Tec Transp 199 206

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5.5Capacidadee nível de serviço de auto-estradas 199----------------~------------------------ - -------------------------------
Fig. 5.18:Nível deserviçoA Fig. 5.19:Nível deserviçoB Fig. 5.20:Nível deserviçoC
Fig. 5.21:Nível deserviçoD Fig. 5.22:Nível deserviçoE Fig. 5.23:Nível deserviçoF
Nível deserviçoE: no limitesuperiordadensidade,28 cpe/(km.faixa),corres-
pondeà operaçãona capacidadeda 'freeway'e qualquerocorrênciapode
causara mudançado regimede operaçãodo tráfego. Como os veículos
estãomuitopróximos(entre6 e 8comprimentosmédiosdeautomóveis,ou
seja,de37a50m)eavelocidademédiadacorrenteésuperiora80km/h,o
fluxoé altamenteinstável.Próximodacapacidade,qualquerdistúrbio,até
mesmoveículosentrandonacorrenteoumudandoelefaixa,causaumaonda
dechoquequesepropagapelacorrentedetráfegoamontantepodendogerar
umcongestionamento_Como os veículosviajammuitopróximosunsdos
outros,a liberdadedemanobraedeescolhadavelocidadeé muitopequena
e o níveldeconfortodosusuáriosé muitohaixo_
Nível deserviçoF: éusadoparadescreverumcolapsonofluxodeveículos,quan-
doademanda(taxadefluxodetráfego)excedeaoferta(capacidadedavia).
O congestionamentopodeseestenderpordistânciassignificativase o pro-
gressodosveículosao longodafila dá-sedeformadescontínua.Imediata-
menteapós()pontodeestrangulamento,ataxadefluxodedescargadafilaé
próximadacapacidadee ascondiçõesdefluxomelhoramà medidaemque
os veículosdistanciam-sedocongestionamento.
200 Capítulo5.Análise da capacidadee nível de serviço de vias------------------------------_._-----------------
5.5.3Determinação dos parâmetros para análise
A determinaçãodo nívelde serviçoparaum segmentode freewaycnvolvetrês
parâmetros:a taxade fluxo,a velocidadede fluxo livree o níveldeserviço. O
HCM estipulacomodeterminaros valoresdessesparâmetros,comomostradoa
segUIr.
Determinaçãodataxadefluxodetráfego
A taxadefluxodetráfegorefleteosefeitosdosveículospesados,avariaçãotempo-
raldotráfegoduranteahorapicoeascaracterísticasdosmotoristas,transformando
osfluxoshoráriosobtidosdecontagensdetráfego(veic/h)emtaxasdefluxoequi-
valentes(emcpe/h).Essatransformaçãoé feitapelaexpressão:
emque VI':
v:
PHF:
N:
fúv:
fI':
\/,
vI' = ':
P H F . N . lu v . f'l
taxadefluxoequivalente[cpe/(h.faixa)];
fluxohorário(veic/h);
fatordehorapico;
númerodefaixasdetráfego;
fatordeajusteparaveículospesados;e
fatordeajusteparatipodemotorista,
(5.8)
O fatorde horapico representaa variaçãodo fluxo de tráfegoduranteuma
hora,indicandoa relaçãoentrea taxade fluxo do períodode 15minutosmais
movimentadosdentrodahorapicoe o fluxototaldahorapico. Na faltadedados
específicosparaa 'freeway'sendoanalisada,o HCM apontaqueo PHF costuma
variarentre0,80e0,95,comosvaloresmenoressendoencontradosem'freeways'
ruraiseosmaiores,em'freeways'urbanas.O HCM recomendaadotarvaloresdo
PHF de0,85para'fre~ways'ruraise0,92para'freeways'urbanas.
