Capacidad Vial

DOCENTE:

Ral Alarcn Bermdez

MANUEL ECHAVARRIA

SEBASTIAN CUELLAR

EMANUEL MORALES

TON JEISON OSPINA GIL

PABLO ALEXANDER MELO

CAPACIDAD VIAL

Se define como la tasa mxima de flujo vehicular

que puede soportar una carretera o calle.

Depende del diseo geomtrico de la va y del

comportamiento de los usuarios.

OBJETIVO DEL ANLISIS DE CAPACIDAD

Estimar el mximo numero de vehculos (personas) que

un sistema vial puede acomodar con seguridad durante un

periodo especifico.

NIVEL DE SERVICIO

Es una medida cualitativa que describe las condiciones

operativas dentro de una corriente de trnsito y como las

perciben los conductores, pasajeros o ambos.

CONDICIONES PREVALECIENTES

CONDICIONES DE LA INFRAESTRUCTURA VIAL

El tipo de va y el medio urbanstico en que est inmersa

La anchura de carril

El ancho de las bermas y los despejes laterales

La velocidad de proyecto

El alineamiento horizontal y el alineamiento vertical

La disponibilidad de espacio para esperar en cola en las

intersecciones

CONDICIONES DEL TRNSITO

Distribucin del transito en el tiempo y el espacio.

Composicin en tipos de vehculos (livianos, camiones, buses

y vehculos recreativos).

distribuciones de los vehculos entre carriles.

CONDICIONES DE LOS CONTROLES

Semforos.

seales restrictivas.

velocidad limite.

CONDICIONES BASES O IDEALES

Buen estado del tiempo.

Pavimentos en buen estado.

Usuarios familiarizados con el sistema vial.

Condicin prevaleciente = (Condicin Base)-(ajuste).

Condicin prevaleciente = (Condicin Base)x(factor de ajuste).

CRITERIOS DE ANALISIS DE CAPACIDAD Y NIVELES DE SERVICIO

FHMD= VHMD

4( Q15 mx)

Donde :

FHMD= factor de la hora de mxima demanda

VHMD= Volumen horario de mxima demanda

Q15max= volumen mximo durante 15 minutos

El flujo y la capacidad, bajo condiciones prevalecientes, se

expresan en vehculos mixtos por hora para cada tramo

de la carretera.

El nivel de servicio se aplica a un tramo significativo de la

carretera.

Los elementos utilizados para medir la capacidad y los

niveles de servicios son variables.

NIVELES DE ANALISIS ANALISIS OPERACIONAL:

Es la aplicacin que requiere mayor precisin, orientada hacia las

condiciones existentes de la infraestructura vial, el transito y los

dispositivos de control.

Se aplica cuando se requiere evaluar el efecto de una medida de corto o de

largo alcance o una mejora de bajo costo.

ANALISIS DE DISEO O PROYECTO:

Se utiliza para establecer las caractersticas fsicas que

permitan a un sistema vial nuevo o modificado operar

a un nivel de servicio deseado, tal como el C o D, a

mediano y largo plazo.

ANALISIS DE PLANEAMIENTO:

Esta dirigido hacia estrategias a largo plazo

por lo que la aplicacin es menos precisa,

suelen emplear valores por defecto.

SEGMENTOS BSICOS DE AUTO PISTAS

Son secciones de dos o ms carriles por sentido con control total

de acceso, que no son afectados ni por los movimientos

convergencia o divergencia en rampas de enlace cercanas ni por

maniobras de entre cruzamientos.

NIVELES DE SERVICIO

NIVELES DE SERVICIO

NIVEL DE SERVICIO A:

NIVEL DE SERVICIO B:

NIVEL DE SERVICIO C:

NIVEL DE SERVICIO D:

NIVEL DE SERVICIO E:

NIVEL DE SERVICIO F:

CARACTERISTICAS BASICAS SBA

Ancho mnimo del carril 3.60 m

Bermas de 1.8 m entre el borde de la calzada exterior y los objetos

adyacentes a la va o separador.

