Clase de Capacidad APUNTES DE CLASE

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CAMINOS I - CAPACIDAD DE UN SISTEMA VIAL - APUNTES DE CLASE

OFERTA GEOMETRICA PARA ATENDER LA DEMANDA DE TRANSITO

1

ESTRUCTURAS VIALES PARA CIRCULACION CONTINUA … para soportar flujo ininterrumpido. Autopistas Carreteras Multicarril Carreteras de dos carriles

3

ESTRUCTURAS VIALES PARA CIRCULACION DISCONTINUA Intersecciones, Ramas Arterias Urbanas Arterias para transporte público Veredas para peatones Sendas o pistas para bicicletas

4

1

CAMINOS I - CAPACIDAD DE UN SISTEMA VIAL - APUNTES DE CLASE

CIRCULACIÓN CONTINUA Factores Básicos • • •

Volumen (VOL) (cuantifica la demanda), Velocidad (VEL) (califica el servicio), Densidad (DEN) (caracteriza la calidad de las operaciones)

5

RELACIÓN FUNDAMENTAL Los factores se relacionan en la siguiente ecuación: VOL = VEL x DEN La ecuación precedente permite un número infinito de combinaciones.

6

RELACIONES ENTRE MEDIDAS

7

2

CAMINOS I - CAPACIDAD DE UN SISTEMA VIAL - APUNTES DE CLASE

LÍMITES DE LA RELACIÓN • • • •

No existen vehículos: VOL= 0; DEN = 0, y la VEL es teóricamente la máxima posible (VELmáx). DEN = DENmáx, VOL = 0 y VEL = 0 DEN es alta y VEL es baja, la circulación es forzada DEN es baja y VEL es alta, el flujo es estable, zona donde es posible definir los distintos niveles de servicio.

8

FUNCIONES DE LA CARRETERA • Procurar movilidad eficiente (Se espera operar con velocidades altas y demoras de adelantamiento infrecuentes) • Proporcionar accesibilidad (Proveen acceso bajo cualquier condición climática y a menudo para bajos volúmenes de tránsito) • Servir áreas escénicas y de recreo (No se esperan operaciones a altas velocidades pero si se desea seguridad)

9

3

CAMINOS I - CAPACIDAD DE UN SISTEMA VIAL - APUNTES DE CLASE

CARRETERAS DE DOS CARRILES Medidas del comportamiento del tránsito: Los criterios para determinar el Nivel de Servicio (NS) de una carretera en cualquiera de sus funciones se basan en: 1.

2.

Porcentaje del tiempo en seguimiento (Representa la libertad de maniobra, el confort y conveniencia). Un vehículo se considera siguiendo a otro si la brecha es < 3 segundos. Velocidad media de viaje (Representa la movilidad).

10

CLASIFICACIÓN El factor fundamental en la clasificación de una carretera de dos carriles es la expectativa del conductor. Clase I: Los conductores esperan viajar a velocidades relativamente altas. Son generalmente las de la red primaria o principales conexiones a instalaciones generadoras de tránsito importante. Clase II: Los conductores no esperan altas velocidades, sirven viajes cortos como accesos a los de clase I, o bien escénicos y/o recreacionales. El NS para las de Clase I (movilidad eficiente) se define en términos de la velocidad media de viaje y del porcentaje de tiempo en seguimiento. En las de Clase II, bastará con el porcentaje de tiempo en seguimiento.

11

4

CAMINOS I - CAPACIDAD DE UN SISTEMA VIAL - APUNTES DE CLASE

CONDICIONES BASE • • • • • • • •

Anchos de carril mayores o iguales a 3,60 m Banquinas mayores o iguales que 1.80 m No existencia de zonas sin sobrepaso Sólo automóviles Distribución 50/50 (p/ análisis ambos sentidos) Terreno llano No existencia de controladores del tránsito V. Diseño: 100km/h (caminos de 2 carriles)

12

RELACIONES BÁSICAS Los tramos de carreteras pueden ser analizados como: • Tramos con dos sentidos (para obtener medidas del comportamiento para ambos sentidos sobre terreno llano u ondulado). • Tramos para cada sentido separado (especialmente útil para inclinaciones fuertes y tramos con carriles adicionales).

