tomados da Tabela 15-18. Em ambas as tabelas, a taxa de fluxo de demanda de 842
veh/h é interpolada entre 800 e 900 veh/h para serem obtidos os valores corretos:
f g,PTSF = 1, 00 E T = 1, 0 E R = 1, 0
Com isso:
f HV,PTSF = 1
1 + 0, 14(1, 0− 1) + 0, 04(1, 0 − 1) = 1, 00
vd,PTSF = vo,PTSF = 800
0, 95 × 1, 00 × 1, 00 = 842 pc/h
Passo 6: Estimar PTSF
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2 Rodovias de duas faixas com sentidos de tráfego contrários (pista simples) 24
O PTSF é estimado pelas equações:
P T S F d = BPTSF d + f np,PTSF
vd,PTSF
vd,PTSF + vo,PTSF
BPTSF d = 100 1 − e(a·vbd)A Tabela 15-20 é usada para obter os valores de a e b para a determinação de BPTSF d e a Tabela
15-21 é utilizada para obter o fator de ajustamento para porcentagem com ultrapassagem proibida para
a posterior determinação de P T S F d. Todos estes três valores requerem interpolação.
Os valores de a e b são baseados na taxa de fluxo oposta de 842 pc/h, que é interpolada entre os
valores tabulados de 800 pc/h e 1000 pc/h:
Opposing Flow Rate (pc/h) a b
800 -0.0045 0.833842 -0.0046 0.832
1000 -0.0049 0.829
Assim:
BPTSF d = 100
1 − e(−0.0046×8420.832)
= 71, 3%
O fator de ajustamento para porcentagem com ultrapassagem proibida também deve ser interpolado
em duas variáveis. A Tabela 15-21 é consultada para 50% de ultrapassagem proibida, 50/50 de distribuição
direcional e uma demanda total nos dois sentidos de 842 + 842 = 1684 pc/h:
Total Flow Rate
(pc/h)
Adjustment
factor for 40%
NPZ
Adjustment
factor for 50%
Adjustment
factor for 60%
1400 23,8 25,0 26,2
1684 21,0
2000 15,8 16,6 17,4
Então, o valor de P T S F é dado por:
P T S F = 71, 3 + 21, 0
842
842 + 842
= 81, 8%
Passo 7: Estimar PFFS
Não se aplica no presente caso.
Passo 8: Determinar o nível de serviço e a capacidade
O nível de serviço é obtido pela comparação dos valores estimados de ATS e PTSF pela Tabela 15-3.
Um ATS de 38,6 mi/h sugere que existe um nível de serviço "E". Um PTSF de 81,8% sugere também um
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2 Rodovias de duas faixas com sentidos de tráfego contrários (pista simples) 25
nível de serviço "E". Portanto, ambos os critérios levam à conclusão de que o segmento opera em nível
de serviço "E".
A capacidade é determinada pelas seguintes equações, que produzem uma estimativa mínima, sendo
a capacidade a menor das duas obtidas.
C d,ATS = 1700× f g,ATS × f HV,ATS
C d,PTSF = 1700 × f g,PTSF × f HV,PTSF
Note, contudo, que todos os fatores de ajustamento para uso nestas equações são baseados em uma
taxa de fluxo direcional maior que 900 pc/h (o maior valor da Tabelas 15-9 e 15-16). Por isso, o fator
de ajustamento para greide é 1,00 tanto para ATS como para PTSF. O equivalente em carros de passeio
para caminhões é 1,3 para ATS (Tabela 15-11) e 1,0 para PTSF (Tabela 15-18). O equivalente em carros
de passeio para os veículos recreacionais é 1,1 para ATS (Tabela 15-11) e 1,0 para PTSF (Tabela 15-18).
Com isso, os fatores de ajustamento para veículos pesados ficam:
f HV,ATS = 1
1 + 0, 14(1, 3 − 1) + 0, 04(1, 1 − 1) = 0, 96
f HV,PTSF = 1
1 + 0, 14(1, 0− 1) + 0, 04(1, 0 − 1) = 1, 00
Assim:
C d,ATS = 1700 × 1, 00 × 0, 960 = 1632 veh/h
C d,PTSF = 1700 × 1, 0 × 1, 0 = 1700 veh/h
A capacidade direcional para este segmento é então 1632 veh/h. Dada a distribuição direcional
de 50/50, a capacidade nas duas direções do segmento é de 1632 + 1632 = 3264 veh/h. Uma vez que
isto excede a capacidade limitante de 3200 pc/h, a capacidade direcional não pode ser alcançada com
a divisão direcional de 50/50. A capacidade total de 3200 pc/h neste caso prevalece. Em termos de
condições prevalescentes, a capacidade será 3200 × 1,00 × 0,960 = 3072 veh/h. Com uma distribuiçãodirecional de 50/50, isto implica uma capacidade direcional de 3072 / 2 = 1536 veh/h.
Discussão
É esperado que este segmento de rodovia de pista simples, como descrito, opere no limite inferior
do nível de serviço "E". A operação é pobre, mesmo com o fato de que a demanda é somente 842 / 1536
= 0,55 da capacidade. Tanto o ATS como o PTSF se encontram em níveis inaceitáveis. Esta solução
novamente enfatiza a característica das rodovias de pista simples, de que mesmo com baixas relações
de V/C a operação pode ser pobre. Este segmento certamente deve ser examinado para melhorias de
infraestrutura.
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3 Rodovias de múltiplas faixas
3.1 Características
Rodovias de múltiplas faixas são rodovias com as seguintes características:
• 4 a 6 faixas em ambas as direções;
• velocidades de fluxo livre de 45 a 60 mi/h (≈ 72,4 a 96,6 km/h);
• com canteiro central ou TWLTL (Two-Way Left Turn Lane );
• pode não ser dividida (apenas com pintura);
• normalmente em áreas suburbanas conduzindo para áreas centrais ou corredores rurais com alto
volume de tráfego ou atividades que geram um alto volume diário;
• semáforos espaçados de no mínimo 2 mi (≈ 3,2 km);
• volumes entre 15.000 e 40.000 veh/dia (chega a 100.000 veh/dia, com divisão central e interseções
em desnível).
