TICT- versao final - correção pós banca

UNIVERSIDADE DO VALE DO ITAJAÍ CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

CLAUDIA CHIBIAQUI BISSOLOTTI PEDRO MARIO CRESTANI

ANÁLISE DE CAPACIDADE E NÍVEL DE SERVIÇO DE INTERSEÇÃO

RODOVIÁRIA COM A UTILIZAÇÃO DO MÉTODO HCM 2010: UM

ESTUDO DE CASO DO KM 124 DA BR101/SC

Itajaí

2012

CLAUDIA CHIBIAQUI BISSOLOTTI PEDRO MARIO CRESTANI

ANÁLISE DE CAPACIDADE E NÍVEL DE SERVIÇO DE INTERSEÇÃO

RODOVIÁRIA COM A UTILIZAÇÃO DO MÉTODO HCM 2010: UM

ESTUDO DE CASO DO KM 124 DA BR101/SC

Trabalho de Iniciação Científica Técnica (TICT) apresentada como requisito parcial para obtenção do Título de Engenheiro Civil do curso de Engenheira Civil, pela Universidade do Vale do Itajaí, Centro de Ciências Tecnológicas da Terra e do Mar orientado pelo prof. Dr. Gilmar Cardoso.

Itajaí

2012

AGRADECIMENTOS

Agradecemos a Deus por nos proporcionar saúde necessária para aguentarmos

todas as horas de dedicação a este trabalho, por nos dar força e esperança nos

momentos em que não conseguíamos encontrar os cálculos em rótulas, por iluminar

nossas mentes nos momentos de cansaço e por nos dar a paciência necessária um

com o outro nas horas de maior preocupação.

Agradecemos nosso professor orientador Gilmar Cardoso, por todo conhecimento

fornecido, pela oportunidade de estudar a área de transportes, que muito nos

agrada, e por toda dedicação, calma e confiança, não nos deixando desanimar com

o tema proposto, apesar de todos os desafios que foram surgindo.

Agradecemos ao professor José Nuno Wendt por dispor do seu tempo, por suas

correções e sugestões, pela sua dedicação com o nosso trabalho.

Ao professor Delamar Heleno Schumacher que nos inspirou nos problemas urbanos,

apesar de não termos partido para o projeto geométrico em si, mesmo assim nos

ensinou e apoiou em como iniciar um trabalho acadêmico.

Juliana Dias Wukte pela sua boa vontade de nos atender, nos ensinar, nos mostrar

os caminhos que deveríamos tomar nos mostrando exemplos reais do trabalho nesta

área, foi uma grande alegria tê-la conhecido e uma grande honra estar em nossa

banca.

Agradecemos ao Engenheiro Civil do DNIT, Gustavo Chibiaqui Moreira, por nos

apresentar as pessoas do seu ambiente de trabalho, pois sem seu contato não

conseguiríamos chegar até as pessoas que tanto nos ajudaram.

Agradecemos nossos amigos que contribuíram para o trabalho participando nos dias

das contagens: Alana Pivotto, Daniel Petry, Joselene Aparecida Alves, Marcel

Morandi, Marcelo Silvestre, Randal Antoine, Thaila Lauxen, sem vocês nada disso

seria possível.

Eu, Claudia

Agradeço aos meus pais Nelson Bissolotti e Eliete Chibiaqui Bissolotti e meu irmão

Juliano Chibiaqui Bissolotti, por todo apoio, carinho, amor e confiança por mim, por

insistirem que eu fizesse uma segunda faculdade em busca de uma realização

profissional, por serem as pessoas que eu mais respeito e amo em todo o mundo,

serão sempre meus exemplos de vida.

Agradeço a Joselene Aparecida Alves, a primeira amiga que fiz aqui em Itajaí, que

teve paciência e entendeu os dias em que não pude estar presente, que se dispôs a

nos ajudar de qualquer forma, até mesmo fazendo almoço para nós nos dias de

maior correria. Obrigada pela sua amizade.

Agradeço a Roberta Dassi Cavalcanti Lima pela amizade, compreensão nos

momentos de stress, por sempre tentar me manter calma apesar da pressão, e por,

apesar da distância, estar sempre presente na minha vida.

Agradeço a minha amiga de infância e professora de língua portuguesa, Gabriella

Wentz Cunha que dispôs do seu tempo para corrigir nosso trabalho.

Agradeço ao meu amigo desde o início da faculdade Pedro Mario Crestani, com

quem compartilhei esse trabalho como também muitas horas de estudos durante a

faculdade, conhecimento sobre a vida, troca de informações, conselhos, momentos

de alegria e tristeza. Agradeço pela compreensão nos dias difíceis em todos esses

anos, pela paciência nos dias de mau humor, pela sua família maravilhosa que me

aguentou nos finais de semana fazendo esse trabalho, e principalmente pela sua

amizade, que é muito importante na minha vida.

Eu, Pedro

Agradeço ao meu pai, Mário Luiz Crestani por tudo que fez para eu concluir esse

objetivo. Muitas vezes passando dias e dias distantes de casa travando essa

incansável batalha que acompanho desde sempre, porém, sempre interessado e me

incentivando, mostrando que nada cai do céu, nem é por acaso. Obrigado.

Agradeço a minha mãe, Euda Gris Crestani por me aguentar nos piores dias, pelos

conselhos sempre muito bem feitos, pelos almoços sempre deliciosos e por todo

carinho e confiança que depositou em mim. Obrigado.

Agradeço a minha irmã, Angélica Gris Crestani e ao seu esposo, Guilherme Pimentel

que apesar eu ser teimoso e estressado, sempre me tratou com muito carinho,

alegria e atenção. Você é minha inspiração desde criança. Obrigado

Agradeço aos meus amigos de longa data, que apesar do meu “desaparecimento”

nesse último ano, sei que nada mudou e nem mudará. Tenho muita sorte de tê-los

comigo. Obrigado.

Agradeço a minha colega/amiga/companheira Claudia Chibiaqui Bissolotti

carinhosamente conhecida por Claudinha pelo empenho, por concordar e discordar

nos momentos de angustia, por ser dedicada, motivada e comprometida. Além de

ser muito engraçada e falar “bizarro”. Aprendi muitos valores contigo e vou leva-los

para a vida inteira. Você terá muito sucesso na tua jornada, eu sei. Acredite!!!

Obrigado.

RESUMO

O sistema de transporte possui um impacto fundamental na vida social e econômica de qualquer país, estado ou cidade. Devido a essa realidade, cresceu também o volume de tráfego, que varia ao longo do dia. Muitas vezes a demanda atinge a capacidade viária ocasionando um maior tempo de manobra, geralmente no horário de pico. Este trabalho tem como finalidade fornecer uma revisão bibliográfica para avaliar a capacidade e o nível de serviço de uma rótula em uma interseção, utilizando o método do HCM 2010, com foco na interseção rodoviária do KM 124, da BR101. Foi desenvolvido um diagnóstico do local, uma revisão bibliográfica do método e uma contagem volumétrica classificatória. Através destes dados foi possível identificar que toda rótula está operando em nível de serviço F, sendo condizente com o observado em campo e comprovando que a interseção esta operando fora do padrão de desempenho estabelecido pela norma padrão que é nível de serviço C.

Palavras chaves: Interseção em rodovias, capacidade e nível de serviço.

LISTA DE ILUSTRAÇÕES Figura 1 – Tipos básicos de movimento .................................................................... 19

Figura 2 - Conflitos .................................................................................................... 20

Figura 3 – Fluxo de tráfego em interseções não sinalizadas. ................................... 22

Figura 4 – Modelo de fluxograma de trafego em UCP. ............................................. 25

Figura 5 – Nível de serviço de A a F. ........................................................................ 27

Figura 6 – Fluxos analisados na rótula (saída, circulante e entrada) ........................ 30

Figura 7 – Organograma do processo ....................................................................... 32

Figura 8 – Fluxo de circulação .................................................................................. 34

Figura 9 – Fluxo de saída .......................................................................................... 34

Figura 10 – Fluxograma da pesquisa ........................................................................ 40

Figura 11 - Vista Aérea da Intersecção ..................................................................... 42

Figura 12 – Opções de manobra na interseção ........................................................ 43

Figura 13 – Sentido Leste - Oeste ............................................................................. 44

Figura 14 – Acesso Oeste - Leste ............................................................................. 44

Figura 15 – Acesso Sul – Norte ................................................................................. 45

Figura 16 – Acesso Norte - Sul ................................................................................. 45

Figura 17 – Localização dos postos de contagem .................................................... 46

Figura 18 – Fluxos de entrada ................................................................................... 51

Figura 19 – Definição dos fluxos das entradas 3 e 12 ............................................... 52

Figura 20 – Resultados do Passo 1 .......................................................................... 54








Figura 28 – Resultados do Passo 10 ........................................................................ 56



LISTA DE QUADROS Quadro 1 - Classificação das contagens volumétricas .............................................. 23

LISTA DE TABELAS Tabela 1 – Equivalência em carros passeio (UCP) ................................................... 26

Tabela 2 – Critério de Nível de Serviço (veh) ............................................................ 29

Tabela 3 – Equações de capacidade para vias de entrada ....................................... 30

Tabela 4 - Equivalência em carro de passeio, ET ..................................................... 33

Tabela 5 – Designação de pistas assumidas ............................................................ 35

Tabela 6 – Designação de volumes para duas pistas de entrada ............................. 36

Tabela 7 – Simulações da Hora Crítica ..................................................................... 48

Tabela 8 – Volume dos 15 minutos mais carregados na hora de pico ...................... 50

LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS

CTB – Código de Trânsito Brasileiro

DEINFRA/SC – Departamento de Infraestrutura de Santa Catarina

DNIT – Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes

TRB – Transportation Research Board

OHL – Obrascón Huarte Laín Brazil S.A.