Todos los vehculos de la corriente de transito son vehculos livianos.

En reas urbanas la autopista deber tener 5 o mas carriles por

sentido.

Longitudes entre intercambiadores cada 3km o ms.

Terreno plano con pendientes inferiores al 2%.

Conductores familiarizados con la autopista.

Velocidades a flujo libre de 110 km/h.

NIVELES DE SERVICIO -Densidad (vehculos livianos/km/carril).

-Velocidad media de los vehculos livianos.

-Relacin volumen a capacidad (v/c).

Cada una de estas tres medidas, es un indicador de como el flujo

vehicular es acomodado por la autopista.

Determinacin de la velocidad a flujo li

La velocidad a flujo libre medida directamente en el campo, debe realizarse en

un sitio representativo del segmento de la autopista, donde se presentan flujos

bajos o moderados. Se deben medir las velocidades de al menos 100 vehculos ,

tomados indistintamente en todos los carriles.

VELOCIDAD A FLUJO LIBRE BASE (BFFS)

Si no se dispone de mediciones de campo, la velocidad a flujo libre FFS se puede

estimar a partir de una velocidad a flujo libre base BFFS que debe ser ajustada

para tener en cuenta las caractersticas fsicas, las cuales son:

- Ancho de carriles

- Numero de carriles

- Distancia libre lateral derecha

- Densidad de intercambiadores

FFS=BFFS-fLW-fLC-fN-fID

Donde:

- FFS = velocidad a flujo libre estimada (km/h)

- BFFS = velocidad a flujo libre base, 110 km/h (urbano) o 120 km/h (rural)

- fLW = ajuste por ancho de carril

- fLC = ajuste por distancia libre lateral a la derecha

- fN = ajuste por numero de carriles

- fID = ajuste por densidad de intercambiadores

Anchura de carriles: fLw

Cuando son inferiores a 3,60m, los conductores se ven forzados a viajar

guardando entre ellos una distancia inferior a la deseada.

Distancia libre lateral: fLC

Cuando existen obstculos laterales demasiado cercanos al borde de la

calzada, los conductores tienden a alejarse entre ellos.

Numero de carriles: fN

La condicin base para autopistas urbanas y suburbanas considera 5 o mas

carriles por direccin.

Intensidad de intercambiadores: fID

Es de 0,3 intercambiadores por kilometro, o con un espaciamiento

promedio de 3,3 km.

Calculo de la tasa de flujo

Donde :

vp = tasa de flujo equivalente en 15 minutos (vehculos livianos /h/carril)

V = volumen horario por sentido (vehculos mixtos/h)

FHMD = factor de la hora de mxima demanda

N = numero de carriles por sentido

fHV = factor ajuste por presencia de vehculos

fP = factor de ajuste por tipo de conductores

FACTOR DE AJUSTE POR VEHICULOS PESADOS

FHV = QM

QE

Donde:

FHV = factor de ajuste por efecto de vehculos pesados

PT = porcentaje de camiones en la corriente vehicular

PB = porcentaje de autobuses en la corriente vehicular

PR = porcentaje de vehculos recreativos en la corriente vehicular

ET = automviles equivalentes a un camin

EB = automviles equivalentes a un autobs

ER = automviles equivalentes a un vehculo recreativo

DETERMINACIN DEL NIVEL DE SERVICIO

Sobre la base de una velocidad a flujo libre, FFS, medida en campo o estimada,

se construye una curva velocidad-flujo.

Donde:

D = densidad (vehculos livianos/km/carril)

vp = tasa de flujo equivalente (vehiculos livianos/h/carril)

S = velocidad media de automoviles (km/h)

. Relacin entre velocidad, flujo y

densidad.

