CAMINOS I - CAPACIDAD DE UN SISTEMA VIAL - APUNTES DE CLASE. para soportar flujo ininterrumpido.

Transcripción

1 OFERTA GEOMETRICA PARA ATENDER LA DEMANDA DE TRANSITO 1 ESTRUCTURAS VIALES PARA CIRCULACION CONTINUA para soportar flujo ininterrumpido. Autopistas Carreteras Multicarril Carreteras de dos carriles 3 ESTRUCTURAS VIALES PARA CIRCULACION DISCONTINUA Intersecciones, Ramas Arterias Urbanas Arterias para transporte público Veredas para peatones Sendas o pistas para bicicletas 4 1

2 CIRCULACIÓN CONTINUA Factores Básicos Volumen (VOL) (cuantifica la demanda), Velocidad (VEL) (califica el servicio), Densidad (DEN) (caracteriza la calidad de las operaciones) 5 RELACIÓN FUNDAMENTAL Los factores se relacionan en la siguiente ecuación: VOL = VEL x DEN La ecuación precedente permite un número infinito de combinaciones. 6 RELACIONES ENTRE MEDIDAS 7 2

3 LÍMITES DE LA RELACIÓN No existen vehículos: VOL= 0; DEN = 0, y la VEL es teóricamente la máxima posible (VELmáx). DEN = DENmáx, VOL = 0 y VEL = 0 DEN es alta y VEL es baja, la circulación es forzada DEN es baja y VEL es alta, el flujo es estable, zona donde es posible definir los distintos niveles de servicio. 8 FUNCIONES DE LA CARRETERA Procurar movilidad eficiente (Se espera operar con velocidades altas y demoras de adelantamiento infrecuentes) Proporcionar accesibilidad (Proveen acceso bajo cualquier condición climática y a menudo para bajos volúmenes de tránsito) Servir áreas escénicas y de recreo (No se esperan operaciones a altas velocidades pero si se desea seguridad) 9 3

4 CARRETERAS DE DOS CARRILES Medidas del comportamiento del tránsito: Los criterios para determinar el Nivel de Servicio (NS) de una carretera en cualquiera de sus funciones se basan en: 1. Porcentaje del tiempo en seguimiento (Representa la libertad de maniobra, el confort y conveniencia). Un vehículo se considera siguiendo a otro si la brecha es < 3 segundos. 2. Velocidad media de viaje (Representa la movilidad). 10 CLASIFICACIÓN El factor fundamental en la clasificación de una carretera de dos carriles es la expectativa del conductor. Clase I: Los conductores esperan viajar a velocidades relativamente altas. Son generalmente las de la red primaria o principales conexiones a instalaciones generadoras de tránsito importante. Clase II: Los conductores no esperan altas velocidades, sirven viajes cortos como accesos a los de clase I, o bien escénicos y/o recreacionales. El NS para las de Clase I (movilidad eficiente) se define en términos de la velocidad media de viaje y del porcentaje de tiempo en seguimiento. En las de Clase II, bastará con el porcentaje de tiempo en seguimiento. 11 4

5 CONDICIONES BASE Anchos de carril mayores o iguales a 3,60 m Banquinas mayores o iguales que 1.80 m No existencia de zonas sin sobrepaso Sólo automóviles Distribución 50/50 (p/ análisis ambos sentidos) Terreno llano No existencia de controladores del tránsito V. Diseño: 100km/h (caminos de 2 carriles) 12 RELACIONES BÁSICAS Los tramos de carreteras pueden ser analizados como: Tramos con dos sentidos (para obtener medidas del comportamiento para ambos sentidos sobre terreno llano u ondulado). Tramos para cada sentido separado (especialmente útil para inclinaciones fuertes y tramos con carriles adicionales). 13 5

6 Porcentaje de Tiempo en Seguimiento Velocidad de circulación promedio (km/h) CAMINOS I - CAPACIDAD DE UN SISTEMA VIAL - APUNTES DE CLASE Ambos sentidos de circulación RELACIONES VELOCIDAD - - FLUJO PARA TRAMOS EN - DOS SENTIDOS CON CONDICIONES BASE. a. Velocidad Media de Circulación vs. Volumen en ambos sentidos FFS = 110 km/h km/h km/h km/h km/h Flujo en ambos sentidos (autos/h) 14 Ambos sentidos de circulación (base) b. Porcentaje de tiempo en seguimiento vs. Volumen en ambos sentidos Flujo en ambos sentidos (autos/h) 15 6

