CAPACIDAD VIAL DE UNA CARRETERA. - INGENIERIA DE TRANSITO

En esta documento se mencionara la capacidad vial que puede tener una carretera y como la demanda de usuarios puede influir en el flujo de transito dando problemas de saturación

1. INGENIERIA DE
TRANSITO
CAPACIDAD VIAL

2. … para soportar flujo ininterrumpido.
Autopistas
Carreteras Multi-carril
Carreteras de dos carriles
ESTRUCTURAS VIALES PARA CIRCULACION
CONTINUA

3. Principales elementos de la infraestructura vial en
corrientes continua

4. Estructuras Viales para circulación
discontinua
Intersecciones, Ramas
Arterias Urbanas
Arterias para transporte público
Veredas para peatones
Sendas o pistas para bicicletas

5. GENERALIDADES
Mientrasqueelconceptodecapacidadsebasa
principalmenteendatostécnicosynuméricos,el
conceptodeniveldeservicioeslaformageneralde
evaluareldesempeñodeciertainfraestructuradesdeel
puntodevistadelusuario.
Lacalidaddelniveldeservicioentránsitoreflejados
aspectosimportantes:
•Elprimerohacereferenciaalgradodedisponibilidad
delainfraestructuraenciertosperíodosylugares;
•Elsegundoaspectohabladelacomodidady
conveniencia(calidad)delservicioproporcionadoalos
usuarios.

6. CAPACIDAD
Un estudio de capacidad de un sistema vial es al mismo tiempo
un estudio cuantitativo y cualitativo, el cual permite evaluar la
suficiencia (cuantitativo) y la calidad (cualitativo) del servicio
ofrecido por el sistema (oferta) a los usuarios (demanda).
Cuantitativodebidoaquepermiteevaluarlasuficiencia
(cuantitativo)ylacalidaddelservicioofrecidoporelsistemaa
losusuarios(cualitativo)

7. CAPACIDAD
Si la demanda vehicular DV es menor que laoferta
vial OV(DV<OV), el flujo será no saturado y los niveles de
operación variarán de excelentes a aceptables.
Si DV=OV , se llega a la capacidad del sistema. El tránsito se
torna inestable y se puede llegar a la congestión.
Si DV>OV, el flujo será forzado, presentándose detenciones
frecuentes y grandes demoras.

9. Se daban las siguientes definiciones, concernientes al camino en HCM de
1950:
1)Camino –calle:
b)Control parcial de acceso
2)Tipos funcionales
3)Componentes de la sección transversal
4)Diseño de la sección transversal: Camino no divido y camino dividido.
5)Ancho en carril
6)Uso por direcciones: camino de una sola mano y camino de dos manos.
7)Carril de tránsito
8)Intersección: brazo de la intersección, intersección de tres direcciones,
de cuatro direcciones, de múltiples direcciones e intersecciones rotatorias.
9)Intersección a distinto nivel.
10)Sección de intercambio
11)Distancia de visibilidad: distancia visual de detención, sobrepaso, de
detención restringida, de sobrepaso restringido y visual restrictiva.
Sedefiníanlosdispositivosdecontroldetránsito:acualquiersigno,
señal,marcauelementoubicadoóerigidoconelpropósitoderegular,
advertiróguiaraltránsito.

10. Sedefiníanlosdispositivosdecontroldetránsito:acualquiersigno,señal,marca
uelementoubicadoóerigidoconelpropósitoderegular,advertiróguiaral
tránsito.
1) Indicaciones en el pavimento:
a)línea de trocha,
b)línea central,
c)línea de división,
d)línea de barrera,
e)inserción,
f)botón,
g)escritura y
h)marcas de dirección.
2) Signos de tránsito
3) Señales de tránsito
4) Zonas de seguridad y refugios

11. Asimismo, se daban las definiciones del tránsito y operaciones de tránsito:
A)Composicióndeltránsito:todotipodevehículos,juntoconsuscargas,sea
aisladamente,seacomountodo,mientrasusencualquiercalzadaconelpropósito
detransporteoviaje.
1)Vehículo
2)Vehículos de movimiento libre
3)Automóviles
4)Vehículo comercial
5)Ómnibus
6)Trolebús o coche sin vía
7)Tranvía

