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GUIA DE INGENIERIA DE TRÁNSITO
UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA SEDE MEDELLÍN
FACULTAD DE MINAS
ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL
INGENIERÍA DE TRÁNSITO GUÍA DE CLASE.
Preparado por: Víctor Gabriel Valencia Alaix Profesor asociado
Medellín, febrero de 2007. Preparado por: Víctor Gabriel Valencia Alaix
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SINOPSIS DE INGENIERÍA DE TRÁNSITO. La ingeniería de tránsito contempla conocimientos útiles en la solución de problemas de circulación en vías en entorno urbano y rural; se imparte en el pregrado y postgrado, por ello, el texto sirve principalmente para la carrera de ingeniería civil pero algunos de sus capítulos pueden ser comunes para la especialización en vías y transporte. Se inicia reconociendo los elementos del tránsito pero debido al alcance limitado de la asignatura no todos se estudian con igual profundidad seleccionando algunos aspectos de ellos, en consecuencia, se sigue con algunos parámetros del tránsito como el volumen y la velocidad que se interrelacionan en la teoría de flujo de tránsito y continua con una aplicación particular a la formación de colas describiendo alguna teoría que la rige, posteriormente se ven las herramientas y procedimientos para valorar los parámetros del tránsito a través de los estudios técnicos de tránsito que producen los insumos para el análisis operacional, su aplicación se refleja en el capítulo sobre los niveles de servicio y capacidad en algunos tipos de infraestructuras como las carreteras de dos carriles que representan la mayoría de las carreteras rurales y los semáforos como los dispositivos de control del tránsito más comunes en las ciudades, se sigue con el tratamiento de diseños complementarios a las vías como su señalización y estacionamientos y se termina con una visión global de la planeación de intersecciones y tratando un problema gravísimo en la circulación como es la accidentalidad.
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TABLA DE CONTENIDO INGENIERÍA DE TRÁNSITO................................................................................................................................1-1 GUÍA DE CLASE. .................................................................................................................................................1-1 1.
ELEMENTOS DEL TRÁNSITO...................................................................................................................1-6 1.1 1.2 1.3
2.
INTRODUCCIÓN ...................................................................................................................................1-6 ELEMENTOS DEL TRÁNSITO...........................................................................................................1-10 BIBLIOGRAFÍA: ..................................................................................................................................1-27
VOLUMEN ....................................................................................................................................................2-28 2.1 2.2 2.3 2.4
3.
VARIACIONES DE LOS VOLÚMENES DE TRÁNSITO. .................................................................2-29 PATRONES DEL VOLUMEN DE TRÁNSITO. ..................................................................................2-31 VOLUMEN HORARIO DE DISEÑO (VHD) .......................................................................................2-32 BIBLIOGRAFÍA: ..................................................................................................................................2-34
VELOCIDAD.................................................................................................................................................3-35 3.1
4.
BIBLIOGRAFÍA: ..................................................................................................................................3-41
TEORIA DE FLUJO DE TRÁNSITO ........................................................................................................4-42 4.1 NATURALEZA E INTERÉS DEL TEMA............................................................................................4-42 4.1.1 Modelos de tránsito...........................................................................................................................4-42 4.1.1.1
Colas móviles .......................................................................................................................................... 4-42
4.1.2 Objetivos de este libro.......................................................................................................................4-43 4.2 MODELOS DE VARIABLES BÁSICAS DE TRÁNSITO. ..................................................................4-43 4.2.1 Intensidad de tránsito (q) [Volumen] ................................................................................................4-43 4.2.2 Densidad del tránsito (k)...................................................................................................................4-46 4.2.3 La velocidad (v).................................................................................................................................4-46 4.2.4 El intervalo........................................................................................................................................4-49 4.2.5 El espaciamiento (s) ..........................................................................................................................4-55 5.
