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Clase Semana 10: Ingeniería de Tránsito y Diseño Vial Urbano

DOCENTE:

Ing. Pedro Luis Miñano Chamorro

Manual de Capacidad de Carreteras HCM 2010 El manual de capacidad de carreteras 2010 (HCM 2010), presenta mejores técnicas para determinar las capacidades y los niveles de servicio de las vías, respecto al HCM 2000.

Elementos de un Sistema Vial Los principales elementos son: Puntos, segmentos, tramos, corredores, áreas y sistemas. El HCM 2010 se enfoca en los tres primeros.

Manual de Capacidad de Carreteras HCM 2010 NIVELES DE ANÁLISIS  Planificación.  Estudios Previos o Preliminares.  Análisis de Proyecto (Diseño)  Análisis de Evaluación (Operacional). COBERTURA ESPACIAL  Puntos.  Segmentos.  Tramos. COBERTURA TEMPORAL  Condiciones saturadas.  Condiciones no saturadas.

MODOS DE TRANSPORTE  Modo Automóvil y otros vehículos motorizados.  Modo Peatón.  Modo Ciclista.  Modo de transporte Público (Urbano). TRAMOS  Flujo ininterrumpido continuo.  Flujo interrumpido discontinuo.

o o

Metodología para intersecciones semaforizadas Modo Automóvil – Semáforos Tiempos Fijos. Paso 1: Determinar los grupos de movimientos y grupos de carril. Paso 2: Determinar el flujo para cada grupo de movimiento. Paso 3: Determinar el flujo para cada grupo de carril. Paso 4: Determinar el flujo de saturación ajustada. Paso 5: Determinar la proporción de vehículos que llegan en verde. Paso 6: Determinar la capacidad y el grado de saturación. Paso 7: Determinar las demoras. Paso 8: Determinar el nivel de servicio.

Paso 1: Determinar los grupos de movimientos y grupos de carril.Reglas para determinar los grupos de movimiento:  Los movimientos con giros exclusivos deben ser designados como un grupo de movimiento.  Cualquier carril no asignado a un grupo de acuerdo a la regla anterior debe ser asignado a un grupo de movimiento.  Por cada acceso se tendrán de 1 a 3 grupos de movimiento. Reglas para determinar los grupos de carril:  Un carril exclusivo con vuelta a la izquierda o derecha debe ser designado como un grupo de carril separado.

 Cualquier carril que no sea carril exclusivo o compartido debe asignarse en un grupo de carril.  Por cada acceso se tendrán de 1 a más grupos de carril. Para el trabajo grupal utilizar grupos de movimiento.

Paso 1: Determinar los grupos de movimientos y grupos de carril.-

Paso 2: Determinar el flujo para cada grupo de movimiento.Se debe determinar el qADE ó qMOV, de todos los valores horarios de máxima demanda (q). Para cada grupo de movimiento (qmov).

𝑞𝐴𝐷𝐸 = 𝑞𝑀𝑂𝑉

𝑉𝐻𝑀𝐷 = 𝐹𝐻𝑀𝐷 𝑓𝐻𝑉

Paso 3: Determinar el flujo para cada grupo de carril.Se debe determinar el qADE ó qMOV, de todos los valores horarios de máxima demanda (q). Para cada grupo de carril (qcarril).

Paso 4: Determinar el flujo de saturación ajustada.-

𝑆 = 𝑆0 𝑓𝑊 𝑓𝐻𝑉 𝑓𝑔 𝑓𝑝 𝑓𝑏𝑏 𝑓𝑎 𝑓𝐿𝑈 𝑓𝐿𝑇 𝑓𝑅𝑇 𝑓𝐿𝑝𝑏 𝑓𝑅𝑝𝑏 𝑆

= 𝑇𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑓𝑙𝑢𝑗𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑎𝑗𝑢𝑠𝑡𝑎𝑑𝑎 (𝐴𝐷𝐸/ℎ/𝑐𝑎𝑟𝑟𝑖𝑙)

