Documento Base 2018 (1).docx

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE TECNOLOGÍA DE LA CONSTRUCCIÓN Recinto Universitario Augusto C. Sandino

Ingeniería de Tránsito

Disciplina: Vías de Transporte Ingeniería civil Créditos: 3

FACILITADOR: Máster Sergio J. Navarro H. [email protected]

2018

Facilitador: M. Sc. Sergio J. Navarro Hudiel

Estelí - Nicaragua

Página | 0

INGENIERÍA DE TRÁNSITO PRESENTACIÓN DEL CURSO

S

egún Cal y Mayor el tránsito es una fase o parte del transporte. El éxito en satisfacer

estas necesidades, ha sido y será unos de los principales contribuyentes en la elevación del

nivel de vida de las sociedades de todos los países del mundo. Si determinada área, urbana o rural, desea crecer y prosperar será necesario planear, estudiar, proyectar, construir, operar, conservar y administrar nuevos sistemas lo suficientemente amplio tanto para el transporte público como privado , que permitan conectar e integrar las actividades que se desarrollan en los diferentes lugares de la región, mediante la movilización de personas y mercancías. Estos sistemas al igual que los recursos existentes, deberán ser manejados de tal manera que se produzca el máximo flujo libre en el tránsito. En otros entornos es un área la que no se presta particular control, pero esta es de gran importancia para el estrablecimineto de políticas, estrategias, planificación de inversiones, diseños y más aspectos tanto a nivel local

como Nacional.

Por medio de los estudios de tránsito es posible conocer el número de vehículos que circulan por una vía en un determinado período, sus interacciones, las zonas de estacionamiento, los sitios de incidencia de accidentes, el cálculo de la Capacidad y Niveles de Servicio de las vías y en consecuencia la recomendaciones de los medios constructivos que permitan la mejoría de la circulación vehicular y de la operativa de la vía. El tránsito es uno de los factores más importantes que afectan el comportamiento de un pavimento, por consiguiente es necesario conocer el número y tipo de vehículos que circulan por una vía por medio de aforos (conteos vehiculares), ubicados en el tramo a estudiar para determinar los efectos que las cargas de estos vehículos causen los pavimentos

El objeto de este curso es presentar la metodología para la determinación de los parámetros actuales y futuros de tránsito que se requieren para el Diseño geométrico de las carreteras Regionales así como el diseño estructural de los pavimentos en carreteras y autopistas interurbanas haciendo para ello una aproximación al diseño de pavimentos por el método AASTHO 93 y una breve referencia la método del PCA. Se espera que desarrolles competencias en el uso de Microsoft Excel, InfoStat, Autocad, CivilCad, Civil3D SPSS. WINPASS, desarrolladores de ecuación de diseño de pavimento, así como otras herramientas Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel Página | 1

INGENIERÍA DE TRÁNSITO orientadas al diseño de pavimentos, pero sobre todo que desarrolles habilidades vinculadas al trabajo en equipo así como disciplina de autoestudio. De igual manera se fomentará tu capacidad de análisis crítico y de interpretación a través de lecturas y realización de ensayos.

A través de investigaciones se pueden conocer los diferentes orígenes y destinos desde donde se originan los vehículos, haciendo posible la determinación de las líneas de deseos de viajes de los pasajeros y las mercancías. En conjunto con las investigaciones de campo, que proporcionan los datos sobre el tráfico actual y a través del conocimiento de la forma de generación y/o atracción de ese tráfico, se obtienen los pronósticos de las necesidades de circulación en el futuro, dato fundamental para la planificación de la red de vías.

Para la determinación y proyección del volumen de tráfico y los tipos de vehículos que circulan por la vía en estudio, se pueden realizar análisis de la información existente en el Sistema Nacional de Conteos Volumétricos de Tránsito (SNCVT), desarrollado por el Ministerio de Transporte e Infraestructura (MTI) así como referencias de Normas para el Diseño de las carreteras Regionales (SIECA, 2004) y el HCM (Highway Capacity Manual) usando el criterio adecuado para establecer proyecciones futuras. Debemos reconocer que el mejoramiento sostenido de la economía nacional genera el incremento de la circulación vehicular en los diferentes corredores del país y que estos demandan carreteras con mejores condiciones geometricas, sostenibles y sobre todo con seguridad vial en armonía con la interacción entre el usuario, vehículo, carretera y ambiente.

Uno de los factores de diseño que presenta mayor variabilidad es el correspondiente al efecto de las cargas que transmiten los vehículos. Cualquier observador, por más inexperto que sea en el área de pavimentos, no puede dejar de

notar

que

por

una

sección

dada

de

pavimento circulan diariamente un sinnúmero de tipos de vehículos, y un mayor número de tipos de carga: observará para un mismo tipo de camión que algunos circularán vacíos, otros cargados con cemento, otros con cerveza, otros con materiales de construcción, etc.; además la condición de variabilidad descrita se repetirá para cada tipo de camión sobre la vía. Es necesario, en consecuencia, transformar toda esa gama de realidades de formas e intensidades de carga, en un valor que los represente y que sea simplemente obtenible y manejable. Por esta razón se definió un "Eje Patrón" que representa la carga estándar Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 2

INGENIERÍA DE TRÁNSITO (Conocido como ESAL – Equivalent Single Axle Load, Carga de eje simple equivalente), o normalizada, misma que se realiza por métodos definidos acorde al peso y características del vehículo.

Para el dimensionamiento de un pavimento es necesario determinar los efectos que las cargas de estos vehículos causarán sobre el pavimento, por lo

cual

se

debe

conocer el número y tipo de vehículos que circularán por una vía, así como la intensidad de la carga y la configuración del eje que la aplica.

Este material ha sido compilado por el maestro Sergio J. Navarro Hudiel, quien ha recopilado información de su experiencia como docente de la Universidad Nacional de Ingeniería, Sede Regional Estelí - Nicaragua, haciendo referencia a Manuales de Estudio de Tránsito de otros países en especial mejicanos, libros de destacados autores como Rafael Cal y Mayor en sus publicaciones Ingeniería de Tránsito, Normas regionales de Diseño de carreteras así como normas internacionales de referencia en esta temática,apuntes del curso diseño de pavimentos del Instituto Nicaragüense del Cemento y del Concreto impartido por Ricardo Díaz, y en especial a la sección de Obtención y manejo de la información de tránsito para el diseño de pavimentos impartido en por el M. Sc. Ing. Gustavo Corredor Miuler (QEPD). De igual manera se hace referencia a muchos autores y expertos en esta temática que se van citando a lo largo del documento .

Recordándoles que el único obstáculo entre sus metas y realidades solamente es usted. Siempre invitándoles a dar lo mejor de ustedes, con el aprecio de siempre.

Maestro Sergio J. Navarro Hudiel Correo: [email protected] Blog educativo: https://sjnavarro.wordpress.com/ing-transito/ Teléfono: +505 84354004 Skype: sergionavarrohudiel

Este Documento Pertenece a:

Grupo:

Correo electrónico y Teléfono:

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 3

INGENIERÍA DE TRÁNSITO ÍNDICE DE CONTENIDO I. INTRODUCCIÓN ......................................................................................................................1 1.1. Breve reseña Histórica del tránsito ........................................................................................... 8 1.2. Ingeniería de tránsito y sus elementos ..................................................................................... 9 1.3. Información que necesita el diseñador de Carreteras........................................................... 22 1.4 Definiciones básicas ................................................................................................................. 23 1.5 Vehículos Representativos (Clasificación Vehicular) ............................................................ 27 1.6 Diagramas de Cargas Permisibles........................................................................................... 31 1.7 Actividad práctica 1 .................................................................................................................. 32 1.8 Actividad de Autoaprendizaje 1 ................................................................................................ 34 II. DISTANCIA MÍNIMA DE FRENADO O DISTANCIA DE VISIBILIDAD PARADA ................37 2.1. Distancia Mínima de frenado................................................................................................... 37 Distancia de Visibilidad de Decisión: ............................................................................................. 41 2.2 Distancias de adelantamientos y Carriles de aceleración ..................................................... 42 2.2.1 Distancias de adelantamientos ............................................................................................ 42 2.2.2 Carriles de aceleración ......................................................................................................... 47 2.3 Actividad Práctica 2 ................................................................................................................... 47 2.4 Actividad de autoaprendizaje 2 ................................................................................................. 48 2.5 Actividad de autoaprendizaje 3 ................................................................................................. 50 III. VOLÚMENES DE TRÁNSITO ...................................................................................................... 52 3.1. Parámetros básicos .................................................................................................................. 53 3.2. Volúmenes de tránsito.............................................................................................................. 54 3.2.1 Volúmenes de tránsito horarios............................................................................................. 57 3.3 Volumen, intensidad y densidad de Tránsito........................................................................... 58 3.3.1 Factor pico Horario (Fph) o FHMD ....................................................................................... 59 3.4 Métodos de aforos .................................................................................................................... 60 3.4.1 Aforos Manuales .................................................................................................................... 61 3.4.2 Contadores mecánicos (Automáticos) ................................................................................. 61 3.4.2.1 Contadores Portátiles ......................................................................................................... 62 3.4.2 Método del Vehículo en Movimiento..................................................................................... 62 3.5 Tipos de Estaciones de Conteo ................................................................................................ 63 3.6 Lapso de medición y puntos de estudio ................................................................................. 66 3.6.1 Lapso de medición de aforos ................................................................................................ 66 3.6.2 Puntos de estudio de tránsito vehicular ............................................................................. 67 3.7 Aplicaciones de los volúmenes de Tránsito, Hora pico y sus variaciones ........................... 68 3.8. Hora Pico y sus factores .......................................................................................................... 70 3.9. Relación TPDA y TPDS ........................................................................................................... 71 3.9.1 Introducción al cálculo de TPDA ........................................................................................... 73 3.10 Metodología para la clasificación del sistema de conteo tráfico .......................................... 74 3.10.1 Actividad práctica 3 .............................................................................................................. 76 3.11 Laboratorio1 .......................................................................................................................... 87 3.12 Actividad Autoaprendizaje 4 ................................................................................................ 87 3.13 Actividad Autoaprendizaje 5 ................................................................................................ 88 IV. PROYECCIONES TRÁNSITO A FUTURO .................................................................................. 90 4.1 Objetivo de proyecciones ......................................................................................................... 90 4.2 Métodos de proyección ............................................................................................................. 90 4.2.1 Proyección de Tránsito por modelo potencial ...................................................................... 91 4.3 Proyección empleando Regresión Lineal ................................................................................ 94 4.3.4 Laboratorio 2 ......................................................................................................................... 100 Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 4

INGENIERÍA DE TRÁNSITO 4.4 Actividad práctica 4 ................................................................................................................. 101 4.5 Laboratorio 3 .......................................................................................................................... 111 V. FACTORES DE EXPANSIÓN CASO DE NICARAGUA ............................................................. 111 5.1 Periodos de conteo y factores ................................................................................................ 111 5.2 Actividad práctica 5 ............................................................................................................ 114 5.2.1 Expansión Horaria a partir de estaciones de referencia ................................................... 117 5.2.3 Actividad práctica 6 .............................................................................................................. 118 5.2.4 Actividad de autoaprendizaje 6 .......................................................................................... 126 5.3 Distribución y composición de los volúmenes de tránsito .................................................. 127 5.4 Incremento del tránsito .......................................................................................................... 129 5.5 El crecimiento normal del tránsito (CNT) .............................................................................. 129 5.6 El tránsito generado (TG) ........................................................................................................ 130 5.7 El tránsito desarrollado (TD) ................................................................................................... 130 5.8 Actividad práctica 7 ................................................................................................................. 132 VI. TRÁNSITO PROMEDIO DIARIO ANUAL (TPDA) PARA DISEÑO ........................................... 133 6.1 Tránsito de Diseño .................................................................................................................. 134 6.1.1 Factor de Crecimiento (Fc):................................................................................................. 134 6.2 Factores utilizados en el cálculo del TPDA ............................................................................ 135 6.3 Actividad práctica 8 ................................................................................................................. 136 6.4 Actividad autoaprendizaje 7 .................................................................................................... 139 VII. CARGA DE EJES SIMPLES EQUIVALENTE (ESAL) .............................................................. 139 7.1 Factores de equivalencia ........................................................................................................ 139 7.2 Metodología para el cálculo del Número de Cargas Equivalentes ...................................... 143 7.2.1 Conociendo las Cargas ........................................................................................................ 144 7.2.2 No conociendo las Cargas Actuales caso más común ...................................................... 147 7.2.2. 1 Ejemplo práctico para un tipo C2..................................................................................... 152 7.3 Actividad autoaprendizaje 8 .................................................................................................. 155 7.4 Actividad práctica No. 9 .......................................................................................................... 156 7.5. Actividad práctica 10 .............................................................................................................. 160 7.6 Laboratorio 4 .......................................................................................................................... 161 VIII. BREVE ENFOQUE DE MÉTODO AASTHO 93 PARA DISEÑO DE PAVIMENTOS ............... 162 8.1 Generalidades .......................................................................................................................... 162 8.2 Variable periodo de diseño y de análisis ............................................................................... 163 8.3 Variable Confiabilidad ............................................................................................................ 163 8.5 Variable Módulo Resiliente.................................................................................................... 166 8.6 Variable CBR para diseño ...................................................................................................... 168 8.7 Número Estructural................................................................................................................. 169 8.8. Síntesis de Procedimiento de Diseño................................................................................... 177 8.9 Actividad de autoaprendizaje 9 .......................................................................................... 181 8.10 Actividad Práctica 11 ............................................................................................................ 182 IX. ESTUDIOS DE VELOCIDAD .................................................................................................... 183 9.1 La velocidad Operación........................................................................................................... 184 9.2 Velocidad de Diseño o Directriz ............................................................................................. 184 9.3 Velocidad de Ruedo y marcha ................................................................................................ 185 9.4 Velocidad de Recorrido ........................................................................................................... 185 9.5 Velocidad de Punto .................................................................................................................. 186 9.5.1 Aplicaciones de velocidad de punto.................................................................................... 188 9.6 Análisis estadísticos para velocidades .................................................................................. 188 9.6.1 Uso de percentiles ................................................................................................................ 188 9.7 Actividad Práctica 12 .......................................................................................................... 192 9.8 Actividad de autoaprendizaje 9 .......................................................................................... 193 X. NIVEL DE SERVICIO ................................................................................................................. 194 Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 5

1- Densidad, intervalos y espaciamientos........................................................................ 199 INGENIERÍA DE TRÁNSITO 10.1 Capacidades y Niveles de Servicio en Carreteras de Dos Carriles ................................. 211 10.1.1 Actividad práctica 13 .......................................................................................................... 221 10.2 Actividad práctica 14 ............................................................................................................. 231 10.3 Laboratorio 5 ........................................................................................................................ 236 10.4 Actividad de autoaprendizaje 10 ........................................................................................ 236 XI. - Diseño de intersecciones ...................................................................................................... 237 11.1 Procedimiento general para el diseño de una intersección vial ......................................... 243 11.2 Criterios generales ................................................................................................................ 243 11.3 Tipos de intersecciones y criterios de uso .......................................................................... 244 11.4 Alineamiento y el Perfil Longitudinal.................................................................................... 247 VII.II.I Cálculo de tiempos de semáforo. ....................................................................................... 256 VIII.III Conflictos del tránsito ......................................................................................................... 266 11.4 Actividad práctica 15 ............................................................................................................. 280 11.5 Actividad de autoaprendizaje ................................................................................................ 280 Describe las fórmulas de cálculo y ejemplifica estas. ................................................................ 281 11.6 Diseño de intersecciones con Civil 3D ................................................................................. 281 11.6 Laboratorio 6 .......................................................................................................................... 285 XII. BIBLIOGRAFÍA y WEBGRAFÍA DE REFERENCIA ................................................................ 285 12.1 Material de referencia Sugerido ............................................................................................ 287 Enlaces de Interés .................................................................................................................288

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 6

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

I. INTRODUCCIÓN A través de los siglos se pueden observar la evolución que ha tenido el tránsito a medida que también evolucionan tanto el camino como el vehículo. En el siglo x iniciación de la edad media registra un incremento en la población y comercio, como consecuencia mayor tránsito. La invención del vehículo puede considerarse reciente, en comparación al desarrollo de la civilización, en las últimas décadas del siglo XIX ven la aparición del motor de gasolina y renacen el deseo de conservar los caminos que habían sido abandonados. Con el transcurso del tiempo, se verificó también un crecimiento paulatino de los problemas de tráfico, induciendo a los técnicos al estudio de otro aspecto del sistema de transporte: el operacional. La severidad de algunos de los problemas originados se refleja en forma directa en el incremento desmesurado de los tiempos de viaje, de los costos de operación y de la contaminación atmosférica y acústica de nuestras ciudades, aspectos que, en general, denotan el deterioro progresivo de la calidad de vida de la población, si se sigue con un aumento progresivo para atender más usuarios será necesario tener más calles y carreteras que finalmente terminaran saturadas. Recientemente, se ha establecido que las soluciones a los problemas antes mencionados deben pasar a través de la aplicación de una nueva especialización de la Ingeniería, denominada Ingeniería de Tráfico, la misma que concierne específicamente al aspecto funcional de la vialidad, la que tiene que ver con el movimiento de vehículos motorizados y de peatones. La ingeniería de tránsito, como una ciencia definida y estructurada, ha permitido el estudio de las variables propias del tráfico en las ciudades. Se deriva de la ingeniería de transporte y se ha enfocado, principalmente, en el estudio de los elementos del tránsito: conductor, peatón, vehículo, vía, señalización y dispositivos de control del tráfico, y la caracterización y estudio del comportamiento de las llamadas variables macroscópicas del tránsito: volumen vehicular, velocidad y densidad, así como la relación existente entre elementos y variables. Del estudio de estos componentes, tanto en flujos vehiculares como en flujos peatonales, en áreas urbanas y rurales, se desprende la mayoría de las soluciones empleadas hoy en día para el tratamiento de problemas de tráfico como la congestión, las demoras, los tiempos de viaje, el nivel de servicio y la accidentalidad (Quintero, 2017). La ingeniería de tránsito contempla conocimientos útiles en la solución de problemas de circulación en vías en entorno urbano y rural (Valencia, 2007). La Ingeniería de Tránsito es la rama de la Ingeniería de Transporte que tiene que ver con la Planeación, el Proyecto Geométrico y operación del tránsito por calles y carreteras, sus redes, terminales, tierras adyacentes y su relación con otros modos de Transporte en lo que destaca la evaluación y determinación de parámetros que caracterizan las condiciones de seguridad de usuarios de vías. Siendo la Ingeniería de Tránsito una especialidad que demanda un conjunto de conocimientos, habilidades, destrezas, prácticas profesionales, principios y valores, necesarios para satisfacer las necesidades sociales sobre movilidad de personas y bienes (UNI, 2016). El volumen de tráfico y su comportamiento son los que definen los alcances y las demandas de un proyecto vial, por lo que se debe dar importancia a la determinación del volumen de tránsito, los tipos de vehículos, el comportamiento de éstos y sus formas de operación, como así también Facilitador: M. Sc. Sergio J. Navarro Hudiel Página | 1

INGENIERÍA DE TRÁNSITO a las características socioeconómicas de los usuarios, a las características particulares de los vehículos y a las formas de explotación de los mismos. Las estimaciones de las cantidades y características del tráfico se logran sobre la base de las características topográficas de los tramos de carretera, de la geometría de la vía, de las condiciones del flujo vehicular, y de la circulación vial y peatonal la carretera en estudio. Como se refieren en anuario de tráfico, 2016. Publicado por MTIConforme a estadísticas de la Policía Nacional de Tránsito el parque vehicular en el país en el año 2016 es de 772,112 vehículos, incrementando en 19.34% más que el año 2015.

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 2

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

El Crecimiento del TPDA desde el año 2007 hasta el 2016 en base a clasificación funcional de la red vial básica. (Anuario, 2016, MTi, p. 28).

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 3

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 4

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

A continuación se presenta el aporte de la Ingeniería de Tránsito, desde la perspectiva reflejada en el programa de la asignatura, establecido por la Universidad Nacional de Ingeniería, el cual es integral para el desarrollo del estudiante, fomentando los siguientes parámetros; los conocimientos, habilidades y actitudes. Conocimientos  Sólidos de Física y matemáticas que permitan desarrollar las teorías de las Ciencias de la Ingeniería.  Un amplio conocimiento de las ciencias y tecnologías de información geográfica y Percepción Remota que los habilite para insertarse de forma competitiva en la industria de información geográfica y los sectores relacionados de Tecnología de la Información y las Comunicaciones (TIC).  Conocer las características de la sociedad a la que prestará sus servicios, tanto en el ámbito nacional como en sus aspectos regional y estatal. 

Conocimientos que permitan comprender la lógica de las disciplinas básicas, sus conceptos y las interrelaciones con otras disciplinas.

Habilidades  Detección y solución de problemas, uso de tecnología, pensamiento complejo. 

Capacidad de análisis para procesar, desde varios puntos de vista, la información disponible en torno a una situación dada, para después sintetizarlas mediante ideas creativas e innovadoras, que mejoren la perspectiva de aquélla.



Amplia visión para participar y colaborar en acciones para generar, conservar y mejorar las obras de infraestructura que requiere el país.

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 5



INGENIERÍA DE TRÁNSITO Habilidades que les permita comunicarse efectivamente en el contexto de definición y solución de problemas.

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 6

INGENIERÍA DE TRÁNSITO 

Comprensión de la importancia del trabajo en grupo para obtener soluciones de tecnología de información exitosas. Habilidades en la administración y comunicación necesarias para el desarrollo e implementación de soluciones de TIC.



Actitudes  Emprendedor, visionario, actuación con apego a la normatividad, respetar el medio ambiente y los derechos humanos, gusto por el uso de la tecnología.  Vincularse con otros colegas para darle un servicio gremial útil a la profesión, que rinda beneficios a la comunidad en la que se desenvuelve.  Identificar su responsabilidad y compromiso social, a partir de la búsqueda de la excelencia en el desarrollo de todas sus capacidades, sin descuidar el marco moral y ético de sus acciones.  Compromiso social posición para colaborar en equipo. 

Capacitarse para educar e instruir a sus subordinados.



Ética profesional.



Responsabilidad en el trabajo

Los objetivos generales de esta asignatura son dos: -

Adquirir conocimientos teóricos básicos sobre los diferentes elementos del tránsito que dan origen a la variedad de problemas que se presentan en las vías de transporte terrestre.

-

Ser capaces de enfrentar técnicamente un problema, realizando un análisis real para plantear soluciones adecuadas.

Como refiere Cal & Mayor uno de los objetivos fundamentales que busca el ingeniero de tránsito, es el de optimizar la operación de los sistemas de transito existentes y el de intervenir en el proyecto de sistemas viales futuros bastantes eficientes. De esta manera, la optimización en transito indica la selección de las mejores condiciones de operación, sujetos a las habilidades del sistema o recursos y a las restricciones del usuario y del medio ambiente. La tarea es, desde luego, elegir valores para las variables de decisión o de control que hagan óptima la función objetiva. Existen cuatro actividades de Ing. De tráfico necesarias y fundamentales que dependen del análisis de la Capacidad y del Nivel de Servicio: Cuando se planifican nuevas infraestructuras o se amplían las existentes, se debe determinar sus dimensiones en términos de ancho o número de carriles. Cuando se consideran instalaciones para su rehabilitación, ya sea, mediante la ampliación o mediante cambios de operaciones del tráfico, se deben evaluar sus características operativas (volumen, velocidad y densidad) o sea la evaluación de la fluidez del flujo vehicular, y sus niveles de servicio. Cuando se planifican nuevos desarrollos territoriales, se necesitan análisis de capacidad y niveles de servicio, para identificar los cambios necesarios de circulación y de la carretera. Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel Página | 6

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Los estudios de las condiciones operacionales y de los niveles de servicio, proporcionan valores base para determinar los cambios a los usuarios de las carreteras, en los costos de operación vehicular y de las concentraciones de agentes de polución ambiental. Un objetivo básico del análisis de Capacidad es la estimación del máximo número de vehículos a los que una vía puede dar servicio con seguridad razonable dentro de un período de tiempo. El análisis de Capacidad proporciona una forma de estimar la máxima cantidad de flujo vehicular a la que se puede dar servicio en una vía. El análisis de capacidad es un conjunto de procedimientos de estimación de las posibilidades de la vía, para transportar el flujo en condiciones de operación definidas. Las condiciones que afectan a la vía comprenden las condiciones geométricas y los elementos del proyecto. Los factores que afectan la vía son: • • • • •

•

Tipo de vía y el medio ambiente urbano en que está inmersa. El ancho del carril Ancho de hombros y las obstrucciones laterales. Velocidad de diseño Alineamiento vertical y horizontal. Disponibilidad de espacio para esperar en cola en las intersecciones.

El plan temático a desarrollar en este curso se detalla en siguiente tabla: N°

UNIDADES TEMÁTICAS A DESARROLLAR

FORMAS DE ORGANIZACIÓN DE LA ENSEÑANZA (F.O.E.) 1 TEORÍA

C

I II III IV V VI VII VII I

Total de horas

PRÁCTICA

S

C.P

LAB

G.C.

T.

T.C

P.C.

Elementos de tránsito Volumen de tránsito Estudios sobre volumen de tránsito Corriente vehicular Velocidad Nivel de servicio y volumen de servicio Capacidad de vías para corriente vehicular Diseño de intersecciones

2 4 4

4

2 10 8

4 4 4

2 2

2

4 6 8

6

2

2

10

6

4

2

12

Total de horas presenciales TOTAL

34

14

12

60 66

6

Nota: Tomado de (Programa de Ingeniería de Tránsito, UNI, 2016). Las G.C no se incluyen el plan temático sin embargo se realizan actividades de campo en las cuales los estudiantes aplican lo aprendido en clase tanto a nivel urbano como semiurbano en los cuales se harán actividades de carácter individual como colectivo. 1C

(Conferencia), S (Seminario), CP (Clase Práctica), Lab. (Laboratorio), GC (Gira de campo), T (Taller), TC (trabajo de curso) y PC (Proyecto de Curso).

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 7

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

1.1. Breve reseña Histórica del tránsito

L

os primeros caminos construidos científicamente construidos aparecen con el advenimiento del imperio romano, no podemos dejar de mencionar la famosa Vía Apia de Roma a Hidruntum mostrada en la próxima figura, cuya construcción fue iniciada por Appius Claudius en el año 312 A.C. Desde la antigüedad, la construcción de carreteras ha sido uno de los primeros signos de civilización avanzada. Cuando las ciudades de las primeras civilizaciones empezaron a aumentar de tamaño y densidad de población, la comunicación con otras regiones se tornó necesaria para hacer llegar suministros alimenticios o transportarlos a otros consumidores (Montalvo, 2008). Con la invención de la rueda, probablemente en Mesopotamia hace unos 5 mil años se originó la necesidad de construir superficies de rodamiento que permitieran la circulación del incipiente tránsito de entonces. A través de los siglos se pueden observar la evolución que ha tenido el tránsito a medida que también evolucionan tanto el camino como el vehículo. En el siglo x iniciación de la edad media registra un incremento en la población y comercio, como consecuencia mayor tránsito. La invención del vehículo puede considerarse reciente, en comparación al desarrollo de la civilización, en las últimas décadas del siglo XIX ven la aparición del motor de gasolina y renacen el deseo de conservar los caminos que habían sido abandonados una vez más, La importancia adquirida requirió en años anteriores que se dé una atención preferente a los programas de construcción de calles y carreteras, resaltando sobre todo el aspecto estructural de las mismas. La severidad de algunos de los problemas originados se refleja en forma directa en el incremento desmesurado de los tiempos de viaje, de los costos de operación y de la contaminación atmosférica y acústica de nuestras ciudades, aspectos que, en general, denotan el deterioro progresivo de la calidad de vida de la población, si se sigue con un aumento progresivo para atender más usuarios será necesario tener más calles y carreteras que finalmente terminaran saturadas y no habrá espacio para garantizar la movilidad.

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 8

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Recientemente, se ha establecido que las soluciones a los problemas antes mencionados deben pasar a través de la aplicación de una nueva especialización de la Ingeniería, denominada Ingeniería de Tránsito, la misma que concierne específicamente al aspecto funcional de la vialidad, la que tiene que ver con el movimiento de vehículos motorizados y de peatones. La experiencia demuestra que en determinado tipo de solución deberán de existir tres bases en que se apoye la misma. Son los tres elementos que trabajando van ha permitir un tránsito seguro y eficiente: 1. La educación vial 2. La ingeniería de tránsito 3. La legislación Nacional 1.2. Ingeniería de tránsito y sus elementos La ingeniería de tránsito es una disciplina vinculante a la planificación de transporte y diseño vial que se ocupa de la caracterización del tránsito y movilidad de personas así como vehículos la cual analiza y describe las características y relación entre sus elementos (Persona, vehículo, medio ambiente, peatón) para diseño funcionales integrales. Está permite en la línea de pavimentos caracterizar los volúmenes de tránsito y comportamiento a fin de determinar con criterios ingenieriles el tipo de obra vial a desarrollar con sus características geométricas así con elementos de estructura de rodamiento. En las ciudades permite caracterizar y cuantificar los volúmenes de personas y vehículos para el diseño de dispositivos de control de tránsito. Es fácil pensar que realizar un aforo ( Conteo) vehicular es una actividad sencilla y sin importancia, pero ¿ Se imagina usted que no se tuvieran alguna estadística del comportamiento y crecimiento de un parque automotor a nivel local y nacional?, entonces ¿ Colapsarían todos los sistemas y dispositivos de control de tránsito? ¿Cómo definirán el trazo de una carretera si no se conociera las cargas y tipos de vehículos actuales y futuras? ¿Las carreteras soportaran cargas actuantes reales para que su vida útil sea la adecuada? ¿Cómo se estimarían consumos de combustible a nivel de políticas nacionales? ¿Cómo le asignarían tiempo de pase a un semáforo? ¿Cómo se priorizaría la red vial a ser mejoradas?. Sin duda esta simple pregunta dejar reflexionar la importancia que tiene su estudio y las habilidades matemáticas, criterios técnicos y aspectos análisis que son requeridas. Como refiere Quintero (2016) el análisis de la problemática de la movilidad urbana, desde el punto de vista técnico proporcionado por la ingeniería de tránsito, se enfoca principalmente en la determinación de indicadores de eficiencia de la infraestructura vial y la prestación del servicio de transporte, lo que en algunos casos ha derivado en la gestión e implementación equívoca de medidas cuyos resultados se han mostrado exitosos al inicio y solo en forma temporal en algunos casos, e inconvenientes en el corto plazo en otros. Así, la evolución del concepto de ingeniería de tránsito a los principios propios de la concepción de movilidad urbana sostenible, plantea la inclusión de estudios complementarios con el ánimo de obtener mejores caracterizaciones de las necesidades de movilidad de los usuarios y los impactos en el entorno por la operación del tránsito. A través de investigaciones se pueden conocer los diferentes orígenes y destinos desde donde se originan los vehículos, haciendo posible la determinación de las líneas de deseos de viajes de los pasajeros y las mercancías, temática que se profundizará en el curso de Planificación de Transporte. En conjunto con las investigaciones de campo, que proporcionan los datos sobre el tránsito actual y a través del conocimiento de la forma de generación y/o atracción de ese tránsito, se obtienen los pronósticos de las necesidades de circulación en el futuro, dato fundamental para la planificación de la red de vías (MINTRANSPORTE, 2010). Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 9

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

El transporte tiene una gran importancia desde el punto de vista económica principalmente porque aumenta la cantidad de bienes y servicios, los hace más barato y aumenta su calidad. Desde el punto de vista social y político el transporte reviste también gran importancia porque es un factor de difusión cultural y de unificación nacional. La planeación consiste en hacer las consideraciones conducentes a determinar si conviene o no conviene construir un camino. La planificación tiene como meta el mejoramiento de la situación económica, el desarrollo de más oportunidades de trabajo y el mejoramiento de la calidad de vidas. El tránsito es uno de los parámetro fundamentales para el diseño de pavimentos, ya que nos dará el número de vehículos por lo tanto las cargas que soportara carretera. El volumen de tránsito puede ser calculado razonablemente teniendo datos del tránsito actual y anterior, además de conocer los desarrollos contemplados en un futuro cercano que puedan afectar el flujo de tránsito con las tasas de crecimiento adecuadas. La Ingeniería de Tránsito tiene que ver con la planeación, el proyecto geométrico, y la operación de transito por calles y carreteas y su relación con otros modos de transportes. Esta es un sub conjunto de la ingeniería de transporte, y a su vez el proyecto geométrico es una etapa de ingeniería de tránsito. Sus estudios permiten obtener a través de métodos sistemáticos de colecta de datos, datos relativos a los elementos fundamentales del tránsito (Hombre (conductor y peatón), vehículo y vía, aunque hoy en día se debe tomar en consideración el entorno ambiental y su interrelación. Se sugiere ampliar lectura en temática de transporte en enlace del ministerio de transporte e infraestructura https://www.mti.gob.ni/index.php/documentos Los estudios sobre volúmenes de tránsito se realizan con el propósito de obtener datos reales relacionados con el movimiento de vehículos y/o personas, sobre puntos o secciones específicas dentro de un sistema vial de carreteras o calles. Dichos datos se expresan en relación con el tiempo, y de su conocimiento se hace posible el desarrollo de metodologías que permiten estimar de manera razonable, la calidad la cálida del servicio que el sistema presta a los usuarios. Los estudios varían desde un amplio conocimiento del sistema vial, hasta los sencillos en los lugares específicos, como lo son: intersecciones aisladas, puentes, peajes, etc. El tipo de datos recolectados durante este estudio depende de la utilización que se le valla a dar. Así por ejemplo, algunos estudios requieren de talles de la composición vehicular y los movimientos direccionales mientras que otros sólo exigen los volúmenes totales. También, en algunos casos, sólo son indispensables los conteos durante periodos de una hora o menos, otras veces de un día, una semana, un mes o inclusive un año. Las distintas formas para obtener los volúmenes de tránsito, varían desde el uso de aparatos de medición de diversa índole; otras, se basan en el conteo manual a cargo de personas que se interesan especialmente en los movimientos direccionales en las intersecciones, los volúmenes por carriles y la composición Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 10

INGENIERÍA DE TRÁNSITO vehicular. También tenemos los conteos por combinación de métodos manuales y mecánicos; dispositivos mecánicos, los cuales automáticamente contabilizan y registran los ejes de los vehículos; y los conteos con utilización de técnicas sofisticadas como cámaras fotográficas, filmaciones y equipos adaptados a computadoras. Es un hecho que el aumento tanto de la población como la actividad económica y social en un territorio o zona trae como consecuencia problemas en la circulación vehicular, lo que se manifiesta en un aumento de la densidad vehicular, el número y la gravedad de accidentes. Como refiere Quintero (2016) La ingeniería de tránsito ha sido conceptualizada como “la fase de la Ingeniería de Transporte que se ocupa de la planificación, diseño geométrico, y las operaciones de tráfico en calles y carreteras, sus redes, terminales, tierras colindantes, y las relaciones con otros modos de transporte” (Institute of Transportation Engineers, 2009, p. 1), ha permitido la caracterización del tráfico mediante la realización de estudios de ingeniería de tránsito (McShane y Roess, 1990; Jiménez y Quintero, 2007). Se han logrado establecer relaciones matemáticas basadas en modelos de regresión lineal, logarítmica y exponencial, entre el volumen de tránsito (flujo vehicular), la velocidad (específicamente velocidad espacial) y la densidad. Dichos modelos han facilitado realizar pronósticos del comportamiento de cada variable respecto a las demás, así como identificar la afectación o influencia que tienen sobre estas, las características propias de algunos de los elementos del tránsito, como la vía, el vehículo y la señalización, y dispositivos de control de tráfico. En forma complementaria, se han estudiado las características físicas y geométricas de la infraestructura a través de la realización de inventarios (Quintero, 2011).

A nivel general las carreteras de Nicaragua fueron construidas con especificaciones modestas y de bajo costo lo cual ha provocado que se deterioren en poco tiempo. Esto trajo como consecuencia la aplicación de políticas de priorización en cuanto a mantenimiento y mejores controles de calidad en la ejecución de los proyectos viales. Toda la problemática anterior se evitaría si se dotaran a nuestras carreteras de especificaciones que respondan a las demandas de tránsito actuales y proyecciones futuras. Los rangos de las características físico geométricas de las carreteras pavimentadas del país se detallan a continuación: CARACTERÍSTICAS Ancho de corona: Ancho de pavimento: Derecho de vía : ** Bombeo: Velocidad de diseño: Pendiente máxima: Pendiente ponderada: Carga de puente:

RANGO 6 – 10 m 6 –7.3 m 20 – 40 m 2–3m 60 - 80 Kph 3- 8% 0.5 – 4.5 % HS 15 – 44, HS –20 –44,HS 20- 44 + 25%

Según la SIECA, El derecho de vía** es la franja de terreno que adquiere el dueño de una carretera, normalmente el Estado, para la construcción de la misma, incluyendo dentro de sus límites el diseño bien balanceado de la(s) calzada(s) con sus carriles proyectados, los hombros interiores y exteriores, las medianas y todos los demás elementos que conforman normalmente la sección transversal típica de este tipo de instalaciones, conforme su clasificación funcional. En el caso de la Ley de Derecho de Vía de Nicaragua, Decreto No. 46 de 10 de septiembre de 1956, que clasifica a las carreteras en internacionales, interoceánicas, interdepartamentales y vecinales, reservando para las dos primeras categorías un ancho de derecho de vía de 40 Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 11

INGENIERÍA DE TRÁNSITO metros y limitando a 20 metros el ancho de la franja correspondiente a los carreteras interdepartamentales y vecinales. Sorprendentemente y por reformas introducidas en el Decreto No. 956 del 18 de junio de 1964 , se dispuso reducir a 20 metros -en lugar de 40 metros - el derecho de vía de la carretera internacional conocida como Interamericana, el tramo comprendido entre Tipitapa y Nandaime, pasando por Managua, justamente donde ahora los elevados volúmenes de tránsito y sus expectativas de crecimiento a mediano y largo plazo, apuntan a exigencias mucho mayores de 40 metros para el ancho de la franja de derecho de vía requerida. Para las carreteras troncales del sistema regional, el ancho recomendable del derecho de vía se incrementa hasta los 40.0 metros, con un óptimo recomendable por exceso de 50.0 metros.

Para las carreteras colectoras, ubicadas en el rango inferior de la clasificación funcional de la red de carreteras regionales, se considera suficiente disponer de un derecho de vía de 20.0 metros de ancho, que puede ampliarse hasta 30.0 metros de ancho para disponer de una solución más holgada.

Como norma general, bajo ninguna circunstancia debe permitirse que dentro del derecho de vía de una carretera, sean colocados anuncios publicitarios de carácter comercial o de otra índole, que no corresponda a la información que debe llegar, en forma clara y expedita, al conductor en la forma de señales verticales, marcas en el pavimento y dispositivos aprobados para el control del tránsito.

Las normas SIECA (2011) proponen una sección típica como la mostrada en la figura: Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 12

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Se sugiere ampliar lecturas en documentos guía:

http://intercoonecta.aecid.es/Gestin%20del%20conocimiento/Manual%20Centroamerican o%20de%20normas%20para%20el%20dise%C3%B1o%20geometrico%20de%20carreteras %202011.pdf

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 13

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

https://sjnavarro.files.wordpress.com/2008/08/manual_centroamericano_de_normas_2da. pdf

http://www.inide.gob.ni/Anuarios/Anuario%20Estadistico%202016.pdf

https://www.bcn.gob.ni/estadisticas/

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 14

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

https://docplayer.es/63478003-Anuario-estadistico-de-transporte.html

https://app.box.com/s/be3aocpoo34zfg032ywrn1i86g1dqtxq

El MTI indica que las principales características de carreteras por tipo de superficie en nuestro país son: CARRETERAS PAVIMENTADAS: Se encuentran primordialmente en el sistema de carreteras troncales. La superficie de rodamiento está formada por capas de concreto asfáltico (tratamiento superficial bituminoso), concreto hidráulico o adoquines, en su mayoría incorporan normas de diseño y drenaje apropiado. CAMINOS REVESTIDOS: Son caminos cuyo trazado geométrico obedecen a algún diseño estudiado y tienen drenaje suficiente para permitir el tráfico durante la estación lluviosa. La superficie es de grava o suelos estables cuyo espesor mínimo es de 25 cm, no tienen carpeta de rodamiento. CAMINOS DE TODO TIEMPO:

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 15

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Su trazo geométrico no ha sido diseñado, ajustándose más que todo a la topografía del terreno, permiten la circulación de tráfico todo el año y la superficie de rodamiento está conformada por suelos estables con un espesor mínimo de 15 cm. CAMINOS DE ESTACION SECA: Son aquellos cuyo trazado geométrico no ha sido diseñado. La superficie de rodamiento es de material no selecto o terreno natural, lo cual hace que la circulación del tráfico quede interrumpida en la estación de lluvia.

Las normas centroamericanas para el diseño de carreteras , con enfoque de seguridad vial y gestión de riesgo (Versión 2011) propone la clasificación por función

De igual manera en su página La clasificación funcional de las carreteras, admite el establecimiento de doce tipos básicos de carreteras entre rurales y urbanas, con límites en lo que respecta a volúmenes de tránsito para diseño. Esta clasificación se muestra en siguiente cuadro.

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 16

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Tomado de SIECA (2011) Pág 33. Aún así, estas doce clases pueden subdividirse, por ejemplo, si se considera que el rango de TPDA para la clase de carretera COLECTOR MENOR RURAL es muy amplio (500 a 3,000 vehículos) puede dividirse en rangos menores, por ejemplo de 500 a 900, de 900 a 1,500 y de 1,500 a 3,000 con la denominación CR-3, CR-2 y CR-1 respectivamente, pero siguen perteneciendo a la clase Colector Menor Rural. De acuerdo a la jerarquía atribuida en la red, las carretera as deberán ser diseñadas con las características geométricas correspondientes a su clase y construirse por etapas en función del incremento del tráfico. Acorde a SIECA (2011) la clasificación de carreteras, para efectos de cálculos de capacidad, según el Manual de Capacidad 2010 es la siguiente: Carreteras Tipo I: la velocidad de circulación es el parámetro principal para evaluar capacidad. Entre este tipo se incluyen: Vías principales, Tráfico de viajes al trabajo y ocio así como distancias de viaje largas. Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 17

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Carreteras Tipo II: el porcentaje del DT es el parámetro principal para evaluar la capacidad. Entre este tipo se incluyen: Accesos a Carreteras Tipo I, Carreteras Turísticas, Distancias cortas, viajes de recreo. Carreteras Tipo III: el porcentaje de lograr la velocidad libre es el parámetro principal para evaluar la capacidad. Entre este tipo se incluyen: Accesos a Zonas en crecimiento, Carreteras de paso intermedio entre Tipo I y Tipo II así como las Distancias cortas y viajes de recreo La normas centroamericanas SIECA, 2004 proponían la siguiente clasificación:

Autopistas Regionales: deben construirse cuando los volúmenes de tránsito para diseño resultan mayores de 20,000 vehículos promedio diario situadas en un entorno suburbano, a la salida de las ciudades principales. Su función primordial la movilidad. Troncales Suburbanas: al término del período de diseño, alcanzarán volúmenes comprendidos entre 10,000 y 20,000 vehículos promediodiario. Se localizan entre las ciudades dormitorio y las capitales, de las cuales las primeras son tributarias, o entre áreas proyectadas para alcanzar un llamativo desarrollo económico. Dan acceso directo a los generadores principales de tránsito y se interconectan con el sistema de autopistas y vías de circulación rápida. La instalación de semáforos coordinados en las intersecciones, separados entre sí unos 500 a 800 metros, con tiempo para el movimiento peatonal e instalaciones complementarias para peatones, son recomendables, al igual que la construcción de rotondas ó áreas verdes donde el tránsito y la disponibilidad de espacio las justifiquen. Troncales Rurales: Las carreteras clasificadas en esta categoría, constituyen los ejes principales y de mayor significación en la estructura de la red regional centroamericana. Se desarrollan con recorridos que se extienden a lo largo y ancho de todos los países del área, por lo que el entorno que les corresponde es variable, así como también son variables los rangos en los volúmenes de tránsito que sirven y que, al año de diseño, podrían llegar hasta los 20,000 vehículos por día promedio, con límites inferiores sensiblemente bajos de 500 vpd. En las áreas rurales con segmentos de carreteras de alto movimiento vehicular, podrá ser necesario prever su ampliación o reconstrucción a cuatro carriles. Son recomendables las paradas de autobuses a lo largo de estas carreteras. Los cruces peatonales deben ser demarcados sobre el pavimento, tipo cebra, y situados en los sitios con Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 18

INGENIERÍA DE TRÁNSITO abundancia de peatones. Las intersecciones deben ser construidas con instalaciones provistas de semáforos de tiempo fijo y/o s, en los sitios con bastantes vehículos y peatones; en otros sitios con menor intensidad de movimiento, predominará el señalamiento vertical, particularmente las señales de ALTO para el tránsito desde los ramales secundarios de la intersección. Colectoras Suburbanas: Este tipo de carreteras mantiene un sensible balance entre su función de acceso a las propiedades colindantes y su importante función complementaria de movilidad. Atiende, por consiguiente, una demanda de tránsito similar a las troncales rurales, ya que por el límite superior pueden alcanzar hasta los 10,000 vpd. Al mismo tiempo, estas carreteras están ligadas a los movimientos generados por las áreas urbanas, canalizando tránsito hacia otras vías y dando acceso a terrenos y propiedades colindantes, por lo que su demanda vehicularpuede disminuir sensiblemente. Este tipo de vías estará dotada de una sección transversal provista de dos a cuatro carriles de circulación, para la atención del tránsito en ambos sentidos. A las vías de cuatro carriles se les puede construir una mediana o franja separadora central para mejorar la circulación del tránsito e incrementar la seguridad, o se pueden separar por medio de una franja demarcada en el pavimento. Dispondrán de estacionamientos del lado de los carriles derechos de circulación; las intersecciones serán a nivel, con señales verticales de ALTO y provistas de marcas en el pavimento para el tránsito y cruces peatonales. Excepcionalmente, en sitios con abundancia de vehículos y peatones, se instalarán semáforos con tiempo prefijado y reserva de luz verde para cruces peatonales. Colectoras Rurales. Este tipo de carreteras generalmente sirve al tránsito con recorridos de menores distancias relativas, que se mueve entre ciudades, pueblos y villas, sirve asimismo como alimentador de las arterias troncales y de las colectoras suburbanas. Mueven el tránsito que se origina en zonas agrícolas y ganaderas importantes, puertos o embarcaderos, centros de educación con significativo movimiento de estudiantes y áreas industriales. Sus volúmenes de tránsito para diseño se ubican entre los 10,000 y 500 vehículos/día. La separación del tránsito direccional se hace por medio de marcas en el pavimento; las paradas de autobuses pueden tener bahías o no, dependiendo de los volúmenes del tránsito en cada sitio en particular. Los cruces peatonales se protegen por medio de marcas en el pavimento, tipo cebra. Las intersecciones En las zonas urbanas la clasificación de vialidades es un poco complicada en áreas urbanas, ya que debido a la alta densidad y usos de suelo, los centros específicos de generación de viajes son muy difíciles de identificar; por lo tanto se deben tomar en cuenta consideraciones adicionales, tales como continuidad de las vialidades, distancia entre intersecciones, accesibilidad, de manera de poder definir una red lógica y eficiente.

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 19

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Clasificación Funcional de Sistemas Viales Urbanos Los cuatro sistemas funcionales de vialidades para áreas urbanas son las arterias principales y las arterias menores (vialidad primaria), los colectores (vialidad secundaria) y las calles locales. a) Sistema de Arterias Urbanas Principales

Este tipo de sistema sirve a los mayores centros de actividad en áreas urbanas, los corredores con los más altos volúmenes vehiculares, los deseos de viaje mas largos y lleva una proporción alta de la totalidad de los viajes urbanos a pesar de que constituyen un pequeño porcentaje de la red vial total de la ciudad. Este tipo de sistemas incluyen autopistas y arterias principales con control de acceso parcial o sin control de acceso. b) Sistema de Arterias Urbanas Menores Este sistema se interconecta y complementa al sistema anterior. Incluye a todas las arterias no clasificadas como principales. Este sistema pone más énfasis en acceso y ofrece menos movilidad de tránsito que el sistema inmediatamente superior. Este sistema puede servir a rutas de autobuses locales y proveer continuidad entre comunidades, pero idealmente, no debería penetrar vecindarios. c) Sistema de Colectores Urbanos Este sistema provee acceso y circulación de tránsito dentro de vecindarios residenciales, áreas comerciales e industriales. Este sistema colecta tránsito de calles locales y los canaliza hacia el sistema de vialidades primarias. d) Sistema de Calles Locales Este sistema permite acceso directo a generadores de viajes, conectándolos con los sistemas de vialidades superiores. Ofrece el nivel más bajo de movilidad y por lo general, no debiera llevar rutas de autobuses (por deficiencias en los sistemas viales de nuestras ciudades, esto muchas veces no se cumple). Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 20

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Se sugiere ampliar lectura en https://www.mti.gob.ni/index.php/caracteristica-de-carretera Los problemas de tránsito (Falta de diseño, congestión, Detererioro, accidentabilidad y muchos más) son generados por varias factores, algunos que pueden ser destacados son:  Diferentes tipos de vehículos en la misma vialidad  Diferentes dimensiones, velocidades y características de aceleración  Automóviles diversos  Camiones y autobuses de alta velocidad  Camiones pesados de baja velocidad incluyendo remolques  Vehículos tirados por animales que aún subsisten en algunos países  Motocicleta, bicicleta, vehículos de manos etc.  Falta de educación vial y políticas de control. Las actividades globales se llevan a cabo en cinco grandes sistemas: carreteros, ferroviarios, aéreos, acústico y de flujo continuo. Se dividendos o más modos específicos, y se evalúan en los siguientes tres atributos: Ubicación: facilidad de rutas directas entre puntos extremos y facilidad para acomodar un tránsito variado. Movilidad: cantidad de tránsito que puede acomodar el sistema y la rapidez con la que este puede transportar. Eficiencia: relación entre los costos totales de transporte y su productividad. Como veremos más adelante las carreteras tienen una clasificación acorde al tipo de rodamiento, volumen de tráfico, orden de importancia así como acorde a las Normas para el Diseño Geométrico de las carreteras regionales. En referencia a movilidad y accesibilidad su relación por tipo de carretera es inversa.

La movilidad urbana sostenible se enfoca en el fomento de las dimensiones sociales, la accesibilidad, la integración de las personas y el tráfico, la preservación del ambiente y el desarrollo económico en torno a los sistemas de transporte. Es así como en las etapas de toma y análisis de la información en el desarrollo de los estudios enmarcados dentro de la práctica de la ingeniería de tránsito, así como en etapas posteriores como el diseño y la planificación de la infraestructura y la operación del transporte, la introducción de aspectos sociales, culturales, ambientales, económicos y políticos puede contribuir a la obtención de mejores resultados, toda vez que brinda instrumentos idóneos a aquellos profesionales en el estudio de la movilidad y la administración del tráfico, así como a los tomadores de decisiones cuando deseen proyectar medidas coherentes con las necesidades de los individuos, quienes, en un esquema de mejoramiento de su calidad de vida, permitan lograr una verdadera movilidad urbana sostenible (Quintero, 2016, pg. 70). Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 21

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Como referencia a un plan maestro de desarrollo urbano se sugiere tomar lectura de Plan de la ciudad de Managua propuesto por JICA http://open_jicareport.jica.go.jp/pdf/12291662_01.pdf 1.3. Información que necesita el diseñador de Carreteras En todo estudio de tránsito se deben de llegar a obtener el Tránsito Promedio Diario Anual (TPDA), como variable principal para diseño y proyecciones a futuro, a partir de censos o conteos de tránsito en el lugar de la futura construcción (si existe la ruta o va ser pavimentada o repavimentada) o si es totalmente nueva mediante censos de tránsito en lugares próximos. También es necesario conocer las tasas de crecimiento de tránsito, así como la distribución por dirección y si se trata de un camino de varios carriles, la distribución por carril. (Molina & Verania, 2003) La información de tránsito que interesa al proyectista o diseñador de pavimentos debe comprender como mínimo los siguientes aspectos:  El volumen de tránsito, es decir el número de vehículos que utilizará la facilidad vial. El número de vehículos que circulará sobre la vía será determinado, en función de las estadísticas y estudios de tránsito, y/o mediciones reales de campo. Debe conocerse tanto el volumen para el año inicial de diseño, como la tasa de crecimiento interanual para el período de diseño.  La composición del tránsito, es decir la identificación y número de los tipos de vehículos que circularán sobre el pavimento. El número de vehículos de pasajeros, el número y tipo de vehículos pesados es obtenido también de los conteos y proyecciones de tránsito.  La intensidad de la carga, lo cual significa el determinar el peso de los vehículos vacíos más el de la carga que transportan. El total del peso del vehículo, tanto vacío como cargado, según sea el caso, también se obtiene en las "Estaciones de pesaje", mediante el uso de un sistema de balanzas que permiten determinar tanto el peso bruto total, como el peso en cada uno de los ejes del vehículo.  La configuración de los ejes que transmiten las cargas al pavimento. Uno de los factores de diseño que presenta mayor variabilidad es el correspondiente al efecto de las cargas que transmiten los vehículos. Cualquier observador, por más inexperto que sea en el área de pavimentos, no puede dejar de notar que por una sección dada de pavimento circulan diariamente un sinnúmero de tipos de vehículos, y un mayor número de tipos de carga: observará para un mismo tipo de camión que algunos circularán vacíos, otros cargados con cemento, otros con cerveza, otros con materiales de construcción, etc.; además la condición de variabilidad descrita se repetirá para cada tipo de camión sobre la vía.  El canal de circulación que servirá como patrón de diseño. Es necesario, además conocer cómo se distribuirá el flujo de vehículos en ambos sentidos de la vía. A tal efecto se aplican los siguientes conceptos: En este aspecto referido al canal de circulación se indican el Tránsito Balanceado: cuando la composición, volumen e intensidad de carga en una vía es similar en ambas direcciones y el Tránsito Desbalanceado cuando no se cumple la definición anterior en la Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 22

INGENIERÍA DE TRÁNSITO circulación del tránsito en la vía  Canal de Diseño: es aquel canal de una vía que estará sometido a las condiciones más severas de carga y por lo tanto será el que controle el diseño del pavimento. Es necesario conocer la manera en que se distribuyen los flujos vehiculares en ambos sentidos de la vía, pues de los múltiples carriles que pueden existir uno es el que controla el diseño siendo el que se encuentre sometido a cargas más severas. Normalmente el carril o vía de diseño es aquel con el tránsito en circulación más lenta del sentido más cargado. Cuando no se conoce la distribución que permita conocer específicamente cual es el carril más cargado usamos un factor de distribución conocido (factor canal) que está en función del número de canales. A continuación se muestran estos factores, mismos que serán aplicados al desarrollo de pavimentos: Factor canal (c) Número de canales de circulación Factor canal En ambos sentidos (c) 2 0.50 4 0.45 6 o más. 0.40 * Fuente: Ingeniería de Pavimentos para carreteras (2da. Edición)

En una carretera de dos vías con tránsito balanceado, es cualquiera de los dos canales de circulación. En una vía de varios canales, el Canal de Diseño corresponderá, normalmente, al canal de circulación lenta del sentido más cargado, a menos que exista una información de tránsito que permita conocer específicamente cual será ese canal más cargado. En vías de múltiples canales con isla central y tránsito desbalanceado, puede seleccionarse un canal de diseño para cada sentido.  La tasa de crecimiento interanual  El número de días por año en que circulará el tránsito correspondiente al “flujo característico”, es decir a un volumen, composición y carga definido.  El número de años en que se espera que se aplicarán las cargas de diseño  Diferencias del tránsito por sentido de circulación  Es necesario, además conocer cómo se distribuirá el flujo de vehículos en ambos sentidos de la vía. 1.4 Definiciones básicas Aunque a lo largo del documento y el curso se analiza, aplica y detallan conceptos en este apartado se indican algunos elementos básicos a considerar. Áreas Urbanas son aquellos lugares dentro de los límites establecidos por los funcionarios estatales y locales responsables, con una población de 5,000 o más habitantes. Las áreas urbanas se subdividen en áreas urbanizadas (población de más de 50,000 habitantes) y pequeñas áreas urbanas (población entre 5,000 y 50,000 habitantes). Para los propósitos del diseño, debería usarse la población pronosticada para el año de diseño. (SIECA, 2011, p. 26). Áreas Rurales son las áreas ubicadas fuera de los límites de las áreas urbanas (de menos de 5,000 habitantes).

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 23

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Carriles de Tránsito: La parte de la carretera asignada al movimiento de los vehículos. Capacidad: Es el número máximo de vehículos que pueden pasar por un determinado espacio de una vía durante un período de tiempo, bajo las condiciones reales predominantes de vía y tránsito. SIECA (2011, p. 312) Curvas Horizontales: Son aquellas que se utilizan como acuerdo entre dos alineaciones rectas, con el objetivo de suavizar las deflexiones en las alineaciones de los ejes de la carretera. Básicamente estas corresponden alineaciones en planta. Curvas Verticales: Las curvas verticales serán parábolas de eje vertical y están definidas por su longitud y por la diferencia algebraica de las pendientes de las tangentes verticales que las unen. Básicamente corresponden a alineaciones en perfil. Composición del Tránsito: es la relación porcentual entre el volumen de tránsito correspondiente a cada diferente tipo de vehículos, expresado en función del volumen de tránsito total. Densidad: Es el número de vehículos que ocupan una unidad de longitud de carretera en un instante dado. Por lo general se expresa en vehículos por kilómetro. Cantidad de vehículos ocupando un tramo. Derecho de Vía: Es la superficie de terreno cuyas dimensiones fija el MTI, que se requiere para la construcción, reconstrucción, ampliación, protección y en general para el uso adecuado de una vía de comunicación y/o de sus servicios auxiliares. Distribución Direccional: Es el volumen durante una hora en particular en el sentido predominante expresado como un porcentaje del volumen en ambos sentidos durante la misma hora. Espaciamiento entre vehículos: Distancia entre dos vehículos sucesivos. Factor Camión: es una constante característica de la distribución de frecuencia de eje por rango de carga e independiente del número de vehículos; es decir no depende del número de camiones a partir de los cuales se determine, pero sí de la conformación, o distribución de los diversos camiones dentro del total del tránsito pesado diario de la vía en estudio. Factor de Hora Pico (FHP): Es el volumen de la hora de máxima demanda horaria, dividido entre el flujo de 15.0 min. de la hora de máxima demanda. Intensidad de carga: El total del peso del vehículo, tanto vacío como cargado, según sea el caso, también se obtiene en las "Estaciones de pesaje", mediante el uso de un sistema de

2Bajo condiciones ideales del tránsito y de las vías, las autopistas tienen una capacidad de 2,000 vehículos livianos por carril por

hora. En carreteras de dos carriles, por otra parte, se alcanzan capacidades de 3,200 vehículos livianos por hora en ambos sentidos de la circulación. Las condiciones ideales se alcanzan con flujos ininterrumpidos, sin interferencia lateral de vehículos o peatones, sin mezcla de vehículos pesados en la corriente del tránsito, con carriles normales de 3.60 m de ancho, hombros de ancho apropiado, altas velocidades de diseño y carencia de restricciones en la distancia de visibilidad de adelantamiento o rebase.

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 24

INGENIERÍA DE TRÁNSITO balanzas que permiten determinar tanto el peso bruto total, como el peso en cada uno de los ejes del vehículo. Intervalo de Tiempo: Es el tiempo transcurrido entre el paso de dos vehículos sucesivos, por un punto determinado. Pendiente: Es la relación entre el desnivel y la distancia horizontal que hay entre dos puntos. Período de Análisis: Se entiende como tal el número de años seleccionado para la comparación de las diversas alternativas de diseño; generalmente es de veinte (20) años para vías troncales y autopistas, aun cuando actualmente se está considerando un período de hasta treinta (30) años para autopistas urbanas. Período de Diseño: Es el número de años para el cual se diseña específicamente el pavimento; generalmente varía entre los ocho (8) y veinte (20) años, dependiendo del tipo de vía. Representa la magnitud de tiempo durante el cual el pavimento deberá prestar servicio al tránsito continuo de vehículos es sumamente importante, ya que el tránsito de diseño se acumula en dicho periodo. Superficie de Rodamiento: La capa superior de la estructura de un pavimento diseñada para soportar las cargas de tránsito y resistir el deslizamiento de los vehículos y la abrasión que ellos producen, así como el intemperismo. Tasa de Crecimiento (TC): Es el incremento anual del volumen de tránsito en una vía, expresado en porcentaje. Se determina en base a los datos de las estaciones de conteo, extrapolando la tendencia de los datos estadísticos. Tiempo de Viaje: Período de tiempo durante el cual un vehículo recorre un determinado espacio de vía, e incluye los tiempos de parada. Trigésimo Volumen Horario Más Alto: El volumen horario que es excedido sólo por 29 volúmenes horarios durante un año dado. Tránsito promedio diario anual (TPDA): Consiste en convertir los valores de los conteos realizados durante periodos de tiempo limitados a valores característicos y representativos del ciclo anual. Dicho de otra manera es el número de vehículos que pasan por un lugar dado durante un año, dividido entre el número de días.

