Esta dissertação de mestrado apresenta uma proposta de critério para a construção de faixas adicionais em rodovias com longos declives. A proposta contempla três aspectos: 1-) Elaboração de um programa de computador que permita calcular a temperatura do sistema de freios de qualquer veículo que esteja operando em qualquer ponto de uma rampa descendente, conhecidas as características do veículo, da massa transportada, da velocidade desenvolvida pelo veículo e da rampa em questão (comprimento e declividade). Em outras palavras: o programa permite gerar as curvas de desempenho para qualquer veículo de carga, em qualquer trecho de descida de uma rodovia; 2-) Determinação da redução de velocidade para caminhões nos trechos estudados; e 3-) Cálculo da porcentagem de veículos de carga no fluxo total de veículos que utilizam a rodovia, valor esse que viabilize economicamente a construção de faixas auxiliares. Esta dissertação aborda mais profundamente o primeiro aspecto da proposta. Os outros dois, devido à sua complexidade, são sugeridos como tema para trabalhos futuros. De posse do programa computacional, o mesmo foi utilizado para simular o comportamento da frota de veículos de carga brasileiros, em greides com comprimento variável de 1.000 a 12.000 metros e inclinações que variam de 1 a 12%. Também foi verificado o impacto da aplicação da resolução 777/93 do CONTRAN - que regulamenta o desempenho e o sistema de freios dos veículos de carga - na frota brasileira de veículos de carga. Os resultados obtidos indicam, além da importância de uma legislação adequada para o tema, uma urgente renovação ou adequação da frota brasileira de veículos de carga, haja visto que grande parte da mesma, por possuir uma elevada idade média, não atinge os requisitos mínimos para circular pelas rodovias brasileiras sem comprometimento das condições de segurança, dirigibilidade, estabilidade e desempenho. / This master thesis presents a criteria\'s proposal to construction of auxiliary lanes in roads with long and steep downgrades. The proposal contemplates three aspects: 1-) Elaboration of a computer\'s program that allows to obtain the brake system\'s temperature of any heavy truck performing at any point of a long and steep downgrade. It\'s necessary to know the truck\'s brake characteristics, the brake-motor power, the total mass transported, the vehicles\'speed and the downhill characteristics (length and percent). With this data, the program calculates the performance curves of brazilian trucks, regarding brakes\'system\'s termical aspects; 2-) Determination of the maximum speed reduction of slow trucks on downhill; and, 3-) Estimation of minimum downgrade traffic flow rates and truck percents that would warrant the construction of declivity help lanes, from costs-effectiveness approach. This master thesis broaches more profundity the first proposal\'s aspects. The aspects two and three, due to its complexity, are suggested to be future studies\'object. The computational program developed in this work was used to simulate the performance of brazilian\'s fleet heavy truck in declivities with lengths from 1.000 till 12.000 meters and declivity that vary from 1 till 12%. It was used, too, to show the impact of the resolution number 777/93 - edited by CONTRAN - applicated in the same fleet. This resolution rules ship vehicles\'brakes\'system and their performance. The obtain results denote, farther importance of a adequate legislation for the theme, a urgent renovation or adequation of brazilian\'s fleet heavy truck due to, a large part of it, with more than ten year of age, is unable to reach the minimum requisites to moving on brazilian roads and highways without implication of security, conductibility, stability and performance\'s conditions.