TEORÍA DE FILAS ......................................................................................................................................5-56 5.1 FILAS DE ESPERA...............................................................................................................................5-58 5.1.1 COMPONENTES ..............................................................................................................................5-59 5.1.1.1 5.1.1.2 5.1.1.3
5.1.2 6.
Sistemas de filas de espera: ..................................................................................................................... 5-59 CARACTERÍSTICAS DEL FENÓMENO ............................................................................................. 5-60 NOTACIÓN KENDAL........................................................................................................................... 5-61
FILA CON UNA ESTACIÓN.............................................................................................................5-61
ESTUDIOS DE TRÁNSITO.........................................................................................................................6-66 6.1 CONTEO MANUAL DE TRÁNSITO EN INTERSECCIONES ..........................................................6-66 6.1.1 Introducción ......................................................................................................................................6-66 6.1.2 Objetivos ...........................................................................................................................................6-67 6.1.3 Factores de equivalencia vehicular ..................................................................................................6-67 6.1.4 Descripción del trabajo de campo ....................................................................................................6-68 6.1.5 Asignación de personal .....................................................................................................................6-71 6.1.6 Materiales .........................................................................................................................................6-71 6.1.7 Instrucciones para el llenado de formatos de campo........................................................................6-72 6.1.8 Procesamiento de la información en oficina.....................................................................................6-72 6.1.9 Presentación de resultados ...............................................................................................................6-73 6.1.10 Análisis de información................................................................................................................6-73 6.2 CONTEO MANUAL DE TRÁNSITO ENTRE INTERSECCIONES (EN TRAMOS VIALES).................6-76 6.2.1 Objetivos ...........................................................................................................................................6-76 6.2.2 Descripción del trabajo.....................................................................................................................6-76 6.2.3 Instrucciones para el llenado de formatos de campo........................................................................6-77 6.2.4 Asignación de personal .....................................................................................................................6-77
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6.2.5 Materiales .........................................................................................................................................6-78 6.2.6 Presentación de resultados ...............................................................................................................6-78 6.2.7 Análisis de información.....................................................................................................................6-78 6.3 ESTUDIOS DE ORIGEN Y DESTINO.................................................................................................6-78 6.3.1 Introducción ......................................................................................................................................6-78 6.3.2 Descripción y uso..............................................................................................................................6-78 6.3.3 ¿Dónde hacer el estudio?..................................................................................................................6-79 6.3.4 Personal y equipo..............................................................................................................................6-79 6.3.5 Área de estudio..................................................................................................................................6-79 6.3.6 Métodos.............................................................................................................................................6-80 6.3.6.1 6.3.6.2 6.3.6.3 6.3.6.4
Método 1: Encuesta a conductores de vehículos. .................................................................................... 6-81 Método 3: Placas de vehículos en movimiento........................................................................................ 6-82 Método 6: Encuesta domiciliaria. ............................................................................................................ 6-83 Método 12: Estudio integral de origen y destino. .................................................................................... 6-86
6.4 ESTUDIOS DE TIEMPOS DE RECORRIDO Y DEMORAS...............................................................6-86 6.4.1 Introducción ......................................................................................................................................6-86 6.4.1.1 6.4.1.2
6.4.2
Definiciones ............................................................................................................................................ 6-86 Objetivos ................................................................................................................................................. 6-88
Método del vehículo flotante. ............................................................................................................6-88
6.4.2.1 6.4.2.2 6.4.2.3
Horas de estudio y recorridos. ................................................................................................................. 6-89 Formatos de campo. ................................................................................................................................ 6-89 Resultados ............................................................................................................................................... 6-94
6.5 EVALUACIÓN ECONÓMICA DE CARRETERAS............................................................................6-95 6.5.1 Costos del proyecto ...........................................................................................................................6-95 6.5.1.1 6.5.1.2
6.5.2
Beneficios del proyecto .....................................................................................................................6-97
6.5.2.1 6.5.2.2
6.6 7.