ANALISIS DE PROYECTO O DISEO

Consiste en determinar el numero de carriles necesarios de una autopista que

permita proporcionar un nivel de servicio deseado.

VHP= k(D)(TPDA)

Donde:

VHP= Volumen horario del proyecto

K= valor esperado de la relacin entre volumen de la hora mxima seleccionada

y el TPDA

D= proporcin del transito en la hora mxima circulando en el sentido mas

cargado.

ANALISIS DE PLANEAMIENTO

A este nivel no se le conocen detalles geomtricos como por ejemplo

pendientes de futuras rasantes o previsiones de transito precisas.

Donde:

= la tasa mxima de flujo para el nivel de servicio

seleccionado.

CARRETERAS DE DOS CARRILES Caractersticas generales:

Se define como una calzada que tiene un carril disponible para cada

sentido de circulacin.

Las medidas de efectividad que se utilizan para describir la calidad del

servicio son la velocidad de media de viaje y la demora porcentual en

seguimiento.

CARRETERAS DE DOS CARRILES

Las carreteras de dos carriles se clasifican en dos clases:

Clase I : son aquellas carreteras donde los

conductores esperan viajar a velocidades

relativamente altas.

Clase II: son aquellas carreteras donde los

conductores no necesariamente espera viajar a

velocidades altas.

Condiciones de Base

Anchuras de carril igual o mayor de 3.60 metros

Acotamientos de anchura igual o mayor a 1.80metros

Inexistencia de tramos con rebase restringido

Todos los vehculos en las corrientes de transito son

ligeros

Distribucin direccional del volumen de transito 50/50

Ninguna restriccin al transito directo debido a controles o

vehculos que dan vuelta

Terreno Llano

Niveles de Servicio Las medidas primarias del nivel de servicio para las

carreteras de dos carriles clase I son la velocidad media de viaje y el porcentaje del tiempo consumido en seguimiento. Para carreteras clase II, el nivel de servicio se basa nicamente en el porcentaje del tiempo consumido en seguimiento.

Las caractersticas de los niveles de servicio son:

Nivel de servicio A

Nivel de servicio B

Nivel de servicio C

Nivel de servicio D

Nivel de servicio E

Nivel de servicio F

Segmentos bidireccionales

La metodologa para el anlisis bidireccional en carreteras

de dos carriles, estima las medidas de operacin del

transito a lo largo de una seccin de carreteras, con base

en el tipo de terreno, el diseo geomtrico y las condiciones

del transito.

Determinacin de la velocidad a flujo libre

Un paso importante en la velocidad del nivel de servicio de una

carretera de dos carriles, es la determinacion de la velocidad a flujo

libres.

Medicin directa en campo

si la medicin en campo se realiza cuando los volmenes

bidireccionales son mayores a 200 vehculos livianos/h, deber

efectuarse un ajuste al volumen y calcularse la velocidad a flujo libre.

FFS=Sfm+0.0125 Vf

fHv

Determinacin de la velocidad a flujo libre

Donde:

FFS= Velocidad de flujo libre (km/h)

SFM= Velocidad media del transito medida en campo

(km/h)

VF= tasa de flujo observada durante el periodo cuando

fueron obtenidos los datos de campo (vehculos /h)

FHV= factor de ajuste por presencia de vehculos pesados

Estimacin indirecta Para estimar la velocidad flujo libre debe caracterizar las

condiciones de operacin de la carretera en trminos de una

velocidad a flujo libre base, que refleje el carcter del transito y

los alineamientos de la carretera.