APRESENTAÇÃO

Atendendo ao disposto no Regulamento do Curso de Engenharia Civil, submetemos

a consideração superior o presente TICT realizado no período de 03/08/2012 a

15/12/2012, bem como as considerações a respeito do mesmo.

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO ............................................................................................................... 14

1.1. TEMA E PROBLEMA DE PESQUISA .............................................................................. 14

1.2. OBJETIVOS ................................................................................................................. 15

1.2.1. Objetivo geral ................................................................................................... 15

1.2.2. Objetivos específicos ...................................................................................... 15

1.3. JUSTIFICATIVA ............................................................................................................ 16

2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA .................................................................................. 17

2.1. DEFINIÇÕES................................................................................................................ 17

2.2. INTERSEÇÃO ............................................................................................................... 18

2.2.1. Classificação das interseções ....................................................................... 18

2.2.2. Regras de Prioridade ...................................................................................... 21

2.3. ESTUDOS DE TRÁFEGO .............................................................................................. 22

2.3.1. Pesquisa de tráfego ......................................................................................... 22

2.3.1. Dados de tráfego ............................................................................................. 25

2.4. ANÁLISE DE CAPACIDADE – NÍVEL DE SERVIÇO EM RÓTULAS ................................... 27

3. METODOLOGIA ............................................................................................................ 40

3.1. POPULAÇÃO E PARTICIPANTE DA PESQUISA .............................................................. 40

3.2. FLUXOGRAMA DA PESQUISA ...................................................................................... 40

3.3. PROCEDIMENTO E INSTRUMENTO DE COLETA E ANÁLISE DE INFORMAÇÃO .............. 40

3.4. ESTUDO DE CASO ...................................................................................................... 42

3.5. COLETA DE DADOS ..................................................................................................... 46

3.6. DEFINIÇÃO DA HORA CRÍTICA .................................................................................... 48

3.7. DETERMINAÇÃO DA CAPACIDADE E DO NÍVEL DE SERVIÇO ........................................ 49

4. APRESENTAÇÃO DOS DADOS E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS ............ 53

4.1. ESTUDOS DE TRÁFEGO .............................................................................................. 53

4.2. RÓTULA ...................................................................................................................... 53

5. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES ................................................................... 58

5.1. CONCLUSÕES ............................................................................................................. 58

5.2. RECOMENDAÇÕES ..................................................................................................... 59

REFERÊNCIAS ..................................................................................................................... 60

1. INTRODUÇÃO

1.1. Tema e problema de pesquisa

O sistema de transporte possui um impacto fundamental na vida social e econômica

de qualquer país, estado ou cidade. À medida que a sociedade se desenvolve, as

pessoas, têm cada vez mais a necessidade de se deslocarem, o ideal seria um

sistema de transporte eficiente para atender a demanda.

Como essa situação ainda não é uma realidade cria-se um conceito de qualidade de

vida, onde ter o seu próprio meio de locomoção é fundamental e traduz-se num

aumento significativo da frota de veículos, por consequência do número de viagens.

Somando a essa realidade, há também o motivo da facilidade de compra de

automóveis devido às reduções ocasionais do Imposto sobre Produtos

Industrializados – IPI, como por exemplo, as ocorridas em 2008 e em 2012.

Dados do Anuário da Indústria Brasileira, (ANFAVEA, 2011) revelam que a produção

de veículos no ano de 2000 foi de1. 691.240, e em 10 anos chegou a um aumento

de 116% com um total de 3.646.133, em 2010.

Na região de estudo, os dados do Departamento Nacional de Trânsito, informam que

os municípios de Itajaí e Brusque, no período de 2004 a 2008, tiveram uma evolução

acumulada da frota de veículos de 46,6% e 40%, respectivamente (SEBRAE, 2010).

Devido a essa realidade, cresceu também o volume de tráfego nas vias da região.

Muitas vezes a demanda atinge a capacidade viária ocasionando um maior tempo

de manobra que altera o fluxo normal de tráfego, geralmente no horário de pico.

O congestionamento pode acarretar deseconomias em função do aumento do

consumo de combustível, da emissão de poluentes, do impacto no sistema de

ônibus, do tempo gasto e da ocupação do espaço urbano (IPEA, 2010). Alguns dos

pontos críticos da rede viária que contribui para o congestionamento são os

cruzamentos, também conhecidos como interseções.

Em Itajaí, um dos locais onde ocorre congestionamento nos horários de pico é na

Interseção do Km 124 da via marginal da BR-101, em virtude do acesso à cidade de

Itajaí através da Avenida Abraão João Francisco (Contorno Sul) e da saída do

município de Brusque através da SC-486 (Rodovia Antonio Heil), com destino a BR-

101. Percebe-se que atualmente a solução implantada não comporta mais o fluxo na

interseção mencionada.

Tendo como base para resolução dos cálculos, foi utilizado o High Capacity Manual -

HCM 2010, que é um manual americano, muito conceituado para estudos de tráfego,

utilizando o método do capítulo 21, referente a rótulas.

Assim sendo, formula-se o problema de pesquisa: qual o nível de serviço da rótula

da interseção do Km 124 da BR-101, considerando a metodologia escolhida.

1.2. Objetivos

1.2.1. Objetivo geral

Determinar a capacidade e o nível de serviço da interseção rodoviária do Km 124 da

BR101 considerando o método do HCM 2010.

1.2.2. Objetivos específicos

I. Identificar os ramos com maiores volumes de tráfego e analisar os

conflitos com maiores densidades volumétricas, no local de estudo;

II. Obter os volumes de tráfego na área de estudo para aplicação do

método;

III. Calcular a capacidade e definir o nível de serviço utilizando o método

do HCM 2010.

1.3. Justificativa

A partir do crescimento econômico das cidades de Itajaí e Brusque e do aumento

significativo do tráfego, percebe-se que a interseção em foco, não atende mais à

demanda de tráfego. De acordo com o BRASIL (2005), o projeto de interseções

deverá assegurar circulação ordenada dos veículos e manter o nível de serviço da

rodovia, garantindo a segurança nas áreas em que sua corrente de tráfego sofre a

interferência de outros veículos, internas ou externas.

É importante realizar um estudo considerando também a ocorrência do

congestionamento nos projetos de interseções, pois a sociedade sofre cada vez

mais, em termos de tempo perdido no trânsito e maior tempo de ida e vinda diária

entre a residência e o trabalho, como também aumentam o consumo de

combustível, agravando a poluição (UITP, 2003).

Também, carece-se de uma atualização e adaptação nos estudos relacionados a

rótulas em interseções para melhor se adequar ao cenário nacional. E desenvolver

um estudo e formar uma opinião do manual de rótulas do HCM 2010, pois como

temos poucas bibliografias seu dimensionamento muitas vezes fica não condizente

com o tráfego que comporta.

Com relação aos problemas citados acima, e, visando redução do número de

acidentes e de oferecer maior segurança de manobra aos usuários da via, o tema a

ser pesquisado justifica-se e poderá contribuir como uma revisão bibliográfica do

método do HCM - 2010.

2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

2.1. Definições

São definições importantes para o estudo de uma interseção rodoviária os seguintes

elementos:

a) Congestionamento: quando a velocidade média estiver abaixo da capacidade para

qual foi projetada (SIMPOI, 2009).

b) Interseção: 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

(BRASIL, 2005).

c) Acesso: interseção de uma rodovia com uma via de ligação a propriedades

marginais, de uso particular ou público (BRASIL, 2005).

d) Retorno: dispositivo de uma rodovia que permite a veículos de uma corrente de

tráfego a transferência para a corrente de sentido contrário (BRASIL, 2005).

e) Rótula (rotatória): interseção na qual o tráfego circula num só sentido ao redor de

uma ilha central (BRASIL, 2005, p. 33).

f) Capacidade: número máximo de veículos que poderá passar por um determinado

trecho de uma faixa ou pista durante um período de tempo determinado, sob as

condições reais predominantes na via e no tráfego (BRASIL, 2006, p. 23).

g) Fator de hora pico: volume da hora de pico do período de tempo considerado,

dividido pelo quádruplo do volume do período de quinze minutos da Hora de Pico

com maior fluxo de tráfego (BRASIL, 2006, p. 23).

h) Tempo de viagem: período de tempo durante o qual o veículo percorre um

determinado trecho de via, incluindo os tempos de parada (BRASIL, 2006, p. 23).

i) Volume de tráfego: número de veículos que passam por uma seção de uma via, ou

de uma determinada faixa, durante uma unidade de tempo (BRASIL, 2006, p. 25).

j) Faixa de tráfego: faixa longitudinal da pista destinada ao deslocamento de uma única

fila de veículos (BRASIL, 2005, p. 31).

k) Fluxo: conjunto de veículos que circulam no mesmo sentido em uma ou mais faixas

de tráfego (BRASIL, 2005, p. 31).

