02 - apuntes complementarios de capacidad

Capacidad y Niveles de Servicio - Caminos II

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ÍNDICE

1 INTRODUCCIÓN ..............................................................................................................................2

2 DEFINICIONES ................................................................................................................................3

3 CARRETERAS DE DOS CARRILES ...............................................................................................9

3.1 METODOLOGÍA .......................................................................................................................9

3.2 CAPACIDAD Y NIVELES DE SERVICIO.............................................................................. 12

3.3 TRAMOS BIDIRECCIONALES ............................................................................................. 14

3.3.1 Determinación de la velocidad en flujo libre .................................................................. 14

3.3.2 Determinación de la tasa de flujo de demanda ............................................................. 15

3.3.3 Determinación de la velocidad media de recorrido (ATS) ............................................. 19

3.3.4 Determinación de la proporción de tiempo de seguimiento (PTSF) ............................. 20

3.3.5 Determinación del nivel de servicio ............................................................................... 21

3.4 EJERCICIOS CARRETERAS DE DOS CARRILES ............................................................. 22

3.5 SEGMENTOS DIRECCIONALES ......................................................................................... 26

4 CARRETERAS MULTICARRIL ..................................................................................................... 27

4.1 METODOLOGÍA .................................................................................................................... 27

4.2 DETERMINACIÓN DE LA VELOCIDAD EN FLUJO LIBRE ................................................. 31

4.3 DETERMINACIÓN DE LA TASA DE FLUJO DE DEMANDA ............................................... 33

4.4 DETERMINACIÓN DEL NIVEL DE SERVICIO .................................................................... 36

4.5 EJERCICIOS CARRETERAS MULTICARRIL ...................................................................... 37

4.6 SEGMENTOS DIRECCIONALES CON CARRILES DE ADELANTAMIENTO ..................... 40


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1 INTRODUCCIÓN

Los conceptos presentados en estas lecciones tienen por objeto – como dice el Manual de Capacidad

de Carreteras (en su original norteamericano Highway Capacity Manual, abreviado como HCM) – “

...facilitar a los profesionales e investigadores del transporte un sistema consistente de técnicas para

la evaluación del servicio en infraestructuras de carreteras y calles”.

En las siguientes páginas se tratará de seguir de manera rigurosa la metodología establecida por la

versión HCM2000, publicada el año 2000. Se conservarán, respecto de fórmulas y siglas, las

designaciones anglosajonas, que se acompañarán de las traducciones oportunas para su

comprensión precisa.

El HCM2000 proviene de un esfuerzo de investigación y normalización de más de cincuenta años. Su

primera edición se remonta a 1950, seguida de otras tres en 1965, 1985 (revisada y puesta al día

sucesivamente en 1994 y 1997) y la indicada de 2000.

Se encuentra en proceso de publicación la versión HCM2010 del manual, el cual crece en bastantes

sentidos: más modos, más tipos de elementos básicos de análisis, más infraestructuras y

procedimientos más detallados para los usuarios.

La nueva versión de HCM2010 es más extensa que sus antecesoras, estando configurado por 4

volúmenes:

- Volumen 1: Conceptos

- Volumen 2: Circulación ininterrumpida

o Uninterrupted Flow Facilities

o Autopistas

o Otras vías de calzadas separadas (multilane)

o Carreteras convencionales de dos carriles

o Trenzados

o Enlaces

- Volumen 3: Circulación interrumpida

o Interrupted Flow Facilities

o Vías arteriales

o Calles

o Intersecciones

o Glorietas

o Semáforos

o Ciclistas/Peatones

- Volumen 4: Material suplementario

Esta documentación se basará en los principios recogidos en el HCM2000 hasta que se proceda a su

actualización con la versión HCM2010.


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2 DEFINICIONES

Definición de conceptos básicos

Capacidad: La máxima tasa de flujo (intensidad) soportable a la que los vehículos o las personas

puede esperarse razonablemente que atraviesen un punto o un segmento uniforme de un carril o vía

de circulación durante un período de tiempo especificado, bajo condiciones dadas de circulación,

geometría, demanda, entorno y control de tráfico; se expresan habitualmente en vehículos por hora,

automóviles (de turismo, o passenger cars en el original) por hora o personas por hora.

Nivel de servicio: Una medida cualitativa que describe las condiciones de operación dentro de una

corriente de tráfico, basada en medidas de servicio tales como velocidad y tiempo de viaje, libertad de

maniobra, interrupciones de tráfico, confort y conveniencia.

El HCM2000 se ocupa, entre otros elementos, de:

- Carreteras de dos carriles

- Vías multicarril (Multilane highways), o vías de alta capacidad, lo que englobaría la capacidad

y niveles genéricos de autopistas y autovías.

- Elementos de autopistas y autovías, como:

o Vías de incorporación y de salida (o de aceleración y deceleración, en denominación

habitual en trazado).

o Tramos de trenzado.

o Ramales de enlaces.

o Integración de los anteriores elementos.

- Calles urbanas.

- Intersecciones con señalización.

- Intersecciones no señalizadas.

- Peatones.

- Vías para bicicletas.


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Los criterios que aplica para establecer los niveles de servicio de estos elementos son los

transcritos en la siguiente tabla:

Elemento Criterio

Vías de alta capacidad Densidad

Carreteras de dos carriles Velocidad media de recorrido.

Porcentaje del tiempo consumido siguiendo a otro

vehículo.

Tramos de trenzado y ramales de

enlaces

Densidad

Calles urbanas Velocidad media de recorrido.

Intersecciones Demora media por vehículo.

Peatones Volumen de peatones en 15 minutos

Vías de ciclistas Porcentaje de obstrucciones (adelantamiento o cruce) en

1,0 km

En general, el manual HCM2000 distingue para cada elemento objeto de estudio seis niveles de

servicio, designado por las letras A a F, de mejor a peor. Debe tenerse presente que, en una vía o

elemento dados, pueden darse a lo largo del tiempo situaciones muy diferentes de calidad del

servicio. Por ello, cuando se analizan unas condiciones de tráfico y se califican con arreglo a dicha

escala, esa calificación se referirá a un tiempo muy limitado, convencionalmente del orden de

una hora o incluso más corto (para algunas aplicaciones, de 15 minutos).

En la práctica de la gestión y explotación de redes viarias, es habitual adoptar como representación

significativa de la demanda de todo un año el tráfico relativo a la hora-100 (o a veces las horas 30 ó

50) de aquél, es decir, la hora cuyo tráfico sólo es superado por 99 de las restantes (entre las 8.760

totales de año no bisiesto). Sería, sin embargo, absolutamente impropio afirmar que “... el nivel de

servicio del año ... es el C”.

La práctica seguida por los equipos redactores el HCM en sus sucesivas versiones para establecer

los métodos de definición y cálculo de los niveles de servicio (que se designarán en lo sucesivo como

NDS, o por imperativos de mantenimiento de los acrónimos anglosajones, en tanto no existan otros

autorizados en nuestro idioma, como LOS – Level of service), práctica reiterada para cada elemento

considerado, fue en general la siguiente:

1. Identificar situaciones de explotación (hasta las seis, de A a F) mediante el juicio de un panel de

expertos. Esta identificación no responde a criterios absolutos, sino que puede calificarse de

flexible, tratando de ajustarlas a lo que buenamente puede esperar en la realidad el usuario de

cada vía o elemento, según su denominación o vocación.


