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CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL DISCIPLINA: TÉCNICAS E ECONÔMIA DE TRANSPORTES AULA - 01 RIBEIRÃO PRETO 2018 DISCIPLINA – TÉCNICAS E ECONOMIA DE TRANSPORTES Universidade Paulista – Campus Ribeirão Preto Página 2 PREFÁCIO Este material versa sobre aspectos relacionados com os conceitos e informações básicas de Engenharia de Transportes, com ênfase especial a capacidade e segurança viária, transporte público, polos geradores de viagem e mobilidade urbana. O texto foi organizado e apresentado tendo como objetivo principal auxiliar o aluno da disciplina no aprendizado dos conceitos e técnicas elementares relacionados à Engenharia de Transportes, complementando os conhecimentos tratados na disciplina Estradas e Aeroportos e supondo que seja o primeiro contato do aluno com o tema, servindo como uma referência bibliográfica básica e complementar às aulas teóricas. Este texto foi elaborado a partir de conhecimentos gerados e difundidos por intermédio de outras fontes e publicações especializadas, não se pretendendo aprofundar os tópicos além do grau de conhecimento adequado para uma disciplina semestral no nível de graduação. As obras utilizadas para a compilação deste material estão devidamente apresentadas nas referências bibliográficas no final deste material, permitindo ao aluno, consultar as obras dos autores originais na íntegra, quando necessário e para um estudo mais aprofundado de cada tema aqui abordado. Espera-se que através deste material de apoio, que os alunos consigam estabelecer os conceitos de capacidade viária, vias urbanas, transporte coletivo, polos geradores de viagens e mobilidade urbana. Este material será disponibilizado em formato pdf, aos alunos da disciplina Técnicas e Economia de Transportes, para que seja livre a impressão individual parcial ou integral do material. Dependendo da abrangência do tema, constam no final de cada módulo, exercícios propostos, como forma de aprendizagem e fixação dos conceitos. Boa leitura, bons estudos! Prof. Dr. Marcelo Augusto Amancio Disciplina: Técnicas e Economia de Transportes – Curso Engenharia Civil UNIP – Campus Ribeirão Preto engcivilunip17@gmail.com DISCIPLINA – TÉCNICAS E ECONOMIA DE TRANSPORTES Universidade Paulista – Campus Ribeirão Preto Página 3 PRINCÍPIOS NORTEADORES DOS SISTEMAS DE TRANSPORTES E TRÂNSITO 1–ELEMENTOS ESSENCIAIS DOS SISTEMAS DE TRANSPORTES E TRÂNSITO O movimento das pessoas e das mercadorias é o reflexo das diferentes atividades existentes numa sociedade, é um fator determinante para a qualidade de vida das pessoas. Portanto o Transporte é a denominação dada ao deslocamento de pessoas e de produtos. No sistema de transportes, tem como elementos essenciais o Usuário, o Veículo e a Via e todo o equipamento a ela associado, sendo necessária a sua concepção baseado nas características físicas e psíquicas do ser humano. A seguir, será abordado cada um dos elementos aqui apresentados: 1.1 – O USUÁRIO O Usuário necessita de se deslocar para poder desempenhar suas atividades (trabalho, estudo, lazer, compras, etc.) que fazem parte do seu cotidiano. Para que a qualidade de vida das pessoas não se degrade por limitação de acessibilidade aos bens e serviços que procuram é necessário garantir que os deslocamentos sejam feitos com rapidez, comodidade e segurança. Portanto o usuário pode ser classificado de duas formas: como motorista e como pedestre, de acordo com a Figura 01. Figura 01 – Classificação quanto ao tipo de usuário DISCIPLINA – TÉCNICAS E ECONOMIA DE TRANSPORTES Universidade Paulista – Campus Ribeirão Preto Página 4 1.1.1 – O USUÁRIO COMO MOTORISTA A tarefa de dirigir um veículo desenvolve-se obedecendo a uma hierarquia funcional, onde se consideram normalmente três níveis de operação: - Decisões de trajetos: corresponde ao planejamento e execução do percurso; - Pilotagem: corresponde ao conjunto de tarefas necessárias ao domínio do veículo na sua interação com a infraestrutura e com os outros utentes rodoviários (por exemplo, manobras de