Fatordeajustep;lra l'eículospesados
Trêstiposdeveículospesadossãoconsideradosnaanálisedecapacidadee nível
deserviçode 'freeways':ônibus,caminhõese veículosderecreação.Caminhões
e ônibussãotratadosidenticamentepois,de acordocomo manual,nãoexistem
evidênciasqueindiquemdiferençasentreascaracterísticasdedesempenhodesses
dois tiposde veículosem 'freeways'. O HCM tambémressaltaquc,nosEUA,
5.5Capacidadee nível de serviço de auto-estradas
oscaminhõese ônibusquetrafegamem'freeways'tipicamentetêmrelaçãomas-
sa/potênciavariandoentre75e90kg/kW,enquantoqueessarelaçãoé36kg/kW
paraosveículosderecreação.
O processodedeterminaçãodofatordeajusteparaveículospesadoséfeitoem
duasetapas.Inicialmente,determina-seo fatordeequivalênciaparaônibus,cami-
nhõese veículosderecreaçãoparao trechoemestudo.Os fatoresdeequivalência
ET (paracaminhõese ônibus)e ER (paraveículosderecreação),representamo
númerodeautomóveisqueusama mesmaparceladacapacidadedarodoviaque
umveículopesado,sobascondiçõeslocaisdetráfegoe davia. A segundaetapa
consisteemdeterminaro fatordeajuste!lfV emfunçãodasporcentagensdeveí-
culospesados(PT, paracaminhõese ônibus,e PR, paraveículosderecreação)e
dosfatoresdeequivalênciaET e ER:
201
(5.9)
emqu~ !lfV:
PT:
ET:
PR:
ER:
fatordeajusteparaveículospesados;
porcentagemdecaminhõeseônibusnacorrentedetráfego;
fatordeequivalênciaparacaminhõeseônibus;
porcentagemdevC'Ículosderecrcaç;:o;e
fatordeequivalênciaparaveículosderecreação.
O efeitodosveículospesadossobreacapacidade,queémedidopelofatorde
equivalênciaveicular,dependetantodasrampascomodacomposiçãodotráfego.
O HCM prevêtrêscondiçõesde análisedo efeitodos veículospesadossobre
a capacidadee o nívelde serviço: análiseparasegmentoslongos,análisepara
acliveseanáliseparadeclives.
Segundoo manual,a análisepara segmentoslongosé realizadaquandonão
existemrampasdecomprimentooudeclividadesignificativaaolongodeumtrecho
deváriosquilômetrosdeextensão.Mais especificamente,o BCM apontaque,se
nãoexistiremrampasmaioresque400m(paragreidesde3%oumais)ourampas
maioresque800mnasquaiso greideé.menorque3%,a análiseparasegmentos
longospoderiaser usada. Uma outrasituaçãona qual pode-seusara análise
parasegmentoslongosé quandoa rodoviaaindaestáemfasede projetoe, por
conseguinte,aindanãosedispõedo projetogeométricofinal.
Rampasdemenosde3%cujocomprimentosejasuperiora 800mou rampas
demaisde3%comcomprimentomaiorque400mdevemseranalisadascomoum
segmentoespecíficoporcausadoimpactoquecausamsobreo fluxodetráfego.A
análisedeveserfeitatantoparao aclivecomoparao declive.
_2_0_2 c_a-'-p_ít_uIO5. Análise da capacidade e nível de serviço de vias
Amílisepara segmentoslongos:fatoresl/eequivalência
Quando se usa a análise para segmentoslongos, o relevo topográfico da região
na qual situa-sea 'freeway' deve ser classificado em um dos três tipos previstos
no HCM: plano, ondulado e montanhoso.Os fatoresde equivalênciaveicular são
fornecidos paracadauma dessasclasses.
Por relevoplano,o HCM consideraaqueleno qual os veículos
pesadospodem manteruma velocidade igual à dos automóveis,
isto é, não existem rampas longas com mais de 2%. O relevo
onduladoéaqueleno qual existemrampasnasquais a velocidade
doscaminhõesésignificativamenteinferior àdosautomóveis,sem
que os caminhões operem em velocidades baixas por jxríodos
muito longos. Numa região com relevolIlo11{{/nIIOS0, existem
extensasrampasnasquais os caminhõesoperamcom velocidade
baixa por longos períodos.
