A velocidade elevada e a sua variabilidade são consideradas fatores determinantes na causa de acidentes e gravidade dos mesmos. A freqüência dos acidentes decresce quando os limites de velocidade estabelecidos são apropriados ou realísticos. O limite estabelecido deve estar de acordo com as velocidades praticadas pela média dos condutores ditos prudentes, ou este limite não será considerado. No presente estudo é elaborado um método para estabelecimento de limites de velocidade básicos para rodovias de pista simples do Estado do Rio Grande do Sul. O método parte das velocidades operacionais da via e de seus graus de mobilidade e acessibilidade, sugerindo um limite de velocidade único para os dois sentidos da via. Também são sugeridas velocidades de advertência em curvas do alinhamento horizontal. Seis rodovias do Estado do Rio Grande do Sul foram selecionadas para um estudo de caso. A seleção procura englobar rodovias de classes de projeto e região diferentes, para que se possa fazer uma análise ampla de projetos de rodovias. As rodovias, a partir de suas velocidades operacionais e dados de geometria, têm seus limites de velocidade calculados. Na seqüência, as velocidades de advertência são calculadas. Os resultados são apresentados em forma de gráficos para facilitar a compreensão da distribuição das velocidades ao longo da extensão do trecho. Os resultados de cada trecho são analisados e comparados. / High speed and its variability are considered determining factors in the cause of accidents and its severity. The frequency of accidents decreases when the speed limits established are appropriate or realistic. The limit must be established in accordance with the speeds practiced by the average conservative drivers, or this limit will not be considered. In the present study a method is developed to establish basic speed limits for two-lane highways of the state of Rio Grande do Sul. The method relies on the operational speed of the track and its degrees of mobility and accessibility, suggesting one speed limit for both ways of the road. It is also suggested warning speeds for curves in the horizontal alignment. Six two-lane highways of the state of Rio Grande do Sul were selected for a case study. The selection was made so all classes of project and different regions were included, in a way that analysis of different projects could be done. The two-lane highways have their limits of speed calculated, from their operating speeds and geometry data. Next, the warning speeds are calculated. The results are presented in the form of graphs to facilitate the understanding of the distribution of velocities along the length of the segment. The results of each different segment are analyzed and compared.

O objetivo desta pesquisa foi recalibrar um modelo de simulação de rodovias de pista simples a fim de seja possível usá-lo no estudo de estradas do Estado de São Paulo. O modelo escolhido para recalibração é o TRARR (TRAffic on Rural Roads) versão 4.0, desenvolvido na Austrália pelo ARRB Transport Research Ltd. A recalibração do modelo consistiu em alterar parâmetros referentes ao desempenho (relação potência/massa) e características (massa, comprimento) dos veículos pesados e um parâmetro relativo ao comportamento dos veículos quando viajando em pelotões, de tal modo que os resultados da simulação ficassem compatíveis com os observados em campo. As medidas de desempenho escolhidas para a recalibração foram: a porcentagem de veículos trafegando em pelotões, a velocidade média dos veículos e a taxa de ultrapassagens. Os dados para a recalibração do modelo foram coletados num trecho de 2,8 km de extensão, na rodovia SP 255, entre as cidades paulistas de Araraquara e Ribeirão Preto. No processo de recalibração, as medidas de desempenho observadas no campo foram comparadas com as produzidas pelas versões recalibrada e original do simulador. Ao final da recalibração, pôde-se concluir que as duas versões do modelo são capazes de simular adequadamente o trecho estudado, sendo que o modelo recalibrado produz resultados ligeiramente melhores que os da versão original. O modelo recalibrado foi validado simulando-se um trecho de 10 km de extensão da SP 255 e comparando-se os valores medidos no trecho para as medidas de desempenho escolhidas com os valores produzidos pela versão recalibrada do simulador. Os resultados dessa comparação indicam que o modelo pode ser considerado capaz de simular adequadamente a operação de rodovias de pista simples no Estado de São Paulo. Os resultados do estudo também sugerem que a precisão pode ser melhorada com um ajuste fino de alguns dos parâmetros não modificados durante a recalibração. / The objective of this research is to recalibrate a two-lane highway simulation model to allow its employment within the context of the São Paulo state highways, Brazil. The model chosen for this recalibration is TRARR (TRAffic on Rural Roads) version 4.0, originally developed a in Australia by ARRB Transport Research Ltd. The procedure used for the model recalibration consisted in modifying input parameters related to heavy vehicle dimensions and performance characteristics (power/mass ratio, weight and length) as well as to the behavior of vehicles in platoons, in such a way that the model outputs are compatible with real traffic behavior. Three measures of performance were chosen for recalibration of the model: percent of jouney time spent following, average speed and overtaking rate. Data for model recalibration were collected at a 2.8 km rural section of SP 225, a highway which connects the cities of Ribeirão Preto and Araraquara in the state of São Paulo (Brazil). The recalibration procedure was based on comparisons of the measures of performance observed on the real highway with those produced by the simulator\'s recalibrated and original versions. At the end of the recalibration process, both the recalibrated and the original models were considered capable of reproducing the traffic behavior on a two-lane highway similar to the ones in the state of São Paulo. Furthermore, it was concluded that the recalibrated model is capable of producing results slightly better than the original one. The recalibrated model was submitted to a validation procedure in which a 10 km section of SP 255 was simulated and the measures of perfomance obtained with the model were compared to field observations. The results of the validation procedure indicate that recalibrated version of TRARR is capable of simulating traffic operations on rural two-lane highways in the state of São Paulo. The results of the research also suggest that the model results may be improved with fine-tuning of some of the parameters that were not modified during the recalibration procedure.

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.

Para estimar o nível de serviço em rodovias de pista simples, o Highway Capacity Manual 2010 (HCM2010) adota como medidas de desempenho a Porcentagem de Tempo Viajando em Pelotões (PTSF) e a Velocidade Média de Viagem (ATS). A PTSF, no entanto, é praticamente impossível de ser obtida de observações em campo. Na literatura, algumas pesquisas propõem medidas de desempenho alternativas que podem ser coletadas diretamente da observação do tráfego. A meta deste trabalho consistiu em avaliar e propor medidas de desempenho que pudessem ser adequadas para descrever a qualidade de serviço em rodovias de pista simples no Brasil. Foi utilizado um conjunto de dados de tráfego coletados em diversas rodovias no estado de São Paulo para calibrar e validar o simulador de tráfego escolhido, o CORSIM, a partir de um Algoritmo Genético (AG). Com o simulador recalibrado, foi gerado um conjunto de dados sintéticos, para diversas condições de geometria viária e composição de tráfego. Com esses dados sintéticos, foram produzidos modelos teóricos para estimar a PTSF a partir de dados de tráfego que seriam \"observáveis em campo\": a porcentagem de veículos em pelotões (PF); o modelo porposto por Pursula (1995); o modelo de Laval (2006); o criado por Polus e Cohen (2009); e um modelo polinomial baseado na PF e outras variáveis. As estimativas obtidas com esses modelos divergiram significativamente da PTSF produzida pelo CORSIM, sugerindo a necessidade de substituir a PTSF por uma outra medida de desempenho. Assim sendo, nove medidas de desempenho alternativas foram estudadas. Usando dados de tráfego sintéticos produzidos com o CORSIM, foram desenvolvidos modelos que relacionavam medidas de desempenho alternativas com o fluxo de tráfego unidirecional. Comparações dos valores provenientes dessas relações com dados de campo indicaram que três medidas de desempenho (a velocidade média de viagem dos automóveis; a densidade para automóveis e a densidade de veículos em pelotões) poderiam ser usadas para propor critérios para estimar o nível de serviço em rodovias de pista simples no Brasil. / The Highway Capacity Manual 2010 uses Percent-Time-Spent Following (PTSF) and Average Travel Speed (ATS) to estimate level of service on two-lane rural highways. As it is almost impossible to observe PTSF directly in the field, the literature suggests alternative measures of effectiveness (MOEs) that can be obtained from traffic stream parameters. The objective of this thesis was to analyze MOEs that could adequately describe quality of service on two-lane rural highways in Brazil. Traffic data collected on several roads in the state of São Paulo were used to calibrate and validate the traffic simulation model CORSIM, using a Genetic Algorithm (GA). The recalibrated CORSIM was used to create a synthetic set of traffic data, comprising a wide range of traffic flows and road geometries. Using this synthetic data, several models relating PTSF to \"directly observable\" traffic