DIMENSIONAMENTO DE ROTUNDAS - w3.ualg.ptw3.ualg.pt/~mgameiro/Aulas_2006_2007/transportes/rotundas_04 (prof... · 1 DIMENSIONAMENTO DE ROTUNDAS TEXTOS DIDÁCTICOS 3ª EDIÇÃO Ana

1

DIMENSIONAMENTO DE ROTUNDAS

TEXTOS DIDÁCTICOS

3ª EDIÇÃO

Ana Maria César Bastos Silva (Assistente da Faculdade de Ciências e Tecnologia

da Universidade de Coimbra)

Alvaro Jorge da Maia Seco (Professor Associado da Faculdade de Ciências e Tecnologia

da Universidade de Coimbra)

Coimbra, Abril de 2004

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL DA FACULDADE DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA DA

UNIVERSIDADE DE COIMBRA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL DA FACULDADE DE ENGENHARIA DA

UNIVERSIDADE DO PORTO

2

ÍNDICE

1 INTRODUÇÃO 3

1.1 EVOLUÇÃO HISTÓRICA 3 1.2 A IMPORTÂNCIA DO TEMA 4

2 ENQUADRAMENTO E APLICABILIDADE DAS ROTUNDAS 5

2.1 DEFINIÇÃO DE ROTUNDA 5 2.2 PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DE FUNCIONAMENTO 5 2.3 TIPOLOGIA DE ROTUNDAS 5 2.3.1 ROTUNDA NORMAL E ROTUNDA SEMI-GALGÁVEL 6 2.3.2 MINI-ROTUNDA 7 2.3.3 ROTUNDAS DESNIVELADAS 8 2.3.4 ROTUNDAS SEMAFORIZADAS 9 2.3.5 OUTROS TIPOS 10 2.4 CRITÉRIOS GERAIS DE APLICABILIDADE DAS ROTUNDAS 11 2.4.1 MEIO DE INSERÇÃO 11 2.4.2 CONDIÇÕES DE CIRCULAÇÃO 11 2.4.3 NÚMERO E CARACTERÍSTICAS DAS VIAS INTERSECTADAS 12 2.4.4 SEGURANÇA E COMPORTAMENTO 12 2.4.5 CONDIÇÕES TOPOGRÁFICAS 12 2.5 PRINCIPAIS DESVANTAGENS DA SOLUÇÃO ROTUNDA 13

3 REGRAS DE CONCEPÇÃO GEOMÉTRICA 13

3.1 PRINCÍPIOS DE DIMENSIONAMENTO 13 3.2 DISPOSIÇÃO DOS RAMOS AFLUENTES 14 3.3 DIMENSIONAMENTO DAS ENTRADAS 14 3.3.1 PARÂMETROS GEOMÉTRICOS DA ENTRADA 15 3.3.2 ADEQUAÇÃO DAS VELOCIDADES DE ENTRADA 15 3.3.3 CRITÉRIOS DE VISIBILIDADE 16 3.3.4 DEFLEXÃO DOS MOVIMENTOS 17 3.3.5 CANALIZAÇÃO DE MOVIMENTOS 18 3.3.6 HOMOGENEIDADE DE TRAÇADO E CONSISTÊNCIA DE VELOCIDADES 19

3

3.3.7 A EXPECTATIVA DO CONDUTOR FACE A SOLUÇÕES MULTIVIAS 20 3.4 ANEL DE CIRCULAÇÃO 21 3.5 ILHA CENTRAL 22 3.6 DIMENSIONAMENTO DAS SAÍDAS 23 3.7 ILHÉU SEPARADOR 23 3.8 DEFINIÇÃO DE BERMAS 24 3.9 INCLINAÇÕES LONGITUDINAIS 25 3.10 SOBREELEVAÇÃO 25 3.11 ORDENAMENTOS ESPECÍFICOS 26 3.11.1 VIAS SEGREGADAS DE VIRAGEM À DIREITA 26 3.11.2 PEÕES 26 3.11.3 ORDENAMENTOS PARA CICLISTAS 28 3.11.4 TRANSPORTES PÚBLICOS 28 3.12 ILUMINAÇÃO PÚBLICA 29

4 ESTIMAÇÃO DE CAPACIDADES 29

4.1 CONCEITO DE CAPACIDADE 29 4.2 RECOLHA DE DADOS 30 4.3 FLUXOS DE DIMENSIONAMENTO E SUA CONVERSÃO 31 4.4 MÉTODOS DE CÁLCULO DE CAPACIDADES 31 4.4.1 O MÉTODO DO TRL 32 4.4.2 O MÉTODO DO SETRA 33 4.4.3 O MODELO FCTUC 33 4.4.4 METODOLOGIA DE ESTIMAÇÃO DE CAPACIDADES 34 4.4.5 CÁLCULO DA CAPACIDADE COM SOBRESATURAÇÃO DE UMA OU MAIS ENTRADAS 34 4.5 NÍVEIS TÍPICOS DE CAPACIDADE 35 4.6 ATRASOS E FILAS DE ESPERA 37 4.7 EXEMPLO DE APLICAÇÃO 38

5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 41

1 INTRODUÇÃO

1.1 EVOLUÇÃO HISTÓRICA

A existência de imponentes praças quadradas ou circulares, surgiu na Europa durante a idade média muito antes do aparecimento do veículo automóvel. Foram frequentemente utilizadas como

4

instrumentos da planificação de expansões e revalorizações de cidades da Europa, América do Norte e do Sul.

A função de gestão da circulação apenas lhe é atribuída em 1906, quando o arquitecto francês Eugéne Henard, desenvolve o conceito de “circulação giratória” em torno de uma ilha central, tornando-se assim no pioneiro da conjugação das questões urbanísticas com as de circulação. Várias são as referências bibliográficas que consideram que, em Portugal, as primeiras concepções geométricas do tipo rotunda foram construídas e integradas pelo Engenheiro Ressano Garcia, nos planos de reconversão da cidade de Lisboa no final do século XIX, (rotundas do Marquês do Pombal, Entre-Campos e Saldanha), muito antes que Henard tivesse tido oportunidade de construir em 1907, aquelas que foram as primeiras rotundas francesas: Place de la Nation e de Charles de Gaule em Paris.

A generalização da “regra de prioridade à direita” foi o principal motivo que levou ao abandono por diversos países das rotundas como elemento de gestão da circulação durante a década de 20, na medida em que o crescimento sistemático da taxa de motorização exigia cada vez maiores secções de entrecuzamento para stockagem dos veículos em fila de espera, tendendo naturalmente para o bloqueio geral das intersecções. Apenas em Inglaterra, onde essa regra não foi institucionalizada, as rotundas continuaram a difundir-se, embora sob o princípio de “concepção de grandes geometrias e longas zonas de entrecruzamento”.

Apenas na década de 50 foi definida em Inglaterra a regra de “prioridade a quem circula no anel” tendo os benefícios resultantes quer ao nível da capacidade quer da segurança sido incontestavelmente comprovados em trabalhos de investigação. A sua institucionalização em Inglaterra, em 1967, impôs uma nova filosofia de concepção: procuravam-se então soluções compactas que induzissem naturalmente os condutores a reduzir a sua velocidade de aproximação e de atravessamento. Os excelentes resultados obtidos despertaram o interesse de outros países, sendo que durante as duas ultimas décadas este tipo de intersecção se difundiu um pouco por toda a Europa, Austrália e Nova Zelândia.

1.2 A IMPORTÂNCIA DO TEMA

Também em Portugal e em particular desde a década de 80, as rotundas se têm difundido um pouco por todo o país, inserindo-se actualmente quer em zonas urbanas quer inter-urbanas.

A falta de documentação técnica de âmbito nacional que possa servir de base ao seu dimensionamento contribui para a sua implantação em locais de aplicabilidade menos adequada e para a adopção de soluções desenvolvidas à margem de qualquer norma ou recomendação. Toma assim especial relevância englobar orientações gerais sobre a sua aplicabilidade e dimensionamento nas disciplinas da especialidade.

Neste capítulo são identificadas as diferentes tipologias de rotundas, bem como os seus domínios gerais de aplicação e definidas as principais regras de concepção geométrica, nomeadamente através da definição de gamas de variação para os diferentes parâmetros geométricos. É ainda apresentada uma metodologia de estimação de capacidades baseada num modelo estatístico desenvolvido com base em técnicas de regressão múltipla não linear e suportada por uma base de dados real obtida a partir de registos em rotundas portuguesas, constituindo portanto um modelo válido para as condições nacionais de circulação.

5

2 ENQUADRAMENTO E APLICABILIDADE DAS ROTUNDAS

2.1 DEFINIÇÃO DE ROTUNDA

Entende-se por Intersecção Giratória (ou rotunda) um ordenamento geométrico caracterizado pela convergência de diversos ramos de sentido único ou duplo, numa praça central de forma geralmente circular e intransponível, em torno da qual é estabelecido um sentido único de circulação (excepto em soluções excepcionais), assumido como prioritário em relação aos fluxos de chegada.

2.2 PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DE FUNCIONAMENTO

As rotundas quando comparadas com outros tipos de cruzamentos tradicionais de nível, apresentam características e tipos de funcionamento claramente diferentes, sendo que a obrigatoriedade de cedência de prioridade à entrada e de contorno da ilha central, resulta numa acentuada redução e homogeneização dos espectros de velocidade.

O tipo de regulamentação vigente induz à prática de conduções cordiais e harmoniosas às quais estão associadas menores taxas de sinistralidade e reduções drásticas da gravidade dos acidentes. Essa redução deve-se fundamentalmente à organização dos fluxos de tráfego num sentido único de circulação que se traduz numa redução significativa do número de pontos de conflito (Fig. 1), sendo eliminados os conflitos secantes (“em cruz”) aos quais estão associados os acidentes mais graves. Por outro lado a natural tendência de redução de velocidade durante a entrada e atravessamento traduz-se numa clara diminuição da gravidade dos danos em caso de embate.

As rotundas são ainda habitualmente caracterizadas por um aumento substancial da capacidade e melhoria das condições de fluidez. Com efeito a prática de velocidades reduzidas durante a entrada e atravessamento das rotundas associada à simplificação dos pontos de conflito resultam habitualmente na aceitação de intervalos críticos de menor duração o que se traduz num aumento directo da capacidade e na diminuição dos tempos de espera.

2.3 TIPOLOGIA DE ROTUNDAS

Nesta secção são apresentados os diferentes tipos de rotundas com aplicabilidade em Portugal, caracterizando-as quer no que concerne o seu modo de funcionamento e principais características geométricas, quer ao nível do seu domínio de aplicação.

Fig. 1 - Pontos de conflito em Cruzamentos Prioritários /Rotundass

6

2.3.1 Rotunda Normal e Rotunda Semi-galgável

2.3.1.1 Caracterização Geral

A rotunda normal corresponde à maioria das rotundas inseridas nas redes rodoviárias e são caracterizadas pela existência de uma ilha central com diâmetro igual ou superior a 4m e de diâmetros do círculo inscrito (DCI) superiores a 28m1 (Fig. 2). Podem dispor de uma ou mais vias de circulação no anel, no qual é estabelecido um sentido único de circulação. A ilha central apresenta geralmente uma forma circular, embora sejam igualmente aceitáveis formas ovais, simplesmente alongadas ou elipsoidais de pequena excentricidade. A sua concepção geométrica deve reger-se por princípios de dimensionamento que permitam a circulação de todo o tipo de veículo sem galgamento ou

transposição da ilha central.

Por razões de segurança, é desejável a adopção de soluções que não incentivem a prática de elevadas velocidades de circulação, nomeadamente através de um traçado adequado das entradas e pela eliminação de sobrelarguras desnecessárias nas entradas e no anel de circulação.

Em alternativa e em especial para geometrias com DCI compreendidos entre 28 e 36/40m, e perante fluxos de pesados pouco significativos, a adopção das designadas rotundas semi-galgáveis pode revelar-se bastante eficaz na garantia de maiores deflexões para os veículos de menores dimensões, ao mesmo tempo que se garantem as condições de manobrabilidade dos veículos pesados de grande dimensão. Para o efeito a ilha central poderá ser contornada por uma faixa galgável, revestida por material de cor diferente e textura preferencialmente irregular (exemplo calhau rolado, ou cubos de granito) por forma a tornar-se suficientemente desincentivadora à circulação dos veículos ligeiros, mas adequada aos veículos pesados.

2.3.1.2 Aplicabilidade

É o tipo de rotunda de uso mais generalizado, adaptando-se particularmente bem na resolução dos pontos de conflito entre três ou mais ramos confluentes. Constituem soluções facilmente percebidas pelo condutor mesmo que perante mais de 4 ramos, sendo mesmo nestas circunstâncias uma excelente alternativa às intersecções prioritárias ou semaforizadas, nomeadamente sempre que estas conduzam a soluções geometricamente complexas e por sua vez de difícil legibilidade.

Se a geometria adoptada for adequada tendem a apresentar níveis de capacidade semelhantes aos oferecidos pelos cruzamentos semaforizados permitindo ainda um mais fácil tratamento das viragens à esquerda e das inversões de marcha. São igualmente recomendáveis para remodelação de cruzamentos de nível que apresentem problemas de funcionamento, segurança ou por vezes de capacidade.

1 Designa-se por diâmetro do círculo inscrito de uma entrada (DCI), o maior diâmetro que se consegue inscrever no interior da rotunda (incluindo bermas) e que passe tangencialmente à delimitação da entrada em estudo. Refira-se que em rotundas não circulares, tais como as ovóides ou alongadas, poderão apresentar diferentes DCI para cada entrada.

Fig. 2 - Rotunda Normal

7

2.3.2 Mini-Rotunda


A mini-rotunda, apesar de praticamente ainda não ter aplicação prática no nosso país, constitui um tipo de solução muito utilizada noutros países, nomeadamente em Inglaterra e Austrália, na resolução de pontos de conflito, em cruzamentos já existentes localizados em zonas de procura de tráfego pouco acentuada e onde as velocidades de circulação são reduzidas.

É caracterizada pela existência de uma ilha central galgável, com diâmetro inferior a 4m e por diâmetros do círculo inscrito compreendidos entre 14 e 28m.