4,5
4,0
Montanhoso
A Tabela 5.7 fornece os valores dos fatores de equivalência
Kr, paracaminhõese ônibus,e E R, paraveículos de recreação.O
HCM ressaltaque os equivalentespararelevo ondulado e montanhosodevemser
usadosapenasparaestudosemnível deplanejamento,quandoo projetogeométrico
ainda não estádisponível, já que é praticamenteimpossível aplicar a análisepara
segmentoslongos aessetipo de terrenosemviolar a orientaçãoparauso de análise
para aclives e declives (rampasde 3% maiores que 500 m). O exemplo a seguir
mostracomo calcular o ratorde ajustepara veículos pu:aclospara aplicação em
análisede segmentoslongos.
2,5
2,0
OnduladoPlallo
1,5
1,2
Tipoderelevo
Fator
FmllC: flCM2000: Highway CupaÓl.\'.\Imllwl.TRII. NRC. Washil\~-
1011.DC. EUA. 2000. p. 23-9.
Tal>.5.7:Fatoresdeequivalênciaparausoem
análisedesegmentoslongos
Exemplo5.3 Uma nova 'fi'eeway'ligandoSiio Paulo ao litoral será construídanuma
regidoondeexistemtrechosde relevoplano, onduladoe montanhoso.Determinaros
fatoresdeajusteparacal/linhaes,cOlISiderandoqueasprojeçriesdetráfegoincluem14%
de camin/J()es,3%deônibuse 1%de veículosderecreaçüo.
Solução: Como aindanãosedispõedo projetogeométricodefinitivo,os fatores
devemsercalculadosparaanálisedetrechoslongos.Parao trechoplano,ET =1,5
(caminhõeseônibus)e ER =1,2;parao ondulado,ET =3,0e ER =2,0;eparao
montanhoso,ET =6,0 e ER =4,0. Comoa porcentagemdecaminhõeseônibus
é P-r =0,17ea porcentagemdeautomóveiscomreboqueé PR =0,0I, os fatores
de,ljllstesão:
I
fl/ li =------------ =>
1+ Pr(ET - 1)+PR(ER - I)
5.5Capacidadeenívelde serviço de auto-estradas
1
1'0v - ------------ =O 920 (plano)
-1+0,17(1,5-1)+0,01(1,2-1) ,
1
fllv =~-------------- =0.741(ondulado)
1+0,17(3,0- 1)+0,01(2,0- i)
1
júv =------------- =0,532 (montanhoso).
1+0,17(6,0-1)+0,01(4,0-1)
Análisepara aclivese declivesiso/LIdos:fatoresdeequivalência
oHCM estipulaque aclives de :( 3%, com mais de 1.000m, ou de mais de 3%,
com mais de 500 m, devemser analisadosà palie, dado seuimpacto sobreo fluxo
de veículos. Para isso, são fornecidos fatoresde equivalência para caminhões e
veículos de recreação(automóveiscom reboquesou trailcrs autopropelidos)que
estãomostradosnasTabelas 5.8 e 5.9.
Como pode ser observado,os valores máximos de Er e E R ocorrem quando
existempoucos veículospesadosnacorrentedetráfego. Os fatoresdeequivalência
decrescemà medida em que aumentao número de veículos pesadosna corrente
de tráfego, porque essesveículos tendema se agtuparem pelotões nos qiJais as
característicasde desempenhoque são maisuniformes que nospelotõesformados
por carros e caminhões.
Se o comprimento da rampacoincidir cum o limite de um intervalo de com-
primentos, deve-se usar o intervalo de comprimentos mais longos. O fator de
equivalênciapode ser obtido usando-seinterpolação linear para valoresda decli-
vidade ou porcentagemde caminhõese ônibus que não apareçamnas tabelas.