2.2. Interseção

Para que seja viável e eficiente, de acordo com o DNIT, “o projeto de interseções

deverá assegurar circulação ordenada dos veículos e manter o nível de serviço da

rodovia, garantindo a segurança nas áreas em que as suas correntes de tráfego

sofrem as interferências de outras correntes, internas ou externas” (BRASIL, 2005).

2.2.1. Classificação das interseções

Segundo Brasil (2005) é necessário observar que às vezes uma interseção participa

das características de mais de um dos tipos fundamentais que serão apresentados,

especialmente quando os problemas de circulação são complexos.

As interseções são classificadas em duas categorias gerais, conforme os planos em

que se realizam os movimentos: interseções em nível e interseções em níveis

diferentes (BRASIL, 2005).

2.2.1.1. Interseções em nível

Nas interseções em nível, os fatores que influem na escolha do tipo e dimensão de

uma interseção são os volumes horários de projetos das várias correntes de tráfego

e sua composição por tipo de veículo. Influenciam também na escolha do tipo de

interseção e seu detalhamento as condições locais e o custo de aquisição das faixas

de domínio (BRASIL, 2005).

A classificação funcional da rodovia, o volume e composição do tráfego em cada

ramo da interseção, inclusive pedestres, durante um ou mais períodos de pico do

dia, indicarão o tipo de controle de tráfego necessário, as larguras de pistas, faixas

auxiliares, e grau de canalização a empregar (BRASIL, 2005).

A composição do tráfego afeta diretamente o projeto. Movimentos envolvendo

grandes veículos de carga exigem maiores áreas e greides mais suaves. Paradas de

ônibus próximas e as velocidades de aproximação do tráfego influem também no

projeto da interseção e sua sinalização (BRASIL, 2005).

A interseção em nível possui dois tipos de classificação: movimentos e conflitos:

A. Movimentos

Segundo Manual de Projeto de Interseções, (BRASIL, 2005, p. 162) “(...) nos pontos

de interseção, o comportamento da corrente de tráfego dependerá de sua

composição, volume, velocidade e tipo de interseção adotado. Este último é

responsável pela natureza dos movimentos que se dão entre veículos de cada

corrente (...)”, conforme Figura 1.

Figura 1 – Tipos básicos de movimento

Fonte: BRASIL, 2005, p.163.

O mesmo órgão classifica os movimentos em:

a) Movimentos de cruzamento: quando a trajetória dos veículos de uma corrente corta a trajetória dos veículos de outra corrente. Tal movimento requer que os veículos de uma corrente passem pelos intervalos que surgem na outra ou que uma delas se interrompa momentaneamente.

b) Movimentos convergentes (incorporações): quando as trajetórias

dos veículos de duas ou mais correntes se juntam para formar uma única. Para a execução desse movimento é preciso regular o direito de passagem dos veículos que convergem, ou então, que

os veículos de uma corrente esperem que ocorram intervalos adequados na outra para nela se inscreverem.

c) Movimentos divergentes: quando os veículos de uma corrente de tráfego se separam e formam trajetórias independentes. É um movimento simples quando os veículos que divergem são livres para efetuar essa manobra, não tendo que aguardar oportunidade adequada (brechas em corrente oposta) ou reduzir significativamente suas velocidades (trajetórias de saída com raios pequenos, faixas de trânsito acanhadas ou com pavimento de baixa qualidade).

d) Movimentos de entrecruzamento (entrelaçamento): quando a

trajetória dos veículos de duas ou mais correntes independentes se combinam, formam uma corrente única e depois se separam. O trecho onde se verifica este movimento é denominado "trecho de entrecruzamento”.

B. Conflito

Pontos de conflito são os locais em que ocorrem os movimentos de cruzamento,

convergência e divergência (BRASIL, 2005). Os conflitos são uma ligação entre os

movimentos e as interconexões. No que se referem os tipos de conflito que se

desenvolvem nas interseções, o DNIT classifica em: conflito de cruzamento, conflito

de convergência e conflito de divergência conforme Figura 2.

Figura 2 - Conflitos

. Fonte: BRASIL, 2005, p.164.

2.2.2. Regras de Prioridade

As interseções controladas por regras de prioridade são aquelas em que as

aproximações, em nível, têm estabelecidas, através de sinalização apropriada, a

ordem de prioridade de uso por parte dos diversos movimentos conflitantes. A

sinalização, do tipo "PARE" ou "DÊ A PREFERÊNCIA", estabelece qual das vias é a

principal e qual é a secundária (SILVA, 1994).

Restam, porém, as definições sobre a ordem de prioridade com que os movimentos

podem utilizar as brechas da(s) corrente(s) de tráfego principal (is). Esta ordem de

prioridade é função do número de movimentos conflitantes com cada manobra:

quanto menos os movimentos conflitantes, maior a prioridade da manobra (SILVA,

1994).

De acordo com Capítulo III – das normas gerais de circulação e conduta e artigo 29:

O trânsito de veículos nas vias terrestres abertas à circulação obedecerá às seguintes normas: I - a circulação far-se-á pelo lado direito da via, admitindo-se as exceções devidamente sinalizadas; II - o condutor deverá guardar distância de segurança lateral e frontal entre o seu e os demais veículos, bem como em relação ao bordo da 24pista, considerando-se, no momento, a velocidade e as condições do local, da circulação, do veículo e as condições climáticas; III - quando veículos, transitando por fluxos que se cruzem, se aproximarem de local não sinalizado, terá preferência de passagem: a) no caso de apenas um fluxo ser proveniente de rodovia, aquele que estiver circulando por ela; b) no caso de rotatória, aquele que estiver circulando por ela; c) nos demais casos, o que vier pela direita do condutor;

O HCM - Highway Capacity Manual, do ano 2000, ilustra os fluxos de tráfego em

cruzamento em interseções controladas por regras de prioridade.

Figura 3 – Fluxo de tráfego em interseções não sinalizadas.

Fonte: TRB, 2000, p.17-4.

2.3. Estudos de tráfego

O estudo de trafego é utilizado para obter através de pesquisas, dados relativos aos

cinco elementos fundamentais do tráfego: motorista, pedestre, veículos, via e meio

ambiente (BRASIL, 2006). Desses estudos obtêm-se dados e distribuição sobre o

tráfego atual, determinação quantitativa da capacidade de vias, compatibilidade do

nível de serviço, entre outros (OSÓRIO, 2010, p. 38 apud BRASIL, 2006, p. 19). Os

componentes de um estudo de tráfego serão detalhados a seguir:

2.3.1. Pesquisa de tráfego

Segundo o Manual de Estudos do Trafego – MET do Departamento Nacional de

Infraestrutura de Transporte – (DNIT, 2006) os procedimentos utilizados para

levantamentos de dados são as pesquisas e estas são classificadas em: mediante

entrevistas quando o entrevistador obtém a informação através de perguntas orais e,

observação direta quando não há perturbação ao trânsito na obtenção de dados. Na

observação direta a contagem volumétrica é a mais empregada nos estudos de

tráfego (BRASIL, 2006, p. 101).

Esta contagem do volume de tráfego nas interseções é importante segundo o MET

(BRASIL, 2006, p. 111), pois aponta que “A definição da solução a adotar para uma

determinada interseção e o dimensionamento de seus ramos dependem

necessariamente do volume e das características do tráfego que circulará no ano de

projeto.” Sendo o ano de projeto considerado como: “[...] o décimo ano após a

conclusão das obras programadas.” (BRASIL, 2006, p. 72).

O volume de tráfego é obtido através das contagens volumétricas nas interseções e

visa determinar a quantidade, o sentido e a composição do fluxo de veículos que

passam nas vias que se interceptam e dos seus ramos de ligação, numa

determinada unidade de tempo, que é expresso normalmente em veículos/dia (vpd)

ou veículos/hora (vph) (BRASIL, 2006).

Essas informações serão usadas na análise de capacidade, na avaliação das

causas de congestionamento e de elevados índices de acidentes, no

dimensionamento do pavimento, nos projetos de canalização do tráfego e outras

melhorias (BRASIL, 2006).