7 NSA 90km/h o más Demanda de adelantamiento< Capacidad de adelantamiento Casi no pelotones < 35% de tiempo de seguimiento 490 veh/h en ambos sentidos en condiciones base 16 NSB 80km/h Demanda de adelantamiento aprox. = Capacidad de adelantamiento < 50% de tiempo de seguimiento 780 veh/h en ambos sentidos en condiciones base 17 NSC 70km/h Mayor cantidad y tamaño de pelotones Demanda de adelantamiento > Capacidad de adelantamiento < 65% de tiempo de seguimiento 1190 veh/h en ambos sentidos en condiciones base 18 7

8 NSD 60km/h Difícil adelantamiento; capacidad de adelantamiento casi nula < 80% de tiempo de seguimiento 1830 veh/h en ambos sentidos en condiciones base 19 NSE < 60km/h Adelantamiento casi imposible > 80% de tiempo de seguimiento 3200 veh/h en ambos sentidos en condiciones base 20 NSF Flujo inestable Volúmenes menores que la capacidad Velocidades muy variables 21 8

9 METODOLOGÍA DE ANÁLISIS El objetivo es determinar el nivel de servicio (NS) para caminos existentes o propuestos bajo demandas de tránsito existentes o proyectadas. También se puede usar para determinar la capacidad de un segmento de carretera de dos carriles, o el flujo de servicio que se puede acomodar a cualquier NS. 22 Entrada - Datos Geométricos - Volumen de demanda - Mediciones de velocidad de campo (SFM) o velocidad a flujo libre base ATS PTSF Si BFFS Si SFM Ajustes a la velocidad a flujo libre base - Ancho del carril - Ancho de banquina Ajuste a la velocidad medida en el campo - Flujo - Vehículos pesados Computar de la velocidad a flujo libre Ajuste del volumen de demanda para la velocidad promedio - Factor de hora pico - Vehículos pesados - Pendiente Ajuste del volumen de demanda para el porcentaje de tiempo en seguimiento - Factor de hora pico - Vehículos pesados Computar flujos Computar flujos Computar velocidad de circulación promedio Computar el porcentaje de tiempo en seguimiento Determinar el NS y otras medidas de desempeño 23 9

10 CAMINOS DE DOS CARRILES Capacidad Niveles de Servicio - Criterios Capacidad: 1700 autos/h/sentido y 3200 autos/h ambos sentidos combinados en segmentos largos. (3.400 autos/h en segmentos cortos y situaciones especiales) Niveles de Servicio: Criterios de NS según Clase de camino y para todos los tipos de análisis. 24 Criterios de NS para caminos Clase I Nivel de servicio Porcentaje de tiempo en seguimiento Velocidad media de circulación (km/h) A 35 > 90 B > > C > > D > > E >

11 Porcentaje de tiempo en seguimiento (%) CAMINOS I - CAPACIDAD DE UN SISTEMA VIAL - APUNTES DE CLASE Criterios de NS para caminos Clase I E D C B A Velocidad de circulación promedio (km/h) 26 Criterios de NS para caminos Clase II Nivel de servicio Porcentaje de tiempo en seguimiento A 40 B > C > D > E >

12 DOS SENTIDOS COMBINADOS Velocidad Media de Circulación: La velocidad media de circulación (VMC) se estima a partir de VFL, la tasa de flujo de demanda (TF) y el factor de ajuste por el porcentaje de zonas de noadelantamiento; f np VMC = VFL 0,0125 F- f np 28 Velocidad a flujo libre (VFL) 1) Directamente como velocidad media del tránsito en condiciones de bajo flujo vehicular (hasta 200 veh.tos/h ambos sentidos. 2) Para flujos mayores de 200 vehículos/h: VFL = VM M F M / f vp 29 12

13 Velocidad a flujo libre (VFL) 3) Estimada indirectamente utilizando la velocidad a flujo libre base (VFL B ): VFL = VFL B f LS - f A VM M = Velocidad medida en el campo F M = flujo vehicular en la medición f VP = Factor ajuste por pesados f LS = Ajuste por ancho de carril y banquina f A = Ajuste por puntos de acceso 30 Flujo de demanda (F P ) El flujo equivalente de automóviles para la determinación del NS se obtiene luego de realizar tres ajustes a los volúmenes de demanda horarios: 1) Ajuste por Factor de Hora Pico (FHP) 2) Ajuste por pendiente (f G ) 3) Ajuste por vehículos pesados (f HV ) 31 13