Na Tabela 5.10 podem ser encontradosos fatores de equivalência veiculares
paracaminhõese ônibus, parauso na análisede declives. Em declives acentuados
e longos, os veículos pesados também interferem com o fluxo de tráfego pois
são obljgados a usar o freio-motor e viajam em velocidadesbaixas. Uma rampa
pouco acentuada,na qual os caminhõesnão sejamobrigados a recorrCi ao uso do
freio-motor, deve ser considerada,comoum trecho plano, adotando-seum fator
de equivalência E1 = 1,5. Se o declive não tiver pelo menos 4% c 6,4 km de
extensão,os caminhõese ônibus devemsertratndoscomo seo trechofosse plano,
isto é, o fator de equivalênciadeveser ET =1,5.
Em declives de qualqucr intensidade,os veículos de recreaçãodevemser tra-
tados como nos trechos planos (ER = 1,2), já que não sofrem uma redução de
velocidade tão grandequantoa dos caminhõese ônibus.
203
204 Capítulo5.Análise da capacidadee nívelde serviço de vias
Tab.5.8:FatoresdeequivalênciaEr paracaminhõe,l' i\nibLlsemaclives
Porcm/agemdecami"hõeseô"ibusRampa(%)
Fstellsão(km)2%5%10%15%20%25%
<2
qllalqller1,51,51,51,51,5 1,5
:::2-3
0.0- 1,21,51,51,51,51,5 1,5
> 1,2- 1,6
221,51,51,5 1,5
> 1,6- 2,4
2,52,52 22 2
>2,4
32,52 22 2
>3-4
0,0- 0,41,51,51,51,51,5 1,5
>0,4- 0,&
222 1,51,5 1,5
>0,8- 1,2
2,522 22 2
> 1,2- 1,6
32,52,522 2
> 1,6- 2,4
3,533 2,52,5 2,5
>2,4
433 2,52,5 .I---->4-5 0,0· 0,41,51,51,51,51,5 1,5
>0,4- 0,8
32,52 22 2
>0,8-1,2
3,532,52,52,5 2,5
> 1,2- 1,6
43,53 33 3
> 1,6
543,533 3
>5-6
0,0- 0,4 .21,51,51,51,5 1,5
>0,4- 0,5
42,52 22 2
>0,5- 0,8
4,53,52,52,52,5 2,5
>0,8- 1,2
543 33 3
> 1,2- 1,6
5,54,53 33 3
> 1,6
653,53,53,5 3,5
>6
0,0- 0,442,52,522 2
>0,4- 0,5
4,53,53 2,52,5 2,5
.0,5 - 0,8
543 2,52,5 2,5
>0,8- 1,2
5,54,53,53.\ 3
> 1,2- 1,6
654 3,53,5 3,5
> 1,6
75,54,544 4
hll1h'::I/CA/2000: JJ(,:"h'tl.V Cal'tlcity Ma"IU~/.TRII, NltC. WôL\hingtoll.De, EUA. 2000. jl. 23-10.
Exemplo5.4
DeTerminaroje/tordeequivalênciaET paraumaclivede1,6kmdeextensão
e5,75%,110 qualhá 5%decaminhõese3,5%deônibus,
Solução:A porcentagemdeveículospesadosé Pr =0,05+0,035=0,085,ou
seja,8,5%. Portanto,seránecessáriointerpolaro valorde ET, já queaTahela5.8não fornecevaloresdo equivalenteveicularpara8,5%de veículospesados.