parameters were developed: percent following (PF), as in the HCM2010; the shockwave theory model proposed by Pursula (1995); the Laval (2006) moving bottleneck model; the Polus and Cohen (2009) queueing model; and a polynomial model. PTSF estimates produced by these models significantly diverged from PTSF values produced by CORSIM, suggesting the need for a new measure of effectiveness. Thus, nine alternative MOEs were analyzed and models relating these MOEs to directional traffic flow were fitted, using the synthetic traffic data set. Comparisons between the values obtained from these models and from the field indicated that three MOEs (average travel speed of cars, density for cars and follower density) could be used to create level of service criteria for two-lane rural highways in Brazil.

A meta desta pesquisa foi caracterizar as relações fundamentais do fluxo de tráfego em rodovias de pista simples paulistas através de modelos baseados em parâmetros que reflitam a qualidade de serviço e possam ser observados diretamente em campo. Para que esta meta fosse atingida, primeiramente foram obtidos dados através de observações em campo e de sensores instalados em rodovias. Os dados coletados nas observações diretas foram usados para calibrar e validar um modelo de simulação através de um processo automático, baseado num algoritmo genético. Constatou-se que a versão recalibrada do simulador é capaz de reproduzir tanto informações de detectores como as correntes de tráfego observadas nos onze trechos onde foram coletados dados. Propôs-se um método para produção de dados de tráfego sintéticos, que utiliza um simulador microscópico e um algoritmo genético. Os dados sintéticos obtidos pelo método proposto foram usados para obter os modelos que descrevem as relações entre o fluxo de tráfego e a velocidade e a porcentagem de tempo viajando em pelotões (PTSF) para rodovias de pista simples no estado de São Paulo. Esses modelos poderiam substituir os utilizados pelo HCM-2000 em análises da qualidade de serviço em rodovias paulistas. Também foram propostos novos modelos para relações fundamentais que se adequaram melhor às condições paulistas: um modelo côncavo para a curva fluxovelocidade e um novo modelo exponencial para a relação entre o fluxo e a PTSF. Cinco medidas de desempenho capazes de substituir PTSF foram estudadas, tendo sido relacionadas com a taxa de fluxo bidirecional e unidirecional. As medidas de desempenho propostas foram avaliadas pela capacidade de refletir o nível de serviço observado em campo. Destas, uma nova definição da PTSF, calculada em função do número médio de headways dentro e fora de pelotões, apresentou a melhor porcentagem de acertos (90%), usando-se o mesmo critério adotado pelo HCM-2000. Em razão disso, e da possibilidade de observação direta da PTSF, recomenda-se sua adoção para avaliar a qualidade de serviço em rodovias de pista simples. / The goal of this research was to characterize the fundamental relationships of traffic flow on two-lane rural highways in the state of São Paulo through models based on parameters that reflect the quality of service and that could be obtained from direct observations of traffic flows. To reach this goal, sets of data were obtained from observation of traffic flows and from detectors installed on roads. The data collected from direct observation was used to calibrate and validate a microscopic traffic simulation model, as well as for the calculation of performance measures used in some of the analyses. The microsimulation model was calibrated using an automatic procedure that is based on a genetic algorithm. The recalibrated model was found to be able to reproduce traffic sensor data as well as traffic flow characteristics observed in the 11 road segments observed for this research. A procedure for synthetic data generation, which uses a microsimulation model and a genetic algorithm, was proposed. Synthetic data obtained through this procedure were used to develop the models that describe the relationships between flow rate, traffic stream speed and percent time spent following (PTSF) for two-lane roads in the state of São Paulo. These models could replace those used in the HCM-2000 for quality of service analysis of two-lane roads in São Paulo. New fundamental relationships, which better reflect the operational conditions on local two-lane roads were also studied: a concave speed-flow relationship and an exponential PTSF-flow model. Five alternatives to PTSF were studied and correlated to one-way and two-way flows. Among these, a novel definition of PTSF, based on the ratio of average number of headways within platoons and average number of headways between platoons, was found to be the most accurate (90% of the cases), adopting the HCM-2000 criteria. Thus, this new measure could be used to evaluate the quality of service on two-lane rural highways.