14 Flujo de demanda (FD) FD = V / (FHP x f G x f HV ) FD = Flujo equivalente de automóviles para periodo pico de 15 min. (autos/h) V = Volumen de demanda para toda la hora pico o punta (veh/h) 32 Ajuste por ancho de carril y ancho de banquina (f ls ) Reducción en la velocidad a flujo libre (km/h) Ancho del carril (m) Ancho de banquina (m) 0,0 a < 0,6 0,6 a < 1,2 1,2 a < 1,8 1,8 2,7 a < 3,0 10,3 7,7 5,6 3,5 3,0 a < 3,3 8,5 5,9 3,8 1,7 3,3 a < 3,6 7,5 4,9 2,8 0,7 3,6 6,8 4,2 2,1 0,

15 Ajuste por densidad de puntos de acceso (f A ) Puntos de Acceso por km Reducción en la Velocidad a Flujo Libre (km/h) 0 0,0 6 2,5 12 5,0 18 7,5 24 o más 10,0 34 Factor de ajuste por pendiente (f G ) para determinar las velocidades en segmentos en dos y un sentido Rango de flujos en dos sentidos (autos/h) Rango de flujos en un sentido (autos/h) Llano Tipo de Terreno Ondulado ,00 0, ,00 0,93 > 1200 > 600 1,00 0,

16 Factor de ajuste por pendiente (f G ) para determinar el porcentaje de tiempo en seguimiento en segmentos en dos y un sentido Rango de flujos en dos sentidos (autos/h) Rango de flujos en un sentido (autos/h) Tipo de Terreno Llano Ondulado ,00 0, ,00 0,94 > 1200 > 600 1,00 1,00 36 Factor de Ajuste por vehículos pesados (f HV ) f HV 1 P T ( E T 1 1) ( E 1) PT = Proporción de camiones PR = Proporción de RVs ET = Equivalente en automóviles para camiones ER = Equivalentes en automóviles para recreacionales P R R 37 16

17 Equivalentes en automóviles para camiones y RVs para determinar las velocidades en segmentos en dos y un sentido Tipo de vehículo Rango de Flujos en dos sentidos (autos/h) Rango de Flujos en un sentido (autos/h) Tipo de terreno Llano Ondulado Camiones, ET ,7 2, ,2 1,9 > > 600 1,1 1,5 RVs, ER ,0 1, ,0 1,1 > > 600 1,0 1,1 38 Equivalentes en automóviles para camiones y RVs para determinar el porcentaje de tiempo en seguimiento en segmentos en dos y un sentido Tipo de vehículo Rango de Flujos en dos sentidos (autos/h) Rango de Flujos en un sentido (autos/h) Tipo de terreno Llano Ondulado Camiones, ET ,1 1, ,1 1,5 > > 600 1,0 1,0 RVs, ER ,0 1, ,0 1,0 > > 600 1,0 1,

18 Porcentaje de zonas de No-Adelantamiento Flujo de demanda en Reducción en la velocidad media de circulación (km/h) dos sentidos (autos/h) Porcentaje de zonas de no-adelantamiento (%) ,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0, ,0 1,0 2,3 3,8 4,2 5, ,0 2,7 4,3 5,7 6,3 7, ,0 2,5 3,8 4,9 5,5 6, ,0 2,2 3,1 3,9 4,3 4, ,0 1,8 2,5 3,2 3,6 4, ,0 1,3 2,0 2,6 3,0 3, ,0 0,9 1,4 1,9 2,3 2, ,0 0,9 1,3 1,7 2,1 2, ,0 0,8 1,1 1,6 1,8 2, ,0 0,8 1,0 1,4 1,6 1, ,0 0,8 1,0 1,4 1,5 1, ,0 0,8 1,0 1,3 1,5 1, ,0 0,8 1,0 1,3 1,4 1, ,0 0,8 1,0 1,2 1,3 1, ,0 0,8 0,9 1,1 1,1 1, ,0 0,8 0,9 1,0 1,0 1,1 40 Porcentaje de tiempo en seguimiento (%TS) Se estima a partir de la tasa de flujo de demanda (F D ), de la distribución por sentidos del tránsito y, del porcentaje de zonas de no-adelantamiento. %TS = % TS B + f d/np 41 18

19 Porcentaje de tiempo en seguimiento base (% TS B ) %TSB = 100 ( 1- e FD ) 42 Ajuste por el efecto combinado de la distribución por sentidos y el porcentaje de zonas de no-adelantamiento en el porcentaje de tiempo en seguimiento en dos sentidos Flujo en dos sentidos, vp (autos/h) Incremento en el porcentaje de tiempo en seguimiento (%) Porcentaje de zonas de no-adelantamiento (%) Distribución por sentidos 50/ ,0 10,1 17,2 20,2 21,0 21,

20 Otras Medidas de Desempeño del Tránsito v p V v / c VkmT15 0, 25 Lt c PHF VkmT 60 V L t TT 15 VkmT ATS