O Exhibit 14-1 ilustra exemplos de diferentes tipos de rodovias de múltiplas faixas trazidos pelo
HCM, com relação ao tipo do divisor central e ao tipo de área, urbana ou rural.
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3 Rodovias de múltiplas faixas 27
3.2 Condições básicas
A metodologia foi desenvolvida para ser aplicada nos 15 minutos críticos dentro da hora de pico. Se são
utilizados volumes de demanda, a taxa de fluxo é estimada através do P HF . Quando o volume de 15
minutos é diretamente medido, é escolhido o pior período da análise e a taxa de fluxo é o 4 vezes o volumedestes 15 min.
As condições básicas de modelagem do HCM 2010 são se seguintes:
• bom tempo;
• boa visibilidade;
• sem acidentes ou incidentes;
• sem obras na pista;
• sem defeitos no pavimento;• sem veículos pesados;
• otoristas rotineiros.
A velocidade de fluxo livre F F S varia muito nas condições básicas de modelagem, mas se mantém
menor do que em freeways . Ela é afetada por:
• largura da faixa;
• desobstrução lateral;• tipo de divisão;
• densidade de pontos de acesso.
Segundo a modelagem, a F F S se mantém constante até o fluxo de 1400 pc/h/ln. Depois diminui
com o aumento do volume, como representado no Exhibit 14-2. O Exhibit 14-3 traz o mesmo conteúdo
do Exhibit 14-2, mas de forma analítica.
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3 Rodovias de múltiplas faixas 28
Sempre arredondamos o valor da F F S para múltiplos de 5 mi/h, da seguinte forma:
• 42,5 mi/h ≤ F F S
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3 Rodovias de múltiplas faixas 29
• diferenças entre diferentes tipos de divisões;
• F F S abaixo de 45 mi/h ou acima de 60 mi/h;
• presença significante de estacionamento na via;
• presença de paradas de ônibus de uso significativo;
•
presença significante de pedestres.
3.3 Capacidade
A capacidade nas condições básicas varia de acordo com a F F S , com os valores apresentados na Tabela
3.1.
Tabela 3.1: Valores de capacidade para rodovias de múltiplas faixas
F F S (mi/h) Capacidade (pc/h/ln)
60 220055 210050 200045 1900
3.4 Nível de serviço
Pela grande variação dos valores de F F S na modelagem do fluxo de tráfego, se torna muito difícil de-
terminar o nível de serviço a partir de valores de velocidade. Por isso, em rodovias de múltiplas faixas
o nível de serviço é determinado por valores de densidade. O Exhibit 14-4 traz a tabela utilizada para
determinar os níveis de serviço a partir de valores de densidade. O Exhibit 14-5 ilustra a abrangência dos
níveis de serviço sobre o gráfico da modelagem.
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3 Rodovias de múltiplas faixas 30
3.5 Método
O Exhibit 14-7 resume os passos do método para a determinação do nível de serviço. Na sequência vamos
abordar os detalhes de cada passo.
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3 Rodovias de múltiplas faixas 31
Passo 1: Dados de entrada São necessários os seguintes dados sobre o segmento (infraestrutura):
• F F S : 45 a 60 mi/h;
• número de faixas por direção: 2 ou 3;
• largura da faixa: 10 ft até mais que 12 ft;
• desobstrução lateral à direita: 0 ft até mais que 6 ft;
• desobstrução lateral à esquerda: 0 ft até mais que 6 ft;
• densidade de pontos de acesso: 0 a 40 pontos/mi;
• terreno: plano, ondulado ou montanhoso (ou comprimentos e declividades para greides específicos);
• tipo da divisão: dividida, TWLTL ou não dividida.
Os dados necessários sobre a demanda são os seguintes:
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3 Rodovias de múltiplas faixas 32
• demanda durante a hora de análise;
• presença de veículos pesados (% de caminhões e ônibus ou RV): 0 a 100% em terreno geral, 0 a 25%
em greides específicos;
• P HF : até 1;
•
fator de motoristas atípicos: 0,85 a 1,00.
No caso de só estar disponível o valor do volume médio diário global (não direcional), o volume na
hora de pico da demanda pode ser estimado com o auxílio da Equação 14-9.
V HP = V M Da ×K ×D (14-9)
onde:
V HP = volume direcional da hora de projeto;V M D a = volume médio diário anual;
K = proporção do tráfego diário que ocorre na hora de pico;
D = proporção do tráfego do pico horário na direção do pico.
Passo 2: Computar F F S É sempre preferível que a velocidade de fluxo livre seja medida em campo.
Para isso deve ser escolhido um local representativo do segmento e as observações devem ocorrer quando
o fluxo de veículos não ultrapasse 1400 pc/h/ln. Deve ser medida a velocidade de todos os carros de
passeio, ou ser usada uma amostra sistemática, como por exemplo sempre o décimo carro em cada faixa.Devem ser observadas as velocidades de no mínimo 100 carros.
Caso não seja possível realizar a medição direta em campo, como em casos aonde o fluxo nunca seja
menor que 1400 pc/h/ln, ou em casos aonde a rodovia ainda não exista, a velocidade de fluxo livre F F S
pode ser estimada pela Equação 14-1.
F F S = B F F S − f LW − f LC − f M − f A (14-1)
onde:
B F F S = velocidade de fluxo livre básica (mi/h);
f LW = ajustamento para largura de faixa (mi/h);
f LC = ajustamento para desobstrução lateral (mi/h);
f M = ajustamento para tipo de divisão (mi/h);
f A = ajustamento para densidade de pontos de acesso (mi/h).
Na Equação 14-1 o valor de BF F S é o mais significante, porém não há grandes informações sobre
como estabelecer este valor. Em senso comum, é como a velocidade de projeto, pois representa a potencial
velocidade de fluxo livre, limitada somente pela geometria em termos de traçado.