El conocimiento del volumen TPDA es importante para muchos propósitos; por ejemplo, determinación de la utilización anual como justificación para gastos propuestos o para el diseño de los elementos estructurales de una carretera, pero su uso directo en el diseño geométrico de carreteras no es apropiado, excepto para calles y carreteras colectoras con relativamente bajos volúmenes de tránsito, porque no indica la variación en el tránsito que ocurre durante los meses del año, días de la semana y horas del día. La cantidad por la cual el volumen de un día medio es excedido en ciertos días es apreciable y variable. En algunas carreteras, el volumen de algunos días puede ser doble que el TPDA. De este modo, Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 25

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

una carretera proyectada para el tránsito en un día promedio podría requerir llevar un volumen mayor que el volumen de diseño durante una considerable parte del año, y durante muchos días el volumen transportado podría ser mayor que el volumen de diseño. (SIECA, 2011, p. 49) Tránsito Balanceado: se denomina así cuando la composición, volumen e intensidad de carga en una vía es similar en ambas direcciones. Velocidad: Es la relación existente entre el espacio recorrido por un vehículo “d” y el tiempo en recorrerlo “t”. Tasa de movimiento del tránsito. Velocidad de diseño ( Directriz o de Proyecto) : Es la velocidad seleccionada para fines de proyecto, de la cual se derivan los valores mínimos de determinadas características físicas y geométricas de la carretera. Normalmente es la velocidad con que un vehículo puede ser recorrido un trecho de vía con seguridad, cuando el vehículo estuviese sometido a las condiciones geométricas de la carretera. Es la velocidad seleccionada para determinar varias características geométricas de la carretera. La velocidad de diseño asumida debe ser consistente con la topografía, el uso de la tierra adyacente y la clasificación funcional de la carretera. La velocidad de diseño elegida debe ser consistente con la velocidad a la que un conductor probablemente conduzca con comodidad en la carretera construida. Velocidad de Flujo Libre: Es la velocidad media de los vehículos cuando presentan volúmenes bajos de tránsito, y no hay imposición de restricciones de sus velocidades, ni por interrupción vehiculares ni por regulaciones del tránsito. Velocidad Instantánea: Velocidad de un vehículo en un instante determinado, correspondiente a un trecho de vía, cuya longitud tiende a cero. Velocidad Media de Recorrido: Velocidad en un trecho de vía, determinada por la razón de la longitud del trecho, por el tiempo medio utilizado para recorrerlo, incluyendo solamente los tiempos en que los vehículos están en movimiento. Velocidad media de Viaje: Es la velocidad en un trecho de vía determinada por la razón de la longitud del trecho, por el tiempo medio gastado en recorrerlo, incluyendo los tiempos en que los vehículos están detenidos. Velocidad de Operación: Es la velocidad más alta con que el vehículo puede recorrer una vía atendiendo las limitaciones impuestas por el tránsito, bajo las condiciones favorables de tiempo. No puede exceder la velocidad de proyecto. La velocidad de operación es la velocidad a la que los conductores son observados operando su vehículo bajo condiciones favorables. El 85 percentil de la distribución de velocidades observadas es la más frecuente medida usada de las velocidades de operación asociadas con una particular localización o característica geométrica (SIECA, 2011, p. 54). Velocidad de Ruedo: a velocidad a la cual un vehículo viaja en un tramo de una carretera es conocida como la velocidad de ruedo. La velocidad de ruedo es la longitud del tramo de la Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 26

INGENIERÍA DE TRÁNSITO carretera divida ente el tiempo requerido para que el vehículo recorra ese tramo. La velocidad de ruedo promedio de todos los vehículos es la más apropiada medida de la velocidad para evaluar el nivel de servicio y costos de los usuarios de la carretera. La velocidad de ruedo promedio es la suma de las distancias recorridas por los vehículos en una sección de la carretera durante un período de tiempo determinado dividido por la suma de sus tiempos de recorrido. (SIECA, 2011, p. 54). Velocidad Puntual: Velocidad instantánea de un vehículo cuando pasa por un punto determinado o sección de vía. Velocidad de proyecto: Es la velocidad máxima (segura) que se puede mantener sobre un tramo específico de vía cuando las condiciones son lo suficientemente favorables para que las características de diseño de la vía gobiernen la operación del vehículo. Volumen de tránsito Actual: es aquel que circulará por una vía si ella estuviera abierta al tránsito. En el caso de vías existentes, donde se cuenta con datos estadísticos, el tránsito actual se puede obtener proyectando para la fecha en consideración la tendencia de los registros históricos. Volumen Horario de Diseño (VHD): Es el volumen horario futuro utilizado para diseño. El volumen horario de diseño se expresa a menudo como un porcentaje del volumen medio diario. El rango normal está entre un 10 % y un 18 % para ambos sentidos, y un 16% a un 24% para un solo sentido. 1.5 Vehículos Representativos (Clasificación Vehicular) En general, se establecen vehículos representativos de cada categoría principal, a los cuales se les denomina vehículos de proyecto. Estos vehículos tienen el peso, las dimensiones y las características de operación utilizadas para fijar las variables de control para el proyecto de la infraestructura vial, de tal manera que representen a todos los vehículos de la categoría respectiva. En cuanto a las categorías básicas de vehículos, la principal división utilizada es la de automóviles (o vehículos ligeros), buses (o transporte público) y camiones (o vehículos pesados). La primera clasificación incluye a los vehículos compactos, así como a todos los vehículos ligeros y las camionetas. Los buses están representados como los que son utilizados para el transporte de pasajeros y la categoría identificada como camiones abarca a las unidades utilizadas para transportar carga. En el caso de los camiones, las altas relaciones peso/potencia se traducen en las condiciones más desfavorables de operación y generalmente se presentan en los vehículos sobrecargados que exceden los límites legales de peso. La presencia de vehículos con diferentes capacidades de aceleración en el tránsito mixto es una condición frecuente que no permite un manejo eficiente de la infraestructura vial. Estos problemas se perciben más claramente en las intersecciones semaforizadas con alta proporción de vehículos pesados en el tránsito y en tramos con pendiente longitudinal positiva. Las normas Centroamérica en su sección 2-2 indican las dimensiones de vehículos diseños mostrados en siguiente tabla: El camión WB-20 (cabezal con semirremolque) debe ser el mínimo vehículo de diseño a considerar en las rampas de salida de autopistas en las intersecciones con carreteras arteriales y para otras intersecciones en carreteras colectoras y calles que conducen a Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 27

INGENIERÍA DE TRÁNSITO industrias, con altos volúmenes de tráfico y/o que proveen acceso local para camiones grandes. El detalle de este se muestra en siguiente cuadro.

Los radios mínimos de las trayectorias de las ruedas exteriores e interiores y el radio mínimo de giro (RMG) en la línea central

El radio mínimo de giro y las longitudes de transición mostradas en el Cuadro son para giros a 15 KPH o menos, usuales en el diseño de giros en rampas o intersección de calles. Velocidades más altas alargan las curvas de transición y requieren radios mayores de los mínimos. Los radios son considerados mínimos para esta aplicación, aunque los conductores diestros podrían ser capaces de reducirlos.

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 28

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

: Notas:

En general, se establecen vehículos representativos de cada categoría principal, a los cuales se les denomina vehículos de proyecto. Estos vehículos tienen el peso, las dimensiones y las características de operación utilizadas para fijar las variables de control para el proyecto de la infraestructura vial, de tal manera que representen a todos los vehículos de la categoría respectiva. De manera general los vehículos se clasifican en tres categorías 

Vehículos Livianos: Son los vehículos automotores de cuatro ruedas que incluyen, los Automóviles, Camionetas, Pick – Ups y Microbuses de uso particular.



Vehículos Pesados de Pasajeros: Son los vehículos destinados al Transporte Público de Pasajeros de cuatro, seis y más ruedas, que incluyen los Microbuses Pequeños (hasta 15 Pasajeros) y Microbuses Medianos (hasta 25 pasajeros) y los Buses medianos y grandes.



Vehículos Pesados de Carga: Son los vehículos destinados al transporte pesado de cargas mayores o iguales a tres toneladas y que tienen seis o más ruedas en dos, tres, cuatro, cinco y más ejes, estos vehículos incluyen, los camiones de dos ejes (C2) mayores iguales de tres Toneladas, los camiones de tres ejes (C3), los camiones combinados con remolque del tipo (C2R2) y los vehículos articulados de cinco y seis ejes de los tipos (T3S2) y (T3S3) y otros tipos de vehículos para la clasificación de vehículos especiales, tales como agrícolas y de construcción.

El vehículo de proyecto, es aquel tipo de vehículo hipotético, cuyo peso, dimensiones y características de operación son utilizados para establecer los lineamientos que guiaran el proyecto geométrico de carretas, calles e intersecciones, tal que estos puedan acomodar vehículos de este tipo.En general para efectos de proyectos, se considera dos tipos de vehículos de proyectos: los vehículos livianos y los vehículos pesados clasificados estos en camiones y autobuses. Las principales características para la clasificación están referidas al radio mínimo de giro y aquellas que determinan las ampliaciones o sobre anchos necesarios en las curvas horizontales, tales como distancia entre ejes extremos ancho total de la huella y vuelos delanteros y traseros. La tipología y descripción vehicular de conteos de tránsito aplicados y estandarizados por la oficina de diagnóstico y evaluación de pavimentos, se muestran en las siguientes figuras: Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 29

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Vehículo de diseño Tomado de SIECA (2011) Debido a las dimensiones tan variables de los vehículos que circulan por la red de carreteras, es necesario examinarlos, agruparlos en clases similares y establecer un vehículo representativo para cada clase para su uso en el diseño geométrico. Así, cada vehículo de diseño tiene dimensiones físicas mayores y radios de giro mínimos mayores que la mayoría de los de su clase y al tipificar las dimensiones, pesos y características de operación, se le brindan al diseñador los controles y elementos, a los que debe ajustar el diseño para facilitar su circulación sin restricciones. De cada tipo de vehículo que se utiliza en el diseño geométrico, se seleccionan los de mayores dimensiones físicas y de radio de giro mayores, dentro de su clasificación, para adoptar las condiciones más desfavorables, al efecto de alcanzar el objetivo específico de diseñar con estándares altos que proporcionen mayor seguridad vial. Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 30

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Se han seleccionado cuatro clases generales de vehículos; a saber: 1. Vehículo Liviano: incluye los automóviles, automóviles compactos, jeeps, camionetas agrícolas, vehículos deportivos, vans, minivans y pick-ups. Un vehículo liviano puede considerarse cuando el principal generador de tráfico es el parqueo de un área comercial. 2. Buses: incluye los buses extraurbanos, buses urbanos, buses escolares y buses articulados. Un bus puede utilizarse en el diseño de intersecciones de carreteras colectoras con calles urbanas que han sido diseñadas como rutas de buses y que las usen relativamente pocos camiones grandes. Dependiente de la expectativa de uso, un bus escolar largo (84 pasajeros) o un convencional bus escolar (65 pasajeros) pueden utilizarse para el diseño de intersecciones en carreteras locales y calles con volúmenes menores de 400 TPDA. El bus escolar también puede ser apropiado para el diseño de algunas intersecciones de la subdivisión calles. 3. Camión: incluye los camiones de unidad única (2 ó 3 ejes), cabezal con semirremolque o un cabezal con semirremolque más remolque completo. Un camión puede usarse para diseño de intersecciones de carreteras colectoras con calles residenciales y carreteras en áreas turísticas. 4. Recreacionales: incluye casas rodantes, carros con camper, carros con remolques con botes y casas rodantes remolcadas por carros. 1.6 Diagramas de Cargas Permisibles En los diseños de carreteras tanto en geometría horizontal y vertical así como en aspectos estructurales es necesario conocer la intensidad de carga, composición y distribución del tránsito. El Ministerio de Transporte e Infraestructura (MTI) ha determinado los límites de carga por tipo de vehículos acorde a lo indicando en la siguiente tabla de pesos y dimensiones: Tipo de Vehículo

PESO MAXIMO AUTORIZADO Esquema de 1er. Eje 2do.Eje 3er. Eje 4to.Eje 5to.Eje Vehículos

C2

5.00

C3

5.00

C4

5.00

16.50 8.25 8.25 20.00 6.67 6.66

T2-S1

5.00

9.00

T2-S2

5.00

9.00

T2-S3

5.00

T3-S1

5.00

T3-S2

5.00

T3-S3

5.00

Peso Máximo 6to.Eje Total 1 TonMet

10.00

15.00 21.50 25.00

6.66

9.00

16.00 8.00 8.00 20.00 9.00 6.67 6.66 6.66 16.00 9.00 8.00 8.00 16.00 16.00 8.00 8.00 8.00 8.00 16.00 20.00 8.00 8.00 6.67 6.66

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

23.00 30.00 34.00 30.00 37.00 6.66

41.00

Página | 31

INGENIERÍA DE TRÁNSITO C2-R2 C3-R2 C3-R3

4.50 4.50 5.00 5.00 5.00 5.00

9.00 4.0a 9.00 6.5b 16.00 8.00 8.00 16.00 8.0b 8.0b

4.0a 6.5b 4.0a 6.5b 4.0a 6.5b

4.0a 6.5b 5.0a 5.0b

5.0a 5.0b

21.50 26.50 29.00 34.00 35.00 37.50

NOTA: El peso máximo permisible será el menor entre el especificado por el fabricante y el contenido en esta columna. a:Eje sencillo llanta sencilla. b:Eje sencillo llanta doble. Ningún vehículo cargado o descargado excederá Ancho: 2.6m, Alto 4.15m, Largo 2ejes 11m, 3 ejes 12m, Semiremolque 17.35m, otras combinaciones 18.30m

En el capítulo VII se hará referencia a esta tabla, misma que permitirá calcular las cargar de ejes simples equivalentes (ESAL) para ser empleados en la determinación de espesores de pavimentos. Note que las configuraciones por ejes son distintas:

Tomado de: http://copernico.escuelaing.edu.co/vias/pagina_via/modulos/MODULO%204.pdf

1.7 Actividad práctica 1 Reúnete en grupos indicados por maestro participa en dinámica indica. Basado en el documento de la asignatura así como tu experiencia en el desarrollo de la carrera y tu vida responde las siguientes preguntas: 1. Menciona tres problemas de tránsito que podrías evaluar como parte de tu aportes desde la ingeniería de tránsito.

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 32

INGENIERÍA DE TRÁNSITO 2. Menciona y describe que factores son los que limitan o amplían los problemas de tránsito. 3. Define con tus palabras ¿qué es la ingeniería de tránsito? Indica su relación con otras disciplinas ¿Qué importancia tiene la ingeniería de tránsito como parte de la ingeniería civil y como aporta al desarrollo? Considere la amplitud del significado Ingeniería, Tránsito

4. Menciona problemas de la ingeniería civil relacionados al tránsito vehicular y de personas. Crea una tabla donde describas el problema o situación y una alternativa de aplicación de la ingeniería de tránsito. Completa la tabla al pie Problema

Solución

5. ¿Cuáles son las principales variables de la estadística descriptiva que podrían ser usadas para describir los datos de un conteo vehicular? 6. ¿Qué importancia tienen la topografía de un terreno para la ejecución de proyectos? ¿Cómo se calcula la pendiente de un tramo? ¿Cómo influye la pendiente en la distancia de frenado? Ejemplifica. 7. Si usted fuese a desarrollar un proyecto para la construcción de una carretera que un la ciudad de Estelí con otra ciudad, la cual será construida considerando que el 75 % de los vehículos proyectados son pesados y luego cobrará peaje. ¿Qué criterios técnicos y económicos considera usted deben de ser considerados para un diseño adecuado? Explique. 8. ¿Cuál es el impacto del crecimiento poblacional y tasa de crecimiento vehicular en el tránsito? ¿Cuáles son esos problemas y qué soluciones propones? 9. Basado en el documento base del curso Crea un cuadro sinóptico o red semántica de la información de tránsito que necesita un Ingeniero para diseñar la estructura de una carreteras? Indica brevemente el fin de cada requerimiento. ¿Qué métodos se emplean para realizar conteo de tránsito? ¿Cuáles son las ventajas y desventajas de cada uno de ellos? ¿Qué es vehículo de proyecto o diseño? ¿Cuál es la importancia de determinar este?? ¿Cuál es el peso máximo permitido para un camión tipo C2 por eje acorde a MTI? Dibuja el vehículo tipo C2 y T3 S2

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 33

INGENIERÍA DE TRÁNSITO 1.8 Actividad de Autoaprendizaje 1 1.8.1- Busca en internet, periódicos y revistas y haz una selección de imágenes y recortes donde reflejes los problemas de ingeniería de tránsito así como las necesidades del entorno en esta temática. Del mismo modo crea una sección de los vehículos típicos que circulan por nuestra red vial. Pégalos en tu cuaderno. 1.8.1.2 Descarga en grupo el programa de asignatura dispuesto en blog docente. En tu cuaderno describe el contenido a desarrollar en clase de la unidad indicada (8 Unidades). Analiza y responde en tu cuaderno las preguntas ¿Qué conocen? ¿Cuáles experiencias tienen en aspectos vinculantes a la temática? ¿Ha sido abordado en otra asignatura algún aspecto mencionado? ¿Sobre qué le gustaría profundizar? ¿Sugerencias sobre estrategias para su implementación? ¿ Qué aspecto te he llamado la atención, de qué crees que se tratará?. Realiza un organizador gráfico de una página del contenido a desarrollar, Envíalo a espacio de classroom asignado. Comparte en plenario de próxima sesión de clase. 1.8.2 En grupo realiza un documento de google doc y realiza una matriz donde establezca acorde a tu experiencia ¿Cuál es relación que tiene la ingeniería de tránsito con la planificación de transporte, topografía, Dibujo, introducción a la programación, redacción técnica, inglés, estadística y Diseño geométrico de carreteras? Describe al menos tres aspectos básicos que recuerdes de cada una de las asignaturas antes mencionadas. 1.8.3.- Investiga acerca de la evolución que ha tenido del tránsito en Nicaragua y crea un resumen de una página en tu cuaderno. Cita conforme normas APA las fuentes de información consultadas (Al menos 3). Puedes tomar de referencia documento dispuesto en http://sajurin.enriquebolanos.org/vega/docs/126.pdf 1. 8.4 Descarga la guía de trabajo final dispuesta en: https://www.dropbox.com/s/q3ixtd6275wbdgj/Gu%C3%ADa%20de%20trabajo%20final%20de% 20curso.docx?dl=0

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 34

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Igual se dispone en blog del facilitador. En tu cuaderno crea un listado de los aspectos solicitados en el informe final. Reflejar esta asignación en un flujograma del proceso a seguir colocando imágenes correspondientes de recortes en tu cuaderno. Si tienes dudas escribe las preguntas en tu cuaderno para ser discutido la próxima sesión de clases.

1.8.5- Realiza un ensayo de al menos dos página y media donde destaques la importancia de los estudios de tránsito en la Ingeniería Civil y su relación con otras disciplinas, Seguridad Vial, ingeniería de tránsito y transporte, Aplicaciones de ingeniería de tránsito. Debe realizar el indicado por el facilitador y ser entregado en plataforma que se indica. . La lógica para construir ensayos en este curso será tesis central – argumentación – conclusiones que confirmen o cuestionen el planteamiento central. Se desarrollarán la estructura Tema, autor, Resumen, Introducción (indica Cuál es la propuesta que defiendes en este ensayo) , desarrollo, Conclusiones, Bibliografía (Al menos ocho) En particular debe ser citado adecuadamente este trabajo, se sugiere apoyar este proceso con consultas en página http://normasapa.com/ 1.8.5.- En pareja Visita el Blog docente. Indaga en los anuarios estadísticos del MTI una tabla de clasificación vehicular modelo así como los resultados de TPDA para un tramo elegido. Crea un histograma de la composición vehicular del tramo elegido. Describe los elementos presentes en la tabla. (Esta puede ser hecha en Excel o con otro programa estadístico). Pega en tu cuaderno el mismo.

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 35

INGENIERÍA DE TRÁNSITO 1.8.6- Descarga las Normas para diseño de carreteras Regionales y describe la clasificación de las carreteras. De igual manera describe las características de los vehículos de diseño. Este se dispone también en dirección http://intercoonecta.aecid.es/Gestin%20del%20conocimiento/Manual%20Centroamericano%20d e%20normas%20para%20el%20dise%C3%B1o%20geometrico%20de%20carreteras%202011. pdf

1.8.7.- Realiza las actividades adicionales indicadas por el maestro en el enlace: https://www.dropbox.com/s/3dzje9zcl5450z5/Ejercicios%20%20adicionales.docx?dl=0

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 36

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

II. DISTANCIA MÍNIMA DE FRENADO O DISTANCIA DE VISIBILIDAD PARADA 2.1. Distancia Mínima de frenado La distancia total para detener un vehículo llamada distancia de Parada Dp, depende de los tiempos de Percepción, de Reacción y de Frenado. Se expresa como:Dp= dp+dr+df dp = distancia recorrida durante el tiempo de percepción. dr = distancia recorrida durante el tiempo de reacción. df = distancia recorrida durante el tiempo de frenado. Posición inicial: Percibe la situación

Aplica los frenos

Posición final: Para o

V

V

Vf

F F1

dp + dr

P

Dist. frenado Distancia Parada

SIECA ( 2011) en su página 45 refiere a que los tiempos de reacción de los conductores aumentan en función del incremento de complejidad de la decisión y del contenido de la información. Cuanto mayor es el tiempo de reacción, mayor la posibilidad de error. Johanson y Rumar (6) midieron el tiempo de reacción de frenado para eventos esperados e inesperados. Susresultados muestran que cuando el evento es esperado, el tiempo de reacción promedia alrededor de 0.6 segundos, con unos cuantos a los que les tomó tanto como 2 segundos. Con eventos inesperados, los tiempos de reacción aumentaron un 35 por ciento. Así, para una simple, inesperada decisión y acción, algunos conductores pueden tardar tanto como 2.7 segundos para reaccionar.

Aunque son muchos los factores que inciden en la determinación para la determinación de la distancia para detener un vehículo (Peso, fricciones, velocidad, pendiente, estado de ánimo, edad, tipo de llantas y otros), de manera general se puede utilizar la siguiente ecuación: 𝐷𝑃 = 𝑡𝑝𝑟 𝑉𝑜/3.6 +

𝑉𝑜2 − 𝑉𝑓2 254(𝑓 ± 𝑝)

Donde: Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 37

INGENIERÍA DE TRÁNSITO V20:Velocidad Inicial (km/h) V2 :f Velocidad final (km/h) p: Pendiente en m/m f: Coeficiente de fricción que depende de a velocidad tpr : representa el tiempo de percepción - reacción de la situación específica analizada que generalmente es de 2.5 s

De igual manera las Normas SIECA (2001, pp. 75- 76) para tramos en los que no hay pendiente, proponen la ecuación:

Si existe pendiente

Las norma refier a que el tiempo de percepción-reacción, es el intervalo de tiempo que transcurre desde que el conductor percibe el peligro y aplica el pedal del freno. Bajo ciertas condiciones, tales como situaciones identificadas con avisos o luces de emergencia, los conductores reaccionan casi instantáneamente. En la mayoría de otras condiciones, el conductor no solamente debe reconocer el objeto sino también identificar si es estacionario o tiene movimientos relacionados con el camino u otros objetos tales como muros, cercos, árboles, postes o puentes. Identificar esta situación toma tiempo y la cantidad de tiempo necesario varía considerablemente con la distancia al objeto, la agudeza visual del conductor, la rapidez con la que reacciona, la visibilidad atmosférica, el tipo y condición de la carretera y la naturaleza del obstáculo. Normalmente un conductor viajando cerca de la velocidad de diseño está más alerta que uno que viaja a velocidad menor. En una calle urbana se encuentra con mayores peligros potenciales como vehículos estacionados, conductores y cruces de calles por lo que está más alerta que en una carretera con accesos limitado. a = Tasa de desaceleración: Un estudio demostróa que muchos conductores desaceleran con una tasa mayor de 4.5 m/seg2 cuando se encuentran con la necesidad de detenerse ante la aparición de un objeto inesperado en la carretera. Aproximadamente el 90 por ciento de todos los conductores desaceleran con tasas mayores que 3.4 m/seg2. Tal desaceleración está dentro de la capacidad de permanecer dentro de su carril y mantener el control de las ruedas durante la maniobra de frenado en superficies Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 38

INGENIERÍA DE TRÁNSITO húmedas. Así, la tasa de 3.4 m/seg2 es recomendada como la tasa de desaceleración para utilizar en el cálculo de la distancia de visibilidad de parada. Implícito en la elección de la tasa de desaceleración está el hecho de que los sistemas de frenos y los coeficientes de fricción llanta-pavimento en la mayoría de carreteras son capaces de proveer una tasa de desaceleración de al menos 3.4 m/seg2. Las distancias de visibilidad de parada horizontal y con pendiente vertical establecidas en esta norma:

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 39

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Las Normas Centroamericanas para el Diseño Geométrico de las carreteras Regionales (2004), para fines de proyectos, indica que pueden tomarse los coeficientes de fricción así como distancia de Parada para terreno plano los valores indicados en la siguiente tabla:

Es meritorio aclarar que en función de la pendiente, los terrenos podrán ser

Para determinada pendiente se sugieren los siguientes valores: Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 40

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Distancia de Visibilidad de Decisión:

Es aquella distancia requerida por un conductor para detectar algo inesperado dentro del entorno de una carretera, reconocerlo y seleccionar una trayectoria y velocidad apropiadas, para maniobrar con eficiencia y seguridad. Dado que la distancia de visibilidad de decisión les da a los conductores un margen adicional de error y les permite suficiente longitud a la misma o menor velocidad o bien detenerse, sus valores son sustancialmente mayores que las distancias de visibilidad de parada. Empíricamente se han establecido valores para cubrir la distancia de visibilidad de decisión divididas en las siguientes cinco situaciones particulares, las que se dimensionan.

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 41

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

2.2 Distancias de adelantamientos y Carriles de aceleración 2.2.1 Distancias de adelantamientos

Acorde a las Normas Centroamericanas en su sección 4-26 la distancia de visibilidad de adelantamiento o rebase es la sumatoria de las cuatro distancias separadas que se muestran en la siguiente figura:

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 42

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

La estimación de cada una de estas distancias, para disponer de un margen apropiado

de seguridad en el diseño considerando que se adelanta un solo vehículo, se indica a continuación: La distancia preliminar de demora (d1) se calcula utilizando la ecuación d1 = 0.278 t1 [v – m + (a t1 )/2] donde, t1 = Tiempo de maniobra inicial, segundos. v = velocidad promedio del vehículo que rebasa en km/h m = Diferencia de velocidad entre el vehículo que es rebasado y el que rebasa en km/h a = Aceleración promedio del vehículo que efectúa el rebase, en Km . S /h por segundo durante el inicio de la maniobra. Distancia de adelantamiento (d2 ) expresado por d2 = 0.278 v t2 donde, v = velocidad promedio del vehículo que ejecuta el adelantamiento, Km/h t2 = Tiempo de ocupación del carril opuesto, segundos.

Distancia de seguridad (d3). La experiencia ha demostrado que valores entre 35 y 90 m. son aceptables para esta distancia. Distancia recorrida por el vehículo que viene en el carril contrario (d4 ). Es práctica corriente fijar esta distancia en dos tercios (2/3) de la distancia d2 . Los valores estimados por las normas centroamericanas se muestran en la siguiente tabla:

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 43

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

La Versión SIECA (2011, p. 79) hace un pequeño ajuste en los valores para tal distancia:

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 44

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Los sectores con visibilidad adecuada para adelantar deberán distribuirse lo más homogéneamente posible a lo largo del diseño. Para un tramo de carretera superior a 5 km, se procurará que los sectores con visibilidad adecuada para adelantar se mantengan dentro de los porcentajes.

Es importante indicar que las distancias para detener un vehículo y de adelantamiento consideran altura de ojo de conductores así como de objetos ya establecidos en normas. En nuestro caso referiremos lo que la norma refiere: a) Altura del ojo del conductor: Para el cálculo de las distancias de visibilidad para vehículo de pasajeros, la altura del ojo del conductor de 1,080 mm sobre la superficie de la carretera se considera apropiada para medir las distancias de visibilidad de parada y de adelantamiento. El valor recomendado para altura del ojo del conductor de camión es de 2,330 mm sobre la superficie del camino. b) Altura del Objeto:

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 45

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Para el cálculo de la distancia de visibilidad, la altura del objeto se considera de 600 mm sobre la superficie de la carretera. Se considera que esta altura es representativa para un objeto que represente un riesgo y que pueda ser reconocida por el conductor con tiempo para detenerse antes de llegar a él. Los objetos con alturas menores pueden dar lugar a curvas verticales en cresta de gran longitud incrementando los costos de construcción sin beneficios de seguridad comprobados (1). Los costos de construcción pueden incrementarse sustancialmente por la necesidad de proveer curvas verticales de gran longitud. Para el cálculo de la distancia de visibilidad de adelantamiento, la altura del objeto se considera de 1,080 mm sobre la superficie de la carretera. Esta altura se basa en la altura de un vehículo de 1,330 mm, el cual representa el 15th percentil de los vehículos de pasajeros más comunes, menos un promedio de 250 mm que representa la parte más alta que necesita ver otro conductor para reconocerlo como un vehículo (2). Esta consideración también es válida para la conducción nocturna porque la luz de los faros delanteros de un vehículo pueden ser reconocidos a mayor distancia que la necesaria para reconocer un vehículo durante el día c) Obstrucciones a la visibilidad: En una carretera en alineamiento recto, la obstrucción que limita la distancia de visibilidad de los conductores en la superficie de la misma, estará en algún punto en una curva vertical en cresta. En alineamiento en curva horizontal, el obstáculo que limita la visibilidad del conductor puede estar en la superficie de la carretera en una curva vertical en cresta, o puede ser algún objeto fuera del carril de viaje, tales como una barrera longitudinal, el talud de relleno del aproche de un puente, un muro, un árbol, la vegetación o el pié de talud de una sección en corte. El diseño de los alineamientos horizontal y vertical que se presentan más adelante está basado en el criterio de la distancia de visibilidad y otros criterios. Una vez establecidos tentativamente los alineamientos horizontal y vertical, el medio práctico para examinar las distancias de visibilidad a lo largo de la carretera propuesta, es mediante la medición directa en planos a escala. En planos a escala, la distancia de visibilidad horizontal se mide con una regla, generalmente transparente, sobre la cual se marcan las distancias correspondientes; esta regla se mueve sobre la curva, marcándose, para cada estación, la ubicación a la cual debe quedar cualquier obstrucción y luego estas distancias deben trasladarse a las secciones transversales correspondientes a cada estación. Para el alineamiento vertical se utiliza una regla plástica (o una tira de plástico) transparente con bordes paralelos separados 1,330 mm y en la cual se dibujan una línea con trazo discontinuo a 600 mm de un borde y una línea con trazo continuo a 1,080 mm del mismo borde (de acuerdo con la escala vertical de los planos). La línea a 1,080 mm se ubica en la estación de la rasante propuesta, desde la cual se desea medir la distancia de visibilidad, y se pivotea alrededor de este punto hasta que el borde superior sea tangente a la curva vertical, la distancia entre la estación inicial y la estación de la rasante que se intercepta por la línea de trazo discontinuo a 600 mm, es la distancia de visibilidad de parada. En donde se intercepta la rasante con la otra cara de la regla, será la distancia de visibilidad de adelantamiento. Actualmente, la mayoría de proyectos de dibujo y diseño de carreteras se efectúan utilizando programas comerciales CAD los que facilitan la medición de las distancias de visibilidad. La Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 46

INGENIERÍA DE TRÁNSITO medición de estas distancias es útil en la evaluación de la capacidad o en la señalización de zonas de no rebasar, aspectos que no son propios del diseño geométrico. 2.2.2 Carriles de aceleración La capacidad de aceleración de un vehículo depende de su peso, así como de las fuerzas externas a él que se oponen a su movimiento anteriormente mencionadas. Una adecuada aceleración aumenta la flexibilidad del vehículo dentro del tránsito del que forma parte. La longitud mínima de un carril de aceleración o desaceleración para un carril puede estimarse empleando la aplicación de las ecuaciones del movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, conforme indican las normas españolas, cuya ecuación es la siguiente: DCA = [(Vf/3.6)2- (V0/3.6)2] / 2a Donde: DCA: Distancia de carril de aceleración (Vo) y (Vf), las velocidades inicial y final a: tasa de aceleración o desacelación expresa en m/s2. Se recomiendan valores indicados en la siguiente tabla:

Tomada de la sección 3-20. Manual de carreteras. Al referir a desacelación esta podrá ser considera como negativa.

Se sugiere leer más en http://sirio.ua.es/proyectos/manual_%20carreteras/01030103.pdf

2.3 Actividad Práctica 2 Objetivo: Valorar la importancia del cálculo de la distancia de parada así como la técnica de colocado de señales de tránsito a través de la solución de ejercicios prácticos. Responda las siguientes preguntas 1. ¿Qué factores intervienen el cálculo de la distancia de frenado? 2. ¿Para un conductor que factores físicos y psicológicos inciden en la distancia de frenado? 3. ¿Cuánto es el tiempo de percepción reacción promedio? ¿De qué depende este? Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 47

INGENIERÍA DE TRÁNSITO 4. ¿A que refiere el cálculo de un carril de aceleración o desaceleración? ¿De qué depende este? 5. ¿Qué normas son aplicables al diseño de carreteras de nuestro país? Lea, analice y realice los siguientes ejercicios: 2.4 Actividad de autoaprendizaje 2

Objetivo: Valorar la importancia del cálculo de la distancia de parada así como la técnica de colocado de señales de tránsito a través de la solución de ejercicios prácticos. Lea, analice y realice los siguientes ejercicios: 1. Determine la distancia de visibilidad mínima (Asuma igual a la de parada) en un tramo de carretera que se construirá cuya pendiente ascendente es del 4% y su velocidad de proyecto es 80 kph. Asuma el tiempo de percepción reacción (t pr) de 2 segundos. 2. Un tramo de carretera en una pendiente descendente tiene del 5% tiene una velocidad de proyecto de 70 kph. Si un conductor viaja a una velocidad de 100 kph. ¿Qué distancia adicional a la de proyecto necesitará para detenerse si aparece un obstáculo? 3. A qué distancia del inicio de una curva debe colocarse una señal vertical que ilustre ¨Curva a la Izquierda¨ si los vehículos viajan a una velocidad promedio de 70 kph? Además Se sabe que estos rótulos se ven a una distancia de 60 metros y que la pendiente es -4.4 %. Realice sus consideraciones pertinentes. 4. En la aproximación a una caseta de cobro necesita ubicarse una señal que diga Caseta de Cobro. Si se sabe que la cola máxima es 5 vehículos (aproximadamente 30 m) y que los vehículos se acercan a una velocidad de 80 kph con una rasante a nivel. ¿A qué distancia de la caseta debe ubicarse la señal si esta puede leerse a 30 m? 5. Determine la distancia mínima que debe de tener una carril de desacelaración en una vía que tiene una velocidad de proyecto de 120 Km/ h y se necesita enlazar a otra que tiene una velocidad de proyecto de 60 km/h.

6. Un vehículo circula por una pendiente ascendente de 3.25 %. En un frenado de emergencia el vehículo se desliza, inicialmente, dejando huellas sobre el pavimento en una longitud de 22 metros. Luego se sale a una calle marginal de tierra dejando huellas de 18.25 metros. ¿A qué velocidad iba este vehículo al momento de iniciar el frenado? Considere un factor de fricción para el pavimento de 0.30 y para la tierra de 0.70. Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 48

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

7. Se desea colocar una estación de peaje en un puerto de la ciudad de Nicaragua. Si se ha observado que la cola de vehículos alcanza es de aproximadamente 40 metros y que los vehículos se aproximan a una velocidad promedio de 85 kph. Si la pendiente es descendente con un 3 %, determine la distancia a la que debe colocarse un rótulo que indique que existe una caseta de cobro. Considere un factor de fricción es 0.307. 8. Determine la distancia mínima que debe de tener una carril de aceleración en una vía que tiene una velocidad de proyecto de 80 Km/h y se necesita enlazar a otra que tiene una velocidad de proyecto de 100 km/h. Ecuaciones a emplear vo2−vf2

Dp = Vo t pr /3.6 + 254(f±p) S= ((V/3.6)2- (V0/3.6)2)/(2a) Datos a emplear Coeficientes de fricción promedio por velocidad. Velocidad de proyecto (Kph) 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Notas:

Coeficiente de fricción (f) 0.40 0.38 0.35 0.33 0.31 0.30 0.30 0.29 0.28 0.29

9. Revisa el libro de Ingeniería de Tránsito de Cal & Mayor. Consulta los ejercicios prácticos de referencia del capítulo de usuario y resuelve en tu cuaderno los siguientes ejercicios propuestos: 1. - Un vehículo en un frenado de emergencia, en una carretera con pendiente descendente del 4%, inicialmente desliza en el pavimento dejando huellas en 32 m y finalmente, donde se Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 49

INGENIERÍA DE TRÁNSITO detiene en superficie de grava, dejó huellas de 22 m. ¿Cuál era la velocidad del vehículo al momento del frenado de emergencia y al momento de abandonar la calzada? Considere f asfalto = 0.55 y fgrava = 0.70. Realice los gráficos correspondientes 2. - Un vehículo circula por una pendiente ascendente de 4%. En un frenado de emergencia el vehículo se desliza, inicialmente, dejando huellas sobre el pavimento en una longitud de 44 metros. Luego se sale a una calle marginal de tierra dejando huellas de 22 metros. ¿A qué velocidad iba este vehículo al momento de iniciar el frenado? Considere un factor de fricción para el pavimento de 0.35 y para la tierra de 0.60. 3- Indaga en la página del MTI así como otras fuentes de información acerca de las normas que son aplicables en materia de diseño de carreteras y diseño de pavimentos. Coloca la fuente donde puedes ampliar la lectura. 4.- Descarga las Normas para el diseño geométrico de las carreteras Regionales SIECA(2004). En pareja crea una síntesis de las primeras 26 referencias conclusivas del resumen ejecutivo acorde a lo indicado por el mediador. Puedes visitar el blog educativo o Usar https://www.dropbox.com/s/r6ouelbtq2gktus/SIECA%20Manual%20de%20Carreteras.pdf?dl=0 Explora y analiza la versión SIECA (2011). Comparta en plenario estos aspectos.. De igual manera se disponen en https://sjnavarro.wordpress.com/ing-transito/

2.5 Actividad de autoaprendizaje 3 1. Visita el enlace https://www.dropbox.com/s/r6ouelbtq2gktus/SIECA%20Manual%20de%20Carreteras.pdf?dl=0 organízate en grupo y seleccionando una estrategia de presentación desarrolla el tema indicado por el mediador. Puntos extra para el uso de aplicaciones interactivas distintas a las comunes https://www.educaplay.com/ https://www.pixton.com/es/ 2. Descarga la guía de estudios de tránsito y realiza una presentación del tema designado por el facilitador. Los temas generales son: 1. ESTUDIOS DE VOLÚMENES Y DISTRIBUCIÓN DE VELOCIDADES INSTANTÁNEAS EN LA VÍA  Definiciones  Usos de los Datos de Volúmenes de Tránsito  Métodos de Muestreo  Aplicación de Estudios de Velocidades Instantáneas  Ubicación de los Estudios  Requerimientos del Tamaño de la Muestra  Procedimiento Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 50

INGENIERÍA DE TRÁNSITO 2. TIEMPOS DE VIAJE Y DEMORAS  Aplicaciones  Requerimientos del Tamaño de la Muestra  Método del Vehículo de Prueba  Análisis de Datos y Sumario de Estadísticas  Estudios de Demoras en Intersecciones 3. ESTUDIO DE ESTACIONAMIENTOS y ESTUDIOS DE ACCIDENTES DE TRÁNSITO  Inventarios de Estacionamientos  Efecto de Estacionamiento sobre la Vía en la Capacidad  Sistema de Récord Permanente  Análisis Detallado de Accidentes  Cálculo de los Índices de Accidentes 4. ANÁLISIS ESTADÍSTICOS  Procesamiento de los Datos  Estadísticas Descriptivas  Distribuciones de Poisson  Distribución Exponencial Negativa 5. CARACTERÍSTICAS GENERALES DEL TRÁNSITO  Capacidad y Niveles de Servicio  Vías de Flujo Continuo  Condiciones de Congestión  Introducción a Vías Rápidas 6. CAPACIDAD DE INTERSECCIONES SEMAFORIZADAS  Introducción  Módulo de Entrada  Módulo de Ajustes de Volúmenes  Módulo de Flujos de Saturación  Comportamiento del Flujo Discontinuo  Módulo de Capacidad 7. DISEÑO Y OPERACIÓN DE SISTEMAS DE TRÁNSITO o Criterios Diseño de Intersecciones Aisladas y Semaforizadas de Tiempo Fijo o Sugerencias para Estimar Elementos de Diseño de Geometría de Intersecciones o Diseño de Semáforos o Semáforos Actuados con Respecto a los de Tiempo Fijo o Semáforos Actuados Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 51

INGENIERÍA DE TRÁNSITO o o o o o o

Fases de Semáforos Consideraciones para el Diseño de Fases Tiempos de Semáforos Sistemas de Semáforos Tiempos de Semáforos para Redes Cerradas Detectores

8. METODOLOGÍA DE ESTUDIOS DE IMPACTO VIAL o o o o o o o o o o

Requisitos para los Estudios Extensión del Estudio Área de Estudio Selección de los Horizontes de Análisis Datos Base para el Estudio de Impacto Vial Proyecciones de Tránsito No Relacionadas con el Desarrollo Generación de Viajes del Desarrollo Propuesto Distribución y Asignación de Viajes Análisis Operacional Determinación de Medidas Mitigantes del Impacto Vial

3. Descarga un anuario estadístico del blog docente e indica que tipo de información se encuentran en ellos. Extrae una tabla como de la sección 5-1 del documento, imprima y explica el contenido de las mismas a través de comentarios indicados en formas básicas. De igual manera puede descargar los anuarios desde este enlace https://www.dropbox.com/sh/zg6hr10ncq1v5yz/AADHBJjGTExUtx1AjiRs96Lia?dl=0 4. Basado en el anuario estadístico último dispuesto, indica cuales son los tipos de estaciones de conteo existentes. Del mismo modo indica cuál fue la tasa de crecimiento de las principales estaciones de conteo. III. VOLÚMENES DE TRÁNSITO Antes de describir las aplicaciones de los volúmenes es importante tomar en cuenta algunos criterios básicos o elementos clave para el diseño de las carreteras regionales acorde a Normas vigentes en nuestro país.

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 52

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Tomado de SIECA, 2004. Los volúmenes de tránsito siempre deben ser considerados como dinámicos, por lo que solamente son precisos para el periodo de duración de los aforos. Sin embargo, debido a que sus variaciones son generalmente rítmicas y repetitivas, es importante tener un conocimiento de sus características, para así programar aforos, relacionar volúmenes en un tiempo, y lugar con volúmenes de otro tiempo y lugar, y prever con la debida anticipación la actuación de las fuerzas dedicadas al control del tránsito y labor preventiva, así como las de conservación. 3.1. Parámetros básicos Existen cuatro parámetros que se relacionan estrechamente entre si y aunque se expresan en unidades similares no significan lo mismo. El volumen: Se define como volumen de tránsito, como el número de vehículos que pasan por un punto o sección transversal dado, durante un periodo de tiempo y se expresa como: Q= N/T donde, Q: es el número de vehículos que pasan por unidad de tiempo N: es el número de vehículos que pasan T: es el periodo determinado (Unidad de tiempo). Tasa de flujo: es la frecuencia a la cual pasan vehículos durante un tiempo menor a una hora. Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 53

INGENIERÍA DE TRÁNSITO La demanda: es el número de vehículos que desean viajar y pasan por un punto en un tiempo específico. La capacidad: es el número máximo de vehículos que pueden pasar por un punto durante un tiempo determinado. Con el análisis de capacidad nos damos cuenta la cantidad de vehículos que una vía puede prestar. El conteo se mide en intervalos de 15 minutos. Se poder concluir que la demanda es una medida del número de vehículos o personas que esperan ser servidos, distinto de los que son servidos (Volumen) y de los que pueden ser servidos (Capacidad). Si las condiciones de operación comienzan a deteriorarse (congestión) con frecuentes paradas (volumen forzado), tanto la velocidad como el volumen comienzan a reducirse, mientras la densidad continua aumentando. Los puntos donde ocurre la congestión en la figura, se denominan velocidad crítica, densidad crítica o punto de capacidad. En la figura anterior se ilustra la relación entre volumen, velocidad y densidad. A medida que el volumen crece, la velocidad tiende a decrecer y la densidad se incrementa. En el punto donde se alcanza la capacidad, la tasa de volumen es máxima. Se sugiere ampliar su lectura en enlace: http://www.vialidad.gov.ar/educacion_vial/educacionvial.php 3.2. Volúmenes de tránsito Como se ha indicado el volumen de tráfico y su comportamiento son los que definen los alcances y las demandas de un proyecto vial, por lo que se debe dar importancia a la determinación del volumen de tránsito, los tipos de vehículos, el comportamiento de éstos y sus formas de operación, como así también a las características socioeconómicas de los usuarios, a las características particulares de los vehículos y a las formas de explotación de los mismos. Las estimaciones de las cantidades y características del tráfico se logran sobre la base de las características topográficas de los tramos de carretera, de la geometría de la vía, de las condiciones del flujo vehicular, y de la circulación vial y peatonal la carretera en estudio. Es fundamental, en la planeación y operación de la circulación vehicular, conocer las variaciones periódicas de los volúmenes de tránsito dentro de las horas de máxima demanda, en las horas del día, en los días de la semana y en los meses del año. Aún más, también es importante conocer las variaciones de los volúmenes de tránsito en función de su distribución por carriles, su distribución direccional y su composición. El flujo de tráfico en cualquier tramo de la red vial de Nicaragua, tiene sus propias características de volumen y composición por tipo de vehículo que normaliza las fluctuaciones o las variaciones que se presentan en las características del flujo a lo largo Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 54

INGENIERÍA DE TRÁNSITO de diferentes intervalos de tiempo, de hora a hora, por día de la semana y de mes a mes (Anuarios de aforo de tráfico 2016, MTI, 2016, p.1) En Nicaragua, los primeros estudios de tráfico de los cuales se tienen datos provienen del año 1952, pero el primer ciclo completo de conteos volumétricos se realizó en el año 1963, que es cuando empieza a funcionar de forma estable, estructurada y ordenada el sistema de conteos volumétricos de tráfico en el país, que contempló los meses de Abril de 1963 hasta Marzo de 1964, los realizaban durante los 365 días del año por un período de 24 horas. Se sugiere ampliar lectura en Anuario dispuesto en https://www.dropbox.com/s/m00vo61qgkhikp9/Anuario%202016.pdf?dl=0

En el período de 1996 a 1999 gracias al apoyo del Gobierno Real de Dinamarca el Sistema de Conteo de Tráfico se restablece como un componente del Sistema de Administración de Pavimentos (PMS, por sus siglas en inglés) por la empresa consultora CARL BRO GROUP. La función principal del Sistema de Pavimentos es el análisis de las necesidades de mantenimiento y determinación de prioridades de planes de intervención en las diferentes carreteras del País, basándose en evaluaciones económicas, con el objetivo de obtener las estrategias para los futuros programas de inversión. Los conteos de tráfico en 1996 fueron ejecutados de manera manual como conteos clasificados normalmente durante tres días a la semana en cada estación, aunque se hacían conteos nocturnos de 12 horas (6 p.m.-6 a.m.) en algunas estaciones. Esta empresa consultora introdujo equipos de conteos volumétricos accionados con mangueras neumáticas que realizaban la clasificación, el conteo y la velocidad de los vehículos, esto con el fin de obtener datos de tráfico en períodos de 365 días al año por 24 horas, para dar mayor información al Departamento del Sistema de Administración de Pavimentos, estos equipos permitían realizar el estudio en ambos sentidos de una carretera de igual manera se formularon nuevas técnicas para mejorar los resultados. Actualmente estos equipos han dejado de utilizarse desde hace varios años, ya que fueron objeto de vandalismo donde fueron instalados. En el año 2009, el Sistema de Conteo de Tráfico estaba integrado por 16 estaciones Permanentes y 573 estaciones asociadas denominadas de Control o Sumarias, que se encuentran distribuidas en la Red Vial Básica del País.Las estaciones designadas como Permanentes, se encontraban ubicadas sobre la Red Troncal Principal, destacándose la zona Central y Pacifica del país, efectuándose conteos clasificados de 24 horas por día durante dos períodos en el año (Verano-Invierno), con duración de 7 días consecutivos en cada período. Las estaciones de Control: se encontraban ubicadas en caminos pavimentados ya sea en adoquinado o asfalto, donde el tráfico es menor que en una estación permanente. Las estaciones Sumarias: Se caracterizaban por estar ubicadas en caminos que no han sido pavimentados, con un flujo vehicular moderado. Tanto en las estaciones de Control como en las Sumarias los conteos se realizaban como mínimo durante 12 horas diarias (de 6 a.m. a 6 p.m.) en períodos de tres días (MartesMiércoles-Jueves) generalmente en todo el transcurso del año, en épocas de verano y/o invierno. Es importante señalar que el intervalo de conteos sucesivos en una estación de Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 55

INGENIERÍA DE TRÁNSITO control y sumaria es irregular ya que no es posible abarcar las 573 estaciones durante un año. En el año 2010, el Sistema de Conteo de Tráfico, sufre una reestructuración para establecer niveles más aceptables de confiablidad y calidad en la información generada, para tal efecto el Gobierno del Reino de Dinamarca a través del Programa de Apoyo al Sector Transporte PAST-DANIDA, asistió con el financiamiento para llevar a cabo la Consultoría: “Actualización y Mejoramiento al Estudio de Tráfico del Sistema de Administración de Pavimentos”, Esta actualización y mejoramiento del sistema consistió en desarrollar una metodología, aplicando vectores de correspondencia que nos permiten conocer las características, volúmenes de tráfico de las estaciones, perfil de variación en el flujo vehicular y el grado de relación entre las diferentes estaciones de la red vial. Dependiendo de la duración del lapso de tiempo los volúmenes de transito pueden ser cuantificados por periodos menores a una hora, horarios, diarios, mensuales o anuales. En el caso de diseño de pavimentos el trafico promedio diario anual o TPDA es el valor mas importante para diseñar el paquete estructural de las carreteras, tal y como se vera mas adelante. Se define como volumen de tránsito, como el número de vehículos que pasan por un punto o sección transversal dado, durante un periodo de tiempo y se expresa como: Q= N/T donde, Q: es el número de vehículos que pasan por unidad de tiempo N: es el número de vehículos que pasan T: es el periodo determinado (Unidad de tiempo). Los volúmenes de tránsito siempre deben ser considerados como dinámicos, por lo que solamente son precisos para el periodo de duración de los aforos. Por ejemplo, si se sabe que en Semana Santa se va a tener el mayor número de accidentes de tránsito, se debe planear una campaña preventiva para actuar antes y durante esa semana. Por otro lado, en esta semana no se deben realizar trabajos de reparación normal en la calle o carretera, pues pueden estorbar o resultar peligrosos. Dependiendo de la duración del lapso de tiempo se tienen los siguientes volúmenes de tránsito: Tránsito anual (TA): Es el número total de vehículos que pasan durante un año. En este caso T=1 año. Este genera el Tránsito Promedio Diario Anual (TPDA): TPDA = TA/365 Tránsito mensual (TM): Es el número total de vehículos que pasan durante un mes. En este caso T=1 mes. Este genera el Tránsito Promedio Diario Mensual (TPDM) : TPDM = TM/Días del mes Tránsito semanal (TS): Es el número total de vehículos que pasan durante una semana. En este caso T=1 semana. Estos generan el Tránsito Promedio Diario Semanal (TPDS): TPDS = TS/7 Tránsito diario (TD): Es el número total de vehículos que pasan durante un día. En este caso T=1 día. Es el volumen promedio de tránsito en veinticuatro (24) horas. Tránsito horario (TH): Es el número total de vehículos que pasan durante una hora. En este caso T=1 hora. Estos registran los volúmenes de tránsito menor a una hora más usados que son el volumen de quince minutos dentro de la hora pico (V15) y el de cinco minutos V5). Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 56

INGENIERÍA DE TRÁNSITO 3.2.1 Volúmenes de tránsito horarios Con base en la hora seleccionada se definen los siguientes volúmenes de tránsito horario, dados en vehículos por hora: 1. Volumen Horario Máximo Anual (VHMA): es el máximo volumen horario que ocurre en un punto o sección de un carril o de una calzada durante un año determinado. Es la hora de mayor volumen de las 8760 horas del año. 2. Volumen Horario de Máxima Demanda(VHMD): es el máximo número de vehículos que pasan por un punto o sección de un carril o de una calzada durante 60 minutos consecutivos. También es denominado VHP (Volumen de la Hora Pico). 3. Volumen Horario de Proyecto (VHP): es el volumen de tránsito horario que servirá de base para determinar las características geométricas de la vía. Básicamente este se proyecta como un volumen horario pronosticado. 3.2.2 Usos de los volúmenes de tránsito En general se usan para planeación, proyecto, Ingeniería de tránsito, Seguridad vial. Investigación y algunos usos comerciales entre otros. Los volúmenes horarios permiten determinar la longitud y magnitud de los periodos de máxima de demanda para evaluar sus deficiencias, establecer controles de transito así como proyectar y rediseñar geométricamente calles e intersecciones. Acorde al tipo de volumen: Volumen Clasificado (Sea por tipo, numero de ejes y pesos): Sirven para análisis de capacidad, diseño geométrico, diseño estructural, sistemas de recolección de pagos de usuarios en distintas vialidades. Volumen en determinado tiempo (hora pico, hora valle o por direcciones): Sirven para aplicar dispositivos de control de tránsito, vigilancia selectiva, reglamentación y diseño geométrico. Volumen Promedio Diario: Sirva para realizar estudios de tendencias, planeación, programación de rutas, selección de rutas, cálculos de tasas de accidentes así como estudios fiscales y evaluaciones económicas.

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 57

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Fuente: http://www.laprensa.com.ni/infografia/2600

Se sugiere leer http://cdigital.dgb.uanl.mx/te/1080111904/1080111904_03.pdf 3.3 Volumen, intensidad y densidad de Tránsito El diseño geométrico vial depende fundamentalmente del volumen de tránsito o de la demanda que circulara durante un intervalo de tiempo dado, su variación, tasa de crecimiento y composición. Los estudios sobre los volúmenes se realizan con el objetivo de tener información relacionada al movimiento de vehículos y personas sobre puntos o secciones específicas dentro del sistema vial. Dichos datos de volúmenes se expresan en relación de tiempo y su conocimiento hace posible el desarrollo de estimaciones razonables de la calidad del servicio prestado por los usuarios, mediante algún dispositivo de control. Es importante indicar que en el sistema vial los accidentes de tránsito existen por las demoras y problemas en el flujo vehicular. El volumen e intensidad, son dos medidas que cuantifican la cantidad de circulación que pasa por un punto o sección de un carril o de una carretera, durante un intervalo de tiempo determinado, y se definen como sigue: Intensidad: Es la tasa horaria equivalente a la que los vehículos pasan por un punto o sección transversal o por un tramo de un carril o carretera durante un intervalo de tiempo dado inferior a una hora, usualmente 15.0 minutos. El volumen y la intensidad son las variables que se utilizan para cuantificar la Demanda. Esto es el número de vehículos que pueden hacer uso de una infraestructura vial, durante un período de tiempo. El congestionamiento influencia los patrones de la demanda y los volúmenes observados son un reflejo de las restricciones de la capacidad, que la demanda real. Es importante diferenciar el Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 58

INGENIERÍA DE TRÁNSITO volumen de la intensidad, el primero es la cantidad real de vehículos observados o que pasan o van a pasar por la sección de vía durante un período de tiempo definido. La Intensidad en el número de vehículos que pasan por una sección de vía en un intervalo de tiempo inferior a una hora. La intensidad se calcula tomando el número de vehículos observados en un período inferior a una hora (15 min.) y dividido entre el tiempo (en horas). Así por ejemplo: En un estudio de conteo y clasificación vehicular, con duración de una hora se tomaron los siguientes aforos. Los volúmenes se aforaron en períodos de 15.0 min las intensidades correspondientes son: Período de Tiempo Volumen Intensidad 05:00 - 05:15 05:15 - 05:30 05:30 - 05:45 05:45 - 06:00 05:00 - 6:00

1000 1200 1100 1000 4300

4000 4800 4400 4000

El volumen total es de 4,300.0 vph, la intensidad varía para cada intervalo de 15.0 min., en el período de las 05:15 – 05:30, el volumen es de 1,200.0 vph, y la intensidad es de 1200/0.25 igual a 4,800.0 vph, porque se presenta la tasa de flujo máxima de la hora en ese período de 15.0 min. Densidad: La densidad se define como el número de vehículos que ocupan un tramo de longitud de carril o carretera en instante determinado y se expresa en (vpk). La densidad se puede calcular mediante la velocidad media de recorrido y la intensidad de circulación, entonces la densidad es: D = I/V, donde: D: Es la Densidad I: La intensidad (vpk) V: Velocidad Media (kph). La densidad es un parámetro crítico en las vías de flujos ininterrumpidos, por que caracteriza las operaciones de circulación, describiendo la proximidad entre los vehículos y refleja la capacidad de maniobra dentro de la corriente del tránsito. Así por ejemplo un segmento de carretera con una intensidad de 1,000.0 vph y una velocidad de 50.0 kph, tendrá una Densidad de: D = 1,000 (vph)/50.0 (kph) = 20.0 (veh / km). La experiencia ha demostrada que en zonas urbanas, la mayor velocidad y capacidad generalmente se logran en carriles centrales; las fricciones laterales de paradas de autobuses y taxis así como los giros causan un flujo más lento en los carriles extremos, llevando el menor volumen el carril cercano a las aceras. 3.3.1 Factor pico Horario (Fph) o FHMD Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 59

INGENIERÍA DE TRÁNSITO El factor pico horario (Fph) o Factor de Hora de Máxima Demanda (FHMD) es un indicador de las características del flujo de tránsito en periodos máximos. Indica la forma como están distribuidos los flujos máximos dentro de la hora. Como indica la SIECA, siendo el TPDA una medida muy genérica de la intensidad del tránsito a lo largo de un día, se vuelve necesario tomar en debida cuenta las variaciones extremas que registra el movimiento vehicular a lo largo de las veinticuatro horas del día, para seleccionar las horas de máxima demanda como base más apropiada para el diseño geométrico de las carreteras. El tránsito de la hora pico o de la hora punta, recoge la necesidad de referir el diseño no a la hora máxima que se registra en un año ni a la hora promedio, sino a una hora intermedia que admita cierto grado de tolerancia a la ocurrencia de demandas horarias extremas, que podrían quedar insatisfechas o con menores niveles de comodidad para la conducción. La intensidad máxima o de punta, se relaciona con los volúmenes horarios a través del factor de hora punta (Fhp o PHF), este factor se define como la relación entre el volumen total horario y la intensidad máxima en la hora. Si se utilizan en períodos de 15.0 min. El Fph se calcula como: Fph = Q/(4*Q15), Donde: Fph: Factor de hora pico o Factor de Hora de Máxima Demanda (FHMD). Q: Volumen Horario (vph). Q15: Volumen en el período de máxima demanda de 15.0 min. Dentro de la hora (v/15.0 min.) Los volúmenes de la hora pico en general son usados para justificar o planear dispositivos de control de tránsito, determinar deficiencias en capacidad así como justificar medidas regulatorias como estacionamientos y restricciones. 3.4 Métodos de aforos Como refiere Corredor (2011) p ara el conteo de vehículos se podrá disponer desde de equipos electrónicos muy modernos, hasta una simple observación visual, pero siempre, aun en el caso de mayores dificultades, se podrá obtener o validar en campo la información de volúmenes de tránsito. En Nicaragua los principales métodos de conteo son los mecánicos y manuales.

Contador Numérico Regresador Numérico

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 60

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Los modernos implican desde el uso de cámaras hasta cintas magnéticas de control que identifican el tipo de vehículo, dan su peso e incluso la velocidad de circulación.( Los modernos son llamados sistemas WIM (Clasificación en movimiento) poseen sistema de cables piezoeléctricos, planchas de capacitancia, por celdas hidráulicas de carga, celdas de carga por deformación, platos de deformación, puente Precisión de sistemas. La experiencia de otros países indica que al compararlo con conteos manuales se obtienen diferencias de hasta 8% en pesaje de ejes, 6% en peso total y entre 1% a 6% en conteo clasificados.

3.4.1 Aforos Manuales Son aquellos que registran a vehículos haciendo uso de hojas preparadas para datos de campo con observaciones registradas por con contadores manuales. Mediante éstos es posible conseguir datos que no pueden ser obtenidos por otros procedimientos, como clasificar a los vehículos por tipo, número de ellos que giran u ocupantes de los mismos, peatones entre otras características. En nuestro país por los recursos disponibles estos son los más comunes. Los recuentos pueden dividirse en 30 minutos, 15 minutos en incluso 5 minutos cuando el tránsito es muy denso. Para hacer los recuentos se deben preparar hojas de campo. Este tipo de conteo se usa por lo general para contabilizar volúmenes de giro y volúmenes clasificados. En estos la duración del aforo varía con el propósito del aforo. Algunos aforos clasificados pueden durar hasta 24 horas. Un formato sencillo se muestra en siguiente figura:

La exactitud y confiabilidad de los aforos depende del tipo y cantidad del personal, instrucciones, supervisión y la cantidad de información a ser obtenida por cada persona.

