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8/20/2019 Capacidad Vial.pdf

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CONCEPTOS

CAPACIDAD

Es el máximo número de vehículos que puede transitar por un punto otramo uniforme de una vía en los dos sentidos, en un periodo determinadode tiempo, en las condiciones imperantes de la vía y el tránsito.

De la definición anterior se infieren las siguientes consideraciones:

La capacidad puede expresarse en términos de vehículos o en términosde personas.

La capacidad se refiere a un punto o sección uniforme de lainfraestructura; por tanto segmentos o puntos con diferentescaracterísticas tendrán diferentes capacidades.


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NIVELES DE SERVICIO SEGÚN INVIAS

El concepto de nivel de servicio se utiliza para evaluar la calidad del flujo. Es unamedida cualitativa que descubre las condiciones de operación de un flujo de vehículos. Estas condiciones se describen en términos de factores como la velocidad

y el tiempo de recorrido, la libertad de maniobra, las interrupciones a la circulación,la comodidad, las conveniencias y la seguridad vial.

Para cada tipo de infraestructura se definen 6 niveles de servicio, para los cuales sedisponen de procedimientos de análisis, se les otorga una letra desde la A hasta la F

siendo el nivel de servicio (NS) A el que representa las mejores condicionesoperativas, y el NS F, las peores.


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Las condiciones de operación de estos niveles, para sistemas de flujoininterrumpido son las siguientes:

NIVEL DE SERVICIO A

Representa flujo libre en una vía cuyas especificaciones geométricas son adecuadas.Hay libertad para conducir con la velocidad deseada y la facilidad de maniobrar dentrode la corriente vehicular es sumamente alta, al no existir prácticamente interferenciacon otros vehículos y contar con condiciones de vía que no ofrecen restricción porestar de acuerdo con la topografía de la zona.


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NIVEL DE SERVICIO B

Está dentro del rango del flujo estable, aunque se empiezan a observar otros vehículosintegrantes de la circulación. La libertad de selección de las velocidades deseadas,sigue relativamente inafectada, aunque disminuye un poco la libertad de maniobra enrelación con la del nivel de servicio A. El nivel de comodidad y conveniencia es algoinferior a los del nivel de servicio A, porque la presencia de otros comienza a influir enel comportamiento individual de cada uno.

NIVEL DE SERVICIO C

Pertenece al rango del flujo estable, pero marca el comienzo del dominio en el que la

operación de los usuarios individuales se ve afectada de forma significativa por lasinteracciones con los otros usuarios. La selección de velocidad se ve afectada por lapresencia de otros, y la libertad de maniobra comienza a ser restringida. El nivel decomodidad y conveniencia desciende notablemente.


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NIVEL DE SERVICIO D

Representa una circulación de densidad elevada, aunque estable. La velocidad ylibertad de maniobra quedan seriamente restringidas, y el conductor experimentaun nivel general de comodidad y conveniencia bajo los pequeños incrementos delflujo generalmente ocasionan problemas de funcionamiento.

NIVEL DE SERVICIO E

El funcionamiento está cerca del límite de su capacidad. La velocidad de todos se vereducida a un valor bajo, bastante uniforme. La libertad de maniobra para circular

es extremadamente difícil, y se consigue forzando a un vehículo a “ceder el paso”.Los niveles de comodidad y conveniencia son enormemente bajos, siendo muyelevada la frustración de los conductores. La circulación es normalmenteinestable, debido a que los pequeños aumentos del flujo o ligeras perturbacionesdel tránsito producen colapsos.


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NIVEL DE SERVICIO F

Representa la circulación congestionada, cuando el volumen de demanda es superiora la capacidad de la vía y se rompe la continuidad del flujo. Cuando eso sucede, las velocidades son inferiores a la velocidad a capacidad y el flujo es muy irregular. Sesuelen formar largas colas y las operaciones dentro de éstas se caracterizan porconstantes paradas y avances cortos.