ultrapassagem, estacionamento, passagem num cruzamento, etc.); - Controle do veículo: corresponde à realização de manobras como a manutenção de uma trajetória, da velocidade, frear, acelerar, mudanças de trajetos, etc. O motorista quando desempenha a tarefa de dirigir tem, em cada momento, de realizar uma forma contínua, uma série de processos (Figura 02), que lhe permitem interagir com o ambiente rodoviário. Assim a informação recolhida pelo motorista é analisada e este decide, em cada instante, qual a ação a tomar. Figura 02 – Processos realizados durante a realização da tarefa de dirigir O motorista recolhe a informação recorrendo aos sentidos, sendo obviamente o sentido da visão aquele cuja importância é mais elevada. Os fatores que captam a atenção do motorista podem-se dividir em três grupos: - Fatores relacionados com os elementos da via, que diretamente afetam a dirigibilidade do veículo, nomeadamente a sua geometria e sinalização; - Fatores relacionados com o tráfego; - Outros fatores não relacionados diretamente com o ambiente rodoviário. A seguir na Figura 03 é apresentado um esquema da complexidade de um usuário no ato de dirigir: DISCIPLINA – TÉCNICAS E ECONOMIA DE TRANSPORTES Universidade Paulista – Campus Ribeirão Preto Página 5 Figura 03 – Complexidade de processos na tarefa de dirigir 1.1.2 – O USUÁRIO COMO PEDESTRE De acordo com o HCM (2000), o corpo de um adulto, visto em planta, ocupa uma área de cerca de 0,14 m2 . No entanto, tendo em conta o fato que muitos pedestres transportam artigos pessoais e considerando a não existência de contato físico entre si, considera-se que o espaço que um pedestre ocupa é representado por uma elipse de 0,50 m x 0,60 m, cuja área total é 0,30 m2, conforme Figura 04. Figura 04 – Espaço ocupado por um pedestre (HCM, 2000). Neste contexto, devemos nos atentar as pessoas com mobilidade condicionada, sendo necessário garantir um espaço mínimo para que seja possível o seu movimento e deslocamento. Na Figura 05 apresentam-se as larguras mínimas necessárias para que seja possível a circulação de pessoas com mobilidade condicionada. DISCIPLINA – TÉCNICAS E ECONOMIA DE TRANSPORTES Universidade Paulista – Campus Ribeirão Preto Página 6 Figura 05 – Larguras mínimas necessárias para a circulação de pessoas com mobilidade condicionada. 1.2 – O VEÍCULO Os veículos são fabricados para diferentes usos, diferenciados por peso, dimensão, capacidade de executar manobras e são condicionados ao traçado e à resistência das vias. As atividades da Engenharia de Tráfego que envolve as características dos veículos são normalmente: - projeto geométrico de vias rurais e urbanas; - estudos da capacidade das vias; - estudo da segurança de tráfego; - estudo da sinalização; etc. Uma das características mais básicas quanto aos veículos é a sua classificação. Para realizar projetos que envolvem a Engenharia de Tráfego é sempre necessário que os veículos estejam classificados segundo um conjunto de categorias. Os conjuntos de categorias são variados, dependentes de fatores como o modo de aquisição de dados e as exigências de projeto. Um exemplo de classificação básica de veículos é a seguinte: - biciclos: motocicletas e bicicletas com ou sem motor. Não influenciam muito na capacidade das vias. Muito envolvidos em acidentes. - ligeiros: automóveis e veículos de turismo pequenos, que transportam de 4 a 9 pessoas. Incluem caminhões e pequenos furgões, com carga útil de até 2 toneladas.São importantes para o estudo do tráfego pois representam a maior porcentagem dos veículos, e assim são os que mais provocam congestionamentos. DISCIPLINA – TÉCNICAS E ECONOMIA DE TRANSPORTES Universidade Paulista – Campus Ribeirão Preto Página 7 - pesados: caminhões e ônibus, respectivamente para o transporte de mercadorias pesadas e o transporte coletivo de pessoas. - especiais: tratores agrícolas, máquinas de obras públicas etc. Possuem grandes dimensões e têm lentidão de movimentos. As vias normalmente não são dimensionadas para este tipo de veículo, e pode requerer autorização especial para a viagem, procurando uma rota adequada. A