3.4.2 Contadores mecánicos (Automáticos) Deben ser considerados en la mayoría de aforos que requieran más de 12 horas. Son aquellos que emplean instrumentos para realizar el registro de vehículos, sin que se requiera de personal permanente. Estos instrumentos se basan en principios como el de la célula fotoeléctrica, presión Página | 61 Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

INGENIERÍA DE TRÁNSITO de aire, presiones en planchas especiales o por medio de detectores magnéticos o hidráulicos. Atendiendo a su movilidad los contadores pueden ser fijos o portátiles. Los fijos se usan para hacer recuentos continuos en ciertos lugares, mientras que los portátiles son más ligeros y se utilizan para hacer recuentos parciales durante periodos de tiempo limitados. Contadores permanentes son usados para aforar el tránsito continuamente. Es usado a menudo para estudios de tendencias. Pueden ser actuados por células fotoeléctricas, detectores magnéticos y detectores de lazo. Sus ventajas son el bajo costo y extenso tiempo de cobertura. Entre las desventajas están el no poder registrar movimientos de vuelta o datos de clasificación vehicular, sujetos a vandalismo, no hay forma de saber si la unidad estuvo inoperativa entre tiempos, posibles errores para contar vehículos con precisión cuando tienen tres o más ejes. 3.4.2.1 Contadores Portátiles Toman nota de los volúmenes aforados cada hora y 15 minutos, dependiendo del modelo. Pueden ser tubos neumáticos u otro tipo de detector portátil. Entre sus ventajas se cuentan: una sola persona puede mantener varios contadores y, además, proveen aforos permanentes de todas las variaciones del tránsito durante el periodo del aforo. Entre sus desventajas se cuentan: no permiten clasificar los volúmenes por tipo de vehículo y movimientos de giro y muchas veces se necesitan aforos manuales ya que muchos contadores (en particular los de tubo neumático) cuentan más de un vehículo cuando son accionados por vehículos de más de un eje o por vehículos que viajen a velocidades bajas. 3.4.2 Método del Vehículo en Movimiento Las cargas de los vehículos son transmitidas al pavimento mediante dispositivos de apoyo multiruedas para determinar la carga total sobre una superficie mayor, con el fin de reducir las tensiones y deformaciones que se producen al interior de la superestructura. Para el caso de determinación de las cargas en los vehículos, por el contrario, deberá contarse con sistemas de pesaje, los cuales serán realizados con balanzas con carga detenida por peso total o eje, o a través de medios electrónicos o sistemas en movimientos (sistemas “WIM” por sus siglas en inglés Weigh In Motion). Este método se emplea para obtener volúmenes de tránsito en un tramo de la vía urbana, sirviendo además para determinar tiempos y velocidades de recorrido medias. Para aplicar este método se emplea un vehículo con su conductor, que recorre el tramo de vía considerado a la velocidad media de la corriente de tránsito, acompañado de uno o más observadores que deben registrar el tiempo que tarda el tramo de la vía considerado, los vehículos que se cruzan con él y están en sentido contrario, los vehículos pasados y los que se adelantan a él, en el mismo sentido. Su costo anda alrededor de los 400 US$ por día. En Nicaragua los principales métodos de conteo son los mecánicos y manuales. En el caso de los mecánicos hasta la fecha sólo se dispone de un contador de manguera. Manualmente se necesita una libreta de campo, contador experimentado, cronómetro. Aun cuando lo ideal es que el conteo vehicular –clasificado o no– se realice mediante el empleo de equipos, en el caso de que esto no sea posible, por razones de Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 62

INGENIERÍA DE TRÁNSITO tiempo o carencia de recursos, siempre se podrá recurrir al sistema de contar los vehículos mediante la simple observación visual del paso del flujo vehicular. El conteo visual permite no sólo determinar el total de vehículos que circulan por el punto de medición, sino que se obtiene un “conteo clasificado” ya que se contabiliza el número de cada tipo de vehículo que pasa por esa sección durante el tiempo de la medición. Puede estimarse que un conteo manual anda por los 1700 US$/semana/ estación). 3.5 Tipos de Estaciones de Conteo En la red vial nicaragüense existen estaciones permanentes, estaciones de control estaciones sumarias.

y

En la red vial básica del país, el sistema de conteo de tráfico tiene identificado 584 estaciones clasificadas en: 11 estaciones de mayor cobertura, 307 Estaciones de Corta Duración, 260 estaciones de conteo sumarias y 5 estaciones que a la fecha no tienen conteo.

Estaciones Permanentes o Estaciones de Mayor Cobertura (EMC): Son las estaciones de conteos continuos los 365 días al año con conteos clasificados de 24 horas por día, pero debido al alto costo que repercute en la ejecución de estos aforos, el Ministerio no está en la capacidad de realizarlos los 365 días del año, por ende se dividió el período en tres cuatrimestres, realizando conteos clasificados durante 3 tiempos por 7 días consecutivos cada uno las 24 horas, lográndose obtener el Tráfico Promedio Diario Anual (TPDA) que nos es más que el promedio de los períodos.

Tomado de Anuarios de Tráfico, 2016. P. 12. Los resultados de las estaciones permanentes en cuanto a porcentaje de livianos y pesados.

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 63

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Sus tasas de crecimiento estimadas

EN GENERAL EL CRECIMIENTO PROMEDIO DEL TRÁFICO EN LAS 11 ESTACIONES DE MAYOR COBERTURA UBICADAS EN LA RED TRONCAL PRINCIPAL DEL PAÍS PARA EL AÑO 2016 ES DEL 6%. (Anuario, 2016 p. 17).

En las publicaciones del MTI referidos a anuarios estadísticos, se indica el comportamiento del TPDA por estaciones, así como los factores de expansión empleados por ellos y que sirven de referencia para las proyecciones en los diseños. Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 64

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Estaciones de corta duración – ECD: que se aplica a un conjunto de estaciones donde los flujos reportados son mayores de 300 TPDA.

Tienen por objeto conocer las variaciones diarias, semanales y estacionales para establecer unas leyes que puedan aplicarse a un grupo de estaciones similares o afines. En Nicaragua estas estaciones se realizan en caminos de adoquinado y asfalto, en tramos donde el tránsito es menor que en una estación permanente. Sin embargo su principal función es de llevar un control de las estaciones Permanentes y en donde se les efectúan conteos una vez al año a diferencia que las estaciones Sumarias. Estos datos correlacionados con lo de las estaciones permanente permiten hacer relaciones para proyecciones de tránsito. Estación de Conteo Sumaria (ECS) Son las estaciones con volúmenes menores a 300 TPDA. Tanto para las estaciones de Corta Duración y de Conteo Sumaria, se realizarán conteos clasificados por 12 horas continuas (6:00 a.m. – 6:00 p.m.) por tres días consecutivos (Martes, Miércoles y Jueves). Se realizan aforos en caminos que no han sido pavimentados, pero que tienen una afluencia vehicular moderada. La dependencia de estaciones refiere a identificar para una estación de conteo de Corta Duración o Conteo Sumaria cuál es la estación de mayor cobertura correspondiente, partiendo del perfil de variación en el flujo vehicular que presente mayor grado de similitud posible. A modo de ejemplo

Estadística que se dispone en anuarios Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 65

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

3.6 Lapso de medición y puntos de estudio 3.6.1 Lapso de medición de aforos El lapso ideal para la realización de un conteo, ya que se elimina cualquier error por condiciones estacionales del flujo de vehículos, es de un (1) año. Cuando el conteo se realiza en estaciones de “Cobertura Permanente”, o en peajes, automáticamente al correr del año se va registrando el volumen acumulado de vehículos. En estos casos el valor de TPDA podrá ser preciso, ya que es el resultado de la medición a lo largo del año. En otras ocasiones o puntos de medición, no es ni práctico ni económico, el que se disponga de este lapso de tiempo. Lo ideal entonces, es realizar una medición de un mes continuo, en dos oportunidades del año para registrar cambios estacionales en el comportamiento del tránsito. En caso de que esto tampoco sea posible, la medición debería ser de una (1) semana completa, en forma tal que se obtenga un registro de lunes a domingo. Si tampoco esto fuese posible, debería al menos disponerse de un registro de un día laboral y de un día de fin de semana (sábado o domingo). Si en algunos casos ni siquiera esto fuese posible, el conteo debe ser realizado en un día (24 horas) continuas, preferiblemente en un día laborable. Pudiera darse el caso de que ni aún pudiese contarse en un lapso de 24 horas; en este caso debe irse a un conteo de doce horas. Si ni aun pueden contarse en estas 12, debe irse a ocho (8) horas, y a veces solo podrá contarse durante una hora siendo está en la Hora de Máxima Demanda u hora pico. En caso de no conocer la Hora-pico, lo más conveniente es realizar la medición entre las 4 y 6 de la tarde, ya que la mayoría de las carreteras presentan horas-pico entre estas horas. Los aforos en áreas urbanas durante la hora pico de la mañana del lunes y tarde del viernes, comúnmente mostrar volúmenes mayores que los demás días de la semana. El aforo se realiza en periodo de 15 minutos en intervalos de una hora. No es recomendable realizarlo en días festivos (ni días antes y después de este) o cuando existan condiciones atmosféricas adversas. En caso de no conocer la Hora pico de la carretera, puede estimarse acorde a tablas de referencia dispuestas por el MTI. En caso de no conocer la Hora-pico, lo más conveniente es realizar la medición entre las 5 y 6 de la tarde, o entre las 4 y 5 de la tarde, ya que la mayoría de las carreteras presentaron horas-pico entre estas horas. Deben tomarse referencia de Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 66

INGENIERÍA DE TRÁNSITO valores del comportamiento de nuestra red vial. * Estos casos pueden tomarse de referencia en caso de tener que hacer este conteo en periodos tan cortos.

Considerando porcentajes de erros y niveles de confianza el número de día por año necesarios para determinar el número total de vehículos por día promedio se sugieren los siguientes valores.

Las Normas Centroamericanas en su sección 2-19 establecen los siguientes valores, para estimar los factores picos horarios o factores de hora pico.

3.6.2 Puntos de estudio de tránsito vehicular Estos estudios se realizan para conocer los volúmenes de tránsito que circulan por una vía, por parte de ella, o por un sistema de ellas y constituyen la fuente primaria de información para distribuir y proyectar volúmenes de tránsito. Existen diferentes tipos de estudios según el lugar donde se realicen y el objeto de estudio, tales como: estudios en lugares aislados, estudios en sistemas de vías rurales, urbanas y estudios en cordones. Los estudios en lugares aislados se realizan para obtener información sobre volúmenes de tránsito en un lugar específico. Sus resultados se pueden usar para proyectar vías, hacer análisis sobre su capacidad y para muchos otros fines. Generalmente se ubican de 2 - 3 km de la zona urbana para evitar la repetitividad del conteo vehicular. Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 67

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Estos estudios se llevan a cabo en los lugares donde se necesite la información y su duración suele ser de 48 horas a una semana si se utilizan contadores automáticos y solamente durante las horas que interesen (como las de volúmenes máximos) cuando los recuentos se efectúan en forma manual, se acostumbra emplear recuentos manuales con intervalos 15 minutos. También pueden hacerse estudios en intersecciones para señalización, ubicación de semáforos, señales, análisis de accidentabilidad, niveles de servicio. En conclusión se ubicarán conforme las necesidades de solución a los problemas del tránsito vehicular.

3.7 Aplicaciones de los volúmenes de Tránsito, Hora pico y sus variaciones 50 decibeles es límite superior deseable al que debe exponerse el ser humano, según lo definió la Organización Mundial de la Salud, OM. Este un problema adicional causado por el tránsito.

Tomado de: http://www.elnuevodiario.com.ni/nacionales/313923-ubican-puntos-mayores-decibeles-managua

De una manera general, los datos sobre volúmenes de tránsito se utilizan ampliamente en distintos campos. Tal y como refiere Cal & mayor en su publicación de ingeniería de tránsito pueden considerarse las siguientes aplicaciones: 1. Planeación • Clasificación sistemática de redes de carreteras. • Estimación de los cambios anuales en los volúmenes de tránsito. • Modelos de asignación y distribución de tránsito. • Desarrollo de programas de mantenimiento, mejoras y prioridades. • Análisis económicos. • Estimaciones de la calidad del aire. • Estimaciones del consumo de combustibles. 2. Proyecto • Aplicación a normas de proyecto geométrico. • Requerimientos de nuevas carreteras. • Análisis estructural de superficies de rodamiento. 3. Ingeniería de Tránsito Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 68

INGENIERÍA DE TRÁNSITO • • • • •

Análisis de capacidad y niveles de servicio en todo tipo de vías. Caracterización de flujos vehiculares. Zonificación de velocidades. Necesidad de dispositivos para el control del tránsito. Estudio de estacionamientos.

4. Seguridad • Cálculo de índices de accidentes y mortalidad. • Evaluación de mejoras por seguridad. 5. Investigación • Nuevas metodologías sobre capacidad. • Análisis e investigación en el campo de los accidentes y la seguridad. • Estudio sobre ayudas, programas o dispositivos para el cumplimiento de las normas de tránsito. • Estudios de antes y después para una evaluación expost de proyectos de inversión. • Estudios sobre el medio ambiente y energía (Impacto ambiental). • Rentabilidad y justificación económica de proyectos sociales de inversión de carreteras. 6. Usos comerciales • Hoteles y restaurantes. • Urbanismo. • Autoservicios. • Actividades recreacionales y deportivas. Dependiendo de la unidad de tiempo en que se expresen los volúmenes de tránsito, éstos se utilizan para: 1. Los volúmenes de tránsito anual (TA) • Determinar los patrones de viaje sobre áreas geográficas. • Estimar los gastos esperados de los usuarios de las carreteras. • Calcular índices de accidentes. • Indicar las variaciones y tendencias de los volúmenes de tránsito, especialmente en carreteras de cuota (peaje). 2. Los volúmenes de tránsito promedio diario (TPD) • Medir la demanda actual en calles y carreteras. • Evaluar los flujos de tránsito actuales con respecto al sistema vial. • Definir el sistema arterial de calles. • Localizar áreas donde se necesite construir nuevas vías o mejorar las existentes. • Programar mejoras en redes viales. 3. Los volúmenes de tránsito horario (TH) • Determinar la longitud y magnitud de los periodos de máxima demanda. • Evaluar deficiencias de capacidad. • Establecer controles en el tránsito, como: colocación de señales, semáforos y marcas viales; jerarquización de calles, sentidos de circulación y rutas de tránsito; y prohibición de estacionamiento, paradas y maniobras de vueltas. • Proyectar y rediseñar geométricamente calles e intersecciones. 4. Las tasas de flujo (q) • Analizar flujos máximos. Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 69

INGENIERÍA DE TRÁNSITO • Analizar variaciones del flujo dentro de las horas de máxima demanda. • Analizar limitaciones de capacidad en el flujo de tránsito. • Analizar las características de los volúmenes máximos. Se sugiere leer más en http://imt.mx/micrositios/seguridad-y-operacion-deltransporte/servicios-tecnologicos/operacion-del-transporte/estudios-de-ingenieria-detransito.html 3.8. Hora Pico y sus factores Como se indicó anteriormente la hora pico es la hora máxima demanda vehicular, para una calle, puede llegar a ser repetitiva durante varios días de la semana. Sin embargo, puede ser diferente de un tipo de calle a otro para el mismo periodo máximo. Por lo que es necesario realizar la planeación de los controles de tránsito tales como:   

Prohibiciones de estaciones Prohibiciones de ciertos movimientos de vueltas Disposiciones de los tiempos de semáforos.

Se llama Factor Pico Horario o Factor de Hora de Máxima Demanda a la relación entre el Volumen Horario de Máxima Demanda (VHMD) y el volumen máximo (Vmax) que se representa durante un periodo dado dentro de dicha hora, este se representa a través de la ecuación: FHP = FPH= FHMD = VHMD/(N * Vmax) Donde, N: es el número de periodos durante la hora de máxima demanda. Los periodos dentro de la hora de máxima demanda pueden ser de 5,10 o 15 minutos, utilizando este último con mayor frecuencia en cuyo caso de la hora de máxima demanda es Fph = VHMD/ (4 * V15 max) Para el periodo de 5 minutos el factor de la hora de máxima demanda es FHMD = VHMD/ (12 * V5 max) El factor de la hora de máxima demanda es un indicador de las características del flujo de tránsito en periodos máximos. Su mayor valor es la unidad, lo que significa que existe una distribución uniforme de flujos máximos durante toda la hora. Valores bastantes menores que la unidad indican concentraciones de flujos máximos en periodos cortos dentro de la hora. Es común estudiar esta variación que no es cíclica sólo para las horas pico ni para todas las vías urbanas. Las variaciones en la intensidad del tránsito durante la hora pico puede tener valores bastante altos en algunas fracciones de la hora y relativamente bajos en otras. Este comportamiento se cuantifica a través del factor pico horario. Este es un indicador de las características del flujo de tránsito en periodos de máxima demanda. Teóricamente el FPH varía entre 0.25 -1. Un FPH de 1 indica un tránsito completamente uniforme en toda la hora pico. Valores menores indican concentraciones de flujos máximos en periodos cortos dentro de la hora. En general este está alrededor de 0.85. El V15 tendrá valor aproximado del 30 % del volumen total de la hora pico. Este factor es de vital importancia en el diseño de semáforos e intersecciones. Por supuesto, la variación de este estará en función del tamaño de la ciudad, ya que cuanto menor sea esta, menor será la duración del periodo pico. A partir del V15 teórico podrá también estimarse el FPH teórico. Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel Página | 70

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Es importante mencionar la importancia de la nomenclatura de las horas picos ya que la práctica común es a identificar esta en periodos de una hora cerrados ejemplo de 04:0005:00, 05:00-06:00. 3.9. Relación TPDA y TPDS El desarrollo de cualquier suceso o fenómeno estará naturalmente mucho mejor caracterizado cuando se analiza todo su universo. En este caso de volúmenes, el tamaño de su población está limitado en el espacio y en el tiempo por las variables asociadas al mismo. Para obtener el tránsito promedio diario anual es necesario disponer del número total de vehículos que pasan durante un año por el punto de referencia, mediante aforos continuos a lo largo de todo el año, ya sea en periodos horarios, diarios, semanales o mensuales. Muchas veces esta información es difícil de obtener, al menos en todas las vialidades, por los costos que ellos implican. Sin embargo, se pueden conseguir datos en las casetas de cobro para las carreteras de cuotas y mediante contadores automáticos instalados en estaciones deseadas de la nación. En estas situaciones, muestras de los datos sujetas a las mismas técnicas de análisis permiten generalizar el comportamiento de la población. No obstante antes de generalizar los resultados, se debe analizar la variabilidad de la muestra para así estar seguros, con cierto nivel de confiabilidad, que esta se puede aplicar a otro número de casos no incluidos y que forman parte de las características de la población. Por tanto, en el análisis de volúmenes de tránsito, la media poblacional o tránsito promedios diario anual (TPDA), se estima con base en la media muestral o TPDS según la siguiente ecuación indica por Cal & Mayor: TPDA = TPDS  A Donde: A: máxima diferencia entre TPDA y TPDS Nota: Como se puede observar, el valor de A, sumado o restado del TPDS, define el intervalo de confianza dentro del cual se encuentra el TPDA. Para un determinado nivel de confianza el valor de A es: A=K E Donde: K: # de desviaciones estándar correspondiente al nivel de confiabilidad deseado. E: error estándar de la media. E = 

 : Estimador de la desviación estándar poblacional (  )

S  N  n     N 1 n   

  Donde:

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 71

  

INGENIERÍA DE TRÁNSITO S: desviación estándar de la distribución de los volúmenes de tránsito diario o desviación estándar muestral. N: tamaño de la población en # de días del año. n: tamaño de la población en # de días del aforo. Por tanto, la desviación estándar muestral (S) se calcula mediante la siguiente expresión: n

(TD  TPDS)

2

i

S=

i1

n 1

TD i: volumen de tránsito del día i Finalmente, la relación entre los volúmenes de tránsito promedio diario anual y semanal es: TPDA = TPDS  A = TPDS  K E  = TPDS  K   Nota: en la distribución normal, para niveles de confiabilidad del 90% y 95%, los valores de la constante (K) son 1.64 y 1.96 respectivamente. En la siguiente tabla se muestran otros valores de K (Valor Z en estadística) para distintos niveles de confianza

PROPUESTO A RESOLVER Se desea determinar, para los niveles de confiabilidad del 90% y 95%, los intervalos en que se encuentra el TPDA en función del TPDS, utilizando los volúmenes diarios totales que se muestran a continuación obtenidos para los 7 días desde el sábado hasta el viernes. Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 72

INGENIERÍA DE TRÁNSITO sábado 12 307

domingo 11 147

Lunes 10 121

Martes 9 630

Miércoles 8 546

Jueves 9 849

Viernes 10 918

Siga los siguientes pasos: 1.- TPDS = TS  TD t 7 n

(TD  TPDS)

2

i

2.- Determinación de la desviación estándar muestral

S=

i1

n 1 3.- Determinación del estimador de la desviación estándar poblacional (  )

S  N  n     N 1 n   

N = 365, n = 7

4.- Determine el Valor máximo y mínimo con relación TPDA = TPDS  K 



Valor mínimo  TPDA  Valor máximo Para nivel de confiabilidad del 90% (K = 1.64) y para el 95 % (K = 1.96) 3.9.1 Introducción al cálculo de TPDA Uno de los elementos claves para el diseño de carreteras es el cálculo del Tránsito Promedio Diario Anual o TPDA como fundamento de análisis de tránsito. Cómo se ha descrito anteriormente y se indica en el desarrollo de la asignatura, lo ideal es poder contar con aforos de tránsito de todos los días del año a fin de estimar el comportamiento del mismo para diseño de estructuras de pavimentos y dispositivos del control. En general un factor día (Nombrado así por prestigiosos ingenieros de tránsito) puede ser estimado por la ecuación, factor día, Fd = 1/(TD/TPDS) intenta condicionar las condiciones de flujo de un día de la semana a las promedio de la semana. Del mismo modo, el factor de ajuste mensual, Fm = 1/(TPDM/TPDA) Trata de condicionar el conteo realizado en un mes determinado a las condiciones promedio del año. De modo que un TPDA para fines de diseño podrá estimarse por la ecuación TPDA = Tdi (Fm) Fd En la sección V se hará un explicación detallada de como expandir de 12 horas de un determinando tiempo a las condiciones de un Promedio Diario Anual basado en los anuarios estadísticos publicados por el Ministerio de Transporte e Infraestructura. De manera general la idea es que aunque aforemos por un día completo, este no podrá ser empleado para efectos de diseño, dado que no es representativos de las condiciones promedio de un año. Para nosotros, basados en los anuarios estadísticos del MTI, la ecuación general es: Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 73

INGENIERÍA DE TRÁNSITO TPDA = Tdi (Fs) Ft

donde,

Td: es el tránsito Diario para un período de 24 horas. Si este conteo fuera de 12 horas entonces será necesario estimar um Fd (Factor dia o nocturno para pasar de 12 horas a 24 horas). Fs es el factor semana equivalente al factor dia antes descrito. Ft: es el factor temporada, de expansión o de estación equivalente al Fm descrito anteriormente. TPDA = Td12 Horas (Fd) (Fs) Ft Para comprender mejor lo anterior haremos el ejercicio C, de la siguiente actividad práctica. Recuerde que necesitas comprender la metodologia y lógica del trabajo, pero saber utilizar tablas de los anuários estadísticos como la mostrado em siguiente figura.

3.10 Metodología para la clasificación del sistema de conteo tráfico

Tomado de Anuarios de tráfico, 2016 , MTI, p. 7)  Identificación de Vectores de correspondencia y determinación de rangos para las categorías de vectores Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 74

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Se adoptó como término “vector de correspondencia”, para designar la potencialidad con la cual se manifieste la afinidad que pueda existir entre una estación de conteo largo con una estación de conteo corto. Para todas las estaciones, se identifican vectores con incidencia y rangos de variaciones en las características del tráfico: 1.1 Vector Geográfico – R Se dividió el país en 5 regiones físicas/económicas de grandes rasgos: La región de la costa del pacífico que fue subdividida en dos por consideración de una cierta diferenciación en la concentración de actividades industriales en el norte con relación al sur. La región central norte se diferencia por sus características topográficas la que tiene influencia sobre el carácter de la producción agrícola e industrias agropecuarios asociados. La región Atlántica, presenta sus propias características de topografía, clima, vegetación natural, densidad de ocupación y actividad humana, definiéndose las categorías R4 y R5.

1.2- Vector Volumen Total del Tráfico – V El rango de volúmenes de TPDA en las estaciones cubiertas por el sistema varía desde menores de 300 hasta más de 50,000 vehículos por día, considerándose los siguientes intervalos: V1 - TPDA mayor de 5000 V2 - TPDA de 300 a 5000 V3 – TPDA menores de 300 1.3 Vector Porcentaje de Vehículos Pesados en el Volumen Total Diario – C Es notable que el porcentaje de vehículos de transporte de carga dentro de la composición del tráfico tenga alto grado de variación de un sitio al otro y se relaciona bien como indicador de la función de la vía. Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel Página | 75

INGENIERÍA DE TRÁNSITO La definición de categorías para este vector es dado por el porcentaje de vehículos de carga dentro el volumen total. Las categorías son definidas: C1 - >35% de vehículos pesados en el volumen total C2 - entre 25% y 35% de vehículos pesados en el volumen total C3 - <25% del volumen total 1.4 Vector de la Incidencia de Camiones de Larga Distancia –T El vector se define como el coeficiente de vehículos tipo camiones de 4 y más ejes con relación al total de vehículos pesados. Los rangos de variación para la definición de las categorías son:

T1 > 40 % de vehículos de carga articulados en el total de vehículos pesados T2 entre 20 a 40% de articulados T3 < 20% de articulados 3.10.1 Actividad práctica 3 a) A partir de los volúmenes registrados cada cinco minutos en un conteo de dos días. Se pide que para ambos días realiza las siguientes actividades.  Determine la hora pico para los datos mostrados  Cree un histograma que muestre el comportamiento de volúmenes horarios por día en periodos horarios.  Calcule e interprete los FPH para periodos de V15 y V5. Compare y comente los resultados obtenidos par ambos días.  Calcule el FPH teórico y compárelo con el real calculado.

Hora 07:00-07:05 07:05-07:10 07:10-07:15 07:15-07:20 07:20-07:25 07:25-07:30 07:30:07:35 07:35-07:40 07:40-07:45 07:45-07:50 07:50-07:55 07:55-08:00 08:00-08:05

Volumen (Q5) Día 1 Día 2 85 89 75 68 100 95 90 100 95 110 98 125 89 96 98 97 78 91 78 86 63 85 93 85 112 75

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Hora 10:00-10:05 10:05-10:10 10:10-10:15 10:15-10:20 10:20-10:25 10:25-10:30 10:30:10:35 10:35-10:40 10:40-10:45 10:45-10:50 10:50-10:55 10:55-11:00 11:00-11:05

Volumen (Q5) Día 1 Día 2 78 74 84 455 114 63 97 49 108 49 78 78 63 88 150 48 78 91 78 86 90 85 93 85 112 75 Página | 76

INGENIERÍA DE TRÁNSITO 08:05-08:10 08:10-08:15 08:15-08:20 08:20-08:25

89 57 56 78

123 160 102 74

11:05-11:10 11:10-11:15 11:15-11:20 11:20-11:25

89 51 56 78

123 160 102 91

08:25-08:30 08:30-08:35 08:35-08:40 08:40-08:45 08:45-08:50 08:50-08:55 08:55-09:00 09:00-09:05 09:05-09:10 09:10-09:15 09:15-09:20 09:20-09:25 09:25-09:30 09:30-09:35 09:35-09:40 09:40-09:45 09:45-09:50 09:50-09:55 09:55-10:00

84 114 97 108 78 63 150 63 93 112 89 57 56 78 84 56 78 57 56

455 63 49 49 38 38 38 85 85 75 123 160 102 74 455 102 91 160 102

11:25-11:30 11:30-11:35 11:35-11:40 11:40-11:45 11:45-11:50 11:50-11:55 11:55-12:00 12:00-12:05 12:05-12:10 12:10-12:15 12:15-12:20 12:20-12:25 12:25-12:30 12:30-12:35 12:35-12:40 12:40-12:45 12:45-12:50 12:50-12:55 12:55-01:00

78 63 93 112 89 51 56 63 150 78 78 90 93 112 89 51 56 78 78

86 85 85 75 122 140 104 88 48 91 86 85 85 75 123 160 102 91 86

b) Basado en inciso a. Encuentre el fator pico horario para el dia 2. Grafique el comportamento horário de trafico para los dos dias del aforo.. c) Determine la hora pico y cree un histograma para los volúmenes totales por tipo de vehículos para el conteo de 12 horas y otro para el volumen horario registrado por hora. Calcule el Factor Pico Horario con el V15 teórico. Interprete.

El comportamiento

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 77

INGENIERÍA DE TRÁNSITO d) Gráfica um histrograma del comportamento promedio de la composición de tráfico de la estación 107 de sébaco, la cual es una de Mayor cobertura.

Notas:

e) Encontrar el TPDA a emplear en un estudio de proyecto si se hizo un conteo, el día miércoles 22 de Marzo por 24 horas, cuyo volumen fue de 2000 vehiculos por día Determine los factores apoyándose en las tablas y datos descritos Tabla 1. Determinación de TM, TPDM y TPDA Mes Enero

Febrero Marzo

Semana 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Tránsito Semanal 10282 11152 10943 9884 6949 7818 6959 7542 8283

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Mes

Julio

Agosto

Semana 27 28 29 30 31 32 33 34 35

Tránsito Semanal 15612 17076 18344 17745 16727 23480 21649 21215 19618

Página | 78

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Mes

Abril

Mayo

Junio

Semana 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

Tránsito Semanal 7749 9146 8549 8218 18981 22809 18418 16321 12287 12771 12314 12969 14415 15075 15142 15605 15812

TPDA =∑ ™/365 (veh/dia)

Mes

Semana

Septiembre

Octubre

Noviembre

Diciembre

36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52

Tránsito Semanal 17549 16476 14716 14654 12949 12477 12945 12315 13614 13162 12286 11810 17618 18416 20522 22282 19642

=

TPDA =∑ TPDM/12 (veh/dia) = Notas:

Tabla 2. Cálculo de los factores de ajuste diarios y mensuales Día

Transito Diario (TD)

Lunes

1278

Martes

1083

Miércoles

1014

Jueves

1079

Viernes

1389

Sábado

1636

Domingo TPDS =

1831

Fd = TPDS/TD

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Comentarios

Página | 79

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Día Mes

Transito

Fd =

Transito Mensual (TMi)m

Comentarios Transito Promedio Diario Mensual (TPDM)m

Comentarios Fm = TPDA/TPDM

Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 80

INGENIERÍA DE TRÁNSITO f. Para los datos mostrados, de um conteo de 12 horas cada 5 minutos. Calcule la hora pico y el VHMD. Determine el Factor Pico Horario en función de v5 y v15. ¿Cuanto es el valor del v15 teórico?. Genere un histograma del comportamiento horario del tránsito CONTEO MATUTINO (C/5 Min)

V5

6:00-6:05 6:05-6:10 6:10-6:15 6:15-6:20 6:20-6:25 6:25-6:30 6:30-6:35 6:35-6:40 6:40-6:45 6:45-6:50 6:50-6:55

V15

VH

13 22 13 13 16 21 32 34 13 11 17

9:00-9:05 9:05-9:10 9:10-9:15 9:15-9:20 9:20-9:25 9:25-9:30 9:30-9:35 9:35-9:40 9:40-9:45 9:45-9:50 9:50-9:55 9:55-10:00

19 27 19 28 28 32 22 14 14 22 14 9

6:55-7:00 7:00-7:05 7:05-7:10 7:10-7:15 7:15-7:20 7:20-7.25 7:25-7:30 7:30-7:35 7:35-7:40 7:40-7:45 7:45-7:50 7.50-7:55

37 21 14 26 32 22 20 19 26 17 25 26

10:00-10:05 10:05-10:10 10:10-10:15 10:15-10:20 10:20-10:25 10:25-10:30 10:30-10:35 10:35-10:40 10:40-10:45 10:45-10:50 10:50:10:55 10:55-11:00

15 0 3 7 4 11 5 2 10 4 6 15

7:55-8:00 8:00-8:05 8:05-8:10 8:10-8:15 8:15-8:20 8:20-8:25 8:25-8:30 8:30-8:35 8:35-8:40 8:40-8:45 8:45-8:50 8:50-8:55

16 31 22 15 18 26 20 17 12 15 32 33

11:00-11:05 11:05-11:10 11:10-11:15 11:15-11:20 11:20-11:25 11:25-11:30 11:30-11:35 11:35-11:40 11:40-11:45 11:45-11:50 11:50-11:55 11:55-12:00

12 10 6 11 10 7 12 5 6 4 12 5

8:55-9:00

23

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 81

INGENIERÍA DE TRÁNSITO TURNO VESPERTINO

Periodos Horarios V15

VH

(C/5 Min)

V5 26 33 18 18 19 31 34 26 19 31 28 24

(C/5 Min)

V5

12:00-12:05 12:05-12:10 12:10-12:15 12:15-12:20 12:20-12:25 12:25-12:30 12:30-12:35 12:35-12:40 12:;40-12:45 12:45-12:50 12:50-12:55

23 18 13 4 18 9 22 15 20 18 14

3:00-3:05 3:05-3:10 3:10-3:15 3:15-3:20 3:20-3:25 3:25-3:30 3:30-3:35 3:35-3:40 3:40-3:45 3:45-3:50 3:50-3:55 3:55-4:00

12:55-1:00 1:00-1:05 1:05-1:10 1:10-1:15 1:15-1:20 1:20-1:25 1:25-1:30 1:30-1:35 1:35-1:40 1:40-1:45 1:45-1:50 1:50-1:55

23 8 13 15 18 16 23 16 10 19 16 9

4:00-4:05 4:05-4:10 4:10-4:15 4:15-4:20 4:20-4:25 4:25-4:30 4:30-4:35 4:35-4:40 4:40-4:45 4:45-4:50 4:50-4:55 4:55-5:00

24 22 15 42 34 28 17 27 21 31 26 16

1:55-2:00 2:00-2:05 2:05-2:10 2:10-2:15 2:15-2:20 2:20-2:25 2:25-2:30 2:30-2:35 2:35-2:40 2:40-2:45 2:45-2:50 2:50-2:55 2:55-3:00

22 27 14 27 29 28 16 19 27 18 16 25 21

5:00-5:05 5:05-5:10 5:10-5:15 5:15-5:20 5:20-5:25 5:25-5:30 5:30-5:35 5:35-5:40 5:40-5:45 5:45-5:50 5:50-5:55 5:55-6:00

33 28 32 20 19 23 33 19 29 20 38 21

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

V15

Página | 82

VH

INGENIERÍA DE TRÁNSITO g) Para los datos indicados de manera manual o con el apoyo de Excel complete las tablas indicadas

Mes

Semana 1 2 3 4 Enero 5 6 7 Febrero 8 9 10 11 12 13 Marzo 14 15 16 17 Abril 18 19 20 21 22 Mayo 23 24 25 26 Junio TA (veh/año) = ∑TS = ∑TM = ∑TD = ∑TH TPDA = Tránsito Anual/365 TPDA =

Mes

Tránsito Semanal 15424 16728 16415 14827 10424 11728 10439 11314 12425 11624 13719 12824 12327 28472 34214 27628 24482 18431 19157 18472 19454 21623 22613 22714 23408 23718

Mes

Julio

Agosto

Septiembre

Octubre

Noviembre

Diciembre

Semana 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52

Tránsito Semanal 23418 25614 27516 26618 25091 35220 32474 31823 29427 26324 24715 22074 21981 19424 18716 19418 18473 20422 19744 18429 17716 26428 27624 30784 33424 29463

Veh/año

Veh/dia Transito Mensual (TMi)m

Transito Promedio Diario Mensual (TPDM)

TPDM/ TPDA

Fm = 1/TPDM/TPDA

Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 83

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre ** Note que el Fm se puede estimar de forma directa con TPDA/TPDM

TPDA =∑ ™/365 (veh/dia) TPDA =∑ TPDM/12 (veh/dia) Día

Transito Diario (TDd)

Lunes Martes Miércoles Jueves Viernes Sábado Domingo

TD/ TPDS

Fd = 1/(TD/TPDS)

1278 1083 1014 1079 1389 1636 1831

TS =∑ TD (veh/Semana) TPDS =∑ TD/7 (veh/dia)

El jueves 8 de noviembre se realizó un aforo de 24 horas cuyo volumen fue de 4322 veh/día. ¿Cuál será el TPDA a usar en el proyecto? ¿Cuál es el TPDA a emplear si el lunes 3 enero el TPDA fue de 3443 veh/día h) Responda las siguientes preguntas.    



¿Cuál es el objetivo de los factores de ajuste mensual y factores de ajuste diarios? ¿Cuál es la relación de la ecuación TPD = Td (Fm) Fd con la forma de hacer expansiones en Nicaragua? ¿Qué indican los factores picos horarios? Para que se usan los factores picos horarios? ¿En una carretera aforada el factor pico horario fue de 0.82, en otro tramo el factor fue de 0.88. ¿Dónde y por qué habrán problemas de tránsito probablemente? ¿Qué información se encuentra en los anuarios estadísticos publicados por dirección de la administración vial del MTI?

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 84

INGENIERÍA DE TRÁNSITO  

i)

¿Cuántos tiempos de estaciones de aforo son las que se encuentran en los anuarios de estadísticos del MTI? Indica las características de cada una de ellas. Indica tres aplicaciones de los volúmenes de tránsito acorde al periodo en que se realizan.

Realice la Actividad indicada

Objetivo: valorar la importancia de los volúmenes promedio anuales de tránsito así como el uso correcto de factores de expansión acorde a las variaciones en las corrientes vehiculares. En grupo organizado por el facilitador, realiza las actividades descritas. 1.- Responde a) ¿Qué es volumen de tránsito? b) ¿Cuáles son las categorías empleada para su clasificación? En particular indica la codificación a emplear para los de carga. c) Indica el periodo de conteo empleado por el MTI para generar información referencial de estaciones de conteo ¿Cuál es el objetivo de las expansiones de tránsito? d) ¿Cuál es la utilidad de los factores día, semana y temporada de los anuarios del MTI? e) Dos tramos de carretera tienen la codificación vial indica en la siguiente tabla, Tramo 1 Tramo 2 Vector geográfico R3CN Vector geográfico R1PS Vector volumen V2 Vector volumen V1 Vector vehículos pesados de carga C3 Vector vehículos pesados de carga C2 Vector de incidencia de larga distancia T2 Vector de incidencia de larga distancia T1  Explica las características de Tramo 1  Entre tramo 1 y tramo 2, indica cuál consideras que tiene mayor impacto en la capacidad de circulación.  Entre tramo 1 y tramo 2, indica cuál consideras que tiene mayor circulación de carga actuante. Considera el diagrama de cargas de pesos y dimensiones del MTI. Argumenta tu respuesta. f) Explica cómo se hacen las proyecciones en Nicaragua a partir de anuarios estadísticos del MTI. g) Si se aforo de 12 horas se hace en un tramo carretera ¿qué estación debe usarse para expandir? Explique.

2.- En una carretera regional se ha cuantificado los volúmenes de tránsito mostrado en la tabla al pie. El día martes se realizó un aforo de 12 mostrado en la tabla por día . Basados en datos mostrado en tabla, Indica el Valor de Tránsito Promedio Diario para Diseño Vehículos de Livianos HORA

Mot os

Aut os

Jee p

Ca m.

Veh. Pasajeros McB MnB us us <15 15-30 s. s.

Bus 30+ s.

Liv. 2-5 t.

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Vehículos de Carga C TxTxC2 3 Sx Sx 5+ <=4 >=5 t. e. e.

Equipo Pesado CxRx <=4 e.

CxRx >=5 e.

V. A.

V. C.

Página | 85

Otr os

Tot al

INGENIERÍA DE TRÁNSITO 06: 00 07: 00 08: 00 09: 00 10: 00 11: 00 12: 00 13: 00 14: 00 15: 00 16: 00 17: 00

07: 00 08: 00 09: 00 10: 00 11: 00 12: 00 13: 00 14: 00 15: 00 16: 00 17: 00 18: 00

4

1

2

13

0

1

4

0

4

0

0

0

0

0

0

0

0

12

7

1

4

0

0

3

6

1

1

0

0

0

0

0

0

0

19

0

5

7

0

2

0

0

3

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

7

6

0

0

2

2

5

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

7

11

0

0

2

0

1

0

0

0

0

0

0

0

0

3

0

5

8

0

0

0

3

1

1

0

5

0

0

0

0

0

8

1

0

11

0

1

0

1

2

0

0

0

0

0

0

0

0

2

3

9

8

0

2

0

0

1

0

0

0

0

0

0

0

0

10

1

4

13

0

0

3

2

4

2

0

0

0

0

0

0

0

1

4

1

9

0

2

3

1

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

3

1

0

0

0

0

3

5

2

0

0

0

0

0

0

0

3

1

0

0

0

0

0

6

7

0

0

0

0

0

0

0

0

TOTAL

305

Explique que factores debe aplicar si el conteo se hace por una semana completa 

Utilizando la ecuación de proyección geométrica de tránsito determine el Total de tránsito anual esperado para un periodo de 10 años a futuro.

j) Se presentan los volúmenes semanales en tres meses del año y se quiere determinar el intervalo del tránsito promedio diario anual en una carretera para los niveles de confianza del 90 y 95%. De los tres meses que se presentan, ¿cuál usted considera que es el adecuado para determinar el Tránsito Promedio Diario Anual. Justifique su respuesta. Mes Número de días Marzo 31

Semana Tránsito Semanal Número (Veh/semana) 1 12425 2 11624 3 13719 4 12824

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 86

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Mes

Semana Tránsito Semanal 5 12327 1 25091 2 35220 3 32474 4 31823

Agosto 31 Diciembre 31

1 2 3 4

27624 30784 22000 29463

j) En Un conteo vehicular se cronometro el paso de los vehículos. Si esta actividad se hizo por ocho minutos pasando 921 vehículos mixtos, determine la tasa de flujo.

C-R=<4

C-R=>5

V.A

V.C

Otros

60

T-S=>5

119

T-S<=4

50

C3

C2

22

Bus

1065

Jeep

400

MicBus

TPDS (12 horas)

Carro

Tipo de Vehículo / Factor

Moto

k) Considerando que se hizo un conteo de 12 horas en un tramo cerca de la estación Condega, determine los factores de expansión y el TPDA para fines de diseño.

5

1

4

3

4

4

3

3

Dia (12h diurnas a 24h) Semana Temporada TPDA

Genera un histograma de la cantidad de vehículos. 3.11

Laboratorio1

Este laboratorio está destinado al uso de Excel para simplificar los de expansión de conteos cortos y ultracortos en función de los anuarios estadísticos. La guía de trabajo se muestra en el enlace: https://www.dropbox.com/s/off9m8ov09p3ixn/LAB%201_Proyecciones%20de%20estaciones%2 0de%20cobertura.docx?dl=0 Los datos https://www.dropbox.com/s/p51kcru4jlgo1vp/Datos%20de%20Laboratorio%201.xlsx?dl=0 3.12

Actividad Autoaprendizaje 4

Basado en el documento, referencias de internet y del curso de estadísticas ya cursado realiza las siguientes actividades: 1.- Define y detalla la metodología de cálculo para tasas de flujo, volúmenes horarios, tránsito promedio diario y tránsito promedio diario anual.

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 87

INGENIERÍA DE TRÁNSITO 2.- Indaga acerca de la importancia y significado tiene el coeficiente de correlación r, coeficiente de ajuste R2 en los modelos matemáticos para proyecciones así como los tipos de regresiones existentes. 3-. Indica la Definición y tendencias acerca de lo que es tránsito normal, inducido y desviado. 4.- Has cuadro sinóptico de la clasificación de los volúmenes de tránsito y aplicaciones generales y particulares de cada uno de ellos.

3.13

que refleje las

Actividad Autoaprendizaje 5

1.- Realice las actividades indicadas

Objetivo Utilizar de manera adecuada los anuarios estadísticos del MTI para determinar adecuadamente los factores de expansión del TPDA. Actividades Descarga el anuario estadístico 2016 o el más reciente disponible dispuesto en el Blog docente 

Explica la forma de identificar los vectores de incidencia de tránsito, rango de variaciones y características del tránsito para Nicaragua.



Indica los valores de tasas de crecimiento de estaciones promedios.



Explica la cantidad y tipos de estaciones existentes

 

Ingresa al blog docente y descarga uno de los anuarios estadísticos Una vez descargado analizados realizada los ítem indicados



Seleccione una estación existente en los anuarios estadísticos del MTI, cerca de donde usted vive, y genere un histograma del comportamiento del TPDA de los últimos años (Tome de referencia el anuario último que se puede acceder). Indica la fuente de su información, indicando revista empleada y página en que se encuentra.



Seleccione una estación existente en los anuarios estadísticos del MTI, cerca de donde usted vive, extraiga una tabla de la composición vehicular y genere un

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 88

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

histograma del mismo. Indica la fuente de su información indicando revista empleada y página en que se encuentra. Nota: Todos estas actividades deben de ser realizadas en su cuaderno. Puede imprimir las tablas usadas para la realización de esta tarea. 2.En grupos usando el formato de aforo dispuesto en https://www.dropbox.com/s/a3l3snkiqgy8cbu/Formatos%20Trabajo%20Final.xlsx?dl=0 seleccione un tramo urbano sobre la carretera panamericana y realice un aforo vehicular de una hora, por sentido, contabilizando todos los vehículos que circulen por él usa el formato de conteo dispuesto. (Entregue al docente el formato en físico utilizado de conteo y al menos una foto impresa de evidencia de tal proceso así como su ubicación).

2.1- Determine la hora pico y el factor pico horario 2.2 Genera una tabla resumen de los datos obtenidos por hora tomando como referencia el formato que se utiliza en las publicaciones del MTI.. 3.- Revisa uno de los estudios de tránsito, acorde a indicaciones del facilitador, dispuesto en los enlaces. https://www.dropbox.com/sh/6zfvx4cwa1auv3p/AADTPljF4fSVvrmRiLLfzQFla?dl=0

https://www.dropbox.com/sh/djs1w455x3n9rui/AADIeFQm-L1JT27mLCESBFnxa?dl=0

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 89

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Analiza y toma nota de la metodología seguida en dicho estudio así como algunas generalidades del mismo. Genera un organizador gráfico que sintetiza lo indicado en cada documento. En próxima sesión se realizará un seminario taller del mismo. 4.- Indaga en la Web del Banco Central de Nicaragua el histórico del PIB, Población y el IPC. Crea en tu cuaderno el comportamiento del mismo de los últimos cinco años. http://www.bcn.gob.ni/ Indica brevemente que otra información se dispone en las publicaciones de dicha institución. (debes de trabajar con PIB a precio constante expresado en millones de dólares). De igual manera pues apoyarte en el archivo https://www.dropbox.com/s/ve24z2l2hxqjtht/IPC20preguntas.pdf?dl=0 Realiza en tu cuaderno una conclusión referencial del PIB y del IPC, cita las fuentes correspondientes. 5.- Consulta en la Web y describe que es el IPC así como también cuales son las variables que definen el PIB. En Nicaragua la forma de calcular el PIB cambió hace unos pocos años explica. IV. PROYECCIONES TRÁNSITO A FUTURO Dado la importancia que tiene esta temática en el desarrollo del curso de Ingeniería de Tránsito le dedicaremos esta capitulo. Tal y como se describió anteriormente lo ideal es contar con datos de aforo por todo un año a fin de contar con la información ideal para hacer proyecciones. El problema consiste, por una parte, en predecir la evolución de las variables agregadas, y por otra parte determinar la expresión matemática que sirva para predecir tránsitos de manera confiable, lo que generalmente se lleva a cabo con ayuda técnica estadística. 4.1 Objetivo de proyecciones El objetivo principal es la cuantificación de los volúmenes de tránsito que serán atraídos, generados y desarrollados por el proyecto. La práctica normal de las proyecciones del tránsito son desarrolladas en base a estimaciones de viajes. Algunos factores utilizados para las proyecciones del tránsito y que impactan fuertemente; son los crecimientos poblacionales, los consumos de combustibles, el parque automotor, IPC y el Producto Interno Bruto (PIB). Mínimas variaciones en los datos que se asumen para los crecimientos de las TAC poblacionales y de crecimiento económico, pueden provocar cambios significativos en el volumen vehicular proyectado y su composición. Estas premisas, son de mucha importancia para el diseño de los espesores de pavimento, debido que estos cambios; provocan alteraciones en las concentraciones e intensidades del tránsito. Es por ello que los Volúmenes de Tránsito en el Año horizonte, su comportamiento y Composición, son los elementos que definen las características geométricas y estructurales con que serán diseñadas la nueva Vía. 4.2 Métodos de proyección Cuando se va a diseñar un pavimento no es suficiente conocer el volumen del tránsito inicial, sino que debe hacerse un estimado del tránsito total al que estará sometida la estructura Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 90

INGENIERÍA DE TRÁNSITO durante el lapso que se fije como período de diseño. Dicha estimación requiere la utilización de una tasa de crecimiento anual del tránsito, por cuanto es un hecho reconocido que éste aumenta a causa del incremento de la población y del mayor uso del vehículo En el campo de las carreteras, algunos modelos de frecuente utilización son los modelos de crecimiento lineal, exponencial, potencial, con base a variables y por analogías. Se sugiere ampliar lectura en enlaces https://www.dropbox.com/s/oai80fr1hjgje7z/M%C3%A9todos%20de%20proyeccion2.pptx?dl=0 http://repositorio.cepal.org/bitstream/handle/11362/8750/S8400128_es.pdf https://www.cemexmexico.com/Concretos/files/manualDePavimentos2010.pdf Modelos de crecimiento lineal, exponencial o potencial: Es un método que supone en la demanda en base a una tasa de crecimiento simple y de crecimiento casos para los que haremos uso de la regresión previamente vista en estadística y análisis numérico. . Modelos de crecimiento por analogía La evolución de la demanda en una instalación dada se aplica en función del crecimiento ya registrado en alguna otra instalación o país determinado, con condiciones análogas a las de la instalación en estudio pero en un estado más avanzado de desarrollo. Modelos de crecimiento con base en variables. Variables de mayor jerarquía, tales como producto interno bruto (PIB), población (P), empleo, Índice de precios al consumidor (IPC) podrán ser asociadas al comportamiento del tránsito a través de ecuaciones de correlación. En este contexto debemos comprender la lógica de ecuaciones las cuales refieren a la aplicación del concepto de pendiente para asociar crecimiento. Tal y como se discutirá más adelante basado en variable se emplea comúnmente el método de regresión líneal que permita estimar a partir de datos actuales el futuro con cierto nivel de error el cual quedará a criterio del proyectista el uso del mismo. 4.2.1 Proyección de Tránsito por modelo potencial El volumen de tránsito para un año cualquiera (n) se determina empleando la siguiente ecuación: TPDAn = TPDAo * (1+ TC) n en donde: • •

TPDAn = Volumen diario de vehículos para el año "n" TPDAo = Volumen diario de vehículos para el año inicial del período considerado. • TC = Tasa de Crecimiento para el período de años en análisis, expresada en forma decimal • n = Número de años del período considerado, que es igual a la diferencia numérica entre el año “futuro” y el año “inicial”

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 91

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Para comprender mejor la ecuación anterior observa los datos históricos al pie. La pregunta será cual es el TPDA para el año 2030?. Para dar respuesta a esta pregunta necesitaremos conocer la Tasa Anual de Crecimiento (TAC)

Año

TPDA

2006

4,696

2007

4,683

2008

4,753

2009

4,477

2010

4,976

2011

5,298

2012

5,582

2013

5,559

Se puede establecer relación entre el TPDA y los años Para dar respuesta a esta pregunta en próxima sección se detalla la aplicación de lo que es regresión lineal con Excel el cual permite generar un modelo matemático que explica el comportamiento de los datos tal y como se ve en la figura siguiente:

LN TPDA LN TPDA

Lineal (LN TPDA)

y = 0.7428x + 3.1328 R² = 0.8573

8.4 8.3 8.2 8.1 8 7.9 6.6

6.65

6.7

6.75

6.8

6.85

6.9

6.95

7

7.05

Como refieren los anuarios estadísticos del Ministerio de transporte existen distintos métodos para estimar la tasa de crecimiento, para efectos didácticos se diferenciará el nombre de estas, recalcando que el objetivo es estimar la tasa de crecimiento basada en datos históricos. Método a) Tasa Anual de Crecimiento Promedio (TACp) Basada en la estimación de la tasa promedio

de crecimiento interanual o entre periodos disponibles

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 92

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Como refiere se debe calcular el promedio de las tasa de crecimiento: 𝑛

𝑇𝑃𝐷𝐴 𝐴Ñ𝑂 𝐴𝐶𝑇𝑈𝐴𝐿 𝑇𝐴𝐶 = (( ) ) − 1) ∗ 100 𝑇𝑃𝐷𝐴𝐴Ñ𝑂 𝐴𝑁𝑇𝐸𝑅𝐼𝑂𝑅 n: es el número de años de periodo en análisis. Si los años con consecutivos el valor de n es 1. 𝑇𝐴𝐶𝑝 = ∑

𝑇𝐴𝐶 𝑁

Donde N representa el número de datos.

Método b) Tasa de crecimiento Pondera ( TCP) Debido a la irregularidad en algunos datos de conteos de vehiculares (reales y debido a factores externos) en los cuales el tránsito crece, decrece o incluso faltan datos, se estima una tasa pondera que modela un crecimiento lineal en el mismo. La fórmula empleada es 𝑛

𝑇𝑃𝐷𝐴 𝐴Ñ𝑂 𝐹𝑖𝑛𝑎𝑙 𝑇𝐶𝑃 = (( ) ) − 1) ∗ 100 𝑇𝑃𝐷𝐴𝐴Ñ𝑂 𝐼𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 Donde n es la diferencia de años entre los periodos (De manera práctica si estre los años 2020 – 2028, solo es la diferencia algebraica entre ambos periodos).

Método 3. Tasa geométrica de crecimiento (TGC) Esta es menos sensible a variación por datos extremos haciendo pesar más el resultado final. Su fórmula de cálculo es: 𝑇𝐺𝐶 = [𝑇𝐴𝐶1 ∗ 𝑇𝐴𝐶2 ∗ 𝑇𝐴𝐶3]1/𝑛 − 1 Donde TAC refiere a las tasas de crecimiento evaluadas de series históricas n: cantidad de tasas de crecimiento en análisis. Este último método de estimación de tasa de crecimiento de tasa geométrica se basa en principios matemáticos de la geometría (de ahí su nombre) , razón de su nombre. (así por ejemplo este se basa en que si tiene tres lados de un cubo diferente y deseas saber con qué lado se obtiene el mismo volumen. Un cubo de 4 * 8 * 7 equivale a uno de lados iguales de 6.07.)

Para efectos prácticos verifique las tasas planteadas a continuación: PERIODO

AÑO 2009

TPDA 4260

2009-2010

TAC 8.45%

2010

4260

2011

4910

2010-2011

6.27%

2011-2012 Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

-4.071% Página | 93

INGENIERÍA DE TRÁNSITO 2012

4710

2013

5350

2012-2013

13.58%

TACP= 6.06% ¿ Cuales son los parámetros o crieterios para seleccionar una de ellas?

4.3 Proyección empleando Regresión Lineal Uno de los métodos más empleados es hacer proyecciones con regresiones lineales, temática de la cual se ha profundizado en el desarrollo del curso de análisis numérico, estadística y otros en los cuales es necesario realizar estimaciones. El objetivo de este es hacer estimaciones a futuro con cierto grado de correlación, a partir de datos muestreados de cierto experimento, histórico existe o serie de observaciones. En palabras simples la regresión lineal permite realizar proyecciones o estimaciones de datos a futuro en función de la tendencia de registros históricos. En el caso de ingeniería de transito podremos emplearlo para proyectar población, TPDA, IPC, PIB y otros variables que serán de utilidad a lo largo del curso. Aunque existen varios métodos numéricos, la resolución más práctica suele hacerse con los mínimos cuadrados que permita llegar a construir una ecuación lineal de la forma Y = a + bx. Este método establece las siguientes ecuaciones de cálculo:

Note que la ecuación descrita por el método de los mínimos cuadrados, Y = b0 + b1 x, equivale a Y = a +b x. Siendo el valor de b la pendiente de la recta que se interpreta como el cambio o tendencia de crecimiento de la variable x respecto a Y. Es oportuno indicar que para mejorar los modelos matemáticos de proyección de variables es necesario generar nuevas ecuaciones. Una ecuación clásica que nosotros realizamos para modificar las elasticidades y correlacionar mejor variables macros como el PIB, Población es el uso de Ln, para explicar mejor la relación entre variables. Por lo antes descrito podremos generar nuevos valores llegando a la ecuación Y = ln a + b ln x (Recuerde que el anti logaritmo de Ln es la base e). Las elasticidades antes descritas sirven como coeficientes de ajuste que permiten relacionar el TPDA con PIB, Población y otros valores. En el desarrollo del curso

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 94

INGENIERÍA DE TRÁNSITO comprenderás a que refieren estos cálculos, último que serán con el apoyo de herramientas computacionales como Excel. De hecho los programas computacionales resuelven de una manera instantánea estos cálculos facilitando al usuario rapidez y comodidad en el manejo de una cantidad grande de datos. A lo largo de este curso se comentará acerca del uso del mismo con Excel 2013, InfoStat, SPSS así como una referencia al uso de su calculadora para cálculos estadísticos básicos y regresiones. Con su calculadora CASIO fx-82 MS o superior para realizar regresión lineal basta con hacer los siguientes pasos referenciales: Pasos 1.- Borrar memorias 2.- Establecer modo 3.- Introducir datos 4.- Ver los datos de variables de sumatorias y Regresión lineal

Modelos base Shift Mode / 3/= Mode / 3 (REG) / 1 (Lin) Dato X, Dato Y M+ Dato X+1, Dato Y+1 Dato X n, Dato Y n Shift 1 (Variables de suma) Shift 2 (Variables estadísticas)

Modelos última generación STAT / REG / Y = a +bx En la tabla ingresar los datos en orden X Y Shift Stat ( seleccione opciones de 1-5).

Nota: Shift refiere al uso de segunda función. De manera de ayuda puede ver video: https://www.youtube.com/watch?v=2V6Y_4Qymtc https://www.youtube.com/watch?v=_Uikv1SEEew En el desarrollo de la explicación del facilitador comprenderás mejor los pasos anteriormente indicados. De igual manera se recomienda ver ejercicio en https://www.dropbox.com/s/3dzje9zcl5450z5/Ejercicios%20%20adicionales.docx?dl=0 4.3.1 Ejemplo Práctico

Calcule la tasa de crecimiento por tres métodos. Proyecte por crecimiento potencial y regresión lineal (usando ambos modelos). Se sabe que la EMC (Estación de Mayor Cobertura) creció 7.59%. Proyectar para el año 2016 Año TPDA (Vehículos/día) 2004 98 2007 109 2011 174 2015 299 Estime la distribución de vehículos del 2016, si en el año 2015 fue como se muestra en la tabla.

