A dissertação tem como objetivo verificar e analisar a influência das características geométricas de trechos de rodovia no custo total dos usuários, em termos de custo de operação dos veículos e custo do tempo de viagem, com a utilização do programa computacional HDM-4 (Highway Development and Management). Para esta análise, foi realizado um estudo de caso para o qual foram criados sete trechos representativos das classes de geometria consideradas pelo HDM-4 e dezenove trechos com características geométricas que permitissem uma análise de sensibilidade dos parâmetros relacionados às curvaturas vertical e horizontal das vias. Foram selecionados, ainda, quatro trechos da rodovia Washington Luiz (SP-310), representativos de rodovias com distintas características geométricas. A simulação foi realizada fixando-se um cenário de fatores que compõem o modelo HDM-4: tipo de fluxo de tráfego, classe da rodovia, composição e volume de tráfego, tipo e condição do pavimento, dentre outros. O estudo de caso permitiu a quantificação dos efeitos da geometria sobre todas as parcelas que compõem os custos dos usuários. Foram calculados os custos de terraplenagem e pavimentação para diferentes curvaturas verticais com a finalidade de comparação dos custos de melhorias no projeto de rodovias existentes com os benefícios decorrentes dessas intervenções. Os resultados obtidos mostraram que a geometria pode ter grande influência nos custos totais dos usuários e, portanto, seus efeitos devem ser considerados em projetos de construção e de manutenção de rodovias, possibilitando maiores benefícios à sociedade. / The main goal of the master dissertation is to verify and to analyze the influence of geometric characteristics of road sections on highway users’ costs, in terms of vehicle operation costs and costs associated to travel time, using the software HDM-4 (Highway Development and Management). The study was initiated with the creation of seven sections representing the HDM-4 highway geometric classes, and nineteen sections with geometric characteristics defined to allow a sensitivity analysis of parameters associated to vertical and horizontal alignments. Four sections were selected from Washington Luiz highway (SP-310), representing highways with distinct geometric characteristics. The computer simulations were performed considering a scenario that includes: traffic flow pattern, road class, average daily traffic and traffic composition, pavement type and condition, among others. The study calculated the effects of highway geometry on each component of users’ costs. The costs of earth work and paving were calculated aiming at the comparison between costs of geometric improvements and benefits associated to that. The results showed that highway geometry may have a great influence on users’ costs and, therefore, its effects must be considered in highway construction and maintenance projects assuring more benefits to society.

A dissertação tem como objetivo verificar e analisar a influência das características geométricas de trechos de rodovia no custo total dos usuários, em termos de custo de operação dos veículos e custo do tempo de viagem, com a utilização do programa computacional HDM-4 (Highway Development and Management). Para esta análise, foi realizado um estudo de caso para o qual foram criados sete trechos representativos das classes de geometria consideradas pelo HDM-4 e dezenove trechos com características geométricas que permitissem uma análise de sensibilidade dos parâmetros relacionados às curvaturas vertical e horizontal das vias. Foram selecionados, ainda, quatro trechos da rodovia Washington Luiz (SP-310), representativos de rodovias com distintas características geométricas. A simulação foi realizada fixando-se um cenário de fatores que compõem o modelo HDM-4: tipo de fluxo de tráfego, classe da rodovia, composição e volume de tráfego, tipo e condição do pavimento, dentre outros. O estudo de caso permitiu a quantificação dos efeitos da geometria sobre todas as parcelas que compõem os custos dos usuários. Foram calculados os custos de terraplenagem e pavimentação para diferentes curvaturas verticais com a finalidade de comparação dos custos de melhorias no projeto de rodovias existentes com os benefícios decorrentes dessas intervenções. Os resultados obtidos mostraram que a geometria pode ter grande influência nos custos totais dos usuários e, portanto, seus efeitos devem ser considerados em projetos de construção e de manutenção de rodovias, possibilitando maiores benefícios à sociedade. / The main goal of the master dissertation is to verify and to analyze the influence of geometric characteristics of road sections on highway users’ costs, in terms of vehicle operation costs and costs associated to travel time, using the software HDM-4 (Highway Development and Management). The study was initiated with the creation of seven sections representing the HDM-4 highway geometric classes, and nineteen sections with geometric characteristics defined to allow a sensitivity analysis of parameters associated to vertical and horizontal alignments. Four sections were selected from Washington Luiz highway (SP-310), representing highways with distinct geometric characteristics. The computer simulations were performed considering a scenario that includes: traffic flow pattern, road class, average daily traffic and traffic composition, pavement type and condition, among others. The study calculated the effects of highway geometry on each component of users’ costs. The costs of earth work and paving were calculated aiming at the comparison between costs of geometric improvements and benefits associated to that. The results showed that highway geometry may have a great influence on users’ costs and, therefore, its effects must be considered in highway construction and maintenance projects assuring more benefits to society.