As contagens volumétricas são classificadas de acordo com o Quadro 1a seguir:

Quadro 1 - Classificação das contagens volumétricas Tipos Definição Emprego

Contagens Globais

É registrado o número de veículos independente do seu sentido e agrupados de acordo com sua classe;

cálculos de volumes diários, preparação de mapas de fluxo, determinação de tendências do tráfego.

Contagens Direcionais

É registrado o número de veículos por sentido do fluxo;

cálculo de capacidade, determinação de intervalos de sinais, justificação de controles de transito, estudos de acidentes, etc.

Contagens Classificatórias

São registrados os volumes para vários tipos ou classes de veículos;

dimensionamento estrutural e projeto geométrico de interseções, cálculo de capacidade, etc.

Fonte: BRASIL, 2006, p.101.

Quanto aos métodos de contagem, estes podem ser: manuais, automáticas,

videoteipe, método do observador móvel (BRASIL, 2006).

As contagens manuais são feitas por pesquisadores, com auxílio de fichas e/ou

contadores manuais, sendo que nas vias urbanas é comum o agrupamento de

veículos com características semelhantes. Ainda, é fundamental a anotação de

quaisquer fatores que dificultem ou possam falsear os resultados, e, se não forem

poderão fazer com que o fluxo medido seja inferior ao real em condições normais

(BRASIL, 2006).

Cabe ressaltar que este método tem a vantagem de ser de fácil operação, custos

baixos e flexibilidade quanto à mudança de locais para a cobertura de uma área num

período curto de tempo (BRASIL, 2006).

Para obtenção dos dados necessários deverão ser levantadas as seguintes

informações que de acordo com o Manual de Estudos de Tráfego (BRASIL, 2006, p.

112) são:

a) Determinação preliminar dos períodos de pico de tráfego, através do exame de contagens de tráfego eventualmente existentes ou de observação específica do local, complementada com consultas a autoridades locais em condições de prestar informações confiáveis. Nessa pesquisa se procurará identificar os dias de semana e períodos horários em que ocorrem os picos de tráfego.

b) Identificação das características dos veículos de maiores dimensões que ocorrem normalmente na interseção.

c) Identificação de elementos existentes que permitam determinar

fatores de sazonalidade para ajustamento dos resultados das contagens ao período do ano de maior fluxo de tráfego.

d) Identificação de elementos existentes que permitam determinar os fatores de expansão necessários à determinação do Volume Médio Diário (VMD) das diversas correntes da interseção.

e) Levantamento de valores de taxas de crescimento a aplicar aos

volumes determinados nas contagens, obtidos de estudos socioeconômicos ou estudos de tráfego existentes.

2.3.1. Dados de tráfego

Os dados de tráfego deverão incluir os Volumes Médios Diários (VMD) e os Volumes

Horários de Projeto (VHP). Deverão ser representados em fluxogramas indicativos

das diversas correntes de veículos, classificados de acordo com as finalidades do

estudo, pelo menos em carros de passeio, ônibus e veículos de carga, mais

comumente designados como automóveis ou carros, ônibus e caminhões (BRASIL,

2005).

Recomenda-se, sempre que possível, que o Volume Horário de Projeto (VHP) seja

expresso também em unidades de carro de passeio por hora (UCP/hora). A Figura 4

fornece um modelo de fluxograma com as referidas indicações (BRASIL, 2005).

Figura 4 – Modelo de fluxograma de trafego em UCP.

Fonte: BRASIL, 2005, p. 42.

O DNIT (BRASIL, 2005, p. 512) classifica os veículos em sete categorias diferentes que são:

VP- Representa os veículos leves, física e operacionalmente assimiláveis ao automóvel, incluindo minivans, vans, utilitários, pick-ups e similares. CO- Representa os veículos comerciais rígidos, não articulados. Abrangem os caminhões e ônibus convencionais, normalmente de dois eixos e quatro a seis rodas. O - Representa os veículos comerciais rígidos de maiores dimensões. Entre estes se incluem os ônibus urbanos longos, ônibus de longo percurso e de turismo, bem como caminhões longos, frequentemente com três eixos (trucão), de maiores dimensões que o veículo básico. Seu comprimento aproxima-se do limite máximo legal admissível para veículos rígidos. SR- Representa os veículos comerciais articulados, compostos de uma unidade tratora simples (cavalo mecânico) e um semirreboque. Seu comprimento aproxima-se do limite máximo legal para veículos dessa categoria. RE - Representa os veículos comerciais com reboque. É composto de um caminhão trator trucado, um semirreboque e um reboque, e que mais se aproxima do veículo conhecido como bitrem. Seu comprimento é o máximo permitido pela legislação. M - Motos. SI – Sem informação (veículos não classificados acima).

A configuração final da interseção é obtida a partir de uma combinação dos

diferentes tipos de veículos, transformados em UCP. Os coeficientes para

transformação em unidades de carros de passeio (UCP) podem ser obtidos na

Tabela abaixo (BRASIL, 2005).

Tabela 1 – Equivalência em carros passeio (UCP)

Fonte: BRASIL, 2005, p. 512.

Para estudos de capacidade pode ser conveniente representar cada tipo de veículo

em [...] UCP, ou seja, número equivalente de carros de passeio que exerce os

mesmos efeitos na capacidade da rodovia que o veiculo referido. (BRASIL, 2006, p.

56).

2.4. Análise de capacidade – Nível de serviço em rótulas

A capacidade de uma interseção é função de um grande número de variáveis.

Atendendo à precisão com que essas variáveis possam ser obtidas para o ano de

projeto, a capacidade deve ser estimada com emprego de metodologia confiável

(BRASIL, 2006, p. 148).

Dentre as metodologias disponíveis, o High Capacity Manual – HCM do

Transportation Research Board - TRB é o documento mais consagrado para

determinar a capacidade e o nível serviço, pois tem sido atualizado

sistematicamente com continuo aperfeiçoamento (BRASIL, 2006).

De acordo com Brasil (2006, p. 157): “a capacidade depende de fatores complexos,

e é praticamente impossível calculá-la com exatidão, sendo necessário conformar-se

em estimá-la com valores aproximados”.

É uma medida qualitativa que expressa as condições de uma corrente de tráfego e a

forma como são percebidas por usuários. São estabelecidos seis níveis de serviço,

caracterizados para as condições operacionais de uma via de fluxo ininterrupto

(SILVA, 1994). A Figura 5 mostra as condições operacionais dos níveis.

Figura 5 – Nível de serviço de A a F.

Fonte: SILVA, 1994, p. 2.

Os níveis de serviço têm como principal indicador de desempenho, o atraso médio

total, medido em segundos por veiculo (s/veh), abaixo são descritos os níveis de

serviço de A a F de acordo com Brasil, 2005, p. 200:

Nível A: a maioria dos veículos da corrente de tráfego pode passar livremente pela interseção, praticamente sem sofrer atraso. Nível B: a capacidade de deslocamento dos veículos da corrente secundária é afetada pelo fluxo preferencial. Os tempos de espera são pequenos Nível C: os motoristas da corrente secundária têm que estar atentos a um número expressivo de veículos da corrente principal. Os tempos de espera são sensíveis. Começa-se a formar retenções de veículos, mas sem grande extensão e duração. Nível D: A maioria dos motoristas da corrente secundária é forçada a efetuar paradas, com sensível perda de tempo. Para alguns dos veículos os tempos de espera podem ser elevados. Mesmo que se formem retenções de extensões maiores, elas voltam a se reduzir. O movimento do tráfego permanece estável. Nível E: Formam-se retenções de veículos, que não se reduzirão enquanto permanecerem os mesmos volumes de tráfego. Os tempos de espera tornam-se muito elevados. Pequenos aumentos das interferências entre veículos podem provocar colapso do tráfego. Foi atingida a capacidade. Nível F: O número de veículos que chegam à interseção durante um longo intervalo de tempo é superior à capacidade. Formam-se longas e crescentes filas de veículos, com elevados tempos de espera. Esta situação é aliviada apenas com sensível queda dos volumes de tráfego. A interseção está sobrecarregada.

Para determinação da capacidade e do nível de serviço, foi utilizado o método do

TRB – Chapter 21 – Roundabouts.

O método apresenta conceitos e procedimentos para análise das interseções com

rótula. Os procedimentos foram determinados através de uma pesquisa de 31 locais

diferentes, que proporcionou um amplo banco de dados de operações em rótulas,

permitindo assim que o analista avalie o desempenho operacional existente ou

previsto com uma ou duas pistas, possuindo os níveis de demanda do tráfego local

(TRB, 2010).

O procedimento analítico leva em consideração apenas a análise da rotatória em si,

incluindo faixa de pedestres e ou bicicleta (TRB, 2010).

O critério utilizado para avaliar o nível de serviço para veículos em rótulas são dados

através da Tabela 2, onde o Nível de Serviço F é atribuído se a proporção do volume

de capacidade excede 1,0 (um), independentemente do controle de atraso (TRB,

2010).

Tabela 2 – Critério de Nível de Serviço (veh)

Fonte: Adaptado TRB, 2010.