Costos de inversión ................................................................................................................................. 6-95 Costos de conservación y mantenimiento................................................................................................ 6-96 Costos de operación................................................................................................................................. 6-97 Costos de operación - MODELO HDM-IV-Submodelo VOC ................................................................ 6-97
BIBLIOGRAFÍA ...................................................................................................................................6-98
CAPACIDAD Y NIVELES DE SERVICIO ...............................................................................................7-99 7.1 INTRODUCCIÓN .......................................................................................................................................7-99 7.2 ESTADO DE UN VEHÍCULO EN LA CORRIENTE VEHICULAR .......................................................................7-99 7.3 INDICADORES DE LAS RELACIONES ENTRE VEHÍCULOS. ..........................................................................7-99 7.4 RELACIONES ENTRE CORRIENTES VEHICULARES ...................................................................................7-100 7.5 CORRIENTES VEHICULARES EN VÍAS DE CIRCULACIÓN CONTINUA ........................................................7-100 7.5.1 Diferencias entre vías de dos carriles y autopistas.........................................................................7-101 7.6 CAPACIDAD Y NIVELES DE SERVICIO....................................................................................................7-103 7.6.1 Capacidad .......................................................................................................................................7-103 7.6.2 Niveles de servicio...........................................................................................................................7-103 7.7 CORRIENTES VEHICULARES EN VÍAS DE CIRCULACIÓN DISCONTINUA ...................................................7-104 7.8 CONCEPCIÓN MICROSCÓPICA DEL TRÁNSITO. .......................................................................................7-107 7.8.1 La invariabilidad de la brecha........................................................................................................7-107 7.8.2 Significación de la invariabilidad de la brecha. .............................................................................7-108 7.9 MÉTODO COLOMBIANO PARA DETERMINAR LA CAPACIDAD Y NIVELES DE SERVICIO EN CARRETERAS DE DOS CARRILES (INVIAS, 1996). ...................................................................................7-109 7.9.1 Definiciones.....................................................................................................................................7-109 7.9.2 Principios básicos del manual. .......................................................................................................7-110 • Importancia de los factores geométricos sobre los del tránsito. ........................................7-111 • Velocidad media de recorrido..............................................................................................................7-111 • Aplicación de los factores de corrección. ............................................................................................7-111 7.9.3 Identificación de factores que influyen en la operación de vehículos en carreteras de dos carriles. ...7111 • Factores que influyen en la circulación del tránsito............................................................................7-111 o Efecto de la curvatura y el peralte.......................................................................................................7-111 o Efecto de las pendientes longitudinales ...............................................................................................7-111
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Efecto de los camiones.........................................................................................................................7-112 o o Efecto del estado de la superficie de rodadura....................................................................................7-112 7.9.4 Cálculo de la capacidad..................................................................................................................7-112 7.9.5 Cálculo del Nivel de Servicio ..........................................................................................................7-120 7.9.6 Ejemplos..........................................................................................................................................7-130 7.10 BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................................................7-133 8.
SEMÁFOROS..............................................................................................................................................8-134 8.1
9.
BIBLIOGRAFÍA ......................................................................................................................................8-134
SEÑALIZACIÓN ........................................................................................................................................9-135 9.1 9.2 9.3 9.4 9.4.1 9.4.2 9.4.3 9.5 9.5.1 9.5.2 9.5.3 9.5.4 9.6 9.7 9.8
10.
