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UNIVERSIDADE DO VALE DO TAQUARI CURSO DE ENGENHARIA CIVIL PROPOSTA DE ALTERAÇÕES GEOMÉTRICAS NUMA INTERSEÇÃO RODOVIÁRIA: ESTUDO DE CASO DO ACESSO À BOA UNIÃO - RS, SITUADO NA RSC-453 Petra Schmidt Lajeado, novembro de 2020 Petra Schmidt PROPOSTA DE ALTERAÇÕES GEOMÉTRICAS NUMA INTERSEÇÃO RODOVIÁRIA: ESTUDO DE CASO DO ACESSO À BOA UNIÃO - RS, SITUADO NA RSC-453 Projeto de monografia apresentada na disciplina de Trabalho de Conclusão I, do curso de Engenharia Civil, da Universidade do Vale do Taquari Univates, como parte da exigência para obtenção do título de Bacharel(a) em Engenharia Civil. Orientador: Prof. Dr. João Rodrigo Guerreiro Mattos Lajeado, novembro de 2020 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO 5 1.1 Problema de pesquisa 6 1.2 Objetivos 6 1.2.1 Objetivo geral 6 1.2.2 Objetivos específicos 6 1.3 Justificativa da pesquisa 6 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 8 2.1 Interseções 8 2.1.1 Interseções em nível 8 2.1.2 Interseções em níveis diferentes 9 2.1.3 Tipo de movimentos e conflitos em interseções 11 2.1.3.1 Movimentos 11 2.1.3.2 Conflitos 12 2.2 Critérios de projeto 14 2.2.1 Fatores determinantes de implantação 14 2.3 Classificação das rodovias 15 2.3.1 Classificação funcional 15 2.3.2 Classificação técnica 17 2.3.2.1 Classes de projeto 17 2.4 Volume de tráfego 18 2.4.1 Volume horário de projeto 18 2.4.2 Volume médio diário 19 2.4.3 Fator horário de pico 20 2.5 Capacidade 20 2.5.1 Nível de serviço 21 2.6 Veículos de projeto 23 2.7 Largura do ramo 24 2.7 Alinhamento horizontal e vertical 25 2.7.1 Alinhamento horizontal 26 2.7.2 Alinhamento vertical 26 2.8 Critérios para determinação do tipo de interseção 26 2.9 Estudos de caso envolvendo interseções rodoviárias 28 2.9.1 Proposta de reconfiguração de uma interseção em Florianópolis 29 2.9.2 Readequação do projeto geométrico da interseção de acesso a Três Pontas - MG 30 2.9.3 Proposta de readequação da rotatória Av. Aguanambi x BR-116 em Fortaleza 31 2.9.4 Remodelação de uma interseção rodoviária na cidade de Curitiba - PR 31 3 PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS 33 3.1 O local de estudo 33 3.2 Elementos operacionais da interseção 35 3.2.1 Volume do tráfego 35 3.2.2 Nível de Serviço 37 3.2.3 Fator Horário de Pico 38 3.2.4 Níveis esperados de acidentes e feridos 39 3.2.5 Definição do tipo de interseção 40 3.3 Elementos geométricos da interseção 41 3.3.1 Veículo de projeto 42 3.3.2 Velocidade Diretriz 43 3.3.3 Distância de Visibilidade 44 3.3.4 Raio mínimo 45 3.3.5 Superelevação 45 3.3.6 Largura do ramo 46 4 CRONOGRAMA 49 5 CONSIDERAÇÕES FINAIS 50 REFERÊNCIAS 51 5 1 INTRODUÇÃO O aumento da frota de veículos, no Brasil, ocorreu de forma desorientada, o que culminou na necessidade de melhorias dos antigos caminhos e a implantação de novas vias que atendessem às demandas de tráfego de veículos, tornando a mobilidade urbana um grande desafio aos governantes (SENÇO, 2008). Em 2012, foi aprovada a Política Nacional de Mobilidade Urbana (PNMU), a qual estabelece os procedimentos que orientam a regulamentação e como deve ocorrer o planejamento da mobilidade urbana nas cidades brasileiras (BRASIL, 2007). Segundo o Código de Trânsito Brasileiro (CTB, 2008), é assegurado pela Lei nº 9.503/97 que a utilização das vias públicas de transporte por pessoas, animais e veículos devem dispor de condições seguras. Entretanto, conforme a 23ª pesquisa da Confederação Nacional de Transporte de Rodovias (CNT, 2019), as rodovias brasileiras apresentam problemas em cerca de 59% da extensão dos trechos analisados. Sendo que a situação do pavimento piorou em relação à 2018 (52,4% com problemas), assim como a sinalização (48,1%) e também a geometria das vias (76,3%). De acordo com a Organização Mundial da Saúde (OMS, 2018), o Brasil se encontra em quinto lugar entre os países com maior índice de mortes em acidentes de trânsito. Estes dados evidenciam a importância em melhorar as condições operacionais das rodovias e interseções, tanto no que diz respeito a sua geometria quanto na manutenção do pavimento e sinalização, a fim de promover a segurança dos usuários. 6 1.1 Problema de pesquisa A interseção de acesso ao Bairro Boa União, localizada na RSC-453, apresenta condições operacionais e geométricas que ofereçam segurança e fluidez ao tráfego do local? 1.2 Objetivos Nos itens a seguir são apresentados os objetivos geral e específicos. 1.2.1 Objetivo geral Verificar se a interseção de acesso ao bairro Boa União, em Estrela - RS, apresenta características geométricas que sejam compatíveis com as condições operacionais necessárias para o tipo implantado no local, de acordo com o que determina o Manual de Projeto Geométrico de Interseções (DNIT, 2005) e propor a remodelação geométrica da interseção existente. 1.2.2 Objetivos específicos São objetivos específicos deste trabalho: a) determinar as características topográficas e geométricas da interseção; b) verificar o nível de serviço da interseção através de contagem volumétrica do tráfego; c) analisar as condições atuais da interseção e identificar pontos de melhoria para o tráfego; d) propor uma remodelação do projeto geométrico da interseção. 1.3 Justificativa da pesquisa O modal rodoviário é o mais utilizado no Brasil, sendo responsável por 96% do deslocamento dos passageiros e 58% do transporte de cargas (LEMOS, 2017), sendo assim, possui grande importância na sociedade e na economia do país. Segundo a OMS (2018), cerca de 1,35 milhão de pessoas morrem devido à acidentes no trânsito, custando a maioria dos países cerca de 3% do produto interno bruto (PIB). Dentro do sistema viário, as interseções apresentam trajetórias conflitantes em que geralmente acontecem acidentes. As características geométricas de uma interseção, associada 7 a sinalização viária, podem influenciar no tráfego (TRB, 1987 apud Nodari, 2003). Para Peña e Goldner (2012) as interseções são elementos fundamentais, uma vez que são responsáveis por ordenar os movimentos conflitantes do tráfego e por este motivo acaba se tornandolocal de ocorrência de acidentes. Embora a sua seção seja reduzida em comparação à extensão total de uma via, as interseções apresentam um índice de acidentes que é inversamente proporcional ao seu tamanho. Geralmente, as interseções são projetadas para atender uma determinada demanda de veículos até o seu 10º ano após a abertura da via (DNIT, 2005). Em consequência disso e com o aumento acelerado do volume de tráfego, muitas interseções já atingiram a sua capacidade máxima e não suportam mais a demanda, pois não há a remodelação dessas estruturas, o que acaba causando congestionamentos, acidentes e estresse no trânsito (MARCUSSO; SOLEK, 2018). 