FFS=BFFS-fLS-fA

Donde:

FFS=Velocidad a flujo libre estimada (Km/h)

BFFS=velocidad a flujo libre base (Km/h)

fLS=ajuste por ancho de carril y ancho de acotamiento

fA=ajuste por puntos de acceso

Determinacion de la tasa de flujo

VP= v

(FHMD)(FHV)(FG)

Donde:

Vp=tasa de flujo equivalente en 15 minutos vehculos

livianos/h/ambos sentidos)

V= Volumen de horario de mxima demanda en ambos

sentidos (vehculos mixtos /h)

FHMD=factor de la hora de mxima demanda

FHV=factor ajuste por presencia de vehculos pesados

FG=factor de ajuste por pendiente

Factor de ajuste por presencia de vehculos pesados

FHV= 100

100+PT(ET-1)+PR(ER-1)

Donde:

FHV=factor de ajuste por efecto de vehculos pesados

Pt=porcentaje de vehculos pesados en la corriente vehicular

incluyendo los autobuses

PR=porcentaje de vehculos recreativos en la corriente vehicular

ET= automviles equivalentes a un vehculo pesado

ER= automviles equivalentes a un vehculo recreativo

Determinacion de la velocidad media de viaje

La velocidad media de viaje se estima a partir de la velocidad a flujo libre

ATS=FFS-0.0125(Vp)-Fnp

Donde:

ATS= velocidad media de viaje para ambas direcciones de viaje combinadas (Km/h)

EFF= velocidad a flujo libre, estimada por medicin en campo o a partir de un valor base establecido (Km/h)

Vp= tasa de flujo equivalente en 15 minutos vehculos livianos/h/ ambos sentidos

Fnp= ajuste por porcentaje de zonas de no rebase

Determinacion del Porcentaje de Tiemplo Empleado en el Seguimiento

PTSF= BPTSF + fd/nP

PTSF: Porcentaje de Tiemplo Empleado en el

Seguimiento.

BPTSF: porcentaje base de tiempo empleado en

seguimientos para ambas direcciones de viaje

combinadas (%).

fd/nP: ajuste por el efecto combinado de l distribucin direccional del transito.

BPTSF = 100(1-e^-0.000879 vp)

Determinacion Del Nivel De Servicio

comparar la tasa de flujo equivalente en vehculos livianos Vp con

la capacidad de 3200 veh/livianos/h en ambos sentidos:

Si Vp es >que capacidad nivel de servicio F.

Si Vp es > que capacidad el nivel de servicio se determina con los rangos del % de tiempo empleado en seguimiento y la

velocidad media de viaje.

Segmentos Direccionales

Aplica para tres tipos de segmentos direccionales:

Tramos extensos

Pendientes especificas en ascenso

Pendientes especificas en descenso

Determinacion de la FFS

Se calcula con los mtodos para segmentos

bidireccionales :

Medicin directa en campo

Estimacin indirecta

Determinacion de la tasa de flujo

Vd= V

(FHMD)(fHV)(fG)

DONDE:

Vd= tasa de flujo equivalente en 15 minutos para la direccin analizada (vehculos livianos/h).

V= volumen horario de mxima demanda en la direccin analizada (vehculos mixtos/h).

FHMD= factor de la hora de mxima demanda.

fHV =factor ajuste por presencia de vehculos pesados.

fG =factor de ajuste por pendiente para tramos extensos y para pendientes especificas.

Determinacion de la tasa de flujo

El factor de ajuste por presencia de vehculos pesados, se calcula

con la siguiente expresin:

fHV = 100

100+pT(ET 1)+ pR (ER -1)

Donde:

fHV = factor de ajuste por efecto de vehculos pesados.

PT = porcentaje de vehculos pesados en la corriente vehicular

(incluyendo los autobuses).

PR = porcentaje de vehculos recreativos en la corriente vehicular.

ET = automviles equivalentes a un vehculo pesado para tramos

extensos y para pendientes especificas.

ER = automviles equivalentes a un vehculo recreativo para tramos

extensos y cuadros para pendientes especificas.

Determinacion de la tasa de flujo

El anlisis direccional tambin requiere considerar la tasa de flujo de

demanda en la direccin opuesta, la cual se calcula como:

V0 = V0

(FHMD)(fHV)(fG)

Donde:

V0 = tasa de flujo equivalente en 15 minutos en la direccin opuesta

(vehculos livianos/h).