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3 Rodovias de múltiplas faixas 33
Contudo, o valor de B F F S pode ser estimado de forma grosseira a partir do valor da velocidade
limite regulamentar da rodovia, da seguinte forma:
• para velocidade limite ≥ 50 mi/h → B F F S = velocidade limite mais 5 mi/h;
• para velocidade limite < 50 mi/h → BF F S = velocidade limite mais 7 mi/h.
O valor do ajustamento para largura de faixa f LW é tomado do Exhibit 14-8. Quanto mais estreita
vai ficando a faixa em relação aos 12 ft das condições básicas, maior é a redução na F F S .
O ajustamento para desobstrução lateral f LC insere o efeito de diminuição da velocidade causado
pela presença de postes de iluminação, sinalização vertical, árvores, muros de divisão, cercas de pontes,
barreiras de tráfego e muros de contenção ao lado da via. A desobstrução lateral é medida a distância do
bordo da faixa até a obstrução contínua periódica mais próxima. O valor adotado para a desobstrução
lateral nunca deve ser menor que 6 ft. Quando a rodovia de múltiplas faixas é não dividida, não é assumida
desobstrução lateral à esquerda e são adotados 6 ft. O mesmo vale para TWLTL.
O valor de f LC é tomado do Exhibit 14-9, sendo dado o valor da desobstrução lateral total. A
desobstrução lateral total T LC é calculada pela Equação 14-2.
T LC = LC R + LC L (14-2)
onde:
LC R = desobstrução lateral à direita (máximo de 6 ft);
LC L = desobstrução lateral à esquerda (máximo de 6 ft).
O fator de ajustamento para tipo de divisão é dado pelo Exhibit 14-10. Note que não há redução
da F F S nos casos de rodovias divididas ou TWLTL.
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O fator de ajustamento para veículos pesados f HV é determinado pela Equação 14-4.
f HV = 1
1 + P T (E T − 1) + P R(E R − 1) (14-4)
onde:f HV = fator de ajustamento para veículos pesados;
P T = proporção de veículos pesados (caminhões e ônibus);
P R = proporção de veículos recreacionais;
E T = equivalente em carros de passeio para veículo pesado;
E R = equivalente em carros de passeio para veículos recreacionais.
Os valores dos equivalentes em carros de passeio E T e E R são obtidos de tabelas conforme o
tipo de terreno. O tipo de terreno é classificado em plano, ondulado ou montanhoso, com as seguintes
características:
• Terreno plano: veículos pesados andam na mesma velocidade que os carros de passeio.
• Terreno ondulado: veículos pesados andam com velocidade menor, mas sem operar em velocidade
de "rastejamento" (crawl speed ) por tempo significativo.
• Terreno montanhoso: veículos pesados em crawl speed por tempo significativo.
Para estas situações os valores dos equivalentes são tomados do Exhibit 14-12.
Contudo, deve ser também analisada a presença de segmentos específicos de subida ou descida, que
são caracterizados por:
• segmentos com extensão maior ou igual a 0,25 milhas (≈ 0,40 km) e greide maior ou igual a 3%;
• segmentos com extensão maior ou igual a 0,5 milhas (≈ 0,80 km) e greide entre 2 e 3%1.
Nestes casos, para subidas específicas os valores de E T são tomados do Exhibit 14-13 e os valores
de E R do Exhibit 14-14. Para descidas específicas os valores de E T são tomados do Exhibit 14-15 e o
valor de E R é sempre 1,2.
1
O HCM traz ainda a configuração de greides compostos, aonde é calculado o greide médio de subidas e descidasadjacentes, configurando até 4% de greide por pelo menos 4000 ft (≈ 1,2 km). Isto deve ser abordado em casos especiais,quando é necessária uma análise mais severa.
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O fator de ajustamento para motoristas atípicos insere o efeito causado no tráfego por motoristas
não rotineiros na rodovia. Segundo o HCM, motoristas recreacionais usam rodovias de múltiplas faixas
de forma menos eficiente. Capacidades menores têm sido reportadas em finais de semana e feriados. O
valor de f p varia de 0,85 a 1,0 (1,0 quando todos os motoristas são costumeiros). Deve ser usado sempre
1,0, a menos que haja evidências para não usar.
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3 Rodovias de múltiplas faixas 37
Neste ponto da marcha de cálculo, já temos o valor do volume de demanda nas condições básicas. O
valor da capacidade da rodovia é obtido da Tabela 3.1 (página 29). Caso o volume de demanda ultrapasse
o valor da capacidade, já é caracterizado o nível de serviço F para a rodovia. Caso o volume de demanda
seja inferior à capacidade, é dado prosseguimento à marcha de cálculo.
Passo 5: Estimar a velocidade e a densidade A velocidade operacional S para o nível de demanda é
estimada através das relações colocadas no Exhibit 14-3 (página 28). Com isso, a densidade é determinada
pela Equação 14-5.
D = v p
S (14-5)
Passo 6: Determinar o LOS De posse do valor da densidade, o nível de serviço é obtido do Exhibit
14-4 (página 29).
3.6 Dimensionamento de novas rodovias
O método do HCM 2010 para rodovias de múltiplas faixas pode ser utilizado também para o dimensiona-
mento de novas rodovias, para determinar o número de faixas necessárias para atender um certo volume
de demanda. Neste caso, o número de faixas é obtido pela Equação 14-8.
N = v
M SF i=
V
M SF i × P HF × f HV × f p(14-8)
onde:
N = número de faixas;
v = fluxo de demanda ajustado (pc/h/ln);
M SF i = máxima taxa de fluxo de serviço para o nível de serviço i (pc/h/ln).
O valor de M SF i é tomado do Exhibit 14-17, para a F F S e para o nível de serviço previsto.
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3.7 Exercícios
Exercício 1
Um segmento de rodovia com 3,25 milhas, com 4 faixas (duas em cada sentido) e sem divisão central estásituada principalmente em terreno plano. A rodovia contém, entretanto, um grade específico de 2,5% de
3200 ft de extensão. Com os dados reunidos a seguir, determine em que nível de serviço é esperado que
a rodovia opere.