12. B) Operación del tránsito:
1)Velocidad:velocidadmedia,general,mediageneral,óptima,directriz,de
operación,diferenciadevelocidadydiferenciamediadevelocidad.
2)Demora:fijaydeoperación.
3)Espaciamiento:medioymínimo.
4)Distanciadedetención
5)Intercambio
6)Confluencia
7)Volumen:mediodiarioanual,máximovolumenhorarioanual,décimovolumen
horarioanualmásalto,vigésimo,trigésimo,etc.,volumenhorarioanualmásalto.
8)Densidad:mediaycrítica.
9)Variacióndelacorriente
10)Característicasdeltránsito
Finalmente,sedefiníantambiénlosusosdelatierraytiposdedesarrollo:
1)Tiposdedesarrollo:comercial,residencial,deparqueyagrícola.
2)Zonaolocalidad:urbana,central,intermedia,suburbanayrural

13. En 1965, HCM define:
Capacidad: es el número máximo de vehículos que tiene razonable probabilidad de
pasar por un tramo dado de carril ó de calzada en un sentido (en ambos sentidos en
los caminos de dos ó tres carriles) durante un lapso dado, en las condiciones
prevalecientes de calzada y tránsito.
La“capacidadbásica”deentonces,fuereemplazadaconlafrase“capacidaden
condicionesideales”.
Dentrodelasdefinicionesconcernientesalcamino,seagregaronlassiguientes:
1)Terreno:latopografíadelperfildeunacarretera,caminoocalle.
a)terrenollano,
b)terrenoondulado,
c)terrenomontañosoy
d)pendientesostenida.

14. CONDICIONES IDEALES
a)Flujo ininterrumpido, libre de interferencias laterales de
vehículos y peatones,
b)Únicamente automóviles en la corriente de tránsito,
c)Carrilesdetránsitode3,65mdeanchoysin
obstruccionesdentrode1,80mdesdeelbordedel
pavimento,
d)Alineamientohorizontalyverticalsatisfactoriopara
velocidadesmediasdelcaminode110km/h,sin
restriccióndedistanciadevisibilidaddesobrepasoen
caminosdedosytrescarriles.

15. Se establecían los siguientes valores de capacidad en condiciones ideales y para
condiciones de flujo ininterrumpido:
a)Camino multicarril: 2.000 automóviles por carril y por hora
b)Camino de dos carriles y dos sentidos: 2.000 automóviles por hora en total
(ambos sentidos), cualquiera sea la distribución del tránsito por sentido.
c)Camino de tres carriles y dos sentidos: 4.000 automóviles por hora en total
(ambos sentidos), cualquiera sea la distribución del tránsito por sentido.
Secomenzabaexplicandoque:“Cuandoelvolumendetránsitoigualaalacapacidad
deuncamino,lascondicionesdeoperaciónsondeficientes,aunencondiciones
idealesdecalzadaytránsito.Lasvelocidadessonbajas,seproducendetenciones
frecuentesydemorasprolongadas.Paraqueuncaminoproporcioneunnivelde
servicioaceptableparaelusuario,elvolumendeserviciodebeserinferiorala
capacidaddecalzada.Elvolumendeserviciocorrespondienteaunniveldadoesel
volumenmáximocompatibleconeseniveldeservicio”.

16. Paraevaluarelniveldeservicio,seconsideraronlos
siguientesfactores:
a)La velocidad y el tiempo de viaje.
b) Las interrupciones ó restricciones al tránsito
c) La libertad de maniobra
d)Seguridad
e) Comodidad y conveniencia
f)Economía

17. Concepto de capacidad vial
Lacapacidaddeunainfraestructuravialeselmáximonúmero
devehículosquerazonablementepuedenpasarporunpuntoó
unasecciónuniformedeuncarrilócalzadaduranteun
intervalodetiempodado,bajolascondicionesprevalecientes
delainfraestructuravial,deltránsitoydelosdispositivosde
control.
Elintervalodetiempoutilizadoenlamayoríadelosanálisisde
capacidadesde15minutos,debidoaqueseconsideraqueéste
eselintervalomáscortoduranteelcualpuedepresentarseun
flujoestable
Lainfraestructuravialpuedeserdecirculacióncontinua
(ininterrumpida)ódiscontinua(interrumpida).