Esta dissertação de mestrado apresenta uma proposta de critério para a construção de faixas adicionais em rodovias com longos declives. A proposta contempla três aspectos: 1-) Elaboração de um programa de computador que permita calcular a temperatura do sistema de freios de qualquer veículo que esteja operando em qualquer ponto de uma rampa descendente, conhecidas as características do veículo, da massa transportada, da velocidade desenvolvida pelo veículo e da rampa em questão (comprimento e declividade). Em outras palavras: o programa permite gerar as curvas de desempenho para qualquer veículo de carga, em qualquer trecho de descida de uma rodovia; 2-) Determinação da redução de velocidade para caminhões nos trechos estudados; e 3-) Cálculo da porcentagem de veículos de carga no fluxo total de veículos que utilizam a rodovia, valor esse que viabilize economicamente a construção de faixas auxiliares. Esta dissertação aborda mais profundamente o primeiro aspecto da proposta. Os outros dois, devido à sua complexidade, são sugeridos como tema para trabalhos futuros. De posse do programa computacional, o mesmo foi utilizado para simular o comportamento da frota de veículos de carga brasileiros, em greides com comprimento variável de 1.000 a 12.000 metros e inclinações que variam de 1 a 12%. Também foi verificado o impacto da aplicação da resolução 777/93 do CONTRAN - que regulamenta o desempenho e o sistema de freios dos veículos de carga - na frota brasileira de veículos de carga. Os resultados obtidos indicam, além da importância de uma legislação adequada para o tema, uma urgente renovação ou adequação da frota brasileira de veículos de carga, haja visto que grande parte da mesma, por possuir uma elevada idade média, não atinge os requisitos mínimos para circular pelas rodovias brasileiras sem comprometimento das condições de segurança, dirigibilidade, estabilidade e desempenho. / This master thesis presents a criteria\'s proposal to construction of auxiliary lanes in roads with long and steep downgrades. The proposal contemplates three aspects: 1-) Elaboration of a computer\'s program that allows to obtain the brake system\'s temperature of any heavy truck performing at any point of a long and steep downgrade. It\'s necessary to know the truck\'s brake characteristics, the brake-motor power, the total mass transported, the vehicles\'speed and the downhill characteristics (length and percent). With this data, the program calculates the performance curves of brazilian trucks, regarding brakes\'system\'s termical aspects; 2-) Determination of the maximum speed reduction of slow trucks on downhill; and, 3-) Estimation of minimum downgrade traffic flow rates and truck percents that would warrant the construction of declivity help lanes, from costs-effectiveness approach. This master thesis broaches more profundity the first proposal\'s aspects. The aspects two and three, due to its complexity, are suggested to be future studies\'object. The computational program developed in this work was used to simulate the performance of brazilian\'s fleet heavy truck in declivities with lengths from 1.000 till 12.000 meters and declivity that vary from 1 till 12%. It was used, too, to show the impact of the resolution number 777/93 - edited by CONTRAN - applicated in the same fleet. This resolution rules ship vehicles\'brakes\'system and their performance. The obtain results denote, farther importance of a adequate legislation for the theme, a urgent renovation or adequation of brazilian\'s fleet heavy truck due to, a large part of it, with more than ten year of age, is unable to reach the minimum requisites to moving on brazilian roads and highways without implication of security, conductibility, stability and performance\'s conditions.

O objetivo desta dissertação foi estudar dispositivos para contenção de veículos desgovernados por falta de freios em declives longos e íngremes. Para tanto, fez-se uma revisão abrangente da literatura especializada e coletaram-se dados em testes realizados na área de escape construída no km 42,7 da pista sul da Via Anchieta, onde existe um declive de 12,8 km de extensão. A pesquisa relatada nesta dissertação focaliza três aspectos principais: a eficiência do dispositivo em deter caminhões sem freios, a localização do dispositivos e a determinação da velocidade segura de operação de caminhões nesse declive. Dados empíricos da desaceleração dos caminhões no dispositivo foram coletados com auxílio de GPS, o que permitiu estudar o comportamento dos caminhões dentro da caixa de retenção. Os dados coletados foram usados para a calibração de um modelo capaz de estimar a desaceleração média proporcionada pelo dispositivo em função da velocidade de entrada e do número de eixos do caminhão. Para a análise da localização do dispositivo, propôs-se um modelo que leva em consideração o perfil vertical do declive, a velocidade dos caminhões, a temperatura dos freios e a frequência de acidentes com veículos desgovernados ao longo do declive. A determinação da estratégia ótima de condução no declive consistiu em determinar a máxima velocidade que os caminhões podem percorrer o declive sem que os freios sofram superaquecimento. Os parâmetros usados na análise foram a massa bruta total do veículo e as reduções da sua caixa de câmbio. Foram estabelecidas velocidades e marchas máximas para 16 tipos de caminhão. Os resultados obtidos mostram que este tipo de dispositivo é capaz de deter caminhões desgovernados com segurança e podem subsidiar projetos de novas áreas de escape no Brasil. / The objective of the dissertation was to study devices for arresting runaway trucks on long and steep downgrades. A comprehensive review of the literature was carried out and empirical data were collected by means of real life trials at an arrester bed build at a 12.8 km downgrade on the southward lanes of Via Anchieta, the old highway connecting the cities of São Paulo and Santos, in Brazil. The research reported focused on three major aspects: arresting capability of the escape area, location of the escape area and safe operating speeds for trucks on this downgrade. Truck deceleration data were collected during the trials by means of GPS equipment installed in the vehicles and were used to determine truck behavior within the arrester bed. A mathematical model, which allows the estimation of average deceleration as a function of entry speed and number of axles, was fitted to the observed data. The location study proposed a method to establish the points along the downgrade where arrester beds are needed, based on road profile, truck speed, brake temperature and accident data. Optimal driving strategies for truck drivers to negotiate safely the downgrade were also studied, in order to determine the downgrade maximum speed that would avoid brake overheating. The parameters used in this analysis were gross vehicle mass and gearbox characteristics. Safe maximum downgrade speeds and gears were established for 16 truck models. The results, which showed that arrester beds are capable of safely stopping runaway trucks in long and steep downgrades, may also be used to assist the design of new arrester beds in Brazil.