A ilha central pode ser materializada em relação ao anel de circulação ou simplesmente demarcada no pavimento e totalmente recoberta por tinta branca reflectora ou ainda pela demarcação de anéis concêntricos. MINI-ROTUNDA COM ILHA CENTRAL MATERIALIZADA

Nestas soluções a faixa de circulação deverá ser suficiente para acomodar as necessidades de manobra dos veículos ligeiros enquanto que os pesados normalmente necessitarão de galgar a ilha central ligeiramente elevada.

Aceita-se que a ilha central possa ser materializada sempre que o DCI seja superior a 18m. A materialização das ilhas centrais é normalmente conseguida através da colocação de um disco em forma de cúpula, revestido por materiais que garantam um contraste visual em relação ao anel de circulação (Fig. 3).

Considera-se inadmissível a implantação de qualquer dispositivo no seu interior, tais como sinais, postes de iluminação ou mobiliário urbano. MINI-ROTUNDA COM ILHA CENTRAL PINTADA

São soluções mais compactas que as anteriores, apresentando DCIs compreendidos entre 14 e 18m.

Pelas reduzidas dimensões que assumem, aceita-se que em função dos movimentos direccionais os veículos ligeiros possam ter de galgar a ilha central, sendo inevitavelmente transposta pelos veículos pesados. Caracterizam-se pela existência de uma ilha central plana, demarcada por sinalização horizontal e ladeada por dispositivos reflectores. A demarcação que pode ser conseguida através do recobrimento total da ilha central com tinta branca reflectora, ou da utilização de uma série de anéis concêntricos (Fig. 4), visa essencialmente garantir a sua visualização atempada. Constitui uma solução pouco marcante, pelo que tende a apresentar maiores índices de sinistralidade que a anterior.

Por constituírem soluções compactas, torna-se sempre difícil e por vezes mesmo impossível, garantir a necessária deflexão dos movimentos com recurso à ilha central, pelo que a tomada de medidas complementares, tais como a implantação de ilhéus deflectores, o restabelecimento dos acessos ou mesmo a implementação de medidas de acalmia de tráfego, poderão tornar-se fundamentais para a imposição de velocidades compatíveis com a geometria da intersecção. A pré-sinalização informativa e de regulamentação terão igualmente um papel preponderante no domínio da segurança rodoviária.

Fig. 3 - Mini-rotunda (com ilha central materializada)

Fig. 4 - Mini-rotunda com ilha central pintada

8

Apesar das suas reduzidas dimensões, estudos desenvolvidos em Inglaterra (Kimber, 1980) comprovam que as mini-rotundas, desde que devidamente concebidas e adequadamente localizadas, são geralmente seguras e asseguram significativos níveis de capacidade.


Pelas suas dimensões e modo de funcionamento, a sua implantação deve ser limitada a locais com reduzidos fluxos de tráfego e onde o volume de viragens à esquerda e de inversão de marcha, sejam pouco significativos.

Pelo reduzido espaço que ocupam, as mini-rotundas, adaptam-se particularmente bem no reordenamento de cruzamentos existentes com grandes restrições de espaço, sendo contudo de evitar em novas ligações.

Por outro lado as mini-rotundas apresentam um tipo de funcionamento compatível com reduzidas velocidades de circulação, recomendando-se mesmo a adopção de restrições físicas à infra-estrutura, tais como medidas de acalmia de tráfego que imponham a prática de velocidades inferiores a 40-50km/h nas vias de acesso. São igualmente de evitar em vias onde se privilegie a função de circulação tais como as vias estruturantes urbanas e as vias inter-urbanas, sendo o seu campo de aplicação limitado a ramais de acesso e a vias com a função principal de acesso.

Pelas dificuldades de contorno impostas aos veículos de maiores dimensões, a sua implantação deve limitar-se a locais onde a presença de veículos pesados seja excepcionalmente reduzida. Daí que a sua aplicação seja frequentemente recomendada para zonas residenciais, onde a mini-rotunda possa funcionar como um instrumento de moderação da velocidade.

2.3.3 Rotundas Desniveladas


Consistem em soluções desniveladas às quais são associadas uma ou mais rotundas para as quais são canalizados os movimentos da via secundária e de mudança de direcção. As formas geométricas mais comuns caracterizam-se pela existência de um atravessamento desnivelado conjugado ou com uma rotunda de grandes dimensões (Fig. 5) ou com duas rotundas compactas interligadas por um viaduto central (Fig. 6). O seu desempenho depende do funcionamento global da intersecção, pelo que cuidados acrescidos deverão ser tomados ao nível da capacidade quer da rotunda quer dos ramos de acesso, procurando evitar-se que a formação de eventuais filas de espera nas entradas da rotunda origine o bloqueio de alguma saída e consequentemente da via prioritária.

O dimensionamento dos elementos de nível deste tipo de solução rege-se pelos mesmos princípios aplicáveis a qualquer rotunda de nível. ROTUNDA DESNIVELADA DE GRANDES DIMENSÕES

Caracteriza-se pela existência de uma rotunda de grandes dimensões que interliga os acessos da via prioritária à via secundária intersectada (Fig. 5). A solução centra-se na construção de dois viadutos, resultando numa significativa ocupação de espaço, constituindo portanto uma solução

economicamente onerosa. Face às suas habituais grandes dimensões, constituem soluções onde os níveis de sinistralidade são tendencialmente mais elevados em relação a outros tipos de rotundas, como resultado

directo da prática de maiores velocidades de circulação. O seu projecto geométrico deve, assim, orientar-se no sentido de procurar elaborar soluções o mais compactas possíveis.

Fig. 5 - Rotunda desnivelada de grandes dimensões

9

ROTUNDA DUPLA INTERLIGADA POR UM VIADUTO CENTRAL Esta solução apoia-se num viaduto central que interliga duas rotundas compactas localizadas lateralmente em relação à faixa de rodagem da via considerada prioritária (Fig. 6), as quais são responsáveis pelo redireccionamento dos movimentos de mudança de direcção e do tráfego proveniente das vias secundárias. Cuidados especiais deverão ser conferidos ao dimensionamento dos acessos, não só no que concerne à sua capacidade mas também à garantia dos diferentes critérios de visibilidade.

Apesar de contemplar a construção de duas rotundas compactas, esta solução caracteriza-se pela existência de uma única obra de arte, pelo que quer em termos económicos quer de ocupação espacial, poderá constituir uma solução mais vantajosa do que a anterior.


Adaptam-se particularmente bem na resolução de pontos de conflito entre vias, onde, pela sua importância se pretende beneficiar determinado movimento direccional. Surgem assim essencialmente inseridas em auto-estradas ou em vias arteriais, onde a sua importância funcional justifique um investimento inicial vultuoso.

Podem constituir igualmente soluções economicamente rentáveis no ordenamento de cruzamentos, sempre que uma das vias intersectadas surge em escavação ou em aterro.

2.3.4 Rotundas Semaforizadas


Problemas derivados do desequilíbrio dos fluxos afluentes nos diferentes ramos, ou mesmo de crescimentos imprevisíveis de um determinado movimento direccional poderão ser resolvidos por recurso a sistemas semafóricos. O sistema poderá controlar todos ou apenas alguns dos ramos afluentes, e poderá ser permanentemente activado ou incidente em apenas alguns períodos do dia.

Por definição, um cruzamento regulado por um sistema semaforizado, mesmo que a sua forma geométrica se assemelhe a uma rotunda, não deve ser considerado como tal. No entanto, os diferentes princípios de dimensionamento, sob os quais se rege a concepção de uma rotunda de forma tradicional ou um cruzamento semaforizado, justificam que no caso de rotundas com funcionamento semaforizado não permanente se proceda a uma indispensável compatibilização desses princípios, para ambos os modos de funcionamento.


A complexidade geométrica e de funcionamento característica desta solução, está na base da limitação da sua aplicabilidade a zonas urbanas ou peri-urbanas.

Fig. 6- Rotunda desnivelada - solução com um viaduto

Fig. 7 - Rotunda semaforizada

10

Tornam-se particularmente úteis na resolução de problemas de capacidade de rotundas que apresentem dificuldades de funcionamento em apenas alguns dos ramos afluentes ou que, na presença de fortes oscilações horárias, justifiquem a sua activação em determinados períodos do dia. Pode ainda justificar-se a sua semaforização por questões de segurança rodoviária, nomeadamente pela necessidade de controlar as velocidades de circulação ou garantir a segurança de alguns dos utilizadores mais vulneráveis da via pública.

2.3.5 Outros Tipos


Para além dos tipos de rotundas anteriormente apresentadas existe ainda uma vasta gama de cruzamentos de nível, onde a rotunda é utilizada como um elemento de ordenamento parcial (Fig. 8 e Fig. 9).

Apresentam em geral geometrias complexas e invulgares, pelo que a sua utilização deve ser cautelosa, nomeadamente em países onde a adopção das intersecções giratórias com fins rodoviários é recente, como é o caso de Portugal.

A rotunda dupla (Fig. 8) é um dos exemplos mais aplicados, nomeadamente em Inglaterra, e são caracterizadas pela construção de duas rotundas compactas contíguas ou interligadas por um separador central de reduzidas dimensões. Resultam numa eficiente ocupação de espaço, assegurando níveis de segurança e de capacidade razoáveis. Este tipo de ordenamento impõe alterações ao modo de funcionamento global da intersecção, resultando num aumento de capacidades para algumas entradas e em acréscimos dos atrasos para determinados movimentos direccionais.

Outros tipos de rotundas (ver por exemplo Fig. 9) são ainda apresentados na bibliografia estrangeira, sendo de uma forma geral, caracterizados por grande complexidade e invulgaridade e portanto com domínios de aplicabilidade ainda mais restritos.


A sua invulgaridade e consequentemente a sua difícil legibilidade pelos condutores menos habituais, condicionam a sua aplicação aos países mais familiarizados com o funcionamento das intersecções giratórias.

As rotundas duplas adaptam-se particularmente bem a locais onde a utilização de uma rotunda normal resultaria numa solução de grandes dimensões com elevada ocupação de espaço, nomeadamente na resolução de conflitos entre vias sensivelmente paralelas ou em cruzamentos desfasados. Resultam igualmente em excelentes soluções, sempre que se pretenda atenuar o efeito das viragens à esquerda em determinadas entradas, já que se consegue uma diminuição do seu tráfego conflituante.

Fig. 8 - Rotunda dupla

Fig. 9 - Outros tipos de rotundas - Disposição em anel

11

As rotundas dispostas em anel, pela sua invulgaridade e atendendo a que permitem a circulação nos dois sentidos do anel, apenas devem ser utilizadas no tratamento de zonas que permitam assegurar consideráveis distâncias entre os diferentes ramos afluentes e por sua vez um grande raio da ilha central.

2.4 CRITÉRIOS GERAIS DE APLICABILIDADE DAS ROTUNDAS

Nas suas diferentes formas, as rotundas apresentam uma vasta gama de aplicação sendo frequentemente consideradas soluções de uso generalizado. A experiência internacional faz deduzir a partir da sua forma de funcionamento que a rotunda, enquanto solução aplicada em intersecções, apresentam eficácias diferenciadas em função das condições envolventes existentes.

2.4.1 MEIO DE INSERÇÃO

As rotundas resultam em excelentes soluções quer em zonas urbanas quer inter-urbanas.

São frequentemente utilizadas para enfatização de zonas de transição, nomeadamente na entrada de zonas urbanas ou de zonas residenciais, onde as transições de envolvência possam exigir alterações bruscas do comportamento dos condutores.

Em zonas URBANAS, pela quebra imposta à velocidade de circulação, adaptam-se particularmente melhor entre vias onde prevalece a função de acesso. Constituem soluções igualmente válidas entre vias onde prevalece a função de circulação embora, e em função das características locais, possa tornar-se particularmente eficaz a adopção de soluções desniveladas.

O desempenho geral da rotunda depende fortemente das características dos fluxos afluentes resultando habitualmente em melhores soluções sempre que as características das vias intersectadas sejam similares. Desta forma recomenda-se a aplicação das rotundas preferencialmente em intersecções entre vias com a mesma/próxima classificação hierárquica.

Em meios INTER-URBANOS, nomeadamente entre vias da rede rodoviária nacional onde o traçado das vias intersectadas permita a prática de elevadas velocidades, a adopção de rotundas de nível deve ser encarada com precaução. Com efeito, pela redução do nível de serviço que lhe é inerente, as rotundas de nível devem preferencialmente limitar-se a intersecções entre estradas de menor importância. Considera-se no entanto perfeitamente aceitável e em muitos casos mesmo desejável, o recurso a rotundas desniveladas associadas às grandes vias nacionais.

2.4.2 CONDIÇÕES DE CIRCULAÇÃO

Genericamente as rotundas apresentam níveis de capacidade semelhantes aos assegurados pelos cruzamentos semaforizados, pelo que constituem entre si alternativas de regulação.

Os cruzamentos onde os movimentos de inversão de marcha e de viragem à esquerda (ou à direita em países com circulação à esquerda) apresentam importância considerável, são os que mais evidenciam as vantagens das rotundas.

A garantia de um bom funcionamento global da intersecção passa ainda por assegurar que os fluxos sejam sensivelmente da mesma ordem de grandeza nas diferentes entradas afluentes, permitindo desta forma a geração de oportunidades de inserção equilibradas.

Constitui igualmente uma solução que atribui ao condutor a hipótese de errar perante indecisões relativas ao destino a tomar, adaptando-se bem em locais de forte presença de condutores não habituais.

12

Resultam ainda em excelentes soluções sempre que os fenómenos de ponta diária ou sazonal sejam acentuados ou onde os espectros de crescimento são inconstantes ou difíceis de prever. A sua flexibilidade funcional permite que, mesmo no limiar de saturação, a rotunda mantenha o seu desempenho e absorva eventuais alterações à repartição direccional.

Elevados fluxos de tráfego pedonal ou de bicicletas poderão justificar a sua não adopção, ou a eventual aplicação de medidas específicas que defendam esse tipo de utilizadores.

2.4.3 NÚMERO E CARACTERÍSTICAS DAS VIAS INTERSECTADAS

As rotundas resultam em excelentes soluções na resolução de pontos conflitos entre 3 ou 4 ramos afluentes. Contudo e pela sua flexibilidade geométrica, asseguram igualmente ordenamentos simples, mesmo que perante mais de 4 ramos afluentes. A sua legibilidade e segurança são garantidas mesmo em situações onde a adopção de outro tipo de solução de nível resultaria em ordenamentos complexos com consideráveis ocupações de espaço, nomeadamente pela procura de medidas específicas de tratamento dos diferentes movimentos direccionais.