8 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 2.1 Interseções Com a implantação do uso de veículos automotores surgiu a necessidade de encontrar soluções para a mobilidade urbana dos usuários. Neste momento, aparecem conflitos entre vias que se cruzam ou então que se unem, tornando imprescindível o desenvolvimento de estudos para aprimorar a forma com que os usuários utilizam esses locais (MILLACK, 2014). Conforme o Departamento Nacional de Infraestrutura de transportes (DNIT, 2005), uma interseção é definida como “a área em que duas ou mais vias se unem ou se cruzam, abrangendo todo o espaço destinado a facilitar os movimentos dos veículos que por ela circulam”. O órgão federal ainda esclarece as seguintes definições: a) interseção: confluência, entroncamento ou cruzamento de duas ou mais vias; b) acesso: quando há uma interseção de uma rodovia com uma via de ligação, podendo ser de uso particular ou público; c) retorno: permite que veículos em uma determinada corrente de tráfego possa realizar a transferência para a corrente de sentido contrário. As interseções podem ser classificadas como interseções em nível e interseções em níveis diferentes, de acordo com os planos em que realizam os movimentos. 2.1.1 Interseções em nível Segundo o DNIT (2005), uma interseção em nível ocorre quando os cruzamentos de correntes de tráfego se dão no mesmo nível, sem a necessidade de obras de arte especiais para o deslocamento dos veículos. Para isso são adotados soluções que tornam a troca do fluxo de 9 veículo segura e eficaz. As interseções em nível podem ser divididas quanto ao número de ramos, as soluções adotadas e também em função do sistema de controle de sinalização adotado. Em relação ao número de ramos, a interseção pode apresentar de três até cinco ou mais ramos. A solução adotada pode ser mínima, onde não há nenhum controle especial, neste caso a via deve apresentar um volume horário total inferior a 300 UCP na via principal e de 50 UCP na via secundária, ou então soluções complexas que variam de acordo com o nível de precisão do projeto. A interseção pode apresentar controle através do uso de sinalização vertical ou horizontal ou, no caso de zonas urbanas, por meio de semáforos (DNIT, 2005). 2.1.2 Interseções em níveis diferentes As interseções em níveis diferentes são assim classificadas pois os ramos se cruzam em cotas diferentes, por este motivo se tornam mais seguras em relação às interseções em nível pois não há cruzamentos diretos. Além disso, este tipo de interseção permite que a construção seja feita em etapas, sem paralisações e transtornos. Entretanto, em virtude do seu alto custo inicial sua implantação deve ser criteriosamente analisada (MILLACK, 2014). Esse tipo de interseção é classificada pelo DNIT (2005) em dois tipos: cruzamento em níveis diferentes sem ramos e interconexão. Os cruzamentos em níveis diferentes sem ramos não apresentam alternâncias no fluxo de tráfego entre as rodovias que se interceptam portanto não apresentam ramos de conexão. Neste modelo são utilizados níveis de greides diferentes fazendo com que as vias se transpassem em níveis diferentes. Diferente dos cruzamentos sem ramos, a interconexão apresenta ramos que conectam os veículos de uma via para outra. Este tipo de solução é adotada em locais onde o tráfego é intenso e não há como intervir no mesmo nível da via. Segundo o DNIT (2005), as interconexões podem ser classificadas conforme o Quadro 1: 10 Quadro 1 - Tipos de interconexões. (Continua) Tipo de Interconexão Definição Representação Interconexão em “T” ou “Y” Esse tipo de interconexão possui três ramos e pode ser chamada de trombeta, neste caso quando um dos ramos executa um giro próximo de 270°, como demonstra a Figura 2. Apresenta apenas uma obra de arte que absorve alta capacidade de tráfego (ALBANO, 2007). Diamante Em cada sentido há uma saída à direita, que ocorre antes do cruzamento, e uma entrada, também a direita, posterior ao cruzamento, conforme Figura 3, proporcionando uma estrutura mais econômica e que requer pouco espaço além da faixa de domínio. Entretanto, apresenta muitos pontos de conflitos na via secundária e dificuldade em realizar o alargamento no futuro (ALBANO, 2007) Trevo Os movimentos de conversão são feitos por laços, evitando com que ocorram deslocamentos errados na via. Todavia, é necessário grandes áreas de implantação para que seja possível realizar todos os acessos, além disso, segundo Neto (2013), podem ocorrer congestionamentos quando o volume de tráfego é muito elevado. Direcional Neste sistema todos os movimentos de conversão são executados por meio de ramos diretos, como demonstra a Figura 5, sendo o mais indicado para conexões em vias expressas ou em locais onde o volume de tráfego é alto e com necessidade de fazer conversões (MILLACK, 2014). 11 Quadro 1 - Tipos de interconexões. (Conclusão) Giratório Esta interconexão utiliza uma rotatória na via secundária, adotada quando existem cinco ou mais ramos com movimentos de entrecruzamento que são toleráveis. Contudo, devido sua complexidade, exige uma sinalização que seja passível de entendimento pelo usuário, além do alto custo de implantação, destaca Millack (2012). Fonte: DNIT (2005). 2.1.3 Tipo de movimentose conflitos em interseções Os movimentos realizados em interseções são maneiras de guiar as correntes de tráfego a uma determinada ação, sendo elas um cruzamento, afastamento ou união dessas correntes. Pimenta e Oliveira (2004) citam que esses movimentos acabam gerando pontos de conflitos devido às interferências causadas por estas correntes e seu componentes, que variam de acordo com a sua composição, volume, velocidade, tipo e formas das interferências. A análise desses movimentos e seus pontos de conflitos permite que sejam estudadas maneiras de resolver as interferências para garantir segurança e eficiência nas correntes de tráfego, além de assegurar as condições de operação da via. 2.1.3.1 Movimentos Os movimentos que ocorrem em uma interseção são divididos conforme a natureza de cada corrente de tráfego, conforme o Quadro 2: 12 Quadro 2 - Tipos de movimentos em uma corrente de tráfego. Tipo de movimento Definição Representação Cruzamento Ocorre quando uma corrente de tráfego corta a trajetória da outra corrente. Convergente Ocorre quando duas trajetórias ou mais de veículos de juntam, formando uma única corrente. Divergente Ocorre quando os veículos de uma mesma corrente se separam em trajetórias independentes. Entrecruzam ento Ocorre quando a trajetória de duas ou mais correntes se mesclam e posteriormente se separam. Fonte: DNIT (2005). 2.1.3.2 Conflitos Os pontos de conflitos são gerados pelos movimentos que ocorrem em uma interseção, portanto elas devem ser projetadas de forma a reduzirem esses pontos. Em alguns casos, essas 13 alterações tornam os custos de implantação de uma interseção mais elevado (PIMENTA; OLIVEIRA, 2004). Os tipos de conflitos são descritos no Quadro 3: Quadro 3 - Pontos de conflitos em interseções. Ponto de conflito Definição Representação Convergência São os pontos em que duas ou mais correntes de tráfego se juntam para formar uma única corrente. Divergência Ponto da interseção em que a corrente de tráfego se separa formando novas correntes. Entrelaçamento É o trecho em que é precedido por um ponto de convergência e seguido por uma divergência, no qual pode gerar acidentes nos cruzamentos das correntes. Cruzamento Ponto de conflito gerado por duas correntes de tráfego que se cruzam. Fonte: Pimenta e Oliveira (2004). 