Aula9 Engenharia de Tráfego

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Engenharia de Tráfego
O que trata a Engenharia de Tráfego
De problemas que não dependem apenas de fatores físicos, mas freqüentemente incluem o comportamento humano do motorista e do pedestre e suas inter-relações com a complexidade do ambiente.
Caracteriza-se como uma área de conhecimento interdisciplinar (como de resto toda a Engenharia de Transportes). Uma equipe completa de projetos de tráfego deve ser composta, segundo alguns autores, por:
engenheiros civis, engenheiros de estruturas, engenheiros de tráfego, arquitetos, paisagistas, urbanistas, planejadores urbanos, sociólogos, geógrafos urbanos, economistas, matemáticos (matemática aplicada), advogados e analistas de mercado (PIGNATARO, 1973).
Classicamente, os sistemas de tráfego são baseados em três pilares, conhecidos como os três Es, do inglês:
Engineering (Engenharia)
Education (Educação)
Enforcement (Fiscalização)
ELEMENTOS DOS SISTEMAS DE TRÁFEGO
O Usuário
O veículo e 
A via
ALINHAMENTO HORIZONTAL E VERTICAL
Greide
É o eixo da via em perfil ou
É o desenvolvimento altimétrico do perfil longitudinal de projeto da via
É constituído por rampas e curvas verticais
As curvas horizontais e verticais são elementos de projeto praticamente permanentes ao longo do tempo e que requerem, portanto, estudos prévios minuciosos. 
É extremamente difícil e cara a correção de deficiências de projeto geométrico após a construção da rodovia, em razão de interferências de obras de arte e construções executadas às suas margens e do elevado valor de desapropriações. 
Durante as análises de projeto devem ser considerados não somente o custo inicial mas também os custos ao longo da vida em serviço da rodovia, representados por atrasos e acidentes. As curvas horizontais e verticais não devem ser projetadas de forma independente. 
Elas são complementares e, portanto, uma má combinação pode ofuscar os pontos positivos e ressaltar os aspectos negativos de cada projeto. Qualidade do projeto individual das curvas horizontais e verticais e da sua combinação aumenta a segurança, favorece o tráfego a velocidade uniforme e melhora a aparência (percepção por parte do usuário), quase sempre sem custos adicionais.
ELEMENTOS DE CONTROLE
A harmonização das curvas horizontais com as curvas verticais favorece as principais características que uma rodovia deve proporcionar aos usuários: economia, segurança e conforto. 
A velocidade de projeto é considerada desde a escolha do traçado, mas à medida em que o detalhamento do projeto geométrico avança sua importância também aumenta, pois atua como ponto de equilíbrio dos elementos de projeto. 
A velocidade de projeto determina os valores limites de muitos elementos, tais como a curvatura (ou raio mínimo) e a distância de visibilidade, e também afeta muitos outros, como a largura das faixas e a rampa máxima. 
Combinação das curvas horizontais com as verticais
equilíbrio dos raios das curvas horizontais com as rampas: retas ou curvas com grandes raios e rampas excessivas ou longos trechos em rampa, assim como curvas com raios pequenos e rampas suaves não representam boa decisão de projeto;
b) curva horizontal com pequeno raio deve ser evitada no topo ou perto do topo de uma curva vertical, pois o motorista é incapaz de perceber a mudança no trajeto, especialmente à noite, quando as luzes dos faróis seguem em linha reta. O perigo deste tipo de arranjo pode ser evitado se a curva horizontal for mais longa do que a curva vertical ou utilizando-se valores para os parâmetros mais importantes bem acima dos mínimos requeridos pela velocidade de projeto;
c) curva horizontal com pequeno raio não deve ser introduzida perto de ponto baixo de uma curva vertical com rampas acentuadas. Ocorre percepção distorcida da curva horizontal que, associada à elevada velocidade dos veículos, particularmente dos caminhões, pode resultar em erros e acidentes, particularmente à noite;
d) em rodovias com pista simples, em virtude da necessidade de pontos de ultrapassagem em número e freqüência suficientes, podem ser necessários longos trechos em tangente, ainda que com o comprometimento da harmonia entre curvas horizontais e verticais;
e) em rodovias com pistas duplas, variação da largura do canteiro central e o uso de perfis e traçados independentes resultam em vantagens operacionais;
f) traçado não deve fugir de belas vistas, naturais ou criadas pelo homem, como rios, formações rochosas, parques e grandes obras de engenharia.
COMPATIBILIZAÇÃO ENTRE PLANTA E PERFIL
VISIBILIDADE
FREIOS
TENDÊNCIAS DE MOVIMENTO DE VEÍCULOS CUJO FREIO BLOQUEIA RODAS (SILVA, 2001)
CURVA VERTICAL COINCIDENTE COM CURVA HORIZONTAL
Alinhamento horizontal
os fundamentos em que se baseiam e os princípios que definem o cálculo de superelevação. Chama-se superelevação à inclinação que se dá à seção transversal nos trechos em curva de uma via, de modo a contrabalançar a ação da força centrífuga sobre o veículo em movimento.
Sabe-se, da Física, que um corpo em movimento circular de raio R e com velocidade escalar v está sujeito a uma força que o empurra para fora da curva com uma aceleração v²/R, chamada Força Centrífuga, Fc. Sendo m a massa deste corpo, tem-se Fc = m v²/R. Chamando de P o peso deste corpo e g a aceleração da gravidade, a Força Centrífuga pode ser expressa como Fc = (P v²)/(gR).