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.

A meta desta pesquisa foi caracterizar as relações fundamentais do fluxo de tráfego em rodovias de pista simples paulistas através de modelos baseados em parâmetros que reflitam a qualidade de serviço e possam ser observados diretamente em campo. Para que esta meta fosse atingida, primeiramente foram obtidos dados através de observações em campo e de sensores instalados em rodovias. Os dados coletados nas observações diretas foram usados para calibrar e validar um modelo de simulação através de um processo automático, baseado num algoritmo genético. Constatou-se que a versão recalibrada do simulador é capaz de reproduzir tanto informações de detectores como as correntes de tráfego observadas nos onze trechos onde foram coletados dados. Propôs-se um método para produção de dados de tráfego sintéticos, que utiliza um simulador microscópico e um algoritmo genético. Os dados sintéticos obtidos pelo método proposto foram usados para obter os modelos que descrevem as relações entre o fluxo de tráfego e a velocidade e a porcentagem de tempo viajando em pelotões (PTSF) para rodovias de pista simples no estado de São Paulo. Esses modelos poderiam substituir os utilizados pelo HCM-2000 em análises da qualidade de serviço em rodovias paulistas. Também foram propostos novos modelos para relações fundamentais que se adequaram melhor às condições paulistas: um modelo côncavo para a curva fluxovelocidade e um novo modelo exponencial para a relação entre o fluxo e a PTSF. Cinco medidas de desempenho capazes de substituir PTSF foram estudadas, tendo sido relacionadas com a taxa de fluxo bidirecional e unidirecional. As medidas de desempenho propostas foram avaliadas pela capacidade de refletir o nível de serviço observado em campo. Destas, uma nova definição da PTSF, calculada em função do número médio de headways dentro e fora de pelotões, apresentou a melhor porcentagem de acertos (90%), usando-se o mesmo critério adotado pelo HCM-2000. Em razão disso, e da possibilidade de observação direta da PTSF, recomenda-se sua adoção para avaliar a qualidade de serviço em rodovias de pista simples. / The goal of this research was to characterize the fundamental relationships of traffic flow on two-lane rural highways in the state of São Paulo through models based on parameters that reflect the quality of service and that could be obtained from direct observations of traffic flows. To reach this goal, sets of data were obtained from observation of traffic flows and from detectors installed on roads. The data collected from direct observation was used to calibrate and validate a microscopic traffic simulation model, as well as for the calculation of performance measures used in some of the analyses. The microsimulation model was calibrated using an automatic procedure that is based on a genetic algorithm. The recalibrated model was found to be able to reproduce traffic sensor data as well as traffic flow characteristics observed in the 11 road segments observed for this research. A procedure for synthetic data generation, which uses a microsimulation model and a genetic algorithm, was proposed. Synthetic data obtained through this procedure were used to develop the models that describe the relationships between flow rate, traffic stream speed and percent time spent following (PTSF) for two-lane roads in the state of São Paulo. These models could replace those used in the HCM-2000 for quality of service analysis of two-lane roads in São Paulo. New fundamental relationships, which better reflect the operational conditions on local two-lane roads were also studied: a concave speed-flow relationship and an exponential PTSF-flow model. Five alternatives to PTSF were studied and correlated to one-way and two-way flows. Among these, a novel definition of PTSF, based on the ratio of average number of headways within platoons and average number of headways between platoons, was found to be the most accurate (90% of the cases), adopting the HCM-2000 criteria. Thus, this new measure could be used to evaluate the quality of service on two-lane rural highways.