• Terreno plano; grade específico de 2,5% e 3200 ft incluído
• BFFS = 65 mi/h
• Largura da faixa = 11 ft
• Desobstrução lateral = 4 ft
• Densidade de acessos = 20 acessos por milha• Volume da hora de pico = 1900 veh/h (por sentido)
• Composição do tráfego = 13% caminhões; 2% veículos recreacionais
• PHF = 0,90
• Usuários familiarizados com a rodovia
Solução
São necessárias 3 análises para solucionar: (a) para a porção em terreno plano; (b) para o greide
específico de 2,5% em subida; (c) para o greide específico de 2,5% em descida. O fator que varia entre
estas 4 análises é somente o fator de ajustamento para veículos pesados.
Passo 1: Dados de entrada
Se encontram no enunciado.
Passo 2: Computar a FFS
F F S = B F F S − f LW − f LC − f M − f A
Fatores de ajustamento:
Efeito Fator Tabela Argumentos Resultado
Largura da faixa f LW 14-8 faixas de 11 ft 1,9 mi/h
Desobstr. lateral f LC 14-9 T LC = 4 + 6 = 10 ft; 4 faixas 0,4 mi/h
Tipo de divisão f M 14-10 não dividida 1,6 mi/h
Densidade de acessos f A 14-11 20 acessos/mi 5,0 mi/h
F F S = 65 − 1, 9 − 0, 4 − 1, 6 − 5, 0 = 56, 1 mi/h
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3 Rodovias de múltiplas faixas 39
Passo 3: Selecionar a curva de FFS
A FFS é arredondada para o 5 mi/h mais próximo. Por isso, a FFS usada nos cálculos será 55 mi/h.
Passo 4: Ajustar o volume da demanda
A demanda de volume, dada em veículos por hora sob condições prevalecentes, deve ser convertidapara o fluxo de demanda de carros de passeio por hora nas condições básicas:
v p = V
P HF × N × f HV × f p
V , P HF e f p são dados no enunciado. Deve ser computado o f HV .
f HV = 1
1 + P T (E T − 1) + P R(E R − 1)
Devem ser determinados três conjuntos de equivalentes de carros de passeio (3200 ft = 0,6 mi):Situação Equivalente Tabela Argumentos Resultado
Terreno plano E T 14-12 caminhões; plano 1,5
Terreno plano E R 14-12 RV; plano 1,2
Subida E T 14-13 13% caminhões; 2,5% greide; 0,6 mi 1,5
Subida E R 14-14 2% RV; 2,5% greide; 0,6 mi 3,0
Descida E T 14-15 < 4% greide; 13% caminhões 1,5
Descida E R sempre 1,2
Neste caso, os equivalentes são iguais para o terreno plano e para a descida. Consequentemente, há
apenas dois fatores diferentes de ajustamento para veículos pesados:
f HV ( plano, descida) = 1
1 + 0, 13(1, 5 − 1) + 0, 02(1, 2 − 1) = 0, 935
f HV (subida) = 1
1 + 0, 13(1, 5 − 1) + 0, 02(3, 0 − 1) = 0, 905
Há então dois valores para a taxa de fluxo em carros de passeio por hora em condições básicas:
v p( plano, descida) = 1900
0, 9 × 2× 0, 935 × 1 = 1129 pc/h/ln
v p(subida) = 1900
0, 9 × 2 × 0, 905 × 1 = 1166 pc/h/ln
Passo 5: Estimar a velocidade e a densidade
A velocidade para os dois níveis de demanda pode ser estimada por uso das equações (Figura 14-3)
ou graficamente (Figura 14-2). No presente caso, ambos os fluxos de demanda são menores que 1400
pc/h. Da Figura 14-3, para FFS igual a 55 mi/h, é obtido S = 55 mi/h.
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3 Rodovias de múltiplas faixas 40
A densidade é computada como segue:
D = v p
S
D( plano, descida) = 1129
55
= 20, 5 pc/mi/ln
D(subida) = 1166
55 = 21, 2 pc/mi/ln
Passo 6: Determinar LOS
Da Tabela 14-4 é obtido o nível de serviço C para as duas situações.
Discussão: O segmento de rodovias de múltiplas faixas estudado neste exemplo opera em nível de serviço
C na sua área de estudos como um todo, incluindo a subida e a descida dentro dele. De certa forma, este
problema envolve uma instalação ( facility ), em oposição a um segmento. A instalação contém diversos segmentos
componentes. Atribuir o nível de serviço C para todos os segmentos é bem aceitável e geralmente não exige novas
análises.
Exercício 2
Um segmento de rodovia de múltiplas faixas de 2 milhas será construído dentro de uma faixa de terreno
de largura igual a 150 ft. Na seção transversal da faixa de terreno estão reservados 60 ft para zonas
desobstruídas, restando 90 ft para faixas de tráfego, acostamentos e divisão central. Considerando osdados listados a seguir, determine quantas faixas de tráfego serão necessárias para prover um nível de
serviço D durante a hora de pico.
• Volume médio diário anual = 60.000 veh/dia (global, não direcional)
• D = 0,10 (proporção do tráfego do pico horário na direção do pico)
• K = 0,55 (proporção do tráfego diário que ocorre na hora de pico)
• Limite de velocidade = 50 mi/h
• Terreno ondulado
• Composição de tráfego: 5% caminhões; sem veículos recreacionais• PHF = 0,90
• Densidade de pontos de acesso = 10 pontos/mi
• Motoristas familiarizados
Solução
Este problema é potencialmente iterativo. A seção transversal é desconhecida, não apenas o número
de faixas mas também as desobstruções laterais e o divisor central. Assim, devem ser assumidas situações,
que devem ser analisadas.
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3 Rodovias de múltiplas faixas 41
Para começar a solução, vamos assumir que faixas de 12 ft de largura serão providas e que a
desobstrução lateral será de 6 ft tanto no bordo direito da pista como para o divisor central (T LC =
6 + 6 = 12 f t). Além disso, será assumida uma rodovia dividida.
Passo 1: Dados de entrada
Se encontram no enunciado.