Por se tratar de soluções flexíveis a inserção de um ramo ou a inclusão de um novo sentido de circulação são viáveis por recurso a alterações físicas localizadas e geralmente pouco significativas.

A sua adopção em intersecções de vias com perfis transversais 2x2, é muito utilizada em alguns países, como é o caso de França e Portugal. Contudo, pelas condições de circulação que habitualmente propiciam, a sua implantação em perfis 2x2 deve ser encarada com precaução, sendo de evitar a sua aplicação em perfis de 3x3, em meios inter-urbanos (SETRA, 1984).

2.4.4 SEGURANÇA E COMPORTAMENTO

A transformação de um cruzamento prioritário em rotunda reduz os habituais 32 pontos de conflito em 8 pontos de convergência/divergência, com os inerentes benefícios do ponto de vista da sinistralidade. Desde que atempadamente alertados, os condutores tendem a alterar naturalmente o seu comportamento e a reduzir a velocidade, pelo que a gravidade dos acidentes ocorridos é igualmente atenuada.

Resultam assim em excelentes soluções sempre que se pretenda promover a amenidade de circulação, e quando utilizadas de uma forma integrada, poderão funcionar como medidas de acalmia de tráfego. São frequentemente utilizadas no reordenamento de cruzamentos prioritários ou semaforizados, sempre que se pretenda aumentar a segurança dos movimentos de atravessamento e as viragens à esquerda.

2.4.5 CONDIÇÕES TOPOGRÁFICAS

Os locais mais adequados para implantação de rotundas são aqueles que resultam em locais plenamente visíveis desde a sua longínqua aproximação (SETRA, 1984). Neste contexto zonas planas ou em depressão não muito acentuada poderão revelar-se as ideais, enquanto que rotundas inseridas em curvas verticais convexas poderão resultar em situações de percepção deficiente.

Em qualquer caso, deve desincentivar-se a implantação de rotundas em zonas longitudinalmente inclinadas e sempre que essa hipótese se tornar inevitável devem garantir-se os indispensáveis níveis de visibilidade e facilidade de entrada, procurando disponibilizar um patamar para a implantação da rotunda, mesmo que para tal se agrave a inclinação dos traineis de aproximação (CETUR, 1988).

AMBIENTE E URBANISMO

13

Uma rotunda salienta de uma forma marcante descontinuidades ou transições de envolvência, sendo frequentemente utilizada como instrumento de valorização urbana ou de criação de focos de referência. Os arranjos paisagísticos típicos da sua ilha central tornam-na uma solução que para além de funcional em termos de circulação, pode associar claros benefícios urbanísticos (Bovy et.al, 1991). Parece incontestável que a sua fácil integração paisagística constitui um dos principais factores que está na base da sua crescente popularidade. A redução de velocidade que lhe é inerente, para além de as compatibilizar com os ambientes urbanos ou com zonas de velocidades condicionadas, diminuem consideravelmente os índices de poluição ambiental e acústica derivados essencialmente de fortes travagens e arranques bruscos.

2.5 PRINCIPAIS DESVANTAGENS DA SOLUÇÃO ROTUNDA

Apesar da sua flexibilidade e vasto domínio de aplicação, as rotundas não podem ser encaradas como solução de uso generalizado. Com efeito, a sua adaptação às condições de circulação pode exigir uma considerável ocupação de espaço, nem sempre fácil de disponibilizar em zonas de ocupação consolidada.

A rotunda não permite estabelecer hierarquias viárias, pelo que não permite favorecer um determinado movimento direccional ou modo de transporte, tais como os transportes públicos ou veículos prioritários. A sua utilização como estratégia dissuasora a um determinado itinerário pode não ser a medida mais eficaz, nomeadamente quando comparada com os sistemas semafóricos que permitem ajustar tempos de espera e atrasos às condições reais de circulação. Contudo e pelos atrasos que lhe são inerentes, a sua inserção sequencial em itinerários onde se pretenda promover a rapidez e conforto de atravessamento é igualmente desaconselhável.

Quando inseridas em eixos coordenados por sistemas activos de regulação, constituem um ponto de rotura no sistema impossível de controlar, pondo em causa a estratégia de coordenação de todo o sistema. Da mesma forma, os sistemas urbanos de gestão integrada exigem um controlo activo dos fluxos de entrada, através da aproximação em tempo real dos espectros da oferta aos da procura, pelo que a inclusão de uma rotunda no sistema com funcionamento passivo, poderá comprometer toda a estratégia de regulação.

3 REGRAS DE CONCEPÇÃO GEOMÉTRICA

A definição de recomendações de dimensionamento não passa apenas pela enumeração de regras de concepção, mas também pela definição de gamas de variabilidade normalmente aceitáveis e recomendadas para um determinado conjunto de parâmetros geométricos, cabendo ao projectista a identificação dos valores mais adequados em função das características locais. O método de exposição adoptado consistiu em decompor as rotundas nos seus elementos característicos fundamentais, avaliar as suas principais funções e proporcionar orientações gerais sobre a sua concepção.

3.1 PRINCÍPIOS DE DIMENSIONAMENTO

Todo o ordenamento geométrico deverá ser atempadamente perceptível e facilmente legível por qualquer condutor, induzindo-o a deflectir a sua trajectória e a optar por variações de velocidade e de comportamento compatíveis com a geometria da intersecção. Esta condição resulta geralmente na necessidade de adoptar geometrias simples, o mais normalizadas possível e concordantes com as naturais expectativas dos condutores (critério da “legibilidade”).

14

É ainda consensual seguir uma filosofia de concepção geométrica concordante com o princípio de “dificultar as entradas e facilitar as saídas”, isto é, que penalize as velocidades de circulação à entrada e garanta uma fácil e rápida saída dos veículos do interior da rotunda.

A integração de rotundas ou mini-rotundas em ordenamentos específicos como técnicas de acalmia de tráfego poderão também resultar em soluções eficientes do ponto de vista da circulação e segurança rodoviária, contribuindo significativamente para a amenidade de circulação e promovendo eventualmente a compatibilização da utilização do espaço público pelos diferentes modos de transporte e utilizadores da via pública (critério da “segurança e amenidade de circulação”). Refira-se que estes tipos de medidas se têm revelado extremamente úteis em reordenamentos de zonas onde esta compatibilização é normalmente desejável, nomeadamente em zonas residenciais, centrais ou em atravessamentos de povoações.

Por outro lado, o desempenho de qualquer intersecção depende do seu modo de funcionamento global, pelo que qualquer concepção geométrica deve ser devidamente adaptada às condições de circulação locais, resultando assim em soluções fluidas e capazes de canalizar os diferentes movimentos direccionais (critério da “maximização da capacidade”).

Este último critério de concepção é por vezes difícil de compatibilizar com o critério da “segurança”, determinando frequentemente tendências contrárias de dimensionamento. Contudo, considera-se indispensável que qualquer ordenamento geométrico assegure o critério da “legibilidade”, dependendo a valorização diferenciada dos outros dois critérios de diversos factores, nomeadamente do local de inserção.

Em zonas inter-urbanas, pela habitual disponibilidade de espaço, prevalece frequentemente o critério da garantia dos níveis do conforto de condução e segurança rodoviária, sem se tornarem relevantes as questões de capacidade. Nestas zonas e desde que salvaguardadas as condições desejáveis de circulação, a adopção de geometrias bem delineadas que induzam os condutores a, de uma forma natural, alterarem o seu comportamento e a reduzirem a velocidade, torna-se assim determinante. A conveniente localização da ilha central e dos ilhéus deflectores ou mesmo a utilização de conjugações de curvas durante a aproximação que imponham adequadas deflexões dos movimentos poderão contribuir igualmente para a amenidade de circulação.

A maximização da capacidade como critério de dimensionamento prevalece normalmente em zonas urbanas, nomeadamente em locais onde o ambiente envolvente já convida naturalmente o condutor a moderar a velocidade de circulação e onde a necessidade de responder a elevados níveis de procura, particularmente nos picos horários, se assume como relevante.

3.2 DISPOSIÇÃO DOS RAMOS AFLUENTES

Qualquer concepção geométrica deverá impedir o traçado de trajectórias directas de atravessamento ou que possam provocar uma sensação errónea de continuidade do itinerário. Uma repartição regular das entradas é sempre recomendável, conduzindo de forma geral a distâncias inter-ramos equilibradas e a ângulos de viragem mais adequados. Para assegurar ângulos de baixa perigosidade recomenda-se a adopção de distâncias mínimas de 20m, medidas entre os extremos dos ilhéus separadores de ramos consecutivos, ao nível do DCI, o que exige frequentemente o restabelecimento dos ramos afluentes durante a aproximação.

3.3 DIMENSIONAMENTO DAS ENTRADAS

A investigação desenvolvida comprova que os níveis de capacidade e de sinistralidade de uma rotunda são determinados fundamentalmente pela geometria das entradas. Pelo elevado número de parâmetros que envolve, a concepção das entradas toma assim especial importância, dependendo o desempenho global da intersecção da sua eficaz combinação.

15

3.3.1 Parâmetros Geométricos da Entrada

Deve procurar-se acrescer pelo menos mais uma via de entrada relativamente ao número de vias na aproximação, desde que tal medida não resulte em entradas tangenciais ou em desnecessários custos acrescidos.

O número de vias de entrada deve ser preferencialmente limitado a 3. Com efeito, um elevado número de vias de entrada associa-se a dificuldades de legibilidade e a indecisões sobre o comportamento a adoptar, resultando frequentemente em quebras de capacidade ou mesmo em acidentes de pequena gravidade. Em vias 2x2 e perante uma procura de tráfego considerável aceita-se pontualmente o seu acréscimo para 4 vias de entrada.

Em termos de largura efectiva2 recomenda-se a adopção de valores compreendidos entre os 4 e os 12m, podendo em situações excepcionais de procura, atingir os 15msubdivididos em 4 vias de entrada. A largura mínima da(s) via(s) de entrada é determinada pelas exigências de manobrabilidade dos veículos de maiores dimensões pelo que não se recomenda a adopção de vias de largura inferior a 3,0m (junto à linha de cedência de prioridade), sendo que perante uma única via de entrada esse valor deve ser aumentado para 4,0m.

A inserção do veículo no anel de circulação, segundo ângulos de incidência adequados, determina para além do conforto visual e de condução, a taxa de sinistralidade e a gravidade dos acidentes por perda de controlo à entrada. Interessa adoptar ângulos de entrada (φ) que associados aos ilhéus separadores e à geometria das bermas, canalizem os veículos na aproximação e os insiram no anel de uma forma segura e cómoda. Ângulos de entrada compreendidos entre os 20 e os 60º são normalmente satisfatórios, apontando-se idealmente para valores de 30 a 40º.

Por sua vez a influência do raio de entrada (parâmetro r) revela-se fundamentalmente ao nível do conforto de condução e da segurança rodoviária, pelo que quando assume valores elevados pode resultar em soluções caracterizadas por deficientes deflexões dos movimentos e indesejáveis velocidades de entrada no cruzamento. Quando assumem valores reduzidos podem impor drásticas restrições à circulação de veículos pesados, pelo que idealmente se devem aproximar dos 20,0m. Na forte presença de tráfego de pesados ou em vias inter-urbanas recomenda-se a adopção de raios superiores a 15m, aceitando-se em zonas urbanas que esse valor possa baixar até aos 6m. O valor máximo a adoptar depende da geometria da aproximação e das medidas complementares eventualmente adoptadas, recomendando-se contudo a adopção de raios inferiores a 50,0m.

3.3.2 Adequação das Velocidades de Entrada

A adequação dos valores da velocidade de entrada passa, segundo ARNDT (2002), por condicionar a curvatura de entrada de modo a que o percentil 85 da distribuição da velocidade de entrada não ultrapasse os 60km/h. Em ambientes rodoviários favoráveis à prática de velocidades elevadas este princípio traduz-se frequentemente pela utilização de raios de raios de curvatura inferiores a 60 metros.

2 Considera-se a largura efectiva da entrada, a largura da entrada medida na perpendicular à concordância junto à linha de cedência de prioridade, tal como representado na Fig. 10.

Fig. 10 - Parâmetros geométricos da entrada

16

Por sua vez, o FHWA (2000) recomenda a imposição de diferentes velocidades máximas de entrada em função da tipologia da solução e do meio de inserção (ver Tabela 3.1):

Tabela 3.1 - Velocidades de entrada máximas recomendadas (fonte: FHWA, 2000)

CATEGORIA DA SOLUÇÃO VELOCIDADE MÁXIMA RECOMENDAD(KM/H)

Mini-rotunda Solução compacta em meio urbano Rotunda normal urbana com uma via de circulação Rotunda normal urbana com múltiplas vias Rotunda normal inter-urbana com uma via de circulação Rotunda normal inter-urbana com múltiplas vias

25 25 35 40 40 50

3.3.3 Critérios de Visibilidade

A garantia dos diferentes critérios de visibilidade numa rotunda assume um papel preponderante na sua percepção global e no seu modo de funcionamento, com incidência directa no índice de sinistralidade. Isso requer normalmente a existência de uma área isenta de obstáculos físicos que permita ao condutor durante a aproximação, entrada e atravessamento, visualizar a intersecção e a existência de outros utilizadores da via pública ao longo das designadas distâncias de segurança.

CRITÉRIO DA VISIBILIDADE DE APROXIMAÇÃO – “o condutor de qualquer veículo à distância de visibilidade de paragem (DP), medida a partir da linha de cedência de prioridade, deve ser capaz de visualizar a existência da intersecção”. Este critério materializa-se pelo traçado de um triângulo com um vértice localizado a 2m da delimitação da via mais à direita e à distância DP (ver Tabela 2) da linha de cedência de prioridade e a passar tangencialmente à ilha central.