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 95

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Motos Autos Jeep Camionetas Mc. Bus Bus C2 Liviano C2 C3 VA Otros

156 22 13 71 3 6 14 4 1 2 7

Paso 1: Calcular las tasas de crecimientos con los métodos estudiados Tasa Promedio Para calcular esta tasa se necesita emplear la siguiente fórmula: 𝑇𝑃𝐷𝐴𝑛+1 1/𝑛 ) 𝑻𝑨𝑪 = [( − 1] ∗ 100 𝑇𝑃𝐷𝐴𝑛 Dónde: TAC: Tasa Anual de Crecimiento TPDA: Tráfico promedio diario actual n: Número de años Una vez conocida la fórmula se procede a aplicarla: 2004 - 2007 109 1/3 𝑻𝑨𝑪 = [( ) − 1] ∗ 100 98 𝑻𝑨𝑪 (𝟐𝟎𝟎𝟒 − 𝟐𝟎𝟎𝟕) = 𝟑. 𝟔𝟏% 2007 - 2011 174 1/4 𝑻𝑨𝑪 = [( ) − 1] ∗ 100 109 𝑻𝑨𝑪 (𝟐𝟎𝟎𝟕 − 𝟐𝟎𝟏𝟏) = 𝟏𝟐. 𝟒𝟎% 2011 - 2015 299 1/4 𝑻𝑨𝑪 = [( ) − 1] ∗ 100 174 𝑻𝑨𝑪 (𝟐𝟎𝟏𝟏 − 𝟐𝟎𝟏𝟓) = 𝟏𝟒. 𝟒𝟗% Obtenidos los resultados, éstos se promedian 3.61% + 12.40% + 14.49% 𝑻𝑨𝑪𝒑𝒓𝒐𝒎 = 3 𝑻𝑨𝑪𝒑𝒓𝒐𝒎 = 𝟏𝟎. 𝟏𝟕% Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 96

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Tasa Ponderada En este método se aplica una fórmula similar, pero con años extremos, es decir, no consecutivos. 𝑇𝑃𝐷𝐴𝑛+1 1/𝑛 𝑻𝑪𝑷 = [( ) − 1] ∗ 100 𝑇𝑃𝐷𝐴𝑛 Dónde: TCP: Tasa de Crecimiento Ponderada TPDA: Tráfico promedio diario actual n: Número de años En este caso se eligen los años 2004 y 2015 porque presentan datos estables en relación con los otros años. 299 1/11 ) − 1] ∗ 100 𝑻𝑪𝑷 = [( 98 𝑻𝑪𝑷 = 𝟏𝟎. 𝟔𝟕%

Tasa Geométrica Se utilizará una fórmula para este método también que será la siguiente: 𝑻𝑮 = [(𝑇𝐶1 ∗ 𝑇𝐶2 ∗ 𝑇𝐶3 ∗ … ∗ 𝑇𝐶𝑛)1/𝑛] − 1 Dónde: TG: Tasa Geométrica TC: Tasa de Crecimiento n: Número de datos Los datos de las tasas de crecimiento para la sustitución en la fórmula ya están calculados en el primer método 𝑻𝑨𝑪 (𝟐𝟎𝟎𝟒 − 𝟐𝟎𝟎𝟕) = 𝟑. 𝟔𝟏% 𝑻𝑨𝑪 (𝟐𝟎𝟎𝟕 − 𝟐𝟎𝟏𝟏) = 𝟏𝟐. 𝟒𝟎% 𝑻𝑨𝑪 (𝟐𝟎𝟏𝟏 − 𝟐𝟎𝟏𝟓) = 𝟏𝟒. 𝟒𝟗% 𝑻𝑮 = [(3.61% ∗ 12.40% ∗ 14.49%)1/3] − 1 𝑻𝑮 = 𝟕. 𝟔𝟔 % Paso 2: Cálculo del Tráfico Promedio Diario Anual por Regresión Lineal y Modelo Logarítmico Regresión lineal Este método es realizado bajo la Ecuación: 𝒚̂= 𝒂 + 𝒃𝒙 Mayormente para resolverlo se utiliza la calculadora en función STAT, a continuación, se presentará una guía para calculadoras CASIO fx-991 ES PLUS. MODE --- 3: STAT --- 2: A+BX Rellenar la tabla X Y, con los datos. Para “x” los años y para “y” el TPDA Año (X) TPDA (Y) Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 97

INGENIERÍA DE TRÁNSITO 2004 2007 2011 2015

98 109 174 299

Presionar la tecla ON SHIFT ---- 1 (STAT) ---- 5: Reg --- 1: A Con lo anterior se obtendrá el coeficiente A SHIFT ---- 1 (STAT) ---- 5: Reg --- 2: B Con lo anterior se obtendrá el coeficiente B SHIFT ---- 1 (STAT) ---- 5: Reg --- 3: r Con lo anterior se obtendrá el valor de r SHIFT ---- 1 (STAT) ---- 5: Reg --- 5: 𝒚̂ Con lo anterior se obtendrá el valor del TDA, se deberá escribir de la siguiente manera en la calculadora: (𝑨Ñ𝑶)𝒚̂ Una vez obtenido los datos de la calculadora se sustituyen datos en la fórmula, quedando la siguiente ecuación: 𝒚̂= −36770.97 + 18.39 𝑥 Y el número r²: 𝒓𝟐 = 0.91 El dato de r² como es mayor que 0.90, se puede decir que tiene una buena distribución de datos, Se sustituye x con el año, que para este caso es 2016 o se puede hacer directo desde la calculadora con (AÑO)y, de esa forma: 𝑻𝑷𝑫𝑨𝟐𝟎𝟏𝟔 = 294 𝑉𝑒ℎ/𝑑í𝑎 Modelo Logarítmico Para este método se utiliza la siguiente ecuación: 𝒚̂= 𝒂 + 𝒃(𝒍𝒏𝒙) Se resuelve de la misma forma que la regresión lineal con la única diferencia que en los valores de la tabla se ponen como logaritmos naturales. Año (X) TPDA (Y) ln (2004) ln (98) ln (2007) ln (109) ln (2011) ln (174) ln (2015) ln (299) La calculadora se usa de la misma manera, con la diferencia que en la tabla se ponen datos como la anterior. La ecuación resultará, entonces: 𝒚̂= −𝟏𝟓𝟗𝟎. 𝟕𝟑 + 𝟐𝟎𝟗. 𝟖𝟐(𝒍𝒏𝒙) El valor de en este caso r² es de 0.95, lo que indica que tiene una mejor distribución de datos que la regresión lineal. Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 98

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Sustituyendo x en la ecuación da como resultado: 𝑻𝑷𝑫𝑨 = −1590.73 + 209.82(𝑙𝑛 2016) 𝑻𝑷𝑫𝑨 = 𝟓. 𝟕𝟔𝟑 Este dato obtenido se debe convertir al valor real, eliminando su forma logarítmica. Para ello se debe aplicar la inversa del logaritmo natural, que es el número “e”. 𝑻𝑷𝑫𝑨 = 5.763 𝑻𝑷𝑫𝑨 = 𝑒5.763 𝑻𝑷𝑫𝑨 = 𝟑𝟏𝟎 𝑽𝒆𝒉/𝒅í𝒂 Paso 3: Elección de los Resultados Obtenidos Con los datos matemáticos obtenidos en los métodos de tasas de Crecimiento Anual, se continúa con la elección de uno de los tres resultados encontrados. Para este caso el resultado a tomar más acertado es el de la Tasa Geométrica (7.66%), pues es el valor que más se aproxima al resultado obtenido por la Estación de Mayor Cobertura que es de 7.59%. En el caso de la regresión lineal y el modelo logarítmico, se elegirá el Modelo Logarítmico, pues el valor de r² es mejor que el de regresión lineal, expresando que hay una mejor distribución de datos. Paso 4: Calcular TPDA a utilizar En el caso del modelo logarítmico, no es necesario utilizarlo, pues el valor ya está dado, sin embargo, para la tasa geométrica se necesita calcularlo con la siguiente ecuación: 𝑻𝑷𝑫𝑨𝒇𝒖𝒕𝒖𝒓𝒐 = (𝑇𝑃𝐷𝐴0)(1 + 𝑇𝐶)𝑛 Dónde: TPDA futuro: Tráfico Promedio Diario Anual futuro TPDA0: Tráfico Promedio Diario Anual inicial (se recomienda un año próximo al de previsión) TC: Tasa de Crecimiento n: Número de años a proyectar Sustituyendo los datos en la ecuación se obtiene: Datos: TPDA2015= 299 Veh/día TC= 7.66% n: 1 (del 2015 al 2016 existe un año de diferencia) 𝑻𝑷𝑫𝑨𝒇𝒖𝒕𝒖𝒓𝒐 = (299)(1 + 0.0766)1 𝑻𝑷𝑫𝑨𝟐𝟎𝟏𝟔 = 322𝑉𝑒ℎ/𝑑í𝑎 Paso 5: Distribución de Vehículos Para calcular la distribución de vehículos, primero se suman los datos de la tabla y luego se aplica la siguiente fórmula: 𝐶𝑎𝑛𝑡 𝑉𝑒ℎ %𝑽𝒆𝒉 = ∗ 100 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 Se puede ver la tabla en el siguiente enlace: Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 99

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Tipo de Vehículo Cantidad (Veh/día) Porcentaje Motos 156 52.17 % Autos 22 7.36 % Jeep 13 4.35 % Camionetas 71 23.75 % Mc. Bus 3 1.00 % Bus 6 2.01 % C2 Liviano 14 4.68 % C2 4 1.34 % C3 1 0.33 % VA 2 0.67 % Otros 7 2.34 % Total 299 100.00 % Paso 6: Calcular la Cantidad de Vehículos para el año a predecir En este caso se toma los TPDA seleccionados y luego se multiplica por el porcentaje se vehículos de esta manera: 𝑪𝒂𝒏𝒕. 𝑽𝒆𝒉. = 𝑇𝑃𝐷𝐴 ∗ %𝑉𝑒ℎ Los resultados se muestran a continuación:

Tipo de Vehículo TPDA Geométrico Modelo Logarítmico Motos 168 162 Autos 24 23 Jeep 14 13 TPDA Geométrico 322 V/d Camionetas 76 74 Modelo Logarítmico 310 V/d Mc. Bus 3 3 Bus 6 6 C2 Liviano 15 15 C2 4 4 C3 1 1 VA 2 2 Otros 8 7

4.3.4 Laboratorio 2 En este laboratorio se hará uso de la herramienta Excel para el cálculo de factores picos horarios y estacionalidades conforme datos facilitados. El enlace se dispone en: https://www.dropbox.com/s/3s3sd64ivf7d032/LAB%202_Calculo%20de%20Factor%20picos%20 y%20estacionalidades.docx?dl=0 Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 100

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Los datos https://www.dropbox.com/s/ujhdoj3sp4yya7v/Datos%20de%20Laboratorio%202.xlsx?dl=0 4.4 Actividad práctica 4 a) Analiza y responde las siguientes preguntas     



¿Cuál es el objetivo de proyectar volúmenes a futuro? ¿De qué dependen la elección de los periodos de proyección para volúmenes de Tránsito? Menciona los factores indicadores de la economía de nuestro país y que se puedan utilizar para correlacionar y proyectar tránsito a futuro? ¿Cuáles son los métodos más comunes para la proyección de tránsito a futuro? ¿Si el TPDA actual de una carretera es de 2343 Veh/día y la tasa de crecimiento anual es 4.2 por ciento. Genere una tabla de proyecciones para los próximos cinco años. Cuánto crece el tránsito interanualmente. ¿Qué es la regresión lineal? ¿Cuántos tipos de regresiones adicionales conoces?

b) Estime la tasa de crecimiento interanual del TPDA para los datos mostrados. Aplicando las ecuaciones de regresión lineal, respecto al método de los mínimos cuadrados, y su calculadora determine la ecuación de proyección, el coeficiente de ajuste asi como el TPDA esperado para el año 2018 completando la siguiente tabla: RESUMEN DE VALORES = = x2

Y2

X (AÑO) 2000 2001

4200

2002

∑X2=

4224 5450 5789 6021 6432

2003 2004 2005 2006 2007

∑Y2=

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

XY

∑X= ∑Y= ∑XY=

Y (TPDA) 3640 3840

Página | 101

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

c) Para los datos mostrados, extracto de publicaciones del BCN3, determine: La tasa de crecimiento del PIB interanual Genere un gráfico del comportamiento del PIB anual El promedio de la tasa de crecimiento interanual El PIB esperado para el 2014 empleando regresión lineal. Indique la ecuación o modelo matemático obtenido. El valor del coeficiente de ajuste. Genere un modelo matemático empleando Ln. Indique la ecuación y el valor del coeficiene de ajuste. ¿Es mejor que el anterior? Por qué? Principales indicadores macroeconómicos Datos del PIB para el período 1960-1993 calculados con año base 1980, y el período 1994-2010 con año base 1994. * : BCN. Fuente AÑO PIB PERIODO 2001 27,877.4 2002 28,087.5 2003 28,795.5 2004 30,325.2 2005 31,623.9 2006 32,936.9 2007 34,136.9 2008 35,078.8 2009 34,563.4 2010 36,112.0

TAC

Tasa de crecimiento Promedio Aplicando las recomendaciones del MTI para determinar la tasa de proyección. Cuál es la tasa de promedio del PIB del año 2001 al 2010. Comente los resultados respecto a la interanual promedio. Dado que los indicadores del PIB han cambiado estime la tasa de crecimiento del mismo y el esperado para el año 2015.

3

Banco Central de Nicaragua. Sitio oficial: http://www.bcn.gob.ni/

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 102

INGENIERÍA DE TRÁNSITO PIB (en millones US$) 2,000.0 3,938.1 2001 4,102.4 2002 4,026.0 2003 4101.4744 2004 4,464.7 2005 4,872.0 2006 6,786.3

2007 2008 2009 2010 2011 2012

7,446.6 8,254.4 8,156.3 8586.673 9,636.2 10,507.7

d) Determine la ecuación de proyección lineal para TPDA en función del PIB. Indique los coeficientes de correlación para cada caso. Determina el TPDA estimado para el 2020 y la tasa de crecimiento del tránsito entre los años 2000 y 2002. Interpole los valores de TPDA no dispuestos en la tabla. ¿Cuál es la tasa de crecimiento general del 1998 al 2018?

Año

PIB (millones $)

TPDA

2001 3,938.1

2421

2002 4,102.4

2960

Periodo

TAC

2003 4,026.0 2004

4101.4744

2006 4,464.7 2007

4,872.0

2008

6,786.3

3122 3272 3622

2010 7,446.6 2011 8,254.4 2012 8,156.3

3849 3853

e) Determine el TPDA proyectado del año 2015 usando regresión lineal. Además calcule la proyección usando la logarítmica (y = a +b Ln x) con su calculador y compare resultados obtenidos. ¿Cuál proyección es más aceptable y por qué?

Año TPDA Año TPDA 1991 1792 1997 2112 1992 1841 1998 2171 1993 1893 1999 2231 1994 1945 2000 2293 1995 1999 2001 2357 1996 2055 2002 2422 ¿Cuál es la tasa de crecimiento promedio interanual de tránsito año con año? ¿Cuál es la tasa de crecimiento de tránsito general empleado las recomendaciones de Tasa de crecimiento publicado por el MTI? Página | Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel 103

INGENIERÍA DE TRÁNSITO f)

Determine la tasa de crecimiento de tránsito así como el TPDA esperado para el 2030 a partir de los siguientes datos

Nic Nic-4 AÑO 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

No Estación 405 TPDA 2828 3137 3102 3109 3098 2776 3320 3298

Tipo

Pkm

ECD TAC

65

Resumen TPDA EST 405 Nombre del tramo Tramo: Emp.Guanacaste - Emp. Nandaime

g) Considerando la serie histórica del comportamiento determine la composición vehicular esperada

Para los datos indicaos en tabla inferior proyecte el tránsito al 2020 empleando una tasa de crecimiento de 4.8 por ciento. Estime el comportamiento del mismo generando un histograma.

Liv. Año

Livianos

Bus Ton

C2 5+ Ton

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

C3

Tx-Sx >= 5e

TPDA

Página | 104

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

2013

972

89

98

98

25

229

1,518

h) Determine el TPDA de los datos indicados al pie. Considere que los datos son para ambos sentidos corresponden al tramo Las Calabas ciudad Dario. Considere los análisis de elasticidades conforme los datos mostrados.

TPDA - Est. P. Año Sébaco 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

TPDA -Est. Darío - Las Calabazas (105A) 2905 3122 3272 3357 3622 3405 3849 3853 4088 4101 4334

481 436 390 435 481 526 610 695 779

i. Integrar lo aprendido respecto a TPDA, Factores de ajustes, regresión lineal, elasticidades y TAC en un ejercicio integral. Para ello con el apoyo del mediador analice y realice las siguientes indicaciones: 1. Usted ha realizado un aforo de 12 horas indicado en la Tabla 1. 2. Utilizando los factores de expansión indicados calcule el TPDA (Factores tomados de los anuarios publicados por el MTI). 3. Utilizando los datos de la Tabla 2 determine el TAC y proyecte el TPDA al 2030. 4. Utilizando la TAC general verifique la estimación del TPDA esperada. 5. Compare resultados del ejercicio 3 con el uso de regresión lineal. 6. Calcule una tasa de crecimiento para el transporte de carga y pasajeros, apoye sus cálculos en la Tabla 1. Utilice un modelo de “Ln” para calcular elasticidades. 7. Aplicando los datos de la Tabla 3 y la metodología de las elasticidades estime el volumen y composición de tránsito del año 2030. 8. En referencia a lecturas realizadas sobre los factores de crecimiento, considerando que es una carretera de dos carriles, la TAC general, calcule el factor de crecimiento y estime el total de Tránsito esperado para 20 años. Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 105

INGENIERÍA DE TRÁNSITO TABLA 1. DATOS DE AFORO Y FACTORES DE EXPANSIÓN Vehículos Pasajeros Vehículos de Carga Pesados Autos Jeeps Minibús Bus C2 T3S2 VC 1300 1200 1800 620 240 550 190 1.21 1.22 1.31 1.1 1.08 1.7 1.95 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

FACTORES Tránsito Diario Fd Fs Ft

TABLA 2. TPDA, PIB Y POBLACIÓN Años TPDA PIB(millones) POB (miles) 2010 3121 27877 5148 2011 3220 28088 5219 2012 3340 28795 5288 2013 3620 30325 5356 2014 4001 31623 5424

TABLA 3 - HISTÓRICO DE COMPOSICIÓN VEHICULAR EN % Autos Jeep Minibús Bus C2 18.1 20.1 16.1 16.2 12.8 19.5 18.2 15.2 18.3 13.4 17.2 17.5 13.1 16.4 15.2

Años 2001 2012 2013 PROMEDIO k)

T3S2 18.2 17.7 15.9

VC 9.2 8.2 6.3

Realice el ejercicio indicado

La estación tipo ECD (Estación 110) Estelí- Condega, ubicada en el Km 152.1 de la carretera Panamericana depende de la estación de Mayor cobertura 107 (Sébaco – Empalme San Isidro). Pesados de Pasajeros

Vehículos Livianos Año

Pesados de Carga

Veh. Pesados Tota l (TPD A)

Moto

Autos

Jeep

Camionetas PicK UPs

Mbus

MB >15 P

Bus

C2 Liv

C2 > 5 ton

C3

C4

C2R2

C2R3

TxSx< =4e

1

T3S2

T3 S3

437

Otros

Veh. Cons t

15

Veh. Agríc

2,016

612

572

323

1,389

66

12

248

344

463

54

1

2,015

630

674

292

1,276

124

28

217

395

273

48

-

1

-

7

356

-

14

2

-

2,012

573

597

345

1,427

70

12

229

391

224

34

-

-

-

-

273

-

19

2

-

2,010

365

515

296

1,282

32

5

203

325

237

36

-

-

-

-

325

-

11

1

-

2,008

382

536

412

1,291

42

15

219

338

242

28

-

-

-

1

371

-

6

1

-

Promedio

Porcentaje

1. Calcule el porcentaje de vehículos livianos, de pasajeros y carga. Cree un diagrama de pastel o barras para lo indicado. Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 106

INGENIERÍA DE TRÁNSITO 2. Indique las características de este tramo en estudio. Clasifíquelo tomando como referencia los vectores de correspondencia indicados en anuarios estadísticos. 3. Calcule El TPDA para los años 2014, 2013, 2011 y 2009 empleando interpolación complete la tabla Total

Año 2,008 2,009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016

4. Calcule la tasa de crecimiento interanual y la promedio complete la tabla 2 ,

Periodo

Tasa de crecimiento

2008 - 2009

Tasa promedio interanual

5. Aplicando la tasa de crecimiento ponderada calcula la tasa de crecimiento lineal entre el periodo 2008-2016. Aplicando la proyección lineal, Completa la tabla 3 en la cual indica los Valores de TPDA estimados. Indique el valor de diferencia entre los datos reales y estimados.

Total Año

(TPDA Real)

TPDA

Diferencia

Estimado

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 107

INGENIERÍA DE TRÁNSITO 2,008 2,009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016

6. Proyecte el TPDA esperado para el 2020 por tipo de volumen justificando su tasa elegida. 7. Aplicando regresión lineal y usando su calculadora adecuadamente encuentre la proyección para el año 2020, grafique.

RESUMEN DE VALORES

y

x

x2

Y2

∑X

XY

∑Y ∑XY

∑X2 ∑Y2 8. Calcule r2. Explique el significado de este valor. 9. Realice el trabajo en un reporte digital empleado Excel.

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 108

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Correla ción (r) =

B1=

B0=

Y=

+ X INDIQUE EL VALOR DE X PARA PROYECTAR: X= EL VALOR DE Y CALCULADO ES: 10.- Indique la diferencia en los valores proyectados con regresión lineal así como tasa ponderada para el año 2020 l) Basados en datos del banco central http://www.bcn.gob.ni/estadisticas/precios/IPC/index.php explique en que consiste el ïndide de precios del Consumidor y determine la tasa de crecimiento para últimos tres años. k) Analiza el comportamiento del precio de la canasta básica y sus tasas de crecimientos desde el año 2015. Descarga archivo de base de datos de INIDE dispuesto en http://www.inide.gob.ni/CanastaB/CanastaB.htm

L) Analiza el comportamiento del PIB, POB y su relación con datos TPDA seleccionados en base a los datos indicados. (Datos tomados de Indicadores macroeconómicos dispuestos en http://www.bcn.gob.ni/estadisticas/anuario_estadistico/index.php M) Para los datos indicados en la tabla realice las actividades indicadas Objetivo: Calcular tasas de crecimiento por tipo de vehículo aplicando correlaciones adecuadas. En grupo organizado por el facilitador, realiza las actividades descritas. Año

TPDA

PIB

POB

2007

3405

125,232

5,595.5

2008

3849

130,235

5,668.9

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

LN TPDA

LN PIB

Página | 109

LN POB

INGENIERÍA DE TRÁNSITO 2009

3853

127,398

5,742.3

2010

4088

132,013

5,815.5

2011

4101

139,206

5,888.9

2012

4334

146,451

6,071.0

Tasa de crecimiento 

Calcule los valores de LN de TPDA, PIB y POB.



Indique los valores de TPDA esperado para el año 2020 para los vehículos en general usado la tasa de crecimiento general.



Determine las correlaciones indicadas. Grafique las correlaciones.

Correlación LN TPDA con LN de PIB Ecuación de correlación:

Valor de r2

Correlación LN TPDA con LN de POB Ecuación de correlación:

Valor de r2

Gráfico Correlación



Gráfico Correlación

Calcule de tasa de crecimiento para

Vehículos de livianos Vehículos de Carga Vehículos de pasajeros

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 110

INGENIERÍA DE TRÁNSITO 

Conociendo que la composición vehicular es similar a la que se presenta en siguiente cuadro, y empleando tasas de crecimiento por tipo de vehículo calcule el TPDA esperado para el año 2030.

4.5 Laboratorio 3 En este laboratorio se hará uso de Excel para simplificar los procedimientos de cálculo para los ESAL en correspondencia las proyecciones a futuros y correlaciones con PIB y población. El enlace a la guía se encuentra dispuesto en https://www.dropbox.com/s/zp3g95cprlzfi03/LAB%203_Proyecciones%20a%20futuro.docx?dl=0 V. FACTORES DE EXPANSIÓN CASO DE NICARAGUA Por la importancia que tienen los factores de expansión para las proyecciones de tránsito se dedica esta sección para indicar en detalle cómo se estiman haciendo referencia a tablas e indicadores generados por la dirección de Vialidad del Ministerio de Transporte e Infraestructura. 5.1 Periodos de conteo y factores El Período de Conteo que podemos realizar en un proyecto puede ser: "Semanal" si cubre todos los días de la semana, "Laboral" si se realizó en algunos días de lunes a viernes, y "Fin de semana" si se realizó en sábado y Domingo. Desde luego lo ideal es contar con datos de aforo anuales y poder hacer análisis del comportamiento del tránsito y determinar el TPDA. Como esto no es aún nuestra realidad debemos hacer uso de los factores de expansión a partir de conteos de tránsito en periodos de doce horas o hasta de una hora como veremos más adelante en el desarrollo de esta clase. Es importante hacer uso adecuado de las tablas proporcionadas por el MTI. Por ello debemos de conocer la metodología que se emplea para el cálculo de estos los factores, recordando que lo importante en el desarrollo de este curso es hacer uso de los factores de expansión dispuestos en los anuarios estadísticos. Una tabla típica es la siguiente:

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 111

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Es importante hacer uso adecuado de las tablas proporcionadas por el MTI. Por ello debemos de recocer los factores que usa el mismo. Factores nocturnos: Su valor por defecto es 1 más el Promedio Nocturno entre el Promedio Diurno. Para ajustar el tránsito diurno de 12 horas (6 a.m. a 6 p.m.) al tránsito de 24 horas. Factores de Semana: Su valor por defecto es 1, para ajustar el tránsito promedio diario que cubre tres días de la semana (Martes a Jueves) al tránsito promedio diario que cubre toda la semana (Lunes a Domingo). Factores estacionales: para ajustar el tránsito promedio diario que cubre una semana específica o periodo del año al TPDA. Es común en las revistas de tránsito del MTI, encontrar tablas que nos muestran factores para expandir datos de conteos parciales de 12 horas a 24 horas, para luego encontrar el tránsito promedio diario semanal y poder encontrar el TPDA. Veamos cómo es que se calculan estos factores y luego como se utilizan. Estos datos se organizan en una tabla, donde se aprecian los volúmenes obtenidos del aforo de toda la semana, realizado por ejemplo en verano. Todo este proceso da inicio a partir de datos de conteo de periodos específicos (de 12 a 24 horas) y tipo de vehículo (pasajeros, carga, pesado). Recordemos que el Período de Conteo que podemos realizar en un proyecto puede ser: "Semanal" si cubre todos los días de la semana, "Laboral" si se realizó en algunos días de Lunes a Viernes, y "Fin de semana" si se realizó en Sábado y Domingo. (Esto acorde a tipo de estaciones e interés de aforo. Para nuestra realidad será mejor usar anuarios referenciales que contar 24 horas todos los días por razones presupuestaria). Por ejemplo en una revista aparecen los siguientes datos:

Día de la semana LUNES

Período Moto Autos DIA *262 625 NOCHE 59 163 MARTES DIA 224 532 Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Jeep 284 72 267

MicBus 25 8 30

C3 36 14 41

Tx-Sx=>5 592 243 548 Página | 112

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Día de la semana

Período Moto Autos NOCHE 55 156 MIERCOLES DIA 194 518 NOCHE 60 146 JUEVES DIA 201 555 NOCHE 47 132 VIERNES DIA 194 620 NOCHE 57 192 SABADO DIA 209 715 NOCHE 60 190 DOMINGO DIA 174 560 NOCHE 46 189 * Volúmenes resumidos producto del conteo.

Jeep 49 220 71 248 72 255 77 310 66 215 61

MicBus 13 38 11 34 9 58 12 34 12 51 6

C3 19 52 17 83 26 74 19 60 27 11 4

Tx-Sx=>5 275 577 301 616 268 570 372 527 226 341 180

A partir de estos datos se calculan factores. Ejemplo conjunto 1. Siguiendo las orientaciones del facilitador, usando la tabla al pie y aplicando las fórmulas correctas realice el cálculo los factores indicados: Factor Prom Diurno(12Hrs) Prom.Noct.(12Hrs) Promedio diario Promedio fin de semana

Fórmula (Σ Volúmenes diurnos de lunes a domingo) /7 (Σ Volúmenes nocturnos de lunes a domingo) /7 Promedio Diurno + Promedio Nocturno IDEM para fin de semana

Factor Fórmula Prom. Lunes a Viernes (Σ Volúmenes DiariosL-V) /5 Prom.fin de semana (Σ Volúmenes Fin de SemanaS-D) /2 (Promedio de Lunes a viernes * 5) + (Promedio fin TPD Semanal = de semana * 2) 7 TPDVerano 1+ (Promedio Nocturno/Promedio diurno) Fac.D (12h diurnas a 24h)

Valor

Valor

Factor de expansión de un conteo de 12 horas diurnas a 24 horas

((Prom. Lunes a Viernes * 5) + (Prom. Fin de semana * 2))/(Prom. Lunes a Viernes * 7) Fac.L (Laboral Semana.)

Factor de expansión de un conteo realizado durante días

a laborables a los 7 días de la semana ((Prom. Lunes a Viernes * 5) + (Prom. Fin de semana * 2))/(Prom. Fin de semana * 7 Factor de expansión de un conteo realizado durante el fin de

Fac.F (Fin de S. a semana a los 7 días de la semana. Semana) TPDA Calculado Nota: para efectos de cálculo el fac. L Será considerado como el Factor semana, el fac.F será considerado como factor de expansión. Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 113

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Finalmente el Tráfico Promedio diario calculado puede ser estimado por la ecuación TPDA = Trafico Promedio Diario (12 horas) * Fac.D * Fac.L* Fac.L este está expresado en Vehículos por día Para verificar el cumplimiento de las ecuaciones anteriores verifique los siguiente resultados: Día de la semana LUNES MARTES MIERCOLES JUEVES VIERNES SABADO DOMINGO Prom Diurno(12Hrs) Prom.Noct.(12Hrs)

Período DIA NOCHE DIA NOCHE DIA NOCHE DIA NOCHE DIA NOCHE DIA NOCHE DIA NOCHE

Moto Carro Jeep Camioneta MicBus MinBus 262 625 284 1119 25 4 59 163 72 344 8 224 532 267 1048 30 5 55 156 49 296 13 194 518 220 986 38 9 60 146 71 272 11 201 555 248 1099 34 9 47 132 72 307 9 194 620 255 1123 58 14 57 192 77 392 12 2 209 715 310 1051 34 17 60 190 66 324 12 1 174 560 215 749 51 11 46 189 61 227 6 5 208 589 257 1025 39 10 55

167

67

309

10

1

Promedio diario 263 756 324 1334 49 11 Prom. Lunes a Viernes 271 728 323 1397 48 9 Prom.fin de semana 245 827 326 1176 52 17 TPD Semanal = TPDVerano 263 756 324 1334 49 11 Fac.D (12h diurnas a 24h) 1.26 1.28 1.26 1.30 1.26 1.12 Fac.L (Laboral a Semana.) 0.97 1.04 1.00 0.95 1.02 1.28 Fac.F (Fin de S. a Semana) 1.08 0.91 0.99 1.13 0.95 0.65 Promedio diario calculado 283 691 322 1514 46 7 Nota: para efectos de cálculo el fac. L Será considerado como el Factor semana, el fac.F será considerado como factor de expansión. Explique la diferencia entre TPD semanal y TPDA, refiere a como se calcula el mismo. Indique que es factor día, factor fin de semana. Diferencia entre TPDA verano y TPDA invierno.

5.2 Actividad práctica 5

1.- Basado en lo aprendido en clase, y tu experiencia da respuesta a las siguientes preguntas: Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 114

INGENIERÍA DE TRÁNSITO 1. 2. 3. 4.

El volumen horario de diseño, ¿qué porcentaje del TPDA representa por lo general? ¿Cuántos tipos de estaciones de conteo disponemos en el país? Explica. ¿Cuáles es la clasificación de carreteras propuestas por normas SIECA? ¿A nivel de país cuales son los vehículos más representativos al año 2011?. Refiere a cuales son los de menos circulación por las carreteras. 5. ¿Cuál es el porcentaje de crecimiento promedio de la estación 107? ¿A qué lugar corresponde esta? 6. ¿Qué es factor día, semana y temporada? ¿Para qué se utilizan? 7. ¿Cuál es el porcentaje de composición vehicular para Livianos y pesados registrado en el 2011 para la estación de Sébaco, 107 ? 8. En las carreteras no pavimentadas ¿cuál es el vehículo que más circula? 9. ¿Qué es tráfico normal, tráfico desarrollado y atraído? Refiere a los porcentajes en los que se encuentran estos 10. ¿Cuál es el objetivo de las regresiones? 11. ¿Cuál es la fórmula más recomendada para hacer proyecciones? 12. ¿Cuándo usamos la fórmula para expandir datos con el uso de un factor de crecimiento general? 13. Explica con tus palabras, cual es el procedimiento para determinar la tasa de crecimiento general y diferenciada por tipo de vehículos. Refiere para que se usa el PIB, Población e IPC en correlaciones con trafico 2.- Siguiendo las orientaciones del facilitador calcule los factores de expansión para datos facilitados

Día de la semana LUNES MARTES MIERCOLES JUEVES

Período

SABADO DOMINGO

Carro

Jeep

Camioneta

MicBus

MinBus

DIA

524

1250

568

2238

50

8

NOCHE

118

326

144

688

16

0

DIA

448

1064

534

2096

60

10

NOCHE

110

312

98

592

26

0

DIA

388

1036

440

1972

76

18

NOCHE

120

292

142

544

22

0

DIA

402

1110

496

2198

68

18

94

264

144

614

18

0

DIA

388

1240

510

2246

116

28

NOCHE

114

384

154

784

24

4

DIA

418

1430

620

2102

68

34

NOCHE

120

380

132

648

24

2

DIA

348

1120

430

1498

102

22

92

378

122

454

12

10

NOCHE VIERNES

Moto

NOCHE Prom Diurno(12Hrs) Prom.Noct.(12Hrs)

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 115

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Promedio diario Prom. Lunes a Viernes Prom.fin de semana TPDS = TPD Verano Fd (12h diurnas a 24h) Fs (Laboral a Semana.) Factor expansión (Fin de S. a Semana) Tránsito Promedio diario anual (TPDA) Nota: para efectos de cálculo el fac. L Será considerado como el Factor semana, el fac.F será considerado como factor de expansión. Puede apoyar su cálculo en siguientes tablas Factor Prom Diurno(12Hrs) Prom.Noct.(12Hrs) Promedio diario Promedio fin de semana Factor Prom. Lunes a Viernes Prom.fin de semana = TPD Semanal TPDVerano Fac.D (12h diurnas a 24h)

Fac.L (Laboral Semana.)

Fórmula (Σ Volúmenes diurnos de lunes a domingo) /7 (Σ Volúmenes nocturnos de lunes a domingo) /7 Promedio Diurno + Promedio Nocturno IDEM para fin de semana

Valor

Fórmula (Σ Volúmenes DiariosL-V) /5 (Σ Volúmenes Fin de SemanaS-D) /2 (Promedio de Lunes a viernes * 5) + (Promedio fin de semana * 2) 7 1+ (Promedio Nocturno/Promedio diurno) Factor de expansión de un conteo de 12 horas diurnas a 24 horas ((Prom. Lunes a Viernes * 5) + (Prom. Fin de semana * 2))/(Prom. Lunes a Viernes * 7)

Factor de expansión de un conteo realizado durante días a laborables a los 7 días de la semana ((Prom. Lunes a Viernes * 5) + (Prom. Fin de semana * 2))/(Prom. Fin de semana * 7

Factor de expansión de un conteo realizado durante el fin de Fac.F (Fin de S. a semana a los 7 días de la semana. Semana) Nota: para efectos de cálculo el fac. L Será considerado como el Factor semana, el fac.F será considerado como factor de expansión. Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 116

Valor

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Finalmente el Tránsito Promedio diario calculado puede ser estimado por la ecuación Recuerde que acorde a anuarios estadísticos TPDA = Td * Fd * Fs * Ft TPDA = Trafico Diario (12 horas) * Fac.D * Fac.L* Fac.L Este está expresado en Vehículos por día Para fines de diseño recuerde que si usted cuenta toda la semana, no deberá de usar el factor semana. TPDA = Trafico Diario (12 horas) * Fac. Día * Factor temporada Si cuenta un solo día de la semana ( De martes a jueves) TPDA = Trafico Diario (12 horas) * Fac. D * Fac. semana * Fac. Temporada4 5.2.1 Expansión Horaria a partir de estaciones de referencia A menudo resulta que es necesario hacer conteos cortos y a partir de estos poder expandir a otro periodo. Por ejemplo sólo contar una hora y pasar 12 horas, o bien de 12 a 24 horas. Del mismo modo por razones de economía y practicidad resulta muy ventajoso el poder realizar expansiones de estaciones de cobertura a partir de estaciones maestras. Para entender de mejor manera la lógica suponga que desea evaluar la capacidad vial de las principales calles de la ciudad de Estelí, dado que no podría contar con suficientes recursos para evaluar cada sección podría retomar una estación principal (EP) y cinco de cobertura tal y como se muestra en la siguiente figura:

4

El factor temporada también es reflejado como factor de expansión.

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 117

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Foto extraída de Google Earth en referencia al Municipio de ESTELI

De manera lógica lo que se hace es generar proporciones y hacer una regla de tres aplicada. La idea es considerar que el porcentaje de composición de las estaciones principales es igual a las estaciones secundarias o de control. Para comprender está aplicación de la matemática básica desarrollaremos la siguiente actividad practica en la cual construiremos en conjuntos las fórmulas de cálculo de referencia. 5.2.3 Actividad práctica 6 1.- Expanda el conteo horario de 1 Hora a 12 horas. A partir de los datos indicados sabiendo que el volumen horario de una a dos de la tarde fue de 510 vehículos/hora.

HORA 06:00 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00

07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00

Volumen Horario S1

Volumen Horario -S2

62.00 78.00 67.00 73.00 54.00 73.00 57.00 87.00 84.00 84.00 84.00 96.00

Volumen ambos sentidos

PH

Volumen Horario Estación de cobertura

632 932 683 714 595 755 615 598 558 678 798 678

510

TOTAL Respuesta VH EST HORA PH CONTEO 06:00 07:00 07:00 08:00 08:00 09:00 09:00 10:00 10:00 11:00 11:00 12:00 12:00 13:00 13:00 14:00 14:00 15:00 15:00 16:00 16:00 17:00 Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Ecuaciones Desarrolladas

Página | 118

INGENIERÍA DE TRÁNSITO 17:00 18:00 TOTAL

2. Para los datos mostrados expande el TPDA de una estación de cobertura para los datos mostrados RESUMEN DE AFORO VEHICULAR REALIZADO

HORA

Autos

Jeep

Cam.

48 118 27 104 22 84 96 32 34 103 51 104

112 101 89 78 102 120 30 113 98 83 36 88

9 30 28 10 20 7 19 12 3 11 12 2

McBus MnBus 15-30 <15 s. s.

Motos

06:00 07:00 07:00 08:00 08:00 09:00 09:00 10:00 10:00 11:00 11:00 12:00 12:00 13:00 13:00 14:00 14:00 15:00 15:00 16:00 16:00 17:00 17:00 18:00 TOTAL

22 23 20 66 23 42 46 20 23 44 51 32

23 23 20 22 22 27 30 20 20 25 24 26

PORCENTAJE LIVIANOS

19 26 14 12 10 14 24 24 22 28 21 25

Bus 30+ s.

Liv. 2-5 t.

5+ t.

22 24 10 18 14 28 16 24 26 10 15 19

28 12 14 10 24 14 29 15 26 11 12 21

13 28 17 12 30 18 20 12 17 29 25 28

PORECENTAJE PASAJEROS

C2

C3

23 15 22 13 20 21 29 27 21 23 28 14

Tx- Tx- CxSx Sx Rx <=4 >=5 <=4 e. e. e.

1 0 1 0 2 1 2 2 1 2 0 1

0 2 2 1 1 2 0 1 2 1 1 1

CxRx >=5 e.

V. A.

V. C.

Otr os

4 1 2 4 4 2 0 4 3 3 0 2

1 1 1 2 0 3 2 2 0 3 3 3

0 3 3 1 0 2 3 3 2 1 2 2

0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0

1 1 1 1 1 2 2 2 3 2 1 2

PORCENTAJE DE CARGA O PESADOS

COMPOSICION HORARIO PORCENTUAL DEL TOTAL DE 12 HORAS Autos HORA

06:00 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00

Motos

Jeep

Cam.

Liv McB MnB us us Bus . <15 15-30 30+ 2-5 s. s. s. t.

C2 5+ t.

C 3

TxSx <=4 e.

TxSx >=5 e.

CxRx <=4 e.

CxRx >=5 e.

V. A.

07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 119

V. C.

Otr os

To tal

INGENIERÍA DE TRÁNSITO COMPOSICION HORARIO PORCENTUAL DEL TOTAL DE 12 HORAS 14:00 15:00 15:00 16:00 16:00 17:00 17:00 18:00 TOTAL CONTEO DE ESTACION DE COBERTURA

Motos

Aut os

Jee p

Camione McB tas Pick us Ups

HORA 51 44 55 23

53 50 63 20

59 24 29

11 9 11 4 57 47

33 47 44 21

44 52 60 34

21

MnB us

Bus

C2Liv.

C2>5t on

>15 P

30+ s.

2-5 t.

5+ t.

C3

Tx Sx <= 4 e.

Tx Sx >= 5 e.

Cx Rx <= 4 e.

Cx V. Rx A. >= 5 e.

1 0 0 0

0 2 2 1

4 1 1 2

V. C.

Otr os

33 62 64 91

23 10 17 18

24 21 26 27

17 13 13 10

29 12 29 30

24 21 12 18

23 27 28 24

29 19 15 14

0 0 0 1

1 1 2 3

3 1 1 3

1 1 0 0

88

16

23

16

18

27

25

24

0 1 2 4 0

2

0

40 70 76 12 4 94 96 77

3 20 15

21 29 21

23 10 20

20 14 12

17 10 24

24 28 26

11 20 17

1 1 0 0 2 0 0 1 4 3 2 0 0 2 2

0 2 0

1 0 1

14 11 18 25

23 22 20 30

23 10 28 22

28 14 30 18

28 16 14 22

25 29 30 10

12 29 11 13

0 0 1 2

0 1 1 1

0 3 0 0

4 1 2 4

1 0 1 0

0 1 0 0

Camione McB tas Pick us Ups

MnB us

Bus

C2Liv.

C2>5t on

2-5 t.

5+ t.

Cx Rx <= 4 e.

Cx V. Rx A. >= 5 e.

Otr os

30+ s.

Tx Sx >= 5 e.

V. C.

>15 P

Tx Sx <= 4 e.

0 0 3 3

Tot al

TOTAL PORCENTA EN MAESTRA Motos

Aut os

Jee p

HORA

C3

16 :0 15:00 0 Expansión de estación de cobertura. HORA

Motos Autos Jeep

Camionetas C2McBus MnBus Bus Pick Ups Liv.

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

C2>5ton C3

TxSx

TxSx

CxRx

CxRx

V.A. V.C. Otros

Página | 129

Tot al

INGENIERÍA DE TRÁNSITO >15 P

06:00 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00

30+ s.

2-5 t.

<=4 e.

5+ t.

>=5 e.

<=4 e.

>=5 e.

07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00

3. Para los datos mostrados expande el TPDA de una estación de cobertura para los datos mostrados. Estime el TPDA para el año 2013 así como su proyección para 20 años considerando una tasa de crecimiento de 2.8%. CONTEO REALIZADO SENTIDO NORTE SUR Vehiculos de Pasajeros

Hora

08:0009:00

Motos

12

Aut os

17

Je ep

5

Li B C MnB v. us 2 Camion McBus us C 230 5+ etas <15 s. 153 5 + To 30 s. To s. n n.

43

12

0

Equipo Pesado

Vehículos de Carga

7

3

2 4 2

TxSx ≤4e

TxSx ≥5e

4

9

Ve Veh Cx- Cxh. . Otr Rx≤ Rx≥ Agr Co os 4e 5e íc nst

2

3

2

3

2

SENTIDO SUR NORTE Vehiculos de Pasajeros Hora

Motos

Aut os

Jee Camione p tas

08:0009:00

14

18

10

51

Vehículos de Carga

McBus <15 s.

MnB us 1530 s.

Bu s 30 + s.

Liv . 25 To n.

8

2

8

2

C2 5+ Ton

C TxSx≤ 3 4e

13 7

0

Equipo Pesado

TxSx≥ 5e

CxRx≤ 4e

CxRx≥ 5e

9

4

0

Veh Veh. . Con Agr st íc

3

CONTEO NORTE SUR EN ESTACIÓN DE PRINCIPAL Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 121

3

Otr os

4

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA RECINTO AUGUSTO C. SANDINO CONTEOS VOLUMETRICOS DE TRÁFICO ESTACIÓN: INDICAR UBICACIÓN KILOMETRICA DE PUNTO DE CONTEO

FECH A: CONT SERGIO ADOR NAVARRO : HUDIEL

SENTIDO: NORTE SUR Vehiculos de Pasajeros

Hora

Vehículos de Carga

Autos

Jeep

Camion etas

McBu s<15 s.

MnB us 15-30 s.

Bu s 30+ s.

7 9 7 1 0 7 8 1 0 8 8 9 8 9

Motos

06:00-07:00 07:00-08:00 08:00-09:00

12 15 12

17 21 17

5 6 5

44 53 43

12 15 12

0 0 0

09:00-10:00

17

24

7

61

17

0

10:00-11:00 11:00-12:00

12 13

18 19

5 6

44 48

12 13

0 0

12:00-13:00

18

25

7

64

18

0

13:00-14:00 14:00-15:00 15:00-16:00 16:00-17:00 17:00-18:00

14 14 15 14 15

19 20 21 20 21

6 6 6 6 6

48 51 53 51 54

14 14 15 14 15

0 0 0 0 0

Liv. 2-5 Ton.

C2 5+ Ton

C3

Equipo Pesado

TxSx ≤4e

TxSx ≥5e

CxRx≤4e

CxRx≥5e

Veh. Agríc

Veh . Con st

3 4 3

25 2 30 2 24 2

4 5 4

9 11 9

2 2 2

3 4 3

2 2 2

3 2 4 2 3 2

4

34 3

6

13

3

4

3

4 3

3 3

25 2 27 2

4 4

9 10

2 2

3 3

2 2

3 2 3 2

4

36 3

6

13

3

4

3

4 3

3 4 4 4 4

27 28 29 28 30

5 5 5 5 5

10 11 11 11 11

2 2 2 2 2

3 4 4 4 4

2 2 2 2 2

3 4 4 4 4

2 2 2 2 2

CONTEO SUR NORTE EN ESTACIÓN DE PRINCIPAL

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA RECINTO AUGUSTO C. SANDINO CONTEOS VOLUMETRICOS DE TRÁFICO ESTACIÓN: INDICAR UBICACIÓN KILOMETRICA DE PUNTO DE CONTEO

FECH A:

SENTIDO: SUR NORTE

SERGIO CONT NAVARRO ADOR: HUDIEL

Hora

Moto s

Vehiculos de Pasajeros

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Ot ro s

Vehículos de Carga

Página | 122

Equipo Pesado

2 2 2 2 2

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Auto s

06:0007:00 07:0008:00 08:0009:00 09:0010:00 10:0011:00 11:0012:00 12:0013:00 13:0014:00 14:0015:00 15:0016:00 16:0017:00 17:0018:00

M nB Mc Cam us Bus Jeep ione 15 <15 tas s. 30 s.

B u s 3 0 + s.

Li v. 25 T o n.

V C 2 Cx Cx eh Ve Tx Tx . 5 C h. Sx Sx Rx Rx + C 3 Ag ≤4e ≥5e ≤4 ≥5 T o ríc o e e ns t n

O tr o s

14

18

10

52

8

2

8

2 13 7

0

9

4

0

3

3

4

17

22

12

63

10

2

1 0

2 16 9

0

11

5

0

4

4

5

14

18

10

51

8

2

8

2 13 7

0

9

4

0

3

3

4

20

25

14

72

11

3

1 1

3 18

1 0

0

13

6

0

4

4

6

14

19

10

53

8

2

8

2 13 7

0

9

4

0

3

3

4

16

20

11

57

9

2

9

2 15 8

0

10

4

0

3

3

4

21

27

15

76

12

3

1 2

3 19

1 0

0

13

6

0

4

4

6

16

20

11

57

9

2

9

2 15 8

0

10

5

0

3

3

5

17

21

12

60

9

2

9

2 15 8

0

11

5

0

4

4

5

17

22

12

62

10

2

1 0

2 16 9

0

11

5

0

4

4

5

17

21

12

60

9

2

9

2 15 8

0

11

5

0

4

4

5

17

22

12

64

10

2

1 0

2 16 9

0

11

5

0

4

4

5

TOTAL AMBOS SENTIDOS y distribución porcentual

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA RECINTO AUGUSTO C. SANDINO CONTEOS VOLUMETRICOS DE TRÁFICO ESTACIÓN: INDICAR UBICACIÓN KILOMETRICA DE PUNTO DE CONTEO

SENTIDO: SUR NORTE Hora

Moto s

Vehiculos de Pasajeros

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

FECH A: CONT SERGIO ADOR NAVARRO : HUDIEL Vehículos de Carga

Página | 123

Equipo Pesado

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Autos

Jeep

Mn B Liv Ve McB Bu C2 Ve Cami Tx TxS Cx- Cxus . 2h. Ot us< s 5+ C h. Sx≤ x≥5 Rx≤ Rx≥ onet 30 5 Co ro To 3 Agr 1515 as + To 4e e 4e 5e ns s n íc 30 s. s. n. t s.

06:0007:00 07:0008:00 08:0009:00 09:0010:00 10:0011:00 11:0012:00 12:0013:00 13:0014:00 14:0015:00 15:0016:00 16:0017:00 17:0018:00 total

ESTIMACIÓN DE TPDA ACTUAL PARA ESTACION DE COBERTURA

Vehiculos de Pasajeros Hora

Mot os

Aut os

Jee p

Camion etas

McBus <15 s.

MnB us 1530 s.

Vehículos de Carga Bu s 30 + s.

Liv . 25 To n.

C2 5+ To n

C 3

TxSx≤ 4e

TxSx≥ 5e

Equipo Pesado CxRx≤ 4e

CxRx≥ 5e

Veh . Agr íc

Veh . Con st

06:00-07:00 07:00-08:00 08:00-09:00 09:00-10:00 10:00-11:00 11:00-12:00 12:00-13:00 Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 124

Otr os

TOT AL

INGENIERÍA DE TRÁNSITO 13:00-14:00 14:00-15:00 15:00-16:00 16:00-17:00 17:00-18:00 TRAFICO 12 HORAS FACTOR DIA

1.21

1.28

1.21

1.27

1.21

1.28

FACTOR SEMANA FACTRO TEMPORADA

0.99

1.00

0.97

0.93

0.98

0.99

1.1 9 0.9 8

1.10

1.0 0

1.01

1.03

1.08

1.06

1.11

0.86

1.4 9 0.9 0

1.2 5 0.9 0

1.16

0.0 9

1.1 7

1.28

1.00

1.68

1.00

1.00

1.12

1.00

1.04

1.00

0.95

1.00

1.00

0.91

1.00

0.86

1.00

1.10

1.00

1.00

0.90

1.00

1.18

TPDA 2013 TPDA proyectado Vehiculos de Pasajeros

TPDA Mot PROYEC os TADO PARA EL AÑO 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 TOTAL

Auto s

Jee p

Camio netas

Li B Mn v. u McBu Bus 2s s<15 155 30 30 s. T + s. o s. n.

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Vehículos de Carga C 2 5 + T o n

C TxSx TxSx 3 ≤4e ≥5e

Equipo Pesado

Ve Ve Cx- Cxh. h. Rx Rx Ag Co ≤4e ≥5e ríc nst

Página | 125

Ot ro s

INGENIERÍA DE TRÁNSITO 5.2.4

Actividad de autoaprendizaje 6

1.- Realizar un conteo clasificado en periodos de 5 minutos acorde a las indicaciones del docente a fin de realizar expansiones. Luego realiza la estimación de velocidades de circulación con una muestra de 30 velocidades, Gráfico de composición vehicular, Ubicación de punto de conteo en google Earth, Foto de evidencia del trabajo.

2- Coordinado con los miembros de tu grupo realiza la expansión de una estación de cobertura, basado en la actividad anterior. 3.-Retoma el Volumen horario que realizaste por una hora en la el tramo urbano de la carretera panamericana. Selecciona el histórico del comportamiento de la estación que encuentres más cercana al punto de aforo realizado y en base a la metodología de estudio estima el comportamiento del Tránsito horario actual para las 24 horas del estudio realizado. Presenta en tu cuaderno la tabla realizada. 4.- Observa el video https://www.youtube.com/watch?v=jKG68_JtZi0&feature=youtu.be y describe el alcance del mismo. Qué es lo se pretende determinar al hablar de estacionalidad? Crea un red semántica del proceso seguido y refleja los resultados en tu cuaderno en tu cuaderno.

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 126

INGENIERÍA DE TRÁNSITO 5.3 Distribución y composición de los volúmenes de tránsito El Volumen de tránsito es el número de vehículos que circulará sobre la vía será determinado, tal como ha sido ya señalado, en función de las estadísticas y estudios de tránsito, y/o mediciones reales de campo. La Composición del tránsito es el número de vehículos de pasajeros, el número y tipo de vehículos pesados es obtenido también de los conteos y proyecciones de tránsito. Se mide en términos de porcentaje con respecto al volumen total por ejemplo el porcentaje buses, camiones, etc. En los países de desarrollados con mayor grado del parque automotor, los porcentajes de autobuses y camiones en los volúmenes de tránsito son bajos. Caso contrario en los países poco desarrollados en los cuales este porcentaje es mayor, el que a su vez constituye vehículos representativos usados como indicadores para diseños de carreteras. Es común que áreas de periferia de la ciudad el flujo de transito es máximo al centro en la mañana y por las tardes. La distribución de los volúmenes de tránsito por carriles debe ser considerada, tanto en el proyecto como en la operación de calles y carreteras. Tratándose de tres o más carriles de operación en un sentido, el flujo se asemeja a una corriente hidráulica. Así, al medir los volúmenes de tránsito por carril, en zona urbana, la mayor velocidad y capacidad, generalmente se logran en el carril del medio; las fricciones laterales, como paradas de autobuses y taxis y las vueltas izquierdas y derechas causan un flujo más lento en los carriles extremos, llevando el menor volumen el carril cercano a la acera. En carretera, a volúmenes bajos y medios suele ocurrir lo contrario, por lo que se reserva el carril cerca de la faja separadora central para vehículos más rápidos y para rebases, y se presentan mayores volúmenes en el carril inmediato al acotamiento. En autopistas de tres carriles con altos volúmenes de tránsito, rurales o urbanas, por lo general hay mayores volúmenes en el carril inmediato a la faja separadora central. En carreteras secundarias de tipo agrícola, los máximos volúmenes se presentan entre semana. En las calles de la ciudad, la variación de los volúmenes de tránsito diario no es muy pronunciada entre semana, esto es que están más o menos distribuidos en los días laborales, sin embargo, los más altos volúmenes ocurren el viernes. En una carretera de dos carriles, uno en cada dirección, el carril de diseño es uno de ellos, por lo tanto el factor de distribución por carril es 100%. Para autopistas multicarriles el carril de diseño es el carril exterior y el factor de distribución depende del número de carriles en cada dirección que tenga la autopista. En la tabla siguiente se muestran los valores utilizados por la AASHTO: . Factor de distribución Por Carril. No. carriles en cada dirección 1 2 3 4 ó más

Porcentaje de ejes simples equivalentes de 18 kips en el carril de diseño (FC) 100 80 – 100 60 – 80 50 – 75

Fuente: AASHTO, Guide for Design of Pavement Structures 1993

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 127

INGENIERÍA DE TRÁNSITO El patrón de variación de cualquier vialidad no cambia grandemente de año a año, a menos que ocurran cambios importantes en suelo, en los usos de la tierra, o se construyan nuevas calles o carreteras que funcionen como alternas. También vale la pena mencionar, con referencia a la variación diaria de los volúmenes de tránsito tanto a nivel urbano como rural, que se presentan máximos en aquellos días de eventos especiales como Semana Santa, Navidad, fin de año, competencias deportivas nacionales e internacionales, etc. Hay meses que las calles y carreteras llevan mayores volúmenes que, presentando variaciones notables. Los más altos volúmenes de tránsito se registran en Semana Santa, en las vacaciones escolares y a fin de año por las fiestas y vacaciones navideñas del mes de diciembre. Por razón los volúmenes de tránsito promedio diarios que caracterizan cada mes son diferentes, dependiendo también, en cierta manera, de la categoría y del tipo de servicio que presten las calles y carreteras. Los volúmenes de tránsito siempre deben ser considerados como dinámicos, por lo que solamente son precisos para el periodo de duración de los aforos. Sin embargo, debido a que sus variaciones son generalmente rítmicas y repetitivas, es importante tener un conocimiento de sus características, para así programar aforos, relacionar volúmenes en un tiempo y lugar con volúmenes de otro tiempo y lugar, y prever con la debida anticipación la actuación de las fuerzas dedicadas al control del tránsito y labor preventiva, así como las de conservación. Por lo tanto, es fundamental, en la planeación y operación de la circulación vehicular, conocer las variaciones periódicas de los volúmenes de tránsito dentro de las horas de máxima demanda, en las horas de día, en los días de la semana y en los meses del año. Aún más, también es importante conocer las variaciones de los volúmenes de tránsito en función de su distribución por carriles, su distribución direccional y su composición. En los estudios de volúmenes de tránsito es muy útil conocer la composición y variación de los distintos tipos de vehículos. La composición vehicular se mide en términos de porcentajes sobre el volumen total. Por ejemplo, porcentaje de automóviles, de autobuses y de camiones. En los países más adelantados, con un mayor grado de motorización, los porcentajes de autobuses y camiones en los volúmenes de tránsito son bajos. El objetivo principal es la cuantificación de los volúmenes de tránsito que serán atraídos, generados y desarrollados por el proyecto. La práctica normal de las proyecciones del tránsito es desarrollada en base a estimaciones de viajes. Algunos factores utilizados para las proyecciones del tránsito y que impactan fuertemente; son el crecimiento poblacional, el consumo de combustible, el parque automotor y el Producto Interno Bruto (PIB). Mínimas variaciones en los datos que se asumen para los crecimientos de las TAC (Tasa Anual de Crecimiento) poblacionales y de crecimiento económico, pueden provocar cambios significativos en el volumen vehicular proyectado y su composición. Estas premisas son de mucha importancia para el diseño de los espesores de pavimento, debido a que estos cambios provocan alteraciones en las concentraciones e intensidades del tránsito. Es por ello que los volúmenes de tránsito en el año horizonte, su comportamiento y composición, son los elementos que definen las características geométricas y estructurales con que será diseñada la nueva vía. Uno de los factores más importantes que debe considerarse en el análisis de la sección transversal de un camino y en general en un proyecto de todo tipo de obra vial es estimar el volumen de tránsito que circula y circulara a lo largo de la misma. El monitoreo permanente de las infraestructuras viales proporciona la información básica para la toma de decisiones respecto a su mantenimiento y ampliación. Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 128

INGENIERÍA DE TRÁNSITO 5.4 Incremento del tránsito Según Cal y Mayor el incremento del tránsito (IT) es el volumen de tránsito que se espera use la nueva carretera en el año futuro seleccionado como de proyecto. Este incremento se compone del crecimiento normal del tránsito (CNT) del tránsito generado (TG) y del tránsito desarrollado. Es importante describir que el Tránsito Actual: Es el volumen de tránsito que usara la nueva carretera o una carretera mejorada. Este se compone del tránsito existente (TE) antes de las mejoras; más el tránsito atraído (TAt) a ella de otras, una vez finalizada (TD). Es el tránsito que se produce en la vía independiente de las condiciones existentes geométricas y estructurales. Cuando se lleva a cabo la sustitución de una carretera S por otra C en mejor estado, sirviendo ambas a los mismos centros de población, se tiene la existencia de un tránsito de vehículos, previo a la construcción de la nueva carretera o a la modernización de la existente, llamado tránsito normal. Si no se construye la carretera C, él tránsito en la carretera actual aumentará de acuerdo a una tasa de crecimiento dada, cuyo valor seria completamente distinto si se llevara a cabo el proyecto. De estas observaciones se ha determinado la existencia de tres conceptos básicos en la tipología del tránsito relacionado con cualquier proyecto. Estos son Volumen de tránsito Actual: es aquel que circulará por una vía si ella estuviera abierta al tránsito. En el caso de vías existentes, donde se cuenta con datos estadísticos, el tránsito actual se puede obtener proyectando para la fecha en consideración la tendencia de los registros históricos. La determinación del volumen de tránsito actual en las vías nuevas, o que vayan a sufrir mejoras de consideración, requiere de un cúmulo de información que normalmente no está al alcance del proyectista de pavimentos; en estos casos generalmente habrá que obtener los valores de tránsito de los anuarios estadísticas del MTI; si ésta no los tuviere se tendrá que realizar un estudio especial, directamente a través de ella o a través de especialistas en esta rama de la ingeniería. En el caso de vías que van a ser mejoradas, el tránsito actual estará compuesto por el existente antes de la mejora, más el tránsito atraído de otras vías cercanas por las ventajas que ésta ofrece. En el caso de vías nuevas todo el tránsito será atraído. Tránsito normal: Es aquel que circula normalmente por la carretera. El crecimiento normal del tránsito es el incremento del volumen debido al aumento en número y uso de vehículos de motor. El crecimiento del tránsito debido al desarrollo normal del tránsito. Tránsito inducido o Generado: Es aquel tránsito que no se hubiera presentado sin el proyecto; aparecen gracias a la disminución de los costos de operación de los vehículos y debido al mejoramiento en el uso del suelo adyacente al camino. Tránsito desviado: Corresponde a aquel existente en otras vías de transporte como rutas alternas, ríos, ferrocarriles y aviones, que dada la reducción de los costos de operación en la nueva carretera se transfiere a esta. 5.5 El crecimiento normal del tránsito (CNT) Tal y como refiere Cal & Mayor, este refleja el incremento del volumen de tránsito debido al aumento normal en el uso de los vehículos. El deseo de las personas por movilizarse, la flexibilidad ofrecida por el vehículo y la producción industrial de más vehículos cada día, hacen que esta componente del tránsito siga aumentando. Sin embargo, deberá tenerse gran cuidado Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 129

INGENIERÍA DE TRÁNSITO en la utilización de los indicadores del crecimiento del parque vehicular nacional para propósitos de proyecto, ya que no necesariamente reflejan las tasas de crecimiento en el área local bajo estudio, aunque se ha comprobado que existe cierta correlación entre el crecimiento del parque vehicular y el crecimiento del TPDA. El incremento del tránsito (IT) se expresa así: IT = CNT + TG + TD 5.6 El tránsito generado (TG) Consta de aquellos viajes vehiculares, distintos a los del transporte público, que no se realizarían si no se construye la nueva carretera. El tránsito generado se compone de tres categorías: el tránsito inducido, o nuevos viajes no realizados previamente por ningún modo de transporte; el tránsito convertido, o nuevos viajes que previamente se hacían masivamente en taxi, autobús, tren, avión o barco, y que por razón de la nueva carretera se harían en vehículos particulares; y el tránsito trasladado, consistente en viajes previamente hechos a destinos completamente diferentes, atribuibles a la atracción de la nueva carretera y no al cambio en el uso del suelo. Al tránsito generado se le asignan tasas de incremento entre el 5 y el 25 % del tránsito actual, con un periodo de generación de uno ó dos años después de que la carretera ha sido abierta al servicio. Este tránsito se presenta inmediatamente después que se descubre las condiciones favorables que ofrece un camino nuevo o mejorado; atribuyéndole la facilidad de acceso, conveniencia, atracción en algunos casos ahorro de tiempo de viaje. Se puede asumir un valor alrededor 15%. Corresponde al tránsito vehicular que se incorpora a la red vial por causa del proyecto, el cual antes no circulaba por ningún tramo de ella. Por ejemplo, la construcción de un camino de penetración genera tránsito al permitir la explotación de áreas que antes eran inaccesibles. Otro ejemplo, es el caso de los habitantes de predios agrícolas que al disponer de un camino en mejores condiciones deciden realizar más viajes a las zonas urbanas. Para determinar los beneficios sociales que conlleva la ejecución de un proyecto caminero es conveniente dividir la red vial en tramos de demanda homogénea, es decir, que no salgan ni entren vehículos en puntos intermedios. Los efectos que ocurran en los tramos que el proyecto mejora se denominan efectos directos y los que ocurren en otros tramos se denominan indirectos. 5.7 El tránsito desarrollado (TD) Es el incremento del volumen de tránsito debido a las mejoras en el suelo adyacente a la carretera. A diferencia del tránsito generado, el tránsito desarrollado continua actuando por muchos años después que la nueva carretera ha sido puesta al servicio. El incremento del tránsito debido al desarrollo normal del suelo adyacente forma parte del crecimiento normal del tránsito, por lo tanto, éste no se considera como una parte del tránsito desarrollado. Pero la experiencia indica que en carreteras construidas con altas especificaciones, el suelo lateral tiende a desarrollarse más rápidamente de lo normal, generando valores del orden del 5 % del tránsito actual. Se considera al flujo nuevo a desarrollarse como efecto directo de la mejoría de la Economía Nacional.