13

5

CAMINOS I - CAPACIDAD DE UN SISTEMA VIAL - APUNTES DE CLASE

Ambos sentidos de circulación RELACIONES VELOCIDAD - FLUJO PARA TRAMOS EN - DOS SENTIDOS CON CONDICIONES BASE.

Velocidad de circulación promedio (km/h)

a. Velocidad Media de Circulación vs. Volumen en ambos sentidos 110 100 90 FFS = 110 km/h

80 70

100 km/h

60

90 km/h

50

80 km/h

40

70 km/h

30 20 10 0 0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

Flujo en ambos sentidos (autos/h)

14

Ambos sentidos de circulación (base)

Porcentaje de Tiempo en Seguimiento

b. Porcentaje de tiempo en seguimiento vs. Volumen en ambos sentidos 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

Flujo en ambos sentidos (autos/h)

15

6

CAMINOS I - CAPACIDAD DE UN SISTEMA VIAL - APUNTES DE CLASE

NSA •

90km/h o más

• Demanda de adelantamiento< Capacidad de adelantamiento • Casi no pelotones • < 35% de tiempo de seguimiento • 490 veh/h en ambos sentidos en condiciones base

16

NSB • • • •

80km/h Demanda de adelantamiento aprox. = Capacidad de adelantamiento < 50% de tiempo de seguimiento 780 veh/h en ambos sentidos en condiciones base

17

NSC • • • • •

70km/h Mayor cantidad y tamaño de pelotones Demanda de adelantamiento > Capacidad de adelantamiento < 65% de tiempo de seguimiento 1190 veh/h en ambos sentidos en condiciones base

18

7

CAMINOS I - CAPACIDAD DE UN SISTEMA VIAL - APUNTES DE CLASE

NSD • • • •

60km/h Difícil adelantamiento; capacidad de adelantamiento casi nula < 80% de tiempo de seguimiento 1830 veh/h en ambos sentidos en condiciones base

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NSE • • • •

< 60km/h Adelantamiento casi imposible > 80% de tiempo de seguimiento 3200 veh/h en ambos sentidos en condiciones base

20

NSF • • •

Flujo inestable Volúmenes menores que la capacidad Velocidades muy variables

21

8

CAMINOS I - CAPACIDAD DE UN SISTEMA VIAL - APUNTES DE CLASE

METODOLOGÍA DE ANÁLISIS El objetivo es determinar el nivel de servicio (NS) para caminos existentes o propuestos bajo demandas de tránsito existentes o proyectadas. También se puede usar para determinar la capacidad de un segmento de carretera de dos carriles, o el flujo de servicio que se puede acomodar a cualquier NS.

22

Entrada - Datos Geométricos

-

Volumen de demanda Mediciones de velocidad de campo (SFM) o velocidad a flujo libre base (BFFS) ATS

Si BFFS

Si SFM

Ajuste a la velocidad medida en el campo - Flujo

Ajustes a la velocidad a flujo libre base - Ancho del carril

-

PTSF

-

Ancho de banquina

Vehículos pesados

Densidad de puntos de acceso

Computar de la velocidad a flujo libre

Ajuste del volumen de demanda para la velocidad promedio - Factor de hora pico

-

Ajuste del volumen de demanda para el porcentaje de tiempo en seguimiento

-

Vehículos pesados Pendiente

Factor de hora pico Vehículos pesados Pendiente

Computar flujos

Computar flujos

Computar velocidad de circulación promedio

Computar el porcentaje de tiempo en seguimiento

23 Determinar el NS y otras medidas de desempeño

9

CAMINOS I - CAPACIDAD DE UN SISTEMA VIAL - APUNTES DE CLASE

CAMINOS DE DOS CARRILES Capacidad – Niveles de Servicio - Criterios Capacidad: 1700 autos/h/sentido y 3200 autos/h ambos sentidos combinados en segmentos largos. (3.400 autos/h en segmentos cortos y situaciones especiales) Niveles de Servicio: Criterios de NS según Clase de camino y para todos los tipos de análisis.