A análise de uma rótula é realizada obtendo os seguintes dados: número e

configuração das pistas em cada entrada; o volume de tráfego para cada movimento

de entrada de veículos e pedestres (se houver) durante 15 minutos ou 1 hora do

horário de pico; porcentagem dos veículos pesados; distribuição de volumes em

entradas de várias pistas (TRB, 2010).

A capacidade na entrada de uma rótula é diretamente influenciada por padrões de

fluxo, conforme Figura 6. Os três fluxos de interesse são:

• Fluxo de entrada (Ve);

• Fluxo circulante (Vc);

• Fluxo de saída (Ver).

Figura 6 – Fluxos analisados na rótula (saída, circulante e entrada)

Fonte: TRB, 2010

As capacidades são determinadas através das equações da Tabela 3, levando em

consideração a relação da quantidade de pista(s) de entrada(s) com a(s) de

circulação.

Tabela 3 – Equações de capacidade para vias de entrada

Fonte: Adaptado, TRB, 2010.

Onde:

��,�� = �� í�� (� / ℎ) ��,��,�� = �� , �� í�� (� / ℎ) ��,��,�� = �� , �� í�� (� / ℎ)

!�,�� = �" � #��"� $ ��#�� (�� $%� � #�"�)(� / ℎ)

O volume de veículos que passa por uma seção de uma via não é uniforme no

tempo. A comparação de contagens de quatro períodos consecutivos de quinze

minutos, mostra que são diferentes entre si. Essa variação leva ao estabelecimento

cada

do “Fator Horário de Pico” (FHP), que mede justamente esta flutuação e mostra o

grau de uniformidade do fluxo (BRASIL, 2005, p. 66).

&'( = )*+,∙)./0 (Equação 1)

Onde:

&'( = #�� ℎ��á��

!'& = ��$ � ℎ��

!234 = ��$ �� 15 $�� $ $�� #��"� � ��á# 7� � ℎ��

O PHF varia, teoricamente, entre 0,25 (fluxo totalmente concentrado em um dos

períodos de 15 minutos) e 1,00 (fluxo completamente uniforme). Os casos mais

comuns são de PHF na faixa de 0,75 a 0,90. Os valores de PHF nas áreas urbanas

se situam geralmente no intervalo de 0,80 a 0,98. Valores acima de 0,95 são

indicativos de grandes volumes de tráfego, algumas vezes com restrições de

capacidade durante a hora de pico (BRASIL, 2006, p. 68).

O método exemplifica 12 passos para determinar o nível de serviço da rótula como

um todo e também separado por faixa. Abaixo o organograma do processo.

Figura 7 – Organograma do processo


Passo 1 – Converter os volumes em taxas

�� = )8+*9 (Equação 2)

Onde:

�� = �" � � $�� #��"� � � $��$ �� (� í� / ℎ) !� = ��$ � � $�� $��$ �� (� í� / ℎ) &'( = #�� ℎ��

Passo 2 – Ajustar as taxas com veículos pesados, conforme a Tabela 4:

Tabela 4 - Equivalência em carro de passeio, ET


#*) = ;;<+=(>=?;) (Equação 3)

��,�� = @8ABC (Equação 4)

Onde:

��,�� = �" � � $�� #��"� � � $��$ �� (� / ℎ) �� = �" � � $�� #��"� � � $��$ �� (� í� / ℎ) #*) = #�� í�� &D = ��çã� � � í�� #��"� � ��á# 7� GD = �� í�� $ ��$ó� �� 7 ��

Passo 3 – Determinar as taxas de fluxo de saída e que circulam na rótula.

Taxa de fluxo de circulação:

Figura 8 – Fluxo de circulação

Fonte: TRB, 2010.

��,IJ,�� = �KJL,�� + �NJO,�� + �NJL,�� + �>JD,�� + �>JO,�� + �>JL,��(Equação 5)

Taxa de fluxo de saída:

Figura 9 – Fluxo de saída

Fonte: TRB, 2010.

��4,�� = �IJL,�� + �KJO,�� + �NJD,�� + �>JP,�� − �>JP,��,RS�3��(Equação 6)

Passo 4 – Determinar a taxa de fluxo de entrada por pista

Taxa de fluxo de entrada é a soma de todas as taxas de movimento que utilizam

essa entrada. Para entradas de faixas múltiplas e entradas com faixas livres, ou

ambos, o seguinte procedimento pode ser usado para designar os fluxos para cada

pista:

a) Se uma pista de desvio para a direita, por sua vez, é fornecida, o fluxo da pista de circulação é removido a partir do cálculo dos fluxos de entrada da rotatória.

b) Se apenas uma pista está disponível para um dado movimento, o fluxo para o movimento é atribuído apenas para aquela pista.

c) Os demais fluxos são assumidos para ser distribuídos em todas as pistas, sujeitos as quaisquer restrições impostas, desequilíbrios observados ou utilização volumes estimadas de pista.

Tabela 5 – Designação de pistas assumidas

Fonte: Adaptado TRB, 2010. Como base atribuição da pista assumida para entrada e o efeito de utilização

descrito acima, as taxas de fluxo podem ser atribuídas a cada pista utilizando as

fórmulas da Tabela 6. Onde, %RL é a porcentagem de entrada do trafego com a

pista da direita, %LL é a porcentagem de entrada utilizando a via de entrada à

esquerda, %LL + %RL = 1.

Tabela 6 – Designação de volumes para duas pistas de entrada


Passo 5 – Determinar a capacidade de cada pista antes da entrada

Para determinar a capacidade de cada pista é utilizada a Tabela 3.

Passo 6 – Determinar a Impedância de pedestres para veículos

Não utilizado no trabalho porque o volume de pedestres no local não é significativo

para aplicação no método e também quando existem altos fluxos de conflito os

pedestres podem passar entre os veículos, não tendo impacto sobre a capacidade

de entrada dos veículos na rótula.

Passo 7 – Converter as taxas de fluxo de capacidade por pista em veículos por hora

Para converter as taxas de fluxo de capacidade por pista em veículos por hora é

necessário encontrar o fator de ajuste para veículos para cada pista, a capacidade e

o volume em veículos por hora.

O fator de ajuste para veículos pesados para cada faixa de entrada pode ser

aproximado pela média ponderada dos fatores de ajuste de veículos pesados para

cada movimento de entrada na rótula (excluindo os de passagem livres se presente),

pela taxa de fluxo, como mostra na Equação 7.

#*),� = ABC,T∙@T,UVW<ABC,X∙@X,UVW<ABC,=∙@=,UVW<ABC,Y,Z∙@Y,Z,UVW@T,UVW<@X,UVW<@=,UVW<@Y,Z,UVW (Equação 7)

Onde:

#*),� = #�� $ �� í�� , #*),� = #�� $ �� í�� $��$ �� , ��,+[> = �" � #��"� � � $�� $��$ �� (�/ℎ).

Da mesma forma, a capacidade de uma pista é convertida novamente por veículos

por hora como mostra a Equação 8:

�� = ��,+[> ∙ #*),� ∙ #�� (Equação 8)

Onde:

�� = �� (� ℎ/ℎ), ��,+[> = �� (�/ℎ), #*),� = #�� $ �� í�� (� � %�"�), e #�� = #�� $ �â�� .

As taxas de fluxo são convertidas de volta para veículos por hora pela multiplicação

dos automóveis de passageiros pela taxa de fluxo equivalente, calculada na etapa

anterior e pelo fator de veículos pesados para a faixa mostrada na Equação 9.

�� = ��,+[> ∙ #*),� (Equação 9)

Onde:

�� = �" � #��"� �� (� ℎ/ℎ), ��,+[> = �" � #��"� �� (�/ℎ), #*),� = #�� $ �� í�� (� � %�"�).

Passo 8 – Determinar a proporção do volume pela capacidade por pista

A proporção do volume da capacidade de uma determinada pista é calculada

dividindo a capacidade da pista em sua taxa de fluxo de demanda como a Equação

10.

"� = @8�8 (Equação 10)

Onde:

"� = ��çã� �� $ � �� , �� = �" � #��"� � � $�� (� ℎ/ℎ), e �� = �� (� ℎ/ℎ).

Passo 9 – Cálculo do Médio Atraso para cada pista

A fórmula que deve utilizada para estimar o controle médio para cada pista de

entrada na rótula é determinada pela Equação 11.

� = ^_``� + 900c d" − 1 + e(" − 1)f + ghijjk l4

,m`D n + 5 ∙ $��o", 1p (Equação 11)

Onde:

� = $é�� (�/� ℎ). " = ��çã� �� $ � �� . � = �� (� ℎ/ℎ). c = �í�� $� (ℎ)(c = 0,25ℎ � 15 $�� ).

O controle de atraso médio para uma determinada pista é a função da capacidade

da pista pelo grau de saturação. O modelo de análise utilizado acima para estimar

controle de atraso médio assume que não há fila residual no início do período de

análise. Se o grau de saturação é maior que 0,9, o controle médio de atraso é

significativamente afetado pela duração do período de análise.

