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ANEXO No. 1
RELACIONES ENTRE LA VELOCIDAD CONCENTRACION VOLUMEN
Corriente de transito es el flujo de vehculos que utilizan un mismo carril.
Intervalo es el espaciamiento entre 2 vehculos consecutivos (partes delanteras)
Se habla de intervalos en tiempo y espacio. Es ms propio hacerlo en tiempo.
Claro es el espacio libre entre 2 vehculos.
Intervalo promedio:
H = 3600 (seg)
q = volumen horario
Ejemplo: si q = 1000 veh/h
H = 3600 = 3,6 seg
Velocidad Concentracin Volumen
V= Velocidad {km/h}
K = Concentracin {veh/km}
(Densidad)
Q= Volumen {veh/hora}
(veh/h) =
q
1000 (cada 3,6 seg pasa 1 vehculo)
Distancia de parada:
Espaciamiento = f(s) es una porcin de S porque el vehculo lder no para bruscamente
sino que va disminuyendo su marcha progresivamente.
(s) = Dp= vot + at2
2 g(f1 + p)
Q=K V
Veh km
Km hora
x
}
}
Espaciamiento
Para V2=80 km/h k2 =
Para V1=50km/h k1=
1000 = 21 veh/km 47
1000 = 37 veh/km 27
11
Relacin lineal entre V y K
qmax = CAPACIDAD ------ es el mximo nmero de vehculos que puede pasar por un punto
dq = vf - 2 vf k = 0 k qmax = kj
Remplazando en
qmax = Vf
Vf = Velocidad de flujo libre
(depende de la geometra de la va)
Kj = concentracin de atascamiento
V = Vf k Vf
q= kv = vfk vf
kj
Se concluye que la V ptima debe ser
menor que 80 Kph por que el volumen
decrece a mayores velocidades
kj K2
dk kj 2
kj 2
- Vf Kj
Kj2
4
Qmax = Vf Kj 4
El volumen es casi una constante porque Vf
depende del diseo y se puede determinar
visualmente la concentracin de atascamiento
Para V2 = 80 km/h q2 =k2*V2 = 21 x 80 =1,680 veh/h
Para V1 = 50 km/h q1 =k1*V1 = 37 x 50 =1,850 veh/h
v
e
h
/
h
Se concluye que la V ptima sera
menor que 80 KPH porque el volumen q
decrece para mayores velocidades.
1
k
Ejemplo: si Vf = 80 km / h
Kj =100 veh/km ~ cada 10 m. hay un vehculo
qmax= capacidad =80x100 =2000 veh/hora (por carril)
En relacin con el costo, afortunadamente tambin coincide con esta variable.
Por lo tanto, tiene que haber una velocidad de diseo que ofrezca una alta capacidad y
velocidad de operacin y que adems tendr un costo mnimo.
4
Kj 2
q
qmax= capacidad = 1 Vf Kj 4
q
qmax= capacidad
2
Vf
V optima
Vf
V
Dnde: Vf= velocidad de flujo o velocidad de diseo
Si Vf = 80 km/h V = 40 km/h
A esta velocidad se tendr un mayor rendimiento de
q
Velocidad para qmax
= Vf - Vf Kj = Vf Kj 2 2
V qmax = Vf 2
qmax
kj K
qmax
Costo
Velocidad
CAPACIDAD Y NIVELES DE SERVICIO
El clculo de la capacidad nos permitir predecir el volumen futuro de transito
Manual original fue propuesto en los EEUU 1a edicin del ao 1965
Esta Metodologa se adopt en todas partes adoptndola a las caractersticas propias de cada
pas.
Caractersticas diferentes:
Edad del parque automotor
Topografa
Clases de vehculos
Idiosincrasia
Las caractersticas fundamentales del trnsito estudiado es el flujo libre y no interrumpido.
ESTIMACION DEL TRANSITO
Metodologa para estimar el IMDA (en el ao meta)
1 Definir el periodo de diseo (normalmente 20 aos en diseo viales)
2 Determinar el IMDA actual (ao cero)
Si es nueva la va se tomaran parmetros socio-econmicos de crecimiento.