Da
Tabela5.8,têm-seque,pararampasdecomprimentoaté1,6kmcomdeclividadeentrc5c6%,Er =4,5(YYodeveículospesados)c DI' =3,0,para10%deveículos
5.5Capacidadee nlvel de serviço de auto-estradas
Tah. 5.9:FatoresdeequivalênciaER paraveículosderecreação";; :ivcs
Porcelltagemde vefculosderecreaçtioRampa(%)
Extellsão(km)2%5%10%15%20%25"Ir,
52
qualquer1,21,21,21,21,2 1,2
>2-3
0,0- 0,81,21,21,21,21,2 1,2
>0,8
31,51,51,21,2 1,2---_._~._~~---_.-.->3-4 0,0- 0,41,21,21,21,21,2 1,2
>0,4- 0,8
2,522 1,51,5 1,5
>0,8
32,52 21,5 1,5
>4-5
0,0- 0,42,521,51,51,5 1,5
>0,4- 0,8
432,522 2
>0,8
,I.'.32,52,52 2
>5
0,0- 0,442,52 22 1,5
>0,4- 0,8
643 2,52,5 2
>0,8
643 32,5 2
Fonte: IICAI2()(KJ: lIix!nmy Cfll'(lâfy Manual. TRB. NRC. Washington,De. EUA. 20Of>.p. 11-10.
Tab. 5.10:FatoresdeequivalênciaET paracall1j~hõese ônibusemdeclives
Veículospn"dos
Rampa(%)
Extellstio(km)5%10%15%20%
até4
qualquer1,51,51,51,5
4
até6,41,51,51,51,5
maisde6,4
2221,5
5
até6,41,51,51,51,5
maisde6,4
5,5443
6
até6,41,51,51,51,5
maisde6,4
7,565,54,5
Fonte: IICM2000: l/iX"wlI)' Ctll'aôfy Mmulfll. TRB. NRC. Washington.De.EUA.. 2000.p.21-11.
pesados,Então,paraullla rampade 5,75%com8,5%decaminhõese ônibus,o
fatordeequivalênciaéET =3,45,
Na análisedeaclives,opontocríticoénormalmenteo finaldarampa,ondeos
veículospesadoscausamo maiorimpactonofluxodetráfego,Comoumarodovia
éumasucessãocontínuadegreides,gn:.idescompostossãocomuns,Nessescasos,
o HCM recomendaqueseusea rampamédiaequivalente,Assim,seexisteuma
rampade2% com400m seguidaporoutrade4% e 600m,a rampamédiapode
205
206 Capítulo5.Análise da capacidadee nívelde serviço de vias
serobtidadarelaçãoentreadiferençatotaldecotaseaextensãotut,tldarampa:
0,02.400+0,04.600
!mc\lia =--------- =3 2%.
400+600 '
Umavezdeterminadosos fútoresdeequivalênciaparacaminhõese veículos
derecreação,o cálculodo fatordeajusteparâa presençadeveículospesadosna
correntedetráfego,fll v, é feitausando-seaEquaçã05.9:
oexemploaseguirilustrao procedimento.
Exemplo5.5 Calcl/larofatordeajusteflf \! paraUJll aclil'ede5,75%,cujocomprimento
é 1,6kmeestálocaliZi/J, numaji'eeway'ondeexiste5%decaminhõese3,5%deônibus.
Solução: O fatord..:..:quivalênciaET já foi computadonol'\cmplo 5.4evale3,45.
Comonãocxislemveículosderecreação,o j~ltordeajusteé:
1 1
flf \! = = =O 828
1+ Pr(ET - 1) 1+ 0,085(3,45- I) , .
F;,tor de;'justcpanJ tipo demotori5t::
ofatordeajusteJ~),quetratadainfluênciadafamiliaridadedosmotoristascoma
via,variaentre0,85e 1,00,O RCM recomendaadotaro valor1,00,a menosque
existamfOltesindíciosdequehajaumareduçãQdacapacidadeporcausadafalta
defamiliaridadedosmotoristascomavia- comoseriao casodeuma'freeway'
commaiormovimentoemferiados.
Dctermiw'çiioda Yelocid:uleVi.:,luxo lirre
o BCM recomendaquea velocidadede fluxo livre sejamedidano trecho,a
partirde um estudode velocidadesde automóveisquandoo fluxo for inferi!?r
a 1.300veic/(h.faixa).Casoissonãosej,lpossível,pode-seaplicarum método
paraestimaravelocidadede/luxolivre,queé baseadonaexpressão:
FFS =FFSi - hw - Jú' - JN - fIO (5.10)