O número de concessões rodoviárias tem aumentado em todo o mundo. Somente no Brasil, desde 1995, três etapas de concessão já foram realizadas pelo governo federal. No estado de São Paulo, as concessões estão em sua segunda etapa. Uma das principais justificativas para as concessões rodoviárias é a melhoria da condição dos pavimentos. Sendo assim, este trabalho buscou avaliar os benefícios oriundos da melhor conservação dos pavimentos, em termos da irregularidade longitudinal, diretamente relacionada com os custos de operação dos veículos (custos dos usuários: consumo de combustível, desgaste de pneus, tempo de viagem etc.), comparando com os custos por pagamento de pedágio. Para tanto, foram selecionados, através da análise de cluster, três trechos distintos, de tal forma que se tivesse, pelo menos, um segmento do modelo da ANTT da primeira etapa, um segmento do modelo da ANTT da segunda etapa e um segmento do modelo da ARTESP. Os custos de operação dos veículos foram determinados com uso do software HDM-4 e a análise econômica considerou o Valor Presente Líquido (VPL), a Taxa Interna de Retorno (TIR) e a Relação Benefício/Custo (B/C). As alternativas consideradas na análise simularam as exigências contratuais presentes no programa CREMA e no Programa de Exploração da Rodovia (PER) da ANTT. A condição \"base\" para as análises simulou um cenário limite para intervenção no pavimento, onde a mesma só ocorria com irregularidades muito elevadas. Após a realização das simulações, concluiu-se que o método do VPL era o mais adequado para as análises, pois todos os trechos apresentaram custos aos usuários maiores do que os benefícios observados. Ao se realizar análise complementar, com limites de irregularidade ainda maiores para a condição \"base\", somente o modelo da ANTT da segunda etapa justificou economicamente a concessão, do ponto de vista dos usuários. Conclui-se, portanto, que existem evidências de que as concessões rodoviárias no Brasil não têm melhorado a condição dos pavimentos a ponto de ser justificada economicamente, decorrendo a sugestão para que as próximas concessões acarretem custos de pedágio menores ou apresentem um maior número de obras com impacto significativo na redução do tempo de viagem e no aumento da segurança dos usuários. / The number of road concessions has increased worldwide. Only in Brazil, since 1995, three concession stages have already been carried out by the federal government. In the state of São Paulo, the concessions are in its second stage. One of the main justifications for road concessions is the improvement of pavement condition. Therefore, this study sought to evaluate the benefits of better pavement conservation in terms of longitudinal roughness, directly related to vehicle operating costs (user costs: fuel consumption, tire wear, travel time, etc.), comparing it to toll payment costs. In order to do so, three distinct sections were selected through the cluster analysis, so that there was at least one segment of the ANTT model of the first stage, a segment of the ANTT model of the second stage and a segment of the model of ARTESP. Vehicle operating costs were determined using the HDM-4 software and the economic analysis considered the Net Present Value (NPV), the Internal Rate of Return (IRR) and the Benefit/Cost Ratio (B/C). The alternatives considered in the analysis simulated the contractual requirements present in the CREMA program and in the ANTT Highway Exploration Program (HEP). The \"base\" condition for the analyzes simulated a limit scenario for intervention in the pavement, where it only occurred with very high roughness. After the simulations, it was concluded that the NPV method was the most appropriate for the analyzes, since all the stretches presented costs to users greater than the observed benefits. When performing complementary analysis, with even greater limits of roughness for the \"base\" condition, only the ANTT model of the second stage economically justified the concession, from the users point of view. It is concluded, therefore, that there is evidence that the road concessions in Brazil have not improved the condition of the pavements to the point of being economically justified, suggesting that the next concessions bring lower toll costs or present a greater number of works with significant impact on reducing travel time and increasing user safety.