INTRODUCCIÓN .....................................................................................................................................9-135 FUNCIÓN ...............................................................................................................................................9-135 CLASIFICACIÓN .....................................................................................................................................9-136 SEÑALES ...............................................................................................................................................9-136 Preventivas......................................................................................................................................9-136 Reglamentarias ...............................................................................................................................9-138 Informativas ....................................................................................................................................9-139 UBICACIÓN DE SEÑALES .......................................................................................................................9-140 Rural................................................................................................................................................9-141 Urbano ............................................................................................................................................9-141 Elevadas ..........................................................................................................................................9-142 A lo largo de la vía..........................................................................................................................9-142 MARCAS VIALES ...................................................................................................................................9-144 SEÑALIZACIÓN EN ETAPA DE CONSTRUCCIÓN Y CONSERVACIÓN. .........................................................9-150 BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................................................9-151
INTERSECCIONES.............................................................................................................................10-152
10.1 INTRODUCCIÓN .............................................................................................................................10-152 10.2 DATOS DE DISEÑO.........................................................................................................................10-152 10.2.1 Datos funcionales .....................................................................................................................10-152 10.2.2 Datos físicos .............................................................................................................................10-152 10.2.3 Datos de tránsito ......................................................................................................................10-152 10.2.4 Accidentes.................................................................................................................................10-152 10.2.5 Relación con otras intersecciones ............................................................................................10-153 10.3 INTERSECCIONES SIN CANALIZAR. CONDICIONES MÍNIMAS. ...........................................10-153 10.4 CRITERIOS PARA LA CANALIZACIÓN DE INTERSECCIONES ..............................................10-153 10.5 SOLUCIONES TÍPICAS DE INTERSECCIONES...........................................................................10-154 10.5.1 Intersecciones de tres vías........................................................................................................10-154 10.5.2 Intersecciones de cuatro vías. ..................................................................................................10-157 10.5.3 Intersecciones de más de cuatro vías .......................................................................................10-160 10.5.4 Glorietas...................................................................................................................................10-160 10.5.5 Intersecciones a desnivel..........................................................................................................10-161 10.5.5.1 10.5.5.2
10.6 11.
De tres ramales............................................................................................................................... 10-162 De cuatro ramales........................................................................................................................... 10-165
BIBLIOGRAFÍA. ..............................................................................................................................10-168 ESTACIONAMIENTOS......................................................................................................................11-169
11.1 DEFINICIONES .....................................................................................................................................11-169 11.2 COMPONENTES FÍSICOS EN UN SISTEMA DE TRANSPORTE ....................................................................11-169 11.3 CARACTERÍSTICAS DEL ESTACIONAMIENTO SEGÚN EL PROPÓSITO DEL VIAJE. ....................................11-170 11.4 TIPOS DE ESTACIONAMIENTO ..............................................................................................................11-170 11.4.1 En la vía pública.......................................................................................................................11-170 11.4.2 Fuera de la vía. ........................................................................................................................11-170 11.5 OFERTA Y DEMANDA DE ESTACIONAMIENTO ......................................................................................11-172
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ACCIDENTALIDAD ...........................................................................................................................12-174
12.1 ESTUDIO DE ACCIDENTALIDAD ...........................................................................................................12-174 12.1.1 Causas aparentes y reales ........................................................................................................12-174 12.1.2 Falla de la operación del tránsito. ...........................................................................................12-174 12.1.3 Magnitud del problema ............................................................................................................12-174 12.2 BIBLIOGRAFÍA ....................................................................................................................................12-175
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1. ELEMENTOS DEL TRÁNSITO La referencia principal de este capítulo es el libro titulado PRINCIPIOS DE INGENIERÍA DE TRÁNSITO del Doctor Guido Radelat Egües editado en el 2003 y patrocinado por el Institute of Transportation Engineers – ITE. INTRODUCCIÓN
1.1
Las vías de comunicación primitivas Trochas Preocupación por acceso motivó a crear caminos que servían inicialmente para la circulación de personas y bestias denominados caminos de herradura. El hombre es un animal social que se convirtió en un sedentario formando comunidades urbanas. La dinámica de crecimiento de las aglomeraciones urbanas dio vida a la calle. Evolución del camino Hace 6000 años aproximadamente nació la rueda. Fue necesario adaptar los caminos a la circulación de las características de las carretas surgiendo el camino carretero o las carreteras. El tránsito en las carreteras era penoso, entonces, las vías marítimas y fluviales eran mejores para el transporte resultando en la prosperidad de los puertos. Los caminos solo servía para personas, animales y el transporte de bienes caros y ligeros. En el siglo xviii inicia los progresos del camino a la par de los vehículos de tracción animal. Crecen las ciudades en Europa y en EUA: A mediados del siglo xix nace el ferrocarril. Evolución de la calle •
Fue distinta a la de los caminos.