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2. Asociar el parámetro físico (v. tabla anterior) que mejor puede representar dichas situaciones. Las

primeras versiones del HCM tendieron a considerar la densidad (u ocupación de la vía en

vehículos/carril/km), que se mantiene como criterio en bastantes casos. Se vio, sin embargo, que

la caracterización de un elemento tan abundante en la práctica como la carretera de dos carriles

(como se verá, de análisis muy complejo) respondía mal a esa variable, por lo que a partir de la

edición de 1985 hubo de asociarse a otros parámetros, como el porcentaje del tiempo consumido

siguiendo a otro vehículo.

Estos parámetros, generalmente, son difíciles de medir o estimar en la práctica. Por ello se

recurre a la:

3. Asociación de los escalones de los parámetros anteriores a flujos (intensidades) de tráfico. Estos

últimos pueden deducirse fácilmente de estudios o aforos de tráfico.

Estas páginas, se circunscribirán a presentar la sistemática de cálculo de algunos de los elementos

reseñados, básicamente las carreteras de dos carriles y las vías de alta capacidad, o carreteras

multicarril (multilane highways). Respecto de cuadros y fórmulas se presentarán los originales del

HCM2000.


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3 CARRETERAS DE DOS CARRILES

3.1 METODOLOGÍA

El manual HCM2000 distingue dos clases de carreteras, a estos efectos:

Clase I

Las carreteras de dos carriles en las que el conductor espera viajar a velocidades relativamente altas

se asignan a la Clase I.

Las carreteras de dos carriles que funcionan como vías interurbanas de importancia, las vías

arteriales primarias que relacionan los focos relevantes de generación de tráfico, las vías de conexión

diaria entre viajes, o las relaciones primarias de redes nacionales o estatales (en España, entre

Comunidades Autónomas) han de asignarse a la Clase I.

Las infraestructuras de la Clase I sirven generalmente viajes de larga distancia, u ofrecen conexiones

entre infraestructuras que sirven viajes de larga distancia.

Clase II

Las carreteras de dos carriles en las que el conductor no espera necesariamente desplazarse a

velocidades altas se asignan a la Clase II.

Las que se usan como rutas de acceso a infraestructuras de la Clase I, o que constituyen rutas

turísticas o de recreo no arteriales, o que discurren por terreno escarpado, se asignan generalmente a

la Clase II.

Las infraestructuras de la Clase II sirven de ordinario viajes relativamente cortos.

El proceso metodológico general seguido por HCM2000 es el que se transcribe en los

siguientes esquemas. El primero reproduce la metodología a seguir, según la edición

anglosajona del HCM2000, y el segundo esquema es adaptación del primero.


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Datos

- Geométricos - Volumen de demanda (intensidad)

- Velocidad medida en campo (Sfm) o velocidad básica

en flujo libre (BFFS-Base free-flow speed)

Ajustar el volumen de demanda

para PTSF

- Factor de hora punta (PHF)

- Vehículos pesados

- Pendiente

Ajuste de BFFS

- Anchura de carril

- Anchura de arcén

- Densidad de puntos de acceso

Ajuste de la velocidad medida en

campo

- Tasa de flujo

- Vehículos pesados

Calcular velocidad en flujo libre

(FFS)

Ajustar el volumen de demanda

para la velocidad media

- Factor de hora punta (PHF)

- Vehículos

- Pendiente

Calcular tasas de flujo

Calcular velocidad media de viaje

(ATS)

Determinar el nivel de servicio (LOS) y

otras medidas de comportamiento

Calcular tasas de flujo

Calcular porcentaje de tiempo

consumido en seguimiento (PTSF)

Porcentaje tiempo empleado en seguimiento (PTSF) Velocidad media de viaje (ATS)

Si BFFS Si Sfm


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El estudio de capacidad y niveles de servicio es susceptible de realizarse con arreglo a dos procesos

distintos:

a) Como tramo bidireccional de dos carriles, si la sección tipo y la demanda son relativamente

homogéneas, la topografía es llana u ondulada (no accidentada) y el trazado no presenta

rampas iguales a superiores al 3,0% y de longitud igual o mayor a 1,0 km. Se estudiará con

detalle en apartado 3.3.

b) Como segmento unidireccional, si no se dieran las circunstancias anteriores, o

fuera aconsejable analizar los dos sentidos separadamente, como en el caso de enjuiciar

la conveniencia de construir carriles para vehículos lentos (climbing lanes).

En este tipo de análisis podría darse el resultado de que uno de los sentidos de tráfico

contara con un NDS muy diferente al otro (Caso, e.g., de un puerto de montaña).

3.2 CAPACIDAD Y NIVELES DE SERVICIO

La capacidad de una carretera de dos carriles es 1.700 pc/h para cada sentido de viaje. Si se

consideran los dos sentidos de tráfico, en una longitud apreciable, la capacidad conjunta no

excederá de 3.200 pc/h.

En lo sucesivo los flujos de tráfico se expresarán en la unidad pc/h (passenger cars per hour), o

automóviles de turismo equivalentes por hora. Con ello se pretende expresar que los vehículos

reales (que contienen una proporción de camiones y vehículos de recreo, o todo terreno)

corresponderían en condiciones ideales a un cierto número (mayor) de vehículos standard de

turismo.

En las carreteras de Clase I, la determinación de los niveles de servicio responde a los umbrales

recogidos en la tabla 20-2 y gráfico 20-3 que se muestran a continuación.


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EXHIBIT 20-2 LOS CRITERIA FOR TWO-LANE HlGHWAYS IN CLASS I

Criterios de Nivel de Servicio (NDS) para carreteras de dos carriles de la Clase I

LOS

NDS

Percent Time-Spent-Following (PTSF)

Porcentaje del tiempo consumido en

seguimiento

Average Travel Speed (ATS) (km/h)

Velocidad media de recorrido (km/h)

A ≤ 35 > 90

B > 35 - 50 > 80 - 90

C > 50 - 65 > 70 - 80

D > 65 - 80 > 60 - 70

E > 80 ≤ 60

Note:

LOS F applies whenever the flow rale exceeds the segment capacity

Se aplica el NDS F cuando el flujo excede la capacidad del tramo

En el original del HCM2000 esta materia corresponde al capítulo 20, por lo que aparecerá

en las denominaciones de cuadros, gráficos y ecuaciones.

Como puede apreciarse, para que se dé un cierto nivel de servicio en la Clase I, deben satisfacerse

las condiciones de porcentaje de tiempo siguiendo a otro vehículo (PTSF) y velocidad media de

recorrido (ATS).

Para las carreteras de la Clase II bastará considerar sólo el PTSF, con arreglo a la tabla 20-4:

EXHIBIT 20-4 LOS CRITERIA FOR TWO-LANE HIGHWAYS

IN CLASS II

Criterios de NDS para carreteras de dos carriles de la Clase II

LOS

NDS

Percent Time - Spent - Following

Porcentaje del tiempo consumido en

seguimiento

A <40

B > 40 - 55

C > 55 - 70

D > 70 - 85

E > 85

Note:

LOS F applies whenever the flow rale exceeds the segment capacity

Se aplica el NDS F cuando el flujo excede la capacidad del tramo


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3.3 TRAMOS BIDIRECCIONALES

Como antes se refirió, la metodología para tramos bidireccionales sólo será aplicable a terreno llano u

ondulado, entendiendo por:

Terreno llano: una combinación de alineaciones en planta y alzado que permite a los vehículos

pesados mantener una velocidad parecida a la de los automóviles.

Terreno ondulado: una combinación de alineaciones en planta y alzado que obliga a los camiones a

reducir sustancialmente su velocidad, aunque sin llegar a las mínimas relativas a rampa

prolongada; esto supone en líneas generales rampas de longitud corta o media no superiores

al 4%. Ha de calcularse, en cualquier caso, el porcentaje del tiempo consumido siguiendo a

otro vehículo (PTSF) y para la Clase I la velocidad media de recorrido (ATS).