Passo 2: Computar a FFS
Não foi dada nenhuma BFFS. Será assumido que a BFFS será 5 mi/h a mais do que a velocidade
limite, ou seja 5 + 50 = 55 mi/h. A FFS é estimada pela equação a seguir:
F F S = B F F S − f LW − f LC − f M − f A
Como a largura da faixa, a desobstrução lateral e o tipo de divisão assumidos são iguais aos das
condições básicas, não há ajustamentos para eles. O único ajustamento necessário é para a densidade de
pontos de acesso. Da Tabela 14-11, para 10 pontos/mi, o ajustamento é de 2,5 mi/h. Assim:
F F S = 55 − 0 − 0 − 0− 2, 5 = 52, 5 mi/h
Passo 3: Selecionar a curva de FFS
Para uma FFS de 52,5 mi/h, será usada a curva de velocidade de fluxo de 55 mi/h para a análise.
Passo 4: Determinar o número de faixas necessárias
O volume da demanda é dado pelo VMDa. Este volume deve ser convertido para um volume
estimado para a hora de projeto, da seguinte maneira:
V = V HP = V M Da × K × D = 60000× 0, 1 × 0, 55 = 3300 veh/h
O número de faixas necessário para atender um determinado LOS pode ser estimado como segue:
N = v
M SF i=
V
M SF i × P HF × f HV × f p
onde M SF i é a máxima taxa de fluxo de serviço para o nível de serviço i obtido da Tabela 14-17.
Para LOS D e 55 mi/h → M SF D = 1850 pc/h/ln.
Para o fator de ajuste para veículos pesados é tomado da Tabela 14-12. Para caminhões pesados
em terreno ondulado, E T = 2, 5.
Com isso:
f HV = 1
1 + 0, 05(2, 5− 1) = 0, 930
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3 Rodovias de múltiplas faixas 42
N = 3300
1850 × 0, 9 × 0, 93 × 1, 0 = 2, 13 faixas
Este resultado significa que para atingir o critério de LOS D dentro da hora de pico, três faixas em
cada direção devem ser providas para as instalações, o que resulta em uma rodovias de seis faixas.
É necessário agora verificar se a seção transversal caberá dentro dos 90 ft disponíveis. A largura da
faixa é 12 ft, com desobstruções laterais de 6 ft em ambos os lados e no centro. Se é assumido um centro
com 12 ft, a largura total será (6 × 12) + (6 × 2) + 12 = 96 ft, o que excede a largura disponível.
Vamos reconsiderar a divisão central. Não é necessário ter um espaço central de 12 ft para produzir
a operação desejada. Uma barreira de concreto com espaçamentos de 2 ft em cada lado ocupará um total
de apenas 6 ft e não é esperado que haja qualquer impacto no comportamento da FFS. Então a largura
total requerida será (6 × 12) + (6× 2) + 6 = 90 ft. Nenhum cálculo feito até o momento será afetado por
esta decisão.
É esperado que o provimento de uma rodovia de seis faixas resultará em uma operação melhor do
que a com o nível de serviço D requerido. Com o número de faixas conhecido, pode ser calculado o fluxo
de demanda nas condições básicas:
v p = V
P HF ×N × f HV × f p=
3300
0, 9 × 3 × 0, 93 × 1, 0 = 1314 pc/h/ln
Passo 5: Estimar a velocidade e a densidade
Como a taxa de fluxo da demanda é menor que 1400 pc/h/ln e a FFS é 55 mi/h, da Figura 14-3 é
obtida a velocidade de 55 mi/h.
A densidade é dada por:
D = v p
S =
1314
55 = 23, 9 pc/mi/ln
Passo 6: Determinar LOS
Da Tabela 14-4, o nível de serviço provido é C, ou seja, um nível maior do que o desejado.
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4 Segmentos básicos de freeways
4.1 Características
Para uma rodovia ser uma freeway ela deve obrigatoriamente:
• ser dividida;
• ter controle total de acessos;
• ter meno menos duas faixas de uso exclusivo para o tráfego em cada direção.
A Figura 4.1 traz dois exemplos de freeway .
Figura 4.1: Exemplos de freeways
(a) Imagem do HCM 2010 (b) Rodovia BR-290 entre Osório e Porto Alegre ()
O HCM 2010 separa os segmentos de freeways em três tipos diferentes:
• Segmentos de convergência e de divergência: respectivamente aonde duas ou mais correntes de
tráfego se combinam ou se separam.
• Segmentos de entrelaçamento: aonde duas ou mais correntes de tráfego viajando na mesma direção
cruzam pistas em um comprimento significativo, sem o auxílio de dispositivos de controle. Formados
quando um segmento divergente segue próximo a um segmento convergente ou quando uma rampa
de uma faixa de saída segue próxima uma rampa de uma faixa de entrada, conectadas por uma
faixa auxiliar.
• Segmentos básicos: todos os demais.
Neste capítulo é abordada a modelagem para os segmentos básicos de freeways . Os segmentos
básicos não são influenciados por entradas ou saídas da rodovia. Eles ficam fora da área de influência
das rampas de entrada e saída, por isso ficam fora da área de manobras de convergência, divergência e
entrelaçamento. Nos segmentos básicos há pouca intensidade de mudanças de faixa. No Exhibit 10-1
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4 Segmentos básicos de freeways 44
estão definidas a abrangência dessas áreas de influência. Fora dessas situações, os segmentos de freeway
são segmentos básicos.
Levando em conta a definição das áreas de influência, a rodovia em estudo deve ser primeiro segmen-
tada, para que cada segmento seja analisado conforme a sua modelagem específica do HCM. O Exhibit
10-2 ilustra um exemplo de segmentação de uma freeway em área urbana.
4.2 Condições básicas
O HCM 2010 modela o comportamento do fluxo do tráfego em segmentos básicos de freeway nas seguintes
condições básicas:
• bom tempo;
• boa visibilidade;
• sem acidentes ou incidentes;
• sem obras;• sem deterioração de pavimento;
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4 Segmentos básicos de freeways 45
• somente carros de passeio;
• motoristas rotineiros;
• largura de faixa de pelo menos 12 ft;
• largura de acostamento de pelo menos 6 ft.