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GUÍA PARA LA SOLUCIÓN DEL NIVEL DE SERVICIO DEDISEÑO


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FACTORES QUE AFECTAN A LA CAPACIDAD Y A LOS NIVELES

DE SERVICIO

Condiciones ideales:

En principio, una condición es ideal cuando su mejora no produce un incrementoen la capacidad.

Las siguientes son las condiciones ideales para infraestructuras de flujoininterrumpido:

Repartición del tránsito por igual en ambos sentidos.

Carriles de no menos de 3.65 m


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Una distancia (bermas) de 1.8 m entre el borde de la calzada exterior y los obstáculosu objetos adyacentes a la vía o separador.

Velocidad de proyecto de 100 k/h para vías de 2 carriles y de 110 k/h para víasmulticarril y autopista.

Flujo constituido únicamente por vehículos ligeros, ausencia de vehículos pesados.

Superficie de rodadura en condiciones óptimas.

Visibilidad adecuada para adelantar.

Señalización horizontal y vertical óptima.

Terreno llano y rasante horizontal.


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CONDICIONES DE LA VÍA Ó LA INFRAESTRUCTURA

Las condiciones que afectan a la vía comprenden las condiciones geométricas y loselementos del proyecto. Estos factores son los siguientes:

El tipo de vía y el medio urbanístico en que está inmersa. La anchura de carril. El ancho de las bermas y los despejes laterales. La velocidad de proyecto. El alineamiento horizontal y el alineamiento vertical.

La disponibilidad de espacio para esperar en cola en las intersecciones.


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ANALISIS DE CAPACIDADPor lo general no se hacen estudios de capacidad para determinar la cantidad máximade vehículos que puede alojar cierta parte de un camino. Mas bien se trata dedeterminar el nivel de servicio al que funciona cierto tramo, o bien el volumenadmisible dentro de cierto nivel de servicio. En determinadas circunstancias se hace el

análisis para predecir con qué volúmenes y a que plazo se llegara a la capacidad de esaparte del camino.

En función del nivel de servicio estará el número de vehículos por unidad de tiempoque puede admitir un camino y se le conoce como el Volumen de Servicio. Este

volumen va aumentando a medida que el nivel de servicio va siendo de menor calidad,hasta llegar al nivel “E”, o Capacidad del camino. Más allá de este nivel se registrancondiciones más desfavorables, por ejemplo con nivel “F”, pero no aumenta el volumen de servicio, sino que disminuye.


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Para carreteras ideales de dos carriles, la capacidad es de 2000 vehículos/hora paraambos sentidos. El volumen de servicio será siempre una fracción de la capacidad encondiciones ideales.

La capacidad de un camino es tan variable como pueden serlo las variables físicas delmismo o las condiciones del tráfico. Por esa razón los análisis de capacidad se realizanaislando diversas partes de un camino, como un tramo recto, un tramo con curvas, untramo con pendientes, el acceso a una intersección, un tramo de entrecruzamiento,

una rampa de enlace, etc.


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TRAMOS RECTOS

Tratándose de tramos rectos, se analizan diversos factores y se recomienda un criteriode análisis, para tráfico continuo, como sigue:

El alineamiento es uno de los factores físicos que influyen en la capacidad. Puede

medirse su calidad a través de la velocidad, considerando el promedio ponderadode las velocidades de proyecto para cada subtramo. El alineamiento vertical yhorizontal deben permitir una velocidad de 110 Km./h, o mayor, sin restricción pordistancia de visibilidad como puede ser en una carretera.

La anchura del carril menor de 3.66 m resulta en reducción de capacidad. Estaanchura se mide entre centros de rayas separadoras de carriles o, cuando no hayrayas, dividiendo la anchura de la superficie de rodamiento entre el número decarriles que funcionan normalmente.


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Como criterio de análisis se recomienda el siguiente:

Subdivida el tramo de camino en subtramos razonablemente uniformes. Tambiénidentifique por separado cualquier punto que pueda representar una condición critica

para la capacidad.