Vel. Tráfego (km/h) 40 50 60 70 80 100

DP (m) 40 60 80 100 120 180

Tabela 2 - Distâncias de Visibilidade

CRITÉRIO DA VISIBILIDADE DA ENTRADA – “o condutor de qualquer veículo na proximidade da linha de cedência de prioridade (a cerca de 15m) deve ter uma percepção global da faixa de rodagem no anel à sua direita, eventualmente prolongada pela entrada precedente, por forma a aperceber-se da existência de eventuais veículos prioritários”. Este critério de visibilidade pretende assegurar, através da desobstrução da ilha central, dos ilhéus separadores e eventualmente dos espaços adjacentes, que o condutor na aproximação da entrada consegue avaliar a distribuição dos intervalos entre veículos da corrente prioritária e inserir-se em segurança. Tal critério resulta na salvaguarda das distâncias de visibilidade especificadas na Tabela 3 em função da dimensão global da rotunda. Refira-se ainda que a salvaguarda em conjunto dos critérios de

Fig. 11 - Critério da Visibilidade na Aproximação

Fig. 12 - Critério da Visibilidade à Entrada

17

visibilidade à entrada e no anel (apresentado a seguir) asseguram cumulativamente as indispensáveis condições de visibilidade do condutor junto à linha de cedência de prioridade.

DCI (m) <40 40-60 60-100 >100

DISTÂNCIA (a) Todo o cruz. 40 50 70

Tabela 3 - Distâncias de segurança

CRITÉRIO DA VISIBILIDADE NO ANEL – “o condutor de qualquer veículo que circule no anel, deve visualizar a faixa de rodagem à sua frente, ao longo de um comprimento de segurança, como função da geometria adoptada”. Este critério a verificar a partir de um veículo localizado a 2m da delimitação da ilha central, impõe habitualmente sérias restrições à colocação de elementos físicos, ou mesmo a modelação do terreno na ilha central e que possam obstruir a visibilidade através da intersecção.

CRITÉRIO DA VISIBILIDADE DAS TRAVESSIAS PEDONAIS – “o condutor de qualquer veículo na proximidade da entrada deve visualizar, a pelo menos uma distância igual à DP, a globalidade das travessias pedonais eventualmente existentes nessa entrada. Depois de atingida a linha de cedência de prioridade, o condutor deverá ainda conseguir percepcionar a existência de travessias pedonais localizadas na saída consecutiva, desde que colocadas a menos de 50m da delimitação do anel”.

3.3.4 Deflexão dos movimentos

A imposição de deflexões adequadas às trajectórias dos veículos durante a entrada e atravessamento de uma rotunda tem-se revelado determinante ao nível da segurança rodoviária, impedindo que qualquer veículo transponha a intersecção sem estar sujeito a uma deflexão mínima e consequentemente à necessidade fisicamente imposta de adoptar uma redução da velocidade.

Assume-se que uma determinada concepção garante a deflexão mínima “sempre que a trajectória de menor esforço3, integre um raio inferior a 100m num desenvolvimento mínimo de 20m, nas imediações da linha de cedência de prioridade, preferencialmente nos 50 m que a precedem” (ver Fig. 15)

3 Assume-se como trajectória de menor esforço, a trajectória que é possível traçar o mais a direito possível passando tangencialmente (a 1m) aos elementos físicos restritivos e ignorando a existência de pinturas horizontais eventualmente existentes.

Fig. 13 - Critério da Visibilidade no Anel

Fig. 14 - Critério da Visibilidade das Travessias Pedonais

18

Fig. 15 - Deflexão dos movimentos

A garantia da deflexão pode, por vezes, exigir um restabelecimento dos ramos afluentes que imponha um desfasamento entre as entradas e as saídas.

O aumento da ilha central ou mesmo a sua translação para a direita poderão induzir a uma melhoria da deflexão, resultando no entanto num aumento do espaço de ocupação. Em zonas urbanas onde os condicionalismos de espaço tomam maior expressão, optar pelo alargamento dos ilhéus separadores, impulsionando um desvio da trajectória para a direita, ou mesmo o recurso a ilhéus deflectores complementares poderá tornar-se mais adequado.

3.3.5 Canalização de Movimentos

Assegurar a devida canalização dos movimentos ao longo da entrada, atravessamento e saída da rotunda, determina em grande medida o desempenho geral da intersecção e em particular a segurança e fluidez de circulação através da eliminação de pontos de conflito gerados pelo entrecruzamento de veículos que adoptam trajectórias incorrectas.

Torna-se assim determinante e em particular na presença de múltiplas vias de entrada e de circulação no anel, facultar ao condutor orientações que nas imediações da entrada e em função do destino a tomar, lhe permitam inscrever-se, atravessar e sair da rotunda, traçando trajectórias correctas e inerentes a um comportamento seguro e sem hesitações, sem entrar em conflito com os restantes veículos que circulam simultaneamente na rotunda.

A canalização deve assim ser garantida quer pela geometria das bermas, do ilhéu separador e de eventuais ilhéus deflectores complementares, quer pela adopção de marcas rodoviárias adequadamente localizadas por forma a que sejam rapidamente entendidas pelo condutor, mesmo que menos habitual (Fig. 17). A concepção do ilhéu separador assume aqui um papel preponderante, na medida em que compete a este ilhéu posicionar e orientar devidamente os veículos em relação à ilha central. Para o efeito a sua delimitação deve procurar representar a trajectória natural do veículo, a qual corresponde ao prolongamento da curva de concordância entre o eixo da via afluente e a delimitação da ilha central.

Fig. 16 - Restabelecimento de um ramo afluente

Fig. 17 - Canalização dos movimentos

(boa) (má)

19

Também a geometria das bermas assume um papel preponderante na orientação e canalização dos movimentos, pelo que o exterior da rotunda e os ramos de aproximação devem ser materializados por lancil por forma a impedir a adopção de comportamentos inadequados. por parte dos condutores.

3.3.6 Homogeneidade de traçado e Consistência de Velocidades

O conceito de homogeneidade de traçado aplicado ao atravessamento de uma rotunda, é ainda bastante recente, sendo limitado o número de referências bibliográficas que o abordam (ARNDT, 2002; FHWA, 2000). Este conceito assenta no principio de que os níveis de sinistralidade relacionados com os veículos que circulam em regime livre numa rotunda, tendem a diminuir consideravelmente sempre que respeitadas as expectativas do condutor e sempre que garantida a consistência das velocidades ao longo do circuito de atravessamento da rotunda.

De acordo com estes dois manuais, o conceito de homogeneidade do traçado assenta na definição da trajectória de menor incómodo para cada um dos movimentos direccionais e passa por garantir, em paralelo, dois princípios de base fundamentais:

- minimizar a diferença relativa entre as velocidades de dois elementos geométricos consecutivos;

- minimizar a diferença relativa entre as velocidades das correntes de tráfego conflituantes.

Segundo o FHWA (2000_a) assenta nas seguintes recomendações específicas (ver Figura 3.1):

1 - O raio mínimo da trajectória de atravessamento, nas imediações da entrada (R1), deve ser preferencialmente inferior ao menor raio traçado para contorno da ilha central (R2) e este, por

sua vez, deve ser inferior ao menor raio adoptado ao nível da saída (R3), como forma de assegurar que as velocidades mínimas são atingidas nas imediações da entrada. Habitualmente o menor destes raios é obtido no contorno da ilha central (R2), pelo que caso se revele fisicamente impossível garantir esta relação, deverá haver um esforço no sentido de conseguir que R1 não exceda significativamente R2 (garantindo uma diferença máxima de velocidades de 20km/h, preferencialmente 10km/h). O raio ao nível da saída (R3) não deve ser inferior ao adoptado em R1 e R2 como forma de evitar perdas de controlo à saída, sendo que a

invasão da via da direita, por parte dos veículos que circulam na via da esquerda, tende a diminuir à medida que aumenta R3;

2 - Para os movimentos de viragem à esquerda, o raio traçado ao nível do contorno da ilha central (R4) deve ser avaliado por forma a que, a diferença de velocidades entre a entrada e o movimento de contorno não ultrapasse os 20km/h. Tal medida permitirá atenuar a probabilidade de ocorrência de acidentes por descontrolo no anel de circulação;

3 - Os movimentos de viragem á direita, devem ser igualmente condicionados pelas velocidades dos restantes movimentos internos à rotunda. A velocidade atingida neste

Figura 3.1 - Trajectórias do mínimo esforço por movimento direccional

20

movimento (R5) deve ser balizada pela velocidade máxima praticada nos restantes movimentos, não devendo as diferenças exceder os 20 km/h em relação ao movimento prioritário de contorno (R4).

A situação mais crítica relaciona-se com o controlo da velocidade de entrada, nomeadamente em ambientes rodoviários que incentivem a prática de elevadas velocidades de aproximação. ARNDT (2002) defende que a curvatura de entrada é um dos parâmetros geométricos mais importantes na determinação da segurança da rotunda, já que condiciona a prática de velocidades inadequadas no interior do anel.

A adopção de curvas e contracurvas na aproximação de raios sucessivamente mais reduzidos que induzam reduções progressivas das velocidades, é considerado o processo mais adequado, embora a adopção de medidas de acalmia de tráfego ou de equipamento complementar de segurança, possa resultar igualmente em bons níveis de desempenho (ARNDT, 2002).

Outro ponto crítico situa-se no anel de circulação sempre que o raio de circulação no anel é substancialmente inferior ao adoptado na curvatura de entrada, sendo este fenómeno particularmente agravado na presença da sobreelevação orientada para o extradorso. A minimização deste efeito pode obrigar à diminuição do raio de curvatura de entrada aliada a uma adequada geometria de aproximação.

3.3.7 A expectativa do condutor face a soluções multivias

Na presença de soluções com múltiplas vias de entrada e de circulação, a geometria da intersecção deve convidar de uma forma natural o condutor a manter-se na sua via de circulação, sem invadir a via adjacente. A violação desta estratégia para definição da solução geométrica poderá não ser interpretada como uma forma directa de desrespeito pela expectativa do condutor, já que não se trata de um efeito inesperado e portanto involuntário do condutor, mas sim a imposição de graus de incomodidade superiores aos que o condutor está na disposição de sofrer e com isso sentir-se incentivado a desrespeitar voluntariamente as regras de boa conduta.

Segundo o FHWA (2000) sempre que os condutores tendem a invadir a via adjacente a eficácia da solução geométrica adoptada deve ser equacionada. Este organismo defende que a velocidade e a orientação do veículo seleccionada junto à linha de prioridade determina o comportamento e, em particular, a trajectória real adoptada por cada condutor ao longo do atravessamento, na medida em que pode violar a expectativa natural do condutor. O princípio chave na verificação da eficácia da solução geométrica centra-se na interiorização de que o condutor não pode mudar instantaneamente a direcção do veículo ou a velocidade de circulação. A trajectória de menor esforço não deve, como tal, incluir alterações bruscas na curvatura devendo as curvas consecutivas assumirem valores de raio semelhantes.

Também ARNDT defende este princípio. Segundo este autor, perante rotundas com múltiplas vias o aumento da curvatura de entrada, tende a resultar em maiores conflitos entre veículos que circulam em vias adjacentes e num maior incentivo à prática de trajectórias directas por invasão da via adjacente. No entanto, o aumento da curvatura de entrada resulta numa diminuição das variações relativas da velocidade entre os movimentos de entrada e de circulação no anel e por consequência numa diminuição dos acidentes entrada/anel de circulação. Neste contexto, para cada solução tenderá a existir um valor optimizado para a velocidade de base que resulte na minimização deste tipo de acidentes.

Nas rotundas é frequente incorrer-se na adopção de raios de contorno da ilha central consideravelmente inferiores aos utilizados ao nível da entrada. O condutor ao circular a uma velocidade adaptada ao raio de entrada pode não conseguir adaptar o seu comportamento

21

atempadamente para negociar em segurança a curva consecutiva e perder o controlo do veículo ao nível do anel de circulação.

A invasão da via adjacente, como forma de minimizar o esforço de condução, afecta o desempenho geral da rotunda, reflectindo-se os problemas quer ao nível da segurança quer da capacidade. A situação mais comum relaciona-se com o condutor que circula na via da direita e opta por atravessar a direito o anel de circulação com plena invasão da via da esquerda, ou com os condutores que, ao circularem pela via da esquerda nas imediações da saída, optam por abandoná-la por invasão da via da direita (tal como apresentado em Erro! A origem da referência não foi encontrada.).

A metodologia proposta pelo FHWA (2000) assenta, perante uma geometria pré-concebida, na avaliação da homogeneidade do traçado associada à trajectória correcta de mínimo incómodo (com respeito pela sinalização horizontal), aplicada aos movimentos das diferentes vias disponibilizadas. Essa avaliação assenta no controlo da variação dos raios de curvatura associada aos elementos geométricos consecutivos associados a essas trajectórias e, por consequência na verificação da variação diferencial das correspondentes velocidades nos mesmos termos enunciadas em Erro! A origem da referência não foi encontrada..

Em zonas urbanas o FHWA (2000) recomenda ainda que, sem prejuízo de eventuais restrições locais, o raio da curvatura de entrada seja balizado entre os 30 e os 60 metros, enquanto que perante meios inter-urbanos o raio de curvatura possa variar entre os 40 e os 80 metros.

3.4 ANEL DE CIRCULAÇÃO

A largura do anel deve ser preferencialmente constante e capaz de garantir a continuidade do número de vias adoptadas na entrada mais solicitada, pelo que devem apresentar o mesmo número de vias. Perante geometrias compactas são normalmente os condicionalismos relacionados com a manobrabilidade dos veículos que determinam a largura mínima do anel, enquanto que para soluções de maiores dimensões é a garantia de continuidade entre vias de entrada e de circulação no anel, que prevalece.

A adopção de múltiplas vias de entrada e de circulação no anel, resulta habitualmente em dificuldades de garantia da deflexão dos movimentos e em problemas de funcionamento, directamente relacionados com o comportamento do condutor durante a aproximação e atravessamento da rotunda. Desaconselha-se assim a adopção de mais do que 3 vias de entrada e no anel de circulação (embora como atrás foi dito, em condições excepcionais de procura se aceite a adopção de 4 vias), devendo ainda limitar-se a sua largura a valores compreendidos entre os 5 e os 15m. Sempre que não existam condicionalismos locais dever-se-á procurar obter valores do DCI na ordem dos 40m, aceitando-se que perante elevados valores da procura se torne indispensável a disponibilização de múltiplas vias de circulação e o valor de DCI possa atingir os 60m em zonas urbanas e 80m em inter-urbanas.