Dentro dessas condições básicas, o regime de fluxo nas freeways pode ocorrer de três formas:
• Fluxo abaixo da saturação: não é afetado por estrangulamentos à montante ou à jusante. Regime
de FFS.
• Fluxo de descarga de fila: que acabou de passar por um ponto de estrangulamento e está acelerando
para chegar à FFS.
• Fluxo acima da saturação: em situação de fila, causada por um estrangulamento à jusante. Con-
gestionamento, períodos de parada e movimento.
O Exhibit 11-1 ilustra estas três situações, no gráfico da modelagem que relaciona o fluxo e a
velocidade. A metodologia é baseada inteiramente em calibrações de relações entre velocidade e fluxo,
em condições básicas com fluxo abaixo da saturação. Ela identifica casos de falha, mas não procura
resolvê-los. Para fluxos acima da saturação deve ser utilizada a metodologia do Capítulo 10 do HCM
2010: "Freeways Facilities ".
Para a condição de fluxo abaixo da saturação, o HCM 2010 modela a relação entre o fluxo de
demanda e a velocidade de fluxo livre com o gráfico do Exhibit 11-2. A modelagem é feita através de
cinco curvas de velocidade, cada uma tendo o seu próprio ponto de quebra em relação ao volume. O
Exhibit 11-3 traz as mesmas informações do gráfico, de forma analítica.
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4 Segmentos básicos de freeways 47
Tabela 4.1: Valores de capacidade em freeways
F F S (mi/h) Capacidade (pc/h/ln)
75 240070 240065 2350
60 230055 2250
4.4 Nível de serviço
Os níveis de serviço (LOS), de A a F, representam as seguintes condições do tráfego em freeways :
• LOS A: F F S ;
• LOS B: FFS ainda é quase mantida;
• LOS C: próximo à FFS, restrição de liberdade de manobras, cuidado ao trocar de faixas, incidentes
menores podem ser absorvidos, formação de filas em incidentes significantes;
• LOS D: velocidade começa a diminuir com o aumento do fluxo, com a densidade aumentando mais
rapidamente, manobras seriamente limitadas, redução no nível de conforto, pequenos incidentes
geram filas;
• LOS E: operação na capacidade, quase nenhuma brecha, qualquer perturbação gera longas filas;
• LOS F: instabilidade, imprevisibilidade, congestionamento.
O nível de serviço em segmentos básicos de freeways é definido pela densidade. Apesar da velocidadeser o aspecto de qualidade mais importante para o motorista, é difícil descrever o nível de serviço a partir
dela, uma vez que ela permanece constante até 1.000 ou 1.800 pc/h/ln. Para a determinação do nível de
serviço é utilizado o Exhibit 11-5. O Exhibit 11-6 mostra a divisão das áreas no gráfico da modelagem
conforme os níveis de serviço.
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4 Segmentos básicos de freeways 48
4.5 Método
O Exhibit 11-7 resume os passos do método para a determinação do nível de serviço em segmentos básicos
de freeways . Na sequência vamos abordar os detalhes de cada passo.
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4 Segmentos básicos de freeways 49
Passo 1: Dados de entrada São necessários os seguintes dados sobre a infraestrutura do segmento:
• F F S : 55 a 75 mi/h;
• número de faixas em uma direção: mínimo 2;
• largura da faixa: 10 a 12 ft ou mais;
• desobstrução lateral à direita: 0 a 6 ft ou mais;
• densidade de rampas: 0 a 6 rampas/mi;
• terreno: plano, ondulado ou montanhoso, ou greides específicos.
Os dados necessários sobre a demanda são os seguintes:
• demanda durante a "hora" de análise (15 min);
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4 Segmentos básicos de freeways 50
• proporção de veículos pesados: 0 a 100% em terrenos gerais, 0 a 25% em greides específicos;
• P HF ;
• fator da população de motoristas (familiarizados ou não).
O volume de demanda pode ser estimado a partir do valor do volume médio diário global (nãodirecional), da mesma forma que para rodovias de múltiplas faixas (Equação 14-9, página 32).
Passo 2: Computar a F F S É sempre preferível que a velocidade de fluxo livre seja medida em campo.
Para isso deve ser escolhido um local representativo do segmento e as observações devem ocorrer quando
o fluxo de veículos não ultrapasse 1000 pc/h/ln. Deve ser medida a velocidade de todos os carros de
passeio, ou ser usada uma amostra sistemática, como por exemplo sempre o décimo carro em cada faixa.
Devem ser observadas as velocidades de no mínimo 100 carros.
Caso não seja possível realizar a medição direta em campo, a velocidade de fluxo livre F F S pode
ser estimada pela Equação 11-1.
F F S = 75, 4 − f LW − f LC − 3, 22 · T RD0,84 (11-1)
onde:
f LW = fator de ajustamento para largura de faixa (mi/h);
f LC = fator de ajustamento para desobstrução lateral à direita (mi/h);
T RD = densidade total de rampas (rampas/mi).
O fator de ajustamento para largura de faixa f LW é tomado do Exhibit 11-8 e o fator de ajustamento
para desobstrução lateral à direita f LC do Exhibit 11-9.
Para determinar a densidade total de rampas de acesso, devem ser contadas todas as rampas de
entrada ou saída 3 milhas antes e 3 milhas depois do ponto médio do segmento básico de freeway que estásendo analisado. O valor de T RD é o número de rampas dividido por 6.
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Passo 3: Selecionar a curva de F F S A curva de F F S é selecionada a partir do valor calculado de
F F S , como já colocado:
• 52,5 mi/h ≤ F F S
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4 Segmentos básicos de freeways 52
As mesmas definições de greides específicos das rodovias de múltiplas faixas valem para as freeways .Nestes casos, para subidas específicas os valores de E T são tomados do Exhibit 11-11 e os valores de E R
do Exhibit 11-12. Para descidas específicas os valores de E T são tomados do Exhibit 11-13 e o valor de
E R é sempre 1,2.
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O fator de ajustamento para motoristas atípicos funciona aqui da mesma forma que para as rodovias
de múltiplas faixas. Ele varia de 0,85 a 1,0 e deve ser sempre usado 1,0, a menos que haja evidências para
não usar.