3 Estimacin de los factores de crecimiento
En la medida en que se acerque a la realidad estar la bondad del proyecto.
Es la parte ms neurlgica del proyecto.
4 Encontrar el IMDA futuro (ao neto) con su composicin. Asumir composicin constante o
variable de acuerdo a indicios o parmetros a que echar mano.
VOLUMEN HORARIO DEL PROYECTO (VHP)
Disear para el ao neto con el mximo VH seria antieconmico.
Por lo tanto se acepta que algunas horas del ltimo ao se produzca congestionamiento.
Este congestionamiento ira disminuyendo a medida que se acerque los aos a partir del ltimo
Para Per, por razones econmicas ser razonable adoptar el 85avo puesto (84 horas estaran
saturadas) la eleccin del puesto depende del criterio a usarse.
Caractersticas
geomtricas de la va
El transito
La calidad del servicio
METODOLOGIA PARA VOLUMEN HORARIO DE PROYECTO (VHP)
EEUU 167 puntos de control
PROYECCION DE TRANSITO
TE = Transito existente, es el transito actual en la va
TAt = Transito atrado, es el transito que se incrementa por las mejoras introducidas
AT = Aumento del trnsito.
CNT = crecimiento Normal del Transito
TI = Transito Inducido, es el aumento temporal del volumen de trnsito en 2 prximos aos
(es del orden del 5 al 25 % de TAc)
TD = Transito de Desarrollo es el que evoluciona durante todo el periodo de diseo.
TPD
A1
TPD
A2
TPD
A3
TPD
A1
67
167
1 2 3 - - - -- ------ - - - - - - - - - - - - - - 167
1
TPD
167
8760
8760
TPDgeneral =
Al final, la matriz ordenada de mayor a menor de izq. a derecha
Y posteriormente ordenada de mayor a menor de arriba abajo
La lnea roja superior obtenida a partir del puesto 26 (perc 85) 15 % (167) =25
La lnea roja inferior obtenida a partir del puesto 26 (perc 15) contando del
lado inferior.
70%
15 %
15 % 100 %
Puestos 10 20 30
% de TPD
18
12
30 VM 30 VM
TPD =
18%
15%
12% 30 VM = K TPDf
FP= Factor de Proyecto
TF = Transito Futuro
TAc= Transito actual
TE
+
TAt
CNT
+
TI
+
TD
TAc
+
AT
TF TF
TAc
FP =
TAc = TE + TAt
AT = CNT + TI + TD
= TF
TAc
FP = TAc + AT
+ At =
TAc
+ At
(CNT + TI + TD)
+ At TAc +
At
1 +
Ejemplo:
TE = 4500 veh/da
TAt= 600 veh/da
TAc= 5100
CNT = 4% en 20 aos 80%
TI = 12%
TD = 1200 viajes/da = 23%
Ejemplo para la determinacin del Volumen Horario de Proyecto
Puesto VHP % TPDA
1er puesto 500 veh/hora 25 %
2do puesto 490 veh/hora 24.5 %
3er puesto 470 veh/hora 23.5 %
50 puesto 300 veh/hora 15 %
8760 puesto 55 veh/hora 3 %
TPDA 2000 veh/hora
Ejemplo: con un TPDA de 2000 veh/da para 10 aos, con el 50% puesto, durante 49 horas en
el ltimo ao (10%) pasaran ms de 200 vehculos/hora. El resto 8710 horas pasaran menos de
200 veh/hora.
FP = 1 + 80+12+23 = 1 + 1.15 = 2.15 FP =2.15
100
TF = FP * (TAC)= 2.15 (5100) E 11000 veh/da
Si se acepta el 30% puesto de AASHTO (trigsimo volumen mximo)
30 VM = K(TFD) = 0,15 (11000)
30 VM = 1650 veh/hora (Habr 29 puesta o volmenes mayores que
este)
CONCEPTO DE FACTOR HORA- PUNTA Refleja la uniformidad o des uniformidad del paso de
vehculos en un tiempo determinado. Es vlido para intersecciones como para autopistas.