14 2.2 Critérios de projeto Para avaliar a qualidade de um projeto de interseções é necessário que seja feito com devida atenção, por se tratar de um tema complexo, pois está diretamente relacionado com a vida dos usuários. Portanto, o projeto de uma interseção deve assegurar que ocorra a circulação ordenada dos veículos, mantendo o nível de serviço da rodovia e, principalmente, garantir a segurança nas áreas em que ocorre a interferência de tráfego de outras correntes (MILLACK, 2014). O projeto de um interseção deve ser realizado levando em consideração fatores como a topografia do local em que será implementada, a composição e volume do tráfego, como ocorrerá a circulação dos veículos, quais medidas de segurança devem ser tomadas além da análise do custo de implantação. Assim é possível especificar qual é a melhor proposta de traçado possível, otimizando todas as informações disponíveis no estudo. 2.2.1 Fatores determinantes de implantação De acordo com o DNIT (2005), para que seja possível a implantação de uma interseção é necessário que alguns dados básicos sejam avaliados, dentre eles são: ● dados funcionais: este dado está relacionado com a classificação funcional das vias que se interceptam, quanto a uma determinada rede, tipo de controle dos acessos, as velocidades da via e as prioridades de passagem; ● dados físicos: para a elaboração do projeto é essencial determinar a topografia do local mediante o uso de ferramentas topográficas e sistemas de processamento de dados, contendo todos os dados que possam afetar na implantação da rodovia, como edificações, acidentes geográficos e serviços existentes; ● dados de tráfego: para definir as soluções a serem adotadas e para o dimensionamento dos ramos da interseção é imprescindível ter conhecimento a respeito do volume e das características do tráfego que estará em circulação no ano de projeto. Neste caso também deve ser considerado o tráfego de pedestres quando estiver relacionado com problemas de capacidade e segurança na via; 15 ● dados de acidentes: para evitar os riscos de acidentes nas interseções é possível prever, através de relatórios e pesquisas, as condições operacionais da interseção, determinando as causas dos acidentes e tornando viável suas correções; ● dados econômicos: os custos de implantação da interseção variam de acordo com o tipo de solução adotada, se será em nível ou não, além disso deve ser verificado a necessidade de desapropriação de terrenos e construções, devido a insuficiência de faixa de domínio disponível. Após a coleta e análise de todos esses dados é possível determinar qual o tipo de interseção que consegue suprir as necessidades do local e que melhor se adequa aos recursos disponíveis, proporcionando aos usuários um tráfego com fluidez e segurança. 2.3 Classificação das rodovias Segundo DNER (1999), a “classificação das rodovias está diretamente relacionada com nível de qualidade dos serviços que a rodovia se propõe prestar”, podendo ser de natureza técnica ou funcional. Dessa forma, por meio da classificação da rodovia é possível determinar quais os serviços são prestados por ela. Neste estudo, a classificação da rodovia é um fator importante que influencia na determinação do tipo de interseção a ser adotada. 2.3.1 Classificação funcional O sistema quanto a classificação funcional se dá pelo agrupamento em subsistemas, de acordo com o tipo de serviço que é oferecido e a função que exercem. Nesse aspecto é preciso considerar as rodovias quanto a sua acessibilidade e mobilidade, uma vez que estas características influenciam diretamente no tráfego dos veículos. De acordo com DNIT (2010), a “mobilidade é o grau de facilidadepara deslocar-se e acessibilidade é o grau de facilidade que oferece uma via para conectar a origem de uma viagem com seu destino”. O DNER (1999) determina a seguinte hierarquia de movimentos (FIGURA 1): ● acesso: o estágio final ou inicial de uma viagem se dá pelo uso de uma via local, apresentando tráfego reduzido; 16 ● captação: por meio da via coletora ocorre a captação dos veículos das vias locais, apresentando maior tráfego; ● distribuição: via na qual apresenta como função principal a mobilidade, caracterizada como Via Arterial Secundária; ● transição: este estágio é realizado por meio de uma rampa de acesso ou ramal de interseção; ● movimento principal: denominada como via de alto padrão, expressa ou então Via Arterial Principal, apresentando alto nível de performance. Figura 1 - Hierarquia dos movimentos. Fonte: DNER (1999). 17 2.3.2 Classificação técnica Considerando o que foi visto no item anterior, sabendo o tipo de via que está sendo estudada é possível determinar suas características técnicas como volume e composição do tráfego, a velocidade, a natureza e frequência dos acessos a propriedades lindeiras, a quem pertence a jurisdição, a sua situação hierárquica dentro da rede viária, o relevo do terreno (DNER, 1999). Com esses dados técnicos. verifica-se qual o nível de serviço da via, com base em alguns critérios que são essencialmente utilizados para definir a classe de um determinado trecho da rodovia, sendo eles posição hierárquica dentro da classificação funcional, volume médio diário de tráfego, nível de serviço e dentre outras condicionantes. De acordo com DNER (1999), em relação a posição hierárquica dentro da classificação funcional pode-se destacar que “a hierarquização do tráfego caracterizada pelas diversas funções das rodovias rurais resulta normalmente no crescimento do tráfego no sentido Sistema Local - Sistema Coletor - Sistema Arterial, com exceção dos trechos com influência urbana”. Já o volume médio diário de tráfego corresponde ao tráfego misto entre automóveis, ônibus e caminhões, situação na qual se encontram as rodovias brasileiras. O nível de serviço se refere à natureza do terreno, dado este necessário para determinar o volume horário de tráfego. Neste caso relaciona-se às condições do terreno e as possibilidades de ultrapassagem considerando as composições de tráfego. No que diz respeito às outras condicionantes estão diretamente ligadas ao fator econômico, fator este que é influenciado basicamente pela região em que se localiza a rodovia, podendo ser classificado como plano, ondulado ou montanhoso. 2.3.2.1 Classes de projeto O método para enquadramento das rodovias em classes definidas foi resultado de um longo processo de desenvolvimento de implantação da malha rodoviária, em que se obteve vasta experiência técnica para tal elaboração. Tendo em vista as características do terreno, a via precisa atender à demanda crescente do tráfego, prezando fatores como a segurança dos usuários e econômicos. 18 Conforme definição do DNER (1999), tem se que: ● classe 0: também denominada como Via Expressa, apresenta elevado padrão técnico, pista dupla além de um controle total do acesso à via, geralmente os acessos se dão por meio de interseções em níveis diferentes; ● classe I: nesta categoria existe uma subdivisão, sendo Classe I-A as rodovias com pista dupla e a Classe I-B as de pista simples. A Classe I-A apresenta controle parcial de acesso, porém com grande demanda de tráfego. Na Classe I-B, de elevado padrão, suporta um limite a partir de 1.400 veículos por dia; ● classe II: rodovia de pista simples com volume médio diário de 700 a 1.400 veículos; ● classe III: rodovia de pista simples com volume médio diário de 300 a 700 veículos; ● classe IV: pode ser classificada como Classe IV-A, com tráfego médio diário de 50 a 200 veículos no ano de abertura, ou então como Classe IV-B com tráfego médio diário inferior a 50 veículos. Geralmente esta classe de rodovias não é pavimentada e faz parte do sistema local. 