•
El surgimiento de las grandes ciudades fue antes que los grandes caminos.
•
La calle es de uso peatonal y de las bestias características de la ciudad peatonal.
•
Leibbrand planteó leyes que restringen el desarrollo urbano. o 1ª: Limitado según los recursos de su zona tributaria. Hoy esta ley no se cumple. o 2ª: Limitado por la duración del viaje cotidiano (valor tolerable). Ejemplo: Si se asume que la jornada a pie diaria sea máxima de 30 Preparado por: Víctor Gabriel Valencia Alaix
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minutos y la velocidad a pie es de 4,5 a 5 km/h, entonces, el recorrido máximo sería de aproximadamente 2 km que podría asumirse como el radio máximo de una ciudad peatonal resultando en un área de 1250 Ha y con una densidad máxima de 600 habitantes por Ha correspondería a una población máxima de 800.000 habitantes. •
Las calles de una ciudad peatonal son angostas, tortuosas e inapropiadas para los vehículos.
•
Si la ciudad quería crecer entonces necesitaba el mejoramiento de las calles.
•
En el siglo xix el tránsito de vehículos de tracción animal era intenso y con la participación del ferrocarril a través de los tranvías surge la “congestión del tránsito” mitigada por la incipiente regulación del tránsito y las reformas urbanas, por ejemplo, se tenían los bulevares de París.
La revolución automotriz •
En el siglo xx aparece el “vehículo automotor” que se le veía como un artefacto extraño deportivo de lujo pero evolucionó hasta convertirse en un medio útil y práctico.
•
El nuevo vehículo encontró los caminos malos entonces fue necesario repararlos, mejorarlos y adaptarlos (a las características físicas y operativas del vehículo), construir nuevos caminos que fuesen estables y que permitieran “acceso”.
•
Solucionado el aspecto “acceso”, la seguridad quedó en manos de la policía y los usuarios.
•
Al principio las cosas marcharon bien (Vehículos escasos y velocidades bajas) pero los nuevos vehículos desarrollaron velocidades mayores (mejorando la “movilidad”), el número de vehículos creció al igual que los conflictos, accidentes y desde luego la congestión (Resultando en la disminución de la “movilidad”).
•
Era preciso ganar “seguridad” a costa de perder “movilidad”.
•
En los caminos rurales la dificultad no era la congestión sino la seguridad.
•
Los ingenieros vales hacían mejoras sin considerar al elemento humano.
La ingeniería de tránsito. Génesis •
El problema necesita un enfoque técnico estudiando no solo el movimiento de los vehículos sino también a sus conductores.
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Era necesario crear una técnica de circulación que tuviese en cuenta las leyes físicas y factores humanos (Esta técnica tomó fuerza en EUA debido a los problemas de tránsito).
•
En 1920 se empezó a gestar esa rama del saber, especialidad de la ingeniería civil.
•
En 1930 se definió la profesión: se fundó el “Institute of Traffic Engineers” (Hoy Institute of Transportation Engineers) que se preocupó inicialmente por resolver la accidentalidad y luego estudiar fenómenos del tránsito surgiendo la “ingeniería de tránsito”.
¿Qué es la ingeniería de tránsito? •
Rama de la ingeniería civil que estudia los cinco elementos fundamentales del tránsito: el conductor, el peatón, el vehículo, la vía y el medio ambiente y sus relaciones.
•
Instrumento básico: Estudios de tránsito interacción, estacionamiento, accidentes, etc.)
