Homogeneidade do traçado de estradas interurbanas - Almeida, Raul Tomaz de (2016)
O conceito de velocidade base é adotado na generalidade das normas de projeto para definir parâmetros mínimos de traçado. Verifica-se, no que respeita à segurança de curvas em planta, que este conceito não assegura um traçado que respeite as expetativas naturais dos condutores, revelando-se simultaneamente inadequado e excessivamente restritivo. O conceito de homogeneidade de traçado foi definido como forma de prevenir quer mudanças abruptas nas características geométricas de elementos rodoviários contíguos quer o uso de combinações de elementos que não respeitem as expetativas dos condutores. A norma de traçado em vigor propõe um método de avaliação da homogeneidade de traçado muito simplista com base no cálculo de um diagrama de velocidades específicas que apesar de designado como tal é um diagrama misto, i.e., utiliza para as curvas circulares velocidades específicas que são determinadas por critérios de segurança e utiliza para os alinhamentos retos a velocidade do tráfego como representativa da velocidade específica. Por sua vez, a revisão da norma de traçado do InIR recomenda um método de avaliação da homogeneidade do traçado de estradas interurbanas de faixa única que remete para a utilização do programa “PERVEL”, desenvolvido pelo LNEC. Contudo, é uma metodologia que engloba várias hipóteses de cálculo e que sem recurso ao referido programa resulta num processo moroso e complexo. Assim, esta dissertação tem como objetivo contribuir para o desenvolvimento de um novo método de previsão de perfis de velocidades e de avaliação da homogeneidade do traçado. Numa fase inicial é efetuada uma revisão da literatura nacional e internacional sobre métodos de avaliação da homogeneidade do traçado, em estradas de duas vias e dois sentidos, com faixa de rodagem única, vulgarmente designadas por estradas rurais de duas vias, complementandoos, sempre que necessário, com conceitos e limites normativos fundamentais para o seu cálculo. Verifica-se que, na maioria dos casos, é assumido que a velocidade em curva é constante e que os valores da aceleração e da desaceleração são baseados em valores uniformes que correspondem, no caso da aceleração, a uma ligeira pressão no acelerador, e no caso da desaceleração, à quase não aplicação dos travões. Numa segunda fase, procedeu-se à recolha e tratamento de dados de tráfego que permitiram caracterizar a dinâmica de condução de um conjunto de condutores em estradas interurbanas, recorrendo a um veículo instrumentado provido de um sistema combinado de recolha de dados cinemáticos e registos de imagens de vídeo. A recolha de dados foi efetuada numa estrada interurbana nas proximidades da cidade de Viseu, que suportou o desenvolvimento de um novo modelo de estimação da velocidade operacional, assim como um modelo de aceleração e de desaceleração, verificando-se que a curvatura horizontal exerce uma influência primordial nas velocidades praticadas pelos condutores. O pressuposto de que a velocidade em curva é constante na totalidade da sua extensão não foi observado, muito pelo contrário, metade da distância ao longo da qual se efetua a variação da velocidade ocorre, em média, no interior do elemento curvo. Com base nos dados de campo obtidos, desenvolveu-se e validou-se um método de previsão de perfis de velocidades e de avaliação da homogeneidade do traçado. Este método foi desenvolvido com base no modelo de car-following de Gipps, sendo alguns parâmetros estimados através de um processo de otimização, assente num algoritmo genético. Conclui-se que este modelo microscópico de simulação replica satisfatoriamente o comportamento dos vários condutores e que o indicador de homogeneidade é uma ferramenta útil para avaliar a segurança de elementos contíguos do traçado, assim como um indicador global dessa mesma homogeneidade. Por fim, tendo por base os vários métodos de avaliação da homogeneidade do traçado que foram retirados da bibliografia nacional e estrangeira, assim como o novo método proposto, é efetuada uma análise comparativa, aplicada a um traçado fictício que integra trechos de estrada com traçado homogéneo e outros com traçado heterogéneo. Confirmou-se, para as situações analisadas, a robustez associada ao indicador de homogeneidade que pode ser utilizado individualmente ou em complemento aos vários métodos existentes.