UNIVERSIDAD PPULAR AUTÓNMA DEL ESTAD DE PUEBLA FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL CAPACIDAD VIAL, ESTUDI GETÉCNIC Y DISEÑ DE PAVIMENT PR EL MÉTD AASHT PARA LA CARRETERA FEDERAL PUEBLA - TEHUACAN, TRAM TEPEACA - TECAMACHALC, DEL KM 37+ AL KM 55+ Trabaj de Investigación que para btener el Títul de INGENIER CIVIL Presenta: Juan Can Becerril Puebla, Pue., Méxic Marz de 24
CNTENID INTRDUCCIÓN 1 1. CLASIFICACIÓN DE LAS CARRETERAS 7 1.1 Pr transitabilidad 7 1.2 Pr aspect administrativ 8 1.3 Clasificación técnica ficial 8 1.4 Clasificación pr su nivel de servici 9
1.5 Selección de la clasificación para evaluar la Carretera Federal de ds carriles Puebla-Tehuacán, tram Tepeaca-Tecamachalc, del KM 37+ al KM 55+, en el Estad de Puebla 1 2. CAPACIDAD VIAL 14 2.1 Cncepts generales 14 2.2 Capacidad vial de carreteras de ds carriles 2 2.3 Análisis de la capacidad vial de la Carretera Federal de ds carriles Puebla-Tehuacán, tram Tepeaca-Tecamachalc (situación actual).. 3 2.4 Capacidad vial de carreteras de carriles múltiples 36 2.5 Análisis de la capacidad vial de la Carretera Federal Puebla-Tehuacán, tram Tepeaca-Tecamachalc cn la prpuesta de ampliación a cuatr carriles "n dividida" (situación futura) 42 2.6 Análisis de la capacidad vial de la Carretera Federal Puebla-Tehuacán, tram Tepeaca-Tecamachalc cn la prpuesta de ampliación a cuatr carriles "dividida" (situación futura) 5 2.7 Selección de la prpuesta de ampliación a cuatr carriles de la Carretera Federal Puebla-Tehuacán, tram Tepeaca-Tecamachalc.. 58 3. ESTUDI GETECNIC Y SISTEMA DE CLASIFICACIÓN DE SUELS 59 3.1 Ubicación de la Carretera Federal de ds carriles Puebla-Tehuacán.. 59 3.2 Entrn gegráfic del lugar 59
3.3 Características del pryect 62 3.3.1 Trabajs de explración y muestre 62 3.3.2 Ensayes de labratri 63 3.3.3 Sistema de clasificación de suels y pruebas de labratri 64 3.4 Infrme getécnic 75 3.4.1 bservacines particulares 75 3.4.2 bservacines generales 77 3.4.3 Bancs de materiales 79 3.4.4 bras menres de drenaje 79 3.4.5 Materiales de cnstrucción para la estructuración de terracerías y paviments 8 3.5 Resultads del infrme getécnic 81 4. PRYECT DE LS PAVIMENTS 85 4.1 Intrducción 85 4.1.1 Tip de falla en ls paviments 85 4.1.2 Definición de ls paviments flexibles 86 4.1.3 Definición de ls paviments rígids 88 4.1.4 Definición de un pryect 88 4.2 Aspects teórics y fundamentales de diseñ 89 4.3 Métds de diseñ 91 4.4 Métd AASHT 91 4.4.1 Histria del métd AASHT 91 4.4.2 Descripción del métd AASHT 92 4.4.3 Cnclusines del Métd AASHT 93
DISEÑ ESTRUCTURAL PARA PAVIMENTS FLEXIBLES...95 5.1 Métd AASHT para el diseñ de paviments flexibles 95 5.1.1 Serviciabilidad-índice de servici (Serviceability) 96 5.1.2 Tránsit, W18 98 5.1.3 Tiplgía de vehículs 99 5.1.4 Vida útil de pryect 11 5.1.5 Vlumen de tránsit y tasa de crecimient 11 5.1.6 Ceficiente de drenaje (nii) 11 5.1.7 Cnfiabilidad (R, Z R, S ) 13 5.1.8 Módul de resitiencia (M r ) 15 5.1.9 Ceficiente de capa (a ) 18 5.1.1 Númer estructural (SN) 114 5.2 Aplicación del Métd AASHT para el diseñ del paviment flexible de la ampliación del cuerp existente de la Carretera Federal de ds carriles Puebla-Tehuacán, tram Tepeaca-Tecamachalc 114 5.2.1 Cálcul de ls factres de carga equivalentes para paviment de tip flexible 115 5.2.2 Cálcul del ttal de ejes equivalentes en el carril de diseñ para paviment de tip flexible 119 5.2.3 Diseñ del paviment pr el métd AASHT para paviments de tip flexible 122 DISEÑ ESTRUCTURAL PARA PAVIMENTS RÍGIDS 129 6.1 Esfuerzs en paviments rígids 13
6.1.1 Esfuerzs debids al tránsit 13 6.1.2 Esfuerzs debid a la temperatura 132 6.1.3 Esfuerzs debid al apy 133 6.2 Métd AASHT para el diseñ de paviments rígids 134 6.2.1 Ceficiente de Transferencia de Carga (J) 135 6.2.2 Módul de ruptura (S'c) 138 6.2.3 Módul de elasticidad del cncret (Ec) 141 6.2.4 Módul de reacción (K) 141 6.3 Aplicación del Métd AASHT para el diseñ del paviment rígid para el cuerp nuev de ds carriles de la Carretera Federal Puebla - Tehuacan, tram Tepeaca - Tecamachalc 144 6.3.1 Cálcul de ls factres de carga equivalentes para paviment de tip rígid 145 6.3.2 Cálcul del ttal de ejes equivalentes en el carril de diseñ para paviments de tip rígid 148 6.3.3 Diseñ del paviment pr el métd AASHT para el diseñ de paviments rígids 151 7. DISEÑ DE JUNTAS EN LS PAVIMENTS DE TIP RÍGID 163 7.1 Juntas para paviments de tip rígid 164 7.2 Agrietamient pr cntracción 165 7.3 Efectividad de las juntas 165 7.4 Tips de juntas para paviments de tip rígid 168 7.5 Frmación de ranuras en el cncret fresc 182 7.6 Materiales para sellad de juntas 182
7.7 Aplicación para el diseñ de juntas del cuerp nuev de ds carriles de paviment de tip rígid para la Carretera Federal Puebla - Tehuacan, tram Tepeaca - Tecamachalc 188 7.7.1 Juntas transversales de cntracción 188 7 7.2 Juntas lngitudinales de cntracción 191 7.7.3 Juntas lngitudinales de cnstrucción 194 8. CNCLUSINES Y RECMENDACINES 195 BIBLIGRAFÍA 21 ANEX A Figura 3.3, Prcedimient auxiliar para la identificación de suels en el labratri S.U.C.S. ANEX B Tabla 5.11, Hja de cálcul para la btención de ls factres de carga equivalentes para paviment de tip flexible. Tabla 5.12, Hja de cálcul para la btención del ttal de ejes equivalentes en el carril de diseñ para paviments de tip flexible. Tabla 6.4, Hja de cálcul para la btención de ls factres de carga equivalentes para paviment de tip rígid. Tabla 6.5, Hja de cálcul para la btención del ttal de ejes equivalentes en el carril de diseñ para paviments de tip rígid.