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 130

INGENIERÍA DE TRÁNSITO También los volúmenes de tránsito futuro (TF), para efectos de proyecto se derivan a partir del tránsito actual (TA) y del incremento del tránsito (IT), esperado al final del periodo ó año meta seleccionado. De acuerdo a esto, se puede plantear la siguiente expresión: TF = TA + IT Sustituyendo en la ecuación del tránsito futuro (TF), encontramos que: TF = TA + IT TF = (TE + TAt) + (CNT + TG + TD)

El pronóstico de los volúmenes de tránsito futuro, por ejemplo el TPDA del año 2012, deberá basarse no solamente en el volumen normales actuales, sino también en los incrementos del tránsito que se espera utilicen la nueva carretera proyectada o la existente. Los volúmenes de tránsito futuro (TF) para efectos de proyecto se obtendrán de a partir del tránsito actual (TA) y del incremento del tránsito (IT) esperados al final del periodo o años meta que seleccionemos. En base a esto podemos plantear que: TF= TA+IT Para la estimación del tránsito atraído se debe tener un conocimiento completo de las condiciones locales motivados por una mejora en los tiempos de recorrido y en la comodidad. A este volumen de tránsito también se le conoce tránsito desviado. En base a lo antes mencionado establecemos que: TA=TE+TAt .Por lo tanto: T=CNT+TG+TD Sustituyendo: TF=(TE+TAT)+(CNT+TG+TD) También se define el factor de proyección FP del tránsito como la relación del TF al TA FP= TF/TA Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 131

INGENIERÍA DE TRÁNSITO FP= TA+IT/TA= TA+CNT+TG+TD/TA FP=1+CNT/TA+TG/TA+TD/TA El factor de la proyección FP, deberá especificarse para cada ano futuro. El valor utilizado sobre la base de un periodo de proyecto de 20 años (intervalo de 1.5 a 2.5) TF= (FP)(TA) 5.8 Actividad práctica 7 Reúne en grupo y da respuesta a las siguientes preguntas y problema 1.- Indica la importancia del análisis de planeación y operación en los volúmenes de tránsito. 2.- Explica cuáles son los tipos de tránsito y tasas de crecimiento promedio en las carreteras. 3.- ¿Cuáles son las consideraciones para el tránsito desarrollado y generado con respecto a las carreteras nuevas? 4.- ¿Cuál es el patrón de comportamiento de las carreteras en las distintas épocas del año?. Ejemplifica. 5.- Crea un gráfico de los tipos de tránsito y su comportamiento. A través de colores, símbolos y formas explica el mismo. 6.- Basado en los siguientes datos económicos de proyección de Hato ganadero y agricultura a su criterio determina la cantidad de tránsito generado actual. Estime a cinco años ¿cuánto será? ¿Cuáles son los criterios a considerar? Hato ganadero Esperado con proyecto.

Concepto/Años Toros

Antes del Proyecto

1

2

3

4

5

406

296

407

484

550

678

Vientres totales

5,322

8,289

11,384

13,556

15,392

16,956

Vacas paridas

3,237

3,315

4,554

5,422

7,696

8,478

Vacas secas

2,085

4,973

6,830

8,134

7,696

8,478

Vaquillas

3,223

3,447

2,591

2,312

2,088

2,427

Terneros

1,701

944

1,296

1,543

2,257

2,486

Terneras

1,690

629

864

1,029

1,505

1,658

Novillos de 2 años

1,031

1,000

1,000

1,000

1,000

1,000

46

46

46

46

46

46

13,419

14,651

17,588

19,970

22,837

25,251

1,637

1,637

1,637

1,637

1,637

1,637

15,056

16,288

19,225

21,607

24,474

26,888

Bueyes Sub total vacunos Equinos Total cabezas Cap- U.G Litros leche

6,337

6,337 6,337 6,337 6,337 6,337 1551,63 2131,09 2586,52 3670,94 4043,90 1514,916 5 5 4 7 7

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 132

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Producción agrícola espera con proyecto AÑO CULTIVO

MAÍZ (Ton)

FRÍJOL SORGO (Ton) (Ton)

CAFÉ TOTAL (Ton) (Ton)

1

1,010

834

857

262

2,963

2

1,040

859

883

269

3,052

3

1,072

885

909

277

3,143

4

1,104

911

937

286

3,237

5

1,137

938

965

294

3,335

VI. TRÁNSITO PROMEDIO DIARIO ANUAL (TPDA) PARA DISEÑO Como se ha indicado anteriormente el Tránsito Promedio Diario Anual (TPDA) es uno de los elementos primarios más importantes por lo cual damos un acápite especial, el cual se define cono el volumen total de vehículos que pasan por un punto o sección en un tiempo determinado, el cual es mayor de un día o menor o igual a un año, dividido por el número de días comprendidos en dicha medición. El TPDA se ha tomado como un indicador numérico para diseño, tanto por constituir una medida característica de la circulación de vehículos como por su facilidad de obtención. Es muy valioso indicador en la cantidad de vehículos de diferentes tipos y funciones que se sirve de la carretera existente como su tránsito normal y que continuar haciendo uso de dicha carretera una vez que esta sea ampliada o mejorada, o bien la que se estima utilizara la carretera al entrar en servicio para los usuarios. El cálculo del TPDA para cada uno de los corredores de Nicaragua sirve como parámetro para la planeación de las futuras intervenciones en la red vial. Aun y cuando la mayoría de los accidentes son causados por el comportamiento de conductores y peatones, la probabilidad de accidentes y su severidad puede ser reducida con el uso de equipos para el control de tránsito y un buen diseño Geométrico. Como elemento del diseño geométrico, Acorde recomendaciones de normas SIECA, el tipo de cruce recomendado para peatones está en función del grado de conflictos entre vehículos y peatones. Este puede medirse por la siguiente expresión: GC = PV2 Donde, GC = Grado de conflicto P= Volumen promedio de peatones calculado para las cuatro horas de máximo volumen. V= Volumen de vehículos registrados como máximo en las cuatro horas. Luego se debe de determinar en función de la siguiente tabla:

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 133

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

6.1 Tránsito de Diseño Acorde a lo indicado por Heberto Hernández, 2011, con éste se determina la cantidad de vehículos que circularán en una vía y así obtener un acumulado de vehículos y proyectar su vida útil. De manera general el Tránsito de diseno a emplear para fines de proyecto esta dada por la ecuacion: TD= TPDA*FC*fS*Fca*365 Donde: TPDA: Tránsito Promedio Diario Anual. FC: Factor de Crecimiento. FS: Factor de Distribución por Sentido. Fca: Factor por Distribución por Carril. 365 : Son los días con que cuenta un año que suponemos la condición de tránsito estimada.

6.1.1 Factor de Crecimiento (Fc): Está en función de la tasa anual de crecimiento y el período de diseño de la estructura de pavimento. El tránsito acumulado durante los “n” años se determina a través de un factor de crecimiento el cual varía según el método de diseño. Asi por ejemplo para el método de AASHTO 93

 1 i n 1   Fc   i   Donde: Fc : Factor de crecimiento. Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 134

INGENIERÍA DE TRÁNSITO n i

: Es el período de años al cual se está proyectando. : Es la tasa de crecimiento.

De manera general el Tránsito proyectado puede estimarse por la ecuación de proyección dada por

TF= TPDAo*(1+ i)ⁿ Donde: TF= Tránsito proyectado o futuro TPDA o= Tránsito Promedio Diario Anual Inicial o para año base. i= Tasa de Crecimiento interanual determinada. n= Período de Diseño seleccionado.

6.2 Factores utilizados en el cálculo del TPDA Como se describió anteriormente los principales factores a determinar están relacionados con el factor día, semana y temporada. El primero nos permite expandir de doce a veinticuatro horas, por tanto necesitará tener conteos de 24 horas para estimar este. El segundo permite pasar de 24 horas a condiciones semanales y por tanto para determinarlo tendrá que tener conteo semanales. El tercero refiere a expansión de la semana a promedio anual para el cual necesitaríamos tener todos los conteos semanales anuales y para los tres periodos del año que lo hace actualmente el MTI. Dado que contamos con el tercer dato siempre se hará necesario el uso de los factores de expansión de las revistas correspondientes a los anuarios estadísticos publicados por el MTI. En síntesis estos factores se calculan tal y como refiere  Factor Día: El factor para expandir el tránsito diurno de 12 horas a tránsito diario de 24 horas se obtiene mediante los resultados correspondiente a conteos de 24 horas que no es mas el cálculo de 1 + T. Nocturno / T. Diurno. El valor a adoptar por defecto deberá ser 1.0 para estaciones permanentes. (MTI, 2009)

 Factores de Semana: El Factor para expandir el resultado obtenido para un período corto de tres días de la semana (martes a jueves) a los promedio semanales 7 días (lunes a domingo), siendo la fórmula para calcular:

 Factor fin de semana: Es el Factor para expandir un conteo realizado durante el fin de semana a los 7 días de la semana, siendo la fórmula para calcular:

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 135

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Factor de Expansión: Es el factor para expandir el tráfico diario semanal al tránsito promedio diario anual (TPDA) por tipo de vehículo, el que se obtiene de los conteos realizados en la estaciones de mayor cobertura. 6.3 Actividad práctica 8 a) Determine los volúmenes a emplear para el TPDA para los datos indicados considerando que usted ha contado por 12 horas en una estación en tramo carretera cerca de San Juan del Sur.

Tipo De vehículo

Moto

Volumen de 12 horas TPDA a emplear

60

Autos 256

Jeep

Camioneta

75

145

MicBus MnBus BUS 15

5

25

Se le facilita parte de la tabla extraída de anuarios estadísticos del 2009.

b) Determine el TPDA para diseño de pavimento a emplear considerando los factores de crecimiento y datos siguientes:

Análisis del tránsito en el período de diseño Tasa de crecimiento Periodo de diseño AASHTO Factor de crecimiento PCA Factor dirección

4% 10 34.25 1.54 0.50

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 136

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Factor carril

Tipo de vehículo

TPDA actual

Liviano Micro bus Mini Bus Bus C2 liviano C2 C3 T2S2 T3S2 Total

100% TPDA de diseño (Sin multiplicar por 365) AASHTO PCA

Tránsito de diseño (Doble vía) AASHTO PCA

Tránsito de diseño (Una vía)* AASHTO PCA

Tránsito de diseño (En el carril)* AASHTO PCA

4,143 339 133 272 366 214 38 1 190

***Tomado de INCC, Curso dictado por Ricardo Díaz

c) Aplicando el cálculo de TPDA por años determine el TPDA para los datos indicados. Compare sus resultados con los datos obtenidos por el método anterior.

Año

Liviano 0 4,143 1 2 3 4 5 6 7 8 9

EVOLUCIÓN DEL TPDA EN EL PERIODO DE DISEÑO C2 Micro bus Mini Bus Bus liviano C2 C3 339 133 272 366 214 38

T2S2 T3S2 Total 1 190

TOTAL d) Determine los volúmenes horarios para la estación de cobertura mostrada Estación Maestra Hora

12:00 - 01:00 am

Tránsito Horario (THi)M

Proporción Horaria del Total Pi = (THi)M / (TD)M =

Veh/Hora 120

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

EC 1

EC 2

EC 3

Página | 137

EC 4

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Hora

01:00 - 02:00 02:00 - 03: 00 03:00 - 04:00 04:00 - 05:00 05:00 - 06:00 06:00 - 07: 00 07:00 - 08: 00 08:00 - 09:00 09:00 - 10:00 10:00 - 11:00 11:00 - 12:00 12:00 - 01:00 pm 01:00 - 02:00 02:00 - 03: 00 03:00 - 04:00 04:00 - 05:00 05:00 - 06:00 06:00 - 07: 00 07:00 - 08: 00 08:00 - 09:00 09:00 - 10:00 10:00 - 11:00 11:00 - 12:00 (TD)M =

Estación Maestra Tránsito Horario (THi)M 117 180 212 230 420 555 810 792 553 432 546 858 862 468 453 730 853 898 778 605 570 438 127

Proporción Horaria del Total Pi = (THi)M / (TD)M =

250

300

625

520

Veh/día (TD)C=

(TD)M= (TD)M=∑124 (TH)M = (TD)c=(TH) / %TDm =(TH) / Pi Prepare una hoja de cálculo en Excel que verifique estos resultados generados. Las Normas de Diseño Geométrico para Carreteras Regional Centroamérica, SIECA 2004 y su revisión 2011, en sus sección 2-8 y Página 50 respectivamente, establecen que el volumen de tránsito de la hora pico se sitúa normalmente entre 12 y 18 por ciento del TPDA en el caso de las carreteras rurales, con un término medio bastante representativo de 15 por ciento de dicho TPDA. En carreteras urbanas, este volumen se ubica entre 8 y 12 por ciento del TPDA, por lo que es válida la práctica de utilizar un 10 por ciento del TPDA como valor de diseño, a falta de factores propios obtenidos de las investigaciones de tránsito (Ver páginas 49 – 51 de SIECA, 2011 para análisis) . Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 138

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Si el volumen de la hora pico en una carretera es de 1238 veh/hora cuanto se esperará que sea el TPDA en función de las recomendaciones SIECA. Recuerde que en el análisis de volúmenes de tránsito, la media poblacional o tránsito promedios diario anual (TPDA), se estima con base en la media muestral o TPDS según la siguiente ecuación:

6.4 Actividad autoaprendizaje 7 Conforme las indicaciones del facilitador elabora una tabla del comportamiento de flujo vehicular para las estaciones indicadas. Estima el TPDA para el año 2020 y su composición.

VII. CARGA DE EJES SIMPLES EQUIVALENTE (ESAL) 7.1 Factores de equivalencia Uno de los factores de diseño que presenta mayor variabilidad es el correspondiente al efecto de las cargas que transmiten los vehículos. Cualquier observador, por más inexperto que sea en el área de pavimentos, no puede dejar de notar que por una sección dada de pavimento circulan diariamente un sinnúmero de tipos de vehículos, y un mayor número de tipos de carga: observará para un mismo tipo de camión que algunos circularán vacíos, otros cargados con cemento, otros con cerveza, otros con materiales de construcción, etc.; además la condición de variabilidad descrita se repetirá para cada tipo de camión sobre la vía. Es necesario, en consecuencia, transformar toda esa gama de realidades de formas e intensidades de carga, en un valor que los represente y que sea simplemente obtenible y manejable. Por esta razón se definió un "Eje Patrón" que representa la carga estándar, o normalizada. En la gran mayoría de los países este Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 139

INGENIERÍA DE TRÁNSITO "eje patrón" contempla una carga por eje simple de cuatro ruedas de 8.20 Ton equivalente a 18 Kip (80 KN ó 18.000 libras) Adicionalmente fue necesario asignar a este eje patrón un valor del efecto que causaba al pasar sobre un pavimento, este efecto se conoce como "factor daño", y para una carga patrón de 18 kip, sobre un eje simple de cuatro ruedas, se le asignó un valor unitario, es decir cada vez que un eje simple de 18,000 lb pasa sobre una sección de un pavimento flexible, causa sobre ese pavimento un daño igual a uno (1). Como consecuencia de esta simplificación surge la definición de los "Factores de equivalencia de cargas", que "son valores numéricos que definen el daño que causa el paso de un vehículo, o eje determinado, sobre una sección de pavimento en una manera relativa al daño que el vehículo, o eje patrón, causa al pasar sobre la misma sección de pavimento", o dicho de otra manera, los "Factores de Equivalencia" transforman las repeticiones de un eje cualquiera, a un número de repeticiones del eje patrón que causan el mismo efecto daño sobre el pavimento que el daño causado por ese eje cualquiera. La metodología AASHTO propone estimar estos conel apoyo de tablas de coeficienes de daño mostradas más adelante, estimando un índice de Serviciabilidad, peso por eje, Los "Factores de Equivalencia" para los ejes simples y tándem (dobles y triples) son los derivados empíricamente en el Ensayo Vial AASHO en función no solo de la magnitud de la carga y la configuración del eje que la transmite al pavimento, sino también del tipo de pavimento (flexible o rígido), del espesor del pavimento y de la condición final de calidad de rodaje del pavimento para el momento final del periodo de diseño y obedecen, en una forma muy simplificada, a la relación exponencial siguiente: Factor de equivalencia=

[Carga en eje/Carga normalizada]^4

Una de las piezas de información más importantes en cuanto al tránsito se refiere, es la manera como se aplicará la carga sobre el pavimento, es decir cuántos ejes, y de qué tipo son esos ejes (número de ruedas por eje, número de ejes, separación entre ejes, presión de inflado, etc.). Estos pueden ser: Ejes Simples: Son ejes sencillos de dos o cuatro ruedas Ejes Tándem (dobles): Es el conjunto de dos ejes sencillos, separados entre 1,20 y 1,60 metros aproximadamente, que tienen una suspensión común Ejes Triples: es el conjunto de tres ejes sencillos, separados entre 1,20 y 1,40 metros aproximadamente, los cuales no tienen una suspensión común

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 140

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Los factores de equivalencia de carga por Eje (FECE) se pueden expresar en términos de la magnitud de las cargas involucradas, las cuales deben corresponder a una misma configuración de ejes y número de llantas.

Según se determinó en el ensayo AASHTO, el valor n en pavimentos asfálticos oscila en un entorno más o menos restringido (3.8 - 4.2), lo que ha llevado a los diseñadores a adoptar un valor igual a 4.0 en la solución de los problemas rutinarios con estos pavimentos.

Se sugiere leer más en enlace: http://copernico.escuelaing.edu.co/vias/pagina_via/modulos/MODULO%204.pdf Si se estableciera como carga normalizada los valores de 6.6 ton en eje simple de dos ruedas, de 8.2 ton en ejes simple de cuatro ruedas y ejes tándem dobles, y de 23 ton en eje tándem triple, los “factores de equivalencia” toman las expresiones aproximadas siguientes: (Fei SIMPLE de dos ruedas) = (Carga por eje máxima (i) / 6.6)^4 (Fei SIMPLE de cuatro ruedas) = (Carga por eje máxima (i) / 8.2)^4 (Fei simple DOBLE) = (Carga por eje doble máxima (i) / 14.39)^4 (Fei TRIPLE) = (Carga por eje triple máxima (i) /23)^4.22 En Nicaragua el MTI cuenta con un diagrama de cargar máximas por tipo de vehículo. El cual sirve de referencia para estos cálculos. Así por ejemplo para un tipo T3S3

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 141

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Eje individual

Eje 1

Eje 2

Eje 3

Carga (Ton)

11.52

15.36

18.24

Simple dos ruedas

Tandem (doble)

(Carga por eje máxima (i) / 6.6)^4

(Eje 2 + eje 3) = (Carga por eje doble máxima (i) / 14.39)^4

Eje de carga

Toneladas en eje de carga Factor de equivalencia

11. 52

9.28

Eje 4 16.32

Eje 5

Eje 6

21.12

13.44

Triple (Tridem)

(Eje 4 + eje 5 + eje 6) = (Carga por eje triple máxima (i) /23)^4.22

33.6

50.88

28.52

29.72

Ejes equivalentes causados por el paso de este vehículo (Factor daño)

67.53

Es decir que el paso de este camión causa el mismo daño sobre el pavimento que el causaría un “camión virtual de 67.53 ejes simples de cuatro ruedas, cada eje cargado con 8.2 toneladas..

Para un camión tipo C2, será

Eje individual

Eje 1 (Simple Dos Ruedas)

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Eje 2 (Simple 4 ruedas)

Página | 142

Eje 2 (Simple 4 ruedas)

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Carga (Ton)

4.8 Simple dos ruedas

6 Tandem (doble)

Eje de carga

(Eje 2 + eje 3) = (Carga por eje doble máxima (i) / 14.39)^4

(Carga por eje máxima (i) / 6.6)^4

Toneladas en eje de carga

7.

7.6

4.8

Factor de equivalencia

Ejes equivalentes causados por el paso de este vehículo (Factor daño)

15.2

0.28

1.24

1.52

Es decir que el paso de este camión causa el mismo daño sobre el pavimento que el causaría un “camión virtual de 1.52 ejes simples de cuatro ruedas, cada eje cargado con 8.2 toneladas..

El factor camión *FC para esta flota de dos vehículos seria de (67.53 + 1.52)/2 = 69.09/2 = 34.5 ejes equivalentes de carga. Particular me no pierda la perspectiva que se está modelando para dos vehículos, cuando en realidad contamos con una amplia gama de vehículos de carga en la cual algunos están cargados, otros vacíos y por supuesto otros sobrecargados. De igual manera, como se indicó en tablas de referencia, debe recalcarse que simulando cargas iguales entre un T3S2 y un C2, el factor de daño es mayor en éste último, por tanto es este el que representa mayor atención para el control de carga. 7.2 Metodología para el cálculo del Número de Cargas Equivalentes En la determinación de las cargas equivalentes existen dos casos, el primero donde conociendo la composición de tránsito y el pesaje de los mismos y otro cuando no contamos con estudios de carga más que de composición (caso típico de los estudios que realizamos). Es importante destacar que aunque en Nicaragua existen estaciones de pesaje (Básculas) estos datos no son de fácil acceso lo que dificulta su incorporación en los análisis y determinación de ESAL.

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 143

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

7.2.1 Conociendo las Cargas Para el primer caso, contando con estudios de carga del tránsito la determinación de las cargas que actuarán sobre un pavimento, en su período de diseño, se basa en la aplicación de la Ecuación REE

= W18 = EEo *

n {(1+TC)^ – 1)} / TC

en donde: REE = cargas equivalentes totales en el período de diseño EEo = cargas equivalentes acumuladas en el primer año de diseño Siendo EEo igual a: EEo = PDTo * %Vp * FC * fds * fuc * A * D En donde: PDTo = volumen diario del total de vehículos (livianos + pesados), para cualquier día el año inicial de diseño. %Vp = número de vehículos pesados, expresado en forma decimal, como porcentaje del PDT. El resultado de la expresión (PDTo * %Vp), se define como VTPi y es igual al volumen diario de tránsito pesado —o número de camiones— para el año inicial de diseño. FC: se define como "Factor camión", y es igual al número de cargas equivalentes promedio por camión, y se obtiene dividiendo el valor obtenido al sumar el total de cargas equivalentes de cada camión, de un número dado de camiones que circulan por una sección de carretera, entre el número total de camiones considerados en la sumatoria de los ejes equivalentes. Para expresar el daño que produce el tránsito, en términos del deterioro que produce un vehículo en particular, hay que considerar la suma de los daños producidos por cada eje de ese tipo de vehículo. De este criterio nace el concepto de Factor de Camión, que se define como el número de ESAL por número de vehículo. Este factor puede ser calculado para cada tipo de camiones, o para todos los vehículos como un promedio de una determinada configuración de tránsito. Factor de Camión = TF =

Nº ESALs Nº de camiones

Para la estimación del Factor Camión para el caso en que no pueden pesarse los camione, situación puede presentarse, por otra parte, cuando se requiere una estimación Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 144

INGENIERÍA DE TRÁNSITO rápida del número de cargas equivalentes aproximadas, para realizar la determinación de los espesores de un pavimento a los fines de anteproyecto, o de decisiones administrativas de programación de inversiones anuales. Para lograr en estos casos la determinación de los valores del Factor Camión, el proyectista podrá usar tablas de referencia. Es indudable que, mientras sea posible, deberá recurrirse al procedimiento de calcular el valor del FC en función de la información de la distribución de Frecuencia de Ejes por Rangos de Cargas, y en el caso de que tal hecho no pueda ser logrado, el proyectista deberá aplicar su criterio para hacer la mejor selección de aquella tabla que mejor representa el nivel de información de que pueda disponer. Se recomienda en estos casos, el tratar de realizar al menos conteos de número y tipos de vehículos, ya que los valores así obtenidos podrán ser comparados con los de las diversas tablas y tomar la decisión más conveniente, aplicando el buen juicio ingenieril y la experiencia personal. Se ha demostrado que el eje delantero tiene una mínima influencia en el daño producido en el pavimento, por ejemplo en el ahuellamiento, la fisuración y la pérdida de serviciabilidad su participación varía de 0.13 al 2.1 %. Ejemplo SN = 4”

Pt = 2.5 Tipo de

Volumen Nº de de

eje (Kips)

Eje

Tránsito Diario

ejes

4

Simple

850

850

0.003

2.55

10

Simple

440

440

0.102

45.00

Bus y camión mediano

16

Simple

260

260

0.645

167.70

Bus grande

34

Tandem

230

230

1.11

255.30

Camión Semiremolque 36

Tandem

240

480 *

1.38

662.40

Camión Semiremolque 48

Tridem

196

588 **

1.069

628.57

2216

2848

TIPO DE VEHÍCULO

Camionetas, Jeep y Otros livianos Microbuses, pequeño

camión

Carga por

TOTALES Factor de Camión = TF =

1761.522

Nº de LEF ESALs

1761.522

 0.79

2216 Nota: * Dos ejes ** Tres ejes Factor de distribución por sentido (fds): El factor de distribución por sentido (fds) permite cuantificar la fracción del total del tránsito que circulará en el sentido de diseño, y sus valores son los que se indican en la siguiente: Modo de medición del PDT Valor del fds En ambos sentidos 0.50 Por sentido de circulación 1.00 Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 145

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Factor de utilización de canal (fuc): Este valor permite asignar al canal de diseño, la fracción del total de vehículos que circulará por este canal, y su valor se selecciona de acuerdo a lo indicado (a) para un canal por sentido, el fuc=1.0 (b) para dos canales por sentido, el fuc=0.90; y (c) para tres o más canales por sentido, el fuc = 0.80. NCHRP Project 1-32: Pavement Design Tools, Eres Consultants, Inc. 1998, recomienda la utilización de los factores en base a la siguiente tabla: TPD en un sólo sentido 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 15.000 20.000 25.000 30.000 35.000 40.000 50.000 60.000 70.000 80.000 100.000

Vía de dos (2) canales por sentido de circulación Canal rápido 0.06 0.12 0.15 0.18 0.19 0.23 0.25 0.27 0.28 0.30 0.31 0.33 0.34 -

Canal lento 0.94 0.88 0.85 0.82 0.81 0.77 0.75 0.73 0.72 0.70 0.69 0.67 0.66 -

Vía de más de dos (2) canales por sentido de circulación Canal(es) rápido(s) 0.06 0.06 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.09

Canal central 0.12 0.18 0.21 0.23 0.28 0.28 0.30 0.32 0.33 0.34 0.35 0.37 0.39 0.40 0.41 0.42

Canal lento 0.82 0.76 0.72 0.70 0.68 0.65 0.63 0.61 0.59 0.58 0.57 0.55 0.53 0.52 0.51 0.49

Factor de Ajuste por Tránsito Desbalanceado (A): Este factor reconoce que, cuándo la medición de los volúmenes de tránsito se hace por ambos sentidos, lo normal es que uno de los polos generadores de tránsito resulte con un mayor número de vehículos, y con mayor carga, que el otro polo. En Nicaragua la mayoría de los corredores tienen una composición cerca del 50/50 por lo que puede usarse un valor de 0.5. En caso de ser desbalanceado (más de 5% en un sentido puede considerarse un factor de ajuste A entre 1.05 y 1.35 (1.2 recomendado). LOS FACTORES DE AJUSTE PARA TRÁNSITO NO BALANCEADO SE MUESTRAN EN LA SIGUIENTE TABLA: Tipo de Tránsito Factor de Ajuste (A) Tránsito desbalanceado en la mayoría de las vías 1.20 Tránsito desbalanceado en vías mineras 1.90 Tránsito Balanceado 1.00 * Fuente: Ingeniería de Pavimentos para carreteras ( 2da. Edición) Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 146

INGENIERÍA DE TRÁNSITO (D): Número de días por año en que las variables anteriores son aplicables: Normalmente la estimación de las cargas totales acumuladas en el período de diseño, para un total de 365 días por año, lo cual es válido cuando se considera que (a) el valor de Trafico Promedio Diario ha sido determinado para el promedio de, al menos los siete días de la semana, es decir tanto los días laborables (Lunes a Viernes), como los Sábados y Domingos, y (b) que las condiciones restantes del tránsito (%Vp, FC, etc.) se aplican a lo largo de los 365 días. En la mayoría de los casos estas dos premisas no se cumplen a lo largo del año: es suficiente destacar las carreteras en zonas agrícolas, en las cuales hay meses de siembra y meses de cosecha y transporte; es evidente que en ambos lapsos no se aplican las mismas cargas, ni circulan los mismos números de camiones. Es conveniente, en consecuencia, comenzar a diferenciar en, al menos, días de trabajo (Lunes a Viernes) y días de descanso (Sábados y Domingos), y aplicar a cada grupo de días los correspondientes valores de las otras variables independientes que han sido citadas. La misma situación sucede en cualquier otra vía: un menor número de camiones transita los fines de semana y los días feriados, ya que los conductores de estos vehículos también toman su descanso de sábados y Domingos. Conviene, en consecuencia, comenzar a diferenciar cada una de las variables independientes de tránsito para estos dos grupos de días: PDT, %Vp, y Factor Camión. Factor de Crecimiento (F): Es un factor que toma en cuenta la variación del volumen de tránsito en el período de diseño considerado, y se utiliza para determinar las cargas equivalentes acumuladas. Los valores del Factor de Crecimiento (F) están en función de la Tasa de Crecimiento (TC o “r”) y del período de diseño (n), en años. La tasa de crecimiento interanual (TC), permite integrar el crecimiento del tránsito a lo largo del período de diseño. El Factor de crecimiento se calcula a partir de cualquiera de las expresiones FC = { (1 + TC) FC = { (1 + r)

n

n

— 1} / TC O también:

— 1} / (ln (1+r)

7.2.2 No conociendo las Cargas Actuales caso más común Existe un Procedimiento simplificado que sirve para hacer una rápida estimación del número de ESAL. Este procedimiento se llama simplificado porque usa un factor de camión promedio en lugar de factores de camión para cada tipo de vehículo. El resultado no es muy exacto y se debería usar sólo como una primera aproximación, pero dado que involucra altos costos en la recolección de datos suele ser el más empleado como referencia para el diseño de pavimentos. Recuerde que la carga estándar es de 18 Kip equivalente a 8.2 Ton tal y como se muestra en siguiente figura:

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 147

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Tomado de https://convertlive.com/es/u/convertir/kips/a/tonelada-fuerza#18 Para el cálculo del tránsito, el método considera los ejes equivalentes simples de 18 kips (8.2 Ton) acumulados durante el período de diseño, en el carril de diseño, utilizando la ecuación siguiente:

ESAL 

 m  p  F  P  TPDA FC  F  F 365    i i d c  i1 



donde: pi

Porcentaje del total de repeticiones para el i-ésimo grupo de vehículos o cargas.

Fi

Factor de equivalencia de carga por eje, del i-ésimo grupo de eje de carga

P Promedio de ejes por camión pesado. (Los términos Pi Fi P se sintetizan en los factores LEF5 indicados más adelante). TPDA Tránsito promedio diario anual. FC

Factor de crecimiento para un período de diseño en años.

Fd

Factor direccional.

FC

Factor de distribución por carril

La conversión del tránsito a un número de ESAL de 18 kips (Equivalent Single Axle Load) se realiza utilizando Factores equivalentes de carga LEF (Load Equivalent Factor). Estos factores fueron determinados por la AASHTO en sus tramos de prueba, donde pavimentos similares se sometieron a diferentes configuraciones de ejes y cargas, para analizar el daño

5

LEF = Factor equivalente de Carga ( Load Equivalent Factor)

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 148

INGENIERÍA DE TRÁNSITO producido y la relación existente entre estas configuraciones y cargas a través del daño que producen. El factor equivalente de carga LEF es un valor numérico que expresa la relación entre la pérdida de serviciabilidad ocasionada por una determinada carga de un tipo de eje y la producida por el eje patrón de 18 kips. LEF = Nº de ESALs de18 kips que producen una pérdida de serviciabi lidad PSI Nº de ejes de X kips que producen la misma pérdida de serviciabi lidad Por ejemplo, para producir en un pavimento flexible con un SN = 4”, una disminución de serviciabilidad de 4,2 a 2,5 se requieren la repetición de 100000 ejes simples de 18 kips, o la repetición de 14706 ejes simples de 30 kips. Por tanto, para este caso: LEF =

100000

 6.8

14706 Los factores equivalentes de carga de la AASHTO están tabulados en función de cuatro parámetros: tipo de eje (simple, tándem o doble, tridem o triple), índice de serviciabilidad final (2, 2.5 y 3), carga por eje, y número estructural (SN )del pavimento (de 1 a 6). El diseño para el pavimento flexible según la AASHTO está basado en la determinación del Número Estructural “SN” que debe soportar el nivel de carga exigido por el proyecto Para asumir el valor de SN y entender a que refiere este valor es importante analizar el nomograma indicado posteriormente. Analízalo conforme indicaciones del facilitador. Algunas tablas características sugeridas por SIECA en base a metodología AASHTO se muestran a continuación:

FACTORES EQUIVALENTES DE CARGA, EJES SIMPLES, PT = 2,0 Carga/eje (kip) 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32

(kN) 8.9 17.8 26.7 35.6 44.5 53.4 62.3 71.2 80.0 89.0 97.9 106.8 115.7 124.6 133.5 142.4

SN 1 0.0002 0.002 0.009 0.030 0.075 0.165 0.325 0.589 1.00 1.61 2.49 3.71 5.36 7.54 10.4 14.0

2 0.0002 0.003 0.012 0.035 0.085 0.177 0.338 0.598 1.00 1.59 2.44 3.62 5.21 7.31 10.0 13.5

3 0.0002 0.002 0.011 0.036 0.090 0.189 0.354 0.613 1.00 1.56 2.35 3.43 4.88 6.78 9.2 12.4

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

4 0.0002 0.002 0.010 0.033 0.085 0.183 0.350 0.612 1.00 1.55 2.31 3.33 4.68 6.42 8.6 11.5

5 0.0002 0.002 0.009 0.031 0.079 0.174 0.338 0.603 1.00 1.57 2.35 3.40 4.77 6.52 8.7 11.5

6 0.0002 0.002 0.009 0.029 0.079 0.168 0.331 0.596 1.00 1.59 2.41 3.51 4.96 6.83 9.2 12.1

Página | 149

INGENIERÍA DE TRÁNSITO 34 36 38 40 42 44 46 48 50

151.3 160.0 169.1 178.0 186.9 195.8 204.7 213.6 222.5

18.5 24.2 31.1 39.6 49.7 61.8 76.1 92.9 113

17.9 23.3 29.9 38.0 47.7 59.3 73.0 89.1 108

16.3 21.2 27.1 34.3 43.0 53.4 65.6 80.0 97

15.0 19.3 24.6 30.9 38.6 47.6 58.3 70.9 86

14.9 19.0 24.0 30.0 37.2 45.7 55.7 67.3 81

15.6 19.9 25.1 31.2 38.5 47.1 57.0 68.6 82

Notas:

FACTORES EQUIVALENTES DE CARGA, EJES TANDEM (DOBLES) , PT = 2 Carga/eje (kip) (kN) 2 8.9 4 17.8 6 26.7 8 35.6 10 44.5 12 53.4 14 62.3 16 71.2 18 80.0 20 89.0 22 97.9 24 106.8 26 115.7 28 124.6 30 133.5 32 142.4 34 151.3 36 160.0 38 169.1 40 178.0 42 186.9 44 195.8 46 204.7 48 213.6 50 222.5 52 231.4 54 240.3 56 249.2

SN 1 0.0000 0.0003 0.001 0.003 0.007 0.013 0.024 0.041 0.066 0.103 0.156 0.227 0.322 0.447 0.607 0.810 1.06 1.38 1.76 2.22 2.77 3.42 4.20 5.10 6.15 7.37 8.77 10.4

2 0.0000 0.0003 0.001 0.003 0.008 0.016 0.029 0.048 0.077 0.117 0.171 0.244 0.340 0.465 0.623 0.823 1.07 1.38 1.75 2.19 2.73 3.36 4.11 4.98 5.99 7.16 8.51 10.1

3 0.0000 0.0003 0.001 0.003 0.008 0.016 0.029 0.050 0.081 0.124 0.183 0.260 0.360 0.487 0.646 0.843 1.08 1.38 1.73 2.15 2.64 3.23 3.92 4.72 5.64 6.71 7.93 9.3

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

4 0.0000 0.0002 0.001 0.003 0.007 0.014 0.026 0.046 0.075 0.117 0.174 0.252 0.353 0.481 0.643 0.842 1.08 1.38 1.72 2.13 2.62 3.18 3.83 4.58 5.44 6.43 7.55 8.8

5 0.0000 0.0002 0.001 0.003 0.006 0.013 0.024 0.042 0.069 0.109 0.164 0.239 0.338 0.466 0.627 0.829 1.08 1.38 1.73 2.16 2.66 3.24 3.91 4.68 5.56 6.56 7.69 9.0

6 0.0000 0.0002 0.001 0.002 0.006 0.012 0.023 0.040 0.066 0.105 0.158 0.231 0.329 0.455 0.617 0.819 1.07 1.38 1.74 2.18 2.70 3.31 4.02 4.83 5.77 6.83 8.03 9.4

Página | 150

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Carga/eje (kip) (kN) 58 258.1 60 267.0 62 275.9 64 284.7 66 293.6 68 302.5 70 311.4 72 320.3 74 329.2 76 338.1 78 347.0 80 355.9 82 364.8 84 373.7 86 382.6 88 391.5 90 400.4

SN 1 12.2 14.3 16.6 19.3 22.2 25.5 29.2 33.3 37.8 42.8 48.4 54.4 61.1 68.4 76.3 85.0 94.4

2 11.8 13.8 16.0 18.6 21.4 24.6 28.1 32.0 36.4 41.2 46.5 52.3 58.7 65.7 73.3 81.6 90.6

3 10.9 12.7 14.7 17.0 19.6 22.4 25.6 29.1 33.0 37.3 42.0 47.2 52.9 59.2 66.0 73.4 81.5

4 10.3 11.9 13.7 15.8 18.0 20.6 23.4 26.5 30.0 33.8 38.0 42.5 47.6 53.0 59.0 65.5 72.6

5 10.4 12.0 13.8 15.8 18.0 20.5 23.2 26.2 29.4 33.1 37.0 41.3 46.0 51.2 56.8 62.8 69.4

6 10.9 12.6 14.5 16.6 18.9 21.5 24.3 27.4 30.8 34.5 38.6 43.0 47.8 53.0 58.6 64.7 71.3

FACTORES EQUIVALENTES DE CARGA, EJES TRIDEM (TRIPLES) , PT = 2 Carga/eje SN (kip) (kN) 1 2 3 4 5 6 2 8.9 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 4 17.8 0.0001 0.0001 0.0001 0.0001 0.0001 0.0001 6 26.7 0.0004 0.0004 0.0003 0.0003 0.0003 0.0003 8 35.6 0.0009 0.0010 0.0009 0.0008 0.0007 0.0007 10 44.5 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 0.001 12 53.4 0.004 0.004 0.004 0.003 0.003 0.003 14 62.3 0.006 0.007 0.007 0.006 0.006 0.005 16 71.2 0.010 0.012 0.012 0.010 0.009 0.009 18 80.0 0.016 0.019 0.019 0.017 0.015 0.015 20 89.0 0.024 0.029 0.029 0.026 0.024 0.023 22 97.9 0.034 0.042 0.042 0.038 0.035 0.034 24 106.8 0.049 0.058 0.060 0.055 0.051 0.048 26 115.7 0.068 0.080 0.083 0.077 0.071 0.068 28 124.6 0.093 0.107 0.113 0.105 0.098 0.094 30 133.5 0.125 0.140 0.149 0.140 0.131 0.126 32 142.4 0.164 0.182 0.194 0.184 0.173 0.167 34 151.3 0.213 0.233 0.248 0.238 0.225 0.217 36 160.0 0.273 0.294 0.313 0.303 0.288 0.279 38 169.1 0.346 0.368 0.390 0.381 0.364 0.353 40 178.0 0.434 0.456 0.481 0.473 0.454 0.443 42 186.9 0.538 0.560 0.587 0.580 0.561 0.548 44 195.8 0.662 0.682 0.710 0.705 0.686 0.673 Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 151

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Carga/eje (kip) (kN) 46 204.7 48 213.6 50 222.5 52 231.4 54 240.3 56 249.2 58 258.1 60 267.0 62 275.9 64 284.7 66 293.6 68 302.5 70 311.4 72 320.3 74 329.2 76 338.1 78 347.0 80 355.9 82 364.8 84 373.7 86 382.6 88 391.5 90 400.4

SN 1 0.807 0.976 1.17 1.40 1.66 1.95 2.29 2.67 3.10 3.59 4.13 4.73 5.40 6.15 6.97 7.88 8.88 9.98 11.2 12.5 13.9 15.5 17.2

2 0.825 0.992 1.18 1.40 1.66 1.95 2.27 2.64 3.06 3.53 4.05 4.63 5.28 6.00 6.79 7.67 8.63 9.69 10.8 12.1 13.5 15.0 16.6

3 0.852 1.015 1.20 1.42 1.66 1.93 2.24 2.59 2.98 3.41 3.89 4.43 5.03 5.68 6.41 7.21 8.09 9.05 10.1 11.2 12.5 13.8 15.3

4 0.849 1.014 1.20 1.42 1.66 1.93 2.23 2.57 2.95 3.37 3.83 4.34 4.90 5.52 6.20 6.94 7.75 8.63 9.6 10.6 11.8 13.0 14.3

5 0.831 0.999 1.19 1.41 1.66 1.94 2.25 2.60 2.99 3.42 3.90 4.42 5.00 5.63 6.33 7.08 7.90 8.79 9.8 10.8 11.9 13.2 14.5

6 0.818 0.987 1.18 1.40 1.66 1.94 2.27 2.63 3.04 3.49 3.99 4.54 5.15 5.82 6.56 7.36 8.23 9.18 10.2 11.3 12.5 13.8 15.2

Se sugiere ver material de curso de carreteras II de Universidad de San Simón Dispuesto en https://corcmy.sharepoint.com/:u:/g/personal/sergio_navarro_norte_uni_edu_ni/EW10jjvEL59JlpKiQyw97d4 BkT--cteqmpvqKM4Xjk_hKA?e=tKUPeR 7.2.2. 1 Ejemplo práctico para un tipo C2 Asumiendo un SN = 5, Pt= 2.0 para caminos de tránsito menor

Primer eje simple, Segundo eje simple

**(si fuera tipo tercero triple (tridem))

Primer eje simple, segundo doble (tamdem) y el

El factor equivalente de carga para 5 ton será de 0.1265 (Calculado por interpolación) Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 152

INGENIERÍA DE TRÁNSITO El factor equivalente de carga para 10 ton será de 0.1265 (Calculado por interpolación) Se deberán emplear las tablas descritas al pie

Así que la estimación de ESAL será

ESALs'  (FE)  TPDA FC Fd  Fc  365 Donde FE Es Factor ESAL TPDA: Tránsito Promedio Diario Anual Fc: Factor de Crecimiento Fd: Factor direccional Fc: Factor Carril 365: Número de días del año considerados para proyección. Suponiendo que el TPDA para este tipo de vehículo es 25 vehículos/día

FC 

1 r P 1 r

ESAL será: 0.1265 (25) (26.87) (0.5)(1)*365 + (2.35 (25) (26.87) (0.5)(1)*365 En general la estimación de estos depende de los factores de SN y PT considerados en diseño. Se sugiere que para carreteras Regionales o de alta importancia se use SN = 5 y para secundarias SN = 4 y para terciarias SN = 3. Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 153

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Una referencia de estos se muestra en la siguiente tabla:

Tipo de Vehicular MOTOS

Autos Jeep Camionetas Mc bus < 15 a Mn bus 15 - 30 s Bus 30+s Liv. 2 - 5 t. C2 5+t. C3 Tx-Sx <=4 e.

Tx-Sx >=5 e.

Cx-Rx <=4 e.

Cx-Rx >=5 e.

V.A.

Peso por Eje (Ton. Metricas)

Peso por Eje (Kips)

Tipo de Eje

1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 2.00 2 3 3 5 5 9 4.5 5.5 5.00 10.00 5.00 16.50 5.00 9 16 5.00 16.00 16 4.50 9.00 6.50 6.50 5 16 6.5 6.5 4.5 4.5

2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 4.4 4.4 6.6 6.6 11 11 19.8 9.9 12.1 11 22 11 36.3 11 19.8 35.2 11 35.2 35.2 9.9 19.8 14.3 14.3 11 35.2 14.3 14.3 9.9

SIMPLE SIMPLE SIMPLE SIMPLE SIMPLE SIMPLE SIMPLE SIMPLE SIMPLE SIMPLE SIMPLE SIMPLE SIMPLE SIMPLE SIMPLE SIMPLE SIMPLE DOBLE SIMPLE SIMPLE DOBLE SIMPLE DOBLE DOBLE SIMPLE SIMPLE SIMPLE SIMPLE SIMPLE DOBLE SIMPLE SIMPLE SIMPLE

9.9

SIMPLE

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Factor ESALs 0.00038 0.00038 0.00038 0.00038 0.00038 0.0034 0.0034 0.0156 0.0156 0.1265 0.1265 1.513 0.0766 0.1822 0.1265 2.35 0.1265 1.4325 0.1265 1.513 1.26 0.1265 1.26 1.26 0.0766 1.513 0.3777 0.3777 0.1265 1.26 0.3777 0.1265 0.0766 0.0766

Página | 154

INGENIERÍA DE TRÁNSITO 7.3 Actividad autoaprendizaje 8 Indica en que consiste el factor camión y cuáles son las condiciones para que este no cambie. a) b) c) d)

¿Qué es el factor de daño? ¿Cuál es el vehículo tipo que se utiliza como patrón para diseño? ¿Qué representa el SN? Descarga el manual de Diseño de Pavimentos SIECA y en tu cuaderno extrae la tabla para Cálculo de ESAL propuesta para esta norma. Indica qué significa y cuáles son los valores de Pt que disponen las tablas para determinar LEF.

Notas:

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 155

INGENIERÍA DE TRÁNSITO 7.4 Actividad práctica No. 9 1. Determine el factor de daño por regla de la cuarta potencia y usando los LEF de tablas indicadas previamente .Completa la tabla Calcule la cantidad de ESAL producida por:

Tipo de Vehículo

Peso por Eje (Ton. Peso por Eje Métricas) Tipo de Eje (Kips)

Factor ESAL SN 4 Pt 2

Factor ESAL SN 5 Pt 2

Factor Factor ESAL ESAL SN 4 Pt SN 5 2.5 Pt 3

Autos Jeep Camionetas Mc bus < 15 a Mn bus 15 - 30 s Bus 30+s Liv. 2 - 5 t. C2 5+t. C3 Tx-Sx <=4 e.

Tx-Sx >=5 e.

Cx-Rx <=4 e.

Cx-Rx >=5 e.

V.A.

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 156

INGENIERÍA DE TRÁNSITO 2. - Determine la cantidad de ESAL para el periodo indicado TASA DE PROYECCIÓN

Año

Liv.

C2

Ton

5+ Ton

Bus

TxSx C3 >= 5e

ESAL Diario

LEF

2011

ESAL Anual Acumulado Carril de Diseño

Total

53

210

89

17

238

2012 2013 2014 2015 3. Verifica los factores ESAL referidos para SN 5 y PT 2. Calcula para SN 4 y3 conforme indicaciones del Mediador. Peso Peso por por Tipo Factor ESAL Eje (Ton. Eje Tipo de Vehículo Métricas) (Kips) de Eje SN 5 1.00 2.2 SIMPLE 0.00038 Autos 1.00 2.2 SIMPLE 0.00038 1.00 2.2 SIMPLE 0.00038 Jeep 1.00 2.2 SIMPLE 0.00038 1.00 2.2 SIMPLE 0.00038 Camionetas 2.00 4.4 SIMPLE 0.0034 2 4.4 SIMPLE 0.0034 Mc bus < 15 a 3 6.6 SIMPLE 0.0156 3 6.6 SIMPLE 0.0156 Mn bus 15 - 30 s 5 11 SIMPLE 0.1265 5 11 SIMPLE 0.1265 Bus 30+s 9 19.8 SIMPLE 1.513 4.5 9.9 SIMPLE 0.0766 Liv. 2 - 5 t. 5.5 12.1 SIMPLE 0.1822 5.00 11 SIMPLE 0.1265 C2 5+t. 10.00 22 SIMPLE 2.35 5.00 11 SIMPLE 0.1265 C3 16.50 36.3 DOBLE 1.4325 5.00 11 SIMPLE 0.1265 Tx-Sx <=4 e. 9 19.8 SIMPLE 1.513 Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Factor ESAL SN 4

Factor ESAL SN 3

Página | 157

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Tipo de Vehículo

Tx-Sx >=5 e.

Cx-Rx <=4 e.

Cx-Rx >=5 e.

V.A.

Peso por Eje (Ton. Métricas) 16 5.00 16.00 16 4.50 9.00 6.50 6.50 5 16 6.5 6.5 4.5 4.5

Peso por Eje (Kips) 35.2 11 35.2 35.2 9.9 19.8 14.3 14.3 11 35.2 14.3 14.3 9.9

Factor ESAL SN 4 Tipo de Eje DOBLE SIMPLE DOBLE DOBLE SIMPLE SIMPLE SIMPLE SIMPLE SIMPLE DOBLE SIMPLE SIMPLE SIMPLE

9.9

SIMPLE

Factor ESAL SN 3

Factor ESAL SN 5 1.26 0.1265 1.26 1.26 0.0766 1.513 0.3777 0.3777 0.1265 1.26 0.3777 0.1265 0.0766 0.0766

Notas:

4. - En Nicaragua algunos factores camión ponderado se muestran en la siguiente tabla: Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 158

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Verifica y propone tus consideraciones para estimar el FC para C2, Bus y T3S2.

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 159

INGENIERÍA DE TRÁNSITO 7.5. Actividad práctica 10 A) Calcule los valores de factor para ESAL Considerando la regla de la cuarta potencia y los valores de LEF recomendados por AASHTO. Interprete resultados/

Tipo de Vehículo

Peso por Eje (Ton. Métricas)

Peso por Eje (Kip)

Tipo de Eje

Factor ESAL Cuarta Potencias

Factor ESAL Tablas AASTHO

Autos Jeep Camionetas Mc bus < 15 a Mn bus 15 - 30 s Bus 30+s Liv. 2 - 5 t. C2 5+t. C3

Tx-Sx <=4 e.

Tx-Sx >=5 e.

Cx-Rx <=4 e.

Cx-Rx >=5 e.

V.A. Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 160

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

B) Aplicando las recomendaciones de SIECA en capítulos de tránsito es importante usar la tabla indicada. Para ello se pide que determine la cantidad de ESAL de la siguiente tabla: Período de Diseño SN Índice de Serviciabilidad final= Tasa de Crecimiento General=

20.00 5 2 3.00%

Tipo de vehículo

Cant. de vehículos diarios

Autos

6

Jeep

30

Camionetas

105

Mcbus < 15s

4

Bus 30+s

25

Liv 2-5 t

5

C2 5+t Total ESAL

24

FC

Tránsito de diseño

LEF

ESAL de diseño

Factor de Dirección= Factor de Carril ESAL por carril de tránsito 4. Genera una tabla de Excel que estime los valores de ESAL en función de las cargas. 7.6 Laboratorio 4 En este laboratorio se hará uso de Excel para simplificar los procedimientos de cálculo para los ESAL en correspondencia con el método aproximado sugerida por la AASHTO, la guía está disponible en el enlace. https://www.dropbox.com/s/spnkikanr6xxo14/LAB%204_CALCULO%20DE%20ESAL.docx?dl=0 https://www.dropbox.com/s/spnkikanr6xxo14/LAB%204_CALCULO%20DE%20ESAL.docx?dl=0 Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 161

INGENIERÍA DE TRÁNSITO VIII. BREVE ENFOQUE DE MÉTODO AASTHO 93 PARA DISEÑO DE PAVIMENTOS 8.1 Generalidades El diseño para el pavimento flexible según la AASHTO está basado en la determinación del Número Estructural “SN” que debe soportar el nivel de carga exigido por el proyecto, el cual está relacionado con la determinación del número de ejes equivalentes de 18 Kips en el carril de diseño. . Este procedimiento no es aplicable para determinar espesores sobre capas que tengan un módulo resiliente mayor a 40.000 psi (280 MPa). En este caso los espesores se determinaran mediante criterios constructivos o de acuerdo a la relación costoeficiencia. El primer antecedente en el diseño de pavimento según el método AASHTO se tiene con la AASHO Road Test. Este ensayo fue realizado sobre pavimentos de determinadas características bajo diferentes cargas en Ottawa, Illinois entre 1958 y 1960 de donde se obtuvo información para ser aplicada en la metodología de diseño de pavimentos, de esta manera aparece la AASHO Interim Guide for the Design of Rigid and Flexible Pavement (1962) que contenía procedimientos de diseño basados en modelos empíricos deducidos de datos recolectados en la AASHO Road Test.Posteriormente aparece la AASHTO Interim Guide for the Design of Pavement Structures en 1972 y luego de hacer observaciones a partir de 1983, aparece en 1986 la AASHTO Guide for the Design of Pavement Structures con muchas modificaciones con respecto a la de 1972 (se tiene en cuenta la confiabilidad, módulos resilientes de materiales, coeficientes de drenaje y efecto de Sub- rasantes expansivas o sometidas a congelación y deshielo) y finalmente en 1993 fue hecha una versión revisada de esta guía, que no ofrece cambios en lo que a diseño de pavimentos se refiere. La ecuación de este método de diseño es:

log  PSI  10   4.2 1.5  

log10 Wt18  Z R * So  9.36* log10 (SN 1)  0.20 

 Donde:



1094 0.40  SN 15.19

 2.32* log10 MR  8.07

W18: Número de cargas de 18 kip (80KN ó 8.2 ton) previstas. También conocido como el tránsito equivalente o ESAL. (Equivalent Single Axle Load). ZR: Abscisa correspondiente a un área igual a la confiabilidad R en la curva de distribución normalizada. También conocida como desviación estándar normal. So: Desvío estándar de todas las variables. Este es el error estándar combinado de la predicción del tránsito y de la predicción del comportamiento. ∆PSI: Pérdida de serviciabilidad referida a la diferencia entre el índice de servicio inicial y final. MR: Módulo resiliente. SN: Es un número abstracto que expresa resistencia estructural de un pavimento requerido para una combinación dado de soporte de Suelo (MR, Tránsito total, serviciabilidad y condiciones ambientales. Es el numero estructurar referido a a1d1+a2d2m2+a3d3m3 ai es el coeficiente estructural de capa i el cual depende de características del material. di es el espesor de la capa i en pulgadas. mi es el coeficiente de drenaje de la capa i Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 162

INGENIERÍA DE TRÁNSITO 8.2 Variable periodo de diseño y de análisis Se define como el tiempo elegido al iniciar el diseño, para el cual se determinan las características del pavimento, evaluando su comportamiento para distintas alternativas a largo plazo, con el fin de satisfacer las exigencias del servicio durante el periodo de diseño elegido, a un costo razonable. Este refiere al tiempo que dura una estructura de pavimento antes de su rehabilitación. El periodo de análisis refiere al periodo para el cual se va a adelantar el análisis, es decir, el periodo de tiempo que cualquier estrategia de diseño debe cubrir. Generalmente el periodo de diseño será mayor al de la vida útil del pavimento, porque incluye en el análisis al menos una rehabilitación o recrecimiento, por lo tanto éste será superior a 20 años. Los periodos de diseño recomendados por la AASHTO se muestran en la tabla Periodos de Diseño en Función del Tipo de Carretera Tipo de Carretera Periodo de Diseño (Años) Urbana de tránsito elevado. 30 – 50 Interurbana de tránsito elevado 20 – 50 Pavimentada de baja intensidad de tránsito 15 – 25 De baja intensidad de tránsito, pavimentación con grava 10 – 20 Fuente: AASHTO, Guide for Design of Pavement Structures 1993 8.3 Variable Confiabilidad Este concepto fue utilizado por primera vez para el diseño de pavimentos flexibles en 1973 en Texas (Texas Highway Department). Los conceptos de confiabilidad fueron desarrollados e incorporados en los procedimientos de diseño AASHTO en 1973 (Kher y Darter) y finalmente fueron adoptados en la guía de diseño AASHTO 1986. La confiabilidad en el diseño de un pavimento puede definirse, de acuerdo a Darter y Hudson (1973) como la probabilidad de que el sistema estructural que forma el pavimento se comporte satisfactoriamente bajo las condiciones de tránsito y ambientales durante el período de diseño. La confiabilidad pretende incorporar algún procedimiento de diseño, para asegurar que las diferentes alternativas de éste se mantengan para el período de análisis. El factor de confiabilidad de diseño tiene en cuenta variaciones al azar tanto en la predicción del tránsito como en la predicción del comportamiento y por lo tanto proporciona un nivel predeterminado de confirma (R), en que los tramos del pavimento sobrevivirán al período para el cual fueron diseñados. En general cuando crece el tránsito, la dificultad de tránsito divergente y expectativa publica aumentan el riesgo de no cumplir las mismas. La confiabilidad es uno de los aspectos que la AASHTO toma en cuenta para el diseño de pavimento, aquí se hace uso de la varianza o la desviación estándar (So) que en términos sencillos representa la cantidad de separación de los puntos de la información a través de los cuales pasa la curva de funcionamiento.

Los valores recomendados por la “AASHTO” son los siguientes: Pavimentos flexibles: 0.40 – 0.50 Pavimentos rígidos: 0.30 – 0.40 Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 163

INGENIERÍA DE TRÁNSITO En nuestro caso seleccionamos la desviación estándar para pavimentos flexibles de So = 0.45. Los valores desarrollados en AASHTO road Test no incluyeron error por tránsito. Sin embargo el error den la predicción del comportamiento desarrollado en el tramo de ensayo fue de 0.35 para flexibles, lo cual corresponde a una desviación estándar total de 0.45. Se puede explicar este criterio bajo la perspectiva de que por ejemplo al seleccionar una confiabilidad de 90% indica que al fin del período de diseño el 10% del pavimento falla, Al comparar pavimentos se debe usar la misma confiabilidad, se deben sensibilizar los diseños con confiabilidades desde el 50%. El nivel de confianza es uno de los parámetros importantes introducidos por la AASHTO al diseño de pavimentos, porque establece un criterio que está relacionado con el desempeño del pavimento frente a las solicitaciones exteriores. La confiabilidad se define como la probabilidad de que el pavimento diseñado se comporte de manera satisfactoria durante toda su vida de proyecto, bajo las solicitaciones de carga e intemperismo, o la probabilidad de que los problemas de deformación y fallas estén por debajo de los niveles permisibles. Para elegir el valor de este parámetro se considera la importancia del camino, la confiabilidad de la resistencia de cada una de las capas y el tránsito de diseño pronosticado. Refiere a la probabilidad de que una sección diseñada se comporte satisfactoriamente bajo las condiciones de tráfico y ambientes en el periodo de diseño. La selección del nivel apropiado de confiabilidad para el diseño de un pavimento esta dictada por el uso esperado de este pavimento. Un subdimensionamiento de un pavimento tiene consecuencias más graves para un pavimento en el cual se espera que lleve un gran volumen de tránsito (por ejemplo una autopista urbana) que un pavimento que experimentará un bajo volumen de tránsito. En ambos casos habrá problemas, el pavimento alcanzará los niveles mínimos de serviciabilidad antes de lo previsto y será necesario realizar trabajos de reparaciones. Lo que si debe quedar claro es que los costos de rehabilitación para el caso de la autopista urbana serán mucho mayores que para el camino rural de bajo tránsito. Un nivel de confiabilidad alto implica un pavimento más costoso y por tanto mayores costos iniciales, pero también pasará más tiempo hasta que ese pavimento necesite una reparación y por ende los costos de mantenimiento serán menores. Por el contrario, un nivel de confiabilidad bajo da pavimentos más económicos, pero con un mayor costo de mantenimiento. En base a lo dicho hay un nivel de confiabilidad óptimo en el cual la suma de los costos iniciales y de mantenimiento da un mínimo. Se detallan a continuación valores recomendables para el índice de confianza, en función de la importancia del camino o vialidad. Valores sugeridos por la AASHTO para el nivel de confianza según la clasificación funcional Tipo de camino Zonas urbanas Zonas rurales Autopistas (Rutas interestatales y autopistas) 85 – 99.9 80 – 99.9 Carreteras de primer orden (Arterias Principales) 80 – 99 75 – 95 Carreteras secundarias (Colectoras) 80 – 95 75 – 95 Caminos vecinales (Locales) 50 – 80 50 – 80** Fuente: AASHTO, Guide for Design of Pavement Structures 1993.