Passo 10 – Determinar o Nível de serviço para cada pista em cada entrada

O nível de serviço para cada faixa em cada uma das entradas é determinado

utilizando a Tabela 2 e os valores calculados de controle de atraso.

Passo 11 - Determinar o Atraso Médio e o Nível de serviço da rótula como um todo

O controle de atraso para uma entrada é calculado através de uma média

ponderada de atraso para cada acesso, ponderado pelo volume de cada pista. O

cálculo é mostrado na Equação 12. O volume na pista de circulação deve ser

incluído no cálculo de atraso para a entrada. O nível de serviço para cada entrada é

determinado usando Tabela 6 e os valores calculados ou controle de atrasos

medidos.

��st�3�3 = �XX∙@XX<�YX∙@YX<�u/v.w8xyZ∙@u/v.w8xyZ@XX<@YX<@u/v.w8xyZ (Equação 12)

��st��çãz = ∑ �8@8∑ @8 (Equação 13)

Onde:

��st��çãz = �� çã� �� (�/� ℎ),

�� = �� (�/� ℎ), e

�� = �" � #��"� �� (� ℎ/ℎ).

Passo 12 – Cálculo do 95º percentual de fila para cada pista

O percentual 95º para cada pista em um acesso calculada usando a Equação 14.

|}m = 900c d" − 1 + e(1 − ")f + ghijjk l4;m`D n g �

^_``l (Equação 14)

Onde:

|}m = 95º percentual de �ila (veh), " = � �çã� �� $ � �� $ � � �$�� , � = �� $ � � �$�� (� ℎ/ℎ), e c = �í�� $� (ℎ)(c = 1 � �� 1 ℎ�� , c= 0,25 � �� 15 $�� )

O comprimento da fila calculado para cada pista deve ser verificado contra o

armazenamento disponível. A fila em cada pista pode interagir com pistas

adjacentes em uma ou mais formas:

• Se filas em pistas laterais excederem o armazenamento disponível, a fila na pista analisada pode exceder mais do que o previsto devido ao enfileiramento adicional a partir das pistas laterais.

• Se filas na pista analisada excederem o armazenamento disponível as vias laterais sofrem a privação pela fila da pista analisada.

3. METODOLOGIA

3.1. População e participante da pesquisa

Participaram dessa pesquisa 9 acadêmicos da Universidade do Vale do Itajaí

contribuindo para a coleta de dados feita no local e o DNIT contribuindo com

informações e manuais.

3.2. Fluxograma da pesquisa

Figura 10 – Fluxograma da pesquisa

3.3. Procedimento e instrumento de coleta e análise de informação

O delineamento da pesquisa abrangeu as etapas do fluxograma acima, e cada etapa

está descrita a seguir:

A fundamentação teórica foi a primeira etapa desenvolvida no trabalho. Neste

período foram aprofundados os conhecimentos sobre interseções em nível, estudos

de tráfego e análise de capacidade e nível de serviço em rótulas.

A segunda etapa refere-se à definição e diagnóstico da interseção existente. Neste

item foram expostos elementos e características: localizações, quantidade de faixas

de tráfego em cada entrada da rótula, seu entorno e sinalização.

Na etapa seguinte foi realizado um levantamento de dados para estimativa do

volume de tráfego. Neste item foram realizadas contagens de tráfego para

determinação dos fluxos de cada movimento na interseção.

Posteriormente ao levantamento de dados colhidos em campo, foi possível

determinar a capacidade e o nível de serviço da rótula. Nesta fase foram aplicados

os conhecimentos adquiridos na primeira etapa.

Na fase das discussões dos resultados foi possível avaliar os resultados obtidos na

aplicação do método utilizado. Neste item através dos resultados avaliados foi

possível identificar pontos da metodologia que não se adaptam com cenário

regional.

Após o desenvolvimento das cinco fases descritas acima, chega-se à etapa de

conclusão e recomendações do trabalho. Nesta etapa é apresentada a conclusão

se, de acordo com os procedimentos descritos na literatura na qual o presente

estudo foi baseado, o método é confiável e pode ser utilizado para determinação da

capacidade e do nível de serviço em interseções com rótulas.

3.4. Estudo de Caso

Trata-se de uma interseção situada no município de Itajaí, conforme a Figura 11

abaixo, em dois níveis, onde, no nível superior passa a rodovia BR101/SC com

sentido norte para a cidade de Curitiba e sentido sul para a cidade de Florianópolis,

sob concessão da Auto Pista Litoral Sul - OHL.

No nível inferior da interseção, além dos acessos oriundos da ligação com a BR101

(nível superior), tem-se o cruzamento com a rodovia SC/486 com sentido oeste o

município de Brusque (Rodovia Antonio Heil – sob concessão do Governo do Estado

de Santa Catarina – DEINFRA/SC) e sentido leste para o município de Itajaí

(Avenida Vereador Abrahão João Francisco - sob concessão do Município de Itajaí).

Figura 11 - Vista Aérea da Intersecção

Fonte: Google, 2012.

O cruzamento entre a Av. Vereador Abrahão João Francisco e a Rodovia Antônio

Heil possui movimentos do tipo conflitante (fluxos que se cruzam) e é controlada por

regras de prioridade. Dada a sua localização, junto a uma das principais rodovias do

país, esta interseção sofre problemas de congestionamento, nas horas de pico da

manhã e tarde.

A interseção apresenta para todos os quatro sentidos (Norte, Sul, Leste e Oeste),

quatro opções de manobra (virar direita, em frente, virar esquerda e retornar),

conforme a Figura 12. Sendo assim a interseção foi separada nos sentidos abaixo:

Figura 12 – Opções de manobra na interseção

a) Sentido Leste - Oeste

O tráfego da Av. Vereador Abrahão João Francisco pode: ingressar na BR-101

sentido Norte, acessar a rodovia Antonio Heil, ingressar na BR-101 sentido Sul e

retornar, conforme Figura 13. O primeiro movimento, o acesso a BR-101 sentido

Norte é realizado através de uma saída lateral da Av. Vereador Abrahão João

Francisco, que possui uma pista de rolamento.

Figura 13 – Sentido Leste - Oeste

No segundo movimento, em frente, é possível ingressar na rodovia Antonio Heil

através de duas pistas. O movimento de manobra à esquerda, que é efetuado por

grande parte do volume de tráfego no acesso, é realizado contornando a rotatória

para acessar a BR-101 sentido Sul, e o quarto movimento retorno, duas pistas.

b) Sentido Oeste – Leste

O tráfego da Rodovia Antonio Heil é permitido: acessar a BR-101 sentido Sul,

acessar a Av. Vereador Abrahão João Francisco em frente, acessar a BR-101

sentido Norte à esquerda e retornando. O primeiro movimento é realizado através do

ramo lateral e possui uma pista, em frente é possível ingressar na Av. Vereador

Abrahão João Francisco e que é efetuado por grande parte do volume de tráfego no

acesso e onde ocorre o maior conflito da interseção, possui duas pistas. O terceiro

movimento é possível ingressar na BR 101 sentido Norte, duas pistas, e o quarto,

retorno, duas pistas.

Figura 14 – Acesso Oeste - Leste

c) Sentido Sul - Norte

O fluxo de veículos provenientes da BR-101 sentido Sul pode realizar quatro

movimentos: ingressar a Av. Vereador Abrahão João Francisco, voltar à BR-101

sentido Norte, ingressar a Rodovia Antonio Heil contornando a rótula e retornar. O

primeiro movimento é possível ingressar na Av. Vereador Abrahão João Francisco

(possui uma pista), o segundo movimento, em frente e retornar a BR-101 sentido

Norte (uma pista) o terceiro e o quarto movimento possuem pistas compartilhadas

para ingressar na Rodovia Antonio Heil (uma pista à esquerda e uma pista de

retorno).

Figura 15 – Acesso Sul – Norte

d) Sentido Norte – Sul

O fluxo de veículos provenientes da BR-101 sentido Norte pode: ingressar na

Rodovia Antonio Heil, voltar à BR-101 sentido Sul, ingressar a Av. Vereador Abrahão

João Francisco contornando a rótula e realizar o retorno. O primeiro movimento é

possível ingressar na Rodovia Antonio Heil, possui uma pista, em frente retornar à

BR-101 sentido Sul, uma pista, à esquerda ingressando na Av. Vereador Abrahão

João Francisco, uma pista e retorno, uma pista.

Figura 16 – Acesso Norte - Sul

3.5. Coleta de dados

Na contagem foi constatada a dificuldade de conseguir pessoas dispostas a realizar

a contagem nas duas horas nos dois dias, e também de identificar os movimentos de

origem/destino de retorno e de saída e retorno para rodovia.

A coleta de dados foi uma contagem de tráfego realizada em duas quintas-feiras nos

dias nos dias 23 e 30 de agosto, lado Leste e Oeste respectivamente, com duração

de 2 horas cada. A localização dos postos de contagem ocorreu de acordo com a

Figura 17.