INTRDUCCIÓN Es generalmente recncid que n pdrá darse un desarrll ecnómic sstenid ni equilibrad si n se cuenta cn la infraestructura adecuada, incluyend en ésta las redes carreteras, ferrviarias, urbanas, de puerts y aerpuerts La inversión en infraestructura es imprtante para incrementar la prductividad ecnómica y n debe pspnerse, pues n se puede alcanzar un desarrll de primer mund cn una infraestructura del tercer, pr l que es necesari igualar superar ls estándares de ls países cmpetidres. Debe tmarse en cuenta, además, que la infraestructura tma tiemp en planearse y desarrllarse, pr l que, generalmente, siempre se encuentra en desventaja en relación cn las necesidades. Una buena inversión en infraestructura, bien planeada y dimensinada, se traduce en desarrll ecnómic. Al respect, ls países de la Cuenca del Pacífic recncen que el ]
2 25% de la inversión en infraestructura se recupera aprximadamente en el primer añ de peracines. En el sen de la Cmunidad Eurpea se ha detectad un increment en el mvimient de carga y pasajers que, según las expectativas, puede duplicarse en mens de 2 añs, l cual requiere la existencia de una adecuada red de infraestructura de transprte, que en este mment n está cmpletamente adaptada ni para recibir el fuerte crecimient del tránsit ni para enfrentar ls cambis que el transprte mdern está requiriend, al punt que ha llegad a establecerse que el éxit del mercad de la Cmunidad Eurpea está cndicinad a la existencia de dicha red. Cuand la infraestructura vial es eficiente y adecuada, se realiza cn facilidad el transprte de persnas, bienes y servicis, l que prmueve el desarrll ecnómic. Pr tr lad, aún cuand el aparat prductiv lgrara avances ntables en cuant a tecnlgía, prductividad y cmpetitividad, ls beneficis ecnómics n pdrían cncretarse sin el respald de cmunicacines eficiente. En cas cntrari se generarían cuells de btella que pndrían en seri riesg el futur del país. En el actual cntext mundial, Méxic n puede rezagarse, deberá hacer el mayr esfuerz del que sea capaz para cupar el lugar que le crrespnde dentr de este nuev rden ecnómic. Un de ls aspects priritaris será el desarrll de su infraestructura vial, aplicand una equilibrada cmbinación de recurss humans, materiales y tecnlógics. Cm pdrá bservarse, para alcanzar niveles más alts de desarrll, el país requerirá mdernizar y ampliar su infraestructura cn bjet de que puedan satisfacerse ls requerimients de aliments, vivienda, agua, transprte, etcétera; necesitará inicialmente recncer l que existe de esas infraestructuras y valrar l que se requiera par un futur a median plaz. En cncret, en el cas de las vías terrestres, que cnstituyen una de las infraestructuras más imprtantes de un país, dada su función generadra del crecimient ecnómic, su
3 participación en la cadena prductiva y pr ser el factr básic en el crecimient de tras ramas prductivas, es imprtante evaluar l existente, analizar las experiencias adquiridas en ls últims tiemps y planear las necesidades para el crt y median plazs, cnsiderand ls requerimients de ls nuevs escenaris. La infraestructura física del transprte de nuestr país en términs generales es la siguiente: La red nacinal carretera cmprende uns 335 kilómetrs de ls cuales 11, aprximadamente, se encuentran pavimentads, incluyéndse en ells alrededr de 8 kilómetrs de autpistas y carreteras de altas especificacines. En esta red circula una flta de cerca de 15 millnes de vehículs autmtres. Debe mencinarse que ls paviments existentes sn principalmente de tip flexible, aunque existen alrededr de uns mil kilómetrs de carreteras cn paviment rígid. Pr tra parte, aprximadamente 53% de la red tiene más de 3 añs y slamente 16% tiene mens de 15 añs; 21% sprta tránsits diaris de más de 5 vehículs, y slamente 61% de la red se encuentra en estad de regular a buen. Pr esta red se mueve pc más del 8% de la carga y cerca del 99% de pasajers en el ámbit nacinal. En las últimas décadas del sigl anterir era cmún señalar las metas que en varis rubrs de la infraestructura necesitaban ser alcanzadas para llegar a determinads niveles de desarrll ecnómic, teniend cm referencia el añ 2. Hy en día, se están fijand nuevas referencias y nuevas metas en las cuales se tmarán en cuenta tant ls rezags cm ls nuevs requerimients para un laps de 2 añs. Es imprtante señalar que de n atenderse ls prcess de cambi requerids, se crre el riesg de que el país sea rebasad pr la dinámica del cambi mundial, cn las graves cnsecuencias que est supndría. Para las carreteras en las próximas ds décadas, la red pavimentada deberá alcanzar ls 15 kilómetrs, y se requerirán uns 12 kilómetrs adicinales de autpistas y carreteras de altas especificacines. Deberá incrementarse la inversión destinada a la cnservación y
4 mdernización de la red. Se deben diseñar las carreteras cn las especificacines requeridas para garantizar su durabilidad, seguridad y ecnmía, utilizand materiales y prducts cn especificacines que tmen en cuenta su cmprtamient a larg plaz. Además deberá hacerse una aplicación más intensa de túneles y viaducts. Las carreteras existentes deberán refrzarse y ampliarse para dar cabida a vlúmenes mayres de tránsit, principalmente pesad. Será imprtante efectuar un análisis de ls prblemas currids en las bras realizadas en las ds últimas décadas, así cm de su cmprtamient, para adecuar ls prcedimients de diseñ, cnstrucción y cntrl de calidad. Habrá que incrprar a las regines más atrasadas del país, para su inserción en la dinámica ecnómica. En Méxic un de ls principales bjetivs del gbiern federal, es tener una infraestructura carretera que cubra las necesidades del país y est es psible ya que la ingeniería, man de bra, materiales y pryects carreters sn cien pr cient mexicans. En la actualidad tdas las empresas e institucines requerirán de una sólida base tecnlógica basada en la investigación pues un gran númer de vehículs ha saturand la red carretera nacinal, aumentand de md cnstante, pr l que se ha decidid reacndicinar las carreteras de ds carriles a cuatr carriles más mdernizand ls trams de dble circulación y en dnde se requiere de una cuantisa inversión para cubrir la mayr parte de la infraestructura antes mencinada. Cn el fin de abatir csts en la cnstrucción se aplican nuevas técnicas en las diferentes capas ya sean de terracerías ó de pavimentación, utilizand ls materiales prpis del lugar dnde se realiza la bra de acuerd a las nrmas y especificacines para evitar grandes acarres de materiales. En znas en plen desarrll dnde significativamente se bservan que sn imprtantes ls csts de peración que representan cinc mil vehículs diaris 1 más, puede representar treinta cincuenta veces el cst de cnstrucción.