24

Criterios de NS para caminos Clase I Nivel de servicio A

Porcentaje de tiempo en seguimiento

Velocidad media de circulación (km/h) > 90

35

B

> 35 – 50

> 80 – 90

C

> 50 – 65

> 70 – 80

D

> 65 – 80

> 60 – 70

E

> 80

60

25

10

CAMINOS I - CAPACIDAD DE UN SISTEMA VIAL - APUNTES DE CLASE

Criterios de NS para caminos Clase I 100

E

Porcentaje de tiempo en seguimiento (%)

90 80

D 70 60

C

50

B

40 30 20

A

10 0 40

50

60

70

80

90

100

110

Velocidad de circulación promedio (km/h)

26

Criterios de NS para caminos Clase II Nivel de servicio A

Porcentaje de tiempo en seguimiento 40

B

> 40 – 55

C

> 55 – 70

D

> 70 – 85

E

> 85

27

11

CAMINOS I - CAPACIDAD DE UN SISTEMA VIAL - APUNTES DE CLASE

DOS SENTIDOS COMBINADOS Velocidad Media de Circulación: La velocidad media de circulación (VMC) se estima a partir de VFL, la tasa de flujo de demanda (TF) y el factor de ajuste por el porcentaje de zonas de noadelantamiento; fnp

VMC = VFL – 0,0125 F- fnp

28

Velocidad a flujo libre (VFL) 1) Directamente como velocidad media del tránsito en condiciones de bajo flujo vehicular (hasta 200 veh.tos/h ambos sentidos. 2) Para flujos mayores de 200 vehículos/h:

VFL = VMM + 0.0125 FM / fvp

29

12

CAMINOS I - CAPACIDAD DE UN SISTEMA VIAL - APUNTES DE CLASE

Velocidad a flujo libre (VFL) 3) Estimada indirectamente utilizando la velocidad a flujo libre base (VFLB): VFL = VFLB – fLS - fA VMM = Velocidad medida en el campo FM = flujo vehicular en la medición fVP = Factor ajuste por pesados fLS = Ajuste por ancho de carril y banquina fA = Ajuste por puntos de acceso 30

Flujo de demanda (FP) El flujo equivalente de automóviles para la determinación del NS se obtiene luego de realizar tres ajustes a los volúmenes de demanda horarios: 1) Ajuste por Factor de Hora Pico (FHP) 2) Ajuste por pendiente (fG) 3) Ajuste por vehículos pesados (fHV)

31

13

CAMINOS I - CAPACIDAD DE UN SISTEMA VIAL - APUNTES DE CLASE

Flujo de demanda (FD)

FD = V / (FHP x fG x fHV) FD = Flujo equivalente de automóviles para periodo pico de 15 min. (autos/h) V = Volumen de demanda para toda la hora pico o punta (veh/h)

32

Ajuste por ancho de carril y ancho de banquina (fls)

Reducción en la velocidad a flujo libre (km/h) Ancho de banquina (m)

Ancho del carril (m) 0,0 a < 0,6 2,7 a < 3,0

0,6 a < 1,2

1,2 a < 1,8

1,8

10,3

7,7

5,6

3,5

3,0 a < 3,3

8,5

5,9

3,8

1,7

3,3 a < 3,6

7,5

4,9

2,8

0,7

3,6

6,8

4,2

2,1

0,0

33

14

CAMINOS I - CAPACIDAD DE UN SISTEMA VIAL - APUNTES DE CLASE

Ajuste por densidad de puntos de acceso (fA)

Puntos de Acceso por km

Reducción en la Velocidad a Flujo Libre (km/h)

0

0,0

6

2,5

12

5,0

18

7,5

24 o más

10,0

34

Factor de ajuste por pendiente (fG) para determinar las velocidades en segmentos en dos y un sentido

Rango de flujos en dos sentidos (autos/h)

Rango de flujos en un sentido (autos/h)

0 – 600

Tipo de Terreno Llano

Ondulado

0 – 300

1,00

0,71

600 – 1200

300 – 600

1,00

0,93

> 1200

> 600

1,00

0,99

35

15

CAMINOS I - CAPACIDAD DE UN SISTEMA VIAL - APUNTES DE CLASE

Factor de ajuste por pendiente (fG) para determinar el porcentaje de tiempo en seguimiento en segmentos en dos y un sentido

Rango de flujos en dos sentidos (autos/h)

Rango de flujos en un sentido (autos/h)

Tipo de Terreno Llano

Ondulado

0 – 600

0 – 300

1,00

0,77

600 – 1200

300 – 600

1,00

0,94

> 1200

> 600

1,00

1,00

36

Factor de Ajuste por vehículos pesados (fHV)

f HV

1 PT ( ET

1 1) PR ( E R 1)