Figura 06 traz exemplos de 7 classes de veículos, das 32 classes definidas pelo Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT). Figura 06 – Exemplos de classes de veículos. DISCIPLINA – TÉCNICAS E ECONOMIA DE TRANSPORTES Universidade Paulista – Campus Ribeirão Preto Página 8 1.3 – A Via A Engenharia de Tráfego se preocupa com os aspectos geométricos das vias. Ideias básicas que devemos ter em mente ao estudar o projeto geométrico são o que a via deve: - ser adequada para o volume futuro estimado para o cenário em análise; - ser adequada para a velocidade de projeto; - ser segura para os motoristas; - ser consistente, evitando trocas de alinhamentos; - abranger sinalização e controle de tráfego; - ser econômica, em relação aos custos iniciais e aos custos de manutenção; - ser esteticamente agradável para os motoristas e usuários; - trazer benefícios sociais; - não agredir o meio ambiente. Outra ideia básica é a classificação das rodovias. A classificação mais importante é a classificação funcional, que diferencia as vias do sistema entre vias de trânsito rápido (expressas), arteriais, coletoras e locais. - Via de trânsito rápido - aquela caracterizada por acessos especiais com trânsito livre, sem interseções em nível, sem acessibilidade direta aos lotes lindeiros e sem travessia de pedestres em nível. - Via arterial - aquela caracterizada por interseções em nível, geralmente controlada por semáforo, com acessibilidade aos lotes lindeiros e às vias secundárias e locais, possibilitando o trânsito entre as regiões da cidade. - Via coletora - aquela destinada a coletar e distribuir o trânsito que tenha necessidade de entrar ou sair das vias de trânsito rápido ou arteriais, possibilitando o trânsito dentro das regiões da cidade. - Via local - aquela caracterizada por interseções em nível não semaforizadas, destinada apenas ao acesso local ou a áreas restritas. A Figura 07 ilustra a contrariedade que existe entre a mobilidade e o acesso nos sistemas arterial, coletor e local. DISCIPLINA – TÉCNICAS E ECONOMIA DE TRANSPORTES Universidade Paulista – Campus Ribeirão Preto Página 9 Figura 07 – Classificação Funcional das Rodovias. Já a Figura 08 apresenta uma interação entre as classificações funcionais da via, em que podem retratar opções de caminhos de uma origem até um destino de viagem. Figura 08 – Interação entre as classificações funcionais das vias. DISCIPLINA – TÉCNICAS E ECONOMIA DE TRANSPORTES Universidade Paulista – Campus Ribeirão Preto Página 10 Conforme o propósito do projeto, alguma outra classificação também pode ser utilizada para diferenciar as rodovias. Outros exemplos de classificação úteis são: A) quanto ao gênero: - aerovias; - dutovias; - ferrovias; - hidrovias; - rodovias; B) quanto à espécie: - urbana: dentro da área urbanizada; - interurbana: ligando duas áreas urbanizadas; - metropolitanas: contidas numa região metropolitana; - rurais: com os dois extremos localizados fora das áreas urbanizadas; C) quanto à posição: - radiais: vias que convergem dos bairros para o centro; - perimetrais: vias de contorno; - longitudinais: vias direção norte - sul; - transversais: vias na direção leste - oeste; - anulares: vias que circundam o núcleo urbanizado; - tangenciais: vias que tangenciam o núcleo urbanizado; - diametrais: vias que cruzam o núcleo urbanizado ou pólo de interesse, tendo suas extremidades fora dele; D) quanto à altura em relação ao terreno: - em nível; - rebaixadas; - elevadas; ◦ em túnel; E) quanto ao número de pistas: - simples; DISCIPLINA – TÉCNICAS E ECONOMIA DE TRANSPORTES Universidade Paulista – Campus Ribeirão Preto Página 11 - múltiplas; F) quanto à superfície de rolamento: - pavimentadas; - em terreno natural. G) quanto às condições operacionais: - sentido único; - sentido duplo; - reversível; - interditada (a alguns ou todos os veículos); - com ou sem estacionamento; H) quanto à jurisdição: - federal; - estadual; - municipal; - particular. Conhecendo os elementos essenciais que compõe os sistemas de transporte e trânsito, temos parâmetros para conhecer alguns conceitos básicos e fundamentais no entendimento do ramo Engenharia de Tráfego que é apresentado no item a seguir. 