•
Se aplican: leyes matemáticas, probabilidades, física y medios científicos para racionalizar la información (Estudios de tránsito) y modelar la circulación.
•
Modelos computacionales: Son herramientas que ayudan en el cálculo de la capacidad y los niveles de servicio.
•
El conocimiento racional de la circulación permite que la ingeniería de tránsito mejore la circulación aplicando medios restrictivos racionales logrando la eficiencia que no se lograba con las medidas arbitrarias implementadas antes de la ingeniería de tránsito.
•
Medios restrictivos: Disposiciones legales (generales y particulares) y la forma de hacerlas conocer (divulgar) para lograr mayor eficiencia en los “dispositivos para regular el tránsito” que actúan sobre conductores, peatones y vehículos.
•
Medios constructivos: Proporcionando estructuras adecuadas a los vehículos y peatones.
(Volumen,
velocidad,
Definición de ingeniería de tránsito. •
Según Radelat (2003): “Rama de la ingeniería civil cuyo objetivo es el movimiento seguro y eficiente de peatones y vehículos por vías terrestres”. o “Rama de la ingeniería”: no es u arte, ni ciencia, sino una profesión de carácter tecnológico que aplica principios científicos, técnicas, arte y sentido común.
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o “movimiento seguro y eficiente de peatones y vehículos”: No interesa lo que lleven los vehículos ni porque circulan excepto que su carga afecte la seguridad. o “seguridad”: No solo de peatones y conductores sino de todos los afectados. o “eficiencia”: Considerando los “factores económicos” (peatones, ocupantes, afectados, propietarios de empresas de transporte), “factores personales” (esfuerzo en la conducción, comodidad, costos, etc.) y “factores ambientales” (contaminación). o “vías terrestres”: Por aquellas donde circulan vehículos automotores y peatones. No son vías férreas, ni acuáticas, ni aéreas. La ingeniería de transporte. •
La ingeniería de tránsito no puede resolver todos los problemas de tránsito pues hay muchos factores que escapan a su control.
•
El ingeniero de tránsito necesita de otros profesionales para resolver problemas.
•
El ingeniero de tránsito solo tiene responsabilidad en el movimiento de unidades de tránsito por vías terrestres y no es de su competencia tratar de modificar el contenido de los vehículos, ni el “modo de transporte” que eligen las personas que si compete a la “ingeniería de transporte”.
•
Las modalidades y elementos del transporte se presentan en el cuadro 1. MODALIDADES Y ELEMENTOS 1. Por vías terrestres. a. Vehículos terrestres. b. Carreteras. c. Calles. 2. Por vías férreas. a. Ferrocarriles interurbanos. b. Ferrocarriles urbanos. 3. Por vía aérea. a. Aviones. b. Aeropuertos. 4. Por vías acuáticas. a. Barcos. b. Puertos c. Canales 5. Por sistemas continuos. a. Acueductos. b. Oleoductos o gasoductos. c. Transportadores. Preparado por: Víctor Gabriel Valencia Alaix
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•
“Ingeniería de transporte”: “Rama de la ingeniería cuyo objetivo es el movimiento seguro y eficiente de personas y cosas por distintas modalidades de transporte”.
•
La ingeniería de tránsito está contenida en la ingeniería de transporte.
•
La ingeniería de transporte tiene un objetivo más amplio.
•
Las actividades de la ingeniería de transporte del cuadro 2 son más amplias que las de la ingeniería de tránsito que se concentra en la operación, algo de investigación y colabora en el planeamiento y diseño geométrico de vías. ACTIVIDADES 1. Planeamiento 2. Diseño 3. Construcción 4. Conservación. 5. Operación. 6. Investigación.
•
Subramas de la ingeniería de transporte puede ofrecer soluciones al tránsito.
•
Otra subrama de la ingeniería de transporte, mediante estudios origendestino, puede estimar necesidades de mejoramiento de vías pero esto es en la situación actual, para garantizarlo en una vida útil, requiere de planeación de transporte urbano y regional.