2.4 Volume de tráfego Segundo o DNIT (2006), nas interseções o sistema de contagem do volume de tráfego utilizado é denominado como classificatório, no qual são registrados os volumes para os vários tipos ou classes de veículos. Estes dados são utilizados para o dimensionamento estrutural e geométrico, e também para o cálculo da capacidade da interseção. 2.4.1 Volume horário de projeto O Volume horário de projeto (VHP) é definido, conforme DNIT (2010), como sendo “o volume de veículos por hora, que deve ser atendido em condições adequadas de segurança e conforto pelo projeto da via em questão”. Logo, a rodovia deve ser projetada para atender a demanda horária prevista para o ano de projeto, usualmente definido como o décimo ano após a conclusão das obras. Para que essa exigência seja cumprida, deve-se adotar medidas que atendam à máxima demanda para o nível de serviço estipulado para a rodovia. Entretanto, durante o 19 dimensionamento da rodovia é previsto um certo número de horas ao longo do ano em que o nível de serviço fica abaixo do desejado. Este fato ocorre para que não aconteça o superdimensionamento da rodovia durante as demais horas do ano. Em locais que dispõem de contagens horárias contínuas, ou seja, que abrangem o período de um ano inteiro, é possível determinar o volume horário utilizando um critério chamado de curva da enésima hora (DNIT, 2005). Por este método é feito a escolha do fator K que será usado no projeto, obtido pelo trecho em que ocorre a mudança rápida do declive da curva. Geralmente, segundo DNIT (2005), é adotado o Volume da 50ª Hora, em locais que possuem contagens mecanizadas permanentes. Com isso, o valor de K admitido é igual a 8,5% do VMD em rodovias rurais que não dispõem de informações precisas a respeito do comportamento do tráfego, sendo representativo da 50ª Hora. Entretanto, cabe salientar que essas contagens podem apresentar variações decorrentes de fluxos incomunsou sazonais, que podem exceder os valores da 50ª Hora. Nas interseções a contagem do tráfego é realizada nos períodos de pico, durante um número limitado de dias. Dessa forma é feito um ajuste das contagens realizadas e então, com base nas variações identificadas, se estima o volume de tráfego anual de cada ramo da interseção, aplicando o valor de K para a rodovia principal. 2.4.2 Volume médio diário É designado pelo DNIT (2006) como volume médio diário (VMD) “à média dos volumes de veículos que circulam durante 24 horas em um trecho de via”, em geral estipulado para um período de tempo de um ano. Através desse dado, verifica-se o nível de serviço prestado pela via, além de indicar a necessidade de novas vias ou então melhorias nas existentes, calcular taxas de acidentes e até mesmo prever as possíveis receitas em postos de pedágio. O volume médio diário pode ser subdividido em anual (VMDa), mensal (VMDm), semanal (VMDs) e em um dia da semana (VMDd), sendo sua unidade veículos/dia (vpd). Ele é considerado como a referência de maior importância no estudo das rodovias. 20 2.4.3 Fator horário de pico De acordo com DNIT (2010), não há uniformidade no volume de veículos que trafegam em uma seção da via ao longo do tempo. A fim de estipular o grau de uniformidade de um determinado trecho da rodovia ou então uma interseção é utilizado o fator horário de pico (FHP). Este fator considera essa variação possibilitando um melhor ajuste do dimensionamento da interseção. O valor de FHP pode variar entre 0,25, quando o fluxo é totalmente concentrado, até 1,00, quando o fluxo é completamente uniforme. Geralmente, o FHP oscila numa faixa entre 0,75 a 0,90, podendo variar em áreas urbanas num intervalo de 0,80 a 0,98. Valores de FHP superiores a 0,95 indicam grandes volumes de tráfego, podendo ocasionar restrições de capacidade durante a hora pico (DNIT, 2010). 2.5 Capacidade A capacidade de uma rodovia representa o “número horário de veículos que se estima poder passar por uma dada seção ou trecho homogêneo de uma rodovia, durante certo período de tempo, segundo determinadas condições existentes da rodovia e do tráfego” (DNIT, 2010). Em outras palavras, a análise de capacidade do trecho estudado deve apresentar, ao longo de sua extensão, condições uniformes de tráfego, controle e geometria. Para determinar a capacidade de uma rodovia deve ser utilizado a edição mais recente do Highway Capacity Manual (HCM) (TRB, 2010), o método é baseado em critérios e normas norte-americanas. Todavia, os resultados obtidos com o HCM permitem aplicação direta, uma vez que apresentam uma precisão muito próximo da realidade. Millack (2014) destaca a importância da capacidade de uma rodovia para o dimensionamento da mesma, principalmente no que se refere a largura da pista, número de faixas e extensões mínimas em trecho de entrecruzamentos. Além disso, por meio da capacidade é possível identificar os trechos que possuem congestionamentos, viabilizando o melhor planejamento operacional, como as condições adotadas no controle do tráfego ou então modificações na geometria da rodovia nos pontos mais afetados. Ainda segundo o autor, quando a capacidade de uma rodovia é excedida a mobilidade é diretamente afetada, o que 21 dificulta a mudança de faixa, fazendo com que a velocidade diminua o que acarreta numa maior concentração dos usuários. 2.5.1 Nível de serviço O TRB (2010) menciona que “a qualidade do serviço descreve o quão bem uma instalação ou serviço de transporte opera da perspectiva de um viajante”. Devido a esse fato, o conceito de nível de serviço aborda, na perspectiva do usuário, quais as condições de operação de uma rodovia ou interseção, considerando fatores como velocidade, tempo de percurso, restrições ou interrupções no trânsito, liberdade de manobra, segurança, conforto e economia (DNIT, 2010). O método HCM (TRB, 2010) estabelece seis níveis de serviços, que variam do nível A (menos congestionado) ao F (mais congestionado). O nível de serviço em uma interseção é definido com base no tempo médio de espera (TME), expresso em segundos. Conforme definição do DNIT (2005), tem se que (QUADRO 4): Quadro 4 - Nível de serviço da interseção. (Continua) Nível de serviço Definição Representação A A maioria dos veículos conseguem passar livremente pela interseção, sem sofrer atraso. B Os veículos da corrente secundária são afetados pelo fluxo principal, porém o tempo de espera ainda é pequeno. 22 Quadro 4 - Nível de serviço da interseção. (Conclusão) Nível de serviço Definição Representação C Os motoristas da via secundárias devem estar atentos ao fluxo expressivo da via principal. O tempo de espera se torna perceptível, pois começa a apresentar retenção de veículos, sem grande duração ou extensão. D Os motoristas da via secundárias são levados a efetuar paradas, tornando o tempo de espera mais elevado, ocorrendo pequena perda do tempo. As retenções se tornam maiores, entretanto o tráfego se mantém estável. E As retenções de veículos se tornam maiores, com considerada extensão, interferindo no tráfego da via. O tempo de espera se torna elevado, atingindo a capacidade da via. F A capacidade é excedida, formando-se longas filas de veículos, tornado o tempo de espera muito elevado, o que acaba sobrecarregando a interseção. Fonte: DNIT (2005). A partir dos tempos de espera em cada entrada é possível determinar o nível de serviço de cada ramo. Sendo assim, o ramo que apresentar um menor nível de serviço acaba determinando o nível de serviço da interseção como um todo. Além disso, uma interseção pode apresentar no máximo um nível de serviço D, em vias secundárias é permitido até o nível E (DNIT, 2005). 