Tec Transp 183 190

Prévia do material em texto

5.3Capacidadee nível de serviço de rodovias
ocasionalmentepode-seobservartaxasdefluxomaioresquea capacidade
mas,normalmente,essastaxasdefluxonãoserepetemounãodurammujto
tempo.
5.3.2Nível de serviço etaxas de fluxo de serviço
A avaliaçãodaqualidadedoserviçonumarodoviarequerousodemedidasquanti-
tativasparacaracterizarascOlldiçiJes operaciollais dacorrentedetráfego.O nível
de serviço éumamedidadaqualidadedascondiçõesoperacionaisnacorrentede
tráfego,quepodeseravaliadoemtermosdemedidasdedesempenhoqueincluem
a velocidadee o tempode viagem,a facilidadede manobrasdentroda corren-
te de tráfego,o tempode retardamento(interrupçõesno tráfego)e o confortoe
conveniência.
O HCM estabeleceseisníveisdeserviço,designadospor letrasvariandodeA
a F, sendoqueA é o melhornívelde serviçoe F, o pior. Cadanívelde serviço
representaumagamadecondiçõesoperacionaiseapercepçãodosusuáriosdessas
condiçõesoperacionais.A segurançade trânsitonãoestáincluídanasmedidas
quantitativasusadasparaestabeleceros níveisdeserviço.
O níveldeserviçoE correspondeà capacidadedavia,já quenormalmentese
consideraquea taxadc fluxodetráfegoquesepodeconseguirnascondiçõesde
congestionamentodo nívelde serviçoF é menorquea taxamáximade fluxoUe
tráfego.No entanto,costuma-seusaros níveiseleserviçoC ou D paraa maioria
dasaplicações,já queessesníveisdeserviçoestabeleccmcondiçõesoperacionais
maisaceitáveisparaosusuários.O HCM contl{mdescriçõesdetalhadasdosníveis
deserviçoparacadatipoderodoviaoudecomponentederodovia,quepodemser
encontradasnoscapítulospertinentes.
AssociadosaosnÍvcisdeserviçossãodefinidosas taxas de flllxo de serviço,
quesãoas máximastaxasde fluxode tráfegoquc podemserobtidasdentrode
cadaníveldeserviço.As taxasdefluxodeserviçodeterminamafronteiraentreos
níveisdeserviçoesãoestabelecidosemfunçãodastaxasdefluxocorrespondentes
aos 15minutosmaismovimentadosdahorapico.
5.3.3Medidas de desempenho
o I-ICM defineos níveisde serviçocm termosde "Ier/ir/as r/e r/('Selll/}('Il/IO, que
são os parâmctrusescolhidosparacaractcri/.ar(/I/(/lllil(/Iil'(/III('llle as condições
operacionaisna correntede tráfego. As medidasde descmpenhoadotadasno
183
A taxa de fluxo é o flu-
xo horáriocquivalcntcobti-
do obscrvando-seo tráfego
numperíodoinferior a uma
hora,norma/mcnte/5 minu-
tos.
184 Capítulo 5.Análise da capacidadee nível de serviço de vias
J-1CM paracompolH:nlcsqlle aprcscntam1111xonf\o interrompido estãomostradas
nu Tabela 5.2. Pam 'frceways', as nlcdidas dc dcscmpcnho são, biÍsicamcl1lc,a
densidadcc a velocidadeda corrcllte de tr<ircgo;paraas rodovias de pistadupla, a
n,cdidadc descmpcnho~adensidadc;paraasrodoviasdepistasimples,asmedidas
são a velocidadc e a porcenlagelndo tl'mpo qlll.:se viaja IlIlm pelolão.
AdaJlI.hlll d~: 1I('A/lO(}O. TIOI. NIH', Wil.~I1illghlll.1)(', LU,\, 2000, ExIJ . .1 I. jl.. 1 2
Tuh.5.2: Medidas de deselllpenho para Inífcgo selllinln
rllp,'[)cs
Ml!d/da dI! d(J,H~lJlfl(!1I11O
dellsidadeIveic.klll '.faixa 1I
veloddadeIklll/Ii I
% telllpoelll pelol()eS
A tll'l/.l'itlW/I' (!l'sneve a proximidade dos veículos
na COITl~ntl'e rl'lkte tantoa facilidade com que se po-
dl' Il'aliJ'.arnl<lIHI!lmsdcntro do l1uxoCOIIlOo nível de
nlllforlo psivo!tigiL-odos usu,írios. A dcnsidaded a me-
dida dc dl'sl'lupcnlHIescolhida parascgmcntosbiÍsicos
(k 'freeways' l~para rodovias de pista dupla: quanto
Inilior a densidade,pior LI qualidade do serviço; quan-
to InelHlr a (knsidade, nlclhor a qualidade do serviço.