A Tabela 4 especifica as larguras de ocupação requeridas por um, dois ou três veículos ao contornarem simultaneamente diferentes raios da ilha central, quando apenas um deles é articulado, sendo que a largura do anel deve ser o resultado da situação mais desfavorável entre a ponderação dos valores da Tabela 4 e da condição da largura do anel estar compreendida entre 100 e 120% da largura da maior entrada.

Tabela 4 – Faixas de ocupação dos veículos para rotundas normais4 em função do DCI5

4 Valores baseados em estudos desenvolvidos em Inglaterra (TD 16/93) e na Austrália (Austroads, 1993)

22

NÚMERO DE VIAS DE CIRCULAÇÃO NO ANEL UMA VIA DUAS VIAS TRÊS VIAS

Raio da Ilha Central, incluindo

berma (Ri) (m)

Faixa de ocupação (1 veículo

articulado) fo (m)

DCI (m)

Faixa de ocupação (1 veículo articulado + 1 veículo

ligeiro) fo (m)

DCI (m)

Faixa de ocupação (1 veículo articulado + 2 veículos ligeiros)

fo (m)

DCI (m)

3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 51 101

10,0 9,4 8,9 8,4 8,0 7,6 7,3 7,0 6,7 6,5 6,2 6,0 5,9 5,7 5,6 5,5 5,4 5,4 5,3 5,0 4,6

28,0 28,8 29,8 30,8 32,0 33,2 34,6 36,0 37,4 41,0 44,4 48,0 51,8 55,4 59,2 63,0 66,8 70,8 74,6

114,0 213,2

--- --- --- ---

11,9 11,5 11,2 10,9 10,6 10,3 10,1 9,9 9,7 9,6 9,5 9,4 9,3 9,2 9,1 8,8 8,4

--- --- --- ---

39,8 41,0 42,4 43,8 45,2 48,6 52,2 55,8 59,4 63,2 67,0 70,8 74,6 78,4 82,2 121,6 220,8

--- --- --- --- --- --- ---

14,8 14,5 14,2 14,0 13,8 13,6 13,5 13,4 13,3 13,2 13,0 12,9 12,6 12,2

--- --- --- --- --- --- ---

51,6 53,0 56,4 60,0 63,6 67,2 71,0 74,8 78,6 82,4 86,0 89,8

129,2 228,4

Refira-se que perante DCI’s compreendidos entre os 28 e 36/40m e na presença de fluxos de pesados pouco significativos poderá ser equacionada a adopção de rotundas semi-galgáveis, onde a ilha central intransponível e de raio Ri, é contornada por uma faixa circulável destinada a facilitar as manobras de viragem deste tipo de veículo e a impor maiores deflexões aos movimentos dos veículos ligeiros. Nestas situações recomenda-se que a faixa de rodagem do anel assuma a largura mínima relacionada com as condições de operacionalidade (cerca de 1 a 1,2 vezes a largura da maior entrada), materializando-se a largura adicional retirada da Tabela 4, na faixa de contorno circulável a qual deve ser revestida por material de textura irregular por forma a tornar-se suficientemente desincentivadora à circulação dos veículos ligeiros.

Importa ainda referir que os valores tabelados para o DCI, pressupõem a adopção de largura de bermas (lberma) de 1m ao nível do contorno exterior do anel [DCI= (Ri+fo+lberma)*2]. Perante a adopção de outras larguras de berma no exterior da rotunda, é importante enfatizar a necessidade de proceder à rectificação do valor do DCI com base na formula anterior e utilizando o novo valor de largura de berma. Relembre-se o facto dos valores tabelados para o Ri, incluírem a largura de berma prevista no contorno da respectiva ilha central.

3.5 ILHA CENTRAL

Recomenda-se a adopção de ilhas centrais circulares às quais correspondem comportamentos mais homogéneos e menos imprevisíveis, embora sejam igualmente aceitáveis formas ovóides, ligeiramente alongadas, ou elipsoidais de baixa excentricidade.

5 O valor mínimo recomendado para o DCI, inclui bermas de 1m no contorno exterior da rotunda.

23

Ilhas centrais muito pequenas tornam-se visualmente pouco marcantes e por sua vez dificilmente perceptíveis durante a aproximação, resultando frequentemente na sua invasão ou mesmo transposição. Apresentam ainda deficientes condições de manobrabilidade, nomeadamente na forte presença de veículos pesados ou de movimentos de viragens à esquerda. Por sua vez ilhas centrais de grandes dimensões, para além dos elevados custos de ocupação do solo que exigem, estão habitualmente associadas à prática de elevadas velocidades de atravessamento, apresentando tendencialmente maiores índices de sinistralidade.

Assim, a dimensão da ilha central é definida em função do valor do DCI adoptado e da largura do anel de circulação, recomendando-se em condições normais de tráfego a adopção de raios compreendidos entre 2 e 30m. Em zonas urbanas recomenda-se a adopção de raios preferencialmente inferiores a 20m, enquanto que por razões de manobrabilidade dos veículos de maiores dimensões, sempre que a sua presença assuma uma importância significativa (nomeadamente em zonas peri ou inter-urbanas), a ilha central deva assumir raios superiores a 8m.

3.6 DIMENSIONAMENTO DAS SAÍDAS

No dimensionamento das saídas deve-se partir do princípio de base já definido “dificultar as entradas e facilitar as saídas”, incidindo na necessidade de conceber saídas desafogadas que garantam níveis de capacidade superiores às das entradas, não ponham em causa o desempenho global da intersecção nem induzam à prática de velocidades inapropriadas. Para tal haverá apenas que garantir o cumprimento de um conjunto de regras simples que garantem esse funcionamento fluido.

A largura a atribuir às saídas depende assim directamente dos fluxos de tráfego envolvidos, sendo contudo recomendável assegurar a continuidade do número de vias atribuídas à entrada e ao anel de circulação. Sempre que se opte por uma única via de circulação, a largura a atribuir à saída deve ser balizada pela faixa de ocupação do veículo de projecto, assumindo-se que nunca deverá ser inferior a 4,0m, sendo preferencialmente de 5,0m. Os valores recomendáveis sobem para 8 a 9,0m quando forem asseguradas 2 vias de saída. Refira-se que estes valores correspondem às larguras úteis de utilização por parte do material circulante, ao qual deverá ser acrescido, quando existentes, a largura das respectivas bermas.

Sempre que o separador central seja fisicamente materializado e perante uma única via de saída, a largura mínima deverá ser de 7,0m junto à delimitação do anel e de 6,0m na extremidade oposta do ilhéu, eliminando-se desta forma qualquer possibilidade de bloqueio perante acidentes ou avarias Nestas situações particulares, assume-se que as bermas poderão ter de ser utilizadas para circulação, pelo que os valores acima mencionados poderão incluir a largura das bermas.

Por sua vez, o raio da saída determina o conforto de condução e deve resultar da valorização diferenciada das necessidades dos vários utilizadores: Na forte presença de veículos pesados a adopção de raios alargados que promovam a facilidade de circulação são recomendáveis, enquanto que em zonas de grande procura pedonal a adopção de grandes raios pode induzir à pratica de maiores velocidades expondo o peão a maiores riscos.

O valor a adoptar depende especificamente de cada caso, devendo, de forma geral, ser superior aos adoptados na entrada, desaconselhando-se a adopção de raios inferiores a 20,0m ou superiores a 100,0m podendo o valor de 40,0m ser considerado de referência.

24

3.7 ILHÉU SEPARADOR

A concepção geométrica da entrada e da saída deve ser sempre acompanhada de um esforço complementar no sentido de disponibilização de espaço para implantação de um ilhéu separador materializado ou simplesmente pintado. Entre outras funções, cabe a este ilhéu separar as correntes de tráfego, canalizar os movimentos direccionais, servir de protecção pedonal e albergar a sinalização e mobiliário urbano. Por assegurarem uma separação física entre os fluxos de entrada e de saída, algumas referências bibliográficas, atribuem-lhe ainda alguma influência ao nível da capacidade da entrada.

Sempre que o ilhéu esteja associado a travessias pedonais, recomenda-se que o ilhéu separador seja prolongado até à localização da passadeira e garanta uma largura mínima de 1,80m (com mínimo absoluto de 1,2m) na continuidade dessas travessias.

A sua concepção geométrica deverá assegurar a devida canalização dos movimentos e orientar devidamente o veículo em relação à posição da ilha central. Assim e na sua forma mais simples e em particular onde se prevejam velocidades inferiores a 50km/h, aceita-se que o ilhéu separador resulte do prolongamento da curva que intersecta tangencialmente o eixo da via afluente e a delimitação da ilha central, desde que não sejam criados estrangulamentos ao nível da entrada (Fig. 18). Contudo e idealmente dever-se-á garantir que a posição da ilha central esteja no encaminhamento de uma tangente ao ilhéu separador. A sua delimitação física deve ser recuada de 0,5m em relação à guia de

sinalização horizontal (Fig. 19), recomendando-se que o afastamento na direcção do anel de circulação não ultrapasse o 1,0 metro de largura, por forma a não incentivar o estacionamento ilegal, podendo mesmo em situações excepcionais atingir os 0,5m.

O ordenamento resultante deve garantir a sua percepção longínqua, pelo que qualquer dos seus lados deverá apresentar um comprimento superior a 2,5m e uma área fechada superior a 6 m2.

3.8 DEFINIÇÃO DE BERMAS

A transição da berma das vias para passeio materializado nas proximidades das rotundas, constitui habitualmente um obstáculo físico que carece de alguns cuidados especiais de concepção.

O procedimento mais simples passa pela colocação de lancis nas imediações da secção de início de formação do leque, ou da extremidade de eventuais ilhéus separadores. Contudo e na presença de passadeiras torna-se indispensável o seu prolongamento até às travessias por forma a garantir a continuidade dos trajectos pedonais (Fig. 21).

Deverá evitar-se criar um obstáculo físico inesperado para o condutor que circule com um rodado sobre a berma, pelo que se sugere que o lancil surja suavemente recuado em relação à guia

Fig. 18 - Traçado do ilhéu separador

Fig. 19 - Delimitação fisica do ilhéu separador

Fig. 20 - Definição de passeios em entradas com separador central

Fig. 21 - Definição de passeios em entradas com separador central

25

delimitadora da faixa de rodagem, quer do lado da berma quer do separador central, nos termos apresentados na Fig. 22.

A largura das bermas na rotunda e nos troços de aproximação não deve ser excessiva, na medida em que pode incitar à prática de estacionamento indevido. Recomenda-se assim a adopção de bermas com 1,0 metro de largura, aceitando-se que em casos excepcionais possa ser reduzida para 0,5 metros. Em zonas urbanas e perante condicionalismos de espaço, aceita-se que em rotundas

menos importantes a berma seja totalmente suprimida (Fig. 22)

3.9 INCLINAÇÕES LONGITUDINAIS

A implantação de rotundas em traineis muito inclinados traduz-se habitualmente em dificuldades de visibilidade e de operacionalidade. Traineis ascendentes caracterizam-se por deficientes condições de percepção e por dificuldades acrescidas no arranque dos veículos, enquanto que a sua implantação na sequência de um trainel descendente de acentuada inclinação, caracteriza-se por dificuldades de travagem atempada e por um aumento tendencial de recusa de prioridade ao nível da entrada.

As rotundas devem assim ser preferencialmente implantadas em zonas planas ou em traineis de inclinação pouco acentuada, aceitando-se normalmente 3% em zonas inter-urbanas e 5% em zonas urbanas. Garantir as características de aderência pneu-pavimento, passa ainda por assegurar as devidas condições de drenagem superficial, impondo inclinações mínimas longitudinais de 0,5%. Perante traineis de acentuada inclinação dever-se-á procurar alterar o perfil longitudinal por forma a garantir a implantação da rotunda numa zona sensivelmente plana agravando-se, se necessário, as inclinações dos ramos na aproximação.

3.10 SOBREELEVAÇÃO

Os valores e orientação a facultar à sobreelevação do anel, devem resultar da valorização diferenciada entre a garantia de uma boa percepção da intersecção, a drenagem das águas superficiais e o conforto de condução.

É habitual considerar-se a adopção de inclinações transversais no anel de 2 a 2,5 %, sendo contudo controverso o sentido da orientação a facultar-lhe. Inclinações transversais orientadas para o extradorso tendem a melhorar as condições de percepção durante a aproximação, enquanto que para o intradorso resultam num maior conforto e segurança de condução no anel, tanto mais importante quanto maior a velocidade de base, na medida em que permitem contrariar o efeito da força centrífuga.

Aceita-se assim que para valores reduzidos do raio e largura do anel e para locais de influência urbana onde operam velocidades de circulação moderadas, os condutores estão dispostos a suportar maiores desconfortos provocados pela aceleração centrífuga, recomendando-se uma orientação para o exterior. Esta medida facilita quer a implantação e manutenção do sistema de drenagem superficial, quer a percepção global e a concordância do anel de circulação aos diferentes ramos afluentes.

Sempre que o anel disponibilize mais do que uma via de circulação ou sempre que as velocidades praticadas atinjam valores superiores a 50km/h, justifica-se a adopção de medidas que contrariem o efeito das forças centrífugas, pelo que se recomenda uma sobreelevação em forma de “V” invertido, onde as vias interiores destinadas aos movimentos de ida em frente e viragem à esquerda

Fig. 22 - Definição de passeios em zona urbana, com supressão de bermas

26

e portando associadas aos percursos mais extensos, sejam orientadas para o intradorso, enquanto que a via exterior, maioritariamente destinada aos movimentos de viragem à direita seja voltada para o extradorso.

3.11 ORDENAMENTOS ESPECÍFICOS

3.11.1 Vias Segregadas de Viragem à Direita

Disponibilizar uma via segregada de viragem à direita (Fig. 23), pode constituir uma forma de melhorar o nível de serviço desse movimento direccional e do desempenho global da rotunda, na medida em que diminui ao volume de tráfego da entrada aquele que canaliza directamente para a saída consecutiva.

Por acarretar um acréscimo considerável do custo de investimento inicial, a sua construção apenas deve ser equacionada perante elevados volumes de tráfego de viragem à direita, ou na impossibilidade de assegurar ângulos e raios mínimos de viragem. Justifica-se assim a sua adopção, sempre que o fluxo de viragem à direita atinja os 300 veíc./h ou represente pelo menos 50% do tráfego total da entrada.