23 2.6 Veículos de projeto De acordo com Senço (2008), em um projeto de interseções “é fundamental que os elementos geométricos sejam limitados e condicionados à utilização do mínimo de área”, portanto é indispensávelter conhecimento dos veículos que irão trafegar na interseção. As características dos veículos são fundamentais para o correto dimensionamento geométrico da interseção. O DNIT (2005) apresenta cinco tipos básicos de veículos de projeto que são recomendados pela AASHTO, que devem ser adotados conforme as características predominantes no tráfego a ser estudado, como demonstra o Quadro 5: Quadro 5 - Tipos básicos de veículos de projeto. (Continua) Tipo Definição Representação VP Representa os veículos leves, como automóveis, minivans, vans, utilitários e pick-ups. CO São os veículos comerciais rígidos, não articulados, como caminhões e ônibus convencionais, tendo normalmente dois eixos e de quatro a seis rodas. O Configura os veículos comerciais rígidos de maiores dimensões, incluindo ônibus longos e caminhões longos que possuem três eixos, suas dimensões aproximam-se do limite máximo admissível para veículos rígidos. 24 Quadro 5 - Tipos básicos de veículos de projeto. (Conclusão) Tipo Definição Representação SE São os veículos comerciais articulados, apresentando uma unidade tratora simples e um semi-reboque, tendo seu comprimento próximo do limite máximo admissível para a categoria. RE Representa os veículos comerciais com reboque, sendo composto de caminhão trator trucado, um semi-reboque e um reboque, sendo conhecido como bitrem, o seu comprimento é o máximo permitido na legislação. Fonte: DNIT (2005). Ainda, segundo o autor, ao se escolher o veículo de projeto o dimensionamento será feito levando em consideração as características e dimensões do veículo adotado. Portanto os veículos que possuem dimensões menores terão facilidade de realizar manobras, por outro lado, os veículos com dimensões maiores que o veículo de projeto terão dificuldade em realizar as manobras, podendo até mesmo serem impossibilitados de realizá-las. 2.7 Largura do ramo A largura do ramo nada mais é do que a largura da pista de rolamento, bem como os acostamentos e faixas de segurança, sendo necessário considerar em ramos de uma faixa a possibilidade de ultrapassagem caso algum veículo fique imobilizado no trecho do ramo. Para definir a largura do ramo deve-se considerar o tipo de operação, a curvatura, o volume e a natureza do tráfego que irá realizar a conversão (DNIT, 2005). Os tipos de operações das pistas são classificadas pelo DNIT (2005) em: ● caso I: A operação é feita em uma única faixa e em um sentido, sem a possibilidade de ultrapassagens; adotados em baixos volumes de trânsito, no qual a pista de conversão é reduzida; 25 ● caso II: A operação é feita em uma única faixa e sentido, porém é prevista a condição para ultrapassagem; adotado em todos os tipos de conversão desde que a capacidade de operação não seja excedida; ● caso III: A operação se dá em faixa dupla, com mão única ou dupla, podendo ser feito em um ou dois sentidos para trânsitos muito intensos. Também é necessário classificar as condições do tráfego, conforme segue (DNIT, 2005): ● condição de tráfego A: Predominam veículos VP, considerando também veículos do tipo CO; ● condição de tráfego B: Número de veículos CO impõe as condições do projeto, porém ainda considera veículos SR, no qual o volume de caminhões é moderado, sendo de 5 a 12% do tráfego local; ● condição de tráfego C: Número suficiente de veículos O impõe as condições do projeto ou para intensidade elevada de caminhões, incluindo semi-reboques. O Quadro 6 apresenta as combinações entre o tipo de operação com as condições de tráfego: Quadro 6 - Condições de tráfego para determinação de largura de pista. Caso Condição A Condição B Condição B Caso I P CO SR Caso II P - P P - CO CO - CO Caso III P - CO CO - CO SR - SR Fonte: DNIT (2005). 2.7 Alinhamento horizontal e vertical Os alinhamentos, tanto horizontais quanto verticais, estão relacionados ao traçado da interseção e as condições do terreno, e são aplicados para melhorar a visibilidade. 26 2.7.1 Alinhamento horizontal Em um cruzamento é crucial ter visibilidade para efetuar as manobras, por isso as vias que se interceptam, independente de sua forma geométrica, devem apresentar um ângulo de 90° ou então próximo a isso. Ângulos mais agudos tendem a reduzir a visibilidade, principalmente quando se trata de caminhões, e além disso requerem maiores áreas de pista para a curva, tornando necessário mais espaço para a implantação da interseção. O ângulo adotado deve permanecer entre 75º e 90º a fim de garantir a visibilidade e não afetar a operação da interseção (DNIT, 2005). 2.7.2 Alinhamento vertical O alinhamento vertical se refere aos greides da via, no caso das interseções os greides devem ser o mais suaves possíveis, permanecendo igual ou abaixo de 3%. Quando o greide ultrapassa 3% algumas correções são exigidas para tornar as condições da via equivalentes a uma região plana (DNIT, 2005). 2.8 Critérios para determinação do tipo de interseção Em virtude dos diversos fatores que são considerados para o dimensionamento de uma interseção não há como estabelecer critérios generalizados que possam definir com precisão qual o tipo de interseção mais indicado a ser implementado em uma região. Isso ocorre principalmente pelo fato de que uma interseção apresenta suas próprias particularidades, como relevo, volume de tráfego, velocidades e tipo de veículos (DNIT, 2005). O DNIT (2005) cita que as Normas Suecas (Vägutformning 94) uniformizaram o modo de estudar uma interseção, por meio de fórmulas e gráficos, de acordo com os conflitos de tráfego que se apresentam no local, dividindo em sete tipos e agrupados conforme o seu porte, sendo as interseções menores (A,B,C e G) e as interseções maiores (D,E e F), como demonstra o Quadro 7. 27 Quadro 7 - Tipos de interseções. (Continua) Tipo Definição Representação A Não possui ilhas canalizadoras de tráfego, apresentando uma faixa de trânsito para cada movimento. É considerada como a interseção mínima.B Apresenta uma ilha divisória do tipo gota na via secundária, o que a caracteriza como interseção tipo gota. Essa ilha canaliza o tráfego que sai e que chega na rodovia principal. Além disso, ajuda a controlar o fluxo do trânsito e melhora a visibilidade. Contém, normalmente, uma faixa de trânsito para cada movimento. C Essa interseção possui uma faixa de trânsito para giro à esquerda, sendo caracterizada como interseção canalizada. As ilhas servem como dispositivo de segurança a fim de evitar colisões traseiras, além de manter o fluxo de circulação na via principal. Também servem como refúgio para pedestres. G A rótula urbana é um dispositivo utilizado para diminuir a velocidade dos veículos, de modo que a preferência seja dos veículos que circulam em torno da ilha central. As áreas de circulação possuem pequenos raios, obrigando os que chegam a ceder a passagem. DESLO- CADA As interseções deslocadas são aquelas em que se transforma uma interseção de quatro ramos em duas de três ramos. D A rótula apresenta uma ou duas faixas de acesso, com raios maiores em torno da ilha central e ilhas canalizadoras. Pode ser denominada como convencional, quando a prioridade do tráfego é do ramo de acesso, ou como moderna, quando a prioridade é do tráfego que circula na rotatória. E Este tipo de interseção é controlada por semáforos. 