𝑆0 = 𝑇𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑓𝑙𝑢𝑗𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑏𝑎𝑠𝑒 (𝐴𝐷𝐸/ℎ/𝑐𝑎𝑟𝑟𝑖𝑙) 𝑓𝑊 = 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑝𝑜𝑟 𝑎𝑛𝑐ℎ𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑟𝑟𝑖𝑙 𝑑𝑒𝑙 𝑔𝑟𝑢𝑝𝑜. 𝑓𝐻𝑉 = 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑝𝑜𝑟 𝑣𝑒ℎí𝑐𝑢𝑙𝑜 𝑝𝑒𝑠𝑎𝑑𝑜 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑔𝑟𝑢𝑝𝑜. 𝑓𝑔 = 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑝𝑜𝑟 𝑝𝑒𝑛𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑎𝑐𝑐𝑒𝑠𝑜. 𝑓𝑝 = 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑝𝑜𝑟 𝑒𝑠𝑡𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑎𝑑𝑦𝑎𝑐𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑎𝑙 𝑔𝑟𝑢𝑝𝑜. 𝑓𝑏𝑏 = 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑝𝑜𝑟 𝑏𝑙𝑜𝑞𝑢𝑒𝑜 𝑑𝑒 𝑏𝑢𝑠𝑒𝑠 𝑞𝑢𝑒 𝑠𝑒 𝑑𝑒𝑡𝑖𝑒𝑛𝑒𝑛 𝑒𝑛 𝑙𝑎 𝑧𝑜𝑛𝑎. 𝑓𝑎

= 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑝𝑜𝑟 𝑡𝑖𝑝𝑜 𝑑𝑒 á𝑟𝑒𝑎.

𝑓𝐿𝑈 = 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑎𝑗𝑢𝑠𝑡𝑒 𝑝𝑜𝑟 𝑢𝑡𝑖𝑙𝑖𝑧𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑟𝑟𝑖𝑙.

𝑓𝐿𝑇 = 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑝𝑜𝑟 𝑔𝑖𝑟𝑜 𝑎 𝑙𝑎 𝑖𝑧𝑞𝑢𝑖𝑒𝑟𝑑𝑎 𝑒𝑛 𝑢𝑛 𝑔𝑟𝑢𝑝𝑜. 𝑓𝑅𝑇 = 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑝𝑜𝑟 𝑔𝑖𝑟𝑜 𝑎 𝑙𝑎 𝑑𝑒𝑟𝑒𝑐ℎ𝑎 𝑒𝑛 𝑢𝑛 𝑔𝑟𝑢𝑝𝑜. 𝑓𝐿𝑝𝑏 = 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑝𝑜𝑟 𝑝𝑒𝑎𝑡𝑜𝑛𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑔𝑟𝑢𝑝𝑜𝑠 𝑐𝑜𝑛 𝑔𝑖𝑟𝑜 𝑎 𝑙𝑎 𝑖𝑧𝑞𝑢𝑖𝑒𝑟𝑑𝑎. 𝑓𝑅𝑝𝑏 = 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑝𝑜𝑟 𝑝𝑒𝑎𝑡𝑜𝑛𝑒𝑠 𝑦 𝑏𝑖𝑐𝑖𝑐𝑙𝑒𝑡𝑎𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑔𝑟𝑢𝑝𝑜𝑠 𝑐𝑜𝑛 𝑔𝑖𝑟𝑜 𝑎 𝑙𝑎 𝑑𝑒𝑟𝑒𝑐ℎ𝑎.