Figura 17 – Localização dos postos de contagem

Foi instruído aos observadores que fizessem as seguintes tomadas de decisões:

1. Considerar veículos de passeio: compactos, sedãs, hatches;

2. Considerar veículos: SUV, picapes, kombis e vans;

3. Considerar caminhões;

4. Considerar motos;

5. Considerar bitrem;

6. Considerar outros;

O material usado na coleta de dados foi uma planilha modelo de registro de

contagem na Interseção, como mostra a Figura 18. Foi uma adaptação das Fichas

de contagem volumétrica I e II do DNIT (2006).

Figura 18 - Planilha modelo

Na contagem foram determinados separadamente os volumes dos diversos tipos de

veículos com totalização a cada 5 minuto, posterior, foi criada uma planilha das duas

horas de contagem, conforme a Figura 19 e uma planilha resumo de todas as fichas

preenchidas, apresentada na Figura 19.

Figura 19 - Planilha da contagem das duas horas

Figura 20 - Planilha resumo

3.6. Definição da Hora Crítica

Foram considerados os movimentos de entrada na rotatória 03; 09; 12; e 16,

conforme Figura 17 para definição da hora crítica, pois são eles os causadores de

conflito na interseção.

Dentro das duas horas de contagem foi possível criar vários cenários para poder

determinar a hora crítica. A Tabela 7 mostra o processo.

Tabela 7 – Simulações da Hora Crítica

Movi

mento

s Veículos de Passeio CaminhõesÔnibus

Carros Camionete Motos BITREM

1 455 64 115 12 207 124

2 514 61 102 3 74 19

3 1.363 301 340 30 119 2

4 1.621 392 402 33 172 18

5 952 147 208 15 63 0

6 1.626 261 465 52 231 129

7 1.266 257 330 43 87 1

8 684 127 145 26 41 0

9 259 61 50 5 64 3

10 891 144 169 13 58 5

11 402 56 44 3 57 1

12 742 113 288 29 132 126

13 1.001 165 132 35 161 7

14 582 150 156 14 110 15

15 387 67 58 3 130 113

16 1.109 47 154 27 84 91

Σ 13.854 2.413 3.158 343 1.790 654

Movi

mento

s Veículos de Passeio Caminhões

Com a hora crítica foi possível ajustar a planilha das contagens somente pra hora

analisada. Conforme mostra o a Figura 21.

Figura 21 - Movimentos que influenciam na rótula

3.7. Determinação da capacidade e do nível de serviço

Por se tratar de um manual americano, sem tradução disponível e acesso restrito foi

despendido um tempo muito grande na obtenção do material e na sua tradução.

Para determinação da capacidade e do nível de serviço da rótula foram utilizados os

12 passos do manual explicados no item 2.4 da fundamentação teórica.

Passo 1: Através da Equação 1 foi encontrado o Fator de Hora pico utilizando o

volume dos 15 minutos mais carregados da hora de pico conforme mostra a Tabela

8. Em seguida foi transformado o volume da demanda de veículos por hora em taxa

de demanda do fluxo para cada movimento veículos por hora (veh/h), utilizando a

Equação 2.

183 28 90 98 142 39 103 135

48 9 21 11 30 6 14 5

22 9 18 13 8 7 14 7

total veículos 36 2 33 15 total veículos 52 9 53 23

674 1 0 15 11 687 0 2 19 11

6 0 4 1 3 0 2 3

188 27 117 108 169 38 83 160

38 8 15 6 25 13 10 2

21 11 27 17 14 5 13 6


698 0 0 11 10 679 0 1 20 10

3 0 5 1 4 0 2 2

146 40 98 158 182 23 77 140

32 3 14 3 43 13 14 6

21 10 15 15 6 9 17 5


708 1 0 18 15 687 0 0 17 12

3 1 3 1 5 2 2 10

153 39 100 123 200 25 74 187

39 5 17 7 46 4 8 7

21 9 15 11 6 4 13 10


18:15 as 18:30

18:30 as 18:45

18:45 as 19:0017:45 as 18:00

17:30 as 17:45

17:15 as 17:30

9 12 163 9Horário \ Local Horário \ Local 3

17:00 as 17:15 18:00 as 18:15

12 16

703 0 0 14 13 703 0 0 12 9

2 1 10 2 4 1 1 7

Tabela 8 – Volume dos 15 minutos mais carregados na hora de pico

Passo 2: Com as taxa

determinou-se o fator de ajuste para veículos pesados (FHV) com a

carro de passeio da Tabela

ajustar os movimentos em taxas de demanda de fluxo dados em unidades de carro

de passeio (pc/h), através da Equação 4.

Passo 3: O fluxo de circulação

através da Equação 5 e da

Passo 4: As taxas de fluxo de entrada foram

movimentos da Figura 22

0

200

400

600

800

1000

Vo

lum

e (

ve

ícu

los)

Variação do fluxo de tráfego na hora crítica

Volume dos 15 minutos mais carregados na hora de pico

taxas de demanda de fluxo para cada movimento calculado

se o fator de ajuste para veículos pesados (FHV) com a

Tabela 4 e Equação 3, da hora crítica. Com o FHV foi possível


de passeio (pc/h), através da Equação 4.

O fluxo de circulação na rótula antes de cada entrada

5 e da Figura 8. E o fluxo de saída pela Equação 6 e a

xas de fluxo de entrada foram consideradas

222.

17:30 17:45 18:00 17:45

17:15 17:30 18:45 18:00


Volume dos 15 minutos mais carregados na hora de pico

o para cada movimento calculado,

se o fator de ajuste para veículos pesados (FHV) com a equivalência em

. Com o FHV foi possível


tula antes de cada entrada foi determinado

. E o fluxo de saída pela Equação 6 e a Figura 9.

de acordo com os

17:45

18:00


Figura 22 – Fluxos de entrada

Passo 5: A capacidade de cada pista de entrada foi determinada através da Tabela

3, de acordo com o número de pistas de entrada e de faixas de circulação

conflitantes.

Passo 6: Não foi considerada a impedância de pedestres para veículos devido a

insignificância dos dados no local.

Passo 7: De acordo com o método deve-se converter as taxas de fluxo (pc/h) em

veículos por hora (veh/h) novamente, considerando o FHV de cada faixa, através da

Equação7. Com o FHV determinado, foi possível ajustar a capacidade (Equação 8)e

a taxa de fluxo (Equação 9) para cada faixa.

Na entrada 3, o fluxo que segue em frente foi definido através do fluxo do movimento

3 menos o 5, e o que vira a esquerda é o fluxo do movimento 10. Para entrada 12, o

fluxo que segue em frente foi determinado através da subtração do movimento 7 e

16 e o que vira a esquerda o fluxo do movimento 1, conforme mostra a Figura 23.

Figura 23 – Definição dos fluxos das entradas 3 e 12

Para as entradas 9 e 16 foram consideradas as próprias contagens.

Passo 8: Com os resultados obtidos da Equação 8 e 9 foi possível determinar a

proporção de capacidade de cada faixa através Equação 10.

Passo 9: O controle médio de atraso para cada faixa foi determinada através da

Equação 11.

Passo 10: O nível de serviço para cada faixa em cada uma das entradas foi

determinado pela Tabela 2, com os resultados da Equação 11.

Passo 11: Para calcular o controle de atraso médio de cada entrada e da rotula

como um todo foi utilizado a Equação 12 e 13, respectivamente.

Passo 12: O percentual 95º de filas para cada faixa foi calculada utilizando a

Equação 14.

4. APRESENTAÇÃO DOS DADOS E DISCUSSÃO DOS RESULTADO S

4.1. Estudos de tráfego

As contagens volumétricas de observação direta foram realizadas em duas etapas

diferentes, ambas na quinta-feira. A fim de determinar todas as entradas e saídas na

interseção foram definidos 9 postos de contagem na primeira etapa e 7 postos no

segundo dia.

A contagem foi dividida em dois dias por não haver pessoas suficientes para contar

todos os 16 movimentos. Justificando assim as etapas de contagem. Para

determinar um valor mais preciso, os movimentos deveriam ser contados todos num

mesmo dia, escolhendo dois dias da mesma semana, onde seus fluxos representam

o tráfego típico dos dias de semana, normalmente os dias recomendados são terça,

quarta e quinta-feira.

Nos cálculos não foram considerados os movimentos de retorno, e de saída e

retorno à BR101 no mesmo sentido. Para considerar esses movimentos seria

necessário abranger uma pesquisa de tráfego com origem/destino. Essas pesquisas

despendem um maior número de pessoas envolvidas na contagem.

O Anexo 2 apresenta o resultado da contagem nas duas etapas. A primeira etapa

contempla os movimentos de 1 a 9; e a segunda de 10 a 16.

4.2. Rótula

A Figura 24 apresenta os resultados obtidos no primeiro passo. Cabe ressaltar que o

Fator de Hora Pico (PHF) de 0,99 demonstra um grande volume tráfego, quase

uniforme, pois está muito perto de 1,00. O Anexo 1 apresenta todos os resultados

compilados.