I\ln rodovias de pisla simples. os uslltírios são particu-
lafluente sensíveis a duas variíÍvcis: a \'e!oótl{/tle e a
flo1n'lIlugl'/II tio 1('II/fIO I'il(jlllll/O 1'/11/1e/o/iJes, ou seja,
a porccntagcm do tempo que o usuiÍrio é obrigado a
viajar IlImJa vclocidade mcnor que a descjadapor não
poder ultrapassarum veículo mais lento. Pode-se per-
ceber facilmente quc, numa rodovia de pista simples, quanto maior a velocidade,
melhor é a qualidade do serviço e que, quanto maior a porcentagemdo tempo
viajando em pelotões,pior a qualidadedo serviço.
densidadeIveil".klll IJaixa 1I
velllcidadeIknl!liI
dellsidadeIvcir.klll I.Llix.\ II
COlllflO//I!//((J
ofo/'C'('lI'rlYJ'
segmentosh{tsirus
Úleasdeellllela~anlen\ll
jun~()es
Uoc/m'/rIJ
pisladupla
pistasilllples
5.3.4A,relação v/c eseu uso
,
As medidaseledescmpcnho usadaspelo ((eM podcm ser facilmente discernidos
pelos usuários, tais COlIlOdensidade,velocidade, tempo de viagem, elc. pois são
parâmetrosque estão relacionados com um trecho de via. Um outro parâmetro
importanteda correntede tráfegoé o l1uxode tráfego,quc não pode ser percebido
por um motoristapor ~starrelacionado com um ponto da via. Além dessacanlC-
terÍstica, a taxa de fluxo. isoladamente,não é um parâmctrocapaz de descrever
bem as condições operacionais na correntede tráfego. Umadada taxade fluxo de
tráfego (que não seja a que correspondeà capacidade)pode ocorrer sob condições
muito diversas: com velocidadealtae densidadebaixa ou com velocidade baixa e
densidadealta. Essas duascondições fornecemo mesmo l1uxo,masem níveis de
serviço totalmentediferentes.
Apesar de suaslimitações,ataxade fluxo de tráfegoéo parâmetroquedescreve
a demanda,por isso, a re!{/çliov/e éum parâmetrode muita importâncianaanálise
5.3Capacidadee nível de serviço de rodovias--------------- - ._--_._--~----
de capacidadee nível de serviço:
taxade fluxo de trMego
p/c = .
capacidade
(5.6)
185
A taxade fluxo de tráfegorepresentaumaprevisãodademandaou o nível existente
de demanda-- se a rodovia não estivercongestionada.A capacidade,por sua vez,
dever ser estimadacom base nas condi~'õesdominantesdo trMego, controle e da
via, no trechosendoestudado,e representao fluxo máximo que podeser suportado
pela via.
Fig. 5.10:Níveis de serviçoparatrechos
de fluxocontínuo
Densidade (veicJkm.faixe)
Por isso, a relação v/c é uma medidada relaçãoentrea dell/anda
(I') e a oferta (e). Se v/c> 1,00, a demanda(existenteou prevista)
excede a capacidade estimada da via, indicando, assim, uma clara
necessidadede ampliação da oferta. U ma relação 1'/c = 0.90 indi-
ca que o componente pode suportar um aumentode apenas IO(/c na
demanda.
No HeM, os níveis de scrviço silo definidos em termos das mc-
didas de desempenho(tais como densidade,atraso médio, etc.) mas
seusprocedimentosde análiseusam a relação p/cparaestimaçãodas
taxas de fluxo de serviço. Isso é feito por meio de correl.lções ma-
temáticascorno a mostradana Figura 5.10,que ilustraa determinação
de fluxos de servi~'oSFj para rodovias de pistadupla. Conhecidos os
SF;, pode-se determinaras relações p/Ci correspondentespara cada
nível de serviço:
SFE
SFo
~ SFc~L:"
iii
;- SFa
E
::J
~
Região de
fluxo estAval
Região de
fluxo instável
F
\
\
\
\
\
\
\
\
\
1,
\
SF;
p/c; = ~~~--
capacidade
(5.7)
Para o nível deserviço E, quecorrespondeàcapacidade,têm-sesempreque v/CE =
1.00, ao passoque, paraos níveis de serviço de A a D, a relação p/c varia cntre O
e 1,00.