Chamando de N a força normal exercida pela superfície da via sobre um veículo, de f o coeficiente de atrito entre esta superfície e os pneus do veículo e de a o ângulo que determina a superelevação da via neste trecho em curva, a figura 7 apresenta o diagrama de forças em equilíbrio que atuam sobre o veículo nesta situação.
DIAGRAMA DE FORÇAS ATUANDO SOBRE UM VEÍCULO EM MOVIMENTO NUMA CURVA COM SUPERELEVAÇÃO
Alinhamento vertical
Entende-se por alinhamento vertical o conjunto de variados greides conectados entre si por curvas verticais. Normalmente, os greides são expressos em termos de percentagem, ou seja, i% de greide significa uma diferença de i metros na cota do leito da via num trecho de 100 metros. Por convenção, adota-se o sinal positivo para o greide ascendente e negativo para o descendente.
As curvas verticais podem ser dos três tipos mostrados na figura 11. A curva circular é a que proporciona maior facilidade de cálculo e, como poderá ser verificado mais adiante, a que permite maior distância de visibilidade. Tem, porém, duas desvantagens: primeiro, exige maior volume de corte do terreno quando da construção; segundo, tem a pior concordância, sem transição, com os trechos em greide, causando desconforto para os ocupantes do veículo.
No outro extremo, a parábola cúbica tem a melhor transição e exige menor volume de corte, mas tem o cálculo mais complicado e proporciona menor distância de visibilidade para o mesmo comprimento de curva. Por ter todas as características intermediárias, a parábola simples ou quadrada é a mais usada nos projetos de via.
TIPOS DE CURVA VERTICAL (HOBBS, 1979)
DISTÂNCIA DE VISIBILIDADE NUMA CURVA VERTICAL (HOBBS, 1979)
DISTÂNCIA DE VISIBILIDADE PARA ULTRAPASSAGEM (HOBBS, 1979)
DISTÂNCIA DE VISIBILIDADE NUMA INTERSEÇÃO
CAPACIDADE DE CRUZAMENTOS
Princípios
O primeiro passo na aplicação do método consiste no cálculo dos volumes conflituantes com cada um dos movimentos não prioritários.
Paralelamente, importa estabelecer os critérios que definem se um condutor tem ou não condições para efetuar a manobra pretendida. 
Para tal assume-se a distribuição aleatória de veículos na corrente prioritária e o comportamento homogéneo e consistente dos condutores nos ramos secundários, obtendo-se para cada tipo de manobra o intervalo crítico, ou seja, o tempo mínimo entre veículos sucessivos na corrente prioritária que os condutores consideram aceitável para efetuar uma determinada manobra.
Conhecidos os intervalos críticos e os volumes conflituantes, calcula-se a capacidade potencial de cada movimento não prioritário como o número máximo de veículos capazes
de poderem avançar para o interior da intersecção, nas seguintes condições:
a) existe uma procura continuada;
b) o movimento dispõe de uma via dedicada;
c)não existem outros veículos não prioritários a aguardar por oportunidade para avançarem.
A existência de uma hierarquia de prioridades estabelece a ordem com que os veículos podem iniciar as respectivas manobras. 
Os veículos não prioritários de ordem hierárquica superior exercem o direito de utilizar os intervalos disponíveis, retirando oportunidades aos restantes veículos não prioritários. 
A capacidade efetiva de um movimento resulta assim da correção da capacidade potencial pelos diversos fatores de impedância aplicáveis.
Os cruzamentos podem ser:
Com rotatórias (rotundas)
Semaforizados
Sinalizados
Não sinalizados
Numeração dos movimentos
Diagrama de estágios: a representação de um plano semafórico (identifica os movimentos autorizados ou não em cada estágio e os grupos semafóricos)
Diagrama de barras (de tempos ou de intervalos luminosos): representa um programa semafórico (por grupo semafórico: verde, entreverdes, vermelho)
Movimentos conflitantes: cujas manobras cruzam, convergem, divergem ... 
Movimentos incompatíveis: cujo conflito é inadmissível (segurança, fluidez)
Grupo semafórico: grupo de movimentos que recebe as mesmas indicações luminosas
G1=GT1,GT2; G2=GP1b,GP2b,GP4; G3=GT3, G4=GP3, G5=GP1a,GP2a ... tempos
Grupo compatível: grupo de movimentos que pode operar simultaneamente
Grupo de tráfego: grupo de movimentos que operam juntos em uma aproximação
GT1=V1; GT2=V2t,d; GT3=V3t,d,e; GP1a; GP1b; GP2a; GP2b; GP3; GP4 ... 
cada grupo de tráfego deve ter pelo menos um grupo focal (preferencialmente mais)
Grupo de faixas: faixas utilizadas/destinadas a um mesmo grupo de tráfego
CARACTERÍSTICAS DA VIAS
CARACTERÍTICAS TÍPICAS DE CRUZAMENTOS NA HIERARQUIA FUNCIONAL
LOCAL
COLETORA
ARTERIAL
EXPRESSA
LOCAL
Interseçõessem controle de Tráfego
COLETORA
Interseções com Sinalização de Prioridade
Interseçõessemaforizadas(todos movimentos permitidos)
ARTERIAL
Não deve ocorrer
Interseçõessemaforizadas(alguns movimentos permitidos)
Interseçõessemaforizadas(alguns movimentos proibidos)
EXPRESSA
Nãodeve ocorrer
Não deve ocorrer
Cruzamento em desnível (ou conexões por ramais de acesso)
Cruzamento em desnível
Seçõesde entrelaçamento
CARACTERÍSTICAS TÍPICAS DE VIAS NA HIERARQUIA FUNCIONAL