3.3.1 Determinación de la velocidad en flujo libre

La velocidad en flujo libre (FFS : free flow speed) es la teórica que desarrollaría un automóvil en el

tramo considerado si la densidad del tráfico fuera nula, es decir, si no experimentara la concurrencia

de otros vehículos.

Si no se realizan mediciones específicas (para lo que HCM2000 establece un método) se calculará

por la siguiente ecuación:

(20-2) FFS=BFFS - fLS - fA

siendo:

FFS : velocidad estimada en flujo libre, km/h

BFFS : velocidad básica en flujo libre, asimilable a la específica, km/h

fLS : ajuste por anchura carril (lane) y anchura arcén (shoulder), v.20-5.

fA : ajuste por frecuencia de accesos, v.20-6.

EXHIBIT 20-5 ADJUSTMENT (fLS) FOR LANE WlDTH AND SHOULDER WlDTH

Factor de ajuste (f LS ) por anchura de carril y de arcén

Lane Width (rn) Reduction in FFS (km/h)

Reducción de la velocidad en flujo libre (FFS) (km/h)

Anchura de carril (m) Shoulder Width (rn) / Anchura de arcén (m)

≥ 0.0 < 0.6 ≥ 0.6 < 1.2 ≥ 1.2 < 1.8 ≥ 1.8

2.7 < 3.0 10.3 7.7 5.6 3.5

≥ 3.0 < 3.3 8.5 5.9 3.8 1.7

≥ 3.3 < 3.6 7.5 4.9 2.8 0.7

≥ 3.6 6.8 4.2 2.1 0.0


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EXHIBIT 20-6 ADJUSTMENT (fA) FOR ACCESS-POINT DENSITY

Factor de ajuste (f A ) por densidad de puntos de acceso

Access Points per km

Puntos de acceso por km

Reduction in FFS (krn/h)

Reducción de la velocidad en flujo

libre (FFS) (km/h)

0 0.0

6 4.0

12 8.0

18 12.0

≥ 24 16.0

3.3.2 Determinación de la tasa de flujo de demanda

El tráfico V relativo a la hora que se pretende estudiar se transformará en flujo de automóviles de

turismo equivalentes (pc) mediante la siguiente ecuación:

(20 - 3) HVG

pffPHF

Vv

siendo:

vp : flujo (intensidad) equivalente de automóviles, para la punta de 15 min, pc/h

V : volumen de demanda (intensidad) para la hora completa, veh/h

PHF : factor de hora punta (peak hour factor)

fG : factor de ajuste por pendiente (grade), v. 20-7, 20-8

fHV : factor de ajuste por vehículos pesados (heavy vehicles), v. Ec. 20-4

Factor PHF

El factor PHF representa la relación entre el flujo de tráfico (intensidad) de la hora completa y el

correspondiente al período de 15 minutos – dentro de esa misma hora – solicitado por mayor

volumen de demanda, es decir:

min154 envolumenMáximo

completahoraVolumenPHF

Factor fG

El factor fG se determinará a través de la tabla 20-7, si se trata de calcular velocidades (FFS, o ATS),

o de la 20-8, para el cálculo del PTSF, o % tiempo de seguimiento.


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EXHIBIT 20-7 GRADE ADJUSTMENT FACTOR (f G ) TO DETERMINE SPEEDS ON

TWO-WAY AND DlRECTIONAL SEGMENTS

Factor de ajuste por rampa (f G ) para el cálculo de velocidades en segmentos de dos

carriles y direccionales

Range of Two-Way Flow Rates

(pc/h)

Flujo en los dos sentidos (pc/h)

Range of Directional Flow Rates

(pc/h)

Flujo direccional (pc/h)

Type of Terrain

Tipo de terreno

Level

Llano

Rolling

Ondulado

0 - 600 0 - 300 1.00 0.71

> 600 - 1200 > 300 - 600 1.00 0.93

> 1200 > 600 1.00 1.00

EXHIBIT 20-8 GRADE ADJUSTMENT FACTOR (fG) TO DETERMINE PERCENT

TIME-SPENT-FOLLOWING (PTSF) ON TWO-WAY AND DlRECTIONAL SEGMENTS

Factor de ajuste por rampa (fG) para el cálculo de tiempo consumido en seguimiento (PTSF)

en segmentos de dos carriles y direccionales

Range of Two-Way Flow Rates (pc/h) Range of Directional Flow Rates

(pc/h)


Type of Terrain

Tipo de terreno Flujo en los dos sentidos (pc/h) Level

Llano

Rolling

Ondulado 0 - 600 0 - 300 1.00 0.77

> 600 - 1200 > 300 - 600 1.00 0.94

> 1200 > 600 1.00 1.00

En uno y otro caso se distinguirá si se trata de estudio de un tramo bidireccional (1ª

columna) o de segmento direccional (2ª columna).

Factor fHV

Se determina a través de la ecuación:

(20 – 4) 111

1

RRTT

HVEPEP

f

donde:

PT : proporción de camiones (truck) en la corriente de tráfico, como decimal.

PR : proporción de vehículos de recreo, expresada como decimal.

ET : equivalente de un camión (truck) en vehículos de turismo, v. 20-9, 20-10

ER : equivalente de un vehículo de recreo en veh. turismo, v. 20-9, 20-10

Se aplican los equivalentes de la tabla 20-9, si se trata de calcular velocidades (FFS, o ATS), o de la

20-10, para el cálculo del PTSF, o % tiempo de seguimiento.


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EXHIBIT 20-9 PASSENGER-CAR EQUIVALENTS FOR TRUCKS AND RVs TO

DETERMINE SPEEDS ON TWO-WAY AND DlRECTIONAL SEGMENTS

Equivalentes en vehículos de turismo (pc) de camiones y vehículos de recreo para el cálculo de velocidades en segmentos de dos carriles y direccionales

Vehicle Type Range of Two-Way Flow

Rates (pc/h)

Flujo en los dos sentidos

(pc/h)

Range of Directional Flow

Rates (pc/h)


Type of Terrain

Tipo de terreno

Tipo de vehículo Level

Llano

Rolling

Ondulado

Trucks, ET 0 - 600 0 - 300 1.7 2.5

Camiones > 600 - 1200 > 300 - 600 1.2 1.9

> 1200 > 600 1.1 1.5

RVs, ER 0-600 0 - 300 1.0 1.1

Vehículos de >600 - 1200 > 300 - 600 1.0 1.1

recreo > 1200 > 600 1.0 1.1

EXHIBIT 20-10 PASSENGER-CAR EQUIVALENTS FOR TRUCKS AND RVs TO DETERMINE

PERCENT TIME-SPENT-FOLLOWING ON TWO-WAY AND DlRECTIONAL SEGMENTS

Equivalentes en vehículos de turismo (pc) de camiones y vehículos de recreo para el cálculo del tiempo consumido en seguimiento en segmentos de dos carriles y direccionales

Vehicle Type Range of Two-Way Flow

Rates (pc/h)

Flujo en los dos sentidos

(pc/h)

Range of Directional Flow

Rates (pc/h)


Type of Terrain

Tipo de terreno

Tipo de vehículo Level

Llano

Rolling

Ondulado

Trucks, ET 0 - 600 0 - 300 1.1 1.8

Camiones > 600 - 1200 > 300 - 600 1.1 1.5

> 1200 > 600 1.0 1.0

RVs, ER 0-600 0 - 300 1.0 1.0

Vehículos de >600 - 1200 > 300 - 600 1.0 1.0

recreo > 1200 > 600 1.0 1.0


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CÁLCULOS ITERATIVOS

Desde el Exhibit 20-7 al 20-10 (los factores fG, ET y EV vistos anteriormente) estos valores se

encuentran en función de vp (intensidad equivalente de automóviles, para la punta de 15 min, pc/h).