28 Quadro 7 - Tipos de interseções. (Conclusão) Tipo Definição Representação F É classificada como interconexão, quando as correntes de tráfego se cruzam em níveis diferentes. Fonte: DNIT (2005). 2.9 Estudos de caso envolvendo interseções rodoviárias Uma interseção pode determinar o fluxo de uma rodovia, ou seja, uma interseção que não atenda às exigências pode acarretar em congestionamentos, gerando ao usuário uma experiência desconfortável. Esse tipo de acontecimento faz com que seja necessário a adoção de medidas para solucionar esses problemas, a fim de melhorar a trafegabilidade do trecho estudado. Dentre alguns pontos negativos que podem surgir em uma interseção estão relacionados com o dimensionamento inadequado, má execução, elevado tempo de espera, alto número de acidentes, visibilidade, entre outros. Para verificar como esses problemas afetam o funcionamento de uma interseção, serão demonstrados alguns casos em que foram encontradas soluções eficientes que geraram melhorias consideráveis nas interseções. Na sequência serão apresentadas propostas de alterações em duas interseções urbanas e duas rurais, respectivamente. As interseções apresentadas são nos municípios de Florianópolis (cruzamento entre as ruas Professor Lauro Caldeira de Andrada, Delfino Conti e João Pio Duarte), Três Pontas (Trevo do Padre Victor), Fortaleza (BR-116, Av. Aguanambi e Av. Eduardo Girão) e Curitiba (rua Eduardo Sprada e Av. Juscelino Kubitschek de Oliveira). 29 2.9.1 Proposta de reconfiguração de uma interseção em Florianópolis O estudo realizado por Millack (2014) propôs uma reconfiguração de uma interseção no cruzamento entre as ruas Professor Lauro Caldeira de Andrada, Delfino Conti e João Pio Duarte, na cidade de Florianópolis. A interseção está localizada junto a uma das principais vias que passam pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). Devido ao alto volume de tráfego, a interseção apresenta sinalização semafórica, a fim de organizar os movimentos, e também ilhas de canalização para direcionar os movimentos. Observando a interseção, nota-se que há muitos movimentos que geram pontos de conflitos que são amenizados pela presença da sinalização e da canalização. Entretanto, nos horários de pico, o tráfego passa a não ser mais comportado pela semaforização, evidenciando a necessidade de uma readequação. Após a realização da contagem do tráfego, foi constatado um FHP de 0,96, indicando um grande volume de tráfego, excedendo a capacidade da interseção durante a hora de pico. A partir dos demais dados coletados, ficou evidente a necessidade de realizar um projeto geométrico em níveis diferentes. Por se tratar de uma área com alto índice de urbanização, a área de implantação deve ser a menor possível a fim de evitar desapropriações. A solução proposta mais apropriada projetada por Millack levou em consideração a possibilidade para reduzir o número de conflitos, eliminando também os cruzamentos e assim melhorando o tempo de espera. O projeto constitui uma geometria simples, na qual ocorre a elevação de uma das pistas da rua Prof. Lauro Caldeira de Andrada favorecida pela futura duplicação da rua Dep. Antônio Edu Vieira, sendo esta elevação considerada como Via Principal. Já sob a nova interseção seria executado uma rotatória que atenderia o tráfego secundário, permitindo manobras de retorno e oferecendo maior capacidade em comparação ao uso de semáforos. A rotatória possuiria uma ilha central circular, no qual foi optado por escolher o maior diâmetro disponível, visando aumentar a capacidade da rotatória. Para o projeto proposto, seria viável dividir a construção em duas etapas, sendo a primeira etapa a construção da rotatória e posteriormente o viaduto para o tráfego da via principal. 30 2.9.2 Readequação do projeto geométrico da interseção de acesso a Três Pontas - MG A interseção que dá acesso a cidade de Três Pontas, em Minas Gerais, também conhecido como Trevo do Padre Victor, foi estudada por Custódio (2017). O estudo foi realizado a fim de verificar se a interseção possui as condições de tráfego ideais para uso, uma vez que o local já foi cenário de acidentes devido a grande quantidade de veículos de carga que fazem o escoamento da produção de café no local. Os parâmetros apresentados na rotatória foram confrontados como os manuais do DNIT, com o intuito de averiguar se haviam divergências. Custódio (2017) constatou então, com base na análise, que alguns itens não se enquadraram no solicitado pelo manual do DNIT (2005), que aborda sobre projetos de interseções. Dentre alguns ítens que não atenderam foi a pista da rotatória apresentando apenasuma faixa de tráfego, enquanto no manual o solicitado eram duas faixas, nível de serviço e capacidade em desacordo, ausência de distância de visibilidade em uma das entradas, raio da pista incompatível com a superelevação. Para identificar o nível de serviço da nova interseção, foi realizado o cálculo do tráfego para dez anos, a fim de garantir a eficiência do projeto, além disso foi considerado duas faixas na pista da rotatória. Neste ítem obteve-se um nível de serviço A. Também foi proposto por Custódio (2017) a correção da declividade longitudinal a fim de melhorar a distância de visibilidade de parada, visto que a inclinação é de 13%. Para atender a declividade de 3% exigida pelo DNIT (2005) se faz necessário a realização de um aterro para corrigir o greide, com um volume de 8476,24m³ de solo. Com base na seção transversal obtida, a distância de visibilidade para a realização das manobras foi ajustada. Outra melhoria a ser realizada seria a correção da superelevação da pista rotatória, aumentando a declividade transversal da pista para evitar desapropriações relacionadas ao aumento do raio da rotatória, que tornariam os custos mais elevados. Obteve-se uma elevação de 7,16%, assim a força do atrito entre o pneu do carro e o pavimento, associada a elevação da pista, fazem com que o veículo se mantenha em sua trajetória, evitando tombamentos. 31 Com as melhorias propostas foi possível melhorar o nível de serviço da interseção, além de aumentar a capacidade, sobretudo tornou-a mais segura aos usuários, sendo também a solução mais eficiente economicamente. 2.9.3 Proposta de readequação da rotatória Av. Aguanambi x BR-116 em Fortaleza Em 2005 foi construída em 2005 uma rotatória entre a rodovia, BR-116, duas vias arteriais urbanas, Av. Aguanambi e Av. Eduardo Girão, e mais três vias locais, na cidade de Fortaleza, com o intuito de controlar os conflitos que ocorriam no local. Entretanto, segundo Neto (2013), após execução da rotatória o número de acidentes aumentou consideravelmente devido aos conflitos no entrelaçamentos das vias. Posteriormente, com o intuito de resolver a questão, foi implantado três semáforos, o que solucionou parte do problema, reduzindo em 35% o número de acidentes. Porém, a falta de fluidez e de segurança da interseção ainda se mantinham, principalmente no horário de pico. Por meio de um software de microssimulação de tráfego, Neto (2013) obteve os parâmetros necessários para verificar se as melhorias propostas pelo Programa de Transporte Urbano de Fortaleza (TRANSFOR) resolveriam o problema. Dentre as modificações abrangidas no projeto do TRANSFOR, está a ampliação das vias e também a implantação de uma interseção em desnível sobre a rotatória existente, a fim de reduzir o número de cruzamentos. Após a aplicação da microssimulação, constatou-se uma redução no tempo médio de viagem das rotas estudadas de 35%, sendo que a redução do tempo de viagem global foi de aproximadamente 51 horas. Portanto, seria de grande importância que a proposta fosse executada, visando a diminuição do número de entrelaçamentos fazendo com que os riscos de acidentes se tornassem menores, tornando o tráfego dos veículos mais seguro e com mais fluidez. 