O objetivo desta dissertação foi estudar dispositivos para contenção de veículos desgovernados por falta de freios em declives longos e íngremes. Para tanto, fez-se uma revisão abrangente da literatura especializada e coletaram-se dados em testes realizados na área de escape construída no km 42,7 da pista sul da Via Anchieta, onde existe um declive de 12,8 km de extensão. A pesquisa relatada nesta dissertação focaliza três aspectos principais: a eficiência do dispositivo em deter caminhões sem freios, a localização do dispositivos e a determinação da velocidade segura de operação de caminhões nesse declive. Dados empíricos da desaceleração dos caminhões no dispositivo foram coletados com auxílio de GPS, o que permitiu estudar o comportamento dos caminhões dentro da caixa de retenção. Os dados coletados foram usados para a calibração de um modelo capaz de estimar a desaceleração média proporcionada pelo dispositivo em função da velocidade de entrada e do número de eixos do caminhão. Para a análise da localização do dispositivo, propôs-se um modelo que leva em consideração o perfil vertical do declive, a velocidade dos caminhões, a temperatura dos freios e a frequência de acidentes com veículos desgovernados ao longo do declive. A determinação da estratégia ótima de condução no declive consistiu em determinar a máxima velocidade que os caminhões podem percorrer o declive sem que os freios sofram superaquecimento. Os parâmetros usados na análise foram a massa bruta total do veículo e as reduções da sua caixa de câmbio. Foram estabelecidas velocidades e marchas máximas para 16 tipos de caminhão. Os resultados obtidos mostram que este tipo de dispositivo é capaz de deter caminhões desgovernados com segurança e podem subsidiar projetos de novas áreas de escape no Brasil. / The objective of the dissertation was to study devices for arresting runaway trucks on long and steep downgrades. A comprehensive review of the literature was carried out and empirical data were collected by means of real life trials at an arrester bed build at a 12.8 km downgrade on the southward lanes of Via Anchieta, the old highway connecting the cities of São Paulo and Santos, in Brazil. The research reported focused on three major aspects: arresting capability of the escape area, location of the escape area and safe operating speeds for trucks on this downgrade. Truck deceleration data were collected during the trials by means of GPS equipment installed in the vehicles and were used to determine truck behavior within the arrester bed. A mathematical model, which allows the estimation of average deceleration as a function of entry speed and number of axles, was fitted to the observed data. The location study proposed a method to establish the points along the downgrade where arrester beds are needed, based on road profile, truck speed, brake temperature and accident data. Optimal driving strategies for truck drivers to negotiate safely the downgrade were also studied, in order to determine the downgrade maximum speed that would avoid brake overheating. The parameters used in this analysis were gross vehicle mass and gearbox characteristics. Safe maximum downgrade speeds and gears were established for 16 truck models. The results, which showed that arrester beds are capable of safely stopping runaway trucks in long and steep downgrades, may also be used to assist the design of new arrester beds in Brazil.