Como hasta la ecuación 20-3 no se calcula el valor de vp , se puede utilizar un cálculo iterativo para

tener una primera aproximación de vp, siendo válido tanto para el cálculo de los factores en la fase de

determinación de la ATS como del PTSF.

La primera iteración para determinar vp consiste en determinar el cociente V/PHF.

En segundo lugar, determinar los valores de fG, ET y EV en la Exhibit 20-7 a la 20-10 con la

simplificación anterior.

En tercer lugar, calcular el valor de vp usando las ecuaciones 20-3 y 20-4. Si el valor determinado es

menor que el limite superior de cada uno de los rangos de flujo (en los dos sentidos o direccional,

según el caso, en pc/h) seleccionados para el cálculo de los valores fG, ET y EV , entonces el valor de

vp calculado es válido.

Si el valor de vp es mayor que el limite superior de cada uno de los rangos de flujo (en los dos

sentidos o direccional, según el caso, en pc/h) seleccionados para el cálculo de los valores fG, ET y EV,

hay que repetir el proceso para los sucesivos limites superiores hasta que se encuentre un valor

aceptable de vp.


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3.3.3 Determinación de la velocidad media de recorrido (ATS)

Por la fórmula:

(20 -5) ATS = FFS - 0.0125vp - fnp

donde:

ATS : velocidad media de recorrido (average travel speed)

fnp :ajuste por porcentaje de zonas de prohibición de adelantamiento (no passing zones),

v.20-11 adjunta.

vp : flujo equivalente de automóviles, para la punta de 15 min, pc/h

EXHIBIT 20- 11 ADJUSTMENT (fnp) FOR EFFECT OF NO-PASSING ZONES ON AVERAGE

TRAVEL SPEED (ATS) ON TWO-WAY SEGMENTS

Factor de ajuste (f np ) por efecto de las zonas de prohibición de adelantamiento sobre la

velocidad media de recorrido (ATS) en tramos de dos carriles

Two-Way Demand Flow

Rate, vp (pc/h)

Reduction in Average Travel Speed (km/h)

Reducción de la velocidad media de recorrido (km/h)

Tasa de flujo de demanda

en los dos sentidos, v p No-Passing Zones (%)

Zonas de prohibición de adelantamiento (%)

(pc/h) 0 20 40 60 80 100

0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

200 0.0 1.0 2.3 3.8 4.2 5.6

400 0.0 2.7 4.3 5.7 6.3 7.3

600 0.0 2.5 3.8 4.9 5.5 6.2

800 0.0 2.2 3.1 3.9 4.3 4.9

1000 0.0 1.8 2.5 3.2 3.6 4.2

1200 0.0 1.3 2.0 2.6 3.0 3.4

1400 0.0 0.9 1.4 1.9 2.3 2.7

1600 0.0 0.9 1.3 1.7 2.1 2.4

1800 0.0 0.8 1.1 1.6 1.8 2.1

2000 0.0 0.8 1.0 1.4 1.6 1.8

2200 0.0 0.8 1.0 1.4 1.5 1.7

2400 0.0 0.8 1.0 1.3 1.5 1.7

2600 0.0 0.8 1.0 1.3 1.4 1.6

2800 0.0 0.8 1.0 1.2 1.3 1.4

3000 0.0 0.8 0.9 1.1 1.1 1.3

3200 0.0 0.8 0.9 1.0 1.0 1.1


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3.3.4 Determinación de la proporción de tiempo de seguimiento (PTSF) Se estima a partir de la expresión:

(20 -6) npd

v

npd fefBPTSFPTSF p 000879.0

1100

siendo:

PTSF : por ciento de tiempo de seguimiento de otro vehículo.

BPTSF : estimación básica del anterior, reflejada en la ecuación 20-6.

fd/np : ajuste por efecto combinado del reparto direccional de los sentidos de tráfico y de las

restricciones de adelantamiento, v.20-12 adjunto.


EXHIBIT 20-12 ADJUSTMENT (fd/np) FOR COMBINED EFFECT OF DIRECTIONAL DISTRIBUTION OF TRAFFIC AND

PERCENTAGE OF NO-PASSING ZONES ON PERCENT TlME-SPENT-FOLLOWING ON TWO-WAY SEGMENTS Factor de ajuste (f d/np ) por el efecto combinado de la distribución del tráfico y del porcentaje de zonas con prohibición de

adelantamiento sobre el tiempo consumido en seguimiento (PTSF) en segmentos bidireccionales

Two-Way Flow Rate

vp (pc/h)

Flujo en los dos sentidos vp (pc/h)

Increase ín Percent Tirne-Spent-Following, PTSF (%)

Incremento del tiempo consumido en seguimiento, PTSF (%) No-Passing Zones (%) / Zonas de prohibición de adelantamiento (%)

0 20 40 60 80 100 Directional Split = 50/ 50 / Reparto direccional = 50/50

≤ 200 0.0 10.1 17.2 20.2 21.0 21.8

400 0.0 12.4 19.0 22.7 23.8 24.8

600 0.0 11.2 16.0 18.7 19.7 20.5

800 0.0 9.0 12.3 14.1 14.5 15.4

1400 0.0 3.6 5.5 6.7 7.3 7.9

2000 0.0 1.8 2.9 3.7 4.1 4.4

2600 0.0 1.1 1.6 2.0 2.3 2.4

3200 0.0 0.7 0.9 1.1 1.2 1.4

Directional Split = 60/40 / Reparto direccional = 60/40 ≤ 200 1.6 11.8 17.2 22.5 23.1 23.7

400 0.5 11.7 16.2 20.7 21.5 22.2

600 0.0 11.5 15.2 18.9 19.8 20.7 800 0.0 7.6 10.3 13.0 13.7 14.4

1400 0.0 3.7 5.4 7.1 7.6 8.1

2000 0.0 2.3 3.4 3.6 4.0 4.3

≥ 2600 0.0 0.9 1.4 1.9 2.1 2.2

Directional Split = 70/ 30 / Reparto direccional = 70/30 ≤ 200 2.8 13.4 19.1 24.8 25.2 25.5

400 1.1 12.5 17.3 22.0 22.6 23.2

600 0.0 11.6 15.4 19.1 20.0 20.9

800 0.0 7.7 10.5 13.3 14.0 14.6

1400 0.0 3.8 5.6 7.4 7.9 8.3

≥ 2000 0.0 1.4 4.9 3.5 3.9 4.2


400 2.5 15.8 21.5 27.1 27.6 28.0

600 0.0 14.0 18.6 23.2 23.9 24.5

800 0.0 9.3 12.7 16.0 16.5 17.0

1400 0.0 4.6 6.7 8.7 9.1 9.5

≥ 2000 0.0 2.4 3.4 4.5 4.7 4.9


400 2.4 19.0 25.6 32.2 32.5 32.8

600 0.0 16.3 21.8 27.2 27.6 28.0

800 0.0 10.9 14.8 18.6 19.0 19.4

≥ 1400 0.0 5.5 7.8 10.0 10.4 10.7


21 de 40

3.3.5 Determinación del nivel de servicio

El primer paso para deducir el NDS, o LOS, es comparar, en las dos circunstancias en que ha de

calcularse (para la ATS y para el PTSF) si el valor hallado de vp (flujo equivalente de automóviles,

para la punta de 15 min) supera la capacidad bidireccional de 3.200 pc/h, en cuyo caso la carretera

se considerará sobresaturada y el NDS será el “F”.