S0: Tasa de flujo de saturación base (ADE/h/carril).El HCM 2010, aconseja 1900 ADE/h/carril cuando la intersección en análisis se encuentre en un área metropolitana con 250000 habitantes o más y en otras situaciones 1750 AE/h/carril..

fW = Factor de ajuste por ancho de carril del grupo Ancho Promedio de carril (W)

fW

2.40 ≤ W < 3.00

0.96

3.00 ≤ W ≤ 3.87

1.00

3.87 < W < 4.80

1.04

fHV = Factor de ajuste por vehículo pesado en el grupo.PT = Porcentaje de camiones en el grupo (%). ET = Número equivalente de autos por camión = 2.4. PB = Porcentaje de Buses en el grupo (%). EB = Número equivalente de autos por Bus = 2.5. PR = Porcentaje de vehículos recreativos en el grupo (%). ER = Número equivalente de autos por vehículo recreativo = 2.5.

100 𝑓𝐻𝑉= 100 + 𝑃𝑇 𝐸𝑇 − 1 + 𝑃𝐵 𝐸𝐵 − 1 + 𝑃𝑅 𝐸𝑅 − 1

fW = Factor de ajuste por pendiente en el acceso Pg = Pendiente en el acceso para el grupo de carril (%).  Signo positivo si es cuesta arriba y signo negativo si es cuesta abajo.  -6% ≤ Pg ≤ 6%

𝑃𝑔 𝑓𝑔 = 1 − 200

fp = Factor por estacionamiento adyacente al grupo.NM = Maniobras de estacionamientos adyacentes al grupo (veh/h). N = Número de carriles por grupo.  Para estacionamiento adyacente al grupo, dentro de los 75 m, antes de llegar a la intersección.  Si no existe estacionamiento este factor tiene un valor de 1.  Valor máximo para NM = 180 veh/h.  Valor minimo para fp = 0.050. 18𝑁

𝑓𝑝 =

𝑁 − 0.1 − 𝑁

𝑚

3600 ≥ 0.050

fbb = Factor por bloqueo de buses que se detienen en la zona Nb = Frecuencia de paradas de buses en el acceso (buses/h). N = Número de carriles por grupo. Para buses que se detienen a recoger o dejar pasajeros dentro de los 75 m llegando o pasando la intersección:  Valor máximo para Nb = 250 buses/h.  Valor mínimo para fbb = 0.050.

𝑓𝑏𝑏 =

𝑁−

14.4𝑁𝑏 3600 ≥ 0.050 𝑁

fa = Factor de ajuste por tipo de área.fa = 0.90 Cuando se encuentra ubicado dentro del CBD (Central Business Distric) ó centros de la ciudad. Se refiere a aquellas áreas donde el diseño geométrico, el tráfico y los flujos peatonales son tales que los tiempos de espera se incrementan significativamente. fa = 1 Cuando se encuentra ubicado en cualquier otra área.

fLU = Factor de ajuste por utilización de carril vg = Demanda para el grupo de movimiento (veh/h) vg1 = Demanda del carril exclusivo con el volumen más alto del grupo de movimiento (veh/h). Ne = Número de carriles exclusivos en el grupo de movimiento.  Se utiliza cuando un grupo de movimiento tiene más de un carril exclusivo.

𝑓𝐿𝑈 =

𝑣𝑔

𝑁𝑒 𝑣𝑔1 fLT = Factor de ajuste por giro a la izquierda en un grupo.Tipo de carril

EL Equivalentes ADE para vehículos que giran a la izquierda

fLT

Giros a la izquierda con fase protegida o sin oposición

𝑓𝐿𝑇

1 = 𝐸𝐿

Un carril exclusivo o compartido

1.05

0.95

Dos o más carriles exclusivos o compartidos

1.09

0.92

Calles de un solo sentido o intersecciones en T Un carril exclusivo o compartido

1.18

0.85

Dos o más carriles exclusivos o compartidos

1.33

0.75

fLT = Factor de ajuste por giro a la izquierda en un grupo.Giros a la izquierda con carril compartido y presencia de flujo opuesto