O número de concessões rodoviárias tem aumentado em todo o mundo. Somente no Brasil, desde 1995, três etapas de concessão já foram realizadas pelo governo federal. No estado de São Paulo, as concessões estão em sua segunda etapa. Uma das principais justificativas para as concessões rodoviárias é a melhoria da condição dos pavimentos. Sendo assim, este trabalho buscou avaliar os benefícios oriundos da melhor conservação dos pavimentos, em termos da irregularidade longitudinal, diretamente relacionada com os custos de operação dos veículos (custos dos usuários: consumo de combustível, desgaste de pneus, tempo de viagem etc.), comparando com os custos por pagamento de pedágio. Para tanto, foram selecionados, através da análise de cluster, três trechos distintos, de tal forma que se tivesse, pelo menos, um segmento do modelo da ANTT da primeira etapa, um segmento do modelo da ANTT da segunda etapa e um segmento do modelo da ARTESP. Os custos de operação dos veículos foram determinados com uso do software HDM-4 e a análise econômica considerou o Valor Presente Líquido (VPL), a Taxa Interna de Retorno (TIR) e a Relação Benefício/Custo (B/C). As alternativas consideradas na análise simularam as exigências contratuais presentes no programa CREMA e no Programa de Exploração da Rodovia (PER) da ANTT. A condição \"base\" para as análises simulou um cenário limite para intervenção no pavimento, onde a mesma só ocorria com irregularidades muito elevadas. Após a realização das simulações, concluiu-se que o método do VPL era o mais adequado para as análises, pois todos os trechos apresentaram custos aos usuários maiores do que os benefícios observados. Ao se realizar análise complementar, com limites de irregularidade ainda maiores para a condição \"base\", somente o modelo da ANTT da segunda etapa justificou economicamente a concessão, do ponto de vista dos usuários. Conclui-se, portanto, que existem evidências de que as concessões rodoviárias no Brasil não têm melhorado a condição dos pavimentos a ponto de ser justificada economicamente, decorrendo a sugestão para que as próximas concessões acarretem custos de pedágio menores ou apresentem um maior número de obras com impacto significativo na redução do tempo de viagem e no aumento da segurança dos usuários. / The number of road concessions has increased worldwide. Only in Brazil, since 1995, three concession stages have already been carried out by the federal government. In the state of São Paulo, the concessions are in its second stage. One of the main justifications for road concessions is the improvement of pavement condition. Therefore, this study sought to evaluate the benefits of better pavement conservation in terms of longitudinal roughness, directly related to vehicle operating costs (user costs: fuel consumption, tire wear, travel time, etc.), comparing it to toll payment costs. In order to do so, three distinct sections were selected through the cluster analysis, so that there was at least one segment of the ANTT model of the first stage, a segment of the ANTT model of the second stage and a segment of the model of ARTESP. Vehicle operating costs were determined using the HDM-4 software and the economic analysis considered the Net Present Value (NPV), the Internal Rate of Return (IRR) and the Benefit/Cost Ratio (B/C). The alternatives considered in the analysis simulated the contractual requirements present in the CREMA program and in the ANTT Highway Exploration Program (HEP). The \"base\" condition for the analyzes simulated a limit scenario for intervention in the pavement, where it only occurred with very high roughness. After the simulations, it was concluded that the NPV method was the most appropriate for the analyzes, since all the stretches presented costs to users greater than the observed benefits. When performing complementary analysis, with even greater limits of roughness for the \"base\" condition, only the ANTT model of the second stage economically justified the concession, from the users point of view. It is concluded, therefore, that there is evidence that the road concessions in Brazil have not improved the condition of the pavements to the point of being economically justified, suggesting that the next concessions bring lower toll costs or present a greater number of works with significant impact on reducing travel time and increasing user safety.