2 – FUNDAMENTOS DA ENGENHARIA DE TRÁFEGO Divergências nos conceitos de engenharia de tráfego e engenharia de transito são muito comuns na literatura. Nenhum dos conceitos, pode-se dizer que esteja equivocado, mas a sua utilização varia entre os autores. O termo Engenharia de Tráfego pressupõe os deslocamentos veiculares, se preocupando apenas com a fluidez dos veículos; Por outro lado o termo Engenharia de Trânsito pressupõe os deslocamentos dos indivíduos, das pessoas em si, sejam como (motoristas, pedestres e ciclistas), se preocupando primeiro com a segurança dos indivíduos e depois com a fluidez dos veículos; DISCIPLINA – TÉCNICAS E ECONOMIA DE TRANSPORTES Universidade Paulista – Campus Ribeirão Preto Página 12 São vários os elementos fundamentais na área de transporte e trânsito. Quando falamos em deslocamento de pessoas é referido como transporte de passageiros e o de produtos como transporte de carga. O termo transporte urbano é empregado para designar os deslocamentos de pessoas e produtos realizados no interior das cidades. O transporte realizado entre cidades é denominado transporte interurbano. Também são utilizados os termos transporte suburbano (entre bairros distantes e a região central das grandes cidades), regional (entre cidades de uma região), interestadual (entre estados) e internacional (entre países). Os motivos que levam as pessoas a viajar são diversos: trabalho, estudo, compras, lazer (recreação) e outras necessidades específicas como ir ao banco, prefeitura, correio, hospital, médico, dentista, residência de outra pessoa, etc. O movimento de carga ocorre pelas seguintes e principais razões: transporte da safra agrícola, abastecimento das fábricas com insumos, saída de produtos acabados das indústrias, chegada e saída de mercadorias dos estabelecimentos comerciais, movimentação de terra e de entulhos, coleta de lixo, transporte de mudanças, etc. A facilidade de deslocamento de pessoas, que depende das características do sistema de transporte de passageiros, é um fator importante na caracterização da qualidade de vida de uma sociedade e, por consequência, do seu grau de desenvolvimento econômico e social. Também associado ao nível de desenvolvimento econômico e social está à facilidade de deslocamento de produtos, o que depende das características do sistema de transporte de carga. As atividades agrícolas, comerciais, industriais, educacionais, recreativas, etc, que são essenciais à vida moderna, somente são possíveis com o deslocamento de pessoas e produtos. Assim, um sistema de transporte adequado é essencial para o desenvolvimento econômicoe social. Essas afirmações valem em todos os contextos geográficos, ou seja, em nível de país, estado, região, município, cidade, bairro, etc. A palavra modo é empregada para caracterizar a maneira como o transporte é realizado. DISCIPLINA – TÉCNICAS E ECONOMIA DE TRANSPORTES Universidade Paulista – Campus Ribeirão Preto Página 13 Existem vários modos de transporte de passageiros: a pé, bicicleta, montado em animal, charrete, motocicleta, carro, perua, ônibus, trem, bonde, embarcação, avião, etc. O transporte de carga é realizado por caminhões, camionetas, peruas, trens, embarcações, dutos, aviões, etc. Também são utilizados: automóvel (para carga de baixo peso e pequeno volume, como, por exemplo, alimentos), carreta rebocada por trator, carroça puxada por animal, carriola empurrada por pessoa (em pequenas distâncias), etc. A maior parte do transporte de passageiros e de carga é realizada na superfície da Terra, através das vias urbanas (ruas, avenidas, alamedas, etc.) e rurais (rodovias), ciclovias, calçadões (vias exclusivas para pedestres), ferrovias, etc., originando o tráfego (trânsito) de veículos (carros, ônibus, caminhões, motocicletas, bicicletas, bondes, trens, etc.) e pedestres. Em geral, o trânsito (tráfego) realizado nas cidades é denominado de urbano e o realizado fora das cidades, nas estradas pavimentadas ou não (rodovias), de rural. Transporte é a denominação dada ao deslocamento de pessoas e de produtos. 