5 Actualmente al pryect se le destina sól una milésima parte del cst ttal del transprte, l cual es insuficiente, es necesari gastar invertir más en ls pryects para mejrar su calidad y que est ns permita btener ahrrs significativs en la etapa de cnstrucción y sbre td en la etapa de peración. Definitivamente para el futur l imprtante será lgrar mejres pryects en ls que ls csts sean ís mínims. Hy día, nuestr país exprta tecnlgía de pryect y cnstrucción a diferentes países de Centramérica cm Guatemala, Nicaragua, Panamá, Hnduras, Blivia, Perú y Paraguay cn ingeniers, pryectistas, supervisres, tpógrafs, etc. En el desarrll de este trabaj de tesis se realizarán tres evaluacines de la capacidad vial de la Carretera Federal de ds carriles Puebla-Tehuacán, tram Tepeaca-Tecamachalc, del KM 37+ al KM 55+, en el Estad de Puebla. La primera será tmand en cuenta su situación actual, es decir, ds carriles y las tras ds serán para ds diferentes prpuestas de ampliación a cuatr carriles. Psterirmente se presentará el estudi getécnic de la zna dnde también se incluyen ls prcedimients para cnseguirl, seguid de ls criteris y prcedimients para el diseñ de la ampliación a cuatr carriles de esta Carretera Federal pr medi del métd AASHT (adaptad para Méxic) para ls ds tips de paviments, es decir, tant para paviment de tip flexible (cncret asfáltic) cm para el de tip rígid (cncret hidráulic), además de que para el paviment de tip rígid, se incluye también el diseñ de las juntas transversales de cntracción, así cm el de las juntas lngitudinales de cntracción y cnstrucción. Es necesari mencinar que el estudi que nrmalmente cupan ls Gbierns Estatales y el Gbiern Federal para cncer el nivel de servici al que pera un camin es precisamente el que se presenta en este trabaj, que es el estudi de capacidad vial. Además que el métd de diseñ tant para paviments de tip flexible y rígid que se exige se presente dentr de ls pryects de carreteras que cncursan ls Gbierns Estatales y el Federal es el Métd AASrfT, eí cual se explica su aplicación en este trabaj y n sóí es, sin que el Métd
6 AASHT descrit en esta tesis cntiene algunas adaptacines para su mejr funcinamient a!a hra de diseñar paviments para nuestr país. Para este trabaj de tesis, además del apy didáctic, ls trabajs de investigación, así cm ls diseñs se basan en las experiencias que a la fecha se tienen en la Secretaría de Cmunicacines y Transprtes Federal pr medi de la Dirección General de Carreteras Federales en cuant a la cnstrucción de diferentes trams carreters en la República Mexicana.
1. CLASIFICACIÓN DE LAS CARRETERAS 1.1 Pr transí tabilidad. Crrespnden a las etapas de cnstrucción de la carretera y se dividen en: Terrecerías: cuand se ha cnstruid la sección de pryect hasta su nivel de capa subrasante, transitable en tiemp de secas. Revestida: cuand sbre la capa subrasante se ha clcad ya una varias capas de material granular y es transitable en td tiemp. Pavimentada: cuand sbre la capa subrasante se ha cnstruid ya ttalmente el paviment. 7
8 1.2 Pr el aspect administrativ. Federales: cuand sn cnstruidas pr el Gbiern Federal y se encuentran a su carg la peración, vigilancia y cnservación de estas. Estatales: cuand sn cnstruidas pr ls Gbierns de ls Estads y la peración, vigilancia y cnservación de estas carreteras también están a carg de ls estads. Rurales: cuand sn cnstruids pr el Gbiern Federal pr ls Gbierns de ls Estads y su peración, vigilancia y cnservación se encuentran a carg de la Entidad que l cnstruyó. De Cuta: las cuales quedan a carg de la dependencia ficial descentralizada denminada Camins y Puentes Federales de Ingress y Servicis Cnexs (CAPUFE) y tras cm las autpistas carreteras cncesinadas a la iniciativa privada pr tiemp determinad, siend la inversión recuperable a través de cutas de pas. La tercera, es la clasificación Técnica ficial 2 que ns permite distinguir en frma precisa la categría de un camin, ya que tma en cuenta ls vlúmenes de tránsit durante su vida útil y las especificacines técnicas que deben aplicarse al pryect ejecutiv. En Méxic, la Secretaría de Cmunicacines y Transprtes (S.C.T.) clasifica técnicamente a las carreteras de la manera siguiente: 1.3 Clasificación técnica ficial. Tip Especial: para tránsit prmedi diari anual (TPDA) superir a 3, vehículs, equivalente a un tránsit hrari máxim anual de 36 vehículs más ( sea un 12% del T.P.D.).
9 Ests camins requieren de estudis especiales, pudiend tener una crna de ds cuatr carriles en un sl cuerp, designándse cm A2 y A4, respectivamente, cn cuatr carriles en ds cuerps diferentes designándse cm A4S. Tip A: para un tránsit prmedi diari anual (TPDA) de 1,5 a 3,, equivalente a un tránsit hrari máxim anual de 18 a 36 vehículs (12% del T.P.D.). Tip B: para un tránsit prmedi diari anual (TPDA) de 5 a 1,5, equivalente a un tránsit hrari máxim anual de 6 a 18 vehículs (12% del T.P.D.). Tip C: para un tránsit prmedi diari anual (TPDA) de 5 a 5, equivalente a un tránsit hrari máxim anual de 6 a 6 vehículs (12% del T.P.D.). 1.4 Clasificación pr su nivel de servici. El nivel de servici es una medida cualitativa para caracterizar las cndicines de peración del tránsit. Se han establecid seis niveles de servici denminads: A, B, C, D, Ey F, que van del mejr al per. Ésta clasificación se refiere a la capacidad de una infraestructura, que a su vez se define cm la máxima razón hraria, en la cual ls vehículs pueden pasar pr un punt, una sección unifrme un carril de un camin durante un perid de tiemp dad baj las cndicines prevalecientes del camin (características físicas), el tránsit (distribución en tiemp y espaci y a su cmpsición vehicular) y de cntrl (semáfrs y señales restrictivas).
1 1.5 Selección de la clasificación para evaluar la Carretera Federal de ds carriles Puebla-Tehuacán, tram Tepeaca-Tecamachalc, del KM 37+ al KM 55+, en el Estad de Puebla. La Secretaría de Cmunicacines y Transprtes Federal pr cnduct del Centr SCT Puebla y cn el bjet de mejrar la cmunicación entre la zna sur-riente del Estad de Puebla entre las ciudades de Puebla, Tepeaca y Tecamachalc principalmente así cm sus punts intermedis, tiene cntemplada la ampliación en un futur próxim de la Carretera Federal de ds carriles Puebla Tehuacan, en el tram Tepeaca-Tecamachalc, del KM 37+ al KM 55+, pr l tant se requiere de una clasificación que pueda evaluar el cuerp actual, así cm sus ftituras prpuestas de ampliación. Debid a l anterir, la clasificación que se utilizará es la clasificación pr su nivel de servici, ya que ns permite realizar una evaluación de la carretera actual además de las prpuestas de ampliación tmand en cuenta las cndicines de peración del tránsit, resultand al final cn una medida cualitativa que ns permitirá definir en cuál de ls seis niveles de servici se encuentran ya sea la carretera actual las diferentes prpuestas de ampliación (A, B, C, D, E y F) referida a la capacidad de la infraestructura. Ésta clasificación es la que se utilizará para saber cual es el nivel de servici actual de la Carretera Federal Puebla - Tehuacan tram Tepeaca - Tecamachalc, así cm su nivel de servici futur cn las ds prpuestas de ampliación, la primera se refiere a ampliar la carretera a 4 carriles cn un sl cuerp (n dividida), cn una crna de 21.2m, barrera central de 1.2m, cuatr carrriles de 3.5m cada un, actamients interires de.5m y actamients exterires de 2.5m, td cnstruid de cncret hidráulic, cm se muestra en la figura 1.1 (sección tip 1).