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 164

INGENIERÍA DE TRÁNSITO El nivel de confianza es uno de los parámetros importantes introducidos por la AASHTO al diseño de pavimentos, porque establece un criterio que está relacionado con el desempeño del pavimento frente a las solicitaciones exteriores. La confiabilidad se define como la probabilidad de que el pavimento diseñado se comporte de manera satisfactoria durante toda su vida de proyecto, bajo las solicitaciones de carga e intemperismo, o la probabilidad de que los problemas de deformación y fallas estén por debajo de los niveles permisibles. Para elegir el valor de este parámetro se considera la importancia del camino, la confiabilidad de la resistencia de cada una de las capas y el tránsito de diseño pronosticado.

La esquematización del comportamiento real del pavimento y la curva de diseño propuesta por la AASHTO tienen la misma forma pero no coinciden. La falta de coincidencia se debe a los errores asociados a la ecuación de comportamiento propuesta y a la dispersión de la información utilizada en el dimensionamiento del pavimento. Por esta razón la AASHTO adoptó un enfoque regresional para ajustar estas dos curvas. De esta forma los errores se representan mediante una desviación estándar So, para compatibilizar los dos comportamientos. El factor de ajuste entre las dos curvas se define como el producto de la desviación normal ZR, por la desviación estándar So. Los factores de desviación normal ZR se muestran en la siguiente tabla: Factores de Desviación Normal Confiabilidad ZR

Confiabilidad ZR

50

0

92

-1,405

60 70

-0,253 -0,524

94 95

-1,555 -1,645

75 80

-0,674 -0,841

96 97

-1,751 -1,881

85 90

-1,037 -1,282

98 99

-2,054 -2,327

Fuente: Guía para el Diseño y la Construcción de Pavimentos Rígidos Ing. Aurelio Salazar Rodríguez, 1998.

8.4 Variable Serviciabilidad La serviciabilidad de un pavimento se define como la capacidad que tiene el mismo para servir a la clase de tránsito que lo va a utilizar. La mejor forma de evaluarla es a través del índice de servicio presente (psi), el cual varía de 0 (para carreteras en malas condiciones), hasta 5 (para carreteras en perfectas condiciones). El índice de serviciabilidad de un pavimento, es el valor que indica el grado de confort que tiene la superficie para el desplazamiento natural y normal de un vehículo; en otra palabras, un pavimento en perfecto estado se le asigna un valor de serviciabilidad inicial que depende del diseño del pavimento y de la calidad de la construcción, de 5 (Perfecto); y un pavimento en franco deterioro o con un índice de serviciabilidad final que depende de la categoría del camino y se adopta en base a esto y al criterio del proyectista, con un valor de 0 (Pésimas condiciones). Se define el Índice de Serviciabilidad como la condición necesaria de un pavimento para proveer a los usuarios un manejo seguro y confortable en un determinado momento. Inicialmente esta condición se cuantificó a través de la opinión de los conductores, cuyas respuestas se tabulaban en la escala de 5 a 1: Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel Página | 165

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Índice de Serviciabilidad (PSI)

Calificación

5–4

Muy buena

4–3 3–2

Buena Regular

2–1 Mala 1–0 Muy mala Fuente: AASHTO, Guide for Design of Pavement Structures 1993 Antes de diseñar el pavimento se deben elegir los índices de servicio inicial y final. El índice de servicio inicial po depende del diseño y de la calidad de la construcción. En los pavimentos flexibles estudiados por la AASHTO, el pavimento nuevo alcanzó un valor medio de po = 4,2. El índice de servicio final pt representa al índice más bajo capaz de ser tolerado por el pavimento, antes de que sea imprescindible su rehabilitación mediante un refuerzo o una reconstrucción. El valor asumido depende de la importancia de la carretera y del criterio del proyectista, se sugiere para carreteras de mayor tránsito un valor de pt ≥ 2.5 y para carreteras de menor tránsito pt = 2.0. Los valores que se recomiendan dependiendo del tipo de pavimento según las normas centroamericanas son los siguientes: Índice de serviciabilidad inicial: Po= 4.5 para pavimentos rígidos Po= 4.2 para pavimentos flexibles Índice de serviciabilidad final: Pt= 2.5 o más para caminos muy importantes Pt= 2.0 para caminos de tránsito menor . El índice de serviciabilidad se calcula mediante la expresión: PSI = Po – Pt Serviciabilidad Inicial (Po): Es la condición inmediata después de la construcción, la Guía de la AASHTO define que para pavimentos flexibles este valor inicial es de 4.20 Serviciabilidad Final (Pf o Pt): Es la condición final que tendrá el pavimento o sea es la condición en la cual el pavimento falla y necesita rehabilitación, el valor recomendado por la ASSHTO es de 2.0. La correcta determinación de los ESAL es importante, ya que como se muestra en el nomograma para la determinación de números estructurales para diseño de espesores (Método AASTHO 93) inicia con este. 8.5 Variable Módulo Resiliente Este es el valor que corresponde al módulo de elasticidad de los materiales que se emplean en la construcción de sub - rasantes, ya sean mejoradas o no, obtenido del resultado de un ensayo Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 166

INGENIERÍA DE TRÁNSITO dinámico y se define como la relación entre el esfuerzo repetido masivo (sumatoria de los esfuerzos principales) y la deformación axial recuperable. El método de la AASHTO requiere el Módulo Resiliente (Mr) de la subrasante para cuantificar la capacidad de soporte del pavimentos flexible, el ensayo del módulo resiliente (Mr) proporciona una propiedad del material que representa mucho mejor el comportamiento de los suelos y bases bajo cargas en movimiento. Una rueda en movimiento imparte una carga dinámica a toda la estructura del pavimento y su subrasante, en respuesta a la carga, cada capa del pavimento se flexiona, el esfuerzo crece de un valor bajo a un valor alto en corto tiempo relacionado al peso y velocidad del vehículo. Existen tres métodos diferentes para estimar el MR de la subrasante, los que se describen a continuación: Primer Método - Correlación con los Tipos de Suelo Existen varios procedimientos y tablas que han sido desarrollados para estimar Mr de la subrasante para diferentes clasificaciones de suelos. Es importante el uso de tablas o programas que relacionan otras medidas típicas con el módulo Resiliente, con el valor del CBR (CALIFORNIA BEARING RATIO), que se puede convertir a módulo resiliente de la sub-rasante. Heukelom y Klom, dado que no es de fácil adquisición medir el módulo resiliente o elástico del material, encontraron relación entre MR medido en el campo y CBR de laboratorio con la misma densidad, están son: Para suelos finos MR (psi) = 1500xCBR ................................ CBR < 7.2% (Tiene una dispersión de valores de 750 a 3000) (Esta expresión se ha considerado razonablemente aproximada para suelos finos con un CBR sumergido no mayor de 10 y ha sido sugerida por la Guía AASTHO) Para suelos con CBR de 7.2 a 20%: MR (psi) = 3000x (CBR) 0.65....................................... 7.2 < CBR < 20% (Ecuación desarrollada en Sudáfrica) Para suelos granulares: MR (psi) = 4326xlnCBR + 241.................... CBR > 20%

La guía AASTHO sugiere un procedimiento para determinar el valor de soporte efectivo de la subrasante en función de variaciones climáticas, para el cual se deberá determinar un daño relativo que permita extrapolar y ponderar las características de los suelos a las condiciones climáticas de cada proyecto. Segundo Método - Ensayos de Deflexiones y Recalculo del Módulo Resiliente El uso de ensayos no destructivos es una parte integral del método de evaluación estructural de la AASHTO y del proceso de diseños de rehabilitación. Específicamente, el método de la AASHTO sugiere el uso de ensayos de deflexión para evaluar la capacidad estructural efectiva y determinar las variaciones en diferentes estaciones de la estructura del pavimento y sub-rasante. La sección 3.5 en la Parte III de la Guía enfoca el uso e Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 167

INGENIERÍA DE TRÁNSITO interpretación de las curvas de deflexión para estos propósitos, también existen especificaciones estándar para este fin, tales como ASTM D 5858 y el procedimiento de SHRP. Tercer Método - Ensayos de Laboratorio El módulo resiliente de la Sub-rasante puede ser determinado directamente de ensayos triaxiales de compresión de cargas repetidas. Los ensayos se efectúan sobre un rango amplio de esfuerzos verticales y presiones confinadas, para evaluar el comportamiento elástico no lineal de los suelos. El ensayo del módulo resiliente no resulta en un sólo valor, sino define el módulo a diferentes magnitudes de esfuerzos. Para el proyecto se utilizará el primer método, ante esto se establecerán correlaciones entre el Mr y el CBR (CALIFORNIA BEARING RATIO), obtenido de los estudios de suelos, esto se fundamenta en que el alcance de la revisión se limita al estudio del CBR, por lo tanto por medio de este valor se obtendrá el valor del Mr a utilizar en la solución de la Ecuación de la AASHTO 1993 para pavimentos flexibles, en el siguiente ítem se explica la forma en que se establecerá el CBR de diseño, partiendo del estudio de los CBR del proyecto. 8.6 Variable CBR para diseño Es necesario recordar que el ensayo de CBR mide la resistencia al corte (esfuerzo cortante) de un suelo bajo condiciones de humedad y densidad controladas, la ASTM denomina a este ensayo, simplemente como “Relación de soporte” y está normado con el número ASTM D 188373 y en la AASHTO con el número T-193. Para la evaluación de la calidad relativa de los suelos de subrasante se aplican algunos materiales de sub-bases y bases granulares, que contengan solamente una pequeña cantidad de material que pasa por el tamiz de 50 mm, y que es retenido en el tamiz de 20 mm. Se recomienda que la fracción no exceda del 20%. Este ensayo puede realizarse tanto en laboratorio como en terreno, aunque este último no es muy practicado. El número CBR se obtiene como la relación de la carga unitaria en Kilos/cm2 (libras por pulgadas cuadrada, psi) necesaria para lograr una cierta profundidad de penetración del pistón (con un área de sección transversal de 19.4 centímetros cuadrados) dentro de la muestra compactada de suelo a un contenido de humedad y densidad dadas con respecto a la carga unitaria patrón requerida para obtener la misma profundidad de penetración en una muestra estándar de material triturada, la siguiente tabla da una clasificación típica: CBR Mínimos para Base y Sub – base Requisito que debe de cumplir el material Ensaye Base Sub - base CBR mínimo 80 % 40 % * Fuente NIC 2000. Sección 1003.23. El Instituto del Asfalto define que el CBR de diseño es aquel valor que es igualado o superado por un determinado porcentaje de los valores de las pruebas efectuadas, estableciendo el procedimiento siguiente: Se ordenan todos los valores de CBR obtenidos de menor a mayor. Para cada valor numérico diferente de CBR, comenzando desde el menor, se calcula el número y el porcentaje de valores de CBR que son mayores o iguales a él.

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 168

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Se dibujan los resultados en un gráfico CBR versus % de valores mayores o iguales, uniendo en una curva los valores dibujados en él. El CBR de diseño es el correspondiente al valor en las ordenadas según el Tránsito estimado para la vía objeto del análisis. El criterio para determinar el percentil de diseño a utilizar será: Criterios de Determinación del Percentil de Diseño para el CBR Cargas Percentil de Equivalentes Diseño Totales (ESAL’S) Sub - rasante <10^5 75 5 6 >10^ <10^ 80 6 7 >10^ <10^ 85 7 8 >10^ <10^ 90 8 <10^ 95 Una vez seleccionado el CBR, se establecerá la correlación respectiva según el tipo de suelo para calcular el Mr de la sub-rasante según la Ecuación AASHTO 1993 para pavimentos flexibles, la correlación se efectúa por medio de las ecuaciones de correlación. 8.7 Número Estructural También conocido como valor de soporte de suelo, es un número asignado para poder representar la capacidad portante de un pavimento. Este número indica la cantidad de espesores o capas que requiere un pavimento para soportar las cargas a las que será sometido durante su vida útil y se consideran coeficientes relativos a cada capa que dependen de cada material que conforman éstas, por lo tanto, podemos decir que el pavimento tendrá mayor capacidad de soporte mientras mayor sea el número estructural y viceversa. El método AASTHO 93, está basado en el cálculo del Número Estructural “SN” sobre la capa subrasante o cuerpo del terraplén. El número estructural (SN) se puede expresar por medio de la siguiente ecuación: SN = a1D1 + a2D2m2 + a3D3m3 Esta expresión no conduce a una única solución. Para elegir los espesores de las combinaciones posibles debe tenerse presente que desde el punto de vista económico, si la relación de costo entre las capas 1 y 2 es menor que la relación correspondiente de los productos aimi, el diseño óptimo es aquel que considere un espesor mínimo de base. Esto es congruente con el principio de multicapas de la AASHTO, que se sintetiza en el esquema siguiente:

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 169

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

La ecuación de SN no tiene una solución única, existen muchas combinaciones de espesores que pueden ser utilizados para obtener un número estructural dado, para el caso el SNd, sin embargo se determinará la mejor solución que involucre las restricciones en diseño, construcción y costo que puedan ser aplicados para reducir el número de combinaciones posibles de espesores y evitar de esta forma construir un diseño impractico. Para resolver la ecuación del SNc, se deben establecer y definir los parámetros de coeficientes de la resistencia de las capas (an) y los coeficientes de drenaje (mn). Coeficiente de Capa (a1, a2, a3) El método asigna a cada capa del pavimento un coeficiente (an), los cuales son requeridos para el diseño estructural normal de los pavimentos flexibles. Estos coeficientes permiten convertir los espesores reales a números estructurales SN, siendo cada coeficiente una medida de la capacidad relativa de cada material para funcionar como parte de la estructura del pavimento. El método presenta cinco categorías de estos coeficientes, de acuerdo con el tipo y función de la capa considerada: bases granulares, sub-bases granulares, bases tratadas con asfalto y bases tratadas con cemento. Coeficientes de drenaje (mn) Es bien sabido que un buen drenaje aumenta la capacidad portante de la sub-rasante (el módulo recipiente aumenta cuando baja el contenido de humedad), mejorando la calidad del camino y permitiendo el uso de capas más delgadas. La temperatura y humedad pueden tener efecto en resistencia, durabilidad y capacidad de resistir carga de los materiales del pavimento y subrasante. En la siguiente tabla se indican los tiempos de drenaje recomendados por la AASHTO. Estas recomendaciones están basadas en el tiempo requerido para drenar la capa de base hasta un grado de saturación del 50%. Sin embargo, el criterio del 85% de saturación reduce en forma significativa el tiempo real usado para seleccionar la calidad del drenaje.

Calidad del Drenaje EXCELENTE BUENO REGULAR POBRE MUY POBRE

Clasificación de la calidad del drenaje Tiempo de Drenaje o término de remoción del agua (50% de Saturación) 2 Horas 1 Día 7 Días 1 mes No Drena

Tiempo de Drenaje (85% de Saturación) 2 Horas 2 a 5 Horas 5 a 10 Horas más de 10 Horas mucho más de 10 Horas

. Esta calidad de drenaje se expresa en la fórmula de dimensionado (Número estructural) a través de unos coeficientes de drenaje m, que afectan a las capas no ligadas. Coeficientes de drenaje para pavimentos flexibles Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 170

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Calidad de Drenaje

Excelente Buena Regular Pobre Muy Pobre

Tiempo requerido para remover el agua libre <2 horas 1 día 7 días 1 mes No drena

Tiempo de Exposición de la Estructura del Pavimento a los niveles de humedad próximos a la saturación en % del periodo de diseño. <1%

1a5%

5 a 25 %

> 25 %

1.40 - 1.35 1.35 - 1.25 1.25 - 1.15 1.15 - 1.05 1.05 - 0.95

1.35 - 1.30 1.25 - 1.15 1.15 - 1.05 1.05 - 0.80 0.95 - 0.75

1.30 - 1.20 1.15 - 1.05 1.05 - 0.80 0.80 - 0.60 0.75 - 0.40

1.20 1.00 0.80 0.60 0.40

Como Indica el ingeniero Alfonso Montejo en su publicación de Ingeniería de Pavimentos para Carreteras, los factores que muestra la tabla son aplicables sólo a capas granulares para base y subbase. Los coeficientes de capa a1, a2 y a3 se obtienen utilizando las correlaciones de valores de diferentes pruebas de laboratorio: Módulo Resiliente, Texas Triaxial, Valor R y CBR, tal como se muestra en las siguientes figuras: Para carpeta asfáltica.

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

(a1)

Página | 171

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Para bases granulares.

(a2)

Notas:

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 172

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Para sub-bases granulares.

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

(a3)

Página | 173

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Para bases estabilizadas con cemento

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 174

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Para bases estabilizadas con asfalto.

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 175

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Para capas estabilizadas con cemento o asfalto y para la superficie de rodadura de concreto asfáltico, el método no considera una posible influencia de la calidad del drenaje, por lo que en la ecuación de diseño solo intervienen los valores de m2 y m3. Estos coeficientes son mayores, iguales o menores que 1, dependiendo de la bondad de las capas de drenaje. Capas drenantes tendrán coeficientes mayores que 1, con lo que podrán diseñarse paquetes estructurales de menor espesor. Si el drenaje no es bueno, el coeficiente será menor que 1 y obligara a hacer un paquete estructural de mayor espesor para resistir iguales condiciones de tránsito. Es necesario aclarar que ese paquete de mayor espesor no será un sustituto de un buen drenaje. Para seleccionar algunos de los coeficientes presentes en estas tablas se deben seguir los siguientes pasos: Calcular el tiempo de drenaje de cada capa no ligada. Seleccionar una calidad de drenaje en función del tiempo de drenaje calculado. Estimar el tiempo en que la estructura del pavimento está expuesta a niveles de humedad próximos a la saturación. Con la calidad del drenaje y el porcentaje de tiempo en que el pavimento estará expuesto a niveles de humedad próximos a la saturación, se elige el coeficiente de drenaje mi. El coeficiente de drenaje utilizado en el cálculo del espesor del pavimento flexible es igual a 1, ya que en el presente proyecto la prueba de CBR se realiza con la muestra completamente saturada, es decir la prueba más crítica. Los cálculos se pueden simplicar con el uso de programas como el software AASHTO 86, WINPAS y hojas de cálculo realizadas por diseñadores estructurales de pavimentos. En este enlace encuentran algunos de referencia: http://www.camineros.com/software.htm

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 176

Ábaco de diseño AASHTO para pavimentos flexibles. Fuente: AASHTO, Guide for Design of Pavement Structures 1993

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

8.8. Síntesis de Procedimiento de Diseño Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 177

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Estimación del tránsito futuro a partir de los conteos volumétricos con la siguiente ecuación: n

 1  i   1   Fc   i  

 Determinación del Factor ESAL. Selección de confiabilidad. Selección o evaluación de la desviación estándar global (So). Los valores determinados en la prueba de caminos de la AASHTO fueron entre 0.40 y 0.50. Selección del nivel de servicio de diseño ∆psi= Po - Pt Selección de los CBR, para cada capa. Determinación el módulo de resiliencia para cada capa. Selección de los coeficientes de capas, determinados mediante las figuras Nº 5.11, 5.17 y 5.18 del Manual AASHTO’93. Determinación de los coeficientes de drenajes (m1, m2, m3). Selección de los espesores de capa de superficie de rodamiento, base y sub-base. Determinación del número estructural para SN1, SN2 y SN3 de la figura N 8.1 del Manual AASHTO’93 Cálculo d el espesor de la carpeta asfáltica D1 de la siguiente forma: En el control de los espesores D1, D2 y D3, a través del SN, se busca dar protección a las capas granulares no tratadas, de las tensiones verticales excesivas que producirían deformaciones permanentes, como se muestra en el gráfico siguiente.

Los materiales son seleccionados para cada capa, de acuerdo a las recomendaciones del método, por tanto se conocen los módulos resilientes de cada capa. Usando el ábaco de la figura IV.2 se determinan los números estructurales requeridos para proteger cada capa no tratada, utilizando el módulo resiliente de la capa que es encuentra inmediatamente por debajo, por ejemplo para sacar el espesor D1 de la carpeta se considera el MR de la capa base y así se obtiene el SN1 que debe ser soportado por la carpeta asfáltica, de donde:

D1 

SN1 a1

D1 

SN1 a1

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 178

INGENIERÍA DE TRÁNSITO (Redondear a ¼ y verificar con espesores mínimos) Espesores Mínimos recomendados por el método, en pulgadas, en Función de los Ejes Equivalentes Tránsito (ESAL’s) En Carpetas De Concreto Bases Ejes Equivalentes Asfáltico Granulares Menos de 50,000 1.0 ó T.S. 4.0 50,001 – 150,000 2.0 4.0 150,001 – 500,000 2.5 4.0 500,001 – 2,000,000 3.0 6.0 2,000,001 – 7,000,000 3.5 6.0 Mayor de 7,000,000 4,0 6,0 T.S. = Tratamiento superficial Fuente: AASHTO, Guide for Design of Pavement Structures 1993.

Se adopta un espesor D1 ligeramente mayor y el número estructural absorbido por esta capa será:

SN1  a1  D1

Revisar sí

SN *1  D a  SN *

1

1

1

Calcular el espesor de base D2 Para determinar el espesor mínimo de la capa base, se entra al ábaco con el MR de la sub-base, para obtener el número estructural SN2 que será absorbido por la carpeta y la capa base, de donde:

D  2

* SN 2  SN1  SNb SN2  SN 1  D2  * a2  m2 a2  m2 a2 m 2

Se adopta un espesor D2 ligeramente mayor y el número estructural absorbido será:

SNb  a2  m2  D2

SNb = Número estructural de la base

Finalmente para la sub-base se ingresa con el MR que corresponde a la subrasante y se obtiene SN3 = SN para todo el paquete estructural, por tanto el espesor será:

D3 

SN  SN1  SN 2   SN sb  a3  m3 a3  m3

Se adopta un espesor D3 ligeramente mayor y el número estructural absorbido por la sub-base será:

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 179

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

SN3  a3  m3  D3

SNsb = Número estructural de la sub-base

La suma de los números estructurales de las capas que constituyen el pavimento debe ser mayor o igual a:

SN1  SN2  SN3  SN

Luego de realizar éstos procedimientos se ha llegado al diseño definitivo de los espesores de las distintas capas del pavimento. Una nueva tendencia en diseño es el método de La variable tránsito en el Método de Diseño AASHTO-2002 El nuevo método de diseño de pavimentos, que la AASHTO ha venido ofreciendo desde el año 2000, no manejará la información de tránsito bajo el procedimiento de los “ejes equivalentes”, sino —a partir de la misma data empleada en estos ejes equivalentes— introducirá en los módulos del programa de diseño la carga expresada en toneladas por tipo de eje, ya sea a nivel de cada tipo de vehículo de carga, o agrupándolos por tipo de eje: simple, doble y triple. Algunas hojas de referencia se muestran en siguientes enlaces https://civilgeeks.com/2016/04/20/hoja-de-calculo-excel-para-diseno-de-pavimentos-flexible/ https://www.4shared.com/document/ArzBUhhX/aashto93.html De igual manera de tendencia actual es el método mecanístico empírico, del cual puedes leer en los siguientes enlaces

   

http://www.cip-civil.com/wp-content/uploads/2016/08/DISEÑO-MECANISTICO-DEPAVIMENTOS-FLEXIBLES.pdf http://ri.ues.edu.sv/4538/1/Gu%C3%ADa%20para%20el%20uso%20del%20método%20de%20di seño%20de%20estructuras%20de%20pavimentos%20nuevos%20según%20método%20AASHT O%202002.pdf http://www2.udec.cl/~provial/expo/Claudio%20fuentes%20Provial%202002.pdf http://www.bdigital.unal.edu.co/45987/1/8164454.2014.pdf

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 180

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

En particular para el tema de pavimentos rígidos se sugiere descargar norma SIECA para diseño de pavimentos. Adicionalmente podrás descargar información en enlace https://civilgeeks.com/2018/09/07/manual-de-diseno-estructural-de-pavimentos-rigidos/ Una hoja de Excel en este tema https://civilgeeks.com/2013/10/18/hoja-de-excel-para-calculo-espesor-pavimento-rigido-conaashto-93/ 8.9 Actividad de autoaprendizaje 9

Lee, analiza y responde las siguientes preguntas en tu cuaderno. 1.- Realiza un diagrama de flujo acerca del procedimiento de diseño de pavimentos AASTHO 93. 2.-¿Qué es Serviciabilidad, Confiabilidad y desviación Estándar? Cuáles son los valores recomendados? Refiere a los valores recomendados. 3.- ¿Qué es CBR y MR? ¿ Cuál es su relación? 5. Menciona los nomogramas y relaciones de uso indicados para el método de diseño. 4. ¿ Para qué sirven los coeficientes de drenaje? 6.- Visita los enlace de referencia https://www.dropbox.com/s/tvbszrohfwhu734/Ejemplo%20de%20Tesina%20Pavimento.pdf y https://www.dropbox.com/s/l1vq6dnh6bvep70/EJEMPLO.rar Indaga con colegas, y otros maestros que han utilizado el software AASHTO 86 y WinPas 10. Estima los espesores de pavimento requeridos para las condiciones mostradas. En pareja lleva impresa la hoja de resultados del programa para la próxima sesión (cada hoja impresa deberá de llevar el nombre de los integrantes).

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 181

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Módulo resiliente de Subrasante = 8500 PSI. 11. Determina la cantidad de Ejes equivalentes de Carga y diseña los espesores de pavimentos para las condiciones siguientes Periodo de diseño

15

TPDA TC Factor Camión Confiabilidad Desviación Estándar Serviciabilidad Inicial Serviciabilidad final Pérdida total serviciabilidad

388 0.03 1.5 90% 0.45 4.3 2

CBR = MR CBR base = CBR subbase =

5% 7500 80% 25%

2.3

MR asfalto

250 350000 1.15

mi=

Notas:

8.10 Actividad Práctica 11 a) Ejercicio Determine la cantidad de Esal´s esperados para el año 2023 Toma consideraciones pertinentes indicadas por el facilitador.

Año

Liv.

C2

Ton

5+ Ton

Bus

TxSx C3 >= 5e

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

ESAL Diario

ESAL Annual

Página | 182

Acumulado

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Factor Esal 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020

Total 102

405

172

32

Carril de Diseño

98

Realice la estimación considerando 20 % con sobrecarga 20 % camiones Vacíos 60 % Carga Normal Asuma un Pt de 2 y una tasa de crecimiento normal promedio de 4. 9 Indique el espesor mínimo considerando la siguiente tabla:

Espesores Mínimos, en pulgadas, en Función de los Ejes Equivalentes Tránsito (ESAL’s) En

Carpetas De Concreto

Bases

Ejes Equivalentes

Asfáltico

Granulares

Menos de 50,000

1,0 ó Tratamiento Superficial

4,0

50,001 – 150,000

2,0

4,0

150,001 – 500,000

2,5

4,0

500,001 – 2’000,000

3,0

6,0

2’000,001 – 7’000,000

3,5

6,0

Mayor de 7’000,000

4,0

6,0

Fuente: AASHTO, Guide for Design of Pavement Structures 1993.

IX. ESTUDIOS DE VELOCIDAD La velocidad debe ser estudiada, regulada y controlada con el fin de que origine un perfecto equilibrio entre el usuario, el vehículo y la vía, de tal manera que siempre se garantice la seguridad. La velocidad representa el parámetro de cálculo de la mayoría de los demás elementos del proyecto en una carretera relacionada con las características físicas de dicha carretera, condiciones climáticas en su entorno, la presencia o interferencia de otros vehículos en la corriente del tránsito y los límites vigentes de velocidad. Según el manual de conductor de la Policía Nacional de Nicaragua. Una velocidad segura en vías urbanas es de 45 kph, en carreteras 100 kph, zonas escolares 25 kph y en pistas 60 kph, entiéndase como segura aquella que nos permite tener dominio del vehículo. Estudios Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel Página | 183

INGENIERÍA DE TRÁNSITO realizados por la UNI, en distintos corredores del país, demuestra que aunque la velocidad máxima de operación de las vías es de 80 kph, rara vez es cumplida, promediando los 95 KPH. Estos se hicieron en tramos representativos, máximo de 3 km por tramo y se tomaron muestras según el TPDA de cada tramo distribuyéndose en la mañana, mediodía y tarde. 9.1 La velocidad Operación La SIECA en su sección 2-12, establece que esta es la máxima velocidad a la cual un conductor puede viajar por una carretera dada, bajo condiciones climáticas favorables y las condiciones prevalecientes del tránsito, sin que en ningún momento se excedan los límites de seguridad que determina la velocidad de diseño, sección por sección, de dicha carretera. 9.2 Velocidad de Diseño o Directriz La SIECA (2004) en su sección 2-13, establece que esta es máxima velocidad que, en condiciones de seguridad, puede ser mantenida en una determinada sección de una carretera, cuando las condiciones son tan favorables como para hacer prevalecer las características del diseño utilizado.

P: Terreno Plano O: Ondulado M: Montañoso

Para la AASHTO, una velocidad de diseño de 110 kilómetros por hora en autopistas, vías expresas y otras carreteras troncales, resulta apropiada para aplicar en la categoría superior de los sistemas de carreteras. Este es el límite superior recomendado para Centroamérica. Se admite que en las categorías (Criterios para diseño de carreteras. SIECA, Sección 2-13, Pág. 60

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 184

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

9.3 Velocidad de Ruedo y marcha Según SIECA en sección 2-14, esta es la velocidad promedio de un vehículo en un determinado tramo de carretera, obtenida mediante la relación de la distancia recorrida a lo largo de dicho tramo con el tiempo efectivo de ruedo del vehículo, esto es, sin incluir paradas, constituye una buena medida del servicio que la carretera referida brinda al usuario. La velocidad de marcha es el resultado de dividir la distancia recorrida entre el tiempo durante el cual el vehículo estuvo en movimiento. 9.4 Velocidad de Recorrido Llamada también velocidad global o de viaje, que es el resultado de dividir la distancia recorrida, desde el inicio hasta el fin del viaje, entre el tiempo total que se empleó en recorrerla. La velocidad de recorrido sirve principalmente para comparar condiciones de fluidez en ciertas rutas; ya sea una con otra, o bien, en una misma ruta cuando se han realizado cambios, para medir los efectos. Los propósitos del estudio de tiempos de recorrido y demoras son: evaluar la Calidad del Movimiento vehicular a lo largo de una ruta y determinar la ubicación, tipo y magnitud de las demoras del tránsito. La calidad del flujo se mide por las velocidades de recorrido y de marcha. En el momento del estudio se miden los tiempos de recorrido y los tiempos de detención encada uno de los tramos; los cuales son convertidos posteriormente a medidas de velocidad. Para tal efecto se acostumbra utilizar el método del vehículo de prueba o vehículo flotante. Se recomienda una velocidad de recorrido alrededor de 60 km/h. Para un recorrido la duración de las demoras del tránsito se mide en unidades de tiempo, anotando el lugar en que ocurren, causa y frecuencia de las mismas. Las demoras pueden ser determinadas para recorridos a lo largo de una ruta, durante un día y hora de la semana específica, así como en lugares seleccionados, donde existan serios problemas de tránsito. Las aplicaciones de tiempos de viaje y demoras son: 1. Determinación de la eficiencia de una ruta para mover tránsito. 2. Identificación de localidades congestionadas en los sistemas viales 3. Definición de la congestión acorde a la localidad, tipo de demora, la duración y la Frecuencia de la fricción de tránsito. 4. Evaluación de las mejoras al tránsito mediante el uso de estudios de "antes y después". Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 185

INGENIERÍA DE TRÁNSITO 5. Cálculo de costos del usuario en la evaluación económica de vías y mejoras al tránsito. 6. Establecimiento de las tendencias de las velocidades de viaje mediante el muestreo de rutas principales. 7. Cálculo de volúmenes de servicio y capacidades para tránsito discontinuo. 8. Establecimiento de velocidades o tiempos de viaje a lo largo de segmentos para la Aplicación de modelos de distribución de viajes y/o asignación de viajes en planeación de transporte. Un formato típico es el siguiente:

Tomado del manual de estudios de ingeniería de tránsito, subsecretaria de desarrollo urbano y ordenación del territorio. México. Pág. 20 9.5 Velocidad de Punto

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 186

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Es la velocidad de un vehículo su paso por un determinado punto o sección transversal de una carretera. Los estudios de velocidades de punto están diseñados para medir las características de la velocidad en un lugar específico, bajo condiciones prevalecientes del tránsito y del estado del tiempo, lo mismo que permitirá la distribución de velocidades por grupos de usuarios

De aquí se derivan tres velocidades más Velocidad Instantánea. La velocidad instantánea de un vehículo j, es la velocidad cuando se encuentra circulando a lo largo de un tramo de carretera o calle en un instante dado. Velocidad Temporal. Es la media aritmética de las velocidades de punto de Todos los vehículos, o parte de ellos, que pasan por un punto específico de una carretera o calle durante un intervalo de tiempo seleccionado. Velocidad media espacial. Es la media aritmética de las velocidades instantáneas de todos los vehículos que en un instante dado se encuentran en un tramo de carretera o calle. Se dice que se tiene una distribución espacial de la velocidad instantánea. Notas:

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 187

INGENIERÍA DE TRÁNSITO 9.5.1 Aplicaciones de velocidad de punto

Tendencias de velocidades: Recolección de datos(muestreos periódicos)

Lugares con problemas de velocidad: Si son muy altas y si las quejas recibidas son justas.

Análisis de accidentes Utilizada para tomar medidas correctivas.

Tendencias de velocidades: Recolección de datos(muestreos periódicos)

Lugares con problemas de velocidad: Si son muy altas y si las quejas recibidas son justas.

Análisis de accidentes Utilizada para tomar medidas correctivas. 9.6 Análisis estadísticos para velocidades Distribución de Frecuencias Desarrollar un cuadro de frecuencias es una manera conveniente de agrupar los datos para los efectos de la ingeniería de tránsito. Para desarrollar el cuadro es necesario seleccionar los grupos o clases. Si se seleccionan demasiados o muy pocos grupos, se pueden perder muchos detalles en la reducción de datos. En general, el número apropiado de clases o grupos varía entre 8 y 20. 9.6.1 Uso de percentiles La velocidad correspondiente al percentil 50, P50, es utilizada como una medida de calidad del flujo vehicular y es aproximadamente a la velocidad media.

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 188

INGENIERÍA DE TRÁNSITO 

 

El percentil 85, P85 se refiere a la velocidad crítica a la cual debe establecerse el límite máximo de velocidad en conexión con los dispositivos del control del tránsito que la deben restringir. El percentil 15, P15, se refiere al límite inferior de la velocidad. El percentil 98, P98, se utilizan para establecer la velocidad de proyecto

Metodología 1. Determinar el Tamaño de la muestra Un estudio de velocidades instantáneas requiere un𝟐 tamaño de muestra adecuado para satisfacer consideraciones estadísticas. 𝑵 = [

𝟖𝑲 𝟐

]

K = constante que corresponden al nivel de confianza deseado Constante, K

Nivel de Confianza (%)

1,00 1,50 1,64 1,96 2,00 2,50 2,58 3,00

68,3 86,6 90,0 95,0 95,5 98,8 99,0 99,7

2. Agrupar datos por frecuencia de velocidades

V(Kph) 56 58 60 61 63 64 66 68

Vehículos observados 16 17 15 15 10 9 8 7

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 189

INGENIERÍA DE TRÁNSITO 6

69

3

71

2

72

2

74

3. El Ancho del intervalo de clase = Amplitud /N Amplitud : Valor Máx. – Valor Mín. Tamaño de muestra n

Numero Intervalos N

50-100

7-8

100-1,000

10-11

1,000-10,000

14-15

10,000-100,000

17-18

Mayor de 100,000

1+3.3 Log10(n)

de

4. Intervalo de clase: se realizará tomando el primer valor y sumando y restándola mitad del ancho de intervalo. 1. Punto medio o marca de clase (V ¡): Es la velocidad media de cada grupo, que se obtiene sumando el límite inferior y superior de la clase y dividiendo entre 2. 2. Frecuencia Observada (f ¡): Es el número de vehículos pertenecientes a cada grupo. 3. Frecuencia Observada Relativa FR = fi*100 /n 4.

Frecuencia acumulada relativa

Intervalo Velocidades

Frecuencia Punto Medio Observada Vi fi

Frecuencia Relativa

Frecuencia Acumulada F

Frecuencia Acum Rel.

32.5

37.5

35

1

0.5

1

0.5

37.5

42.5

40

5

2.5

6

3

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 190

INGENIERÍA DE TRÁNSITO 42.5

47.5

45

14

7

20

10

47.5

52.5

50

35

17.5

55

27.5

52.5

57.5

55

46

23

101

50.5

57.5

62.5

60

47

23.5

148

74

62.5

67.5

65

27

13.5

175

87.5

67.5

72.5

70

18

9

193

96.5

72.5

77.5

75

5

2.5

198

99

77.5

82.5

80

2

1

200

100

Estos y muchos procesos estadísticos pueden simplificarse con el uso de herramientas informáticas tales como InfoStat o SPPS tal y como se harán a lo largo del curso.

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 191

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

9.7

Actividad Práctica 12

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 192

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Lee, analiza y responde las siguientes preguntas: 1.- Elabora un cuadro sinóptico donde definas la velocidad y los tipos de esta para los estudios de tránsito. 2.- ¿Cuáles son las aplicaciones de los estudios de velocidad de punto? 3.- Describe la metodología para realizar un estudio de velocidad de punto 4.- ¿Cuál es el uso de los percentiles estadísticos para análisis de velocidad. 5-. Explica en que consiste el método del vehículo de prueba 6.- Menciona tres criterios respecto a velocidad conforme Normas SIECA 7.- Detalla las aplicaciones de los estudios de viaje y demora. 8.- Determine la velocidad de diseño, máxima y mínima. Genere los gráficos correspondientes a partir de los siguientes datos

9.8

Actividad de autoaprendizaje 9

1.- Mira el video ubicado en https://www.youtube.com/watch?v=BrOfW38jtVY&feature=youtu.be describe en tu cuaderno cual es el procedimiento o rutina para realizar el análisis estadístico con InfoStat. 2.- Apoyado por Infostat determine la velocidad de diseño, máxima y mínima. Genere los gráficos correspondientes para el ejercicio realizado en clase. 3.- Determine las velocidades de proyecto, media, máxima y Mínima Calcule los parámetros estadísticos de promedio y desviación estándar (interprete) para los datos mostrados Muestra

t (s) d = 50 m 1 9

Muestra

t (s) d = 50 m

Muestra

t (s) d = 50 m

26

4

51

4

2

6

27

8

52

5

3

6

28

4

53

3

4

4

29

3

54

6

5

5

30

4

55

6

6

4

31

5

56

7

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 193

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Muestra

t (s) d = 50 m 7 5

Muestra

t (s) d = 50 m

Muestra

t (s) d = 50 m

32

4

57

8

8

6

33

3

58

6

9

4

34

8

59

3

10

4

35

4

60

7

11

8

36

8

61

8

12

5

37

4

62

6

13

3

38

3

63

6

14

4

39

4

64

8

15

6

40

5

65

8

16

6

41

4

66

3

17

5

42

7

67

7

18

5

43

4

68

8

19

6

44

8

69

6

20

6

45

3

70

6

21

8

46

8

71

6

22

5

47

3

72

8

23

3

48

4

73

6

24

6

49

4

74

5

25

6

50

4

75

7

4. indaga en la red acerca la determinación de percentiles de forma manual. En tu cuaderno realice un pequeño ejemplo e indica las fórmulas de referencia. X. NIVEL DE SERVICIO

Las estimaciones de Capacidad y Niveles de Servicio son necesarias para la mayoría de las decisiones de la Ingeniería de Tráfico y del planeamiento del transporte. El análisis de Capacidad da respuesta a cuestiones tales como:    

¿Cuál es la calidad de servicio proporcionada por una infraestructura existente durante la hora de máxima demanda, y cuál es la cantidad de tráfico que aún puede soportar? ¿Qué tipo de carretera o instalación de transporte colectivo son necesarios para acomodar un flujo dado de personas o vehículos? ¿Qué configuración de carriles es necesaria para distintos niveles de TPDA en autopistas o carreteras?. ¿Cuál es el tipo de carreteras y calles (y con qué capacidad) necesarias para dar servicio a un desarrollo territorial a planificar?

Facilitador: Máster Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 194

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Tal y como expresa Cal y mayor mediante el análisis de los elementos del flujo vehicular se pueden entender las características y el comportamiento del transito, requisitos básicos para el planeamiento, proyecto y operación de carreteras, calles y sus obras complementarias dentro del sistema de transporte. Con la aplicación de las leyes de la física y las matemáticas, el análisis de flujo vehicular describe la forma como circulan los vehículos en cualquier tipo de vialidad, lo cual permite determinar el nivel de eficiencia de la operación. Uno de los resultados más útiles del análisis del flujo vehicular es el desarrollo de modelos microscópicos y microscópicos que relacionan sus diferentes variables como el volumen, la velocidad, la densidad, el intervalo y el espaciamiento. Estos modelos han sido la base del desarrollo del concepto de capacidad y niveles de servicio aplicado a diferentes tipos de elementos viales. Las características fundamentales del flujo vehicular están representadas en sus tres variables principales: el flujo, la velocidad y la densidad. Mediante la deducción de relaciones entre ellas se puede determinar las características de la corriente de tránsito y así predecir las consecuencias de diferentes opciones de operación o de proyecto, Hay dos medidas de funcionamiento que describen la calidad de servicio en una carretera de dos vías: El porcentaje de tiempo utilizado en seguir un vehículo y la velocidad promedio de viaje. Estas dos medidas definen el nivel de servicio de una carretera, mismas que serán retomadas en el desarrollo del curso en la unidad de velocidad. El porcentaje de tiempo utilizado en seguir un vehículo, es aquel porcentaje promedio de tiempo de viaje que un vehículo debe viajar en una fila detrás de un vehículo a velocidad lenta, debido a no poder rebasar. La velocidad promedio de viaje refleja la movilidad dentro de una carretera de dos vías. Tres parámetros básicos pueden ser utilizados para describir el tránsito inentrurrumpido:  Volumen o razón de flujo  Velocidad  Densidad.

I. El volumen de tránsito es definido como el número de vehículos que pasan en un determinado punto durante un intervalo de tiempo. La unidad para el volumen es simplemente “vehículos” o “vehículos por unidad de tiempo”. Un intervalo común de tiempo para el volumen es un día, descrito como vehículos por día. Los volúmenes diarios frecuentemente son usados como base para la planificación de las carreteras. Para los análisis operacionales, se usan los volúmenes horarios, ya que el volumen varía considerablemente durante el curso de las 24 horas del día. La hora del día que tiene el volumen horario más alto es llamada “hora pico” . Los volúmenes de hora pico son usados como la base para el diseño de carreteras y para varios tipos de análisis operacionales. Para Facilitador: M. Sc. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 195

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

períodos menores a una hora, generalmente el volumen se expresa como un equivalente horario de las razones de flujo. Por ejemplo: 1,000 vehículos observados en un período de 15 minutos se puede expresar como: 1000 vehículos /0.25 hora. = 400 vehículos por hora La razón de flujo (v) es 4,000 veh/hr en un intervalo de 15 minutos, en el cual fueron observados 1,000 vehículos. Nota el volumen horario no es 4,000 veh/hr La razón de flujo podrá ser calculada, como ejemplo, de la siguiente manera

II. La velocidad es definida como una razón de movimiento, en distancia por unidad de tiempo, generalmente como kilómetros por hora (km/h). El HCM 2,000 usa la velocidad promedio de viaje como la medida de velocidad, ya que es fácil de calcular observando cada vehículo dentro del tránsito y es la medida estadística más relevante en relación con otras variables. La velocidad promedio de viaje se calcula dividiendo el largo de la carretera, sección o segmento bajo consideración entre el tiempo promedio de viaje de los vehículos que pasan por dicho segmento. En el desarrollo del curso más adelante se abordará esta temática.

III. La Capacidad de una infraestructura de transporte, refleja su facultad para acomodar un flujo móvil de vehículos Es una medida desde el punto de vista de la oferta de una infraestructura de transporte. El Nivel de Servicio, es una medida de la calidad del flujo. Facilitador: M. Sc. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 196

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Como la densidad incrementa, la curva sugiere que la velocidad decrece significantemente antes que la capacidad sea alcanzada. La capacidad es alcanzada cuando el producto de la densidad y la velocidad resultan en el máximo volumen. Esta condición se muestra como velocidad óptima So (velocidad crítica), densidad óptima Do (densidad crítica) y máximo volumen Vm. La gráfica de velocidad – densidad es usada mayormente para trabajos teóricos, y las otras dos gráficas son usadas para definir el nivel de servicio Se define como capacidad de una vía, al máximo flujo horario al que se puede razonablemente esperar que atraviesen un punto o sección uniforme de un carril o carretera durante un período determinado de tiempo, sometido a las condiciones prevalecientes de la carretera, el flujo y los sistemas de control. Se define para las condiciones prevalecientes de la carretera, la circulación, y los sistemas de control; los que deben ser uniformes para un tramo de vía, cualquier cambio en las condiciones impactaran directamente en la capacidad del tramo de vía, la definición asume buen estado climático, del pavimento, y la inexistencia de accidentes viales. La capacidad de las carreteras, expresada en términos del máximo número de vehículos que pueden cruzar una sección o tramo dado, es una función de las características geométricas de la carretera, la composición y distribución del tránsito y el entorno de la vía. Las características geométricas y el entorno de la vía forman parte del inventario vial, mientras que las características del tránsito se determinan sobre la base del análisis de la demanda. Se refiere a una sección o segmento uniforme de vía, la que tiene condiciones uniformes de la circulación, la vía y los sistemas de control, y dado que la capacidad depende de estos factores, las vías con distintas condiciones tendrán capacidades diferentes. La capacidad se refiere a una tasa de flujo vehicular durante un período específico de tiempo que a menudo son 15.0 minutos de la hora de máxima demandamedidos a una hora conveniente. En cambio los factores internos, por ser variables, deben ser medidos durante el periodo de mayor flujo, como por ejemplo el factor de la hora de máxima demanda. El flujo de vehículos en la hora de máxima demanda no esta uniformemente distribuido en ese lapso. Para tomar esto en cuenta, es conveniente determinar la proporción del flujo para un periodo máximo dentro de la hora de máxima demanda. Usualmente se acostumbra emplear el factor pico horario. Por lo general no se realizan estudios de capacidad para determinar la cantidad máxima de vehículos que pueden alojar cierta parte de una carretera o calle; lo que se hace es tratar de determinar el nivel de servicio al que funciona cierto tramo, o bien la tasa de flujo admisible dentro de cierto nivel de servicio. En determinadas circunstancias se hace el análisis para predecir con que flujos, o volúmenes, y a que plazo se llegara a la capacidad de esa parte del sistema vial. En función del nivel de servicio estará el número de vehículos por unidad de tiempo que pueda admitir la carretera o calle, al cual se le denomina flujo de servicio. Este flujo va aumentando a medida que el nivel de servicio va siendo de menor calidad, hasta llegar al nivel E, o capacidad del tramo de carretera o calle. Más allá de este nivel se registraran condiciones mas desfavorables, por ejemplo, con nivel F, pero no aumenta el flujo de servicio, sino que disminuye. Facilitador: M. Sc. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 197

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Tradicionalmente se ha considerado la velocidad el principal indicador para identificar el nivel de servicio. Sin embargo, los métodos modernos introducen, además de la velocidad, otros indicadores, como por ejemplo, la densidad para casos de circulación continua y la demora para casos de circulación discontinua. En cualquiera de los casos un indicador primordial para valorar el grado de utilización de la capacidad de un sistema vial y, por consiguiente, su nivel de servicio, es la relación entre el flujo y la capacidad (V/C), ya sea entre el flujo de demanda y la capacidad, o bien la relación entre el flujo de servicio y la capacidad, según el problema especifico. El HCM 2000 reporta para autopsias, en condiciones base o ideales, capacidades hasta de 2,400 vehículos livianos /hora/ carril. A su vez, dicho manual para carreteras rurales y suburbanas de carriles múltiples, establece como capacidad ideal o base para ese tipo de carreteras el valor de 2,200 vehículos livianos / hora / carril. En Colombia , se encontró que la capacidad ideal es de 3,200 automóviles/ hora/ ambos sentidos. Estos valores de capacidad son bastantes consistentes con los encontrados en el HCM 2000, que varían entre 3,200 y 3,400 automóviles /hora/ ambos sentidos. En el otro extremo, la capacidad puede llegar hasta valores de 300 vehículos /hora /carril, en una zona urbana de calles viejas y angostas, con un gran porcentaje de vehículos pesados, un fuerte volumen de vueltas y presencia frecuente de intersecciones con semáforos. La capacidad de una infraestructura vial es tan variable como pueden serlo las variables físicas del mismo, o las condiciones del transito. Por esta razón los análisis de capacidad se realizan aislando las diversas partes del sistema vial, como un tramo recto, un tramo con curvas, un tramo con pendientes, el acceso a una intersección; un tramo de entrecruzamiento, una trampa de enlace; etc. Se trata pues de buscar en cada una de estas partes, condiciones uniformes, por lo tanto, segmentos con condiciones prevalecientes diferentes, tendrán capacidades diferentes. El nivel de servicio se aplica a un tramo significativo de la carretera o calle, Dicho tramo puede variar en sus condiciones de operación, en diferentes puntos, debido a variaciones en el flujo de vehículos o en su capacidad. Las variaciones en capacidad provienen de cambios en anchura, por pendientes, por restricciones, etc. Las variaciones de flujo se originan porque los volúmenes de vehículos que entran y salen del tramo lo realizan en ciertos puntos a lo largo de el y a diferentes horas del día. El nivel se servicio del tramo debe tomar en cuenta, por lo tanto, el efecto general de estas limitaciones.

Las tasas de flujo (q) o intensidad representa la frecuencia a la cual pasan vehículos durante un tiempo menor a una hora. Estas permiten analizar flujos máximos, variaciones del flujo dentro de las horas de máxima demanda, evaluar limitaciones de capacidad en el flujo de tránsito y las características de los volúmenes máximos.

Facilitador: M. Sc. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 198

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

No obstante la tasa de flujo q también puede ser expresada en veh/hora, teniendo cuidado con su interpretación, pues no se trata del numero de vehículos que efectivamente pasan durante una hora completa o volumen horario q. La tasa del flujo se calcula entonces con la siguiente expresión: q = N/T La concentración de vehículos en cortos intervalos de tiempo, puede generar problemas de congestión. Al ser altos causan congestión y demoras. La intensidad se calcula tomando el número de vehículos observados en un período inferior a una hora (15 min.) y dividido entre el tiempo (en horas). Asi por ejemplo un volumen de 100 veh. Contados y clasificados en un período de 15.0 min. Implica una intensidad de 100/0.25hrs. = 400.0 veh/hora Ejemplo: En un estudio de conteo y clasificación vehicular, con duración de una hora se tomaron los siguientes aforos. Los volúmenes se aforaron en períodos de 15.0 min. Período de Tiempo

Volumen

Intensidad

05:00 - 05:15 05:15 - 05:30 05:30 - 05:45 05:45 - 06:00 Total

1000 1200 1100 1000 4300

4000 4800 4400 4000

El volumen total es de 4,300.0 vph, la intensidad o tasa de flujo varía para cada intervalo de 15.0 min., en el período de las 05:15 – 05:30, el volumen es de 1,200.0 vph, y la intensidad es de 1200/0.25 igual a 4,800.0 vph, porque se presenta la tasa de flujo máxima de la hora en ese período de 15.0 min. Intervalo simple (h): Es el intervalo de tiempo entre el paso de los vehículos consecutivos, generalmente expresado en segundos y medido entre puntos homólogos del par de vehículos. Intervalo promedio (h): Es el promedio de todos los intervalos simples hi existente entre diversos vehículos que simulan por una vialidad. Por tratarse de un promedio se expresa en segundos por vehículo y se calcula de acuerdo a la figura 10.1 mediante la siguiente expresión: hp = ∑hi/N-1 Donde: hp: intervalo promedio(s/veh) N-1: numero de intervalos (veh)

N: número de vehículos (veh) hi: intervalo simple entre el vehículo.

El intervalo promedio también puede ser estimado por hp = 1 / q 1- Densidad, intervalos y espaciamientos

Facilitador: M. Sc. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 199

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Densidad o concentración (k): Es el numero (N) de vehículos que ocupan una longitud especifica (d), de una vialidad en un momento dado. es un parámetro crítico en las vías de flujos ininterrumpidos, por que caracteriza las operaciones de circulación, describiendo la proximidad entre los vehículos y refleja la capacidad de maniobra dentro de la corriente del tráfico. Generalmente se expresa en vehículos por kilómetros, ya sea referido a un carril o a todos los carriles de una calzada. se calcula como K = N/d También esta densidad se puede calcular mediante la velocidad media de recorrido (Velocidad media de recorrido de un punto a otro incluyendo las demoras) y la intensidad de circulación (tasa de flujo) con la relación: K =q/V, donde: q: La intensidad o tasa de flujo (veh/hora) V: Velocidad Media de recorrido (km/h). Así por ejemplo si la tasa de flujo en un segmento de carretera fuese de 1,000.0 veh/hora y la velocidad media de recorrido de 50.0 kph, tendrá una Densidad K = 1,000 (veh/hora)/(50 km/h) = 20 veh/km Intervalo simple (Is): Es el intervalo de tiempo entre el paso de los vehículos consecutivos, generalmente expresado en segundos y medido entre puntos homólogos del par de vehículos. Intervalo promedio (Ip): Es el promedio de todos los espaciamientos simples, Si, existentes entre los diversos vehículos que circulan por una vialidad. Por tratarse de un promedio se expresa en metros por vehículos y se calcula de acuerdo a la sig. expresión: Σ Is 𝐼𝑝 = 𝑁−1 Donde: Ip: intervalo promedio (m/veh) N: numero de vehículos (veh) Es: Intervalo simple entre el vehículo i y vehículo i+1 Obsérvese que las unidades del intervalo promedio Ip (Seg/veh) son las unidades inversas de tasa de flujo y puede ser estimado por Ip = 1/q Para determinar el intervalo simple deberán de elaborarse datos que muestra los intervalos simples ente pares de vehículos consecutivos, es decir el tiempo de paso entre el vehículo 1 y vehículo 2, vehículo 2 y vehículos 3 y así sucesivamente. Una tabla típica para contar los intervalos simples es: Vehículo 1 2

Tiempo de paso Hora 11:20:10 11:20:20

Facilitador: M. Sc. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 200

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

3

11:21:40

Es lógico determinar que los intervalos de paso entre vehículos se pueden representar de la siguiente manera

No. Vehículo 1-2 2- 3

Intervalo de Paso (S) Vehículo i – veh i+1 10 20

Para determinar la tasa de flujo total se sumará todo el periodo de aforo realizado conforme las unidades en estudio y se hará la respectiva conversión a veh/hora. Por ejemplo si el aforo total fue de 12 veh/8 min Al hacer la conversión se calcula que la tasa de flujo será: q = 12 veh/ 8 min * 60 min/1 hora = 90 vehiculos por hora. Las variables del flujo vehicular relacionadas con la densidad son la densidad o concentración, el espaciamiento simple entre vehículos consecutivos y el espaciamiento promedio entre varios vehículos. Densidad o concentración (k): Es el numero, N, de vehículos que ocupan una longitud especifica, d, de una vialidad en un momento dado. Generalmente se expresa en vehículos por kilómetros, ya sea referido a un carril o a todos los carriles de una calzada. K = N/d De igual manera que la tasas de flujo puede estimarse espaciamiento simple y promedio, es decir las distancias entre vehículos. Espaciamiento simple (Es): Es la distancia entre el paso de dos vehículos consecutivos, usualmente expresada en metros y medida entre sus defensas traseras. Espaciamiento promedio (Ep): Es el promedio de todos los espaciamientos simples, Si, existentes entre los diversos vehículos que circulan por una vialidad. Por tratarse de un promedio se expresa en metros por vehículos. Las unidades del espaciamiento promedio Ep, son m/veh y son las unidades inversas de la densidad K (veh/m), por lo que también puede plantearse la s relación: Ep = 1/k Asi por ejemplo si en un tramo usted observa que durante un intervalo de 20 segundos (t = 20 s) se analizó que espaciamiento entre los vehículos fue: El vehículo 1 70 m del 2 . El vehículo 2 esta 110 del 3. Facilitador: M. Sc. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 201

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

El vehículo 3 está a 50 m del 4. El intervalo Promedio Ep = (70 + 110+50)/3 = 77 m/veh La densidad será = K = 1/Ep = 1/(77 m/veh) = 0.01 veh/m , un valor ilógico de expresarce asi por tanto el mismo expresado en veh/km resultará K = 0.012 veh/m * 1000 m/1 km = 13 veh/km Si se analiza una via multicarriles, estos deben de ser evaluados de forma independiente (por carril) y luego ser promediados para obtener la evaluación por sentido. El Nivel de servicio es una medida de percepción. Menor densidad, mejor confort, seguridad, capacidad de rebase y aumento de velocidad son parte de las condiciones ideales en una vía. Las demoras en vías de 2 carriles se presentan por la dificultad de rebasar, menor visibilidad. Las condiciones geométricas son mayores en comparación con las autopistas. Concepto de nivel de servicio (NS)  • Medida cualitativa que describe las condiciones de operación de un flujo vehicular  • Se describe en términos como velocidad, tiempo de recorrido, libertad de maniobra y seguridad vial  • Factores que afectan el NS: internos y externos  • HCM 2000, estableció seis niveles de servicio clasificándolos con letras de la “A” a la “F”. El concepto de nivel de servicio utiliza medidas cualitativas que caracterizan, tanto las condiciones de explotación del tránsito vial como su percepción por los conductores. La descripción de los NS individuales caracteriza estas condiciones en términos de factores tales como la velocidad y el tiempo de recorrido, la libertad de maniobra, las interrupciones a la circulación, el confort y la seguridad. Nivel de Servicio A : Flujo libre de vehículos, bajos volúmenes de tránsito y relativamente altas velocidades de operación (90 km/hr o más). La demora de los conductores no es mayor al 35% del total del tiempo de viaje y la razón de flujo total para ambas direcciones es de 490 veh/hr.

Nivel de Servicio B : Flujo libre razonable, pero la velocidad empieza a se restringida Facilitador: M. Sc. Sergio J. Navarro Hudiel

por las condiciones del tránsito (80 km/hr). La demora de los conductores no es mayor Página | 202

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

al 50% del total del tiempo de viaje y la razón de flujo total para ambas direcciones es de 780 veh/hr.

Nivel de Servicio C : Se mantiene en zona estable, pero muchos conductores empiezan a sentir restricciones en su libertad para seleccionar su propia velocidad (70 Km./hr). La demora de los conductores alcanza el 65% del total del tiempo de viaje y la razón de flujo total para ambas direcciones es de 1,190 veh/hr. Nivel de Servicio D : Acercándose a flujo inestable, los conductores tienen poca libertad para maniobrar. La velocidad se mantiene alrededor de los 60 Km./hr. La demora de los conductores es cercana al 80% del total del tiempo de viaje y la razón

de flujo total para ambas direcciones es de 1,830 veh/hr.

Nivel de Servicio E: Flujo inestable, suceden pequeños congestionamientos. La velocidad cae hasta 40 Km./hr. La demora de los conductores es mayor al 80% del total del tiempo de viaje. Nivel de Servicio F : Flujo forzado, condiciones de “pare y siga”, congestión de tránsito. La vía ha explotado. No tiene capacidad.

Facilitador: M. Sc. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 203

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Los Volúmenes de Tránsito, la Velocidad y la Capacidad de las carreteras se analizan en el Capítulo 2 de este documento, pero anticipadamente se establece que las carreteras de la red vial sean diseñadas para el Nivel de Servicio D, con la excepción de las autopistas que deben limitarse al nivel de servicio C. Al nivel del servicio C el flujo es estable, en tanto que al nivel de servicio D se hacen presentes ciertas evidencias de inestabilidad en la circulación. El siguiente cuadro muestra tales valores. Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 204

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Tomado de SIECA (2011) capítulo La guía recomendada por la AASHTO para seleccionar el nivel de servicio de una carretera, en función de su tipología y las características del terreno. Las limitaciones financieras características del medio centroameri- cano y las distancias medias de viajes relativamente más cortas, combinados con una aparente tolerancia a mayores grados de congestionamiento, inducen a pensar que esta tabla puede ofrecer las soluciones más deseables, aunque los niveles de servicio recomendables sean de menores exigencias.