Análogamente, si la fracción de vp que circula por el carril más cargado (ya que se supone conocido

el reparto por sentidos) excede de 1.700 pc/h igualmente se atribuirá el NDS “F”.

Para una carretera de la Clase I con demanda en vehículos equivalentes menor que la capacidad, el

NDS se determina localizando en el diagrama 20-3 el punto relativo al par de valores PTSF y ATS

calculados y examinando a qué zona tramada corresponde, o bien clasificando dichos parámetros en

la tabla 20-2.

En una de Clase II bastará examinar las condiciones de PTSF señaladas en el cuadro 20-4.


22 de 40

3.4 EJERCICIOS CARRETERAS DE DOS CARRILES

Ejercicio nº 1

La carretera De dos carriles, tramo de la Clase I

La cuestión Nivel de servicio, como carretera bidireccional, en la hora punta

Datos

- 1.600 veh/h (volumen conjunto en las dos direcciones)

- 14 % de camiones y autobuses

- 0,95 de factor de hora punta (PHF)

- Terreno ondulado

- Arcenes de 1.2 m de anchura

- Prohibición de adelantar en un 50% de la traza

- Reparto direccional por sentidos 50/50

- 4 % de vehículos de recreo

- Velocidad específica (o BFFS) de 100 km/h

- Anchura de carril de 3.4 m

- Longitud del tramo: 10 km

- Puntos de acceso a la carretera: 12/km


23 de 40

Solución Ejercicio nº 1

PASOS

1

3

4 5

6

7

8 9

10

11

12

13

14

Determinar el factor de ajuste de

pendiente para ATS (20-7)

V/PHF = 1.600 / 0,95 = 1.684

fG = 1,00 2 Calcular fHV para ATS

(20-9 y Ec. 20-4)

111

1

RRTT

HVEPEP

f

93.0

11.104.0115.014.01

1

HVf

3

Calcular vp (Ec. 20-3)

HVG

pffPHF

Vv

hpcvp 182793.000.195.0

1600

OK 1ª Iteración

4 Flujo direccional más alto vp * 0.50 =1827*0.50=914 pc / h

5

Comprobar los flujos direccional más

alto y bidireccional con las capacidades

de 1700 pc/h y 3200 pc/h,

respectivamente

(50% de Vp) - 914 pc/h < 1700 pc/h

Bidireccional - 1827 pc/h < 3200 pc/h

6

Calcular FFS (fig. 20-5, 20-6 y

Ec. 20-2)

FFS = BFFS - fLS - fA

FFS =100-2.8-8.0=89.2 km/ h

7

Calcular ATS (fig. 20-11 y ec. 20-5) ATS = FFS -0.0125vp - fnp

ATS =89.2-0.0125*1827 -1.3=65.1km/ h

8


pendiente para PTSF (20-8)

V/PHF = 1.600 / 0,95 = 1.684

fG = 1.0

9

Calcular fHV para PTSF (fig. 20-10 y

Ec. 20-4) 0.1

10.104.010.114.01

1

HVf

10

Calcular vp (Ec. 20-3) hpcvp 1684

0.10.195.0

1600

OK 1ª Iteración

11

Flujo direccional más alto vp * 0.50 =1684*0.50=842 pc / h

12



de 1700 pc/h y 3200 pc/h,

respectivamente

(50% de Vp) - 842 pc/h < 1700 pc/h

Bidireccional - 1684 pc/h < 3200 pc/

13

Calcular PTSF (ec. 20-6 y fig. 20-12) PTSF =BPTSF + fd / np =100[1-e-0.000879vp

]+ fd / np

PTSF = 100 [1-e-0.000879*1684

] +4.8=82.0%

14

Determinar el nivel de servicio (fig. 20-3) ATS = 65.1 km/h; PTSF= 82.0%

Nivel de servicio (LOS): E


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Ejercicio nº 2

La carretera De dos carriles, tramo de la Clase II, ruta pintoresca de recreo

La cuestión Nivel de servicio, como carretera bidireccional, en la hora punta

Datos

- 1.050 veh/h (volumen conjunto en las dos direcciones)


- 0.85 de factor de hora punta (PHF)

- Terreno ondulado

- Arcenes de 0.6 m de anchura

- Prohibición de adelantar en un 60% de la traza

- Reparto direccional por sentidos 70/30


- Velocidad específica (o BFFS) de 90 km/h

- Anchura de carril de 3.0 m

- Longitud del tramo: 10 km

- Puntos de acceso a la carretera: 6/km


25 de 40

Solución Ejercicio nº 2

PASOS

1

13

14


pendiente para ATS (20-7)

fG = 1.00

Nota: Puede apreciarse, de entrada, que vp será como mínimo:

V/PHF= 1050/0.85= 1235 pc/h. Por ello habrá de entrarse en las

tablas en la fila relativa a tráfico en los dos sentidos > 1200 pc/h.

2 Calcular fHV para ATS

(20-9 y Ec. 20-4)

111

1

RRTT

HVEPEP

f

97.0

11.107.015.105.01

1

HVf

3


HVG

pffPHF

Vv

hpcvp 128897.000.185.0

1050

OK 1ª Iteración

4 Flujo direccional más alto vp * 0.70 =1288*0.70=902 pc / h

5



de 1700 pc/h y 3200 pc/h,

respectivamente

(70% de Vp) - 902 pc/h < 1700 pc/h


6

Calcular FFS (fig. 20-5, 20-6 y

Ec. 20-2)

FFS = BFFS - fLS - fA

FFS =90-5.9-4.0=80.1 km/ h

7

Calcular ATS (fig. 20-11 y ec. 20-5) ATS = FFS -0.0125vp - fnp

ATS =81.6-0.0125*1288 -2.3=61.7km/ h

8


pendiente para PTSF (20-8)

fG = 1.0

Nota: Puede apreciarse, de entrada, que vp será como mínimo:

V/PHF= 1050/0.85= 1235 pc/h. Por ello habrá de entrarse en las

tablas en la fila relativa a tráfico en los dos sentidos > 1200 pc/h. 9

Calcular fHV para PTSF (fig. 20-10 y

Ec. 20-4) 0.1

10.107.010.105.01

1

HVf

10

Calcular vp (Ec. 20-3) hpcv p 1235

0.10.185.0

1050

11

Flujo direccional más alto vp * 0.70 =1.235*0.70=865 pc / h

12



de 1700 pc/h y 3200 pc/h,

respectivamente

(70% de Vp) - 865 pc/h < 1700 pc/h


13

Calcular PTSF (ec. 20-6 y fig. 20-12) PTSF =BPTSF + fd / np =100[1-e-0.000879vp

]+ fd / np

PTSF = 100 [1-e-0.000879*1235

] +9.0=75.2%

14

Determinar el nivel de servicio (fig. 20-4) PTSF= 75.2%

Nivel de servicio (LOS): D


26 de 40

3.5 SEGMENTOS DIRECCIONALES

Sólo consulta: Construcciones Civiles

Desarrollado íntegramente: Apuntes AOT

La sistemática a que este apartado se dirige fundamentalmente a tres tipos de casos:

a) Segmentos direccionales extensos;

b) Rampas específicas; y

c) Descensos específicos.

Esta metodología es análoga a la empleada para los tramos bidireccionales, excepto en el

hecho de que enjuicia el comportamiento del tráfico en cada dirección de forma separada.

La propia del caso a) segmentos direccionales extensos se usará en terreno llano u ondulado.

Cualquier caso en segmentos direccionales que contengan rampas de inclinación superior al

3% en longitudes superiores a 1.0 km se estudiará según las técnicas de rampas o descensos

específicos b) y c).