Neste ponto da marcha de cálculo, já temos o valor do volume de demanda nas condições básicas. O
valor da capacidade da rodovia é obtido da Tabela 4.1 (página 47). Caso o volume de demanda ultrapasse
o valor da capacidade, já é caracterizado o nível de serviço F para a rodovia. Caso o volume de demandaseja inferior à capacidade, é dado prosseguimento à marcha de cálculo.
Passo 5: Estimar a velocidade e a densidade A velocidade operacional S para o nível de demanda é
estimada através das relações colocadas no Exhibit 11-3 (página 46). Com isso, a densidade é determinada
pela Equação 11-4.
D = v p
S (11-4)
Passo 6: Determinar o LOS De posse do valor da densidade, o nível de serviço é obtido do Exhibit
11-5 (página 47).
4.6 Dimensionamento de novas rodovias
O método do HCM 2010 para segmentos básicos de freeway pode ser utilizado também para o dimensio-
namento de novas rodovias, para determinar o número de faixas necessárias para atender um certo volumede demanda. Neste caso, o número de faixas é obtido pela Equação 11-7.
N = v
M SF i=
V
M SF i × P HF × f HV × f p(11-7)
onde:
N = número de faixas;
v = fluxo de demanda ajustado (pc/h/ln);
M SF i = máxima taxa de fluxo de serviço para o nível de serviço i (pc/h/ln).
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4 Segmentos básicos de freeways 55
Passo 3: Selecionar a curva de FFS
A FFS computada no passo 2 se encontra dentro do seguinte intervalo: 57, 5 ≤ F F S
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4 Segmentos básicos de freeways 57
f HV = 1
1 + P T (E T − 1) + P R(E R − 1)
f HV = 1
1 + 0, 15(1, 5− 1) + 0, 03(1, 2 − 1) = 0, 925
Com isso:
N = 4000
2030 × 0, 85 × 0, 925 × 1, 00 = 2, 51 faixas
Para prover um nível de serviço mínimo de D, será necessário construir 3 faixas em cada direção.
A aplicação do método para o dimensionamento termina neste ponto. Contudo, vamos prosseguir aos
passos 5 e 6 para determinar a velocidade, a densidade e o nível de serviço que prevalecerá nas 3 faixas
construídas.
Passo 5: Estimar a velocidade e a densidade
O volume da demanda deve ser computado para um equivalente em condições básicas:
v p = V
P HF × N × f HV × f p
v p = 4000
0, 85 × 3 × 0, 925 × 1, 00 = 1696 cp/h/ln
Da Tabela 11-3, usando FFS igual a 65 mi/h e uma taxa de demanda maior que 1400 pc/h/ln, a
velocidade é calculada com:
S = 65 − 0, 00001418(v p − 1400)2
S = 65 − 0, 00001418(1696 − 1400)2 = 63, 8 mi/h
A densidade é dada então por:
D = v p
S =
1696
63, 8 = 26, 6 pc/h/ln
Passo 6: Determinar o LOS
Da Tabela 11-5, para a densidade de 26,6 pc/h/ln é obtido o nível de serviço D. Contudo, a densidade
está bem próxima do limite para o nível de serviço C.
Exercício 3
Em segmento básico de freeway o volume no horário de pico é atualmente 5000 veh/h, na direção da
análise. Sabendo que a taxa de crescimento anual da demanda de tráfego é igual a 3,85%, determine em
quantos anos o volume da demanda no segmento atingirá a sua capacidade. Os dados disponíveis são:
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4 Segmentos básicos de freeways 58
• Composição do tráfego: 10% caminhões
• Terreno plano
• Três faixas em cada direção
• FFS medida em campo igual a 70 mi/h
•
PHF = 0,95• Motoristas familiarizados
Solução
Passo 1: Dados de entrada
Se encontram no enunciado.
Passo 2: Computar a FFS
Não é necessário, uma vez que a FFS foi medida em campo.
Passo 3: Selecionar a curva de FFS
A curva selecionada é a de 70 mi/h.
Passo 4: Ajustar o volume da demanda
Vamos ajustar o volume da demanda presente:
v p = V
P HF × N × f HV × f p
f HV = 1
1 + P T (E T − 1) + P R(E R − 1)
Da Tabela 11-10, para terreno plano, é obtido E T = 1, 5.
f HV = 1
1 + 0, 10(1, 5 − 1) + 0 = 0, 952
Com isso:
v p = 50000, 95 × 3 × 0, 952 × 1, 00
= 1843 pc/h/ln
Passo 5: Quando será atingida a capacidade?
A seguinte expressão relaciona os volumes presente e futuro (V P e V F ) com os anos presente e futuro
(AP e AF ), levando em consideração a taxa de crescimento anual T CA :
V F = V P × (1 + T CA)(AF −AP )
Ao trabalhar de forma relativa ao ano presente, ele pode ser considerado zero: AP = 0. Com isso,fazendo AF = n e isolando n na equação:
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4 Segmentos básicos de freeways 59
n =log
V F V P
log(1 + T CA)
Da Tabela 11-17, a máxima taxa de fluxo para o nível de serviço E, com FFS de 70 mi/h, é 2400
pc/h/ln. Este é o valor da capacidade. Com isso:
n = log
24001843
log(1 + 0, 0385)
= 6, 99 ≈ 7 anos
Observação: Devemos usar os volumes de demanda presente e futura sempre nas mesmas condições, ou
básicas ou prevalecentes. No exemplo, trabalhamos nas condições básicas.
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5 Segmentos de freeways em entrelaçamento
5.1 Características
Um segmento de freeway em entrelaçamento é quando ocorre o cruzamento de duas ou mais correntes de
tráfego que viajam na mesma direção ao longo de um comprimento significativo de rodovia sem o auxílio
de dispositivos de controle. É formado quando segmentos convergentes são proximamente seguidos por
segmentos divergentes, de forma que eles não operem de forma independente.
Segmentos em entrelaçamento são caracterizados por intensas manobras de mudança de faixa, ge-
rando uma turbulência em excesso em relação à troca de faixa convencional em rodovias.