V0 = volumen horario de mxima demanda en la direccin opuesta

(vehculos mixtos/h).

DETERMINACION DE LA VELOCIDAD MEDIA DE VIAJE

ATSd = FFSd 0.0125(Vd+ V0)-fnp Donde:

ATSd = velocidad media de viaje en la direccin analizada (km/h).

FFSd = Velocidad a flujo en la direccin analizada (km/h).

Vd = tasa de flujo equivalente en 15 minutos en la direccin analizada (vehculos livianos/h).

V0= tasa de flujo equivalente en 15 minutos en la direccin opuesta(vehculos livianos/h)

fnp = ajuste por porcentaje de zonas de no rebase en la direccin analizada.

DETERMINACION DEL PORCENTAJE DE TIEMPO EMPLEADO EN SEGUIMIENTO

PTSFd =BPTSFd+fnp

Donde:

PTSFd = porcentaje de tiempo empleado en seguimiento en

la direccin analizada (%).

BPTSFd = porcentaje base de tiempo empleado en

seguimiento para la direccin analizada (%).

fnp = ajuste por el efecto del porcentaje de zonas de no

rebase en la direccin analizada (%).

El porcentaje base de tiempo empleado en seguimiento

BPTSFd, se calcula como:

BPTSFd = 100 (1-eav^bd).

DETERMINACION DEL NIVEL DE SERVICIO

Comparar la tasa de flujo equivalente en

vehculos livianos vd, con la capacidad de 1,700

vehculos livianos/h. si el valor de vd es mayor

que la capacidad, entonces la carretera opera en

sobresaturacin y el nivel de servicio es F.

INTERSECCIONES CON SEMAFOROS

Niveles de Servicio se define en trminos de la demora (tiempo perdido de viaje,

consumo de combustible, incomodidad).

A,B,C,D,E,F

Metodologa de Anlisis Operacional

Parmetros de Entrada

CONDICIONES GEOMETRICAS:

CONDICIONES DEL TRANSITO:

Se debe disponer de los volmenes de transito para

cada movimiento en cada acceso y su composicin.

Tipos de llegada: 1,2,3,4,5,6.

Metodologa de Anlisis Operacional

La relacin de pelotn RP se calcula como:

Rp= p

g/C

P: proporcin de todos los vehculos que llegan

durante la fase verde

C: duracin del ciclo (S)

g: tiempo de verde efectivo del grupo de carriles

Determinacin de la Tasa de Flujo

vp = tasa de flujo equivalente en 15 minutos (vehculos/h)

V = volumen horario (vehculos/h)

FHMD = factor de la hora de mxima demanda

Determinacin de la Tasa de Flujo

de Saturacin

Determinacin de la Capacidad

Ci =Si (

)

Ci capacidad del grupo de carriles (veh/h)

Si tasa de flujo de saturacin

gi tiempo verde efectivo

C ciclo del semforo

Relacin volumen a capacidad

Donde Vi , es la tasa de flujo de demanda

actual o proyectada del grupo de carriles i.

Al coeficiente (v/s), se le denomina relacin de flujo, obsrvese que cuando

la tasa de flujo Vi es cero, Xi es igual a cero.

Determinacin del Nivel de Servicio

Segn la demora se observa la siguiente

tabla:

Determinacin de las Demoras

d= d1(PF)+d2+d3

Donde:

d= demora media por control (s/veh)

d1= demora uniforme (s/veh), suponiendo llegadas

uniformes

PF= factor de ajuste por coordinacin de

semforos.

d2= demora incremental (s/veh)

d3= demora por cola inicial (s/veh) p=Rp(g/C)

Demora Uniforme * Demora Incremental

Demora por Cola Inicial

Demoras agregadas

Demora en la Interseccin

GRACIAS POR SU ATENCION