5.3.5 Capacidadebásica sob condições ideais
oHCM fornece valores paraa capacidadede componentesdo sistemaviário em
cOlldiç'iJesideais. Condições ideais pressupõemtempo bom, pavimento em bom
estado, usuários familiarizados com a via e ausência de incidcntes que possam
bloquear faixas ou, de alguma forma, afctar o fluxo dc veículos. Os valores da
capacidadebásica sob condições ideais pararodovias são expressoscm termosda
taxa máxima de fluxo de tráfego observadadurantc 15minutos.
186 Capítulo 5.Análise da capacidadee nívelde serviço de vias
A unidadeparacapacidadeetaxadefluxodeserviçousadanoHCM é 'passen-
ger car equivalenfpcr IlOurI'l'r leme'[pcephpl].Nestetexto,essetermofoi traduzi-
docornocarros depasseio equimlenfespor hora por.faixa de f/"(~fego[cpe/(h.faixa)
oucpe.h-I.faixa- 1J. Ao longodotexto,ostermos"carrosdepasseio"e "automó-
veis"sãousadoscomosinônimos.I/CM2000. TRIl. NRC. Washinglnn. De. EUA. 2000.
Tab.5.3:Capacidadesbásicassobcondições
ideais,componentescomfluxocontínuo
CompOllellte
'Freeways'
segmentoshásicos
Rodovias
pistadupla
pistasimples
Capacidadebásica
2.400cpc.h--I.raixa-I
2.200cpe.h--I.faixa-I
3.200cpe.h-I .faixa-1
A Tabela5.3forneceacapacidadebásica,sobcondiçõesideais,
paracomponentesondeexistefluxo contínuo. Pode-seperceber
que,numa'freeway',o maiorfluxo de tráfegoqueumafaixade
rolamentopodesuportar,seexistiremcondiçõesideais,é2.400au-
tomóveis/hora.A capacidadebásicadeumafaixade tráfegoé de
2.200cpe/hnumarodoviadepistadupla- quediferedeuma'free-
way'namedidaemque,na'freeway',aentradaesaídadeveículos
ocorreapenasatravésdedispositivosondeexistemfaixasdeacele-
raçãooudedesaceleração.Numarodoviadepistadupla,aentrada
e saídade veículospodeser feitaemqualquerpontoao longoda
rodovia.
A capacidadebásicatotalde umarodoviade pistasimplesé
estabeJecidaparao tráfegonasduasdireções,pararefletiro impactoqueo fluxono
sentidocontráriotemsobreasoportunidadesdeultrapassageme,porconseguinte,
nacapacidadedesepreencher,demodoeficiente.osvaziosnacorrentedetráfego.
Essefenômenoreduzacapacidadedos2.200cpe/(h.faixa)observadosemrodovias
depistaduplaparaapenas3.200cpe/hparaasduasdireções.
5.4 Fatores que afetam a capacidade de uma rodovia
Na definiçãodecapacidadequeapareceno HCM, faz-sereferênciafi "condições
predominantesdotráfego,docontroleedavia",quesãorepresentativasdo meio-
ambienteviário do segmentosendoanalisado.A capacidadebásica,conforme
mostraa Tabela5.3, é fornecidaem termosde condições ideais. Normalmen-
te,vê-sequeascondiçõesreaisdo segmentosendoanalisadonãocorrespondem
às condiçõesideaise, portanto,o cálculoda capacidadedeveincluir fatoresde
correçãoparaincorporaro efeitodessascondiçõesinferioresàs ideais. O HCM
categorizaascondiçõespredominantesda via emtrêsclasses:asrelativasà via,
asrelativasaotráfegoeasrelativasaosistemadecontroledetráfego.
5.4 Fatoresque afetama capacidadede umarodovia
5.4.1 Fatores relacionados à via
Os fatores relativos à via que intcrferem na capacidadesão elementosdo projeto
geométricoeda zona lineleirai't via. Tanto podeminfluir diretamentenacapacidade,
como podem influir numamedidadedesempcnho (a velocidade,por exemplo) sem
afetarmuito a taxa máxima elefluxo que pode ser suportadapelo componente. Os
fatores elavia listaelosno BeM para vias com trMego contínuo incluem:
• O tipo elecomponentee o tipo de uso elosolo da região em que está COllS-
truído;
• A largura das faixas de tráfego;
• A largurados acostamentosc adistânciaenlreabordadas faixasderolamcnto
e as obstru~'õeslaterais (muros, postes,elefensas,ete.);
• A velocidade de projeto; e
• O alinhamento horizontal e vertical da via.
O tipo de via é um dos fatores críticos para estabelecimentoelacapacidade.