La demanda de transporte. •
La ingeniería de transporte busca satisfacer la “demanda” de transporte de la mejor manera con la “oferta”.
•
Para tratar de cambiar la demanda de transporte es necesario acudir a la informática, telecomunicaciones, sociología, administración pública, economía y el urbanismo. ELEMENTOS DEL TRÁNSITO.
1.2
Vía, tránsito y circulación. •
Vía: Solo considera las terrestres compuestas generalmente por calzadas y carriles.
•
Según el Diccionario de la Real Academia de la Lengua española, “tránsito” es la acción de ir o pasar de un punto a otro por vías o parajes públicos. “Tráfico” es el tránsito de personas y circulación de vehículos por calles, carreteras o caminos, etc.
•
Unidades de tránsito: son los peatones, vehículos y las bestias.
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Circulación: Movimiento de peatones o vehículos por una vía en particular (Se refiere al paso de uno solo de ellos en vez de grupos como se refiere la palabra tránsito).
Corrientes vehiculares •
Conjunto de vehículos que circulan por una vía en el mismo sentido en una o más filas.
•
Los parámetros (macroscópicos) fundamentales del tránsito son: el volumen, la velocidad media y la densidad. o Volumen: Número de vehículos que pasan por un punto de la vía en las unidad de tiempo. o Flujo: se denomina al volumen en general, al volumen medido en periodos menores a una hora, a una corriente vehicular o a grupos de vehículos que efectúan movimientos hacia una dirección determinada. o Intensidad: se denomina al volumen por carril. o Velocidad media: es el cociente entre el espacio recorrido y la unidad de tiempo. o Velocidad medio de una corriente vehicular: es la relación entre la longitud del tramo recorrido y el tiempo medio que se tarda en viajarlo. Este tipo de velocidad es espacial (a diferencia de la temporal). o Densidad de tránsito: es la relación entre el número de vehículos en una calzada o carril entre la longitud del tramo correspondiente. o Densidad media del tránsito: es la división del número de vehículos promedio en la calzada o carril y la longitud correspondiente. o Tiempo de recorrido: es aquel que considera el consumido en las demoras. o Tiempo de viaje: el necesario para viajar del origen al destino. o Demora: el tiempo perdido por los ocupantes de un vehículo cuando no puede ir a la velocidad deseada.
Importancia del elemento humano •
Elementos activos: conductor, motociclista, ciclista y peatón.
•
Elemento pasivo: el pasajero.
•
El elemento humano activo le imprime a la ingeniería de tránsito un sello particular.
•
Es difícil predecir el comportamiento humano frente a las medidas de ingeniería de tránsito. Preparado por: Víctor Gabriel Valencia Alaix
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Las reacciones humanas varías de uno a otro y están influenciadas por el medio en el que viven, varían geográficamente y esto explica el mal funcionamiento de medidas importadas sin adaptar.
El conductor: •
El ingeniero de tránsito debe conocer sus capacidades, características físicas y mentales para comprender su papel en el tránsito y poder actuar en consecuencia (Reglamentos, diseños, construcción, modificación, conservación y operación).
•
Según el interés y situación del ingeniero de tránsito se selecciona el tipo de conductor. Por ejemplo: Si se busca una solución óptima al conjunto de condiciones habituales y no existen problemas apreciables de seguridad, entonces, interesaría considerar al conductor promedio.
Características físicas del conductor: Domine el vehículo Tarea de Guíe por la vía con la velocidad adecuada, conducir (Exige obedeciendo las normas, respetando al al conductor) peatón y otros vehículos. Oriente su vehículo hacia donde quiere ir. •
Necesita: experiencia y condiciones físicas y mentales.
Vista del conductor: Factor humano importante porque guía (Agudeza visual).
Agudeza estática vs. Agudeza dinámica.