𝑓𝐿𝑇

1 = 𝐸𝐿

Flujo Opuesto

1

200

400

600

800

1000

1200

EL

1.4

1.7

2.1

2.5

3.1

3.7

4.5

Giros a la izquierda con carril exclusivo y presencia de flujo opuesto Flujo Opuesto

1

200

400

600

800

1000

1200

EL

1.3

1.6

1.9

2.3

2.8

3.3

4

fRT = Factor de ajuste por giro a la derecha en un grupo.Tipo de carril

𝑓𝑅𝑇

1 = 𝐸𝑅

ER Equivalentes ADE para vehículos que giran a la derecha

fRT

Un carril exclusivo o compartido

1.18

0.85

Dos o más carriles exclusivos o compartidos

1.33

0.75

Peatones y bicicletas en vías de un solo sentido vpedg = Demanda de peatones durante el tiempo verde (p/h). vped = Demanda de peatones en la hora pico (p/h). C = Longitud del ciclo semafórico (seg). gped = Tiempo de verde para el paso de peatones (seg). OCCpedg = Ocupación de peatones en verde.  Si no hay semáforo para peatones considerar gped como el verde efectivo de la fase.

𝑣𝑝𝑒𝑑𝑔 = 𝑣𝑝𝑒𝑑

𝐶 𝑔𝑝𝑒𝑑

≤ 5000

𝑆𝑖 𝑣𝑝𝑒𝑑𝑔 ≤ 1000 𝑝/ℎ → 𝑂𝐶𝐶𝑝𝑒𝑑𝑔

𝑣𝑝𝑒𝑑𝑔 = 2000

𝑆𝑖 𝑣𝑝𝑒𝑑𝑔 > 1000 𝑝/ℎ → 𝑂𝐶𝐶𝑝𝑒𝑑𝑔

𝑣𝑝𝑒𝑑𝑔 = 0.4 + ≤ 0.90 10000

Peatones y bicicletas en vías de un solo sentido vbicg = Demanda de bicicletas durante el tiempo verde (b/h). vbic = Demanda de bicicletas en la hora pico (b/h). C = Longitud del ciclo semafórico (seg). gbic = Tiempo de verde para el paso de bicicletas (seg). OCCbicg = Ocupación de bicicletas en verde.  Si no hay semáforo para bicicletas considerar gbic como el verde efectivo de la fase.

𝑣𝑏𝑖𝑐

𝐶 = 𝑣𝑏𝑖𝑐 ≤ 1900 𝑔

𝑂𝐶𝐶𝑏𝑖𝑐𝑔

𝑣𝑏𝑖𝑐𝑔 = 0.02 + 2700

Peatones y bicicletas en vías de un solo sentido gped = Tiempo de verde para el paso de peatones (seg). g = Tiempo de verde para la fase de grupo (seg). OCCpedg = Ocupación de peatones en verde. OCCbicg = Ocupación de bicicletas en verde. OCCY = Zona de conflicto importante. Solo peatones:

𝑔𝑝𝑒𝑑 𝑂𝐶𝐶𝑌 = 𝑂𝐶𝐶𝑝𝑒𝑑𝑔 𝑔 Peatones y bicicletas:

𝑔𝑝𝑒𝑑 𝑔𝑝𝑒𝑑 𝑂𝐶𝐶𝑌 = 𝑂𝐶𝐶𝑝𝑒𝑑𝑔 + 𝑂𝐶𝐶𝑏𝑖𝑐𝑔 − 𝑂𝐶𝐶𝑝𝑒𝑑𝑔 𝑂𝐶𝐶𝑏𝑖𝑐𝑔 𝑔 𝑔

Peatones y bicicletas en vías de dos sentidos gq gp gu C gped OCCpedg OCCpedu

= Tiempo de verde del acceso opuesto (seg). = Tiempo de verde permitido del acceso (seg). = Tiempo de verde del giro a la izquierda (seg). = Longitud del ciclo semafórico (seg). = Tiempo de verde para el paso de peatones (seg). = Ocupación de peatones en verde. = Ocupación de peatones después de que la fila opuesta se borra.