11 La segunda prpuesta cntempla la ampliación a 4 carriles ampliand el cuerp actual de ls 7.5m de crna que tiene actualmente a 1m para dar cabida a 2 carriles de 3.5m cada un cn actamient interir de.5m y actamient exterir de 2.5m, cnservand el mism tip de paviment que tiene actualmente, que es el de tip flexible, además de cnstruir un cuerp ttalmente nuev cn tip de paviment rígid separad de la crna del cuerp actual pr 3m, cn crna de 1.5m, para aljar 2 carriles de 3.5 cada un cn actamient interir de lm y actamient exterir de 2.5Üm, cm se muestra en la figura 1.2 (sección tip 2) Después del análisis de la capaciadad vial actual, se decidirá si es necesari efectuar la cnstrucción de una ampliación, y de ser así, para cada prpuesta de ampliación se realizará el análisis de capacidad vial para saber cual será el nivel de servici de cada una de las prpuestas. De resultar necesari la ampliación, para la selección de las prpuestas se tmará en cuenta, el tip de paviment actual, el tip de paviment rígid flexible cn el que se cnsidera realizar la ampliación, de las cndicines de cimentación, de la dispnibilidad lcal del material, de ls csts relativs, del tráfic pryectad, del mantenimient del tráfic durante la cnstrucción y de ls métds de cnstrucción, de la frecuencia de la necesidad de dar servici a las instalacines subterráneas dentr de la zna pavimentada, del clr del paviment, y de si se está cnsiderand la cnstrucción pr etapas.
2. CAPACIDAD VIAL 2.1 Cncepts Generales En la planeación, pryect y peración de las bras viales, ls análisis de capacidad juegan un papel prepnderante, pues permiten estimar las máximas magnitudes de tránsit perables, mientras se mantengan ls atributs que caracterizan la calidad del fluj vehicular. En general, la capacidad de una infraestructura se define cm la máxima razón hraria, en la cual ls vehículs pueden pasar pr un punt, una sección unifrme un carril de un camin durante un perid de tiemp dad baj las cndicines prevalecientes del camin, el tránsit y de cntrl. 14
15 Hay que recncer el carácter estcásúc de la capacidad, í que la ascia a una cieña prbabilidad, pr l que puede ser mayr menr en un instante dad. Finalmente, la capacidad se define para cndicines prevalecientes, que sn factres que al variar la mdifican, ésts pueden agruparse baj ls siguientes rubrs. Cndicines de la bra. Se refieren a las características físicas de la infraestructura (de tránsit cntinu discntinu, cn sin cntrl de access, dividida n, de ds más carriles, etc.), al desarrll de su entrn y a las características gemétricas (anch de carriles y actamients, bstáculs laterales, velcidad de pryect, restriccines para el rebase y características de ls alineamients). En alguns prcedimients, la gemetría suele caracterizarse pr el tip de terren en dnde se alja la bra, plan, lmerí mntañs. Esta gemetría cnsidera, más que la rgrafía del terren prpiamente dicha, las características perativas de ls vehículs al circular pr las carreteras aljadas en ese tip de terren. Asi, un terren plan se ascia a ls camins cn una gemetría tal que permite a ls vehículs pesads sstener las mismas velcidades que ls autmóviles, en cambi, un terren mntañs, se ascia cn ls camins en ls que ls vehículs pesads peran a velcidades de régimen, en distancias significativas a intervals frecuentes. Cndicines del tránsit. Se refieren a su distribución en tiemp y espaci y a su cmpsición en tips de vehículs pesads (más de cuatr llantas), que a su vez pueden ser camines, autbuses y recreativs. Cndicines de cntrl. Se refieren a dispsitivs para el cntrl del tránsit, tales cm semáfrs y señales restrictivas (alt, ceda el pas, n estacinarse, sól vuelta a la izquierda, etc.). El nivel de servici es una medida cualitativa para caracterizar las cndicines de peración del tránsit. Se han establecid seis niveles de servici denminads: A, B, C, D, E y F, que van del mejr al per. Las medidas para definir ests niveles dependen del tip de bra, así:
16 bras cn tránsit cntinu Autpistas Segments básics Densidad Entrecruzamients Velcidad media de viaje Vías de enlace Vlumen Carreteras Multicarriles Densidad De ds carriles Demra prcentual bras cn tránsit discntinu Calles Segments y trams Velcidad media de viaje Interseccines cn Semáfrs Demras Interseccines simples Capacidad remanente En las bras en dnde las medidas están relacinadas cn el fluj de tránsit (cn tránsit cntinu principalmente), a cada nivel de servici le crrespnde un vlumen de servici, except para el nivel F en dnde el tránsit es inestable. La definición del vlumen de servici es igual a la de capacidad, per se agrega : y - baj las cndicines de peración crrespndientes al nivel de servici cnsiderad.
17 Las medias básicas para caracterizar el fluj del tránsit sn; 1. Velcidad 2. Vlumen y/ Vlumen de Demanda Máxim 3. Densidad 1. La velcidad (V) se define cm una razón de mvilidad, expresada en distancia pr unidad de tiemp. Cm en el tránsit intervienen varis vehículs, para fines de capacidad se cnsidera la velcidad media de viaje (V )> definida cm: - = n x L n X ti 1 = 1 en dnde L es la distancia recrrida, tj es el tiemp emplead pr el vehícul i para recrrerla, incluyend demras y n es el númer de vehículs cnsiderads en la muestra, que debe ser estadísticamente representativa. (2.1) 2. Vlumen (V) y Vlumen de demanda máxim (VD). Sn ds medidas para cuantifícar el tránsit que pasa pr un punt, el de un carril camin durante un interval de tiemp determinad, ests términs se definen cm sigue: Vlumen: Númer ttal de vehículs que pasan pr un punt dad una sección carril de un camin durante un interval de tiemp dad; el vlumen se expresa en términs anuales, diaris, hraris períds menres de una hra.
2 Así, un segment de camin cn un Vlumen de Demanda Máxim de 1, vph (vehículs pr hra) y una velcidad media de viaje de 8 kph (kilómetrs pr hra) tendrá una densidad de: D = 1, vph / 8 kph = 12.5 vpk (vehículs pr kilómetr) La densidad es un parámetr crític que describe la peración del tránsit. Esta describe la prximidad de un vehícul a tr, y refleja la libertad de manibra dentr del fluj del tránsit. En la práctica se han bservad regularidades en las fluctuacines estacinales, mensuales, diarias y hrarias de ls vlúmenes de tránsit de acuerd cn las actividades sciecnómicas del área servida pr la carretera. Para fines de capacidad l que ns interesa sn ls vlúmenes hraris máxims prque representan las cndicines críticas desde el punt de vista perativ. Sin embarg, n es fácil seleccinar ese vlumen, tradicinalmente se ha recurrid al vlumen hrari de pryect, definid pr la prprción (K) del vlumen de Tránsit Diari Prmedi Anual (TPDA) de la trigésima a la centésima hra de más alt vlumen en el añ, el cual está cmprendid entre el 8 y el 16 % del Tránsit Diari Prmedi Anual. 2.2 Capacidad vial de carreteras de ds carriles. Carreteras. Baj esta denminación se designan a las vías rurales suburbanas cuyas características esenciales sn el fluj cntinu, pueden n tener faja separadra central y acces n cntrlad. Se cnsideran ds tips de carreteras: Las de ds carriles y las de carriles múltiples. Las carreteras de ds carriles sn las que tienen un carril pr sentid, y ls rebases a ls vehículs lents se efectuarán en el carril nrmalmente destinad al tránsit puest cuand
21 así l permiten las cndicines del camin y del tránsit, Cuand ls intervals entre vehículs que circulan en dirección puesta sn pequeñs las distancias de visibilidad sn insuficientes, ls rebases se dificultan, frmándse grups de vehículs encabezads pr un vehícul lent que define la velcidad del grup, casinand cn ell demras a ls demás vehículs; es pr ell que la medida básica para caracterizar el nivel de servici es la demra prcentual. tras medidas que también se utilizan para este fin, aunque de manera secundaria, sn la velcidad media de viaje y la fracción de utilización de la capacidad. La demra prcentual se define cm la medida del prcentaje de tiemp perdid pr ls vehículs cuand se ven bligads a circular en grups pr n pder rebasar a vehículs lents. Cm esta demra es difícil medir, se cnsidera al prcentaje de vehículs que viajan cn intervals menres a cinc segunds cm una medida indicativa de la demra prcentual. La velcidad media de viaje y la utilización de la capacidad (relación V/c), se definen de la misma frma que para tras bras viales. EL análisis de estas carreteras es similar, en estructura, al de segments básics de autpistas y de carreteras de carriles múltiples; sin embarg, las variables y factres de la expresión básica de análisis cnsidera las particularidades de este tip de bras. Tal expresión es: (VSJs = c (V/c)i f f A f P fvp (2.4) en dnde. (VS)i = Vlumen de servici para el nivel de servici I, en vph, en ambs sentids de circulación. Este vlumen de servici puede cnvertirse a vlumen multiplicándl pr el Factr de Hra de Máxima Demanda. Cuand n se cnce este factr, puede utilizarse ls valre de la tabla 2.1. c - Capacidad en cndicines ideales en ambas direccines (28 autmóviles pr hra, aph).
