Esta dissertação de mestrado apresenta um estudo do processo de formação de pelotões em rodovias de pista simples brasileiras e a dispersão desses pelotões nas faixas adicionais de subida. Este estudo foi realizado usando-se dados empíricos coletados na SP 255, uma rodovia de pista simples do estado de São Paulo. Um dos trechos estudados possuía faixas adicionais nos aclives e o outro era sem faixas adicionais. Para caracterizar a formação de pelotões, três aspectos foram estudados: a porcentagem de veículos em pelotões, o tamanho médio dos pelotões e a recomposição dos pelotões após o término de uma faixa adicional. Modelos matemáticos foram adaptados para representar o processo de formação de pelotões em rodovias brasileiras. Visando fornecer subsídios para futuros projetos de faixas adicionais, a dispersão dos pelotões nas faixas adicionais de subida foi analisada considerando-se as seguintes medidas de desempenho: taxa de ultrapassagem, velocidade média da corrente, porcentagem de veículos em pelotões e comprimento de faixa para a dispersão dos pelotões. Os resultados do estudo da dispersão dos pelotões mostram que as faixas adicionais melhoram o nível de serviço não apenas na direção onde são implantadas, mas também na direção do tráfego oposto uma vez que cerca de 70 a 75% do fluxo no sentido analisado divergem para as faixas adicionais, proporcionando uma porcentagem maior de gaps adequados para a dispersão dos pelotões do fluxo oposto. / This master thesis presents a study of the platoon formation process in the Brazilian two-lane roads and the dispersion of these platoons in the passing lanes. This study was developed using empirical data collected in the SP 255, a two-lane road of the state of São Paulo. One of the segments studied had passing lanes on upgrades and another was without passing lanes. In order to characterize the platoon formation, three aspects were studied: the percent of vehicle in platoon, the mean platoon size and the platoon recomposition after the end of a passing lane. Mathematical models were adapted to represent the platoon formation in the Brazilian roads. Aiming to aid future auxiliary lanes projects, the platoon dispersion in the climbing lanes was analyzed considering the following service measures: overtaking rate, mean speed, percent of vehicle traveling in platoons and lane length used to disperse the platoons. The results of the platoons dispersion study show that the auxiliary lanes improve the level of service not only in the direction of they are constructed, but also in the opposing flow. It\'s verified that around 70 to 75% of the flow in the analyzed direction diverge to auxiliary lanes, providing a greater percentage of gaps suitable to platoon dispersion in the opposing flow.

O objetivo desta pesquisa foi propor um método capaz de estabelecer a sequência de implantação de um conjunto de faixas adicionais que maximize os benefícios do investimento nos aclives das rodovias de pista simples. O método proposto consiste em: (i) definir os aclives mais longos que o comprimento crítico; (ii) definir os aclives que satisfazem os critérios técnico-econômicos para implantação das faixas adicionais no horizonte de projeto; (iii) determinar as faixas adicionais que devem ser implantadas a cada ano do projeto, em função do crescimento do tráfego; e (iv) determinar a sequência ótima para implantação das faixas, em função do benefício global e do valor disponível para investimento a cada ano. Dentre os critérios técnicos que indicam a necessidade de faixa adicional, optou-se por utilizar a adaptação das diretrizes da AASHTO para as condições das rodovias brasileiras proposta por Melo e Setti (2003). Para quantificar os benefícios proporcionados pelas reduções dos custos operacionais e dos tempos de viagem, optou-se por utilizar modelos desenvolvidos por pesquisas nacionais; para quantificar os benefícios da redução dos acidentes, foi utilizado o modelo do HDM-4. Custos típicos de construção por quilômetro de faixa adicional (serviços de terraplenagem, pavimentação, drenagem e sinalização) foram obtidos da tabela do DER-SP. Um estudo de caso demonstrou que a sequência de implantação estabelecida pelo método proposto é mais eficiente, pelos pontos de vista econômico e social, do que a sequência determinada usando-se os critérios atuais. / The objective of this research was to propose a methodology able to establish the sequence of deployment that would maximize the benefits from climbing lanes on two-lane highways. The proposed method consists of: (i) find the set of grades that are longer than the critical length; (ii) choose, among these grades, those that satisfy the technical and economic criteria to warrant the construction of climbing lanes within the project service life; (iii) find which climbing lanes should be built in each year, given the traffic growth forecast; and (iv) find the best construction sequence, considering the global benefits from the climbing lanes and the annual budget. The criteria to justify climbing lanes adopted are the adaptation to Brazil of the AASHTO criteria proposed by Melo and Setti (2003). The quantification of benefits from the reduction of vehicle operating costs and travel time uses several models proposed in the literature in Portuguese; HDM-4 models were used to quantify the benefits from the reduction in accident number and severity. Typical construction costs for climbing lanes (including earth-moving, paving, drainage and signage) were derived from data published by DER-SP. A case study demonstrated that the application of the proposed method results in a more efficient use of the available resources (both from the economic and social viewpoints) than the results obtained by the use of the current criteria.