27 de 40

4 CARRETERAS MULTICARRIL

El manual HCM2000 denomina carreteras multicarril (multilane highway) a lo que en la práctica

española serían vías de alta capacidad, caracterizadas por tener calzadas separadas, de un mínimo

de dos carriles cada una, separadas por una mediana de diversas configuraciones. Dentro de éstas

puede plantearse una distinción fundamental según cuenten o no con control de accesos. Éste, por

otra parte, no es un concepto absoluto, y es susceptible de muy diversos grados e interpretaciones.

Si el control de accesos es absoluto (salidas e incorporaciones exclusivamente a través de enlaces,

velocidades específicas de 100 km/h o superior, interdicción de acceso a motocarros, tractores,

maquinaria y otros vehículos lentos, sección tipo conforme con la normativa, etc) la infraestructura

podrá calificarse como autopista (para los norteamericanos y el HCM2000 (freeway). Si no alcanza

esos standards se tratará de una autovía o una carretera multicarril (multilane highway).

El HCM2000 dedica una de sus secciones a algunos problemas específicos de gestión, integración y

explotación de autopistas. Se entiende, sin embargo, que por lo que respecta a la definición genérica

de los niveles de servicio en vías de alta capacidad, cualquiera que fuera el grado y la calidad de su

control de accesos, es aplicable lo propuesto en su capítulo relativo a carreteras multicarril (el nº 21).

El presente texto mantendrá esta denominación a efectos docentes por consecuencia con el manual

HCM2000. Quizá el término autovía fuera el más aproximado, con independencia del hecho de que a

gran parte de las autovías existentes en España cabría calificarlas efectivamente como autopistas.

4.1 METODOLOGÍA

Resulta de hecho bastante más sencilla que la relativa a carreteras de dos carriles. Esto se debe al

hecho de que el comportamiento de las líneas de tráfico puede describirse por modelos teóricos

sencillos, de hecho mediante el conocido: Flujo = Densidad xVelocidad . Los niveles de servicio, como

se dijo anteriormente, se hacen depender de la densidad, en tanto que para las carreteras de dos

carriles ha debido recurrirse a un parámetro tan complejo como el porcentaje del tiempo consumido

en seguimiento de otro vehículo (PTSF, percent-of-time-spent-following).

Responde en líneas generales al organigrama siguiente:


28 de 40

Los umbrales entre niveles de servicio, así como la capacidad supuesta por carril, se muestran

en la siguiente tabla 21-2:

Definir la curva Velocidad –Intensidad

(flujo)


29 de 40

EXHIBIT 21-2 LOS CRITERIA FOR MULTILANE HlGHWAYS

Criterios de nivel de servicio (NDS) para carreteras multicarril

LOS / NDS

Free-Flow Speed Velocidad en flujo libre

Criteria / Criterios A B C D E

100 krn/h Maximum density (pc/krn/ln) Máxima densidad (pc/km/carril)

7 11 16 22 25

Average speed (km/h) Velocidad media (km/h)

100.0 100.0 98.4 91.5 88.0

Maximum volume to capacity ratio (v/c) Máxima relación volumen/capacidad (v/c)

0.32 0.50 0.72 0.92 1.00

Maximum service flow rate (pc/h/ln) Máximo flujo de servicio (pc/h/carril)

700 1100 1575 2015 2200


7 11 16 22 26


90.0 90.0 89.8 84.7 80.8


0.30 0.47 0.68 0.89 1.00


630 990 1435 1860 2100


7 11 16 22 27


80.0 80.0 80.0 77.6 74.1


0.28 0.44 0.64 0.85 1.00


560 880 1280 1705 2000


7 11 16 22 28


70.0 70.0 70.0 69.6 67.9


0.26 0.41 0.59 0.81 1.00


490 770 1120 1530 1900

Note

The exact mathematical relationship between density and volume to capacity ratio (v/c) has not always been maintained at LOS boundaries because of the use of rounded values. Density is the primary determinant of LOS. LOS F is characterized by highly unstable and variable traffic flow. Prediction of accurate flow rate, density, and speed at LOS F is difficult.

La relación matemática exacta entre la densidad y la relación volumen/capacidad (v/c) no siempre se ha mantenido en los límites de los NDS debido al uso de valores redondeados. La densidad es el determinante principal del NDS. El nivel F se caracteriza por un flujo de tráfico altamente variable e inestable. Resulta difícil la predicción precisa del flujo, la densidad y la velocidad bajo el nivel F

Puede apreciarse que la capacidad ideal (la relativa a vehículos de turismo equivalentes) por carril es

de 2200 pc/h/ln (pc=passenger car; ln=lane o carril) para velocidad en flujo libre (FFS) de 100 km/h,

pero puede ser tan sólo de 1900 pc/h/ln para la de 70 km/h. Contrasta esto con la doctrina clásica de

versiones anteriores del HCM que la hacían de 2000 pc/h/ln con carácter general.

La tabla anterior, asociada al siguiente gráfico 21-3, servirá finalmente para clasificar cualquier caso

que se estudie en cuanto a nivel de servicio (LOS, o NDS).

En el referido gráfico se indican las expresiones teóricas de los tramos de las curvas flujo-velocidad.

En la práctica es preferible efectuar el análisis de forma gráfica.


30 de 40

Note: Maximum densities for LOS E occur at a v/c ratio of 1.0. They are 25, 26, 27, and 28 pc/km/ln at FFS of 100, 90, 80, and 70 km/h, respectively. Capacity varies by FFS. Capacity is 2.200, 2.100, 2.000, and 1.900 pc/h/ln at FFS of 100, 90, 80, and 70 km/h, respectively.


31 de 40

4.2 DETERMINACIÓN DE LA VELOCIDAD EN FLUJO LIBRE

La velocidad en flujo libre (FFS : free flow speed) , si no se realizan mediciones específicas, se

estimará indirectamente por medio de la siguiente ecuación:

(21-1) FFS =BFFS - fLW - fLC - fM – fA

siendo:

FFS: velocidad estimada en flujo libre, km/h

BFFS: velocidad básica en flujo libre, asimilable a la específica, km/h

fLW: ajuste por anchura de carril (lane), v.21-4, km/h

fLC: ajuste por despeje lateral (clearance), v.2-5, km/h

fM : ajuste por tipo de mediana, v.21-6, km/h

fA : ajuste por frecuencia de accesos, v.21-7, km/h

EXHIBIT 21-4 ADJUSTMENT FOR LANE WIDTH

Ajuste por anchura de carril

Lane Width (m)

Anchura de carril (m)

Reduction in FFS (km/h)

Reducción de la velocidad en

flujo libre (FFS) (km/h)

3.6 0.0

3.5 1.0

3.4 2.1

3.3 3.1

3.2 5.6

3.1 8.1

3.0 10.6


32 de 40

EXHIBIT 21-5 ADJUSTMENT FOR LATERAL CLEARANCE

Ajuste por despeje lateral

Four-Lane Highways

Carreteras de 4 carriles

Six-Lane Highways

Carreteras de 6 carriles

Total Lateral

Clearancea (rn)

Despeje lateral

total a (m)

Reduction in FFS

(krn/h)

Reducción de la

velocidad en flujo

libre (FFS) (km/h)

Total Lateral

Clearancea (rn)

Despeje lateral

total a (m)

Reduction in FFS

(krn/h)

Reducción de la

velocidad en flujo

libre (FFS) (km/h)

3.6 0.0 3.6 0.0

3.0 0.6 3.0 0.6

2.4 1.5 2.4 1.5

1.8 2.1 1.8 2.1

1.2 3.0 1.2 2.7

0.6 5.8 0.6 4.5

0.0 8.7 0.0 6.3

Note

a. Total lateral clearance is the sum of the lateral clearances of the median (if greater than 1.8 m, use

1.8 m) and shoulder (if greater than 1.8 m, use 1.8 m). Therefore, for purposes of analysis, total lateral

clearance cannot exceed 3.6 m.

a. El despeje lateral total es la suma de los despejes laterales de la mediana (si es mayor que 1.8, se

tomará de 1.8 m) y del arcén (si > 1.8, se tomará de 1.8 m). Por ese motivo, a efectos de análisis, el

despeje lateral total no excederá de 3.6 m.