Determine en cada subtramo y puntos críticos la capacidad, el volumen de demanda yla relación de volumen a capacidad. La capacidad se calcula aplicando los coeficientesde reducción correspondientes a los factores ya enunciados, a la capacidad ideal de

2000 automóviles por hora por carril, en caminos de 4 o mas carriles y de 2000automóviles por hora, para ambos sentidos, en caminos de 2 carriles.


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CÁLCULO DE LA CAPACIDAD

El cálculo de la capacidad de una, vía así como de su nivel de servicio, ofrece algunasdiferencias dependiendo de la metodología empleada, por ello, se presenta inicialmente

lo concerniente al “Manual de Capacidad y Niveles de Servicio para carreteras de doscarriles” del Instituto Nacional de Vías de Colombia (INVIAS) y posteriormente al“Manual de Capacidad Vial 2000” del Consejo de Investigaciones del Transporte de losEstados Unidos (TRB por su sigla en inglés).


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ANÁLISIS DE CIRCULACIÓN:

Es la aplicación que requiere mayor precisión y se basa en datos actuales sobretránsito, vía y regulación. Si interesara conocer el nivel de una vía o parte de ella encondiciones presentes, lo mejor sería medir el parámetro correspondiente en elterreno y olvidarse de las relaciones que ofrece el manual, pero a veces se usa el

manual para extrapolar valores del parámetro que se han medido solamente en unaparte de la vía cuando interesa conocerlos para toda la vía.

La aplicación más útil del análisis de circulación es, sin embargo, cuando se quiereevaluar el efecto de una medida de corto alcance, tal como el cambio de la

programación de un semáforo, la adición de un ramal de giro a derecha, o el aumentodel radio de una curva en una carretera rural.


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DISEÑO O PROYECTO:

Cuando se diseña una vía, o elementos permanentes de ella que requieran grandesinversiones, se debe garantizar que su utilidad vaya a durar bastante tiempo. Entonceses preciso predecir cuál va a ser la demanda de tránsito en el año para el que seproyecta a fin de satisfacer esa demanda razonablemente.

El manual puede determinar algunos elementos de diseño directamente, talescomo el número de carriles necesarios, y en otros casos estimar el nivel de servicioque brindaría el diseño propuesto, cuándo se alcanzare su capacidad, y sugerir enmuchos casos, los cambios que debían hacerse al diseño para lograr los objetivos

propuestos.


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PLANEACIÓN:

Esta aplicación se hace generalmente cuando se empieza a planear una vía o unsistema vial y todavía no se conocen con exactitud todos los detalles necesarios. Porejemplo, es posible que de la demanda de tránsito sólo se conozcan valores estimados

del tránsito promedio diario. Por eso es la aplicación menos precisa.

El manual norteamericano proporciona procedimientos de planeación que sonmenos complicados que los que se aplican para diseño o análisis de circulación, a finde evitar el uso de refinamientos innecesarios en trabajos de planeamiento

preliminar.


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La cantidad de vehículos que admite cada acceso a una intersección depende demuchos factores. Algunos son variables, como el número y tipo de vehículos, y otrosson fijos, como las dimensiones de la calle.

Cuando existe control a semáforo los factores variables deben ser considerados solocuando hay flujo de trafico, es decir, cuando el semáforo esta en verde. Por lo tanto,en análisis de intersecciones controladas por medios electromecánicos las unidades

usadas serán vehículos por hora de luz verde.


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Los factores que se analizan en este tipo de intersecciones caen dentro decuatro categorías:

1. Condición básica.2. Demanda.3. Movimientos de vueltas.

4. Control.

Para considerar los factores de condición básica se requiere conocer la anchura de lacalle, si es en uno o dos sentidos y si se permite el estacionamiento. En la demanda, o

sea el volumen de tráfico que desea utilizar cada acceso, deben considerarse el factor decarga, el factor de hora máxima, el tamaño de la población metropolitana, elporcentaje de vehículos comerciales y la ubicación dentro de la ciudad.