PT = Proporción de camiones PR = Proporción de RVs ET = Equivalente en automóviles para camiones ER = Equivalentes en automóviles para recreacionales

37

16

CAMINOS I - CAPACIDAD DE UN SISTEMA VIAL - APUNTES DE CLASE

Equivalentes en automóviles para camiones y RVs para determinar las velocidades en segmentos en dos y un sentido Tipo de vehículo

Rango de Flujos en dos sentidos (autos/h)

Rango de Flujos en un sentido (autos/h)

Llano

Ondulado

Camiones, ET

0 – 600

0 – 300

1,7

2,5

600 – 1.200

300 – 600

1,2

1,9

> 1.200

> 600

1,1

1,5

RVs, ER

Tipo de terreno

0 – 600

0 – 300

1,0

1,1

600 – 1.200

300 – 600

1,0

1,1

> 1.200

> 600

1,0

1,1

38

Equivalentes en automóviles para camiones y RVs para determinar el porcentaje de tiempo en seguimiento en segmentos en dos y un sentido

Tipo de vehículo Camiones, ET

RVs, ER

Rango de Flujos en dos sentidos (autos/h)

Rango de Flujos en un sentido (autos/h)

Tipo de terreno Llano

Ondulado

0 – 600

0 – 300

1,1

1,8

600 – 1.200

300 – 600

1,1

1,5

> 1.200

> 600

1,0

1,0

0 – 600

0 – 300

1,0

1,0

600 – 1.200

300 – 600

1,0

1,0

> 1.200

> 600

1,0

1,0

39

17

CAMINOS I - CAPACIDAD DE UN SISTEMA VIAL - APUNTES DE CLASE

Porcentaje de zonas de No-Adelantamiento Flujo de demanda en dos sentidos (autos/h)

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 3000 3200

Reducción en la velocidad media de circulación (km/h)

0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

Porcentaje de zonas de no-adelantamiento (%) 20 40 60 80 0,0 0,0 0,0 0,0 1,0 2,3 3,8 4,2 2,7 4,3 5,7 6,3 2,5 3,8 4,9 5,5 2,2 3,1 3,9 4,3 1,8 2,5 3,2 3,6 1,3 2,0 2,6 3,0 0,9 1,4 1,9 2,3 0,9 1,3 1,7 2,1 0,8 1,1 1,6 1,8 0,8 1,0 1,4 1,6 0,8 1,0 1,4 1,5 0,8 1,0 1,3 1,5 0,8 1,0 1,3 1,4 0,8 1,0 1,2 1,3 0,8 0,9 1,1 1,1 0,8 0,9 1,0 1,0

100 0,0 5,6 7,3 6,2 4,9 4,2 3,4 2,7 2,4 2,1 1,8 1,7 1,7 1,6 1,4 1,3 1,1

40

Porcentaje de tiempo en seguimiento (%TS) Se estima a partir de la tasa de flujo de demanda (F D), de la distribución por sentidos del tránsito y, del porcentaje de zonas de no-adelantamiento.

%TS = % TSB + f d/np

41

18

CAMINOS I - CAPACIDAD DE UN SISTEMA VIAL - APUNTES DE CLASE

Porcentaje de tiempo en seguimiento base (% TSB)

%TSB = 100 ( 1- e -0.000879 FD)

42

Ajuste por el efecto combinado de la distribución por sentidos y el porcentaje de zonas de no-adelantamiento en el porcentaje de tiempo en seguimiento en dos sentidos

Flujo en dos

Incremento en el porcentaje de tiempo en seguimiento (%)

sentidos , vp (autos/h)

Porcentaje de zonas de no-adelantamiento (%) 0

20

40

60

80

1 00

2 1 ,0

2 1 ,8

Distribución por sentidos 50/50 200

0 ,0

1 0 ,1

1 7 ,2

2 0 ,2

43

19

CAMINOS I - CAPACIDAD DE UN SISTEMA VIAL - APUNTES DE CLASE

Otras Medidas de Desempeño del Tránsito

v/c

vp c

VkmT60 V Lt

VkmT15 0,25

TT15

V Lt PHF

VkmT15 ATS 44

20