𝑔𝑞 = 𝑔𝑝 − 𝑔𝑢 𝑆𝑖 𝑔𝑞 < 𝑔𝑝𝑒𝑑 → 𝑂𝐶𝐶𝑝𝑒𝑑𝑢 = 𝑂𝐶𝐶𝑝𝑒𝑑𝑔

𝑔𝑞 1 − 0.5 𝑔𝑝𝑒𝑑

𝑆𝑖 𝑔𝑞 ≥ 𝑔𝑝𝑒𝑑 → 𝑂𝐶𝐶𝑝𝑒𝑑𝑢 = 0

Peatones y bicicletas en vías de dos sentidos gq gp gped v0 gped OCCpedu OCCY

= Tiempo de verde del acceso opuesto (seg). = Tiempo de verde permitido del acceso (seg). = Tiempo de verde para el paso de peatones (seg). = Flujo opuesto (veh/h). = Tiempo de verde para el paso de peatones (seg). = Ocupación de peatones después de que la fila opuesta se borra. = Zona de conflicto importante.

Solo peatones:

𝑔𝑝𝑒𝑑 − 𝑔𝑞 𝑂𝐶𝐶𝑌 = 𝑂𝐶𝐶𝑝𝑒𝑑𝑢 𝑒 𝑔𝑝 −𝑔𝑞

−5𝑣0 3600

Peatones y bicicletas en vías de uno y dos sentidos ApbT OCCY

= Tiempo de zona desocupada (seg). = Zona de conflicto importante.

Para carriles de recepción iguales o menores que carriles de vuelta:

𝐴𝑝𝑏𝑇 = 1 − 𝑂𝐶𝐶𝑌 Para carriles de recepción mayores que carriles de vuelta:

𝐴𝑝𝑏𝑇 = 1 − 0.6 𝑂𝐶𝐶𝑌

fLpb = Factor por peatones y bicicletas para grupos con girro a la izquierda.Tipo de carril

fLpb

No hay peatones o ciclistas en conflicto

1

Calle de un solo sentido

ApbT

Calle en dos sentidos con giro permitido a la izquierda

ApbT

Calle en dos sentidos con giro permitido y protegido a la izquierda

ApbT

Calle en dos sentidos con giro permitido a la izquierda sin flujo opuesto

1

fRpb = Factor por peatones y bicicletas para grupos con giro a la derecha.Tipo de carril

fRpb

No hay peatones o ciclistas en conflicto

1

Giro permitido a la derecha

ApbT

Giro permitido y protegido a la derecha

ApbT

Giro protegido a la derecha

1

Paso 5: Determinar la proporción de vehículos que llegan en verde. Rp P g C

= Flujo del pelotón. = Proporción de vehículos que llegan durante el verde (En decimal). = Tiempo de verde efectivo del acceso (seg). = Longitud del ciclo semafórico (seg).

𝑃 = 𝑅𝑝

𝑔 𝐶

Flujo del pelotón

Tipo de llegada

Progreso

0.33

1

Muy pobre

0.67

2

Desfavorable

1

3

Llegadas al azar

1.33

4

Favorable

1.67

5

Muy Favorable

2

6

Excepcionalmente Favorable

Paso 6: Determinar la capacidad y el grado de saturación. Q=c N S g C q=v X

= Capacidad (ADE/h). = Número de carriles. = Tasa de flujo de saturación ajustada (ADE/h). = Tiempo de verde efectivo del grupo (seg). = Longitud del ciclo semafórico (seg). = Demanda ajustada (ADE/h). = Grado de saturación.

𝑄=𝑐= 𝑁 𝑆

𝑔 𝐶

𝑣 𝑞 𝑋= = 𝑐 𝑄

REFLEXIÓN

GRACIAS