3 – RACIONALIDADE NO TRÂNSITO O principal objetivo da Engenharia e das outras ciências no trânsito é fazer com que com que o deslocamento de veículos e pedestres seja realizado de maneira racional, isto é, com segurança, fluidez e comodidade. 3.1 – Segurança A segurança está relacionada com os índices de acidentes. A meta é minimizar a frequência de ocorrência dos acidentes, principalmente dos mais graves, mas é importante perseguir o ideal de eliminar por completo os acidentes. 3.2 – Fluidez A fluidez está associada ao deslocamento com velocidades e esperas normais, sem excessiva lentidão ou congestionamentos. Em algumas situações é impossível evitar a ocorrência de lentidão e congestionamentos, cabendo, contudo, à Engenharia de Tráfego utilizar todas as estratégias para minimizar a frequência desses fatos, bem como a amplitude dos mesmos. DISCIPLINA – TÉCNICAS E ECONOMIA DE TRANSPORTES Universidade Paulista – Campus Ribeirão Preto Página 14 3.3 – Comodidade A comodidade corresponde à existência de condições de deslocamento com conforto para condutores, passageiros e pedestres. Isso significa: vias e calçadas (passeios) revestidas com superfícies regulares e em bom estado de conservação; faixas veiculares e passeios com largura adequada; raios de curvatura das guias compatível com a velocidade da via ou dispositivo viário; cruzamentos com geometria e condições de operação adequadas, sinalização de trânsito apropriada; guias rebaixadas nas esquinas para os portadores de deficiência e pessoas que empurram carrinhos ou têm dificuldade em subir degraus; facilidade de encontrar vaga para estacionamento relativamente próximo do local de destino; etc. Três aspectos importantes com relação ao planejamento e projeto do sistema de trânsito são: economia, estética e impacto ambiental. As soluções devem ser o mais barato possível, uma vez que os recursos econômicos são escassos. As obras viárias e a sinalização de trânsito devem estar integradas de forma harmônica com a paisagem urbana ou rural, apresentando uma estética adequada. Também importante é que as soluções não degradem o ambiente natural e o ambiente construído. Obras viárias e trânsito intenso podem trazer grandes prejuízos para as áreas verdes, as áreas residenciais, as áreas históricas, etc. 4 - AÇÕES PARA UM TRÂNSITO RACIONAL Para que o trânsito de veículos e pedestres seja realizado de maneira racional, isto é, apresente segurança, fluidez e comodidade, são necessárias ações em três áreas: Engenharia, Educação e Esforço Legal (fiscalização e punição dos infratores). Como as três palavras começam com a letra E, é comum o emprego do jargão que um bom trânsito depende de três “Es”. A seguir são discutidos os diversos aspectos relativos a essas três áreas envolvidas na obtenção de um trânsito racional. DISCIPLINA – TÉCNICAS E ECONOMIA DE TRANSPORTES Universidade Paulista – Campus Ribeirão Preto Página 15 4.1 - Engenharia A área de engenharia contempla a infraestrutura viária, o sistema de circulação e estacionamento, a sinalização, o gerenciamento do trânsito e a gestão da segurança viária. A infraestrutura trata da construção e manutenção de vias, viadutos, pontes, dispositivos viários, etc. O sistema de circulação e estacionamento envolve a definição da hierarquia das vias, dos sentidos de percurso das ruas, dos locais de estacionamento, do tipo de estacionamento (normal, em ângulo, com limitação de tempo tipo zona azul, etc.), da forma de operação dos cruzamentos (com parada obrigatória, semáforo, etc.). A sinalização de trânsito diz respeito à implantação e manutenção da sinalização vertical, horizontal e semafórica. O gerenciamento do trânsito engloba as seguintes atividades: planejamento e implementação de estratégias de operação visando otimizar o sistema, detecção de incidentes na via e intervenção em tempo real (''online") de modo a minimizar o prejuízo dos incidentes ao trânsito, projeto de desvios no caso da necessidade de interrupção de vias devido a obras ou outros motivos, etc. A gestão da segurança viária compreende os seguintes pontos: elaboração das estatísticas de acidentes, mapeamento dos acidentes no tempo e no espaço, utilização de técnicas auxiliares no diagnóstico da segurança no trânsito (auditoria e técnicas de conflito), implementação de ações físicas para redução dos acidentes (alteração de geometria da via, implantação de dispositivos de traffic-calming, eliminação de outdoors que desviam a atenção dos condutores em pontos críticos, eliminação de obstáculos que prejudicam a visibilidade, etc.) e outras ações. 