18. Variables básicas del flujo del tránsito o de la
circulación vial
Elvolumenylaintensidad(flujo)sonlasvariablesutilizadaspara
cuantificarlademanda,estoes,elnúmerodeviajerosoconductores.
Laintensidad(flujo)representaelnúmerodevehículosquepasanporuna
secciónduranteunintervalodetiempoinferiora1hora,peroexpresado
comounatasahorariaequivalenteusualmente15minutos.
Volumen(V)otránsito(T):eselnúmerototaldevehículosquepasan
porunpuntooseccióntransversaloporuntramodeuncarrilocarretera
duranteunintervalodetiempodado;puedenexpresarseentérminos
anuales,mensuales,semanales,diarios,horariosoenperíodosinferiores
aunahora.
Densidad(D)oconcentración:sedefinecomoelnúmerodevehículos
queocupanuntramodelongituddadodeuncarrilocarretera,enun
instanteconcreto.HCM,ladensidadsepromediaeneltiempoyse
expresa,normalmenteenvehículospormilla(veh/ml)oporkilómetro
(veh/km).

20. NIVEL DE SERVICIO
Paramedirlacalidaddelflujovehicularseusaelconceptodenivelde
servicio.Esunamedidacualitativaquedescribelascondicionesde
operacióndeunflujovehicularydesuspercepcionesporlosmotoristasy/o
pasajeros.Estascondicionessedescribenentérminosdefactorestales
comolavelocidadyeltiemporecorrido,lalibertadderealizarmaniobras,la
comodidad,laconvenienciaylaseguridadvial.
De los factores que afectan el nivel de servicio:
•Losinternossonaquellosquecorrespondenavariacionesenlavelocidad,
enelvolumen,enlacomposicióndeltránsito,enelporcentajede
movimientosdeentrecruzamientoodireccionales,etc.
•Entrelosexternosestánlascaracterísticasfísicas,talescomoelanchode
lascarriles,ladistancialibrelateral,elanchodelasbanquinas,las
pendientes,etc.

23. Criterios de análisis de capacidad y niveles de servicio
1.-Criterios
Los factores externos que afectan el nivel de servicio, como son físicos, pueden ser
medidos a una hora conveniente. En cambio los factores internos, por ser variables,
deben ser medidos durante un período de mayor flujo, como por ejemplo el factor de
la hora de máxima demanda.
FHMD = VHMD / 4 x Q
15máx
Donde:
FHMD: factor de la hora de máxima demanda
VHMD: volumen horario de máxima demanda
Q
15 máx: volumen máximo durante 15 minutos
El HCM 2000 reporta los siguientes valores de capacidad en condiciones ideales o
base:
Para autopistas: 2.400 automóviles/hora/carril
Para carreteras de carriles: 2.200 automóviles/hora/carril
Para carreteras de dos carril: 3.200 automóviles/hora en ambas direcciones
Para carreteras de dos carriles: 1.700 automóviles/hora para cada dirección

24. Parafinesdeinterpretaciónuniformeymetodológicaordenada,sehan
establecidolossiguientescriterios:
•Elflujoylavelocidad,bajocondicionesprevalecientes,seexpresanen
vehículosmixtosporhoraparacadatramodelacarreteraocalle.
•Elniveldeservicioseaplicaauntramosignificativodelacarreterao
calle.
•Loselementosusadosparamedirlacapacidadylosnivelesde
serviciosonvariables,cuyosvaloresseobtienenfácilmentedelos
datosdisponibles.
•Porrazonesprácticassehanfijadovaloresdedensidades,velocidades
mediasderecorrido,demorasyrelacionesdeflujoacapacidad,que
definenlosnivelesdeservicioparaautopistas,carreterasdecarriles
múltiples,etc.
•Elcriterioutilizadoparaunaidentificaciónprácticadelosnivelesde
serviciodelasdiversasinfraestructurasviales.