2.9.4 Remodelação de uma interseção rodoviária na cidade de Curitiba - PR A interseção em nível estudada por Marcusso e Solek (2018) está localizada no cruzamento entre a rua Eduardo Sprada e a Av. Juscelino Kubitschek de Oliveira, na cidade de Curitiba. A interseção apresenta sinalização semafórica, porém não apresenta direito de 32 passagem para pedestres e ciclistas, o que acaba ocasionando congestionamentos e redução na fluidez do tráfego, pois a região contém um fluxo considerável de pedestres e ciclistas. Devido essas circunstâncias, a interseção já foi cenário de diversos acidentes. Dentre as alternativas estudadas por Marcusso e Solek (2018), havia duas possibilidades de remodelação da interseção, sendo a primeira opção a rotatória moderna convencional e a segunda opção uma turbo-rotatória, desenvolvida por Fortuijn (2009). O projeto da rotatória moderna, desenvolvido pelo Instituto de Pesquisa e Planejamento Urbano de Curitiba (IPPUC), foi disponibilizado para verificar se os critérios de tráfego e capacidade estão conforme as normas. A turbo-rotatória foi desenvolvida com base no projeto fornecido pelo IPPUC. Para a rotatória moderna o nível de serviço encontrado para o ano de 2018 foi A, entretanto, para um cenário futuro no ano de 2033 o nível de serviço cairia para F, ou seja, com a implantação da rotatória moderna, no ano de 2033 o grau de saturação seria superior a 100%, ocorrendo a piora das condições da interseção. Na turbo-rotatória pode-se observar que houve um aumento no tempo de espera, sendo que para o ano de 2033 o tempo de espera aumentou em quase 30%. A implantação da rotatória seria uma proposta que resolveria o problema apenas a curto prazo, pois conforme o fluxo de veículos aumentasse o nível de serviço já não seria o mesmo em todas as aproximações, e quando chegasse no 15º ano após a abertura do tráfego a capacidade já estaria excedida. O mesmo fato ocorreu para a turbo-rotatória, a partir dos dados obtidos pelo simulador de tráfego AIMSUN o desempenho apresentado seria ruim em praticamente todas as aproximações no ano 2033. Com base no estudo realizado por Marcusso e Solek (2018) nenhuma das opções analisadas demonstrou ser apropriada para implantação no local, sendo o mais correto realizar um estudo para implantação de uma interseção em desnível. 33 3 PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS A elaboração do presente trabalho será feito por meio de pesquisas quantitativas, no qual será utilizado métodos para coleta de dados em campo através de contagens volumétricas e levantamentos do tráfego do local de estudo para a realização do projeto geométrico de uma interseção. Além disso, a pesquisa se enquadra como um estudo de caso, uma vez que será realizado um estudo mais aprofundado arespeito de um caso específico. 3.1 O local de estudo O entroncamento de acesso ao bairro Boa União, em Estrela, formado pela BR-386, RSC-453 e pela Rua João Lino Braun, já foi cenário de inúmeros acidentes causados pela disputa de passagem de carros e caminhões (FIGURA 2). Apesar da presença do redutor de velocidade situado no km 39 da RSC-453, o trânsito intenso gera diversos transtornos aos moradores do bairro, principalmente nos horários de pico. 34 Figura 2 - Localização da área de estudo. Fonte: Google Maps adaptado pela Autora (2020). O trecho da RSC-453 que passa pelo entroncamento, administrada pela Empresa Gaúcha de Rodovias (EGR), recebeu em 2014 o alargamento de 170 metros da pista que dá acesso ao trevo do bairro Boa União, melhorando a circulação de veículos que saem da BR-386 e acessam a RSC-453. Além disso, houve também a recuperação de 240 metros de asfalto entre o trevo e a curva que conecta a Rota do Sol (RSC-453). Entretanto, as medidas serviram apenas para minimizar parte dos conflitos que ocorrem na região. O bairro Boa União é o mais populoso da cidade de Estrela, um dos motivos do seu crescimento se deve ao fato de estar localizado entre a RSC-453 e a BR-386, o que acaba aumentando consideravelmente o fluxo de veículos que utilizam o trevo. A Rota do Sol (RSC-453) é uma das principais trajetórias que conecta a Serra Gaúcha ao Litoral Norte, 35 servindo também como rota para o escoamento da produção para o norte do país, portanto grande parte desse fluxo de veículos passa pelo trevo da Boa União. Ao passar pelo trevo, tem-se o acesso a BR-386, rodovia de grande importância no estado, uma vez que conecta a Região Metropolitana com o Vale do Taquari e demais regiões, sendo conhecida como a Estrada da Produção (ZANCHET, 2013). Logo, é de grande relevância melhorar as condições operacionais do trevo da Boa União, em virtude do elevado número de veículos de carga que trafegam nesse trecho. Mediante as características do local e a importância deste entroncamento, se faz necessário uma proposta de melhorias no aspecto geométrico da interseção, tendo como base os manuais de infraestrutura de transportes para a elaboração do mesmo. 3.2 Elementos operacionais da interseção Para a elaboração de um projeto de interseção é preciso considerar alguns critérios que são fundamentais para determinar as suas características físicas e geométricas. Estes conceitos são baseados em outras normas que regem os princípios para a elaboração de rodovias e seus demais componentes. 3.2.1 Volume do tráfego Com o intuito de estipular o volume do tráfego no local do estudo, é necessário realizar a contagem volumétrica, a fim de determinar a quantidade, o sentido e a composição do fluxo de veículos que utilizam o trecho estudado. As contagens realizadas nas interseções tem por objetivo obter o fluxo entre as vias que se cruzam e também dos seus ramos de ligação (DNIT, 2006). Portanto, neste trabalho será utilizado o sistema de contagem classificatória, que registra os diferentes tipos ou classes de veículos. Além disso, a contagem será feita pelo método de videoteipe, com o auxílio de um drone, que permitirá a análise das manobras que ocorrem na interseção e assim garantindo maior confiabilidade nos dados coletados. As contagens volumétricas serão realizadas na primeira e última semana de março e abril, nas segundas e sextas feiras. O horário definido para a coleta dos dados foi determinada considerando os horários de maior fluxo de veículos, sendo das 7 horas às 8 horas da manhã e 36 das 17:30 às 18:30 no período da tarde. A escolha dos dias e horários em que serão realizadas as contagens foi feita levando em considerando as situações mais críticas no fluxo do trânsito, no qual tem-se os picos de movimentos mais evidentes. A partir dos dados coletados na contagem volumétrica, será determinado o volume horário de projeto (VHP) e o volume médio diário (VMD). O VMD será obtido através da média dos volumes diários coletados, ou seja, será feito a média dos volumes coletados para cada tipo de veículo em cada sentido da interseção e posteriormente serão somados. Já o VHP é determinado a partir do VMD anual da interseção aplicando-se um fator K que é obtido na Curva da Enésima Hora (Gráfico 1), em que se relaciona o volume horário de tráfego como porcentagem do VMD (fator k em %) com o número de horas do ano em que o volume horário é igual ou superior ao especificado. Portanto, tem-se a Equação 1: (1) HP MD anualV = K × V Neste trabalho será considerado o número de horas congestionado como sendo a 50ª Hora. Com este valor é possível determinar o fator K. 37 Gráfico 1 - Curva da Enésima Hora. Fonte: DNIT (2005). 