Máxima relación vlumen/capacidad asciada al nivel de servici i Se btiene de la Tabla 2.2 cuand el análisis es generalizad, est es cuand se cnsideran trams largs de carretera cn características más mens unifrmes cuand se analizan tangentes cn pendientes menres de 3% cn lngitudes menres que 8 m. Las tangentes cmpuestas pueden sustituirse pr tangentes equivalentes de la misma lngitud y una pendiente calculada de acuerd al ascens. Factr de ajuste pr efect de la distribución direccinal. Se btiene de la tabla 2.2.4 de acuerd cn la distribución bservada, que usualmente varía entre 55/45 y 7/3; aunque en camins turístics puede ser hasta de 8/2. Factr de ajuste pr efect de restriccines en el anch del carril y actamients distancia a bstáculs laterales. Se btiene de la tabla 2.5. Factr de ajuste pr efect sbre ls autmóviles de la pendiente de tangentes verticales. Es igual a un si el análisis es generalizad, per en análisis de pendientes específicas se calcula cn la expresión: f p =(\+p p i p y (2.5) en dnde el factr P p es la prprción de autmóviles en la crriente de tránsit e I p el factr de restricción para autmóviles, definid pr: I p = (.2 x(e-e )) (2.6)
23 siend E ls autmóviles para la pendiente especifica y E ls autmóviles equivalentes para pendiente (Tabla 2.7). Factr de ajuste pr efect de vehículs pesads. Para análisis generalizads se btiene la expresión. f VT ={P P+ P c E c+ P R E R+ P B E B y (2.7) siend Pp, Pe, PR y PB las prprcines de autmóviles, camines, vehiculs recreativs y autbuses, respectivamente, y E c, E R, y EB ls autmóviles equivalentes respectivs, que se btienen de la tabla 2.6 para análisis de pendientes específicas este factr se btiene cn la expresión. JVP ~ (.-*/> "*" *VP ~*~ ^VP ) (2.8) siend Pp y Pvp las prprcines de autmóviles y vehículs pesads y Eyp ls autmóviles equivalentes pr vehícul pesad, determinads pr la expresión: E lt =\ + (Q.25 + P c i vp )(E-\) (2.9) en dnde Pc/vp es la prprción de camines en relación cn el ttal de vehículs pesads y E ls autmóviles equivalentes determinads de la Tabla 2.7.
24 Para análisis generalizads, la capacidad de un ciert tram puede circularse cn la expresión básica, cnsiderand nivel de servici E. Se bserva de la Tabla 2.2 que, en ese cas, la relación VS/c es menr a 1. para terren de lmerí y mntañs, pues en ess tips de terren n se puede btener la capacidad ideal de 28 aph. Para análisis de tangentes específicas cn pendientes ascendentes de 3% más, la determinación de la capacidad vlumen de servici a nivel E n se puede hacer en frma directa, ya que la velcidad a la que curre depende de la pendiente y lngitud de la tangente. Esta velcidad (V e ), en kph, depende del vlumen en vehículs pr hra (V). F e =4 + 6x(F/1) 2 (2.1) Pr l tant, para determinar la capacidad deberá encntrarse la intersección entre la curva representada pr la expresión anterir, válida hasta velcidades de 64 kph y la del vlumen - velcidad asciand a ls valres btenids cn la expresión básica, las velcidades medias cnsideradas en la Tabla 2.7.
25 Tabla 2.1 Factres de hra máxima para carreteras de ds carriles, basads en distribución aleatria de fluj PARA DETERMINACINES DE NIVEL DE SERVICI VPH AMBAS DIRECCINES 1 2 3 4 5 6 7 8 9 FHMD.83.87.9.91.91.92.92.93 VPH AMBAS DIRECCINES 1 11 12 13 14 15 16 17 18 >19 FHMD.93.94.94.94.94.95.95.95.95.96 PARA DETERMINACINES D E VLÚMENES DE SERVICI NIVEL DE SERVICI A B C D FACTR HRA DE MÁXIMA DEMANDA.91.92.94.95 E 1.
26 Tabla 2.2 Niveles de servici para análisis generalizad de las carreteras de ds carriles, ambas direccines. TIP DE TERREN NS DP VEL RELACIÓN V/c ( c ) PARA CARRETERAS CN (a) (b) LNGITUD DE REBASE RESTRINGID EN: % 2% 4% 6% 8% 1% A 3 93.15.12.9.7.5.4 B 45 88.27.24.21.19.17.16 PLAN C 6 83.43.39.36.34.33.32 D 75 8.64.62.6.59.58.57 E F 9 1 72 1. (d) 1. (d) 1. (d) 1. (d) 1. (d) 1. (d) A 3 91.15.1.7.5.4.3 B 45 86.26.23.19.17.15.13 LMERÍ C D E F 6 75 9 1 82 78 64.42.62.97 (d).39.57.54 (d).35.52.92 (d).32.48.91 (d).3.46.9 (d).28.43.9 (d) A 3 9.14.9.7.4.2.1 B 45 86.25.2.16.13.13.1 MNTAÑS C 6 78.39.33.28.23.2.16 D 75 72.58.5.45.4.37.33 E 9 56.91.87.84.82.8.78 F 1 (d) (d) (d) (d) (d) (d) (a) Límite superir de la demra prcentual (DP), en prcentaje. (b) Límite inferir de la velcidad media de viaje, en kph. Esta cifra es infrmativa y se aplica cuand la velcidad de pryect es al mens de 1 kph (velcidad en cndicines ideales). (c) La relación V/c está referida a c = 28 aph en ambas direccines. El prcentaje de rebase restringid puede estimarse cn el de lngitud de carretera cn distancias de visibilidad menres a 45 m. (d) Muy variable; el límite crrespnde al nivel de servici E.