Os maiores problemas relacionados com a implantação deste tipo de medida, caracterizam-se pela geração de conflitos viários na saída junto ao ponto de inserção e pelo risco dos condutores que circulam no anel, lhe acederem inapropriadamente.

Para obviar a estes problemas, este tipo de baínhas deve ser constituído por uma única via de circulação, de largura condicionada pela faixa de ocupação do veículo-projecto (com cerca de 5m) e serem fisicamente separadas do anel através de um separador materializado por lancil. Mesmo perante pinturas horizontais desgastadas, este separador funciona como um obstáculo que impede que os veículos que contornam a ilha central lhe acedam inadvertidamente. A legibilidade da solução, a acomodação de sinais ou mobiliário urbano e o resguardo em segurança dos peões, passa ainda pela garantia de larguras mínimas desse ilhéu separador. O dimensionamento da via segregada deve ser acompanhada de um esforço no sentido de maximização da largura desse ilhéu, devendo evitar-se a utilização de larguras inferiores a 1,5m.

Os problemas relacionados com a inserção do movimento de viragem à direita, na corrente prioritária, devem-se fundamentalmente à velocidade entretanto adquirida, pelo que o local de inserção se deve localizar o mais perto da delimitação da saída, e nunca a mais de 50m (Fig. 23). A continuidade da via segregada ao longo a saída é contudo recomendável, sempre que a saída disponha de mais de uma via.

Fig. 23 - Via segregada de viragem à direita com perda de prioridade

27

3.11.2 Peões

A existência de um fluxo considerável de peões é frequentemente apontada como um critério para a não aplicabilidade das rotundas.

Os circuitos pedonais associados às rotundas são habitualmente pouco cativantes, impondo contornos obrigatórios e consequentemente extensos percursos (Fig. 24). Por razões de segurança e do desempenho da rotunda, deve evitar-se a localização das travessias pedonais junto à delimitação do anel e os atravessamentos do anel de circulação por transposição da ilha central, apesar de intuitivos, consideram-se inadmissíveis. Deve assim contrariar-se esta tendência, através da utilização de revestimentos incómodos à circulação pedonal (relva, arbustos, agregado solto, etc) e recorrendo se necessário à vedação física.

Por outro lado a atractividade dos circuitos, depende não só da sua extensão mas da sua continuidade e integração paisagística. Devem, assim conceber-se circuitos fáceis de identificar pelo peão e que mediante arranjos paisagísticos adequados encaminhem naturalmente os peões para as travessias das correntes de tráfego formalizadas.

O tipo de travessias a disponibilizar deve ser estabelecido em função da hierarquização funcional da via atravessada, afectando por sua vez esta escolha a regra a adoptar na identificação da sua localização.

Para minimizar as interferências no normal funcionamento da rotunda, as passadeiras, com prioridade ao peão, devem estar localizadas entre 10 e 15m da delimitação do anel. A disponibilização de um separador central ou de um ilhéu separador com dimensões adequadas é contudo desejável sempre que não se pretenda atribuir formalmente a prioridade ao peão, servindo como refúgio protector e permitindo o atravessamento em duas fases.

Em vias 2x2, é igualmente admissível a adopção de passadeiras pedonais de nível, excepto se integradas em vias onde não se consigam assegurar as devidas condições de segurança (nomeadamente a disponibilização de espaço para a implantação de um refúgio central materializado), podendo-se nestes casos recorrer quer ao desnivelamento quer a sistemas regulados por sinalização semafórica. Atendendo a que a exposição ao risco é neste tipo de perfis transversais consideravelmente acrescida, a adopção de passadeiras de nível com prioridade ao peão, apenas se considera viável se implantados ilhéus separadores fisicamente materializados que permitam o atravessamento pedonal em duas fases. Em perfis 3x3, o comprimento de exposição ao risco é consideravelmente acrescido, pelo que não se considera admissível a adopção de passadeiras de nível com atribuição formal de prioridade ao peão. Nestas circunstâncias deverá ser avaliada a possibilidade de reencaminhamento dos circuitos pedonais, semaforização da travessia ou mesmo o seu desnivelamento.

O recurso a sistemas de controle semafórico ou mesmo o desnivelamento das travessias, poderá ainda em qualquer caso, justificar-se em função das características e dos fluxos pedonais e dos veículos envolvidos, ou da representatividade dos utilizadores mais vulneráveis, tais como crianças, idosos ou pessoas com dificuldades de locomoção. Na presença de travessias semaforizadas, a sua programação deve procurar minimizar os efeitos na capacidades das entradas e as demoras dos veículos e peões. O controle deverá ser preferencialmente por actuação e por fases, devendo a travessia ser localizada por forma a evitar que a stockagem dos veículos provoque o bloqueio geral da rotunda ou que a presença dos semáforos possa ser erroneamente relacionada

Fig. 24 - Os circuitos pedonais

28

com o sistema de controlo da rotunda. A garantia dos critérios de visibilidade torna-se indispensável, recomendando-se afastar a travessia da delimitação do anel de circulação, de uma distância mínima de 20m. O recurso a travessias desfasadas torna-se igualmente viável, tornando-se neste caso a aplicação de vedações ou barreiras físicas, indispensável.

Os desnivelamentos, pelos custos de investimento e desconforto que quase sempre envolvem, são apenas recomendáveis em circunstâncias excepcionais nomeadamente sempre que a função hierárquica da via intersectada o justifique ou a orografia do terreno o facilite.

3.11.3 Ordenamentos para Ciclistas

A taxa de sinistralidade relacionada com a presença de ciclistas em rotundas é frequentemente evocada como uma das principais críticas ao funcionamento deste tipo de intersecção. Essa tendência para a existência de níveis mais elevados de sinistralidade é habitualmente imputada à diferença e à inconsistência de comportamentos e velocidades deste tipo de utilizadores face aos automobilistas e à sua pequena notoriedade, traduzindo-se quase que instintivamente em recusas de prioridade por parte dos veículos automóveis junto à entrada.

Atendendo à diferença de volumetria e de comportamentos deste tipo de utilizadores, parece adequado no entanto que perante consideráveis fluxos de ciclistas, a resolução deste tipo de conflito passe pela adopção de dois tipos de medidas: utilização de sinalização específica de pré-aviso e garantia dos diferentes critérios de visibilidade ou (e sobretudo) pela segregação de infra-estruturas, afectando-lhes corredores próprios. A tipologia de ordenamentos é vasta, centrando-se particularmente na criação de pistas para ciclistas por alargamento da faixa de rodagem ou pela sua integração em tratamentos paisagísticos adequados que circundam a rotunda e encaminham de uma forma natural e instintiva os ciclistas para os atravessamentos pedonais (Fig. 25).

3.11.4 Transportes Públicos

Promover a utilização dos transportes públicos em detrimento do transporte individual é cada vez mais uma medida assumida no planeamento de transportes de qualquer espaço urbano, definindo assim uma nova vertente da política de transportes. Compete assim aos gestores da rede rodoviária procurarem a adopção de medidas físicas que tornem o transporte público mais eficiente, rápido, confortável e por sua vez mais competitivo.

As rotundas, pela obrigatoriedade de cedência de prioridade imposta em todas as entradas, não permitem facilmente estabelecer movimentos nem utilizadores preferenciais.

É contudo possível e recomendável a adopção de determinadas medidas complementares que, sem acarretarem um prejuízo significativo na capacidade da entrada, podem resultar em excelentes soluções para os transportes públicos. É o exemplo da criação de corredores BUS, onde no troço imediatamente anterior à linha de cedência de prioridade é permitida a circulação de todos os tipos de veículos (Fig. 26) constituindo uma via complementar de entrada.

As paragens dos autocarros, por constituírem interfaces modais, devem ser devidamente integradas nos circuitos pedonais. Nas proximidades de rotundas, essa localização deve resultar da ponderação entre os fluxos de utilizadores e do tráfego de entrada e saída, da frequência do TP e dos espaços disponíveis. Devem situar-se preferencialmente junto às entradas, por constituírem troços onde o condutor aceita mais facilmente travar e ceder a prioridade de passagem ao autocarro sempre que este pretenda reinserir-se na corrente principal e onde é menor o impacto negativo

Fig. 25 - Corredores segregados para duas rodas

29

sobre o funcionamento global da rotunda. Preferencialmente e sempre que exista disponibilidade de espaço e tal seja integrado na lógica global de funcionamento da rotunda, a paragem deve ser prolongada até à linha de cedência de prioridade, funcionando como uma via complementar de inserção.

Na presença de fortes fluxos de veículos ou de frequência do TP, devem prever-se paragens segregadas da via de circulação, utilizando-se para tal um ilhéu separador com dimensões adequadas a definir com base nas funções que lhe são atribuídas.

3.12 ILUMINAÇÃO PÚBLICA

Estudos da especialidade demonstram que o número de acidentes por invasão da ilha central ou perda de controle no anel sofre um acréscimo considerável durante a noite em rotundas desprovidas de dispositivos de iluminação artificial. Prever a implantação de iluminação pública em todo o tipo de rotundas, toma assim um papel preponderante na diminuição da sinistralidade nocturna, pelo que deve ser sempre considerada obrigatória.

Uma boa disposição dos dispositivos de iluminação passa por assegurar os indispensáveis “índices visuais”, relacionados essencialmente com a atempada percepção longínqua da descontinuidade, aproximação da intersecção e uma clara visibilidade do anel de circulação e dos veículos que nele circulam. Para o efeito haverá que aumentar o contraste de luminâncias utilizando preferencialmente elementos com cores claras e reflectoras e iluminando adequadamente a intersecção e suas aproximações.

Em qualquer dos casos a colocação de postes de iluminação pública não deverá criar obstáculos físicos capazes de agravar embates por perda de controle. Esta contingência justifica a não colocação de dispositivos rígidos nas ilhas centrais, nas imediações das entradas, nos extremos imediatos da faixa de rodagem ou do fim das bermas e nos ilhéus separadores. Deve ser garantido um recuo mínimo do 0,50m em relação à delimitação do lancil ou do fim da berma, devendo em todo o caso e em particular em zonas urbanas de grande tráfego pedonal, procurar maximizar a distância útil do passeio, através da colocação dos postes de iluminação na extremidade oposta do passeio ou mesmo suspensas em muros.

A iluminação especial das travessias pedonais tem-se revelado igualmente favorável na defesa da segurança pedonal.

Quando a rotunda se insere em zona iluminada ou próxima de zonas iluminadas, o sistema de iluminação da rotunda deve prolongar-se pelos ramos de acesso garantindo a sua continuidade. Se a intersecção se localiza em zonas rurais e escuras, devem ser criadas zonas de transição que garantam o prolongamento da iluminação até uma zona rectilínea da via, ou num comprimento mínimo de 60m. Esta regra é ditada pela necessidade de facilitar a adaptação visual do condutor à luminância ambiente quando passa de uma zona iluminada a escura, vendo o seu desempenho visual temporariamente diminuído. O ordenamento geométrico deve garantir que essa adaptação se efectua numa zona recta e liberta de obstáculos.

Fig. 26 - Corredor BUS associado a uma via de entrada na rotunda

Fig. 27 - Disposição dos postes de iluminação pública

30

4 ESTIMAÇÃO DE CAPACIDADES

4.1 CONCEITO DE CAPACIDADE

Em intersecções giratórias, o conceito de capacidade geral da rotunda não tem um significado prático. Com efeito não existe uma correspondência unívoca entre a geometria de uma rotunda e a sua capacidade, sendo o desempenho geral da intersecção também uma função da repartição direccional do tráfego.

Tendo por base as intersecções giratórias regidas pela regra da “prioridade a quem circula no anel”, pode-se definir a capacidade de uma entrada (Qe) como o máximo valor do débito da corrente secundária que, de uma forma continuada, consegue inserir-se numa determinada corrente principal, ao longo de um determinado período de tempo, durante o qual, é garantida a formação de uma fila de espera contínua na aproximação a essa entrada e é expressa em unidades de veículos ligeiros equivalentes (uvle) por unidade de tempo.

4.2 RECOLHA DE DADOS

A recolha dos dados para apoio a estudos de tráfego envolve um dos principais esforços quer do ponto de vista humano quer económico. As contagens direccionais subjacentes à avaliação do desempenho e níveis de serviço oferecidos pelas diferentes entradas da rotunda são variáveis frequentemente a obter. A dimensão da ilha central e o comprimento dos trajectos associados aos movimentos de viragem à esquerda e de ida em frente, constituem dois dos principais factores que dificultam consideravelmente a recolha manual por observação dos fluxos direccionais.

Sempre que se pretenda elaborar estudos de viabilidade ou dimensionamentos de soluções que exijam o conhecimento dos diferentes fluxos direccionais, a metodologia exposta centra-se na contagem dos fluxos de entrada e saída dos n diferentes ramos afluentes à rotunda e no registo de matrículas em (n-1) ramos.

Com efeito e designando por qij o débito da corrente de tráfego que se movimenta de i para j, Qi e Qj’ os débitos totais com origem e destino, respectivamente no ramo i e j, verifica-se, que o número de incógnitas a medir corresponde a (n2+2n), onde n2 representa o total de qij e 2n o somatório dos Qi e Qj’. Dadas as relações:

Q qi ijj

= ∑ i=1, ....,n (1)

Q qj iji

= ∑ j=1,....,n

Q Qi jji

= ∑∑ ' (2)

verifica-se que de (1) resultam 2n equações independentes, o que reduz a n2 o número de variáveis a medir. Dado que os débitos direccionais em rotundas são os movimentos mais difíceis de observar é habitual optar-se pelo registo dos débitos exteriores (de entrada e de saída) com recurso a contagens manuais ou automáticas aos quais correspondem (2n-1) variáveis independentes. O processo de recolha é colmatado com a leitura de matrículas em (n-1) ramos (entradas e saídas) o que permite contabilizar as restantes (n-1)2 variáveis a definir. A Fig. 28 representa matricialmente as variáveis a medir e o processo de medição para o caso geral de uma rotunda com n ramos de entrada:

31

Este processo apesar de expedito, baseia-se no registo de matrículas, processo este habitualmente apoiado por gravações áudio e portanto sujeito a erros significativos de dicção ou mesmo de interpretação. Trata-se ainda de um procedimento onde na eventualidade de ocorrência de um acidente de recolha de dados (quebra da fita áudio, falha de pilhas, regravação de uma cassete, etc) põe em causa toda a secção de registo.