O objetivo desta pesquisa foi propor um método capaz de estabelecer a sequência de implantação de um conjunto de faixas adicionais que maximize os benefícios do investimento nos aclives das rodovias de pista simples. O método proposto consiste em: (i) definir os aclives mais longos que o comprimento crítico; (ii) definir os aclives que satisfazem os critérios técnico-econômicos para implantação das faixas adicionais no horizonte de projeto; (iii) determinar as faixas adicionais que devem ser implantadas a cada ano do projeto, em função do crescimento do tráfego; e (iv) determinar a sequência ótima para implantação das faixas, em função do benefício global e do valor disponível para investimento a cada ano. Dentre os critérios técnicos que indicam a necessidade de faixa adicional, optou-se por utilizar a adaptação das diretrizes da AASHTO para as condições das rodovias brasileiras proposta por Melo e Setti (2003). Para quantificar os benefícios proporcionados pelas reduções dos custos operacionais e dos tempos de viagem, optou-se por utilizar modelos desenvolvidos por pesquisas nacionais; para quantificar os benefícios da redução dos acidentes, foi utilizado o modelo do HDM-4. Custos típicos de construção por quilômetro de faixa adicional (serviços de terraplenagem, pavimentação, drenagem e sinalização) foram obtidos da tabela do DER-SP. Um estudo de caso demonstrou que a sequência de implantação estabelecida pelo método proposto é mais eficiente, pelos pontos de vista econômico e social, do que a sequência determinada usando-se os critérios atuais. / The objective of this research was to propose a methodology able to establish the sequence of deployment that would maximize the benefits from climbing lanes on two-lane highways. The proposed method consists of: (i) find the set of grades that are longer than the critical length; (ii) choose, among these grades, those that satisfy the technical and economic criteria to warrant the construction of climbing lanes within the project service life; (iii) find which climbing lanes should be built in each year, given the traffic growth forecast; and (iv) find the best construction sequence, considering the global benefits from the climbing lanes and the annual budget. The criteria to justify climbing lanes adopted are the adaptation to Brazil of the AASHTO criteria proposed by Melo and Setti (2003). The quantification of benefits from the reduction of vehicle operating costs and travel time uses several models proposed in the literature in Portuguese; HDM-4 models were used to quantify the benefits from the reduction in accident number and severity. Typical construction costs for climbing lanes (including earth-moving, paving, drainage and signage) were derived from data published by DER-SP. A case study demonstrated that the application of the proposed method results in a more efficient use of the available resources (both from the economic and social viewpoints) than the results obtained by the use of the current criteria.

Esta dissertação de mestrado apresenta um estudo do processo de formação de pelotões em rodovias de pista simples brasileiras e a dispersão desses pelotões nas faixas adicionais de subida. Este estudo foi realizado usando-se dados empíricos coletados na SP 255, uma rodovia de pista simples do estado de São Paulo. Um dos trechos estudados possuía faixas adicionais nos aclives e o outro era sem faixas adicionais. Para caracterizar a formação de pelotões, três aspectos foram estudados: a porcentagem de veículos em pelotões, o tamanho médio dos pelotões e a recomposição dos pelotões após o término de uma faixa adicional. Modelos matemáticos foram adaptados para representar o processo de formação de pelotões em rodovias brasileiras. Visando fornecer subsídios para futuros projetos de faixas adicionais, a dispersão dos pelotões nas faixas adicionais de subida foi analisada considerando-se as seguintes medidas de desempenho: taxa de ultrapassagem, velocidade média da corrente, porcentagem de veículos em pelotões e comprimento de faixa para a dispersão dos pelotões. Os resultados do estudo da dispersão dos pelotões mostram que as faixas adicionais melhoram o nível de serviço não apenas na direção onde são implantadas, mas também na direção do tráfego oposto uma vez que cerca de 70 a 75% do fluxo no sentido analisado divergem para as faixas adicionais, proporcionando uma porcentagem maior de gaps adequados para a dispersão dos pelotões do fluxo oposto. / This master thesis presents a study of the platoon formation process in the Brazilian two-lane roads and the dispersion of these platoons in the passing lanes. This study was developed using empirical data collected in the SP 255, a two-lane road of the state of São Paulo. One of the segments studied had passing lanes on upgrades and another was without passing lanes. In order to characterize the platoon formation, three aspects were studied: the percent of vehicle in platoon, the mean platoon size and the platoon recomposition after the end of a passing lane. Mathematical models were adapted to represent the platoon formation in the Brazilian roads. Aiming to aid future auxiliary lanes projects, the platoon dispersion in the climbing lanes was analyzed considering the following service measures: overtaking rate, mean speed, percent of vehicle traveling in platoons and lane length used to disperse the platoons. The results of the platoons dispersion study show that the auxiliary lanes improve the level of service not only in the direction of they are constructed, but also in the opposing flow. It\'s verified that around 70 to 75% of the flow in the analyzed direction diverge to auxiliary lanes, providing a greater percentage of gaps suitable to platoon dispersion in the opposing flow.