4.2 – Educação A educação no trânsito tem dois objetivos. 1º - Conscientizar as pessoas da importância do respeito às leis e à sinalização de trânsito para evitar acidentes, obter maior fluidez no fluxo e maior comodidade para condutores, passageiros e pedestres. 2º - Segundo, preparar (capacitar) as pessoas para que possam conduzir veículos (carros, motocicletas, bicicletas, charretes, etc.), ou se locomover a pé, com segurança e eficiência. DISCIPLINA – TÉCNICAS E ECONOMIA DE TRANSPORTES Universidade Paulista – Campus Ribeirão Preto Página 16 Algumas ações importantes na área da educação no trânsito são: inclusão do tema no currículo das escolas em todos os graus, implementação de programas permanentes de educação nas empresas e organizações sociais, implantação de cidade mirim para educação de trânsito (local onde o sistema viário é reproduzido em escala menor para se ministrar aulas práticas ao público infantil, utilizando velocípedes, bicicletas ou outros tipos de veículos adequados), treinamento adequado dos futuros condutores e reciclagem de infratores, que envolve a existência de local adequado (centro de treinamento e reciclagem), apoio psicológico, etc., campanhas educativas permanentes utilizando todas as formas de comunicação de massa, cursos de direção defensiva, etc. 4.3 - Esforço legal No âmbito do esforço legal incluem-se a fiscalização e a punição dos infratores.A fiscalização corresponde à verificação da obediência das pessoas às leis e regras de trânsito, utilizando agentes ou equipamentos automáticos. A punição consiste na aplicação de multas e outras sanções previstas nas leis para aqueles que infringem as leis e normas de trânsito. Algumas ações importantes na área do esforço legal são: possuir contingente policial suficiente e treinado, ter equipamentos (viaturas, radares, bafômetros, etc.), utilizar equipamentos automáticos para a fiscalização contínua em locais críticos, empregar penas alternativas mais fortes com a obrigatoriedade da realização de serviços de relevância social, etc. O novo Código de Trânsito Brasileiro (Lei número 9.503 de 23/09/1997) representou um grande avanço no sentido de reduzir significativamente as infrações de trânsito no país e, em consequência, o número de acidentes. As multas e as penalidades aplicáveis aos infratores são muito mais severas em relação ao código que vigorava anteriormente. A Figura 09 apresenta a interação entre as três ações aqui abordadas, voltadas a um trânsito racional. DISCIPLINA – TÉCNICAS E ECONOMIA DE TRANSPORTES Universidade Paulista – Campus Ribeirão Preto Página 17 Figura 09 – Interação entre ações que visão um trânsito racional DISCIPLINA – TÉCNICAS E ECONOMIA DE TRANSPORTES Universidade Paulista – Campus Ribeirão Preto Página 18 REFERÊNCIAS BIBLIIOGRÁFICAS COELHO, A. H.; GOLDNER, L.G. Engenharia de Tráfego: Conceitos Básicos. Universidade Federal de Santa Catarina, Departamento de Engenharia Civil, 2016. COSTA. A. H. P.; MACEDO, J. M.G. Engenharia de Tráfego: Conceitos Básicos. Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, 2008. FERRAZ, A.C.C.P.; JUNIOR, A. A. R. Segurança no Trânsito. Escola de Engenharia de São Carlos – USP, 2005. DNER. Manual de projeto geométrico de rodovias rurais. Departamento Nacional de Estradas de Rodagem, Diretoria de Desenvolvimento Tecnológico, Divisão de Capacitação Tecnológica, Rio de Janeiro, 1999. DNIT/IPR. Manual de estudos de tráfego. Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes. 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