Se define para cada tipo de vía los NS, en base a uno o más parámetros operativos, que son los que mejor describen las calidades de explotación de ese tipo de vía. Medidas de Eficiencia, para los diferentes Niveles de Servicio Tipo de Estructura

Medida de Eficiencia

Autopista

Densidad (vl/km/c)

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 205

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Segmento Autopista

Básico

de

carreteras Multicarriles Carreteras de dos Carriles Intersecciones sanforizadas Intersecciones sin semáforos

Velocidad media de recorrido (kph) Densidad (vl/h) Demoras en tiempo (Porcentajes) Demoras total media en parada (seg/v) Demoras total media (seg/v)

Condiciones Ideales: Una condición Ideal es cuando su mejora no produce incremento alguno en la capacidad. En condiciones ideales se asume la existencia de buenas condiciones de clima, pavimento, usuarios habituados a la circulación por la vía y sin obstrucciones en el flujo. Las condiciones ideales para vías de flujos ininterrumpidos son las siguientes: • Anchos de Carriles de 3.66 m • Hombros de 1.80 m • Velocidad de Diseño de 112.0 kph, en carreteras Multicarriles y 96.0 kph en carreteras de dos carriles. • Solamente vehículos livianos dentro de la corriente del tránsito. • Terreno plano. Podemos resumirlas de la siguiente manera:  Flujo no interrumpido, 3.60 metros de ancho de carril, 1.80 metros de distancia mínima lateral (ancho de hombro),  Sin vehículos pesados, Velocidad de diseño ≥ 90 Km./hr,  Carencia de restricciones en la distancia de visibilidad de rebase,  Sin interferencia de paso de peatones,  En ambas direcciones el tránsito debe ser igual (50/50). Bajo condiciones ideales del tránsito y de la vía, las autopistas tienen una capacidad de 2,000 vehículos livianos por carril por hora. En carreteras de dos carriles, por otra parte, se alcanzan capacidades de 3,200 veh/h por hora en ambos sentidos de la circulación, siendo la capacidad por sentido de circulación de 1,700 veh/h. La capacidad de una arteria o de una carretera urbana, por otra parte, está en función de la capacidad de sus intersecciones más críticas En la mayoría de los análisis de capacidad, las condiciones prevalecientes no son las ideales y los cálculos de capacidad y NS se deben de introducir correcciones para reflejar la ausencia de estas condiciones ideales. (SIECA, 2011, p. 58) El ancho del carril y de hombros, tienen impactos significativos en la circulación, los carriles estrechos obligan a los vehículos a circular más cerca unos de otros en el sentido lateral, de lo que la mayoría de los conductores lo desearan, reduciendo las velocidades o aumentando el espacio con el vehículo delantero lo cual reduce la capacidad y el NS.

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 206

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Los hombros estrechos y las obstrucciones laterales ocasionan dos impactos importantes, la mayoría de los conductores reaccionan alejándose del borde de la mediana o de los objetos de la obstrucción lateral y los obliga a juntarse mas los conductores de los carriles adyacentes, generando las mismas consecuencias descritas anteriormente. Las velocidades de diseño restringidas, afectan la operación y el NS de la vía, los conductores se ven obligados a desplazarse a velocidades bajas y a estar atentos a las condiciones de geometría que imponen estas velocidades. Las vías de flujo ininterrumpido categorizan el terreno en tres categorías: Terreno Plano (Level Terrain): es cualquier combinación de alineamiento horizontal y vertical que permita a los vehículos pesados mantener aproximadamente la misma velocidad que los autos de pasajeros. Esto por lo general incluye cortas pendientes de no más de 1 al 2%. Terreno Ondulado (Rolling Terrain) : Terreno ondulado es cualquier combinación de alineamiento horizontal y vertical que causa que los vehículos pesados reduzcan su velocidad sustancialmente menos que los vehículos de pasajeros, pero no opera a velocidades lentas en cualquier longitud significativa o a intervalos frecuentes. Generalmente esto incluye cortos intervalos de pendientes de no más del 4 por ciento. Segmentos con longitudes sustanciales con pendientes de más del 4% deberán analizarse por separado. Terreno montañoso: Es toda combinación de trazo que obliga a los vehículos pesados a circular a una velocidad sostenida en la pendiente durante distancias considerables o a intervalos frecuentes. El MTI a través de su órgano vialidad a inventario todos los corredores del país. Esta información podrá obtenerse y así determinar el tipo de terreno del tramo en estudio. El congestionamiento influencia los patrones de la demanda y los volúmenes observados son un reflejo de las restricciones de la capacidad, que la demanda real. Es importante diferenciar el volumen de la intensidad, el primero es la cantidad real de vehículos observados o que pasan o van a pasar por la sección de vía durante un período de tiempo definido. La Intensidad en el número de vehículos que pasan por una sección de vía en un intervalo de tiempo inferior a una hora. La intensidad máxima o de punta, se relaciona con los volúmenes horarios a través del FACTOR DE HORA PUNTA (PHF6), este factor se define como la relación entre el volumen total horario y la intensidad máxima en la hora. FPH = (Volumen Horario/Intensidad Máxima (de la hora)). Si se utilizan en períodos de 15.0 min. El FPH se calcula como: PHF = Q/(4*Q15), Donde: PHF: Factor de hora pico. Q: Volumen Horario (vph). Q15: Volumen en el período de máxima demanda de 15.0 min. Dentro de la hora (v/15.0 min.)

6

PHF es también conocido como el Factor Pico Horario (FPH) o Factor de Hora pico (FHP)

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 207

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Análisis de Segmento General de Terreno. La metodología para estos tramos calcula las medidas de funcionamiento del tráfico a lo largo de un tramo de carretera, basándose en el tipo medio de terreno, en el trazo y las condiciones de tráfico. La características geométricas de la carretera, incluyen un descripción general de las características de la sección longitudinal e información específica de sobre la sección transversal. Las características de la sección longitudinal, se define por el porcentaje medio del tramo de carretera sujeto a zonas de adelantamientos prohibidos. Se utiliza la media de ambos sentidos. Los datos de la sección transversal incluyen el ancho de carril y de hombros. Los datos de tráfico incluyen el volumen horario total de la calzada, el factor de hora pico (PHF), y la distribución del tráfico por sentido.

Sobre la base del HCM, el cálculo de capacidad se realiza por separado para carreteras de dos carriles y carreteras multicarriles. Como quiera que algunas carreteras de dos carriles en la red en estudio atraviesan áreas urbanas, se requiere algunas consideraciones especiales para estos casos dado que el HCM solo contempla carreteras de dos carriles rurales; es decir, sin efectos importantes de vehículos incorporándose y egresando del flujo principal o atravesando la vía. La expresión básica es la Ecuación descrita; para el análisis de estos componentes es la siguiente: Sfi = 2800x (v/c) x fd x fw x fhv Donde: Sfi : Es el Volumen de servicio para el nivel de Servicio i, expresado en vph en ambos sentidos de circulación. 800: Es la capacidad en condiciones ideales en ambas direcciones (2800 vph) (v/c) : Máxima relación Volumen / capacidad asociada al nivel de servicio i. Relación Volumen/Capacidad del nivel de servicio. Este está en función de las restricciones de rebase y del tipo de terreno. fd : Factor de ajuste por efecto de distribución direccional del tránsito. fw : Factor de restricciones en el ancho de carril y hombros o distancias a obstáculos laterales. Fhv : Factor de ajuste para la presencia de vehículos pesados en el flujo vehicular. Este factor lo calculamos utilizando la siguiente fórmula: Fhv : 1/[1+PT(ET-1)+PR(ER-1)+PB(EB-1)] Donde: PT: Porcentaje de camiones (Trucks). PB: Porcentaje de buses. PR: Porcentaje de vehículos recreativos. ET: Número equivalente de camiones para carros de pasajeros. ER: Número equivalente de vehículo recreativo para auto. Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 208

INGENIERÍA DE TRÁNSITO EB: Número equivalente de buses para carros de pasajeros. Para el análisis de Pendientes Especificas se obtiene de la siguiente expresión: fvp = [PP+PVP +EVP]-1 Siendo PP , PVP, las proporciones de automóviles y vehículos pesado s y EVP, los automóviles equivalentes por vehículos pesado, determinados por la expresión: EVP = 1 + (0.25 + PC/VP) (E-1) Donde PC/VP, es la proporción de camiones en relación de con el total de vehículos pesados y E los automóviles equivalentes. Cuyos datos son los siguientes: • Velocidad de Proyecto: Definida (kph) • Ancho de Carril: Variable( m) • Ancho de Hombros: Variable (m) • Número de Carriles: 1 por Sentido. • Porcentaje de Camiones: Composición del TPDA • Porcentaje de Buses: Composición del TPDA • Relación v/c: Tabla 8.1 (HCM) • Factor fd: Tabla 8.4 (HCM) • Factor fa: Tabla 8.5 (HCM) • Factor fvp: Se calcula con Ec. N° 8.2. Estas tablas originales del HCM e incroporadas en las Normas Centroamericanas para el Diseño de las carreteras Regional (Sieca) se muestran en detalle en las siguientes tablas: Tabla 1: Factores de relación V/C para carreteras de dos carriles Nivel de Servicio (NS) 0

Terreno plano

Terreno Ondulado

Terreno Montañoso

Restricción de paso, %

Restricción de paso, %

Restricción de paso, %

20

A 0.15 0.12 B 0.27 0.24 C 0.43 0.39 D 0.64 0.62 E 1.00 1.00 Fuente: HCM. 1994

40

60

80

100

0

20

40

60

80

100

0.09 0.21 0.36 0.60 1.00

0.07 0.19 0.34 0.59 1.00

0.05 0.17 0.33 0.58 1.00

0.04 0.16 0.32 0.57 1.00

0.15 0.26 0.42 0.62 0.97

0.10 0.23 0.39 0.57 0.94

0.07 0.19 0.35 0.52 0.92

0.05 0.17 0.32 0.48 0.91

0.04 0.15 0.30 0.46 0.90

0.03 0.13 0.28 0.43 0.90

0 0.14 0.25 0.39 0.58 0.91

20

40

0.09 0.20 0.33 0.50 0.87

0.07 0.16 0.28 0.45 0.84

Tabla 2: Factores direccionales para carreteras de dos carriles Separación Direccional

Factor

(%) Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 209

60 0.04 0.13 0.23 0.40 0.82

80 0.02 0.12 0.20 0.37 0.80

INGENIERÍA DE TRÁNSITO 50/50 60/40 70/30 80/20 90/10 100/0 Fuente: HCM. 1994

1 0.94 0.89 0.83 0.75 0.71

Tabla 3: Factores de ajuste por ancho de carril y hombros fw Hombro (m) 1.8 1.2 0.6 0

Carril de 3.65m NS A-D NS E 1 1 0.92 0.97 0.81 0.93 0.7 0.88

Carril de 3.35m NS A-D NS E 0.93 0.94 0.85 0.92 0.75 0.88 0.65 0.82

Carril de 3.05m NS A-D NS E 0.83 0.87 0.77 0.85 0.68 0.81 0.58 0.75

Carril de 2.75m NS A-D NS E 0.7 0.76 0.65 0.74 0.57 0.7 0.49 0.66

Tabla 4: Factor de ajuste por tipo de vehículo (Vehículos equivalentes)

Tipo de Vehiculo

Nivel Servicio

Tipo de Terreno Plano

Camiones, EC

Buses, EB

Vehiculos Recreativos, ER

A B-C D-E A B-C D-E A B-C D-E

2.0 2.2 2.0 1.8 2.0 1.6 2.2 2.5 1.6

Ondulado 4.0 5.0 5.0 3.0 3.4 2.9 3.2 3.9 3.3

Montañoso 7.0 10.0 12.0 5.7 6.0 6.5 5 5.2 5.2

Acorde a SIECA (2011) El flujo vehicular de servicio para diseño es el máximo volumen horario de tránsito que una carretera puede acomodar, sin que el grado de congestionamiento alcance los niveles preseleccionados por el diseñador, tras conciliar los intereses de los conductores, dispuestos quizá a tolerar un mínimo de congestionamiento; los estándares de diseño vigentes, que predeterminarán algunos requerimientos básicos según la clasificación funcional de la vía; y los recursos disponibles para atender estas necesidades. Conviene aclarar que hablar de congestionamiento en una carretera no es hablar de paralización de todo el movimiento. El congestionamiento se inicia con la creciente interferencia o fricción entre los vehículos en la corriente del tránsito, que empieza a perder su calidad de flujo libre. Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 210

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Los diseñadores deben escoger, entre aquellos extremos, el nivel de servicio que mejor se adecua a la realidad del proyecto que se propone desarrollar. La escogencia de un determinado nivel de servicio conduce a la adopción de un flujo vehicular de servicio para diseño, que al ser excedido indica que las condiciones operativas se han desmejorado con respecto a dicho nivel. Como criterio de análisis, se expresa que el flujo vehicular de servicio para diseño debe ser mayor que el flujo de tránsito durante el período de 15 minutos de mayor demanda durante la hora de diseño. La escogencia de un nivel de servicio dado, indica también que todos los elementos de la carretera deben diseñarse en correspondencia. 10.1 Capacidades y Niveles de Servicio en Carreteras de Dos Carriles

Tomado de SIECA, 2011, Página 60 El procedimiento para el cálculo de las capacidades y niveles de servicio de las carreteras de dos carriles, que con fines ilustrativos se describe a continuación, se basa en la metodología establecida en el Manual de Capacidad de Carreteras, en su versión del año 2000, con indicación de las fórmulas actualizadas en el Manual 2010. Los ejemplos del Capítulo 5 de la Versión 2010 del Manual fueron calculados con la versión 2000, sin actualizar los valores en la versión 2010, tomando en cuenta que el usuario de la versión 2010 “debe enfocarse más en el análisis de los resultados que los resultados numéricos propiamente dichos”. Es importante indicar que la versión 2010 fue preparada únicamente para el SISTEMA INGLÉS, por lo que será difícil su adaptación al sistema métrico; esta situación obligará a seguir utilizando durante algún tiempo la versión 2000. Los programas ofrecidos en la versión 2010 permiten el cálculo de la capacidad y nivel de servicio de carreteras, intersecciones, rotondas, etc.

a.- Máximos valores del Porcentaje de Tiempo utilizado en seguir un vehículo y la velocidad promedio de viaje para cada LOS de las carreteras de dos carriles.

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 211

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 212

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

b) Determinar la Velocidad de Flujo Libre (FSS) La FFS puede calcularse en campo, cuando el flujo vehicular sea bajo, pero mayor que 200 veh/hr, con la fórmula:

La FFS puede estimarse indirectamente si la medida de campo no se puede realizar. Para carretera de dos vías tiene un rango entre 70 y 110 km/h. Para estimarla, el analista debe caracterizar las condiciones de operación de la carretera en términos de la velocidad base de flujo libre BFFS (base free flow speed) que refleje el carácter del tránsito y el alineamiento de la carretera, de carreteras similares, de la velocidad de diseño de la carretera y de los límites de velocidad. Una vez estimada la BFFS se multiplica por varios factores para determinar la FFS, como sigue:

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 213

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Si la carretera contiene segmentos con curvas horizontales pronunciadas, en donde la velocidad de diseño sea baja comparada con el resto del segmento, es aconsejable calcular las velocidades de las curvas y luego promediar la velocidad de todo el segmento a analizar. c) Determinar la demanda de razón de flujo Tres ajustes deben hacerse a la demanda del volumen horario, estos ajustes son el FHP, el factor de ajuste debido al porcentaje de pendiente de la carretera y el factor de ajuste debido a los vehículos pesados. Se aplican de acuerdo a la siguiente ecuación:

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 214

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

d) Factor de ajuste para vehículos pesados: Este factor se calcula con la siguiente ecuación:

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 215

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Para determinar la velocidad en segmentos de dos vías y direccional e) Determinando la Velocidad Promedio de Viaje (ATS): La velocidad promedio de viaje es estimada de la FFS, de la demanda de la razón de flujo y de un factor de ajuste para el porcentaje de las zonas donde no se puede rebasar en la dirección de análisis. La Velocidad promedio de viaje es estimada con la siguiente fórmula:

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 216

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 217

INGENIERÍA DE TRÁNSITO f)

Determinando el porcentaje de tiempo utilizado en seguir un vehículo:

Este porcentaje es estimado de la demanda de razón de flujo, la razón de flujo opuesto y un factor de ajuste para el porcentaje de zonas donde no se puede rebasar en la dirección de análisis. Se puede determinar de la siguiente ecuación:

g) Determinando el LOS: El primer paso en determinar el LOS es comparar el equivalente de la razón de flujo de vehículos livianos (Vp ) con la capacidad máxima de la carretera, 3,200 veh/h. Si Vp es mayor que la capacidad, entonces la carretera esta sobresaturada y el LOS es F. Similarmente ocurre para cada dirección, si el Vd es mayor que 1,700 veh/h, entonces el LOS es F. En LOS F, el porcentaje de tiempo utilizado en seguir un vehículo es cercano al 100% y la velocidad es bastante variable y difícil de estimar. Cuando un segmento de una carretera Tipo I tiene una demanda menor que la capacidad, el nivel de servicio se determina del Cuadro 2.4 según el valor que le corresponda en base al porcentaje de tiempo gastado en seguir un vehículo. Cuando un segmento de una carretera clase II tiene una demanda menor que la capacidad, el nivel de servicio es determinado de la tabla 2.5, según el valor que le corresponda en base al porcentaje de tiempo gastado en seguir un vehículo.

h) Otras medidas del desempeño del tránsito: La razón v/c para un segmento largo de dos vías puede calcularse de la ecuación:

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 218

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

El viaje total en un segmento largo de dos vías durante el período de una hora puede calcularse como sigue:

Ejemplo: La Carretera: Un tramo de carretera de dos carriles, Clase I La Pregunta: ¿Cuál es el Nivel de Servicio (LOS) para el tramo de dos carriles de la carretera para la hora pico? DATOS: ⇒ Volumen de tránsito en la hora pico: 1,600 veh/h (volumen para los dos carriles) ⇒ Composición del Tránsito: 14% de camiones y buses ⇒ Factor de Hora Pico (FHP): 0.95 ⇒ Tipo de Terreno: Terreno ondulado ⇒ Ancho del Hombro: 1.20 m ⇒ Porcentaje de zonas de no rebasar: 50% ⇒ Distribución Direccional del Tránsito: 50/50 ⇒ RVs 4% ⇒ Velocidad Base: 100 km/h ⇒ Ancho de Carril: 3.40 m ⇒ Longitud del Tramo: 10 km Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel Página | 219

INGENIERÍA DE TRÁNSITO ⇒ Cantidad de accesos al tramo 12/km

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 220

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

10.1.1 Actividad práctica 13

Calcule el nivel de servicio de un tramo carretero cuyos datos de aforo vehicular se muestran en tabla facilitada: El procedimiento de cálculo para las capacidades y niveles de servicio en carreteras de dos carriles se basan en metodología establecida por el HCM en su versión 1994. Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 221

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

1. Partimos de los datos de estudio de tráfico y de las características geométricas de las carreteras.      

Estos son: Volumen de transito de hora pico, Vhp Factor pico horario Composición del trafico (porcentaje de vehículos livianos, buses, camiones, recreativos) Distribución direccional del trafico. Tipo de terreno Velocidad de diseño

Vel. Proyecto: 80kph Rebase Restringido: 20% Ancho de Calzada/Corona: 6.6/7.8 Terreno: Plano

Composición Vehicular (Autos, Buses, Camiones, 0.68 Recreativos)(%):

0.07

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

0.24

0.002

Página | 222

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

El volumen máximo horario identificado de 422 vehículos por hora correspondientes al periodo de 05:00-06:00 p.m. El factor pico horario se obtiene del cálculo fph = Vhp/4q15 o bien estimarse de tabla de HCM. Traducción a español. Capitulo 8-11. Tabla 8.3 pagina 287 de no contarse con ellos. O los que se encuentran en las normas centroamericanas para las carreteras regionales.

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 223

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Calcule el flujo de servicio de la carretera usando la fórmula: Sfi = 2800x (v/c) x fd x fw x fhv Sus valores se explicaron anteriormente. Debido a que el flujo vehicular así como las condiciones de vía no son las ideales usaremos los factores de ajuste para determinar el nivel de servicio. El procedimiento de cálculo de cada uno de los valores se muestra a continuación. 3.1 Los valores de la relación V/C están en función de las restricciones de rebase. Según tabla siguientes Factores de relación V/C para carreteras de dos carriles Terreno plano

Nivel de Servicio (NS) A B C D E

Terreno Ondulado

Restricción de paso, % 60

80

100

Terreno Montañoso

Restricción de paso, % 0

20

40

60

80

100

Restricción de paso, %

0

20

40

0.15

0.12

0.09

0.07 0.05 0.04 0.15 0.10 0.07 0.05 0.04 0.03 0.14 0.09 0.07 0.04 0.02 0.01

0.27

0.24

0.21

0.19 0.17 0.16 0.26 0.23 0.19 0.17 0.15 0.13 0.25 0.20 0.16 0.13 0.12 0.10

0.43

0.39

0.36

0.34 0.33 0.32 0.42 0.39 0.35 0.32 0.30 0.28 0.39 0.33 0.28 0.23 0.20 0.16

0.64

0.62

0.60

0.59 0.58 0.57 0.62 0.57 0.52 0.48 0.46 0.43 0.58 0.50 0.45 0.40 0.37 0.33

1.00

1.00

1.00

1.00 1.00 1.00 0.97 0.94 0.92 0.91 0.90 0.90 0.91 0.87 0.84 0.82 0.80 0.78

0

20

40

60

Fuente: HCM. 1994 en referencia a SIECA 2004.

Dado que el terreno es plano los valores V/C serán: Nivel de Servicio (NS)

V/C 0.12

A Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 224

80

100

INGENIERÍA DE TRÁNSITO 0.24 B 0.39 C 0.62 D 1.00 E 3.2 Calcularemos ahora el factor de ajuste direccional Fd para ello nos apoyamos en al siguiente Tabla Factores direccionales para carreteras de dos carriles Separación Direccional

Factor

(%) 50/50 60/40 70/30 80/20 90/10 100/0 Fuente: HCM. 1994

1 0.94 0.89 0.83 0.75 0.71

Dado que la distribución direccional de estudio es 42/58 al interpolar nos da que el factor es de 0.99 3.3 Calcularemos ahora el factor de ajuste por ancho de carriles y hombros Fw para ello nos apoyamos en la siguiente tabla: Factores de ajuste por ancho de carril y hombros fw Hombro (m) 1.8 1.2 0.6 0

Carril de 3.65m NS A-D NS E 1 1 0.92 0.97 0.81 0.93 0.7 0.88

Carril de 3.35m NS A-D NS E 0.93 0.94 0.85 0.92 0.75 0.88 0.65 0.82

Carril de 3.05m NS A-D NS E 0.83 0.87 0.77 0.85 0.68 0.81 0.58 0.75

Carril de 2.75m NS A-D NS E 0.7 0.76 0.65 0.74 0.57 0.7 0.49 0.66

Nuestro ancho de carril es de 3.3 metros y ancho de hombros de 0.60 m. Interpolando el ancho de hombros con el ancho de carril, obtenemos que para los nivele A-D el factor es 0. 75 y para nivel E será de 0.88. fw 0.75 0.75 Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 225

INGENIERÍA DE TRÁNSITO 0.75 0.75 0.88 3.4 Debemos encontrar el factor de ajuste por vehículos pesados para ello debemos usar la relación Fhv : 1/[1+PT(ET-1)+PR(ER-1)+PB(EB-1)] Sabemos la composición vehicular del estudio. Tipo Vehículos % del Total Vehículos Liv 0.68 Buses 0.07 Camiones 0.24 Recreativos 0.002 Los valores de equivalencia se obtienen de la siguiente tabla: Factor de ajuste por tipo de vehículo (Vehículos equivalentes)

Tipo de Vehículo

Tipo de Terreno

Nivel Servicio Plano

Camiones, EC

Buses, EB

Vehículos Recreativos, ER

A B-C D-E A B-C D-E A B-C D-E

2.0 2.2 2.0 1.8 2.0 1.6 2.2 2.5 1.6

Ondulado Montañoso 4.0 7.0 5.0 10.0 5.0 12.0 3.0 5.7 3.4 6.0 2.9 6.5 3.2 5 3.9 5.2 3.3 5.2

En resumen usaremos los siguientes valores: NS A B C D E

Autos Equivalentes EC EB ER 2.0 1.8 2.2 2.2 2.0 2.5 2.2 2.0 2.5 2.0 1.6 1.6 2.0 1.6 1.6

Debemos hacer el cálculo de los factores de ajuste por tipo de vehículo, Así el factor de ajuste de vehículos pesados por nivel de servicio será: Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 226

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Fhv : 1/[1+PT(ET-1)+ PB(EB-1) + PR(ER-1)] Pt: Porcentaje de camiones, PR: Porcentaje Recreativos, EB: porcentaje de buses

Tipo % del Total Vehículos Código Vehículos Liv 0.68 Buses EB 0.07 Camiones ET (Truck) 0.24 Recreativos ER 0.002 De manera simple para calcular los factores se harán por nivel de servicio teniendo como dato constante los valores de porcentajes de la composición vehicular. Por ejemplo Fhv Nivel A : 1 /(1+(0.24 * (2-1))+(0.002* (1.8-1))+(0.07*(2.2-1)) = 0.7543 Los valores ET, ER y EB se sacan de tabla anterior para cada nível de servicio.. Así para Fhv Nivel B : 1 /(1+(0.24 * (2.2-1))+(0.002* (2-1))+(0.07*(2.5-1)) =0.7168 Fhv Nivel C : 1 /(1+(0.24 * (2.2-1))+(0.002* (2-1))+(0.07*(2.5-1)) =0.7168 De igual manera: Fhv Nivel D : 1 /(1+(0.24 * (2-1))+(0.002* (1.6-1))+(0.07*(1.6 -1)) = 0.779 Fhv Nivel E : 1 /(1+(0.24 * (2-1))+(0.002* (1.6-1))+(0.07*(1.6 -1)) =0.779 Note que no se corrigen los porcentajes de vehículos livianos, pues esta es la condición ideal. Finalmente se calcularan los volúmenes para niveles de servicio Sfi = 2800x (v/c) x fd x fw x fhv Así por ejemplo el volumen para nivel A será: Sfi Nivel A = 2800x (v/c) x fd x fw x fhv Sfi Nivel A = 2800x 0.12 X 0.99 X 0.75 X 0.75 = 187 Vehículos/ hora Así sucesivamente los volúmenes para cada nivel de servicio serán: NS A B C D E

VS 187 359 584 1,005 1,903

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 227

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Al comparar el volumen de máxima demanda que es de 464 , nos damos cuenta que la vía está operando con un nivel de servicio C+ La capacidad de la vía es de 1903 vehículos por hora.

Al comparar el volumen de máxima demanda que es de 464 , nos damos cuenta que la vía está operando con un nivel de servicio C+ La presencia de vehículos pesados en el flujo de tráfico disminuye la Velocidad de Flujo Libre FFS. Debido a que se asume como condición base que el flujo de tráfico consiste únicamente de vehículos de pasajeros (que es una rara ocurrencia). Por lo tanto deben de realizarse ajustes en las tasas de flujo equivalentes expresadas como vehículos de pasajeros por hora. Estos ajustes se hacen por medio del factor fHV.

Heavy-Vehicle Adjustment Factor  Una vez que se han determinado los valores de ET y ER, se calcula el factor de ajuste por vehículos pesados con la siguiente ecuación 20-4:

Análisis de Pendientes Específicas La segunda metodología de cálculo utilizada, es el análisis de pendientes mayores del 3.0 %, cuyo procedimiento es el siguiente: El análisis en carreteras de dos carriles de pendiente especificas, es más amplio y más complejo que para el segmento general de terreno. El procedimiento de análisis asume que la proximidad de la pendiente está a nivel. En estas pendientes, la operación de los vehículos subiendo es sustancialmente impactada, mientras tanto vehículos descendiendo experimentan Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 228

INGENIERÍA DE TRÁNSITO mucho menor impacto. Cuando una composición de pendientes está presente, el promedio de las pendientes es usado en el análisis. La pendiente promedio es la elevación total en pies, de la composición de pendiente, dividido por la longitud horizontal de la pendiente en pies, multiplicado por 100 para ajustar decimal a porcentaje. El promedio de la velocidad en subida en el cual la capacidad ocurre, varia entre 40 y 64 Km/hr., dependiendo de el porcentaje de pendiente del porcentaje de zonas de no rebase, y otro factores, porque las condiciones operacionales varían para cada pendiente, el resultado de la capacidad no es sencillo como el cálculo de la Tasa de Flujo de Servicio para los niveles de servicios entre A y D. Para análisis de Pendientes Especificas, cuya pendiente ascendente sea de 3.0% o más, la determinación de la Capacidad o Volumen de Servicio a nivel E no se puede hacer en forma directa, ya que la velocidad a la que ocurre depende de la pendiente y de la longitud de esta. Esta velocidad (Vc) en kph. depende de la Intensidad (Ic) y es expresada por la Ecuación siguiente: Vc = 40+6*(IC/1000)2 Por lo tanto, para determinar la Capacidad deberá encontrarse la intersección de la Curva representada por la Expresión anterior, valida hasta para velocidad 64.0 Kph. y la de volumen Velocidad asociada a los obtenidos con la expresión básica. Carriles de ascenso Como caso particular, el HIGHWAY CAPCITY MANUAL (SPECIAL REPORT 209 - 1998), en el capítulo No. 8, aborda el caso de los carriles especiales de ascenso para vehículos pesados, estableciendo las siguientes condiciones para la justificación de estos carriles: a. Volúmenes de servicio mayores a 200 vph. b. Flujo de camiones en la pendiente mayor de 20 vph. c. Que alguna de las siguientes ocurrencias sucedan: i Que la pendiente opere en nivel de servicio E o F. ii Que el camión tipo reduzca su velocidad en menos de 16.0 kph. iii Que el nivel de servicio en la pendiente tenga dos o más niveles más pobres que en la aproximación de ella.

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 229

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

La densidad de puntos de acceso es encontrada dividiendo el total de intersecciones a ambos lados del tramo en estudio entre la longitud. Una intersección podría no incluirse si no afecta al flujo de tráfico, puntos de acceso no formales para los conductores o con una pequeña actividad no deberán ser considerados

El factor de ajuste por pendientes, fG, toma en cuenta el efecto del tipo e terreno en la velocidad de viaje y en el porcentaje de tiempo siguiendo, aunque no hayan vehículos pesados presente.

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 230

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Conforme al HCM     

los valores del FHP Tienen un Rango de 0.95 y 0.75 Valores más bajos, significaría una gran variación en el flujo durante la hora pico. Para áreas rurales se recomienda utilizar un FPH de 0.88. Para áreas urbanas es valor del FPH recomendado es de 0.92. Cuando no se dispone de información de campo se puede utilizar en análisis de carreteras un valor de 0.90. En el 2010 se hizo aforos de 12 horas por parte de la UNI, en 6 puntos específicos de la red vial, obteniendo las horas de máxima demanda y Niveles de servicio indicados en la tabla siguiente: Estación

Hora Pico

Nivel de Servicio

Empalme León-Sébaco Ocotal - Las Manos Estelí- Condega Somoto - El Espino Guayacán - Jinotega Salamasí - Ocotal Sébaco - Matagalpa Estelí – San Isidro

1:00-2:00 7:00-8:00 7:00 -8:00 10:00-11:00 1:00-2:00 1:00-2.00 7:00-8:00 5.00-6:00

C C C C C C C C

10.2 Actividad práctica 14

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 231

INGENIERÍA DE TRÁNSITO 1.- Analice el documento facilitado, complemente la investigación con lecturas adicionales y en su cuaderno indique: o ¿Cuál es el objetivo del Ingeniero en su rol de Ingeniero de tránsito? o ¿Cuáles son las tres variables que representan las características del flujo vehicular? Explique cada una de ellas. o Indique las condiciones ideales de una vía. o ¿Qué es Nivel de Servicio? o ¿Cuál es la importancia de la determinación de los niveles de servicio? o Cree una tabla descriptiva y comparativa acerca de los niveles de servicio? 2. - En un tramo de un kilómetro de una autopista de dos carriles por sentido, en un instante dado son observados 45 veh en el carril de la derecha y 25 veh en el carril de la izquierda. Se desea calcular las densidades por carriles y por toda la calzada, y estimar el espaciamiento promedio. 3.- Determine la tasas de flujo para los datos indicados Intervalo de Volumen 15 tiempo (horas cada minutos Q15 minutos) 07:00-07:15 512 07:15-07:30 795 07:30-07:45 490 07:45-08:00 400 4.- Determine la tasa de flujo para intervalos de quince minutos, compare con tasa de flujo real e indique la que usará para fines de diseño. Hora 07:00-07:15 07:15-07:30 07:30-07:45 07:45:08:00 08:00-08:15

Q15 254 248 325 354 320

Hora 08:15-08:30 08:30-08:45 08:45:08:00 09:00-09:15 09:15-09:30

Q15 300 280 270 300 250

5.- En un punto de determinado se contaron 200 vehículos durante 20 min. A 80 metros del punto de aforo se cronometraron los tiempos tomados en recorrerla por una muestra de 50 veh dado los siguientes valores: 15 vehículos emplearon 2.5 segundos 10 vehículos emplearon 3 segundos 11 vehículos emplearon 3.2 segundos 6 vehículos emplearon 3.5 segundos 8 vehículos emplearon 24 segundos Se quiere calcular la tasa de flujo, el intervalo promedio, la velocidad media espacial, la densidad y el espaciamiento promedio 6.- Determine el intervalo de paso y la tasa de flujo vehicular a partir de los siguientes datos Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 232

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Intervalo de Paso No. (S) Vehículo Vehículo i – veh i+1 1-2 2- 3 3 -4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

8 10 12 14 16 18 22 24 25 28 32 36 39 44 48

No. Vehículo 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32

Intervalo de Paso (S) Vehículo i – veh 54 57 59 62 66 69 72 74 75 79 81 83 84 87 89 92

No. Vehículo 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48

Ti Intervalo de Paso (S) Vehículo i – veh +) 95 104 105 110 118 120 127 129 134 136 138 139 142 147 151 154

7.- Con esta tasa de flujo en una vía de dos carriles, con una tiempo verde de semáforo equivalente a 56 segundos, cuantos vehículos pasan por este dispositivo? Realice sus consideraciones pertinentes. Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 233

INGENIERÍA DE TRÁNSITO 8.- Si el tiempo de espera en un semáforo en luz roja fuese de 55 segundos cuanto puede ser la cola de espera si la composición vehicular si se consideran que la composición es 32 % vehículos livianos, 40 % Buses y el resto en pesados de carga tipo T3S3. Realice sus consideraciones pertinentes.

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 234

INGENIERÍA DE TRÁNSITO 9.- Determine el nivel de servicio actual para los siguientes datos. Características de la vía Terreno velocidad Proyecto (kmh) Ancho de Carriles (m) Ancho de Hombros (m) Restricciones de Rebase

Plano 80 3.35 1.20 40%

Características del Trafico VThp = 650 Fph = 0.92 Distribución Direccional 60/40 Trafico: % Camiones 22 % Buses 7 % Veh. Recreativos 2

9.1 Cual sería el nivel de servicio si el ancho de hombros se pudiera ampliar a 1.80 m ? 9.2 Considerando que el tráfico crecerá una tasa de 3% en diez años que nivel de servicio tendrá la vía? 10.- Calcule la densidad por carril y sentido así como el espaciamiento promedio para un tramo de 2 kilómetros de tres carriles por sentido. En un instante fueron observados 80 vehículos en el carril izquierdo, 110 en carril central y 40 en el carril derecho. 11.- Calcule el Nivel de servicio.

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 235

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Determine el nivel de servicio actual de una vía para los siguientes datos: Características del tránsito

Vehículos Livianos Hora

Pesados de Pasajeros

Motos Autos

Pesados de Carga Camión C2

Veh. Pesados Total (vph)

Cta.

MBus

Mbus > 15P

2

25

0

5

9

4

5

5

0

0

0

0

0

Bus

Liv C2

C2

C3

Veh. Const.

Otros

Jeep

T3S2

Veh. Agric.

06:00 - 07:00

47

18

07:00 - 08:00

42

30

0

42

7

0

11

4

5

11

0

0

0

0

0

08:00 - 09:00

44

49

11

33

0

9

5

0

7

21

0

0

0

0

1

09:00 - 10:00

28

56

26

28

0

2

11

12

7

0

2

2

0

0

0

10:00 - 11:00

25

39

11

44

2

0

11

2

19

5

0

0

0

0

2

11:00 - 12:00

28

37

18

21

4

2

11

0

2

23

5

4

0

0

0

12:00 - 13:00

23

35

14

40

4

7

12

0

9

5

0

0

0

0

4

13:00 - 14:00

35

44

28

54

4

5

9

0

11

12

2

2

0

0

2

14:00 - 15:00

42

25

23

37

0

7

9

5

7

0

0

0

0

0

2

15:00 - 16:00

33

32

16

40

2

5

9

0

11

7

4

0

0

4

2

16:00 - 17:00

44

54

16

56

2

9

7

0

19

11

0

0

0

0

0

17:00 - 18:00

32

26

11

63

4

0

7

0

2

7

2

5

0

0

4

Total (vpd)

Características de la vía Terreno velocidad Proyecto (kmh) Ancho de Carriles (m)

Ondulado 80 3.05

Ancho de Hombros (m)

0.60

Distribución Direccional 48/50 Restricciones de 40 % Rebase

Cuál sería el nivel de servicio si el ancho de hombros se pudiera ampliar a 1.20 m y carril a 3.65? Considerando que el tráfico crecerá una tasa de 4 %, en quince años que nivel de servicio tendrá la vía? 10.3 Laboratorio 5 En este laboratorio se hará uso de Excel e InfoStat para simplificar los procedimientos de cálculo para Nivel de Servicio de una vía conforme condiciones existentes y velocidades de operación y diseño. El enlace a este laboratorio está en: https://www.dropbox.com/s/spnkikanr6xxo14/LAB%204_CALCULO%20DE%20ESAL.d ocx?dl=0 10.4 Actividad de autoaprendizaje 10

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 236

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Revisa tus avances del proyecto final, mejora y ajusta lo realizado para el trabajo final. Además deberás de realizar le encuesta en Facebook de evaluación del curso. XI. - Diseño de intersecciones

Este capítulo se desarrollará con el dominio y aplicación de los criterios definidos en Manual Centroamericano de Normas para el Diseño Geométrico de Carreteras Gestión de Riesgo y Seguridad Vial, Tercera Edición 2011. Como referencia se describen referentes bases en este documento. El objetivo de esta temática es realizar una propuesta de diseño basado en los resultados de los volúmenes de tránsito y manuales de diseño de carreteras. El manual de carreteras, SIECA define intersección como el área donde dos o más carreteras se intersectan, ya sea uniéndose o simplemente cruzándose. A cada vía que sale o llega a una intersección se le puede identificar como ramal o acceso de la intersección. A los elementos que unen las distintas ramas de una intersección se les conoce como enlaces, que adquieren el nombre de rampas cuando unen dos vías a diferentes niveles. El proyecto de una intersección se inicia desde el estudio de las áreas de maniobra, que incluye el área potencial de colisión o conflicto y la parte de los accesos desde la cual se ve afectada la operación de los vehículos. Las áreas de maniobras pueden ser simples, múltiples y compuestas. Es simple cuando dos vías de un solo sentido de circulación y un solo carril se cruzan, convergen y divergen. Es múltiple cuando se presentan las mismas condiciones de circulación unidireccional, pero concurren más de dos carreteras o arterias en la intersección. Es compuesta, cuando las maniobras se efectúan en más de un solo carril de circulación. Como se indica en el manual de carreteras de Colombia, La solución de una intersección vial depende de una serie de factores asociados fundamentalmente a la topografía del sitio, a las características geométricas de las carreteras que se cruzan y a las condiciones de su flujo vehicular. Como generalmente existen varias soluciones, los ingenieros deben proponer alternativas para ser evaluadas y con sus resultados seleccionar la más conveniente. La elección del tipo de intersección depende de varios factores, entre los que se mencionan: Características geométrica de las vías que se intersectan y del tránsito que las utiliza, así como el número e importancia jerárquica de las carreteras que convergen en el sitio. Los volúmenes y la clasificación del tránsito, las proporciones de giros a la izquierda, a la derecha y cruces directos. También se dará importancia al movimiento peatonal, de ciclistas y otros. La regulación del tránsito y la cantidad y tipo de accidentes registrados por intersección, tendrá especial relevancia para la elección del tipo de diseño. Condiciones del sitio: la topografía, la disponibilidad y costo del terreno, las condiciones de visibilidad, las características y exigencias del ambiente y la posibilidad de usar materiales especiales en el pavimento, que sean visibles día y noche para delimitar el espacio del cruce. Según la SIECA, la seguridad en las intersecciones, depende en gran medida de su percepción por los usuarios, de la facilidad con que la geometría y el funcionamiento de la misma es percibida desde lejos y en sus proximidades, y comprendida por automovilistas y peatones. En este sentido, resulta interesante el mantenimiento de una cierta homogeneidad en el diseño de Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 237

INGENIERÍA DE TRÁNSITO las intersecciones a lo largo de una carretera. Asimismo, debe tenerse en mente el propósito de que el cruce y sus aproximaciones constituyan un conjunto coherente. Se denomina intersección el área donde dos o más carreteras se intersectan, ya sea uniéndose o simplemente cruzándose. Dentro del área de una intersección, se realizan maniobras de divergencia o separación, convergencia o integración y cruce, a las cuales se deben añadir las maniobras de entrecruzamiento. La divergencia o separación es la maniobra más sencilla y, por lo tanto, la menos conflictiva de las que se realizan en una intersección. El área de conflicto comienza en el punto donde se reduce la velocidad del vehículo que se separa de la corriente, afectando al vehículo que va detrás de él a distancia prudencial, hasta que completa la maniobra. La convergencia o integración no puede realizarse a voluntad del conductor, sino que debe ser diferida hasta que exista un espacio adecuado entre dos vehículos que circulen por el carril al cual se va a incorporar. El proyecto de una intersección se inicia desde el estudio de las áreas de maniobra, que incluye el área potencial de colisión o conflicto y la parte de los accesos desde la cual se ve afectada la operación de los vehículos. Las áreas de maniobras pueden ser simples, múltiples y compuestas. Es simple cuando dos vías de un solo sentido de circulación y un solo carril se cruzan, convergen y divergen. Es múltiple cuando se presentan las mismas condiciones de circulación unidireccional, pero concurren más de dos carreteras o arterias en la intersección. Es compuesta, cuando las maniobras se efectúan en más de un solo carril de circulación. La elección del tipo de intersección depende de varios factores, entre los que se mencionan las características geométricas de las vías que se intersectan y del tránsito que las utiliza, así como el número e importancia jerárquica de las carreteras que convergen en el sitio. Condiciones del sitio: la topografía, la disponibilidad y costo del terreno, las condiciones de visibilidad, las características y exigencias del ambiente y la posibilidad de usar materiales especiales en el pavimento, que sean visibles día y noche para delimitar el espacio del cruce. Las Intersecciones Convencionales y Canalizadas. Las intersecciones convencionales a nivel han sido el tipo más común de diseño de cruces de carreteras en el pasado. Pueden justificarse Cuando los recorridos no tienen un marcado carácter de tránsito a larga distancia. Cuando no se trata de un único cruce a nivel, sino de una sucesión de pasos preseñalizados, de diseño similar, que evita el efecto sorpresa. Cuando el tránsito es inferior a cierto umbral, que algunas publicaciones establecen en menos de 250 – 350 vehículos por hora para la vía secundaria y 900 vehículos por hora para la principal. Cuando el diseño de la señalización es cuidadoso a efectos de legibilidad y comprensión por los conductores. Por otra parte, se recomienda la disposición de islas canalizadoras sobre la vía secundaria y la creación de una vía especial para los giros a la izquierda sobre la principal. Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 238

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Consideraciones sobre las Intersecciones Semaforizadas. Este tipo de intersecciones se ha convertido en la forma de regulación más común de las intersecciones urbanas en todo el mundo, a partir de ciertos volúmenes de tránsito. Tienen muchas ventajas y desventajas. Los semáforos son dispositivos electromagnéticas y electrónicos proyectados específicamente para facilitar el control del tránsito de vehículos y peatones, mediante indicaciones visuales de luces de colores universalmente aceptados, como lo son el verde, el amarillo y el rojo. Su finalidad principal es la de permitir el paso alternamente, a las corrientes de transito que se cruzan, permitiendo el uso ordenado y seguro de espacio disponible. En este contexto y de acuerdo a la experiencia internacional, las intersecciones operadas con semáforos parecen adecuadas:  Cuando la visibilidad es insuficiente o se plantean problemas de peligro para los peatones, por dificultades de comprensión de la intersección.  Cuando existe una afluencia peatonal importante (superior a los 100 peatones por hora, para un tránsito rodado de 100 vehículos por hora, o de 250 peatones por hora para un tránsito de 600 vehículos por hora) o una fuente focal de peatones importante (escuelas, hospitales, centros comerciales, etc).  A partir de ciertos umbrales de tránsito en las vías confluyentes, que pueden establecerse en mínimos en torno a los 350 vehículos por hora en cada una.  Cuando se pretenda regular el régimen y la velocidad de la circulación, con objeto de reducir su impacto en el entorno. En esos casos, la instalación de una onda verde semaforizada (semáforos operados en cascada, en intersecciones sucesivas) es, probablemente, el método más eficaz. Las intersecciones semaforizadas presentan las siguientes ventajas:  Proporcionan unas reglas simples y universales para el paso de vehículos.  Pueden adaptarse a través de modificaciones del ciclo y fases de los semáforos a distintas condiciones de tránsito.  Facilitan el paso de peatones, otorgándoles tiempo propio dentro del ciclo usual de los semáforos.  Su ocupación de superficie es mínima, donde usualmente el valor del terreno es alto y grandes las limitaciones para su adquisición.  Permiten la coordinación de los recorridos principales mediante la coordinación de los semáforos en cascada, para mayor efectividad de la circulación del tránsito y se integran bien en la textura urbana. Sus desventajas más claras son:  

Aumentan los tiempos inútiles de espera donde se presentan condiciones de escasa o nula circulación durante prolongados períodos. Requieren un mantenimiento continuo y complejo si forman parte de una red centralmente operada por computadoras, como sucede en el entramado de las vías de ciertas áreas urbanas.

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 239

INGENIERÍA DE TRÁNSITO 



Su complejidad aumenta notablemente si se trata de asegurar todos los movimientos en la intersección y, en concreto, los giros a la izquierda. Estos últimos entran en conflictos con los pasos de peatones. No permiten el cambio de sentido.

Según la SIECA, los semáforos se usarán para desempeñar, entre otras, las siguientes funciones: i. Interrumpir periódicamente, por lapsos cortos de tiempo, el tránsito en una corriente vehicular o peatonal para permitir el paso de otra corriente vehicular. ii. Regular la velocidad de los vehículos para mantener la circulación continua a una velocidad constante. iii. Controlar la circulación por cada carril. iv. Eliminar o reducir el número y gravedad de algunos tipos de accidentes, principalmente los que implican colisiones perpendiculares. v. Proporcionar un ordenamiento del tránsito y, donde exista un diseño adecuado, incrementar la capacidad de la intersección. vi. Establecer la dirección del movimiento del tránsito y uso especial en carriles reversibles. vii. Mucha gente cree que los semáforos pueden resolver todos los problemas de tránsito. Esta creencia es en muchos casos absurda, ya que un semáforo instalado en un sitio donde no se justifica, puede provocar situaciones desfavorables tales como: · Demoras injustificadas, principalmente cuando los volúmenes de tránsito son pequeños. · Choques por detrás o accidentes durante las maniobras de giro. · Irrespeto hacia el semáforo y, por consiguiente, a todas las reglas del tránsito. · Daños serios en todo un programa de regulaciones del tránsito. · Uso de rutas menos Es muy importante que antes de seleccionar y poner a funcionar un semáforo, se efectué un estudio completo de las condiciones de las intersecciones y del tránsito y, se cumpla con los requisitos que la experiencia ha fijado o como lo indican los manuales de dispositivos para el control del tránsito. También es importante que después que el sistema de semáforo empiece a funcionar, se compruebe que este responde a las necesidades del tránsito y, en su caso, se hagan los ajustes pertinentes. El estudio de tránsito debe indicar que la instalación de un semáforo debe mejorar tanto la seguridad como la operación de la intersección, con el propósito de determinar la necesidad de instalar un semáforo es preciso realizar un estudio completo de las condiciones del tránsito y de las características físicas de la intersección. Estos datos se utilizan para lograr que el diseño y la operación del dispositivo sean adecuados. La información que debe obtenerse es la siguiente: 1. El número de vehículos entrando en la intersección en cada hora, desde cada acceso durante 16 horas consecutivas en un día representativo. Las 16 horas seleccionadas deben contener los mayores porcentajes de los volúmenes en las 24 horas (generalmente de 6 a.m. a 10 p.m.). 2. Volúmenes de tránsito para cada movimiento desde cada acceso, clasificados según el tipo de vehículo, (camiones pesados, automóviles, camiones livianos, buses y, en algunos lugares, bicicletas). Para el período pico de dos horas en la mañana y de dos o tres horas en la tarde, durante los cuales el tránsito en la intersección es mayor, medidos cada 15 minutos. Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 240

INGENIERÍA DE TRÁNSITO 3. Conteos de volúmenes de peatones en cada paso peatonal, durante los mismos períodos del conteo vehicular, del párrafo anterior, y también en las horas de mayor volumen de peatones. En casos en que niños o ancianos necesitan una consideración especial, los peatones pueden clasificarse mediante observación general en grupos de edad como sigue: a) menores de 13 años b) 13 a 60 años c) más de 60 años 4. La velocidad del percentil 85 de todos los vehículos en los accesos a la intersección que no tienen semáforo. 5. Un plano que contenga la siguiente información: a) Detalles del diseño físico, incluyendo características, tales como geometría de la intersección, canalización, pendientes y restricciones de distancia y visibilidad. b) Superficie de rodamiento, entradas y salidas de vehículos, paso de ferrocarril cercano, postes, hidrantes y diferentes aparejos de servicio público. c) Señalamiento vertical, demarcaciones del pavimento, iluminación de la calle, sentido de circulación, condiciones de establecimiento y paradas y rutas de autobuses. d) Uso del suelo y la tierra adyacente. 6. Un diagrama con estadísticas de accidentes, de por lo menos un año, clasificados por tipo, ubicación, sentido de circulación, gravedad, hora, fecha y día de la semana. 7. La información siguiente es deseable para una mejor comprensión de la operación de la intersección y puede ser obtenida durante los períodos ya especificados en el punto 2: a) Demoras de vehículos, determinadas para cada acceso (en segundos). b) Número y distribución de intervalos o “gaps” entre pelotones de vehículos en la calle principal que permitan al tránsito de la calle secundaria cruzar la intersección bajo condiciones de seguridad (intervalo crítico). c) La velocidad del percentil 85 de los vehículos en los accesos controlados, en un punto cercano a la intersección pero que no esté afectado por el semáforo. d) Demora de los peatones para al menos dos períodos pico, en un día promedio de la semana o en días como sábado o domingo. Condiciones para Justificar el Uso

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 241

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Se recomiendan dos caras por cada acceso a la intersección que pueden complementarse con semáforos para peatones. Un semáforo pre fijado o de tiempo fijo es un dispositivo para el control del tránsito que regula la circulación haciendo detener y proseguir el tránsito de acuerdo a ciclos e intervalos establecidos con anterioridad. Los semáforos de tiempo fijo se utilizan en intersecciones donde los patrones de transito son relativamente estables, o en las que las variaciones de intensidad de la circulación se pueden adaptar a un programa previsto, sin ocasionar demoras o congestionamientos excesivos. Los controles de tiempo fijo, se adaptan especialmente a interacciones en las que se desea sincronizar el funcionamiento de los semáforos con los de otras instalaciones próximas. Un semáforo de tiempo fijo se recomienda para velocidades alrededor de 70 Km. por hora en sitios o poblaciones menores de diez mil habitantes. Durante cada una de las cuales quiera de las ocho horas de un día representativo el volumen puede exceder los 600 vehículos por hora Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 242

INGENIERÍA DE TRÁNSITO en ambos sentido en la calle principal y cruzan 150 o más peatones por hora, en el cruce de mayor volumen. El semáforo que se instala conforme a este requisito en una intersección aislada, debe ser del tipo accionado por el transito con botón para uso de los peatones. Los lentes de los semáforos para el control vehicular deberán ser de color rojo, amarillo y verde. Cuando se utilicen flechas, estas también serán rojas, amarillas y verdes sobre fondo negro. Los lentes de las caras de un semáforo deberán preferiblemente formar una línea vertical. El rojo debe encontrarse en la parte alta, inmediatamente debajo debe encontrarse el amarillo y el verde de último. El intervalo normal de la indicación de amarillo es de 3 a 6 segundos. Si está intermitente es para la vía principal. Para un buen funcionamiento, la parte inferior de la cara del semáforo tendrá una altura libre de: Para semáforos con soporte del tipo poste o ménsula corta Altura mínima: 2.50 metros Altura máxima: 4.50 metros Para semáforos con soporte del tipo ménsula larga o suspendida por cables Altura mínima: 5.00 metros Altura máxima: 6.00 metros Actualmente existen varios programas especializados de computadora para diseñar adecuadamente el ciclo y las fases de un sistema de semáforos, tales como el TRANSYT-7F y el SYNCHRO desarrollados en Estados Unidos y otros desarrollados en el Reino Unido. (http://mctrans.ce.ufl.edu/featured/transyt-7f/). Dentro de estos límites, la visibilidad óptima y la altura del claro son los parámetros de diseño a considerar. Las pendientes de las calles son factores importantes, y se deben de valorar al escoger la altura apropiada.

11.1 Procedimiento general para el diseño de una intersección vial El enfoque general recomendado para atender el diseño geométrico de una intersección presenta una serie de actividades secuenciales, así: - Estudio de tránsito de la intersección y análisis de la situación existente, utilizando, si se requieren, programas de computador apropiados. - Formulación de alternativas de funcionamiento. - Selección de la alternativa más conveniente. - Diseño definitivo de la solución adoptada. 11.2 Criterios generales

Priorización de los movimientos. Los movimientos más importantes deben tener preferencia sobre los secundarios. Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 243

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Consistencia con los volúmenes de tránsito. La mejor solución para una intersección vial es la más consistente entre el tamaño de la alternativa propuesta y la magnitud de los volúmenes de tránsito que circularán por cada uno de los elementos del complejo vial. - Sencillez y claridad. Las intersecciones que se prestan a que los conductores duden son inconvenientes; la canalización no debe ser excesivamente complicada ni obligar a los vehículos a movimientos molestos o recorridos demasiado largos. - Separación de los movimientos. A partir de los resultados de ingeniería de tránsito, según los flujos de diseño determinados para cada caso, puede ser necesario dotar algunos movimientos con vías de sentido único, completándola con carriles de aceleración o desaceleración si fuera necesario. Las isletas que se dispongan con este objeto permiten la colocación de las señales adecuadas. Las grandes superficies pavimentadas invitan a los vehículos y peatones a movimientos erráticos, que promueven accidentes y disminuyen la capacidad de la intersección. - Visibilidad. La velocidad de los vehículos que acceden a la intersección debe limitarse en función de la visibilidad, incluso llegando a la detención total. Entre el punto en que un conductor pueda ver a otro vehículo con preferencia de paso y el punto de conflicto debe existir, como mínimo, la distancia de parada. - Perpendicularidad de las trayectorias. Las intersecciones en ángulo recto son las que proporcionan las mínimas áreas de conflicto. Además, disminuyen los posibles choques y facilitan las maniobras, puesto que permiten a los conductores que cruzan juzgar en condiciones más favorables las posiciones relativas de los demás. - Previsión. En general, las intersecciones exigen superficies amplias. Esta circunstancia se debe tener en cuenta al autorizar construcciones o instalaciones al margen de la carretera. -Los volúmenes de tránsito de diseño se deben proyectar a diez y veinte años (10 y 20) y corresponder a los períodos horarios de máxima demanda. 11.3 Tipos de intersecciones y criterios de uso En general se clasifican las intersecciones de la siguiente manera, mencionadas en orden creciente de importancia y complejidad en su diseño: - Intersecciones convencionales al mismo nivel y Canalizadas7.  Cuando los recorridos no tienen un marcado carácter de tránsito a larga distancia.  Cuando no se trata de un único cruce a nivel, sino de una sucesión de pasos preseñalizados, de diseño similar, que evita el efecto sorpresa.  Cuando el tránsito es inferior a cierto umbral, que algunas publicaciones establecen en menos de 250 – 350 vehículos por hora para la vía secundaria y  900 vehículos por hora para la principal.  Cuando el diseño de la señalización es cuidadoso a efectos de legibilidad y  comprensión por los conductores.

7 se recomienda la disposición de islas canalizadoras sobre la vía secundaria y la creación de una vía especial para los giros a la izquierda sobre la principal, para intensidades de tránsito superiores a los 5,000 vehículos promedio por día

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 244

INGENIERÍA DE TRÁNSITO - Intersecciones controladas por semáforos. Cuando la visibilidad es insuficiente o se plantean problemas de peligro para los peatones, por dificultades de comprensión de la intersección. 8 Cuando existe una afluencia peatonal importante (superior a los 100 peatones por hora, para un tránsito rodado de 100 vehículos por hora, o de 250 peatones por hora para un tránsito de 600 vehículos por hora) o una fuente focal de peatones importante (escuelas, hospitales, centros comerciales, etc). A partir de ciertos umbrales de tránsito en las vías confluyentes, que pueden establecerse en mínimos en torno a los 350 vehículos por hora en cada una. Cuando se pretenda regular el régimen y la velocidad de la circulación, con objeto de reducir su impacto en el entorno. En esos casos, la instalación de una onda verde semaforizada (semáforos operados en cascada, en intersecciones sucesivas) es, probablemente, el método más eficaz. Se sugiere ver la sección 5-6de Normas para el diseño de Carreteras Regional, SIECAEl uso correcto de un semáforo en una intersección aporta diversas ventajas: • Ordena la circulación y optimiza la capacidad de las calles • Reduce la frecuencia de ciertos accidentes • Se pueden sincronizar para mantener circulación continua • Interrumpe tránsito intenso para dar prioridad y seguridad a peatones Por el contrario, un sistema deficiente puede presentar diversas desventajas: • Gastos injustificados • Demoras injustificadas • Reacción desfavorable del público usuario • Incremento de accidentes tipo “alcance” por cambios sorpresivos de color • Pérdidas de tiempo innecesarias • Accidentes en zonas rurales sin señales previas -Rotondas ó intersecciones giratorias. Intersecciones en T, Las intersecciones de tres accesos o en T, sin canalizaciones, son comunes y se diseñan para situaciones bien identificadas de bajos volúmenes de tránsito, con poca presencia de vehículos pesados. Es usual incorporar este tipo de diseño en intersecciones rurales de carreteras de dos carriles de circulación.

8 Deben evitarse velocidades elevadas de sincronización (más de 60 km/h) y fases verdes demasiado largas. La duración del luz amarilla debe adaptarse a la velocidad de aproximación.

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 245

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Se hacen necesarios los carriles auxiliares para controlar el funcionamiento de las intersecciones:  Cuando el volumen de tránsito de cruce directo es elevado y el que gira la izquierda es menor.  Cuando el tránsito de cruce directo es alto y el que gira a la derecha es menor.  Cuando los movimientos de giros en la intersección son elevados. Las intersecciones sencillas de cuatro ramales resultan apropiadas para cruces de caminos de bajos volúmenes de tránsito, también son apropiadas para caminos de poco tránsito que intersectan carreteras de mucho volumen, pero donde las maniobras de giro son de menor significación relativa. Las intersecciones ensanchadas con carriles adicionales, incrementan la capacidad de la intersección para los movimiento de cruce directo y los giros en la arteria principal. Otras Intersecciones.