A existência de fluxo contínuo, a presençaeleseparação física entre as pistas, o
controle de acessos,etc. afetamde forma significativa o fluxo de veículos na via e,
por conseqüência, a capacidade. O tipo de uso do solo Iinpeiro (rural ou urbano;
rcsidenciaL comercial ou industrial; etc.) lambém inflnencia o desempenho de
vias e interseções.
187
Fig. 5.11:Efeito da largurainsuficicnlcdasfaixasdetrá-
fegosobreo fluxo 11'"',,11<': IICM·lq"l)
Fig. 5.12:Faixas de tráfegoeOI11largurasuficientenfío
al"ctalllo fluxo Ih'''I,": IInl·I""71
188 Capítulo 5. Análise da capacidadee nível de serviço de vias
..~-.-------------~--.-~----~_._._---_._.~_.__ ._-
A larguradasfaixasdetr;ífcgoe dosacostamentospodeterum impactosig-
nificativono fluxodetráfego.Faixasdetráfegoestreitas(eomoasmostradasna
Figura5.11)fazemcomquea separaçãolateralentreveículossejamenordo que
a maioriados motoristasdesejaria.Umaseparaçãolateralinferiorà idealreduz
a capacidadee a taxade fluxo,pois os motoristasreduzema velocidadeou au-
mentama separaçãolongitudinalparaumadadavelocidade,fazendocomqueos
veículosfiquemdispostosna via comoquenumtabuleirode xadrez. Isso não
ocorrequandoasfaixastêmlarguraideal,comomostraafotodaFigura5.12.
omesmofenômenoocorrequandoos acostamentostêmlargurainsuficiente:
os motoristasafastam-sedas obstruçõeslaterais,reduzindoa separaçãolateral
entreveículos,provocandoumefeitocomparávelaodefaixasdetráfegoestreitas.
Os elementosdo alinhamentosverticale horizontalda via sãoestabelecidos
emfunçãodavelocidadedeprojetoedatopografladaregiãonaqualaviafoi COllS-
truída.Curvasfechadas,rampasíngremese longase quaisqueroutrascondições
queforcema reduçãodavelocidadesãofatoresqueinfluemnacapacidade.
5.4.2 Fatores relativos ao tráfego
As condiçõesdo tráfegoqueinterferemnacilpacidadee nívelde serviçosãoos
tiposdeveículosqueformamacorrcntedetráfegoe adistribuiçãodacorrentede
veículospordireçãoe pelasfaixasdetráfego.Os procedimentosapresentadosno
HCM pressupõemqueos motoristasestãofamiliarizadoscoma via.
Quandoacorrentedetr;ífegoé formadaporoutrostiposdeveículosalémele
automóveis,ocorreumareduçãonacapacidade.O HCM definecomo veículos
pesadosaquelesquepossuemmaisdequatropneus;os veículospesadosafetam
adversamentea correnteeletráfegode duasformasprincipais: ocupandomais
espaçonavia,porquesãomaislongosqueosautomóveis,e possuindocaracterís-
ticasde desempenho(taiscomoaceleração,frenageme capacidadede mantera
velocidadeemsubidas)inferioresàsdosautomóveis.
A segundarazãoé a maiscrítica,porqueos veículospesados,nãopodendo
acompanharos automóveisemdiversassituações,causama formaçãode vazios
nacorrentedetráfegoquesãodifíceisdeserempreenchidospormanobrasdeul-
trapassagem,comoilustraa fotodaFigura5.13. Esseefeitoé maioremrampas
íngremese longas,nasqllaisasdiferençasnodesempenhoveicularsãomaispro-
nunciadas,e emrodoviasdepistasimples,nasquaisa manobradeultrapassagem
é feitausando-seos intervalosno fluxooposto.