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.

The majority of the road infrastructure in developing countries consists oftwo-lane highways with one lane in each travel direction. Operational efficiency of these highways is derived fromintermittent passing zones where fast vehicles are permitted by design to pass slow vehicles using the opposite traffic lane. Passing zonescontributeto reduction oftravel delay and queuing of fast vehiclesbehind slow vehicles. Thishoweverincreases crash risks between passing and opposite vehiclesespecially at high traffic volumesdue to reduction of passing opportunities.Reduction of passing-related crash risks is therefore a primary concern ofpolicy makers, planners, and highway design engineers. Despite the wide application of passing zones on two-lane highways, there is limited knowledge on the underlying causal mechanisms that exacerbate crash risks, and the essential tools to assess safety of the passing zones. This thesis presentsa methodology to appraisesafety of two-lane rural highways based on observed operation of passing zones.Theproposed methodology takes into accountthe impact of traffic and geometric factors onthe rate passing maneuvers end insidepassing zonesand in the no-passing zones, adequacy ofthe designpassing sight distance,and time-to-collision at the end of passing maneuvers.Thethesis is comprised offive papers addressing capacity and safety aspectsof passing zoneson two-lane rural highways. Paper Ipresents a review of the literature on capacity and safety of passing zones. Paper IIdiscusses adequacy of the design passing sight distance based on the sight distance required to complete a passing maneuverusing observed data. Paper IIIdiscusses formulation, estimation, and application of a model to predict the passing rate using geometric and traffic factors, and applications. Paper IVdiscusses risk appraisal of the passing process based on the probability to complete passing maneuvers with time-to-collision less than 3.0 seconds taking into account the accepted gap in the opposite direction and the passing duration. Paper Vdiscusses formulation and estimation of models to predict the probability and the rate at which passing maneuvers end in a no-passing zone, and applications. Resultsshow that passing zones of lengths between 1.30and 2.50km aregood for both operational efficiency and safety.Passing zones of lengths between 0.50and 1.30km exhibitincreasing crash risks resulting from delayed passing maneuvers thatend in the no-passing zone where the sight distance is limited to evadepotential collisions. Safety of these passing zones could be enhanced with additional signage to indicate the farthestpoint along a passing zone that maneuvers can be initiated so as not to end in a no-passing zone. Passing zones less than 0.50km compel drivers to commence passing maneuvers close to the beginning of the passing zone,and should be avoided during design for safety reasons. The results further show that the passing rate depends on the length of the passing zone, absolute vertical grade, traffic volume in two travel directions, directional split, 85thpercentile speed of free flow vehicles,and percent of heavy vehicles in the subject direction. The peak-passing rate also known as the passing capacity occurs at 200, 220, and 240vph in the subject direction for 50/50, 55/45, and 60/40directional splits, respectively. The rate at which passing maneuvers end in a no-passing zone increaseswith traffic volume and unequal distribution of traffic in two directions, absolute vertical grade, and percent of heavy vehiclesin the subject direction. The thesis furtherdiscusses practical applications of the study findings in highway planning and design to enhancesafety and improve operational efficiency of two-lane rural highways. / <p>QC 20151106</p>