Estes erros em conjugação com outros erros comuns, nomeadamente os originados por diferentes conceitos de classes de veículos por parte de cada observador, repercutem-se na qualidade dos dados finais, sendo que a resolução do sistema de equações anteriormente definido pode resultar em dados irreais. É assim importante neste tipo de sessões de contagens e inquéritos registar um ou mais movimentos direccionais redundantes que permitam aferir os fluxos resultantes do processo matemático.

4.3 FLUXOS DE DIMENSIONAMENTO E SUA CONVERSÃO

É genericamente consensual que a classificação do tráfego, nomeadamente a proporção de tráfego pesado numa corrente não prioritária, exerce uma considerável influência ao nível da sua capacidade. É habitual adoptarem-se coeficientes de equivalência para uniformização das várias classes de veículos, através da sua conversão em unidades de veículos ligeiros equivalentes (u.v.l.e.), simplificadamente simbolizados por (uve).

Assim uma unidade de veículos ligeiros equivalentes em dimensionamento de cruzamentos, corresponde à medida utilizada na conversão dos diferentes tipos de veículos em veículos ligeiros, supondo traineis de aproximação em patamar (Tabela 5).

INCLINAÇÃO Classe de Veículo -4% -2% 0% 2% 4%

2 rodas Ligeiros Pesados e BUS

0.3 0.8 1.2

0.4 0.9 1.5

0.5 1.0 2.0

0.6 1.2 3.0

0.7 1.4 6.0

1 2 ... n-1 n S

1 q11 q12 q1(n-1) Q1n Q1

2 q21 q22 q2(n-1) q2n Q2

... ...

n-1 Q(n-

1)1

q32 q(n-1)(n-1) q(n-1)n Qn-1

n qn1 q42 qn(n-1) qnn Qn

S Q ’ Q ’ Q ’ Q ’

Qi/Qj Contagem automática ou manual

Q’i/j Contagem e registo de matrículas

qij calculada pela análise do registo matrículas

Fig. 28- Variáveis a medir num processo de recolha de fluxos direccionais

Tabela 5 - Coeficientes de conversão recomendáveis

32

4.4 MÉTODOS DE CÁLCULO DE CAPACIDADES

Considera-se habitualmente a existência de três tipos de modelos de estimação de capacidades: os estatísticos, os probabilísticos e os de simulação.

Os ESTATÍSTICOS, que procuram reconstituir de uma forma empírica a curva da capacidade, por recurso a observações locais efectuadas durante períodos de saturação de diferentes entradas com características geométricas diferenciadas e para níveis de fluxos prioritários variados.

Os PROBABILÍSTICOS, baseados na conjugação da distribuição dos veículos da corrente prioritária com o processo de chegada das vias secundárias, assumindo que ambas as distribuições obedecem a leis de aleatoriedade e assumindo uma determinada lei de aceitação de intervalos entre veículos.

Os de SIMULAÇÃO são baseados na modelação, veículo a veículo, das interacções entre o fluxo de entrada e o prioritário do anel de circulação apresentando-se de forma geral em sofisticados programas computacionais.

4.4.1 O Método do TRL

A Inglaterra é incontestavelmente o país com maior tradição na utilização de rotundas e o “Transport Road and Research Laboratory”, actualmente TRL, a instituição com maior número de trabalhos desenvolvidos nesse campo.

O modelo de base estatística desenvolvido por Kimber (Kimber, 1980), foi deduzido com base em técnicas de regressão múltipla não linear sendo a formulação resultante uma função linear, que relaciona a capacidade da entrada com o fluxo conflituante e onde os coeficientes F e fc, representam parâmetros dependentes da geometria da intersecção (TA 23/81):

Q K F f Qe c c= −( * ) se f Q Fc c× < ou,

Qe = 0 se f Q Fc c× >

onde: Qe é a capacidade da entrada Qc, é o fluxo conflituante aqui considerado como o tráfego de circulação no anel em frente à entrada; F e fc são parâmetros dependentes das características geométricas da entrada e da rotunda, tal que:

{ }K r= − − − −1 0 00347 30 0 978 1 0 05. ( ) . ( / ) .φ F X= 303 2 f t Xc p= +0 21 1 0 2 2. ( . ) t Mp = + +1 0 5 1. / ( )

{ }10/)60(exp −= DCIM X v e v S2 1 2= + − +( ) / ( ) S e v l= −16. ( ) / '

onde (ver Fig. 29): v - largura da via na aproximação da rotunda e - largura efectiva da entrada junto à linha de cedência de prioridade e na perpendicular ao lancil

l’ - comprimento médio efectivo do leque r - raio da entrada medido no ponto de menor curvatura DCI - diâmetro do círculo inscrito φ- ângulo de entrada

Fig. 29 - Parâmetros geométricos - modelo TRL

33

É ainda apresentada uma variante ao modelo, adaptada à previsão de capacidades em rotundas desniveladas:

)*4.111.1( cce QfFKQ −= onde o significado das diferentes variáveis é o mesmo do apresentado anteriormente.

Qualquer uma das duas formulações é composta por duas componentes fundamentais: a primeira representativa do peso das características geométricas e a segunda do peso do tráfego conflituante. Refira-se que se se considerar a situação particular de Qc=0, ou seja a inexistência de qualquer tráfego conflituante prioritário, a segunda componente da formulação anula-se, obtendo-se a habitualmente designada de capacidade geométrica como a correspondente à capacidade máxima da entrada sujeita unicamente à influência das características geométricas da intersecção.

4.4.2 O Método do SETRA

O modelo desenvolvido em França pelo SETRA em 1980, continua a ser progressivamente melhorado. O modelo é de abordagem igualmente estatística e é traduzida por uma função linear que relaciona a capacidade da entrada com as suas características geométricas e o seu tráfego conflituante. O tráfego conflituante é por sua vez uma combinação do tráfego que atravessa frontalmente a entrada em estudo e do tráfego que sai na saída imediatamente anterior:

Q Q ENTe c= − + −( . )( . ( . ))1330 0 7 1 01 35 onde: Q Q Q SEP ANNc t s= + − − −( / ( / ))( . ( ))2 3 1 15 1 0 085 8

Qc é o fluxo conflituante (uvle/h) Qs é o fluxo de saída do ramo em análise (uvle/h) Qt é o fluxo de circulação e que atravessa frontalmente a entrada em estudo (uvle/h) ENT é a largura da entrada medida na traseira

do primeiro veículo parado na linha de cedência de prioridade (m)

ANN é a largura do anel de circulação em torno da ilha central (m)

SEP é a largura do ilhéu separador (m)

À semelhança do modelo do TRL, também o modelo do SETRA evidencia as duas componentes da capacidade de entrada (capacidade geométrica e peso do tráfego conflituante), obtendo-se o valor da capacidade geométrica por aplicação da formulação geral sempre que o tráfego conflituante é nulo.

4.4.3 O Modelo FCTUC

Desde 1996 que a FCTUC se dedica ao desenvolvimento de estudos no domínio das intersecções giratórias, no âmbito dos quais procura desenvolver um modelo de estimação de capacidades adaptado às condições de circulação e às características dos condutores portugueses.

Análises comparativas dos valores de capacidade real resultantes de um conjunto alargado de modelos desenvolvidos noutros países previsão, demonstraram que o comportamento das curvas da capacidade observada em Portugal se identifica melhor com os modelos de base estatística. Concluiu-se ainda que o modelo do TRL, é o que mais se aproximou da capacidade geométrica

Fig. 30 - Método do SETRA - Parâmetros Geométricos

34

observada (ordenadas na origem), enquanto que o modelo do SETRA, é o que melhor representa a importância do tráfego conflituante (inclinação das rectas). A partir destas conclusões desenvolveu-se um modelo baseado na estrutura do modelo do TRL-UK (Kimber, 1980). Este foi calibrado com base nos dados registados em 11 entradas de 8 rotundas nacionais, 4 das quais (correspondentes a 6 entradas) localizadas em zona urbana e 4 (com 5 entradas) em zona peri-urbana, totalizando 952 minutos de observações, e através do qual se explica 61,7% da variância observada. Deverá ter-se no entanto em atenção que o conjunto de entradas estudadas representa numa amostra de dimensão reduzida particularmente ao nível dos parâmetros geométricos, pelo que os resultados obtidos deverão ser encarados com alguma precaução. A formulação resultante é a seguinte:

)*( * cce QfFKQ −= ,

com:

⎭⎬⎫

⎩⎨⎧ −−−−= 05.01431.3)30(00163.01

rK φ

247.335 XF =

)2.0457.0(*611.0 2Xtf dc +−=

)1(983.01

Mtd +

+=

{ }10/)60(exp −= DCIM

X v e v S2 1 2= + − +( ) / ( )

S e v l= −16. ( ) / '

onde cada parâmetro tem o mesmo significado do apresentado em 4.4.1:

4.4.4 Metodologia de estimação de capacidades

Embora o conjunto de dados que serviram de base ao desenvolvimento do modelo FCTUC constitua já uma amostra significativa, constata-se que a variabilidade de alguns parâmetros, nomeadamente os geométricos, é ainda limitada.

Atendendo às limitações da validação ainda existentes do modelo FCTUC, propõe-se que a estimação de capacidades em rotundas nacionais seja estimada pela aplicação desse modelo, embora balizada pelos valores resultantes da aplicação dos modelos originais do TRL e do SETRA.

4.4.5 Cálculo da capacidade com sobresaturação de uma ou mais entradas

A capacidade das diferentes entradas, após pelo menos uma delas ter atingido o limiar de saturação, terá que ser determinado através da aplicação de um algoritmo de convergência iterativa.

Com efeito, e sempre que o fluxo de chegada é inferior à capacidade da entrada, pode assumir-se que em termos médios não haverá formação de fila de espera e portanto todos os veículos que chegam se conseguem inserir no interior da rotunda.

A partir do instante em que o fluxo de chegada, em pelo menos uma das entradas, atinge a saturação, o número de veículos que consegue entrar na rotunda, passa a ser condicionado pela capacidade dessa entrada, ou seja, no máximo entram no cruzamento um fluxo horário igual à sua capacidade.

35

Atendendo a que a capacidade da entrada em cada ramo é uma função do fluxo prioritário conflituante e que por sua vez, este é uma função dos fluxos de entrada dos ramos precedentes, a estimativa da capacidade de cada entrada depende do processo de convergência iterativa.

Em termos práticos o processo desenrola-se assumindo, numa primeira iteração, que não existem no interior nem afluem à rotunda quaisquer veículos pelo que a capacidade de uma entrada arbitrária, de acordo com a Equação 1, é equivalente à capacidade geométrica. Seguindo o sentido de circulação, a capacidade da entrada consecutiva será uma função dos seus parâmetros geométricos e do fluxo conflituante resultante do fluxo efectivamente inserido na entrada anterior (correspondente ao menor dos valores: capacidade ou fluxo de chegada).

Este procedimento embora possa ser executado manualmente, encontra-se integrado no programa de cálculo automático ARCADY, desenvolvido pelo TRL.

4.5 NÍVEIS TÍPICOS DE CAPACIDADE

A capacidade geométrica (Qe) depende unicamente das características geométricas da intersecção e refere-se ao máximo número de veículos que se consegue inserir no anel de circulação a partir de uma determinada entrada, sempre que não existe qualquer fluxo conflituante.

Por sua vez a determinação da capacidade global da rotunda, é mais problemática na medida em que depende dos níveis de tráfego conflituantes nas diversas entradas que por sua vez dependem da procura de tráfego e desempenho nas restantes entradas.

Para cada tipologia considerada, foram determinados os níveis mínimos e máximos assegurados em termos de capacidade geométrica da entrada. Para o efeito e por forma a avaliar o peso de cada parâmetro geométrico no valor da capacidade da entrada, fizeram-se oscilar individualmente os valores de cada parâmetro entre os valores mínimos e máximos recomendados, mantendo os restantes parâmetros fixos e com os valores de base apresentados na Tabela 6. Relativamente à capacidade global e embora este conceito não tenha uma aplicação prática, optou-se por apresentar uma estimativa quantitativa dessa capacidade admitindo para o efeito determinadas condições de distribuição direccional do tráfego representativas de situações típicas (70-30%), baseadas numa intersecção com 4 entradas e saídas.

36

ESQUEMA RELAÇÕES ENTRE GEOMETRIA E VALORES DE CAPACIDADE

VALORES DE BASE VALORES MÍNIMOS VALORES MÁXIMOS

MINI-ROTUNDA PARÂMETROS GEOMÉTRICOS

(ramo afluente com uma via em cada sentido)

DCI=20m v=3.65m e=4,5m l’=5,0m r=15,0m φ=25º

DCI=20m v=3,65m e=4,0m l’=5,0m r=6,0m φ=60º

DCI=20m v=3,65m e=7.0m l’=50,0m r=30,0m φ=20º

CAPACIDADE GEOMÉTRICA DA ENTRADA (Qe) E CAPACIDADE GLOBAL (Qg) EM (UVLE/H)

Qe=1340 Qg=3140

Qe=725 Qg=1870

Qe=2310 Qg=4300

INFLUÊNCIA DOS PARÂMETROS GEOMÉTRICOS NA CAPACIDADE (valores resultantes da variação de um parâmetro geométrico mantendo os restantes iguais aos valores de base)

INTERVALOS DE VARIAÇÃO DOS PARÂMETROS

e=4,0 a 7,0m l’=5,0 a 50,0m r=6,0 a 30,0 φ=60º a 20º

VARIAÇÕES NA CAPACIDADE GEOMÉTRICA DA ENTRADA

Qe =1255 a 1500 Qe =1340 a 1420 Qe =855 a 1500 Qe =1260 a 1350

VARIAÇÕES NA CAPACIDADE GLOBAL DA ROTUNDA

Qg =3020 a 3360 Qg =3140 a 3250 Qg =2150 a 3440 Qg =2980 a 3160


ROTUNDA NORMAL PARÂMETROS GEOMÉTRICOS

(ramo de aproximação com uma via em cada sentido)

DCI=50m v=3,65m e=7,0m l’=12,0m r=20,0m φ=25º

DCI=50m v=3,65m e=4,0m l’=5,0m r=15,0m φ=60º

DCI=50m v=3,65m e=10,5m l’=100,0m r=50,0m φ=20º


Qe=1835 Qg= 3930

Qe=1180 Qg= 2920

Qe=3480 Qg=5090



e=4,0 a 10,5m l’=5,0 a 100,0m r=10,0 a 50,0 φ=60º a 20º


Qe =1345 a 2055 Qe =1595 a 2260 Qe =1525 a 2020 Qe =1730 a 1850


Qg =3250 a 4190 Qg =3620 a 4400 Qg =3400 a 4220 Qg =3760 a 3950

V=7.0 Qe =2365 Qg =4510

Tabela 6 – Níveis de Capacidade

37

Tabela 5 – Níveis de Capacidade (cont.)