27 Tabla 2.3 Niveles de servici en tangentes verticales específicas de carreteras de ds carriles. PEND. NIVEL VELCI RELACIÓN V/c (b) PARA TANGENTES CN TANG. DE DAD LNGITUD DE REBASE RESTRINGID DE: VERT SERVI (KPH) (%) CI (a) % 2% 4% 6% 8% 1% 3 A 88.27 1.23.19.17.14.12 B 8.64.59.55.52.49.47 C 72 1..95.91.88.86.84 D 64 1, 1. 1. 1. 1. 1. 4 A 88.25.21.18.16.13 lí B 8.61.56.52.49.47.45 C 72.97.92.88.85.83.81 D 64 1. 1. 1. 1. 1. 1. 5 A 88.21.17.14.12.1.8 B 8.57.49.45.41.39.37 C 72.93.84.79.75.72.7 D 64.98.96.95.94.93.92 6 A 88.12.1.8.6.5.4 B 8.48.4.35.31.28.26 C 72.85.76.68.63.59.55 D 64.97.91.87.83.81.78 E 4-64 1..99.99.98.98.98 7 A 88...... B 8.34.27.22.18.15.12 C 72.77.65.55.46.4.35 D 64.93.82.75.69.64.59 E 4-64 1..95.92.9.88.86 (a) Velcidad media de viaje en la tangente vertical.
28 (b) Relación V/c referida a 28 aph en ambas direccines. El prcentaje de rebases restringid puede estimarse del prcentaje de lngitud cn distancias de visibilidad mayres a 45 m. (c) La velcidad exacta a la cual curre la capacidad varía cn el prcentaje y lngitud de la pendiente, cmpsición del tránsit y del vlumen. Nta: Interplar para valres intermedis de rebase restringid. Redndear la pendiente al valr próxim más alt. Tabla 2.4 Factres de ajuste pr distribución direccinal en carreteras de ds carriles DISTRIBUCIÓN DIRECCINAL SENTID 1/SENTID 2 1/ 9/1 8/2 7/3 6/4 5/5 4/6 3/7 PARA ANÁLISIS GENERALIZAD.71.75.83.89.94 1. PARA ANÁLISIS DE TANG. ESPECÍFICAS (SENT. 1 ASCENDENTE).58.64.7.78.87 1. 1.2 1.5
29 Tabla 2.5 Factres de ajuste pr efect de restriccines en el anch de carril y de actamients en carreteras de ds carriles. ANCH DE ACTAMIENT EN M (a) 1.8 1.2.6. ANCH DE CARRIL, EN M. Y NIVEL DE SERVICI (b) 3.5 3.3 3. 2.7 A -D E A -D E A -D E A -D E 1. 1..92.97.81.93.7.88.93.94.85.92.75.88.65.82.84.87.77.85.68.81.58.75.7.76.65.74.57.7.49.66 (a) Usar anch medi si ls actamients tienen anchs diferentes, (b) Para analizar trams específics cnsidere NS = E para velcidades menres a 72 kph. Tabla 2.6 Autmóviles equivalentes para análisis generalizad de carreteras de ds carriles. TIP DE VEHÍCUL SÍMBL NIVEL DE SERVICI PLAN TIP DE TERREN LMERÍ MNTAÑS A 2. 4. 7. CAMIÓN Ec B-C 2.2 5. 1. D-E 2. 5. 12. RECREACINAL ER A B-C 2.2 2.5 3.2 3.9 5. 5.2 D-E 1.6 3.3 5.2 A 1.8 3. 5.7 AUTBUS E B B-C 2. 3.4 6. D-E 1.6 2.9 6.5
3 2.3 Análisis de la capacidad vial de la carretera federal de ds carriles Puebla - Tehuacan, tram Tepeaca - Tecamachalc. (situación actual) Ls dats para llevar a cab el análisis de capacidad ñiern tmads del libr de dats viales 23 de la Secretaría de Cmunicacines y Transprtes Federal. Dats Básics Velcidad de pryect (kph) Númer de carriles Anch de crna (m) Anch de cada carril (m) Anch de ttal de actamients (m) Tip de terren Restricción a rebases (%) Tránsit diari prmedi anual (TDPA) = Vlumen hrari (vph) Distribución direccinal (%) Taza de crecimient anual (%) Cmpsición: A (% autmóviles) B (% autbuses) C (% camines) R (% vehículs recreativs) 6 2 7.5 3.75 Plan 5 12969 12 6/4 3 68 12 2 Factr Hra de Máxima Demanda. (Tabla 2.1, para Vlumen (vph) = 12) FHMD-.94
Vlumen de Demanda Máxima. VDM = Vlumen/FHMD^ 1277 vph Niveles de servici para análisis generalizad de carreteras de ds carriles. Ambas direccines. La relación V/c está referida ac- 28 aph en ambas direccines. (Tabla 2.2 cn rebase restringid a 5 % y terren pian) V/c = V/c = V/c* V/c- V/c-.135.255.42.635 1. NS-A NS = B NS = C NS = D NS = E Factr de ajuste pr distribución direccinal en carreteras de ds carriles. (Tabla 2.4 cn distribución 6/4) fd = fd = fdfd = fd =.94.94.94.94.94 NS = A NS=B NS = C NS = D NS-E Factr de ajuste pr efect de restriccines en el anch de carril y de actamients en carreteras de ds carriles. (Tabla 2.5 cn anch de carril de 3.75 y actamient de ) fa = fa = fa = fa = fa =.7.7.7.7.88 NS-A NS = B NS-C NS = D NS = E
Autmóviles equivalentes para análisis generalizad de carreteras de ds NS = A NS-B NS = C NS = D NS-E 2.2 2.5 2.5 1.6 1.6 NS = A NS = B NS = C NS-D NS-E carriles. (Tabla 2.6 cn terren plan) EC = 2. EC- 2.2 EC- 2.2 EC- 2. EC- 2. ER- ER- ER- ER- ER = EB- EB- EB- EB = EB- 1.8 2. 2. 1.6 1.6 NS-A NS = B NS = C NS-D NS = E Factr de ajuste pr efect de vehículs pesads. De la fórmula (2.7) descrita anterirmente; fvp={pp+pce c +P R E R +P B E B r l Dnde la Cmpsición de Vehículs: A (% autmóviles) B (% autbuses) C (% camines) R (% vehículs recreativs) 68 12 2.68.12.2 (PP) (PB) (PC) (PR)
33.7716.7353.7353.7862.7862 NS-A fvp = NS=B fvp = NS-C fvp- NS-D fvp = NS = E fvp = Vlúmenes de servici. De la fórmula (2.4) descrita anterirmente: (VS) = c(v/c) f D f A fp fvp Dnde c es la capacidad en cndicines ideales en ambas direccines: c = 28 aph. Dnde FP es el factr de ajuste pr efect sbre ls autmóviles de la pendiente de tangentes verticales. Este factr es igual a un si el análisis es generalizad. FP=1 VSA = VSB- VSC = VSD = VSE = 192 346 569 92 1821 vph vph vph vph vph Tránsit diari prmedi anual para ls vlúmenes de servici. Vlumen de demanda máxim (VDM) = 1277 vph TDPA= 12969 VSA = 192 vph TDPA- 195 VSB = 346 vph TDPA= 3514
vsc = 569 92 vph vph TDPA = VSD- TDPA- 5779 9344 VSE = 1821 vph TDPA = 18494 Cnclusión. VSD- 92 vph VDM = 1277 vph VSE- 1821 vph "El nivel de servici al que pera actualmente es E ". Crecimient vehicular. Taza de crecimient anual = 3% = 1.3 AN 22 23 24 25 26 27 28 29 21 211 212 213 214 215 216 217 VDM 1277 1316 1356 1397 1439 1483 1528 1574 1622 1671 1722 1774 1828 1883 194 1999 TDPA 12969 13359 1376 14173 14599 1537 15489 15954 16433 16926 17434 17958 18497 1952 19624 2213
35 Vlumen de servici VSE = Añ 214 VDM- 1821vph 1828vph El nivel de servici F se alcanzaría en el añ 214 cn una tasa de crecimient de3 % anual Pryección de TDPA Regresión Lineal: Y = 487.4777 X - 963244.1 Calculad cn un crecimient del 3% anual: Ceficiente de Determinación R 2 = 1.862 AN TDPA AÑ TDPA (X) (Y) 22 12969 22 12687 23 13359 23 13174 24 1376 24 13662 25 14173 25 14149 26 14599 26 14637 27 1537 27 15124 28 15489 28 15612 29 15954 29 1699 21 16587 211 1774 212 17562 213 1849 214 18536 215 1924 216 19511 217 19999