5.4Fatores que afetama capacidadede umarodovia
o HCM eall'goril.a os veículos pesadosel11I'IlIlIill!ri!('S, illli/Jlls e
\'cíell/os de recrellçno, que são trailers autopropelidos (usualmente
montados em plataformas de caminhonetes) ou autom(Íveis rebo-
cando trai1ers,barcos, ete, Os veículos de recreaçãoquase sempre
são dirigidos por motoristas amadores, o que acentuaos impactos
causados pelas suas deficiências de desempenho, Normalmente, o
HCM não faz distinção entreos diversos tipos de caminhõesque são
encontrados na corrente de tráfego, mas alguns dos proeedimentos
permitem escolher o tipo predolllinantc de callli nhão encontrado na
corrente de tráfego, O efeito dos veículos pesados é incorporado
na análise atravésdo uso do /átor de eqlli1'(//éncia \'eiclIlar, que éo
número eleautomóveisque produz o mesmo efeito que um veículo
pesadosobre a correntede tráfego,dadasascaracterísticasdo trecho
estudado,
189
Fig, 5.13: Formação de vazios na frente de
caminhões numa corrente de tr<Ífcgo(1'",,1<'
A distrilJlliçno direeiOlw/ do trárcgo influencia dramaticamente flOII,)')])
a capacidadede rodovias de pista simples, As condi~'õesideais ocor-
rem quando o fluxo édistribuído igualmenteentreasduasdireções e a capacidade
declina acentuadamentecom o aumcntodo desequilÍbrio dos fluxos em cada sen-
tido, Em rodovias de pista dupla e em 'frceways', a an;íliseé feita separadamente
paracada sentido, analisando-seos fluxos de pico de cada lIm, que podem ocorrer
em horários diferentesdo dia·--o pico da manhãe o pico da tardetendcma ocorrer
em sentidos opostos,
A distrilJlliçilo da corrente pelasjáixas de tráfego é um fator que afetaapenas
as 'freeways' e as rodovias elepistaduplajá que, tipicamente,a faixa da direita tem
uma densidndc menor que ;)sdcmais faixas, Os procedimcntos cstabelecidos no
BCM pressupõemuma distribui<;ãopor faixas típica elaencontradaem roelovias
amencanas,
5.4.3 Condições de controle de tráfego
As condições decontrole de tdl'ego sãopreponderantesno.ssegmentosondeocorre
fluxo interrompido, nos guais o tempo disponível para a movimentaçãodecada
fluxo eletráfego determina a capacidade,as taxasde fluxo de serviço c os níveis
eleserviço, Dos dispositivos de controle ele tráfego, os semáforos são os mais
críticos, já que detcrminam o tempo disponível para cada fluxo de tráfego nas
interseçõcs, O efeito dos sinais de p;lr;Hb ohriga((íria são Inuito mcnores, já que
eles apenasestabelecema preferênciae o,smotoristasno fluxo secundáriocruzam
a via preferencial nos intervalos da correnteprincipal.
190 Capítulo 5.Análise da capacidadee nívelde serviço de vias
Outros dispositivos de controle de tráfegotambémexercemalguma influência
sobre a capacidade e o nível de serviço. A proibição de estacionamento pode
aumentara larguraou o númerodas faixasde tráfego;as proibições de conversões
podem evitar conflitos em cruzamentos; o controle do uso de faixas de tráfego
pode evitar confiitos entre movimentos e entre automóveis e veículos pesados;
e, finalmente, vias elemão única eliminam os conflitos que podem ocorrer entre
veículos que fazem conversões à esquerdae os veículos que viajam na direção
oposta.
5.5 Capacidade enível de serviço de auto-estradas
Os procedimentos para análise da capacidadee nível de serviço de auto-estradas
(em inglês, 'freeways') estão nos capítulos 3 a 6 do HCM. Uma auto-estrada'!
ou :ti"eel\'av'é uma rodovia, urbana ou rural. com acesso controlado e limitado,
com duas ou mais faixas de tráfego em cada sentido. Numa 'freeway', o fluxo
de tnífego é contínuo e não existem interseçõesou retornos em nível. O acesso
de propriedades lineleirasà via é proibido e existe um canteiro, defensaou outro
tipo de separaçãofísica entreos fluxos de tráfegoem sentidosopostos. Em muitas
'freeways' cobra-sc pedúgioem alguns pontu,'>ao longo da via. De acordo com o
HCM, ainda que a existência de uma praçade pedágio implique em interrupções
no fluxo de veículos, isso não impedeque ela seja tratadacomo uma 'freeway' na
análise de capacidadee nível de serviço.
De acordo com o HCM2000, existemquatro tipos básicos de elementosnuma
'freeway':
• Segmentos'}(ísicosde :/i"eell'ors': os trechosemquenãoexistcmáreasdeen-
trelaçamentoou pontoseleacesso. São trataelosnocapítulo 23eloHCM2000.
• Áreasde entrelaçamento('weaving areas'): são os trechos ao longo elos
quais dois fluxos de veículos elevemcruzar-se, como mostra a Figura 5.14.
Aparecem nos locais em que um ponto de acesso localiza-se a montanteele
um ponto elesaída. As áreasde entrelaçamentosão tratadasno capítulo 24
do HCM2000.
• .Il/nçiies ('ramps anelrampjunctions'): trechoscm que uma faixa eleentrada
ou saídajunta-sc à 'freeway', como mostrado na Figura 5.14. As junções
são tratadasno capítulo 25 do IICM2000.
'!Nesletexto,os lermos"au!o-estrada"e ':fi'cc\I'IlI"" seriiousadoscomo mesmosignificado.