Figura 24 – Resultados do Passo 1

A Figura 25 demonstra os resultados das taxas convertidas em unidade de carros de

passeio para todos os movimentos da interseção na hora crítica.


A Figura 26 mostra os resultados das taxas de fluxo de circulação e saída.


A Figura 27 apresenta os resultados das taxas de fluxo de entrada.


A Figura 28 demonstra os resultados da capacidade por faixa de cada pista de

entrada na rótula. Foi identificado que a entrada 3 e a entrada 9 apresentam a maior

e menor capacidade, respectivamente.


Pode ser percebido na Figura 29 os resultados do ajuste das taxas de fluxo e da

capacidade para cada faixa, onde foi possível observar que quanto maior a

porcentagem de veículos pesados por pista, menor é a taxa de fluxo, e

consequentemente, a capacidade.


A Figura 30 exibe os resultados da taxa de fluxo dividida pela capacidade. Quando a

proporção do volume pela capacidade excede 1,00, é atribuído o nível de serviço F,

independe do controle de atraso. Como é o caso da entrada 16

.


Os resultados do controle de atraso médio de cada faixa em segundos por veiculo é

apresentado na Figura 31. Cabe ressaltar que nas entradas 9 e 16, provenientes da

BR-101, o método não considera a regra de prioridade dos movimentos. Justificando

assim os altos valores obtidos.


A Figura 32 evidencia os resultados dos níveis de serviço em todas as penas da

rótula por faixa.


Os resultados do atraso médio em cada entrada e da rótula como um todo, são

exibidos na Figura 33. Esse resultado total da rótula mostrou ser coerente ao

percebido no local nas horas de pico, visto que esse valor resume o atraso total de

todos os movimentos na rótula.


A Figura 34 evidencia os resultados do comprimento de fila para cada entrada. O

método considera que o comprimento de fila é independente para cada faixa. Na

entrada 12 percebe-se um comprimento de fila superior aos demais, devido à

bifurcação muito próxima da entrada na rótula, não permitindo duas faixas de

tráfego.


Cabe salientar que, caso fossem utilizados os valores de equivalência em carros de

passeio de acordo com o manual de interseções do DNIT, os valores de tempo

médio de atraso aumentam, porém o nível serviço continua o mesmo, em todas as

entradas. O Anexo 2 mostra os resultados com as equivalências do DNIT.

5. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES

Este trabalho foi realizado a fim de estabelecer uma revisão bibliográfica do método

HCM 2010 - Roundabouts, visando um estudo de caso, objetivando determinar a

capacidade e o nível de serviço da interseção proposta.

5.1. Conclusões

Os resultados indicam que a rótula como um todo está operando em nível de serviço

F. No entanto, temos algumas faixas operando com o nível de serviço diferente de F,

porém essas faixas não representam de forma significativa a ponto de alterar o nível

de serviço da entrada da rótula. Se o padrão de desempenho da interseção para o

ano de projeto é nível C, nenhuma das entradas está de acordo com o sugerido no

Manual de Estudos de Tráfego do DNIT.

Como citado na discussão dos resultados da capacidade, dos valores de tempo

médio de atraso e de densidade, principais indicadores do nível de serviço,

influenciados diretamente pela contagem, se tivessem sido realizadas ambas no

mesmo dia e considerados os movimentos de retorno, e, saída e retorno à rodovia

no mesmo sentido, seus resultados seriam mais aproximados da realidade.

O ideal seria realizar uma contagem completa, considerando todos os movimentos

possíveis que a interseção apresenta, abrangendo a contagem com uma pesquisa

origem/destino.

A complexidade do problema de rótulas com mais de uma faixa de entrada é

significativamente maior do que de apenas uma, devido à dificuldade de analisar o

comportamento dos condutores e da sua tomada de decisão na percepção do

espaço de manobra. Esses fatores são influenciados pela cultura do tráfego local.

Seria necessário um estudo detalhado do comportamento dos condutores adaptado

ao cenário regional.

Evidenciou-se a dificuldade em avaliar corretamente o comprimento de fila em

algumas entradas na rótula que não possuíam o padrão estabelecido pelo método.

Neste ponto um estudo de fila deveria ser realizado com mais cuidado, buscando

determinar o comprimento de fila através de outras metodologias.

Algumas alternativas para melhorar o nível de serviço poderiam ser propostas

baseadas nos resultados obtidos. Nota-se um grande fluxo de veículos nos

movimentos 3, 12 e 16. Estes, por sua vez causam os conflitos que geram os

maiores comprimentos de fila nas suas entradas. Das alternativas possíveis, as mais

interessantes seriam: criar duas rótulas (leste e oeste), antes da interseção, e

eliminar o fluxo da marginal da BR 101 passando esse fluxo por cima através de um

elevado.

5.2. Recomendações

Para futuras pesquisas recomendam-se comparar os resultados do HCM com os

resultados da planilha de cálculo de rótulas do DNIT.

Outra recomendação seria comparar resultados obtidos através do programa Sidra,

fornecido pelo HCM 2010, com os descritos nesse trabalho.

Verificar o nível de serviço da interseção utilizando o mesmo método, porém

considerando as alternativas citadas acima.

Verificar a capacidade e nível de serviço das rampas de saída e entrada

(convergente e divergente) da interseção, as quais dão acesso à rodovia da BR-101,

utilizando os dados de tráfego do nível superior da interseção (pista principal da BR-

101), verificando assim se há interferência no fluxo da rotatória.

Verificar se o espaço de armazenamento disponível dos comprimentos de fila é

suficiente para elas e ainda, se as filas formadas na rótula interferem nos acessos da

BR-101.

REFERÊNCIAS ANFAVEA, ASSOCIAÇÃO NACIONAL DOS FABRICANTES DE VEÍCULOS AUTOMOTORES. Anuário da indústria automobilística brasileira , São Paulo: ANFAVEA, 2011. 154p. BRASIL, DEPARTAMENTO NACIONAL DEINFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES - DNIT. Manual de Projetos de Interseções . Rio de Janeiro: IPR, 2005. 528p. ______. Manual de Estudos de Tráfego . Rio de Janeiro: IPR, 2006. 384p. DEPARTAMENTO NACIONAL DE TRÂNSITO. Código de Trânsito Brasileiro . Brasília: DENATRAN, 2008. 232p. IPEA, Instituto De Pesquisa Econômica Aplicada. Redução das deseconomias urbanas pela melhoria de transporte público , Rio de Janeiro: IPEA, 2010. 56p. ______. Quantificação das Deseconomias do Transporte Urbano : Uma Resenha das Experiências Internacionais , Brasília: IPEA, 1998. 48p. Disponível em: < http://www.ipea.gov.br/pub/td/td_586.pdf>. Acesso em: 20 maio 2012. MONIZ, C. S. M. Uso de Vias Individualizadas Dinâmicas . 2007. 94 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Instituto Superior Técnico, Universidade Técnica da Lisboa, Lisboa, 2007. Disponível em: <https://dspace.ist.utl.pt/bitstream/2295/147645/1/MSc%20Final.pdf>. Acesso em: 10 maio 2012. OSÓRIO, L. S. Cruzamento entre as avenidas dos estados e farrapos /porto alegre/RS: eficácia da implantação da interseção em desnível em comparação ao uso de semáforos em comparação ao uso de semáfor os na solução dos congestionamentos na região . 2010. 95 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Civil) – Escola de Engenharia, Faculdade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2010. Disponível em: <http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/handle/10183/28573/000769115.pdf?sequence=1>. Acesso em: 15 maio 2012. SILVA, Paulo Cesar Marques da. ANÁLISE DE CAPACIDADE DE INTERSEÇÕES EM NÍVEL. Universidade de Brasília – Brasília, 1994. Disponível em: <> Acesso em: 22 setembro 2012. SEBRAE, Serviço de Apoio às Micros e Pequenas Empresas de Santa Catarina. Santa Catarina em números – Itajaí , Santa Catarina: SEBRAE, 2010. 122p. ______.Santa Catarina em números - Brusque , Santa Catarina: SEBRAE, 2010. 122p. SIMPOI: Mobilidade urbana nas grandes cidades brasileiras: um estudo sobre os impactos do congestionamento, 2009, São Paulo. Anais... São Paulo: FGV, 2009.

UITP, União Internacional de Transporte Publico. Uma Melhor Mobilidade Urbana Em Países Em Desenvolvimento , São Paulo: UITP, 2003. 44p. Disponível em:<http://www.uitp.org/publications/brochures/Dev-Countries-pt.pdf>. Acesso em: 26 maio 2012. TRB, Transportation Research Board - High Capacity Manual – HCM 2000 .National Academy of Sciences, 2000. ______. High Capacity Manual – HCM 2010 – Chapter 21 – Roun dabouts . National Academy of Sciences, 2010.

ANEXOS

TICT- versao final - correção pós banca

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