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Los movimientos de vueltas son muy importantes en la capacidad de unaintersección. Se les mide en porcentaje según salen los vehículos de la intersecciónclasificados: de frente, vuelta izquierda, vuelta derecha.

Por ultimo se consideran los factores debido a las disposiciones que se han tomado

para controlar la intersección. Se consideran desde las restricciones deestacionamiento y prohibiciones para ciertas vueltas, hasta la progresión de lossemáforos.

Las siguientes graficas muestran la relación entre la anchura del acceso y los volúmenes

de tráfico del mismo. Adicionalmente ciertos valores tabulados permiten hacer ajustespara los porcentajes variables de vueltas izquierdas, vueltas derechas, camiones yautobuses foráneos.


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TIPOS DE ENTRECRUZAMIENTO

Desde luego que el nivel de servicio tiene que coincidir con el de los tramos decarretera o calle antes y después del tramo. En el análisis de un tramo deentrecruzamiento también se usa una formula que, relacionando los volúmenes con

el volumen de servicio por carril y el Factor de Influencia, determina el numeronecesario de carriles.

El Factor de Influencia (K ) es un valor de 1 a 3 por el se multiplica el menor de los volúmenes que se entrecruzan (W2). Se considera que para secciones cortas la

influencia de ese volumen de vehículos es mayor, con un máximo de 3. Cuando lalongitud es mayor que la mínima requerida el valor de K se va reduciendo.


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Los carriles que alojan las corrientes de tráfico que pasan de largo, sin cruzar, sonconsideradas comparables a los carriles de un camino común, de varios carriles,para fines de análisis. Estos carriles deben ser capaces de alojar estos volúmenes de vehículos, para que no ejerzan influencia en los carriles destinados a las maniobrasde entrecruzamiento.

Según varía la calidad del f lujo también debe variar el volumen de servicio por carril

para usar en la formula del número de carriles como sigue:


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RAMPAS

Una rampa es un tramo de camino que permite la conexión de una carretera con otraque la cruza. Por lo general se estudian las rampas en relación con autopistas y pasos adesnivel.

La eficiencia del movimiento vehicular a lo largo de una autopista puede estardirectamente afectada por las rampas que conectan con ella. Las rampas de entradaque no son adecuadas serán un serio inconveniente para el volumen de tráfico que

desea ingresar a la autopista.


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Las rampas inadecuadas de salida también causaran congestionamiento, ya sea

porque no caben los vehículos que desean salir o por los remansos que se producena causa de la misma rampa. Esto puede ser causado por un mal diseño de la salidahacia el sistema vial urbano.

Los proyectos que permiten satisfacer las necesidades de los volúmenes de tráfico,

dependen en gran parte de la posibilidad de determinar la capacidad de la rampa ysus conexiones.

El proyecto de las entradas y salidas de las rampas es un factor dominante en laoperación de la rampa. Los proyectos que tienen curvas cerradas adyacentes a la

autopista, distancia reducida de visibilidad, insuficiente longitud paramovimientos convergentes, divergentes o de cambio de velocidades, mal trazo parala trayectoria de los vehículos, etc., deben ser evitados porque tienden a produciruna operación errática.


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Por lo general prevalecerán rampas de entrada o de salida de un solo carril. Muchospuntos de conexión de rampas con los sistemas viales urbanos deben seranalizados, en su capacidad, como intersecciones a nivel.

Frecuentemente se dará el caso de las necesidades de ampliar una rampa de salidade un carril, a dos y tres carriles, en su conexión con la calle transversal, a fin deproveer capacidad suficiente en el acceso del semáforo y poder equilibrar lacapacidad suficiente en su punto terminal y evitar un remanso hacia la autopista.Rara vez habrá necesidad de una rampa completa de dos carriles.


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