El despeje total es la suma de los despejes laterales a ambos lados. Éstos se tomarán, como se dice

al pie del cuadro, con un valor máximo de 1.8 m.

EXHIBIT 21-6 ADJUSTMENT FOR MEDIAN TYPE

Ajuste por tipo de mediana

Median Type

Tipo de mediana

Reduction in FFS (km/h)

Reducción de la FFS (km/h)

Undivided highways

Carretera no dividida

2.6

Divided highways

(includingTWLTLs)

Carretera dividida

0

EXHIBIT 21-7 ACCESS-POINT DENSITY ADJUSTMENT

Ajuste por densidad de puntos de acceso

Access (Points/km)

Accesos (puntos/km)

Reduction in FFS (krn/h)

Reducción de la FFS (km/h)

0 0.0

6 4.0

12 8.0

18 12.0

≥ 24 16.0


33 de 40

4.3 DETERMINACIÓN DE LA TASA DE FLUJO DE DEMANDA

El tráfico V relativo a la hora que se pretende estudiar se transformará en flujo de automóviles de

turismo equivalentes (pc) mediante la siguiente ecuación:

(21 - 3) pHV

pffNPHF

Vv

siendo:


V : volumen de demanda (intensidad) para la hora completa, veh/h

PHF : factor de hora punta (peak hour factor)

N : número de carriles

fHV : factor de ajuste por vehículos pesados (heavy vehicles).

fp : factor relativo al colectivo de conductores. Refleja el efecto de los conductores por

motivos de ocio o recreo, e incluso de horas medias del día, sobre la infraestructura.

Sus valores se sitúan entre 0.85 y 1.0. De forma típica, el analista selecciona 1.0, que

reflejaría el tráfico de conmutación en día de semana (i.e. usuarios familiares con la

vía), a menos de que exista alguna evidencia de que pueda estar próximo al

característico de desplazamientos por motivo de ocio.

Factor fHV

Se determina a través de la ecuación:

(21 – 4) 111

1

RRTT

HVEPEP

f

donde:

fHV : factor de ajuste por vehículos pesados.

PT : proporción de camiones (truck) en la corriente de tráfico, como decimal.

PR : proporción de vehículos de recreo, expresada como decimal.

ET : equivalente de un camión (truck) en vehículos de turismo, v. 21-8, 21-9

ER : equivalente de un vehículo de recreo en veh. turismo, v. 21-8, 21-10


34 de 40

Para tramos extensos y uniformes de autovía o carretera multicarril (de forma análoga a lo explicado

para las de dos carriles) podrán usarse las siguientes equivalencias:

EXHIBIT 21-8 PASSENGER-CAR EQUIVALENTS ON EXTENDED GENERAL

HIGHWAY SEGMENTS

Equivalentes en vehículos de turismo en tramos extensos de carretera multicarril

Factor Type of Terrain Tipo de terreno

Factor Level - Llano Rolling - Ondulado Mountainous -Accidentado

ET (trucks and buses)

ET (camiones y autobuses) 1.5 2.5 4.5

ER (RVs)

ER (Vehículos de recreo) 1.2 2.0 4.0

En el caso de que se desee ejecutar un estudio detallado de alguna de las calzadas, por existir

diferencia marcada entre una y otra (e.g. rampa a derecha, descenso a izquierda) podrá recurrirse a

los siguientes equivalentes, igualmente a semejanza de lo tratado en segmentos direccionales de las

carreteras de dos carriles:

Cuando se desee el estudio específico de una calzada en ascenso marcado podrá recurrirse a las

siguientes equivalencias EXHIBIT 21-9 PASSENGER-CAR EQUIVALENTS FOR TRUCKS AND BUSES ON UNIFORM UPGRADES Equivalentes de camiones y autobuses en vehículos de turismo en rampas uniformes

Upgrade (%) Length (km)

Longitud (km)

ET

Rampa de

ascenso Percentage of Trucks and Buses / % de camiones y autobuses

(%) 2 4 5 6 8 10 15 20 25 <2 All 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5

0.0 - 0.4 1.5

1.5

1.5

2.0

2.5

3.0

1.5

1.5

1.5

2.0

2.5

3.0

1.5

1.5

1.5

2.0

2.5

2.5

1.5

1.5

1.5

2.0

2.5

2.5

1.5

1.5

1.5

1.5

2.0

2.0

1.5

1.5

1.5

1.5

2.0

2.0

1.5

1.5

1.5

1.5

2.0

2.0

1.5

1.5

1.5

1.5

2.0

2.0

1.5

> 0.4 - 0.8 1.5 ≥ 2-3 > 0.8 - 1.2 1.5

> 1.2 - 1.6 1.5

> 1.6 - 2.4 2.0

> 2.4 2.0

0.0 - 0.4 1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

3.5

1.5

2.0

2.0

2.5

3.0

3.0

1.5

2.0

2.0

2.5

3.0

3.0

1.5

2.0

2.0

2.5

3.0

3.0

1.5

2.0

2.0

2.5

3.0

3.0

1.5

1.5

2.0

2.0

2.5

2.5

1.5

1.5

2.0

2.0

2.5

2.5

1.5

> 0.4 - 0.8 1.5 > 3-4 > 0.8 - 1.2 2.0

> 1.2 - 1.6 2.0

> 1.6 - 2.4 2.5

> 2.4 2.5

0.0 - 0.4 1.5

3.0

3.5

4.0

5.0

1.5

2.5

3.0

3.5

4.0

1.5

2.5

3.0

3.5

4.0

1.5

2.5

3.0

3.5

4.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

1.5

2.0

2.5

3.0

3.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.0

1.5

> 0.4 - 0.8 2.0 > 4-5 > 0.8 - 1.2 2.5

> 1.2 - 1.6 3.0

> 1.6 3.0

0.0 - 0.4 2.0

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

2.0

3.0

4.0

4.5

5.0

5.0

1.5

2.5

3.5

4.0

4.5

5.0

1.5

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

1.5

2.0

2.5

3.0

3.0

3.5

1.5

2.0

2.5

3.0

3.0

3.5

1.5

2.0

2.5

3.0

3.0

3.5

1.5

2.0

2.5

3.0

3.0

3.5

1.5

> 0.4 - 0.5 2.0 > 5-6 > 0.5 - 0.8 2.5

> 0.8 - 1.2 3.0

> 1.2 - 1.6 3.0

> 1.6 3.5

0.0 - 0.4 4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

7.0

3.0

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

2.5

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

2.5

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

2.5

3.5

3.5

4.0

4.5

5.0

2.5

3.0

3.0

3.5

4.0

4.5

2.0

2.5

2.5

3.0

3.5

4.0

2.0

2.5

2.5

3.0

3.5

4.0

2.0

> 0.4 - 0.5 2.5 > 6 > 0.5 - 0.8 2.5

> 0.8 - 1.2 3.0

> 1.2 - 1.6 3.5

> 1.6 4.0


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EXHIBIT 21-10 PASSENGER-CAR EQUIVALENTS FOR RVs ON UNIFORM UPGRADES

Equivalentes de vehículos de recreo en rampas de ascenso uniformes

Grade (%)