FHP = VH (autopistas) 1 1
12 V5 max 12
(0,08) 1
FHP = VH (intersecciones urbanas) 1 1
4 V15 max 4
(0,25) 1
FHP alto significa distribucin uniforme
FHP bajo significa distribucin no uniforme (en montn)
EXPRESIONES PARA EL CLCULO DE LA CAPACIDAD Y LOS NIVELES DE SERVICIO
Donde
C = Capacidad
N = Nmero de carriles por sentido (N en 2 sentidos de carreteras = 1)
W = Factor de ajuste por ancho de carril y obstculo laterales.
T = Factor de ajuste por camiones
B = Factor de ajuste por buses.
C = 2000 * N * W * T * B
VSx = 2000 * N * W * T * B * V/C
C
Capacidad es el nmero mximo de vehculos que pueden pasar por un punto de una carretera
en una hora.
La capacidad mxima se alcanza para una velocidad de 40 a 50 km/h donde el nico elemento
que regula la velocidad es la friccin intervehicular.
Mximos Volmenes Observados
Carreteras rurales de dos carriles y dos sentidos 1870 VPH/ ambas direcciones
Arterias urbanas de 2 carriles 2060 VPH
Carreteras rurales de 4 carriles 1775 VHP/carril
Vas rpidas urbanas 2235 VHP/carril
Autopistas urbanas 2030 VHP/carril
Capacidad Bajo Condiciones Ideales Se ha asignado una capacidad ideal para condiciones
ideales. A una va con otras condiciones, se le asignara un valor disminuido de acuerdo a lo
alejado que estn sus condiciones de las ideales.
C=2000 VHP/carril
C=2000 VHP/ambas direcciones
Condiciones ideales
1. Circulacin continua
2. Carriles de 3.65m y distancia a obstculos laterales de 1.80m
3. Alineamiento tal que permita velocidades de proyecto de 110 km/h
4. Solamente automviles en la corriente de transito
LOS NIVELES DE SERVICIO
Son rangos de operacin de la va con diferentes calidades de flujo. Es una expresin de la
calidad de flujo. Es la situacin ms frecuente de servicio que puede ser A,B,C,D,E o F.
Nivel es sinnimo de capacidad.
PARAMETROS QUE DEFINEN LOS NIVELES DE SERVICIO
1. Velocidad y tiempo de recorrido
2. Seguridad y libertad de maniobra
3. Economa
4. Comodidad.
FACTORES QUE INCIDEN EN EL VOLUMEN DE SERVICIO
Volumen de servicio es el volumen mximo que puede circular por una va para que este siga
operando en dicho nivel
VS (E) = Volumen de servicio para el nivel E
es la Capacidad
Factores incidentes en los Niveles de Servicio (NS)
Factores relativos a la va
Factores relativos al transito
1. Factores relativos a la va
a) Ancho del mvil
El carril de 3.65 m es considerado como ideal
En carriles de menos de 3.65 m un vehculo que adelanta a otro invade carril
contrario por ms tiempo.
En carreteras de carriles mltiples un vehculo tiende a ocupar dos carriles.
b) Distancia a obstculos laterales:
La distancia ideal es de 1.80 m
H obstculo < 0.20, no influye
Cuando el obstculo es continuo, pierde su influencia.
c) Ancho de la bermas
Cuando las bermas tienen > 1.20 m. y los carriles adyacentes < 3,65 m. el ancho
efectivo del carril se aument en 0,30 m
d) Presencia de carriles auxiliares(sobre todo en ascenso)
e) Pendientes (tienen una gran influencia en la operacin de vehculos pesados)
f) Alineamiento; que tiene que ver con la velocidad de los vehculos.
g) Estado de la superficie del permetro.
2. Factores relativos al trnsito:
a) El porcentaje de camiones
b) El porcentajes de buses
c) Las fluctuaciones del transito
d) La distribucin por carril
e) Interrupciones :
- Casetas de peajes
- Pasos a nivel con otra va o cruce a nivel con ferrocarril.
Todos estos factores son difciles de cuantificar, por lo tanto se agrupan en la formula general
de la Capacidad Vial.
{