ROTUNDA NORMAL DE PARÂMETROS GEOMÉTRICOS

GRANDES DIMENSÕES

(ramo de aproximação com duas vias em cada sentido)

DCI=60m v=7,3m e=11,0m l’=15,0m r=20,0m φ=30º

DCI=60m v=7,3m e=8,0m l’=5,0m r=15,0m φ=60º

DCI=60m v=7,3m e=15,0m l’=100,0m r=50,0m φ=20º


Qe=3145 Qg= 5450

Qe=2335 Qg= 4600

Qe=5060 Qg=5670



e=8,0 a 15,0m l’=5,0 a 100,0m r=10,0 a 50,0 φ=60º a 20º


Qe =2655 a 3425 Qe =2815 a 3560 Qe =2605 a 3465 Qe =2990 a 3195


Qg =5010 a 5530 Qg =5170 a 5530 Qg =4850 a 5650 Qg =5290 a 5510

Da análise dos valores apresentados na Tabela 6, constata-se que uma entrada sem leque de uma rotunda normal, com uma única via de entrada, apresenta uma capacidade de cerca de 1345 uve/h subindo para 1835 quando um leque com 12m de comprimento permita a formação de 2 vias de entrada (aumento de 37%) e para 2365 na presença de 2 vias de entrada contínuas (aumento de 76%). Por sua vez as mini-rotundas com uma única via de entrada e apesar das suas reduzidas dimensões, revelam-se extremamente eficazes ao nível da fluidez assegurando capacidades na ordem dos 1255 uve/h por entrada.

Por outro lado, constata-se que uma rotunda normal, constituída por entradas com uma única via é capaz de assegurar capacidades globais na ordem dos 3250 uvle/, subindo para 3930, quando providas de um leque com 12m que lhes permita a formação de duas vias de entrada. Por sua vez uma rotunda de grandes dimensões com duas vias de entrada, assegura valores de capacidade global na ordem dos 5010 uvle/h, subindo para 5450, se providas de um curto leque com 15m de comprimento, que permita a formação três de vias de entrada.

Da utilização do modelo, pode ainda concluir-se que o aumento da dimensão global da rotunda (DCI) não se traduz num aumento significativo dos valores de capacidade. Refira-se a título de exemplo que o aumento numa rotunda normal do valor do DCI de 30 para 50m, se reverte no aumento de cerca de 4% da capacidade geométrica (65 uvl/h em 1770 uvle/h) e de 5% na capacidade global (200 uvl/h em 3730 uvle/h).

4.6 ATRASOS E FILAS DE ESPERA

A previsão dos comprimentos das filas de espera e dos atrasos impostos aos veículos assume particular relevância aos diferentes níveis da gestão da circulação. A evolução das filas de espera e consequentemente os atrasos imputados aos diferentes ramos e nós da rede viária, são factores

38

determinantes ao processo de decisão por parte do condutor na selecção do itinerário a adoptar, pelo que a avaliação destes indicadores assume igualmente importância ao nível do Planeamento dos Transportes. A sua previsão constitui ainda um elemento preponderante ao dimensionamento da infra-estrutura rodoviária, nomeadamente na definição dos comprimentos a disponibilizar para a stockagem dos veículos em fila de espera.

A determinação do tempo de espera resulta da avaliação dos atrasos impostos pela geração de filas de espera e pelo nível de serviço da corrente não prioritária e nas quais se distinguem claramente duas situações:

- Condições de circulação em regime permanente e aquém da saturação para as quais são desenvolvidos modelos baseados na teoria das filas de espera aplicada a condições de estacionárias no tempo;

- Condições de sobresaturação em que são válidas aproximações do tipo determinístico, já que se admite que os veículos chegam e partem em intervalos de tempo constante.

Estas situações são habitualmente suportadas por teorias convencionais, a ESTACIONÁRIA no primeiro caso e a DETERMINÍSTICA no segundo, sendo que ambas se têm revelado insatisfatórias na previsão dos atrasos no limiar do período de saturação.

Com efeito e apesar de ser largamente utilizada, a teoria estacionária (vulgarmente designada de “steady-state”) prevê a procura constante no tempo e aponta para a ocorrência de filas de espera infinitas assim que a procura atinge o valor da capacidade (rácios procura/capacidade (ρ) ≅ 1), não tendo portanto aplicabilidade quando a procura excede o potencial de atendimento disponível. Na realidade, e à medida que a procura se aproxima da capacidade ou eventualmente a excede por curtos períodos de tempo a formação de fila de espera permanecerá aquém da prevista pela teoria estacionária

Por sua vez a teoria determinística despreza o efeito estocástico dos processos de formação de filas, admitindo que chegam e partem em intervalos de tempo constantes e apenas prevê a geração de filas depois de atingida a saturação, considerando os atrasos nulos abaixo desse limiar. Refira-se que perante o fenómeno aleatório dos processos de chegada dos veículos, existe sempre uma probabilidade finita de formação de fila de espera, antes de atingido o limiar de saturação.

Para ultrapassar estas limitações surgiram as teorias TRANSIENTES (Kimber, et al, 1979), particularmente adaptadas à modelação dos picos horários e onde a procura, capacidade e por sua vez a formação de filas de espera varia ao longo do tempo e que tem em conta a natureza aleatória do tráfego.

4.7 EXEMPLO DE APLICAÇÃO

Determine os graus de saturação de cada uma das entradas da rotunda apresentada na figura abaixo, sabendo que os fluxos correspondem aos débitos horários convertidos em u.v.l.e/h. Em caso de alguma das entradas ter ultrapassado o limiar de saturação, proponha alterações à geometria que lhe permitam responder à procura de tráfego.

Características Geométricas entradas:

D= 70,0m

7 0

D

C

39

1 – Cálculo do tráfego conflituante com cada uma das entradas

QcA= QDB+ QDC+ QCB+= 1300+200+300= 1800 uvle/h

QcB= QAC+ QAD+ QDC+= 150+50+200= 400 uvle/h

QcC= QBD+ QBA+ QAD+= 100+100+50= 250 uvle/h

QcD= QCA+ QCB+ QBA+= 600+300+100= 1000 uvle/h

2 – Cálculo da capacidade de cada entrada e os respectivos graus de saturação, segundo o modelo do TRL

Formulação

Q K F f Qe c c= −( * ) ,

{ }K r= − − − −1 0 00347 30 0 978 1 0 05. ( ) . ( / ) .φ =0.990 S e v l= −16. ( ) / ' = 0 X v e v S2 1 2= + − +( ) / ( ) =7 F X= 303 2 = 2121

{ }10/)60(exp −= DCIM t Mp = + +1 05 1. / ( ) =1.134 f t Xc p= +0 21 1 0 2 2. ( . ) =0.572, substituindo estes valores na equação inicial, obtemos a

seguinte relação:

)*572.02121(990.0 ce QQ −=

e as seguintes capacidades por entrada:

1081)1800*572.02121(990.0 =−=AQ

1873)400*572.02121(990.0 =−=BQ

1958)250*572.02121(990.0 =−=CQ

1533)1000*572.02121(990.0 =−=DQ

A

B

D

C

Graus de saturação potencial

85,037,01081400

<==AFRC

85,0«16,01873300

==BFRC

85,051,019581000

<==CFRC

85,017,115331800

>==DFRC

40

Conclui-se, assim, que a entrada D, está saturada (FRC>0,85). Por sua vez as entradas A e B, estão claramente sobredimensionadas em relação à procura de tráfego.

Atendendo a que a entrada D está congestionada, os valores correctos dos graus de saturação, resultarão da aplicação do processo iterativo.

3 – Determinação das Condições Reais de Desempenho da Rotunda - Aplicação do Processo Iterativo

Assumindo que não existe qualquer veículo no interior da rotunda nem em qualquer das aproximações e arbitrando a entrada B para iniciar o processo, obtemos:

ENTRADA B:

QcB= QAC+ QAD+ QDC= 0+0+0= 0 uvle/h, logo a capacidade da entrada será igual à capacidade

geométrica e dada por:

2099)0*572.02121(990.0 =−=BQ

como QB>Fluxo Chegada = 300, então todos os veículos que atingem a entrada D conseguem inserir-se no interior da rotunda, os quais se repartem pelos diferentes movimentos direccionais proporcionalmente à distribuição lateral inicialmente registada:

QBC= QBD= QBA=100 uvle/h

ENTRADA C:

Estão neste momento no interior da rotunda os 300 veículos que a entrada B permitiu entrar. Destes apenas 200, contribuem para o tráfego conflituante da entrada C:

QcC= QBD+ QBA+ QAD+= 100+100+0= 200 uvle/h

1986)200*572.02121(990.0 =−=CQ

como QC>Fluxo Chegada = 1000, mais uma vez todos os veículos que atingem a entrada C conseguem inserir-se no interior da rotunda, os quais se repartem pelos diferentes movimentos direccionais proporcionalmente à distribuição lateral inicialmente registada:

QCD=100; QCA= 600; QCB=300 uvle/h

ENTRADA D:

Contribuem, neste momento para o fluxo no interior da rotunda, as entradas B e C. Os veículos que conflituam com a entrada D são:

QcD= QCA+ QCB+ QBA+= 600+300+100= 1000 uvle/h e a capacidade da entrada:

1533)1000*572.02121(990.0 =−=DQ

41

Dado que o Fluxo de chegada=1800> capacidade da entrada(QB), estamos perante uma entrada congestionada e consequentemente da formação de fila de espera. O número de veículos que se consegue inserir no interior da rotunda é agora dado pelo valor da capacidade, repartido proporcionalmente pelos diferentes movimentos direccionais:

QDA=300/1800*1533=260; QDB= 1300/1800*1533=1104; QDC=200/1800*1533=169 uvle/h

ENTRADA A:

Neste momento todas as entradas contribuem para o fluxo no interior da rotunda e consequentemente para o fluxo conflituante da entrada A:

QcA= QDB+ QDC+ QCB+= 1104+169+300= 1573 uvle/h e a capacidade da entrada:

1209)1573*572.02121(990.0 =−=AQ

como QA>Fluxo Chegada = 400, mais uma vez todos os veículos que atingem a entrada A conseguem inserir-se no interior da rotunda, repartindo-se pelos diferentes movimentos direccionais proporcionalmente à distribuição lateral inicialmente registada:

QAB=50; QAC= 150; QAD=200 uvle/h

Volta-se assim novamente à entrada B. O processo iterativo continuaria até se atingir a convergência.

RESULTADO FINAL

Confirma-se assim que a entrada D, está congestionada e as restantes sobredimensionadas.

SOLUÇÃO PROPOSTA

Aumentar a largura de entrada da entrada D, por forma a permitir 3 vias de entrada, bem como a criação de leque:

e=10,0m

l’=30,0m

r=50,0m

Graus de saturação

85,033,01209400

<==AFRC

85,0«16,01890300

==BFRC

85,051,019581000

<==CFRC

85,017,115331800

>==DFRC

K=0,99 F=2809,6

S=0,16 tp=1,134

X2=9,27 fc=0,68

QD=2118

FRCD=0,85

42

5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ARNT O.K, 1994 – Relationship between Roundabout Geometry and Accident Rates – Mc Thesis, Faculty of Built Environment and Engineering, Queensland University ot Thecnology, Australia, June

ARNT O.K, 2002 – Roundabouts – Road Planning and Design Manual – Chapter 14, Division of Main Roads, Australia, June

AUSTROADS, 1993 -Guide to Traffic Engineering Practice; Part 6 - Roundabouts – Austroads, Sidney-Australia,

BASTOS SILVA, A.M.C., ET AL, 1998 O Dimensionamento e Projecto de Rotundas- O Estado da Arte, Edição FCTUC, Coimbra-Portugal, Novembro

BASTOS SILVA, A.M.C., ET AL, 1999 – O Dimensionamento e Projecto de Rotundas- Recomendações de Projecto, FCTUC, Coimbra-Portugal, Junho

BOVY, H, ET AL, 1991 - Guide Suisse des Giratoires, mandat de recherche 9/98, VSS/FSR/EPFL, ISBN 2 – 8298-0065-6, Lausanne-Suisse, Février

CETUR, 1988 - Conception des Carrefours a Sens Giratoires Implantes em Milieu Urbain – Centre d’Etudes des Transports Urbains, France

FHWA, 2000 - Roundabouts: An Informational Guide – U.S. Department of Transportation, Federal Highway Administration – Publication nº RD-00-067, Virginia, USA, June 2000

HOZ C.; POZUETA J., 1995 Recomendaciones para el diseño de glorietas en carreteras suburbanas – Consejeria de Transportes / Direccion General de Carreteras – ISBN 84-451-0961-8, Edición EFECE Diseño Gráfico, S.L., Madrid – Espanha

LOUAH, G., 1992- Panorama Critique des Modeles Français de Capacité des Carrefours Giratoires - CETE de L’Oueste, - Actes du Séminaire International “Giratoire 92”, pg. 213-228, Edition SETRA/CETUR, Nantes-France, Octobre 1992

SETRA, 1984 - Carrefours Giratoires – Les Carrefour Plans sur Routes Interurbaines- Guide Technique, Sevice d’Etudes Techniques des Routes et Autoroutes, Bagneux, France, Septembre 1984

TD 16/93, Geometric Design of Roundabouts - Department of Transport – Volume 6, Section 2, Part 3 of Design Manual for Roads and Bridges- Road Geometry Junctions, U.K., September, 1993

Documents

DIMENSIONAMENTO DE ROTUNDAS - w3.ualg.ptw3.ualg.pt/~mgameiro/Aulas_2006_2007/transportes/rotundas_04 (prof... · 1 DIMENSIONAMENTO DE ROTUNDAS TEXTOS DIDÁCTICOS 3ª EDIÇÃO Ana