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 246

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Otros tipos9

Intersecciones a distinto nivel e intercambios Se sugiere ampliar lectura en el manual de estudio de tránsito de México, dispuesto en http://www.bvsde.paho.org/bvsacd/cd51/tomo12norma.pdf De igual manera para Colombia http://www.mopc.gov.py/userfiles/files/dg.pdf así como el manual colombiano dispuesto en http://artemisa.unicauca.edu.co/~carboled/Libros/Manual%20de%20Diseno%20Geometrico%20 de%20Carreteras.pdf

11.4 Alineamiento y el Perfil Longitudinal Acorde a SIECA, El alineamiento de una intersección a nivel debe ser en tangente y las pendientes tan suaves como ello sea posible. La práctica de realinear las intersecciones en ángulo agudo a un ángulo recto o cercano a recto, tiene beneficios importantes para el diseño y su funcionamiento. La situación ideal se presenta cuando el realineamiento permite que en el camino secundario se alcancen velocidades de operación iguales o equiparables a las de la carretera principal. Desde luego que la introducción de curvas cerradas para lograr estos propósitos debe evitarse a toda costa, pues el efecto resultante es que los vehículos tienden a modificar el recorrido invadiendo el carril contiguo y generando conflictos potenciales o incrementándolos, al mismo tiempo que se pierde la efectividad de la señalización vertical y horizontal en la intersección por falta de tiempo para descubrirla y atender sus indicaciones. Un método para transformar una intersección en ángulo agudo es utilizar dos intersecciones en T, mediante la introducción de una curva corta en cada acceso de la carretera secundaria, para permitir que el tránsito que cruza la intersección entre en la vía principal y vuelva a salir más adelante. Las mejores condiciones operativas para esta modificación ocurren cuando el tránsito 9 Por consideraciones de economía en los costos y seguridad en las operaciones, las carreteras deben interceptarse en ángulo recto o lo más cercano a dicho ángulo (hasta un ángulo de 75 grados se considera generalmente deseable, un ángulo de 60 grados puede ser una variación máxima permisible).

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 247

INGENIERÍA DE TRÁNSITO en la vía secundaria es bajo o moderado, los vehículos que cruzan giran a la izquierda para entrar a la vía principal, para luego proceder a su desalojo mediante maniobras de giro a la derecha. Por lo que se refiere al perfil longitudinal, se insiste en conservar las distancias de visibilidad a lo largo de las dos carreteras y de la intersección misma, por lo que debe evitarse la combinación de gradientes que hacen difícil el control de los vehículos. Ya se ha dicho que, en el diseño de la propia intersección, las pendientes deben ser suaves, como lo deben ser también en el espacio diseñado para el almacenamiento de los vehículos detenidos en la denominada plataforma de almacenamiento. Las distancias calculadas para aceleración y parada de automóviles en pendientes de tres por ciento o menos, difieren muy poco de las distancias a nivel. Pendientes mayores de tres por ciento requieren ajustes en los factores de diseño para producir condiciones equiparables a la situación a nivel. Pero en todo caso, las pendientes en las intersecciones no deben exceder el 6 por ciento de gradiente longitudinal. Como una regla final, el alineamiento y las pendientes longitudinales en las intersecciones, están sujetas a restricciones mayores que los mismos elementos de diseño en los tramos entre intersecciones. Nota de clase:

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 248

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Las Trayectorias para giros de vehículos en intersecciones con curvas simples

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 249

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Las trayectorias para giros de vehiculos en intersecciones con curvas compuestas se muestran en sección 5-20 de intercepciones a nivel.

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 250

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Para el diseño de giros mínimos en intersecciones con islas y curvas compuestas, acorde a sección 5-21 de normas regionales para el diseño de carreteras.

En intersecciones a nivel, la sobreelevación máxima de las curvas debe ser del 10 por ciento, recordando que en carretera abierta y condiciones favorables de la sobreelevación alcanza hasta un máximo tolerable de 12 por ciento. En los casos en que la sobreelevación ó peralte de diseño no por restricciones en el espacio disponible, el diseñador situación tal, que la inclinación de la calzada no tenga el bordiferencia de niveles excesiva con respecto al borde inferior. Las sobrelevaciones sugeridas

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 251

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

En los perfiles de las carreteras de dos carriles, la pendiente del borde de la calzada con respecto a la pendiente de la línea central, no debe variar en 0.5 por ciento para velocidades de diseño de 80 kilómetros por hora y de 0.65 por ciento para las velocidades similares de 65 kilómetros por hora, de conformidad con los datos mostrados en el cuadro siguiente10:

Se sugiere ampliar lectura desde sección 5-26 de las Normas regionales para el diseño de carretas donde se muestran más criterios y detalles. No esta demás indicar de la existencia de 10 Datos están referenciados a una calzada de 7.2 metros de ancho, admitiéndose que tales datos puedan ser variados en más o menos 25 por ciento según que la calzada tenga un ancho más amplio o menos amplio de los 7.2 metros indicados

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 252

INGENIERÍA DE TRÁNSITO programas computacionales que simplifican estos cálculos y procedimientos tal como lo es civil3D, mismo en el cual se plasmará su experiencia en cuanto a criterios. Puedes ver videos de diseño de intersecciones desde los enlaces: http://aportesingecivil.com/intersecciones-y-diseno-de-superficies-irregulares/ https://www.youtube.com/watch?v=A1GB79XNRMc https://www.youtube.com/watch?v=8FDMn1berVU http://dspace.ups.edu.ec/bitstream/123456789/1620/8/CAP%207.%20DISE%C3%91O%20GEO METRICO%20DE%20LA%20VIA%20E%20INTERSECCIONES%20MODI1.pdf De igual manera

https://www.u-cursos.cl/ingenieria/2008/1/CI53G/1/material_docente/bajar?id_material=166718. Criterios de uso de semáforos Son muchos os criterios empleados. En el Manual Centroamericano de dispositivos uniformes para el control del tránsito, página 163, se encuentran Más detalles. La investigación para determinar la necesidad del semáforo debe incluir en lo posible, un análisis de los factores contenidos en las siguientes condiciones: · Condición A: Volumen mínimo de vehículos. · Condición B: Interrupción de la Continuidad del Tránsito. · Condición C: Volumen mínimo de peatones. · Condición D: Pasos peatonales en escuelas. · Condición E: Movimiento progresivo. · Condición F: Experiencia en accidentes. · Condición G: Condiciones del sistema. · Condición H: Combinación de condiciones. · Condición I: Volúmenes en cuatro horas. · Condición J: Demora en hora pico. · Condición K: Volumen en hora pico. Algunos aspectos relevantes:

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 253

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 254

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Tiempos de fase en semáforos Tal y como lo expresa (SIECA / USAID No. 596 – 0184 . 20, Agosto 2004) el tiempo de semáforos puede estimarse de manera lógica a partir de las tasas de flujo. Como ejemplo, supongamos que se ha escogido un ciclo de 60 segundos y que el tiempo necesario para que los vehículos desalojen la intersección inmediatamente después de la indicación de luz verde es de 5 segundos en cada calle, esto deja un total de 50 segundos de luz verde a dividirse entre las dos calles. Supongamos que los volúmenes Va y Vb en los carriles críticos durante la hora de máxima demanda de tránsito en las calles A y B son de 400 y 250 vehículos respectivamente. En el primer caso, supongamos que el espaciamiento entre vehículos para cada una de las calles es el mismo. Los tiempos aproximados Ta y Tb correspondientes a la indicación de luz verde para las calles A y B respectivamente se obtienen como sigue:

En el segundo caso, supongamos que el espaciamiento entre vehículos al arrancar en la calle A (Ea) es de 3 segundos y el espaciamiento (Eb) en la calle B es de 5 segundos. La diferencia en Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 255

INGENIERÍA DE TRÁNSITO espaciamiento se podría deber a un alto porcentaje de camiones en el carril crítico de la calle B o a una pendiente fuerte que dificulte la salida. La división de los tiempos con indicaciones de luz verde se obtiene, en forma aproximada como sigue:

Se debe insistir en que cálculos tan elementales como los anteriores únicamente son un medio aproximado para determinar el tiempo que corresponde a cada calle. Otras consideraciones, tales como tiempo necesario para cruces de peatones y las condiciones geométricas de la intersección, también afectan las amplitudes de los ciclos de los semáforos. Después de la elección inicial de la duración del ciclo y del programa de tiempos, se efectuarán revisiones y estudios del semáforo en funcionamiento, para Obtener el programa más adecuado. Como regla general, ningún lapso de luz verde será menor que el tiempo necesario para que el grupo de transeúntes que espera el cambio de indicaciones pueda cruzar, excepto cuando se dispone de un intervalo especial para peatones. Los experimentos con tiempo de semáforos, en cuanto se refiere a circulación de vehículos, han demostrado que se puede alcanzar una excelente eficacia bajo ciertas condiciones de máxima demanda de tránsito con lapsos de luz verde tan breves como de 15 segundos; sin embargo, normalmente deben ser algo mayores para permitir a los peatones cruzar la calle con Seguridad. Cuando el tiempo para cruce de peatones coincide con el período de luz verde, éste debe ser lo suficientemente prolongado para que se disponga de no menos de 5 segundos en los que se indica a los peatones que pueden empezar a cruzar y lo suficientemente largo para permitir a los que ya empezaron a cruzar llegar hasta una zona de seguridad. Por ejemplo, si se requieren 14 segundos para que los peatones crucen la calle o lleguen a la zona de seguridad y el intervalo para el despeje de vehículos (amarillo) es de 3 segundos, el intervalo total en luz verde debe ser, como mínimo, de 5 + 14 -3 = 16 segundos. Rafael Car, Mayor r y James Cardenas (G., 2007) proponen otras ecuaciones de cálculo las que desarrollarán en el ejemplo propuesto en el capítulo de semaforización tal y como se describe a continuación. VII.II.I Cálculo de tiempos de semáforo. Para obtener un mínimo de demoras, cada fase debe incluir el mayor número posible de movimientos similares. El número de fases debe reducirse al mínimo considerando la seguridad y eficiencia. Una fase comienza con la pérdida del derecho del paso, final del verde, de los movimientos que estas en conflicto con los que ganan el derecho. Esto es, la fase comienza con el amarillo que detiene los movimientos que pierden el derecho de paso y terminan con el final del verde de los ganan. Una fase consta de un intervalo amarillo, un rojo y verde.

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 256

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Con la duración de cada fase y del ciclo dependerá de la demanda. Los intervalos entre los vehículos que entran a una intersección durante la hora de máxima demanda, es aproximadamente igual en los carriles críticos de las calles que se interceptan. En los cálculos de los tiempos del semáforo y su reparto en las diferentes fases se realizan los siguientes cálculos: 1. - Intervalo de cambio de fase (Y) = Amarillo + todo rojo

𝑦 = (𝑡 +

𝑣 2𝑎

)+(

𝑊+𝐿

)

𝑣

𝐷𝑜𝑛𝑑𝑒: 𝑦 = 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑣𝑎𝑙𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑚𝑏𝑖𝑜 𝑑𝑒 𝑓𝑎𝑠𝑒, 𝑎𝑚𝑎𝑟𝑖𝑙𝑙𝑜 𝑚á𝑠 𝑡𝑜𝑑𝑜 𝑟𝑜𝑗𝑜(𝑠) 𝑡 = 𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑝𝑒𝑟𝑐𝑒𝑝𝑐𝑖ó𝑛 − 𝑟𝑒𝑎𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑜𝑛𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜𝑟 (𝑢𝑠𝑢𝑎𝑙𝑚𝑒𝑛𝑡𝑒 1.00 𝑠) 𝑣 = 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑎𝑝𝑟𝑜𝑥𝑖𝑚𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑜𝑠 𝑣𝑒ℎ𝑖𝑐𝑢𝑙𝑜𝑠 (𝑚⁄𝑠) (𝑠𝑒 𝑢𝑡𝑖𝑙𝑖𝑧𝑎 𝑒𝑙 𝑝𝑒𝑐𝑒𝑛𝑡𝑖𝑙 85) 𝑎 = 𝑡𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑠𝑎𝑐𝑒𝑙𝑎𝑟𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 (𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑢𝑠𝑢𝑎𝑙 3.05 𝑚⁄𝑠2) 𝑊 = 𝑎𝑛𝑐ℎ𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑠𝑒𝑐𝑐𝑖ó𝑛 (𝑚) 𝐿 = 𝑙𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑣𝑒ℎ𝑖𝑐𝑢𝑙𝑜(𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑡í𝑝𝑖𝑐𝑜 6.10𝑚)

El término 𝑣 representa el tiempo necesario para recorrer la distancia de parada con 2𝑎 𝑣 desaceleración a y velocidad v. 𝑊+𝐿 es el tiempo para cruzar la intersección. 𝑡 + Identifican 𝑣

2𝑎

el intervalo de cambio amarillo y el término 𝑊+𝐿 al intervalo de despeje todo rojo. 𝑣

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 257

INGENIERÍA DE TRÁNSITO 2. -Longitud del ciclo F.V Webster demostró que la demora mínima de todos los vehículos en una intersección con semáforos, se puede obtener para una longitud de ciclo óptimo expresado por la siguiente ecuación: 1.5 𝐿 +5 𝑐0 = 𝜑 1 − ∑¡=1 𝑌¡

𝐷𝑜𝑛𝑑𝑒: 𝑐0 = 𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 ó𝑝𝑡𝑖𝑚𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜 (𝑠) 𝐿 = 𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑝𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑜 𝑝𝑜𝑟 𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜 (𝑠) 𝑌¡ = 𝑀á𝑥𝑖𝑚𝑜 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 𝑒𝑙 𝑓𝑙𝑢𝑗𝑜 𝑎𝑐𝑡𝑢𝑎𝑙 𝑦 𝑒𝑙 𝑓𝑙𝑢𝑗𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑒𝑙 𝑎𝑐𝑐𝑒𝑠𝑜 𝑜 𝑚𝑜𝑣𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑜 𝑐𝑎𝑟𝑟𝑖𝑙 𝑐𝑟𝑖𝑡𝑖𝑐𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑓𝑎𝑠𝑒 ¡ 𝜑 = 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑓𝑎𝑐𝑒𝑠. 3.- Vehículos equivalentes. Si todos los vehículos que salen de una intersección con semáforos continúan de frente se tendrían las tasas de flujo a intervalos aproximadamente iguales. Casos más complejos por la presencia de vehículos pesados y movimientos hacia la izquierda y hacia la derecha para tener en cuenta estos aspectos, es necesario introducir factores de equivalencia. El factor de ajuste por efecto de vehículos pesados: 100 𝑓𝐻𝑉 = 100 + 𝑃 (𝐸 − 1) + 𝑃 (𝐸 − 1) + 𝑃 (𝐸 − 1) 𝑇

𝑇

𝐵

𝐵

𝑅

𝑅

Donde: 𝑓𝐻𝑉 =fector de ajuste por efecto de vehículos pesados. 𝑃𝑇 =porcentaje de camiones en la corriente vehicular 𝑃𝐵 =porcentaje de autobuses en la corriente vehicular 𝑃𝑅 =porcentaje de vehículos recreativos en la corriente vehicular 𝐸𝑇 =automóviles equivalentes a un autobús 𝐸𝐵 =automóviles equivalentes a un autobús 𝐸𝑅 =automóviles equivalentes a un vehículo recreativo ET, EB y ER oscilan entre 1.4 y 1.6 por tanto se recomienda 1.5. Para casos puntuales el diseñador podrá asumir 2 autos por camiones y 3.5 para camión con remolque.

Los vehículos pesados o comerciales por su mayor longitud y menor poder de aceleración necesitan más tiempo para despejar la intersección. Se requiere tener factores por movimiento de vuelta, `puesto que en estas maniobras los vehículos generalmente consumen mayor tiempo que los vehículos que siguen de frente. El Volumen Horario de Máxima Demanda , deben ser convertidos a tasas de flujo, q, a través del FHMD para el cual, en casos de proyecto y diseño de planes de tiempos del semáforo, se sugiere un valor de 0.95. De esta manera, los volúmenes horarios mixtos, VHMD, se convierten flujos de automóviles directos equivalentes por hora, 𝑞𝐴𝐷𝐸 , mediante la expresión: 𝑞𝐴𝐷𝐸 = 𝑉𝐻𝑀𝐷 ( 1 ) (𝐸𝑣(𝐼 ó 𝐷)) 𝐹𝐻𝑀𝐷 𝑓𝐻𝑉 Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 258

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Donde (EvI) Vueltas hacia la izquierda y (EvD) Vueltas hacia la derecha. Los automóviles directos equivalentes para vueltas hacia la derecha o izquierda están en la siguiente tabla: Flujo (veh/hora)

Opuesto

Número de carriles opuestos/ Automóviles equivalentes para vueltas a la izquierda 1 2 3 0 1.1 1.1 1.1 200 2.5 2 1.8 400 5 3 2.5 600 10 5 4 800 13 8 6 1000 15 13 10 Mayor 1200 15 15 15  Para vuelta a izquierda protegidas usar 1.05 Volumen peatonal en el cruce peatonal en conflicto (peatones/h) Ninguno 0-50 51-200 201-400 400 a más

Automóviles directos equivalentes por vueltas a a la derecha 1.18 1.21 1.32 1.52 1.14

4-Flujo de saturación y tiempo perdido

R. Akcelik ha estudiado la capacidad de intersecciones con semáforos, con base en los conceptos de flujo de saturación, automóviles equivalentes, tiempo perdido y verde efectivo, entre otros. El flujo de saturación es la tasa máxima de vehículos que cruzan la línea, que puede ser obtenida, cuando existen filas y estas aun persisten hasta el final del periodo verde.

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 259

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

El área de la curva, sg, representa el máximo numero de vehículos que cruzan la línea en un ciclo promedio. El tiempo entre los comienzos de los periodos de verde Gy verde efectivo q, esto es eé, se considera como una perdida inicial. Igualmente, el tiempo entre los finales de los periodos de verde y de verde efectivo, ff´, se considera como una ganancia final. Por lo tanto, el verde efectivo para la fase ¡es: 𝑔¡ = 𝐺¡ +𝑓𝑓´ − 𝑒é Asignación de tiempos verdes. E tiempo verde total 𝑔𝑇 disponible por ciclo para todos los accesos de la intersección, esta dado por: 𝜑

𝑔𝑇 = 𝐶 − 𝐿 = 𝐶 − [∑(𝐴𝑖 + 𝑇𝑅𝑖)] 𝑖=1

Donde: = Tiempo verde efectivo total por ciclo disponible para todos los accesos C = Longitud actual del ciclo (redondeado 𝐶𝑜 a los 5 segundos más Cercanos) Para obtener una demora total mínima en la intersección, el tiempo verde efectivo total 𝑔𝑇 Debe distribuirse entre las 𝑌𝑖 𝑌𝑖 diferentes fases en proporción a sus valores de 𝑌𝑖 asi: (𝑔 ) = (𝑔 ) 𝑔 = 𝑖

𝜑 ∑ 𝑖=1 𝑌𝑖

𝑇

𝑌𝑖 + 𝑌2+⋯𝑌𝜑

𝑇

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 260

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Recuérdese que 𝑌𝑖 es el valor máximo de la relación entre el flujo actual y el flujo de saturación, para el acceso o movimiento o carril crítico de cada fase i. 𝐺𝑖 = 𝑔𝑖 + 𝑙𝑖 − 𝐴𝑖 − 𝑇𝑅𝑖 O lo que es lo mismo para 𝜑 fases: 𝐺1 = 𝑔1 + 𝑙1 − 𝐴1 − 𝑇𝑅1 𝐺2 = 𝑔2 + 𝑙2 − 𝐴2 − 𝑇𝑅2 .𝐺𝜑 = 𝑔𝜑 + 𝑙𝜑 − 𝐴𝜑 − 𝑇𝑅𝜑 Ejemplo: La parte a) muestra los volúmenes horarios máximos mixtos en una intersección. Con estos volúmenes y los otros dados complementarios que se anexan, y su poniendo que el flujo de saturación característico en la intersección es de 1800 automóviles directos equivalentes por hora de luz verde por carril, determinar el reparto de los tiempos del semáforo utilizando un plan de dos fases con vueltas a la izquierda permitidas (estás vueltas no serán protegidas debido a sus bajos volúmenes). La fase 1 maneja el sentido Este-Oeste y viceversa (EW – WE) y la fase 2 el sentido Norte-Sur y viceversa (NS-SN). En los cruces peatonales, existe un numero bajo de peatones en conflito (50 peatones/hora). Conversión de los volúmenes mixtos automóviles directos equivalentes: Factor por presencia de vehículos pesados, 100 100 𝑓𝐻𝑉 = = 100 + 𝑃𝑇 (𝐸𝑇 − 1) + 𝑃𝐵 (𝐸𝐵 − 1) 100 + 5(1.5 − 1) + 10(1.5 − 1) =0.93 Los flujos equivalentes para el acceso norte son: Movimiento directo: 𝑉𝐻𝑀𝐷𝐷 1 ) = 235 ( 1 ) 𝑞𝐷= ( 𝑓𝐻𝑉 𝐹𝐻𝑀𝐷 0.95 0.93 = 266 𝐴𝐷𝐸/ℎ Vuelta a la izquierda Nótese que el volumen opuesto corresponde a 376 veh/h en un carril. Interpolando este volumen, se obtiene se obtiene un equivalente 𝐸𝑉𝐼 = 4.7 Por lo tanto: 𝑉𝐻𝑀𝐷𝑉𝐼 1 18 ( 1 ) (4.7) 𝑞𝐷= ( )= 𝑓𝐻𝑉 0.95 0.93 𝐹𝐻𝑀𝐷 𝐴𝐷𝐸 = 96 ℎ Vuelta a la derecha: Para un volumen bajo de peatones en conflicto (50 peatones /hora) con los vehículos que dan vuelta a la derecha, se obtiene un equivalente 𝐸𝑉𝐷 = 1.21 Por lo tanto: 𝑉𝐻𝑀𝐷𝑉𝐷 1 12 ( 1 ) (1.21) 𝑞𝑉𝐷 = ( )= 𝑓𝐻𝑉 𝐹𝐻𝑀𝐷 0.95 0.93 = 16 𝐴𝐷𝐸/ℎ Flujo total en el acceso: 𝒒𝑻 = 𝒒𝑫 + 𝒒𝑽𝑰 + 𝒒𝑽𝑫 = 𝟐𝟔𝟔 + 𝟗𝟔 + 𝟏𝟔 = 𝟑𝟕𝟖𝑨𝑫𝑬/𝒉

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 261

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Efectuando este mismo procedimiento, la par b) muestra los flujos actuales en automóviles directos equivalente por hora, para todos los accesos de la intersección. Cálculos de la longitud de los intervalos de cambio: 𝒚̂𝒊 Valores supuesto para L de los vehículos, el tiempo de percepción reacción t y la tasa de desaceleración a: 𝑳 = 𝟔. 𝟏𝟎 𝒎,

𝒕 = 𝟏. 𝟎𝒔,

𝒂 = 𝟑. 𝟎𝟓𝒎/𝒔𝟐

Intervalo de cambio para los accesos Este y Oeste (fase 1) 𝑨𝒏𝒄𝒉𝒐 𝒆𝒇𝒆𝒄𝒕𝒊𝒗𝒐 = 𝑾 = 𝟑. 𝟎𝟎 + 𝟑. 𝟔𝟎 + 𝟑. 𝟔𝟎 = 𝟏𝟎. 𝟐𝟎 𝒎 𝟏𝟎𝟎𝟎 𝒎 𝟏𝒉 𝑽𝒆𝒍𝒐𝒄𝒊𝒅𝒂𝒅 = 𝑽 = 𝟓𝟎𝒌𝒎/𝒉 ( )( ) 𝟏 𝒌𝒎 𝟑𝟔𝟎𝟎 𝒔 = 𝟏𝟑. 𝟖𝟗 𝒎/𝒔 𝑽 𝑾+𝑳 𝟏𝟑. 𝟖𝟗 𝟏𝟎. 𝟐𝟎 + 𝟔. 𝟏𝟎 ) 𝒚̂𝟏 = (𝒕 + )+( ) = [𝟏. 𝟎 + ]+( 𝟏𝟑. 𝟖𝟗 𝟐𝒂 𝑽 𝟐(𝟑. 𝟎𝟓) 𝒚̂𝟏 ≈ 𝟑 + 𝟏 = 𝟒𝒔 𝑨𝒎𝒂𝒓𝒊𝒍𝒍𝒐 = 𝑨𝒊 = 𝟑𝒔 𝑻𝑶𝑫𝑶 𝑹𝑶𝑱𝑶 = 𝑻𝑹𝟐 = 𝟏𝑺 Intervalo de cambio para los acccesos Norte y Sur (fase 2): 𝑾 = 𝟑. 𝟎𝟎 + 𝟕. 𝟎𝟎 + 𝟑. 𝟓𝟎 + 𝟑. 𝟓𝟎 = 𝟏𝟕. 𝟎𝟎 𝒎 ( ) = 𝟏𝟏. 𝟏𝟏 𝒎/𝒔 𝑽 = 𝟒𝟎 𝒌𝒎 𝟏 𝒉 𝟑. 𝟔 𝟏𝟕. 𝟎𝟎 + 𝟔. 𝟏𝟎 𝟏𝟏. 𝟏𝟏 ) 𝒚̂𝟐 = [𝟏. 𝟎 + ]+( 𝟏𝟏. 𝟏𝟏 𝟐(𝟑. 𝟎𝟓) 𝒚̂𝟐 ≈ 𝟑 + 𝟐 = 𝟓𝒔 𝑨𝒎𝒂𝒓𝒊𝒍𝒍𝒐 = 𝑨𝟐 = 𝟑𝒔 𝑻𝑶𝑫𝑶 𝑹𝑶𝑱𝑶 = 𝑻𝑹𝟏 = 𝟐𝑺 Tiempo perdido por fase: 𝑰𝒊 Se obtiene: 𝑰𝟏 = 𝒚̂𝟏 = 𝑨𝟏 + 𝑻𝑹𝟏 = 𝟑 + 𝟐 = 𝟓𝒔 𝑰𝟐 = 𝒚̂𝟐 = 𝑨𝟐 + 𝑻𝑹𝟐 = 𝟑 + 𝟏 = 𝟒𝒔 Tiempo total perdido por ciclo: L Según la ecuación 𝝋

𝟐

𝑳 = ∑(𝑨𝒊 + 𝑻𝑹𝒊) = ∑(𝑨𝒊 + 𝑻𝑹𝒊) 𝒊=𝟏

𝒊=𝟏

𝑳 = 𝑨𝒊 + 𝑻𝑹𝟏 + 𝑨𝟐 + 𝑻𝑹𝟐 𝑳 = 𝟓 + 𝟒 = 𝟗𝒔 Máximas relaciones de flujo actual (q) a flujo de saturación (s) por carril para casa fase: 𝒒𝒊𝒎𝒂𝒙 𝒀𝒊 = 𝒔 Donde 𝒒𝒊𝒎𝒂𝒙 representa el flujo crítico o máximo por carril de la fase i. Por lo tanto: Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 262

INGENIERÍA DE TRÁNSITO 𝒒𝟏𝒎𝒂𝒙 𝟔𝟓𝟕 = 𝟎. 𝟑𝟔𝟓 = 𝟏𝟖𝟎𝟎 𝒔 𝒒𝟐 𝟓𝟗𝟒 = 𝟎. 𝟑𝟑𝟎 𝒀𝟐= 𝒎𝒂𝒙 = 𝒔 𝟏𝟖𝟎𝟎 𝒀𝟏=

Calculo de la longitud del ciclo óptimo: 𝐶0 Utilizando la ecuación de Webster, se tiene: 𝐶0 = 1.5𝐿 𝜑+ 5 = 1.5𝐿2+ 5 𝑌 1−∑ 𝑌 1−∑ = =

1.5𝐿 + 5

𝑖=1 𝑖

1 − 𝑌1 − 𝑌2 1.5(9) + 5 1 − 0.365 − 0.330

𝑖=1 𝑖

= 60.6𝑠𝑒𝑔

Longitud de ciclo a utilizar: 𝐶 = 60𝑠𝑒𝑔 Tiempo verde efectivo total: 𝑔𝑇 𝑔𝑇 = 𝐶 − 𝐿 = 60 − 9 = 51𝑠𝑒𝑔 Reparto de los tiempos verdes efectivos: 𝑔𝑖 La asignación de los tiempos verdes efectivo para cada fase. 𝑌1 𝑔1 = = (𝑔𝑇) 𝑌1 + 𝑌2 0.365 = (51) = 27𝑠𝑒𝑔 0.365 + 0.330 𝑌2 𝑔2 = = (𝑔𝑇) 𝑌1 + 𝑌2 0.330 = (51) = 24𝑠𝑒𝑔 0.365 + 0.330 Determinación de los tiempos verdes reales: 𝐺𝑖 Los tiempos reales para casa fase son: 𝐺1 = 𝑔1 + 𝐼1 − 𝐴1 − 𝑇𝑅1 = 27 + 5 − 3 − 2 = 27𝑠𝑒𝑔 𝐺2 = 𝑔2 + 𝐼2 − 𝐴2 − 𝑇𝑅2 = 24 + 4 − 3 − 1 = 24𝑠𝑒𝑔 Esta figura muestra el diagrama de bandas del repasto del tiempo del ciclo en las dos fases dadas.

La figura 1 muestra los volúmenes horarios máximos mixtos en una intersección.

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 263

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Con estos volúmenes y los otros dados complementarios que se anexan, y su poniendo que el flujo de saturación característico en la intersección es de 1800 automóviles directos equivalentes por hora de luz verde por carril, determinar el reparto de los tiempos del semáforo utilizando un plan de dos fases con vueltas a la izquierda permitidas (estás vueltas no serán protegidas debido a sus bajos volúmenes). La fase 1 maneja el sentido Este-Oeste y viceversa (EW – WE) y la fase 2 el sentido Norte-Sur y viceversa (NS-SN). En los cruces peatonales, existe un numero bajo de peatones en conflicto (50 peatones/hora). Conversión de los volúmenes mixtos automóviles directos equivalentes: Factor por presencia de vehículos pesados, 100 100 𝑓𝐻𝑉 = = (𝐸 (𝐸 100 + 𝑃𝑇 100 + 5(1.5 − 1) + 10(1.5 − 1) 𝐵 𝑇 − 1) + 𝑃 𝐵 − 1) =0.93 Los flujos equivalentes para el acceso norte son: Movimiento directo: 𝑉𝐻𝑀𝐷𝐷 1 ) = 235 ( 1 ) 𝑞𝐷= ( 𝑓𝐻𝑉 𝐹𝐻𝑀𝐷 0.95 0.93 = 266 𝐴𝐷𝐸/ℎ Vuelta a la izquierda Nótese que el volumen opuesto corresponde a 376 veh/h en un carril. Interpolando este volumen, se obtiene se obtiene un equivalente 𝐸𝑉𝐼 = 4.7 Por lo tanto: 𝑉𝐻𝑀𝐷𝑉𝐼 1 18 ( 1 ) (4.7) 𝑞𝐷= ( )= 𝑓𝐻𝑉 0.95 0.93 𝐹𝐻𝑀𝐷 𝐴𝐷𝐸 = 96 ℎ Vuelta a la derecha: Para un volumen bajo de peatones en conflicto (50 peatones /hora) con los vehículos que dan vuelta a la derecha, se obtiene un equivalente 𝐸𝑉𝐷 = 1.21 Por lo tanto: 𝑉𝐻𝑀𝐷𝑉𝐷 1 12 ( 1 ) (1.21) 𝑞𝑉𝐷 = ( )= 𝑓𝐻𝑉 𝐹𝐻𝑀𝐷 0.95 0.93 = 16 𝐴𝐷𝐸/ℎ Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 264

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Flujo total en el acceso: 𝒒𝑻 = 𝒒𝑫 + 𝒒𝑽𝑰 + 𝒒𝑽𝑫 = 𝟐𝟔𝟔 + 𝟗𝟔 + 𝟏𝟔 = 𝟑𝟕𝟖𝑨𝑫𝑬/𝒉 Efectuando este mismo procedimiento, la par b) muestra los flujos actuales en automóviles directos equivalente por hora, para todos los accesos de la intersección. Cálculos de la longitud de los intervalos de cambio: 𝒚̂𝒊 Valores supuesto para L de los vehículos, el tiempo de percepción reacción t y la tasa de desaceleración a: 𝑳 = 𝟔. 𝟏𝟎 𝒎, 𝒕 = 𝟏. 𝟎𝒔, 𝒂 = 𝟑. 𝟎𝟓𝒎/𝒔𝟐 Intervalo de cambio para los accesos Este y Oeste (fase 1) 𝑨𝒏𝒄𝒉𝒐 𝒆𝒇𝒆𝒄𝒕𝒊𝒗𝒐 = 𝑾 = 𝟑. 𝟎𝟎 + 𝟑. 𝟔𝟎 + 𝟑. 𝟔𝟎 = 𝟏𝟎. 𝟐𝟎 𝒎 𝟏𝒉 𝟏𝟎𝟎𝟎 𝒎 𝑽𝒆𝒍𝒐𝒄𝒊𝒅𝒂𝒅 = 𝑽 = 𝟓𝟎𝒌𝒎/𝒉 ( )( ) 𝟏 𝒌𝒎 𝟑𝟔𝟎𝟎 𝒔 = 𝟏𝟑. 𝟖𝟗 𝒎/𝒔 𝑽 𝑾+𝑳 𝟏𝟑. 𝟖𝟗 𝟏𝟎. 𝟐𝟎 + 𝟔. 𝟏𝟎 ) 𝒚̂𝟏 = (𝒕 + )+( ) = [𝟏. 𝟎 + ]+( 𝟏𝟑. 𝟖𝟗 𝟐𝒂 𝑽 𝟐(𝟑. 𝟎𝟓) 𝒚̂𝟏 ≈ 𝟑 + 𝟏 = 𝟒𝒔 𝑨𝒎𝒂𝒓𝒊𝒍𝒍𝒐 = 𝑨𝒊 = 𝟑𝒔 𝑻𝑶𝑫𝑶 𝑹𝑶𝑱𝑶 = 𝑻𝑹𝟐 = 𝟏𝑺 Intervalo de cambio para los acccesos Norte y Sur (fase 2): 𝑾 = 𝟑. 𝟎𝟎 + 𝟕. 𝟎𝟎 + 𝟑. 𝟓𝟎 + 𝟑. 𝟓𝟎 = 𝟏𝟕. 𝟎𝟎 𝒎 ( ) = 𝟏𝟏. 𝟏𝟏 𝒎/𝒔 𝑽 = 𝟒𝟎 𝒌𝒎 𝟏 𝒉 𝟑. 𝟔 𝟏𝟕. 𝟎𝟎 + 𝟔. 𝟏𝟎 𝟏𝟏. 𝟏𝟏 ) 𝒚̂𝟐 = [𝟏. 𝟎 + ]+( 𝟏𝟏. 𝟏𝟏 𝟐(𝟑. 𝟎𝟓) 𝒚̂𝟐 ≈ 𝟑 + 𝟐 = 𝟓𝒔 𝑨𝒎𝒂𝒓𝒊𝒍𝒍𝒐 = 𝑨𝟐 = 𝟑𝒔 𝑻𝑶𝑫𝑶 𝑹𝑶𝑱𝑶 = 𝑻𝑹𝟏 = 𝟐𝑺 Tiempo perdido por fase: 𝑰𝒊 Se obtiene: 𝑰𝟏 = 𝒚̂𝟏 = 𝑨𝟏 + 𝑻𝑹𝟏 = 𝟑 + 𝟐 = 𝟓𝒔 𝑰𝟐 = 𝒚̂𝟐 = 𝑨𝟐 + 𝑻𝑹𝟐 = 𝟑 + 𝟏 = 𝟒𝒔 Tiempo total perdido por ciclo: L Según la ecuación 𝝋

𝟐

𝑳 = ∑(𝑨𝒊 + 𝑻𝑹𝒊) = ∑(𝑨𝒊 + 𝑻𝑹𝒊) 𝒊=𝟏

𝒊=𝟏

𝑳 = 𝑨𝒊 + 𝑻𝑹𝟏 + 𝑨𝟐 + 𝑻𝑹𝟐 𝑳 = 𝟓 + 𝟒 = 𝟗𝒔 Máximas relaciones de flujo actual (q) a flujo de saturación (s) por carril para casa fase: 𝒒𝒊𝒎𝒂𝒙 𝒀𝒊 = 𝒔 Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 265

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Donde 𝒒𝒊𝒎𝒂𝒙 representa el flujo crítico o máximo por carril de la fase i. Por lo tanto: 𝒒𝟏 𝟔𝟓𝟕 𝒀𝟏= 𝒎𝒂𝒙 = 𝟏𝟖𝟎𝟎 = 𝟎. 𝟑𝟔𝟓 𝒔 𝒒𝟐 𝟓𝟗𝟒 𝒀𝟐= 𝒎𝒂𝒙 = 𝟏𝟖𝟎𝟎 = 𝟎. 𝟑𝟑𝟎 𝒔 Calculo de la longitud del ciclo óptimo: 𝐶0 Utilizando la ecuación de Webster, se tiene: 𝐶0 = 1.5𝐿 𝜑+ 5 = 1.5𝐿2+ 5 𝑌 1−∑ 𝑌 1−∑ = =

1.5𝐿 + 5

𝑖=1 𝑖

1 − 𝑌1 − 𝑌2 1.5(9) + 5 1 − 0.365 − 0.330

𝑖=1 𝑖

= 60.6𝑠𝑒𝑔

Longitud de ciclo a utilizar: 𝐶 = 60𝑠𝑒𝑔 Tiempo verde efectivo total: 𝑔𝑇 𝑔𝑇 = 𝐶 − 𝐿 = 60 − 9 = 51𝑠𝑒𝑔 Reparto de los tiempos verdes efectivos: 𝑔𝑖 La asignación de los tiempos verdes efectivo para cada fase. 𝑌1 = (𝑔𝑇) 𝑌1 + 𝑌2 0.365 = (51) = 27𝑠𝑒𝑔 0.365 + 0.330 𝑌2 𝑔2 = = (𝑔𝑇) 𝑌1 + 𝑌2 0.330 = (51) = 24𝑠𝑒𝑔 0.365 + 0.330 Determinación de los tiempos verdes reales: 𝐺𝑖 Los tiempos reales para casa fase son: 𝐺1 = 𝑔1 + 𝐼1 − 𝐴1 − 𝑇𝑅1 = 27 + 5 − 3 − 2 = 27𝑠𝑒𝑔 𝐺2 = 𝑔2 + 𝐼2 − 𝐴2 − 𝑇𝑅2 = 24 + 4 − 3 − 1 = 24𝑠𝑒𝑔

𝑔1 =

Esta figura muestra el diagrama de bandas del repasto del tiempo del ciclo en las dos fases dadas. VIII.III Conflictos del tránsito El número de conflictos que puede enfrentar el tránsito vehicular en una intersección de dos carreteras es considerable, pero se puede modificar dentro de ciertos límites a voluntad del diseñador. La frecuencia de los conflictos depende de los volúmenes de tránsito que se encuentran en la distribución de las trayectorias del flujo de vehículos. La clasificación de las carreteras, los volúmenes de tránsito que atienden y la velocidad con que operan en los distintos ramales, con su enorme potencial de conflictos, son los factores que determinan el tipo de intersección a seleccionar. Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 266

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Ver sieca en sección 5-10. Página 187.

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 267

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Por consideraciones de economía en los costos y seguridad en las operaciones, las carreteras deben interceptarse en ángulo recto o lo más cercano a dicho ángulo (hasta un ángulo de 75 grados se considera generalmente deseable, un ángulo de 60 grados puede ser una variación máxima permisible). Los parámetros más importantes que se utilizan en el diseño geométrico de las intersecciones son el vehículo de diseño, el ángulo de giro, el radio de los bordillos, el ancho de los carriles y el tamaño ó área de la isla, cuando exista el propósito de construir una intersección canalizada. Una intersección canalizada es una intersección de carreteras provista de una o más islas, mediante las cuales el tránsito proyectado es distribuido en determinadas trayectorias. La forma triangular es la más común de las islas diseñadas para la canalización del tránsito, separando, por ejemplo, la corriente sobre la vía principal del tránsito con giro a la derecha. Bajo la función de canalización, las islas deben controlar las operaciones en una intersección, ser fáciles de seguir en una trayectoria clara y dirigir, sin lugar a confusiones, el movimiento de los vehículos en su maniobra prevista. Las áreas demasiado espaciosas para las maniobras, deben ser convertidas en islas que no dejen nada a la discreción del conductor. La isla de menor tamaño que puede ser utilizada en el área urbana debe ser de 5 metros cuadrados y de 7 metros cuadrados en las áreas rurales, aunque preferiblemente en ambos casos el mínimo deseable son los 9 metros cuadrados. Se deben conservar áreas para cruce y refugio de peatones, al igual que motocicletas, bicicletas y otros vehículos no motorizados. El uso apropiado de la canalización puede minimizar la exposición de estos usuarios a los conflictos vehiculares, sin afectar el flujo del tránsito. En el diseño del borde de la vía de circulación para la trayectoria mínima de un determinado vehículo de diseño, se asume que el vehículo está apropiadamente posicionado a 0.5 metros del borde en las tangentes de acceso y de salida de la curva de intersección. Para giros en ángulo recto, un diseño basado en una isla mínima y un ancho de calzada de 4.2 metros, resulta en un arco circular de 18 metros de radio en el borde interior de la curva, o en una curva de tres centros de 45-15-45 metros, con un retiro de 1.0 metros del borde. Este diseño permite no sólo la circulación de automóviles o vehículos tipo P, sino que también admite la circulación a 25 kilómetros por hora de vehículos de diseño del tipo SU, cuyo voladizo exterior frontal describirá una curva de aproximadamente 20 metros, dejando todavía un retiro libre de 0.3 metros. Si el ancho de la calzada se incrementa a 5.4 metros y el retiro se incrementa a 1.5 metros, se puede lograr que el vehículo de diseño WB- 15 realice el giro con un radio de 21 Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 268

INGENIERÍA DE TRÁNSITO metros, a cambio de unas ligeras invasiones de los carriles contiguos. Esto último se evita y se facilita la circulación del vehículo WB-15, si el diseño se realiza con un radio mínimo de 20 metros, un retiro de 2 metros y el uso de curvas terminales de 55 metros de radio. Estas normas en cuadro 5.1 y 5.2 muestran trayectorias para giros de vehículos en intersecciones con curvas simples y trayectorias para giros de vehiculos en intersecciones con curvas compuestas. un extracto de esta tablas se muestra a continuación:

Los diseños de giros mínimos están en el cuadro 5.3, pág. 197.

Clasificación para Diseño: A: Los volúmenes de tránsito contienen una alta proporción de automóviles, contando con la presencia de algunos camiones de dos ejes con giros de despeje limitado. Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 269

INGENIERÍA DE TRÁNSITO B: La corriente vehicular cuenta con una participación de 5 a 10% de camiones de dos o más ejes ó autobuses, existiendo también algunos camiones acoplados ó semiremolques, que al girar invaden el carril contiguo. C: Predominan vehículos como camiones acoplados ó tractores con semiremolques. El elemento más crítico en el diseño geométrico de una intersección a nivel, son los volúmenes de tránsito que giran a la izquierda, debido a la alta peligrosidad de la maniobra en relación con los otros movimientos que son característicos en estas áreas de conflicto. La disposición de excluir o permitir los giros a izquierda en una intersección, afecta los niveles de servicio de las carreteras y la seguridad de la misma intersección.

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 270

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Para intersecciones con instalaciones operadas con semáforos, se dan las Orientaciones

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 271

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 272

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 273

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Las soluciones de este tipo son usuales en diferentes partes del mundo para solucionar a nivel, problemas de congestión del tránsito con volúmenes intermedios, porque constituyen una forma económica y flexible para dar solución al movimiento de tránsito en medios urbanos, suburbanos y rurales. Existen ventajas notorias que dan credibilidad a la decisión de construir este tipo de facilidad en intersecciones donde se puedan alcanzar las siguientes ventajas:  Marcan la transición entre distintos tipos de flujos vehiculares urbanos e interurbanos, al conseguir la reducción de velocidad a la entrada y salida del tránsito en los diferentes accesos.  En la rotonda, los vehículos deben transitar a una velocidad uniforme para incorporarse, entrecruzarse y salir de la corriente de tránsito, sinserios conflictos.  Las rotondas son aplicables cuando los volúmenes de tránsito que llegan a la intersección alcanzan unos 60,000 vehículos por día ó 6,000 vehículos por hora en la hora punta8, tomando en cuenta siempre que la proporción de tránsito en las entradas sea equilibrada. El volumen total de las ramas no norma el diseño, su capacidad se rige más bien por el tránsito principal y por el que se entrecruza en el sitio crítico de confluencia de la rotonda.  Las rotondas funcionan mejor en sitios con tránsito peatonal escaso.  Desde el punto de vista de su localización, ofrece ventajas de visibilidad a los conductores, cuando éstas garantizan una visión segura en sus aproximaciones y dentro de la isleta central. Este tipo de intersecciones a nivel se justifica en las siguientes circunstancias: Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 274

INGENIERÍA DE TRÁNSITO        

Cuando la circulación vehicular no es de larga distancia. Cuando existe una sucesión de pasos a nivel preestablecidos. Para atender todo tipo de maniobras en las intersecciones, convirtiéndolas en un movimiento de tránsito ordenado y continuo, de un solo sentido. Para dar respuesta eficiente a los tiempos de espera fuera de la hora de punta. Para dar respuesta eficiente a las solicitaciones de intersecciones de cuatro accesos o más. Para ofrecer soluciones de bajo costo relativo en cuanto a construcción y mantenimiento, toda vez que se cuente con el derecho de vía apropiado. Para disminuir la tasa de accidentes en las intersecciones a nivel, en comparación con otras soluciones usuales en intersecciones corrientes. Cuando se desea aprovechar la isleta central para la ejecución de obras complementarias de monumentación y ornato.

En contraposición de los aspectos positivos, hay que mencionar las desventajas de las mismas:    



No se pueden coordinar en carreteras que tienen instalaciones con semáforos. No existen prioridades de las corrientes de tránsito en los accesos. No se concilian con las oleadas de tránsito provenientes de otras intersecciones vecinas dotadas de instalaciones con semáforos. Las rotondas requieren grandes dimensiones cuando los caminos que se intersectan son de alta velocidad, ya que las zonas de entrecruzamiento tienen que ser de mayor longitud, o bien cuando la intersección está formada por más de cuatro ramales. Los peatones no encuentran satisfacción de cruce similares a los acostumbrados en otros tipos de intersecciones.

La identificada como rotonda normal, que está compuesta de 4 accesos con entradas ensanchadas, para permitir que entren como máximo 3 vehículos al mismo tiempo, con una franja asfáltica de 12 metros alrededor de una isla central circular de diferente diámetro, en concordancia con los volúmenes de tránsito

. Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 275

INGENIERÍA DE TRÁNSITO La identificada como mini-rotonda, que dispone de ensanchamientos en los accesos y una pequeña isleta al centro, que en algunos países del mundo con alto nivel de educación vial ha dado buenos resultados, al permitir un volumen total de tránsito en la intersección de unos 7,000 vehículos por hora. El ancho total de la entrada debe ser menor de 10.5 metros en carreteras de 2 carriles, uno por sentido de circulación y no debe ser mayor de 15 metros para carreteras de carriles dobles por sentido. El ancho de cada carril debe ser mayor de 3 metros.

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 276

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 277

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

El cálculo de capacidad de este tipo de facilidades viales se compone de dos partes: Capacidad práctica de las zonas de entrecruzamiento, Qp, en vehículos por hora.

La capacidad de las entradas, Qe Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 278

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 279

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

11.4 Actividad práctica 15 1. Organizado en pareja describe los tipos de intersecciones y sus criterios de uso. Realiza una matriz comparativa de sus ventajas y desventajas. 2. Identifica un punto de interés donde podrías instalar una intersección. Basado en criterios establecidos por las normas describe el alineamiento en planta que asignarías. 11.5 Actividad de autoaprendizaje 1. Consulta http://www.archdaily.mx/mx/768167/cuatro-propuestas-de-diseno-paraconstruir-intersecciones-mas-seguras

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 280

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Describe las características y aplicabilidad en nuestro país de este tipo de intersecciones.

2. Visita los sitios siguientes http://angelicayepezdiplomado.blogspot.com/ http://www.bvsde.paho.org/bvsacd/cd51/tomo12norma.pdf http://www.bdigital.unal.edu.co/12057/1/10539884.2000.pdf Revisa la sección indicada por el facilitador y describe los criterios para diseño de semáforos empleados.

Describe las fórmulas de cálculo y ejemplifica estas. 11.6 Diseño de intersecciones con Civil 3D Tomado de material publicado por Arturo Polanco. Disponible en http://au.autodesk.com/auonline/classes-on-demand/class-catalog/classes/year-2012/autocad-civil-3d/intersecciones-enautocad-civil-3d/jcr:content?_ga=2.237182720.143723032.1537898657345803476.1528824120#chapter=0

Las intersecciones se basan y se crean a partir de objetos existentes de AutoCAD Civil 3D, incluidos:  Alineaciones (horizontales). Utilizadas por una intersección para definir los ejes de las dos carreteras que se intersecan. Se utilizan tres tipos de alineaciones en las intersecciones: alineaciones de eje, desfases de alineación y alineaciones de empalme de intersección. Las alineaciones de eje y los desfases de alineación se utilizan para definir los aspectos de geometría horizontal de un objeto de intersección. 

Perfiles (alineaciones verticales). Se utilizan para definir elevaciones de superficie y de diseño a lo largo de una alineación horizontal.



Superficies. Se utilizan para generar perfiles de superficie, así como para la explanación de obras lineales en una intersección.



Obras lineales. Se puede generar una obra lineal automáticamente para representar los aspectos 3D de la intersección. También puede añadir esta nueva información de obra lineal a una obra lineal existente en las alineaciones de intersección.



Ensamblajes. Los ensamblajes de carretera son necesarios para generar una obra lineal que represente la intersección. Para generar una obra lineal de intersección, debe poder acceder a los ensamblajes adecuados para generar el modelo de intersección. AutoCAD Civil 3D viene con un conjunto de ensamblajes de intersección por defecto que puede utilizar, o bien puede crear sus propios ensamblajes personalizados diseñados específicamente para satisfacer las necesidades las intersecciones que cree.

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 281

INGENIERÍA DE TRÁNSITO 

Conjunto de ensamblajes. Una obra lineal de intersección utiliza un conjunto de ensamblajes, que es un conjunto de ensamblajes que están diseñados específicamente para un tipo concreto de diseño de intersección. Los ensamblajes incluidos en un conjunto de ensamblajes se definen en un archivo .xml al que se denomina archivo de conjunto de ensamblajes. En AutoCAD Civil 3D se incluyen un archivo de conjunto de ensamblajes y un conjunto de ensamblajes por defecto. Puede crear una intersección mediante este conjunto de ensamblajes por defecto, o bien puede crear sus propios conjuntos de ensamblajes personalizados.



Subensamblajes. Los subensamblajes definen la geometría de una sección de obra lineal (a través de un ensamblaje). Por ejemplo, una carretera tipo cuenta con carriles pavimentados a ambos lados del eje, un arcén, un caz y bordillo, y una explanación de carretera. Estos componentes se definen independientemente como subensamblajes. Es posible añadir cualquier tipo de subensamblaje para crear un ensamblaje tipo y, a continuación, aplicar ese ensamblaje para un intervalo de P.K. a lo largo de una alineación.

Los objetos de intersección tienen su propio estilo de visualización que controla la marca de objeto de intersección. Los componentes de intersección, como los desfases de alineación, las alineaciones de empalme de intersección y las obras lineales, también tienen sus propios estilos de visualización.

Flujo básico de trabajo en el diseño de una intersección Configurar datos necesarios para la intersección Debe tener al menos dos alineaciones que intersequen entre sí sólo una vez en el dibujo. Si desea crear un modelo de intersección más realista, necesitará datos de geometría de carreteras y de superficie. En nuestro caso tenemos dos escenarios de intersecciones, una tipo T y otra tipo Cruz.

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 282

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Definir la dirección de conducción La opción de dirección de la conducción determina cuántos empalmes de intersección se dibujan al crear intersecciones.

Verificar parámetros de intersección La configuración de intersección se utiliza para especificar el comportamiento por defecto de los comandos de intersección.

Crear la intersección Utilice el asistente Crear intersección

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 283

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Etiquetado de intersecciones Puede añadir etiquetas a objetos de intersección.

Edición de intersecciones Puede editar intersecciones mediante los comandos disponibles en la cinta de opciones, desde los menús de accesos directos del botón derecho o editando los objetos directamente en el dibujo mediante pinzamientos.

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 284

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

11.6 Laboratorio 6 Descarga la guía de trabajo y realiza lo indicado. https://www.dropbox.com/s/65jyfz91hfaryyu/LAB%206_Intersecciones%20y%20Sem%C3 %A1fotos.docx?dl=0 XII. BIBLIOGRAFÍA y WEBGRAFÍA DE REFERENCIA

Apuntes de Ingeniería de Tránsito. Compilador Sergio Navarro Hudiel. 2010 Disponible en http://sjnavarro.wordpress.com/ing-transito/ Apuntes del Curso de Titulación en Obras Horizontales de estudios de tránsito. Dispuesto en: https://www.dropbox.com/s/stwn1rg0kcup3yp/MATERIAL%20DEL%20CURSO%20ING.%20DE %20TR%C3%81NSITO.docx Apuntes del Curso Pavimentos de Concreto Asfáltico Método AASHTO-93. UMSS – Facultad de Ciencias y Tecnología. 2008 Estudios de Ingeniería de Tránsito. CONCOPE- Ecuador. http://www.vialidad.ec/sites/default/files/archivos/tecnicos/gestionVialDescentralizada1/Transito/ cap8.html Florida Section of the Institute of Transportation Engineers, “Left-Turn Phase Design in Florida”; December 1981. Ingeniería de Tránsito. Rafael Cal y Mayor. James Cárdenas G. Editorial alfaomega. 8va. Edición. J.H. Kell, Iris Fullerton; “Manual of Traffic Signal Design”, Institute of Transportation Engineers, Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel Página | 285

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Prentice Hall, Inc., Englewood Cliffs, N.J. Manual de Capacidad de Carreteras; Special Report No. 209 del Transportation Research Board, National Research Council, Washington D.C.; versión española. Manual de Dispositivos para el Control del Tránsito en Calles y Carreteras; Secretaria de Comunicaciones y Transportes, Subsecretaria de Infraestructura; México, D.F. 1986 Manual de estudios de Ingeniería de Tránsito. Tomo XII. Secretaría de desarrollo social. México. Disponible en http://www.bvsde.paho.org/bvsacd/cd51/tomo12norma.pdf Manual of Uniform Traffic Control Devices for Streets and Highways; U.S. Department of Transportation, Federal Highway Administration, Washington, D.C., 1988

MINTRANSPORTE. (2010). https://www.mintransporte.gov.co/descargar.php?idFile=4299. Colombia: Ministerio del Transporte. Molina, K., & Verania, C. (2003). Obtenido de METODOLOGÍA PARA DISEÑO DE PROYECTOS VIALES: http://biblioteca.mti.gob.ni:8080/docushare/dsweb/GetRendition/Tesis29/html Montalvo, C. (Viernes de Diciembre de 2008). Apachita. Obtenido de Revista Arqueo Ecuatoriana: http://revistas.arqueo-ecuatoriana.ec/es/apachita/apachita-14/154-la-via-appia-enla-historia-romana NC 198, Eight Phase Controller, Eagle Signal Controller, User Manual. Normas para el Diseño geométrico de las Carreteras Regionales. Secretaría de Integración Económica Centroamericana - SIECA 2004. P.T. McCoy, U.R. Navarro, W. Witt; “Guidelines for Offsetting Left-Turn Lanes on FourLane Divided Roadways”; Transportation Research Board, National Research Council, Washington D.C., 1992. P.T. McCoy, U.R. Navarro; “Additional Lost Time of the Permitted Left-Turn Phase”, Transportation Research Board, National Research Council, Washington, D.C., 1987 Parking in the City Center, Wilbur Smith and Associates 13. Akcelik, R; “Signalized Intersection Capacit Pignataro L.J.; “Traffic Engineering, Theory and Practice”; Englewood Cliffs, N.J. Prentice Hall. Traffic Control Devices Handbook; Federal Highway Administration, U.S. Department of Transportation, Washington D.C., 1985 Traffic Engineering Handbook; Institute of Transportation Engineers; Prentice Hall Inc., Englewood Cliffs, N.J. UNI, U. N. (2016). Programa de Ingeniería de Tránsito. Managua: UNI.

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 286

INGENIERÍA DE TRÁNSITO 12.1 Material de referencia Sugerido

https://www.dropbox.com/sh/xb5i4go7tp8ro9e/AABUk9jkJ8T1YDCRyVu0Wd4ya?dl=0 Manual de estudios de tránsito de México http://www.bvsde.paho.org/bvsacd/cd51/tomo12norma.pdf Presentación de método mecanístico [15:13, 21/4/2017] Loria: Pavimentos Mecanístico-Empírico de Costa Rica LanammeUCRPresentación software de diseño de Pavimentos Mecanístico-Empírico de Costa Rica -LanammeUCRwww.youtube.com [15:13, 21/4/2017] Loria: https://www.youtube.com/watch?v=QI-pv6N3lfA En el siguiente link pueden encontrar el informe de Evaluación del desempeño y metodología de diseño para bacheo mediante técnica de inyección. http://buff.ly/2nhdHO1

https://www.dropbox.com/sh/hyicj2grtiwcdc0/AADYNkBSVygtsFs0PY_hCQ_ka?dl=0

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 287

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

https://app.box.com/s/r9iqtrk2r0rm788eqam3 Puedes ver el manual centroamerica de diseño de carrreteras desde este enlace http://fomav.gob.ni/flash/documentos/Manual%20CA%20de%20Mantenimiento%20de%20Carre teras,%20edicion%202010.pdf

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 288

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

HCM 2010 desde http://hcm.trb.org/?qr=1

Biblioteca del MTI – Nicaragua

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 289

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Enlaces de Interés Blog http://sjnavarro.wordpress.com/ing-transito/ Manual SIECA http://sjnavarro.files.wordpress.com/2008/08/manual_centroamericano_de_normas_2da.pdf Anuario 2004 http://sjnavarro.files.wordpress.com/2008/08/anuario-20041.pdf Anuario 2005 http://sjnavarro.files.wordpress.com/2008/08/anuario-2005.pdf Anuario 2006 http://sjnavarro.files.wordpress.com/2008/08/anuario-2006.pdf Anuario 2007 http://sjnavarro.files.wordpress.com/2008/08/anuario-2007.pdf Anuario 2008 http://sjnavarro.files.wordpress.com/2008/08/anuario-de-aforos-2008.pdf Anuario 2009 http://sjnavarro.files.wordpress.com/2008/08/anuario-2009.pdf Anuario 2010 http://sjnavarro.files.wordpress.com/2008/08/anuario-de-trafico-2010.pdf Anuario 2011 http://sjnavarro.files.wordpress.com/2008/08/anuario-20111.pdf HCM 2000 http://sjnavarro.files.wordpress.com/2008/08/highway_capacital_manual.pdf Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 290

INGENIERÍA DE TRÁNSITO

Blog seguridad vial http://ingenieriaseguridadvial.blogspot.com/2010/09/guia-de-diseno-de-medianas-en-las.html Manual de Carreteras Bañon http://sjnavarro.files.wordpress.com/2008/08/manual-de-carreteras_luis-bac3b1on-y-josebevia_elementos-y-proyecto.pdf Manual de estudios de tránsito http://sjnavarro.files.wordpress.com/2008/08/manual-de-estudios-de-ingenierc3ada-de-transitomexico.pdf Metodologías vialidad urbana http://sjnavarro.files.wordpress.com/2008/08/apuntes-de-metodologia-vialidad-urbana.pdf Señales y dispositivos de tránsito http://sjnavarro.files.wordpress.com/2008/08/senalesde-transito-y-seguridad-vial.pdf http://sjnavarro.files.wordpress.com/2008/08/senalesnorma-mexicana-1.pdf http://sjnavarro.files.wordpress.com/2008/08/catalogocentroamericano-de-danos-a- pavimentos-viales.pdf http://sjnavarro.files.wordpress.com/2008/08/apuntes-de-senales-de-transito.pdf http://sjnavarro.files.wordpress.com/2008/08/dispositivos-de-control-de-transito.pdf Fujo vehicular http://sjnavarro.files.wordpress.com/2008/08/analisis-de-flujo-vehicular-cal-y-mayor.pdf Apuntes de tránsito http://sjnavarro.files.wordpress.com/2008/08/apuntes-ingenieria-de-transito.pdf Estudio seguridad vial http://sjnavarro.files.wordpress.com/2008/08/estudio-seguridad-vial-ejemplo.pdf Capacidades básicas y posibles

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 291

INGENIERÍA DE TRÁNSITO http://sjnavarro.files.wordpress.com/2008/08/capacidades-basicas-y-posibles-de-las-vias-972003.pdf Clasificación funcional de las carreteras http://sjnavarro.files.wordpress.com/2008/08/clasificacion-funcional-de-carreteras.pdf http://sjnavarro.files.wordpress.com/2008/08/detalle-clasificacion-funcional.pdf Velocidad http://sjnavarro.files.wordpress.com/2008/08/velocidad-ingenieria-de-transito.pdf Volúmenes http://sjnavarro.files.wordpress.com/2008/08/volumenes-ingenieria-de-transito.pdf Fallas pavimento http://www.4shared.com/file/8_Ibz1Nq/Fallas_en_pavimentos.html http://www.4shared.com/file/8_Ibz1Nq/Fallas_en_pavimentos.html Elementos del tránsito http://sjnavarro.files.wordpress.com/2008/08/elementos-del-transito.pdf Libro de Tránsito http://sjnavarro.files.wordpress.com/2008/08/ingenieriade-transito.pdf Tránsito para pavimentos http://sjnavarro.files.wordpress.com/2008/08/manual-transito.pdf http://sjnavarro.files.wordpress.com/2008/08/manejo-de-transito-para-diseno-de-pavimentos.pdf Programa InfoStat http://www.infostat.com.ar/

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 292

INGENIERÍA DE TRÁNSITO Notas Importante

Facilitador: Máster. Sergio J. Navarro Hudiel

Página | 293