26. MEDIDAS DE EFECTIVIDAD
Lavelocidadpromediodelviaje(VPV)eslavelocidadmediaenelespaciode
losvehículosenelflujovehicular.
Lavelocidadmediaenelespacio,sedeterminaconbaseenlalongituddel
tramocarreterodivididaentreeltiempopromedionecesarioparaquetodos
losvehículosatravieseneltramo,enambossentidosduranteunintervalo
designado.
LaVPVesunamedidadelgrado,paraelcuallacarreteracumpleconsu
funcióndesuministrarunamovilidadeficiente.
Elporcentajedetiempoqueseocupaenseguirotrovehículo(PTSOV)esel
porcentajepromediodetiempoqueocupanlosvehículos,cuandoviajan
detrásdevehículosmáslentos.Cuandoeltiempoentrevehículos
consecutivosesmenorque3segundos,seconsideraqueelvehículoqueva
detrásestásiguiendoalvehículoquevadelante.ElPTSOVesunamedidade
lacalidaddeservicioqueofrecelacarretera.

38. VELOCIDAD EN FLUJO LIBRE
Lavelocidadenflujolibreeslavelocidadpromediodetodoslosvehículos
registradaconvolúmenesdehorariosdetránsitodehasta200
automóvilesequivalentes(totalambossentidos).
1.Medirlavelocidadencampaña
2.Estimarlaconfórmula
VELOCIDADMEDIDAENCAMPAÑA
Noesnecesariorealizarajustesposterioresalavelocidadenflujolibre
Siuntramocontienecurvashorizontalesmuypronunciadas,con
velocidaddirectrizsubstancialmentemenorqueelresto,esaconsejable
determinarlavelocidadenflujolibrededichascurvasporseparadoy
calcularlavelocidadenflujolibredeltramocomounpromedio
ponderado.
Elestudiodeberealizarseenunaubicaciónrepresentativadentrodel
tramoqueestásiendoevaluado.Seanalizaporseparado.

39. Sielestudiodevelocidadsedeberealizarparavolúmenesde
tránsitosuperioresa200automóvilesporhora(totalambos
sentidos),lavelocidadenflujolibresepuedeobteneraplicando
lafórmulasiguiente(asumiendoquetodoslosparámetrosdela
mismasehandeterminadosimultáneamente)vp
med
medfl
f
V
vv 0125,0
v
fl
=velocidadenflujolibreestimada(km/h)
v
med
=velocidadmediamedidaencampaña(km/h)
V
med
=volumendetránsitomedidoencampañaenelmomentodela
obtencióndelosdatos(veh/h)
f
vp
=factordevehículospesados

40. Lavelocidadenflujolibrebasereflejalascaracterísticasdeltránsitoyeltrazado
horizontalyverticaldelcamino.Dadoelampliorangodecondicionesdecirculación
encaminosdedoscarriles,ylainfluenciadelasconductaslocalesenlasvelocidades
decirculacióndeseadasporlosconductores,nohaydatosdereferenciaparaeste
parámetro.Esaconsejablebasarseparalaestimación,encaminosexistentesdela
regiónconsimilarescondicionesdeoperación

46. PT: la fracción decimal de vehículos pesados (camiones y autobuses)
PR: la fracción decimal de vehículos recreativos (VRs)
ET y ER = el equivalente en automóviles para vehículos pesados y vehículos
recreativos (VRs) respectivamente

50. Vp=flujoóvolumenequivalenteenautomóvilesparael
períodopicode15minutosótambiéndesignadocomoflujode
demanda(FD)yquesecalculaconlaexpresión:
Vp= V / (FHP) (fg) (fhv)
V = Volumen de demanda para la hora pico completa,
vehículos por hora
FHP=factordelahorapico,V/4(volumendurante15minutos
delpico)
fg=factordeajustedelapendienteparaterrenoplanou
ondulado(Vertabla3.4)
fHV=factordeajusteparaconsideraralosvehículospesados
enelflujodetránsito

51. Cómocalcularelvalordelporcentajedetiempoqueseocupaenseguir
aotrovehículo(PTSOV)paraunacarreteradedossentidosydedos
carriles
PTSOV = TBPSV + f
d/np
TBPSV=tiempobaseenporcentajequeseocupaenseguira
otrovehículoenambossentidosótambiénporcentajede
tiempoenseguimientobase(%TS
B),secalculaconlasiguiente
expresión:
TBPSV = 100 (1 –e
-0,000879 Vp
)
f
d/np=ajustedelPTSOVporconsiderarelefectocombinado
de:
1)elporcentajedeladistribucióndireccionaldeltránsitoy
2)porcentajedelaszonasdesobrepaso.