36 Mediante la ecuación de regresión lineal. Pryección de TDPA Crecimient 3% anual Regresión linea! 25 i 2 < 15 P H 1 5 2 25 21 Añ 215 22 Nta: bserve la alta crrelación de la línea de tendencia. 2.4 Capacidad vial de carreteras de carriles múltiples. Carreteras. Baj esta denminación se designan a las vías rurales suburbanas cuyas características esenciales sn el fluj cntinu, pueden n tener faja separadra central y acces n cntrlad. Se cnsideran ds tips de carreteras: Las de ds carriles y las de carriles múltiples. Las carreteras de carriles múltiples sn las que tienen ds más carriles pr sentid, n tienen cntrl de acces y n necesariamente están divididas cm las autpistas. Estas
37 características generan ciertas interferencias y/ friccines entre ls flujs de tránsit, casinand que la peración sea de menr calidad que la btenida en autpistas. El análisis de estas carreteras es muy similar, en estructura, al de ls segments básics en autpistas; así: VS = CjXty/clxNxf. xf vp xf c xf T (2.11) en dnde las variables y factres tienen el mism significad que para las autpistas, except pr fr que crrespnde al factr de influencia del tip de carretera: dividida n dividida y rural suburbana. La diferencia entre carreteras divididas n divididas es la presencia ausencia de la faja separadra central. La diferencia entre rural suburbana depende del desarrll en las znas aledañas, que se traduce en la frecuencia de entradas y salidas a la carretera, cm pueden ser interseccines, estacinamients, access a servicis diverss, etc. En términs muy generales, una carretera cn más de seis entradas salidas pr kilómetr, se cnsidera urbana. VSi = Vlumen de servici pr sentid para el nivel de servici i, en vph. Este vlumen de servici puede cnvertirse a vlumen de pryect, multiplicándl pr el Factr de Hra de Máxima Demanda (FHMD). c = Capacidades pr carril en cndicines ideales. Es de 2 aphpc (autmóviles pr hra pr carril) para velcidades de pryect de 9 km/h mayres, y de 19 aphpc para velcidades menres. (V/c) = Máxima relación vlumen/ capacidad asciada al nivel de servici i (Tabla 2.7). N = Númer de carriles pr sentid.
fvp = {1+Pc (E C -1) + PB(EB-1) + PR(E R -1)}- 1 (2.12) 38 f A = Factr de ajuste pr efect de restriccines en el anch de carriles y bstáculs laterales (Tabla 2.8). fe ~ Factr de ajuste pr efect de ls cnductres. Es de 1. cuand están familiarizads cn la autpista; en cas cntrari varia entre.9 y.75. fvp = Factr de ajuste pr efect de vehículs pesads. Se calcula cn la expresión: en dnde Pe, PB y PR sn las prprcines de camines, autbuses y vehículs recreativs, Ec, EB y ER ls respectivs autmóviles equivalentes, que se btienen de la Tabla 2.1 cuand el alineamient vertical de la autpista n afecta significativamente la peración glbal. En general est curre cuand la lngitud de cada una de las tangentes verticales cn pendientes de 3% más, n es mayr de 8 metrs de 16 metrs, si las pendientes sn menres. La variable y factres de la fórmula principal se determinan cn ls misms criteris que para las autpistas, except pr ls límites de ls niveles de servici (Tabla 2.7) y pr ls factres de ajuste pr restriccines en anch de carril y bstáculs laterales en carreteras divididas (Tabla 2.8), que n tienen una cntraparte en autpistas, al igual que el factr fr> que tma valres de 1. ó.9 en carreteras divididas y.95 ó.8 en carreteras n divididas según sean rurales suburbanas.
Tabla 2.7 Niveles de servici en carreteras de carriles multiples NIVEL DENSIDAD VELCIDAD DE PRYECT, EN KPH DE 11 1-9 8 SERVICI a fe V (V/cY V b (v/cy & V (v/cy A 8 87.38 79.34 d d B 13 82.56 75.5 66.45 C 19 76.73 68.66 62.61 D 27 67.9 61.83 55.8 E 42 48 1. 48 1. 45 1. F e e e e e e e a. Límite superir de la densidad, en apkpc. b. Limite inferir de la velcidad media de viaje, en kph. c. Límite superir de la relación V/c. Multiplicada pr la capacidad del vlumen máxim de servici, que suele aprximarse a ls 5 vph. d. Nivel de servici n btenible. e. Pr ser fluj inestable puede variar hasta el límite del nivel E.
Tabla 2.8 Factr de ajuste pr restriccines del anch de carril y/ distancia a bstáculs laterales en carreteras de carriles múltiples, n divididas a. N. DIST. b BSTÁCULS EN UN LAD c BSTÁCULS EN AMBS LADS a DE A BS CARRI LES TÁCULS (M) AN CH DE C :ARRJL, Et Jm 3.5 3.3 3. 2.7 ANCH DE CARRIL, EN m 3.5 3.3 3. 2.7 > 1.8 1..95.89.77 NA NA NA NA 4 1.2.98.94.88.76 NA NA NA NA.6.95.92 86.75.94.91.86 NA..88.85.8.7.81.79.74.65 >1.8 1..95.89.77 NA NA NA NA 6 1.2.99.94.88.76 NA NA NA NA.6.97.93.86.75.96.92.85 NA..94.9 83.72.91.87.81.7 a. Para carreteras divididas use Tabla 2.4.3 (autpistas). b. Si ls bstáculs están a distancias diferentes, use la distancia media. c. Ls factres cnsideran el efect del tránsit en sentid puest. d. Pr ejempl, cuand se alja pila a la mitad de la calzada. NA = N Aplicable. Se usan factres para bstáculs en un lad.
41 Tabla 2.9 Factres de ajuste pr restriccines en el anch de carriles y bstáculs laterales en autpistas y en carreteras divididas de carriles múltiples. N Ambs DIST BST STACULS EN UN LAD Anchs de carril, en m. STACULS EN AMBS LADS Anchs de carril, en m. Sentids (1) 3.5 3.3 3. 2.7 3.5 3.3 3. 2.7 1.8 1..97.91.81 1..97.91.81 1.5.99.%.9.8.99.96.9.8 1.2.99.96.9.8.98.95.89.79 4.9.98.95.88.79.96.93.87.77.6.97.94.88.79.94.91.86.76.3.93.9.85.76.87.85.8.71..9.87.82.73.81.79.74.66 1.8 1..96.89.78 1..96.89.78 1.5.99.95.88.77.99.95.88.77 1.3.99.95.88.77.98.94.87.77 6-8.9.98.94.87.76.97.93.86.76.6.97.93.87.76.96.92.85.75.3.95.92.86.75.93.89.83.72..94.91.85.74.91.87.81.7 1. Alguns bstáculs, en particular barreras centrales especiales, n causan ningún efect en el tránsit; pr l tant ls factres deben aplicarse cn juici.