Rampa (%) Length (km)

Longitud (km)

ER

Percentage of RVs / % de vehículos de recreo

2 4 5 6 8 10 15 20 25

≤ 2 All 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2

> 2 - 3 0.0 - 0.8 1.2

3.0

1.2

1.5

1.2

1.5

1.2

1.5

1.2

1.5

1.2

1.5

1.2

1.2

1.2

1.2

1.2

> 0.8 1.2

0.0 - 0.4 1.2

2.5

3.0

1.2

2.5

2.5

1.2

2.0

2.5

1.2

2.0

2.5

1.2

2.0

2.0

1.2

2.0

2.0

1.2

1.5

2.0

1.2

1.5

1.5

1.2

> 3 - 4 > 0.4 - 0.8 1.5

> 0 8 1.5

0.0 - 0.4 2.5

4.0

4.5

2.0

3.0

3.5

2.0

3.0

3.0

2.0

3.0

3.0

1.5

2.5

3.0

1.5

2.5

2.5

1.5

2.0

2.5

1.5

2.0

2.0

1.5

> 4 - 5 > 0.4 - 0.8 2.0

> 0 8 2.0

0.0 - 0.4 4.0

6.0

6.0

3.0

4.0

4.5

2.5

4.0

4.0

2.5

3.5

4.0

2.5

3.0

3.5

2.0

3.0

3.0

2.0

2.5

3.0

2.0

2.5

2.5

1.5

> 5 > 0.4 - 0.8 2.0

> 0 8 2.0

Cuando se desee el estudio específico de una calzada en descenso marcado podrá recurrirse a las

siguientes equivalencias:

EXHIBIT 21-11 PASSENGER-CAR EQUIVALENTS FOR TRUCKS ON DOWNGRADES

Equivalentes de camiones en vehículos de turismo en pendientes de descenso

Length (km)

Longitud (km)

ET

Downgrade (%)

Pendiente (%)

Percentage of Trucks %

de camiones

5 10 15 20 < 4 All 1.5 1.5 1.5 1.5

4 - 5 ≤ 6.4 1.5 1.5 1.5 1.5

4 - 5 > 6.4 2.0 2.0 2.0 1.5

> 5 - 6 ≤ 6.4 1.5 1.5 1.5 1.5

> 5 - 6 > 6.4 5.5 4.0 4.0 3.0

> 6 ≤ 6.4 1.5 1.5 1.5 1.5

> 6 > 6.4 7.5 6.0 5.5 4.5


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4.4 DETERMINACIÓN DEL NIVEL DE SERVICIO

El nivel de servicio puede determinarse directamente sobre la figura 21-3, a partir de la FFS (en

ordenadas) y el flujo de servicio en vehículos equivalentes vp (en abscisas), examinando la zona en

que se sitúa el punto-imagen de dicho par. Para ello ha de construirse una curva velocidad-flujo

adecuada, interpolada a partir de las curvas típicas mostradas en dicha figura y que debe cortar el eje

de ordenadas en el punto correspondiente precisamente a la velocidad FFS.

Nótese que los umbrales entre áreas relativas a NDS contiguos corresponden precisamente a líneas

de igual densidad, ya que como se refirió al principio el tráfico en las vías de gran capacidad

responde con cierta fidelidad a la ecuación teórica de continuidad de los flujos de circulación.


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4.5 EJERCICIOS CARRETERAS MULTICARRIL

Ejercicio nº 4 (parte I)

La vía De cuatro carriles, de 5,2 km de longitud, en terreno llano. El estudio incluye un tramo de 975

m con pendiente de 3,5%.

La cuestión Nivel de servicio, velocidad y densidad en el tramo llano de la vía.

Datos

- 1.900 veh/h en cada una de las calzadas.



- Terreno llano


- Velocidad medida en campo de 74.0 km/h

- Longitud del tramo: 5,2 km

PASOS

1 Calcular fHV (21-8 y Ec. 21-4)

111

1

RRTT

HVEPEP

f

935.0

12.102.015.113.01

1

HVf

2


pHV

pffNPHF

Vv

hpcvp 11290.1935.029.0

1900

3

Determinar el nivel de servicio (fig. 21-3) Nivel de servicio (LOS): C

Densidad: 1129 / 74.0 = 15.3 pc/km/ln


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Ejercicio nº 4 (parte II)

La vía De cuatro carriles, de 5,2 km de longitud, en terreno llano. El estudio incluye un tramo de 975

m con pendiente de 3,5%.

La cuestión Nivel de servicio, velocidad y densidad en la rampa de 3.5%.

Datos

- 1.900 veh/h en cada una de las calzadas.



- Terreno llano


- Velocidad medida en campo de 74.0 km/h

- Longitud del tramo: 5,2 km

PASOS

1 Calcular fHV (21-9, 21-10 y Ec. 21-4)

111

1

RRTT

HVEPEP

f

855.0

10.302.010.213.01

1

HVf

2


pHV

pffNPHF

Vv

hpcvp 12350.1855.029.0

1900

3

Determinar el nivel de servicio (fig. 21-3) Nivel de servicio (LOS): D

Densidad: 1235 / 74.0 = 16.7 pc/km/ln


39 de 40

Ejercicio nº 5

La vía Tramo nuevo de vía multicarril de 3,2 km de longitud, con anchura de dominio público

de 27,4 m.

La cuestión Sección requerida para contar con nivel de servicio D en la hora de referencia.

Velocidad esperable para automóviles.

Datos

- IMD de 60.000 vehículos

- Límite de velocidad de 88 km/h.

- El tráfico en la hora de referencia se supone igual al 10% de la IMD.

- Reparto direccional del tráfico 55/45.

- 5 % de camiones


- Terreno ondulado

- 6 puntos de acceso por km.

PASOS

1

Deducir volumen horario de la calzada

más solicitada a partir de la IMD

Volumen de proyecto = 60.000 * 0.10 * 0.55 = 3.300

veh/h en la calzada más cargada

2 Calcular fHV (21-8 y Ec. 21-4)

93.0

015.205.01

1

HVf

3 Calcular velocidad en flujo libre (21-

4, 21-5, 21-6 y 21-7) FFS=BFFS- fLW - fLC - fA -fM

FFS=88.0-0.0-0.0- 4.0-0.0=84.0km/ h

4 Determinar el volumen vp máximo

posible para el nivel D (fig. 21-3)

vp = 1.775 pc/h/ln

5

Calcular el número mínimo N de

carriles por calzada pHVp ffVPHF

VN

carrilesN 2.20.193.017759.0

3300

Se construyen 3 por calzada

6 Calcular vp con los 3 carriles

requeridos ln1314

0.193.039.0

3300hpcvp

7

Determinar si la franja de dominio

público admite mediana de 3.6 m

Anchura de mediana = 3.6 m

Anchura de carril = 3.6 m

Despeje lateral (arcén)= 1.8 m

Anchura total = 3.6 + 6 * 3.6 + 2 * 1.8 =

28.8 m (> franja disponible)

8 Reducción de la mediana a 1.4 m Anchura total = 1.4 + 6 * 3.6 + 2 * 1.8 = 26.6 m (<

franja de 27.4 m)

9 Calcular FFS (fig. 21-4, 21-5, 21-6 y 21-

7)

FFS=88.0 - 0.0 - 0.4 - 4.0 - 0.0 = 83.6 km/h

10

Determinar NDS (fig. 21-3) Nivel de servicio D


40 de 40

4.6 SEGMENTOS DIRECCIONALES CON CARRILES DE ADELANTAMIENTO

Sólo consulta: Construcciones Civiles

Desarrollado íntegramente: Apuntes AOT

02 - apuntes complementarios de capacidad

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