O Exhibit 12-1 apresenta os movimentos em um segmento de entrelaçamento, classificados em
movimentos de entrelaçamento e movimentos de não entrelaçamento. Na figura, os movimentos de entre-laçamento são A → D e B → C. Os de não entrelaçamento são A → C e B → D.
5.2 Parâmetros de caracterização
Três características dos segmentos em entrelaçamento afetam a operação:
• comprimento;
• largura;
• configuração.
Quanto ao comprimento, há duas medidas envolvidas, o comprimento curto LS e o comprimento
base LB , ilustrados no Exhibit 12-2. O comprimento curto LS (short ) é a distância em pés (ft) entre as
linhas sólidas que proíbem ou desencorajam a mudança de faixa. O comprimento base LB é a distância
em pés entre os pontos de encontro dos bordos da rodovia e da rampa.
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5 Segmentos de freeways em entrelaçamento 61
A largura do segmento em entrelaçamento é o seu número de faixas. São contadas todas as faixas
da freeway mais as faixas de aceleração ou desaceleração que se estendem totalmente dentro do segmento.
Faixas que se estendem parcialmente não são incluídas.
A configuração de um segmento de freeway em entrelaçamento se refere ao modo como as faixas
de entrada e de saída são ligadas à freeway . Ela determina quantas mudanças de faixa o motorista devefazer para completar o movimento. A configuração pode ser do tipo one sided ou do tipo two sided .
No tipo one sided as rampas de entrada e de saída são do mesmo lado da rodovia. São a maioria
do segmentos de entrelaçamento. Nesta situação nenhuma manobra de entrelaçamento requer mais do
que duas mudanças de faixa. O Exhibit 12-3 (a) ilustra segmento de entrelaçamento one sided típico,
com uma rampa de entrada e uma rampa de saída próximas e com uma faixa, conectadas por uma faixa
contínua auxiliar. Nesta situação cada veículo entrelaçado executa uma troca de faixa e a turbulência se
dá claramente no lado direito. No Exhibit 12-3 (b) é ilustrado um segmento de entrelaçamento one sided
com a rampa de saída com duas faixas. Neste caso um movimento de entrelaçamento requer uma troca
de faixa e o outro nenhuma. A turbulência ocorre também no lado direito.
No tipo two sided , pelo menos uma manobra de entrelaçamento requer três ou mais mudanças defaixa, ou quando uma rampa de entrada está próxima de uma rampa de saída do lado oposto. O Exhibit 12-
4 (a) ilustra a forma mais comum de entrelaçamento two sided : uma rampa de entrada localizada próxima
a uma rampa de saída do lado oposto. Apesar de haver somente 2 mudanças de faixa, é tecnicamente
enquadrado como fluxo de entrelaçamento. No Exhibit 12-4 (b) é ilustrado uma situação menos típica,
com uma das rampas com múltiplas faixas. O movimento de entrelaçamento requer 3 mudanças de faixa.
A configuração de um segmento de freeway em entrelaçamento do tipo one sided é descrita por três
parâmetros:
• LC RF = no mínimo de mudanças de faixa da rampa para a freeway ;
• LC FR = no mínimo de mudanças de faixa da freeway para a rampa;
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• N WL = no de faixas para a qual a manobra de entrelaçamento pode ser completada com 0 ou 1
mudanças de faixa.
Note que valores de LC RF e LC FR são números de mudanças de faixa, e que valores de N WL são
números de faixas. Vamos analisar as situações colocadas no Exhibit 12-5 para o número de mudançasde faixa LC RF e LC FR:
• para a situação (a), LC RF = 1 e LC FR = 1;
• para a situação (b), LC RF = 1 e LC FR = 0;
• para a situação (c), LC RF = 0 e LC FR = 1.
Vamos analisar a mesma figura e determinar os valores de N WL:
• para a situação (a), N WL = 2;
• para a situação (b), N WL = 2;
• para a situação (c), N WL = 3.
A configuração de um segmento de freeway em entrelaçamento do tipo two sided é descrita por dois
parâmetros:
• LC RR = no mínimo de mudanças de faixa da rampa de entrada para a rampa de saída;
• N WL = sempre igual a zero.
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Vamos analisar as duas situações do Exhibit 12-4 (página 61) e determinar os valores de LC RR:
• para a situação (a), LC RR = 2;
• para a situação (b), LC RR = 3.
5.3 Método
A análise de capacidade e nível de serviço do HCM 2010 para segmentos de freeway em entrelaçamento
utiliza diferentes modelagens:
• modelos para predição da taxa total de mudanças de faixa (medição direta de turbulência);
• modelos para predição da velocidade média dos movimentos de entrelaçamento e de não entrelaça-
mento em condições estáveis de tráfego;• modelos para predição da capacidade nas condições ideais e nas condições prevalecentes;
• modelo para estimar o comprimento máximo do segmento para operação de entrelaçamento.
O Exhibit 12-6 resume os passos da marcha de cálculo.
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Vários parâmetros estão envolvidos na marcha de cálculo. Para os segmentos do tipo one sided os
parâmetros relacionados com os volumes de demanda são os seguintes:
• vFF = fluxo de demanda da freeway para a freeway (pc/h);
• vRF = fluxo de demanda da rampa para a freeway (pc/h);
• vFR = fluxo de demanda da freeway para a rampa (pc/h);
• vRR = fluxo de demanda da rampa para a rampa (pc/h);
• vW = fluxo de demanda de entrelaçamento (pc/h), vW = vRF + vFR;
• vNW = fluxo de demanda de não entrelaçamento (pc/h), vNW = vFF + vRR;
• v = fluxo de demanda total (pc/h), v = vW + vNW ;
• V R = taxa de volume, V R = vW /v.
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Os parâmetros relacionados com velocidade são os seguintes:
• F F S = velocidade de fluxo livre (mi/h);
• S W = velocidade média dos veículos em entrelaçamento (mi/h);
• S NW = velocidade média dos veículos em não entrelaçamento (mi/h);
• S = velocidade média de todos os veículos no segmento (mi/h).
Os parâmetros relacionados com as taxas de mudanças de faixa s