42 Tabía2.1 Autmóviles equivalentes para análisis generalizad de segments de autpista. TIP DE SÍMBL TIP DE TERREN VEHÍCUL PLAN LMERÍ MNTAÑS Camión E c 1.7 4. 8. Autbús E B 1.5 3. 5. Recreativ E R 1.6 3. 4. 2.5 Análisis de la capacidad vial de la carretera federal Puebla - Tehuacan, tram Tepeaca - Tecamachalc cn la prpuesta de ampliación a cuatr carriles "n dividida", (situación futura) Ls dats para llevar a cab el análisis de capacidad fuern tmads del libr de dats viales 23 de la Secretaría de Cmunicacines y Transprtes federal. Características de la prpuesta de ampliación: Carretera a 4 carriles cn un sl cuerp (n dividida), cn una crna de 2. m (n se tma en cuenta la barrera central de 1.2 m para este análisis), cuatr carrriles de 3.5m cada un, actamients interires de.5 m, actamients exterires de 2.5 m, td cnstruid de cncret hidráulic y una tasa de crecimient del 3%. (Ver "Sección Tip 1" ubicada en el capítul 1) Dats Básics Velcidad de pryect (kph) 9 Númer de carriles 4 Anch de crna (m) 2
Anch de cada carril (m) Anch del actamient exterir (m) Anch de] actamient interir (m) Anch de ttal de actamients (m) Tip de terren Tránsit diari prmedi anual (TDPA) (TDPA) pr sentid Vlumen hrari (vph) (vph) pr sentid Taza de crecimient anual (%) Cmpsición: A (% autmóviles) B (% autbuses) C (% camines) R (% vehículs recreativs) 3.5 2.5.5 6 Plan 12969 6485 12 6 3 68 12 2 Factr Hra de Máxima Demanda. (Tabla 2.1, para Vlumen (vph) = 12) FHMD =.94 Vlumen de Demanda Máxima. VDM = Vlumen pr sentid/fhmd = 639 vph Capacidades pr carril en cndicines ideales. auts pr hra Velcidad de = 9 kph c = 2 pr carril (aphpc) Niveles de servici en carreteras de carriles múltiples. (Tabla 2.7) V/c = V/c = V/c =.38.56.73 NS=A NS = B NS = C
V/c=.9 NS-D V/c = 1. NS-E Númer de carriles pr sentid. N- 2 N- 2 N = 2 N = 2 N = 2 carriles carriles carriles carriles carriles NS-A NS-B NS-C NS-D NS-E * Factr de ajuste pr efect de restriccines en el anch de carril y bstáculs laterales en carreteras de carriles múltiples n divididas. (Tabla 2.8 cn cuatr carriles y bstáculs a,5 m de distancia en un lad) fafa = fa = fa = fa =.95.95.95.95.95 NS-A NS-B NS-C NS=D NS-E Autmóviles equivalentes para análisis generalizad de segments de autpista. (Tabla 2.1 cn terren plan) EC- EC- EC- EC- EC- 1.7 1.7 1.7 1.7 1.7 NS = A NS = B NS = C NS-D NS-E EB- 15 NS-A EB- 1.5 NS = B EB- 1.5 NS = C
45 EB= 15 NS = D EB= 1.5 NS-E ER = ER- ER = ER = ER = 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6 NS=A NS-B NS-C NS = D NS = E Factr de ajuste pr efect de vehículs pesads. De la fórmula (2.12) descrita anterirmente: fvp = {1+ Pe (Ec-1) + PB (EB-1) + PR (ER-1)} Dnde la Cmpsición de Vehículs: A (% autmóviles) 68 B (% autbuses) 12 C (% camnes) 2 R (% vehículs recreativs).68.12.2 (PP) (PB) (PC) (PR) NS-A fvp = NS = B fvt = NS = C fvp = NS = D fvp = NS-E fvp =.833.833.833.833.833
Factr de ajuste pr efect de ls cnductres. Se cnsidera que ls cnductres están medianamente familiarizads cn la carretera fc = fc = fc = fc = fc =.83.83.83.83.83 NS = A NS = B NS = C NS = D NS-E Factr de influencia del tip de carretera: dividida n dividida y rural suburbana. Se cnsidera que la carretera será n dividida en un tram semirural. fr^ frfrfx = fr-.95.95.95.95.95 NS = A NS = B NS-C NS = D NS = E Vlúmenes de servici pr sentid. De la fórmula (2.11) descrita anterirmente: VS, = Cj x{v!c), x N x / x f v x f c x f T VSA = VSB- VSC- VSD- VSE = 949 1399 1823 2248 2497 vph vph vph vph vph Tránsit diari prmedi anual para ls vlúmenes de servici pr sentid. Pr sentid: Vlumen de demanda máxim (VDM) = 639 vph TDPA= 6485
VSA = 949 vph TDPA= 9632 VSB = 1399 vph TDPA- 14198 VSC = 1823 vph TDPA- 1852 VSD = 2248 vph TDPA= 22815 VSE- 2497 vph TDPA= 25342 Cnclusión. Vlumen de demanda máxim pr sentid (VDM) = 639 vph VDM = 639 vph VSA- 949 vph "El nivel de servici al que pera es A ". Crecimient vehicular pr sentid. Taza de crecimient anual = 3% = 1,3 AN 22 23 24 25 26 27 28 29 21 211 212 VDM 639 659 679 7 721 743 766 789 813 838 864 TDPA 6485 668 6881 788 731 7521 7747 798 822 8467 8722
5 2.6 Análisis de la capacidad vial de la carretera federal Puebla - Tehuacan, tram Tepeaca - Tecamachalc cn la prpuesta de ampliación a cuatr carriles "dividida", (situación futura) Ls dats para llevar a cab ei análisis de capacidad fuern tmads del libr de dats viales 23 de la Secretaría de Cmunicacines y Transprtes federal. Características de la prpuesta: Ampliación a 4 carriles, ampliand el cuerp actual de ls 7.5m de crna que tiene actualmente a 1m para dar cabida a 2 carriles de 3.5m cada un cn actamient interir de.5m y actamient exterir de 2.5m, cnservand el mism tip de paviment que tiene actualmente, que es el de tip flexible, además de cnstruir un cuerp ttalmente nuev cn tip de paviment rígid separad de la crna del cuerp actual pr 3m, cn crna de 1.5m, para albergar 2 carriles de 3.5 cada un cn actamient interir de lm, actamient exterir de 2.5m y cn una tasa de crecimient del 3%. (Ver "Sección Tip 2" ubicada en el capítul 1). Cuerp Actual Actamient exterir de 2.5 m. Ds carriles de 3.5 m cada un. Actamient interir.5 m. Cuerp Nuev Actamient exterir de 2.5 m. Ds carriles de 3.5 m cada un. Actamient interir de 1 m. Dats Básics Velcidad de pryect (kph) Númer de carriles Cuerp Actual Anch de cada carril (m) Anch del actamient exterir (m) Anch del actamient interir (m) 9 4 3.5 2.5.5