3.2.2 Nível de Serviço Com base nas gravações obtidas na contagem volumétrica, será possível determinar o nível de serviço da interseção existente no local a partir do tempo médio de espera (TME) apresentados na Tabela 1, e assim avaliar a qualidade de serviço prestado pela via. 38 Tabela 1 - Nível de serviço em função do tempo médio de espera. Tempo médio de espera TME (s) Nível de serviço (NS) ≤ 10 A ≤ 20 B ≤ 30 C ≤ 45 D > 45 E Ri < 0 F Fonte: DNIT (2005). Para identificar qual o nível de serviço de uma interseção é preciso avaliar o TME para cada entrada, ou seja, em cada ramo. Por meio da média ponderada dos tempos de espera de cada entrada (TMEi) e seus respectivos volumes de tráfego (Zi), obtém-se o TME da interseção através da Equação 1. Assim, com o valor de TME, se define o nível de serviço da interseção com base na Tabela 3. (1) MET = Σ Zi Σ (Zi×T MEi) Segundo Oliveira (2017), “a capacidade residual (Ri) corresponde o quanto de fluxo ainterseção ainda poderá suportar”, portanto quando a via está operando em sua máxima capacidade ela apresenta um valor igual a zero ou então, se ela apresenta um valor negativo, denota-se que a capacidade foi excedida. 3.2.3 Fator Horário de Pico O fator horário de pico (FHP) indica o grau de uniformidade do fluxo de uma via ou interseção, portanto são realizadas contagens de quatro períodos consecutivos de quinze minutos dentro da hora de pico. Posteriormente os volumes de veículos anotados são comparados, adotando-se o volume do período com maior fluxo de tráfego dentro da hora de pico (DNIT, 2006), e então se aplica na Equação 2. (2) HP F = V HP4×V 15máx 39 Em que: FHP: fator horário de pico; VHP: volume da hora de pico; V15Máx= volume do período de quinze minutos com maior fluxo de tráfego dentro da hora de pico. 3.2.4 Níveis esperados de acidentes e feridos É importante ter conhecimento a respeito do número de acidentes, e também do número de feridos por acidente, que podem ocorrer ao longo do ano em uma interseção, para que seja possível encontrar maneiras de amenizar essas ocorrências (DNIT, 2005). Em interseções existentes podem ser estimados os números de acidentes através de informações sobre os acidentes ocorridos (At) e o número de feridos (St) no local estudado, utilizando a Equação 4. (4) A ) A = Anf × t + z × ( t − Anf × t Em que: A: número de acidentes para o período estudado; Anf: número normal de acidentes com veículos por ano; t: número de anos estudados; At: número de acidentes com veículos ocorridos durante o período estudado t. A variável z é obtida através da Equação 5: (5) z = 0,25×Anf (1+0,25×An ×t)f Já a estimativa do número de feridos em acidentes (S) para o período estudado é determinado pela Equação 6. (6) S ) S = SF nf t + c × ( t − SF nf t 40 Onde: SFnft: número normal de feridos por acidente com veículos durante o período estudado t; St: número de feridos durante o período estudado. O SFnft é determinado pela Equação 7: (7) SF nf t = SF nf × Anf × t Sendo que SFnf representa o número normal de feridos por acidente com veículos. Já variável c obtém-se pela Equação 8: (8) c = 0,10×SF nf t (1+0,10×SF n )f Para o presente estudo, os dados referentes aos números de acidentes e de feridos em acidentes serão coletados das Polícias Federal e Estadual, bem como da Brigada Militar e Corpo de Bombeiros de Estrela. Será solicitado aos órgãos citados o relatório dos números de acidentes referente ao ano de 2019, pois devido à pandemia o tráfego de veículos reduziu consideravelmente no ano de 2020 e assim, consequentemente, o número de acidentes.. 3.2.5 Definição do tipo de interseção Com o intuito de definir qual o tipo de interseção é o mais adequado para o local do estudo será utilizado o Gráfico 2, no qual é possível verificar o tipo de interseção com base no fluxo da via principal e da via secundária que cruzam a interseção, em veículos/dia, de acordo com as normas inglesas (DNIT, 2005). 41 Gráfico 2 - Indicativo do tipo de interseção em áreas urbanas. Fonte: DNIT (2005). De acordo com o tipo de interseção encontrado pelo gráfico será possível iniciar o projeto geométrico da interseção. 3.3 Elementos geométricos da interseção Após a coleta dos dados e as definições dos parâmetros dos elementos de projeto, será elaborado o projeto geométrico da interseção do objeto de estudo deste trabalho. O mesmo será desenvolvido com base nas diretrizes recomendadas pelos manuais do DNIT. A topografia do local de implantação da interseção será coletado pelo software Google Earth . Os demais parâmetros existentes, como raios das curvas e largura das pistas e acostamentos, serão obtidos utilizando o software Autodesk Autocad. Para a concepção do 42 projeto geométrico, será utilizado o software Autodesk Infraworks (FIGURA 3), que permite a modelagem da infraestrutura da rodovia, neste caso, da interseção. Figura 3 - Layout do software Infraworks. Fonte: Autora (2020). 3.3.1 Veículo de projeto Com base na contagem volumétrica, será possível determinar o veículo de projeto uma vez que ficará claro quais os veículos que mais trafegam no local. Após a escolha do veículo de projeto serão coletados as suas características conforme a Tabela 2, permitindo verificar os raios de manobra de acordo com as dimensões de cada veículo. 43 Tabela 2 - Dimensões básicas dos veículos de projeto. Características Designação do veículo Veículos leves (VP) Caminhões e ônibus convencionais (CO) Caminhões e ônibus longos (O) Semi-reboques (SR) Reboques (R) Largura total 2,1 2,6 2,6 2,6 2,6 Comprimento total 5,8 9,1 12,2 16,8 19,8 Raio min. da roda externa dianteira 7,3 12,8 12,8 13,7 13,7 Raio min. da roda interna traseira 4,7 8,7 7,1 6,0 6,9 Fonte: DNIT (2010). Geralmente, adota-se como veículo de projeto aquele que tenha comprimento inferior a 14 metros que é permitido pela legislação. Além disso, a maioria dos veículos que circulam no país estão nessa faixa de dimensão, sendo assim não há a necessidade em adotar dimensões maiores, visto que há uma tendência em se fabricar veículos menores e mais ágeis (DNIT, 2010). 3.3.2 Velocidade Diretriz A velocidade diretriz de uma interseção deve garantir ao usuário condições seguras de operação. O DNIT (2010) menciona que seria ideal se a velocidade de projeto dos ramos fosse igual à das vias que conectam, porém, devido às restrições de traçado ocasionado por motivos topográficos ou pela disponibilidade de faixa de domínio, acabam por gerar velocidades de projeto mais baixas nos