La que se evalúa para otorgar la licencia de conducción Es más importante: Permite estimar distancias, rapidez de reacción, distinción de colores y prontitud del enfoque.
•
El diseño de dispositivos de control del tránsito se realiza considerando los individuos con agudeza visual deficiente.
•
Campo visual: (Ver Figura 1 de campo visual). o En el campo de agudeza visual se puede percibir los objetos con todo detalle, se puede leer. o En el campo hasta el límite de visión se reconocen letreros pero no se puede leer. o En el campo exterior a los anteriores se aprecia las diferencias de iluminación y movimiento. Los objetos se ven borrosos.
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FIGURA 1. Campo visual (Hobbs y Richardson, 1967) Fuente: Mencionado en: CORRÊA DA ROCHA, Luiz Paulo y ALVES BORGES, Comba Maria. Efeitos do posicionamiento dos semáforos no tráfego. (1988) COPPE - Universidade Federal do Rio de Janeiro. Rio de Janeiro, Brasil. En: Memorias del IV Congreso Panamericano de Ingeniería de Tránsito y Transporte. Mayagüez, Puerto Rico.
Observar si deslumbrarse por las Dificultades luces de otros vehículos. visuales en la Recobrarse de encandilamiento. noche Ver con poca iluminación.
Pueden agregarse condiciones difíciles como niebla, lluvia y otras precipitaciones.
Otras sensaciones que influyen en la conducción: acústicas, odoríferas, táctiles, musculares y de estabilidad. Sensibilidad física Disminuye con la edad. vs. Experiencia y Aumenta con la edad (Compensa la falta de sensibilidad madurez física con un mayor grado de atención) Características mentales: tiempo de reacción. Se manifiesta mediante el tiempo de reacción (Rapidez de la respuesta a circunstancias esperadas o inesperadas). Proceso en el tiempo de reacción Involuntarias (Acto reflejo) Sensaciones Reacciones Voluntarias (Sensación = percepción) Reconocimiento de la sensación por parte del cerebro y la Percepción médula espinal. Análisis de comparación con Si hay poca experiencia => experiencias pasadas y decide lo aumenta el tiempo de Intelección que hay que hacer. interpretación => aumenta el tiempo de intelección Volición Voluntar de actuar a través de los nervios motores. Preparado por: Víctor Gabriel Valencia Alaix
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•
Tiempo de reacción = tiempo desde la impresión hasta el inicio de la reacción a ella (Producto del acto reflejo o del proceso sensación + percepción + intelección y volición).
•
Tiempo de reacción = f (emociones, experiencia, estado sensorial, grado de atención).
•
Varía desde valores menores de 1 s (casos sencillos) hasta valores de 4 o 5 s (Procesos complicados).
Ejemplo del tiempo de reacción al frenar: Según Johannsson y Rumar: •
Conductores que esperan frenar requieren entre 0,3 s y 2 s.
•
Conductores que no esperan frenar requieren entre 0,01s y 0,03s más (Hay 10% de conductores que requieren de 1,5 s de más).
Según la AASHTO el tr mín 0,64 s (Condiciones alertas) En laboratorio 1,64 s (Condiciones sorprendidos) En la vía para condiciones complejas pero 2,5 s no para las excepcionalmente intrincadas. Características mentales: conocimientos, destrezas y actitudes. Conocimientos Uso del vehículo, reglas del tránsito. Habilidad en la conducción (Mejor dominio del vehículo y Destreza mayor exactitud para apreciar distancias y velocidad) = f(cualidades, manera y edad de aprendizaje, experiencia) Tendencia a reaccionar positivamente o negativamente (Para los demás) en presencia de un objeto psicológico. Contribuye a que el ambiente en la vía sea plácido y seguro u hostil y peligroso. Factores que influyen en el nivel de riesgo: premura por llegar, Actitud tiempo de conducción, preocupaciones, distracciones. Actitudes nacen de características innatas pero pueden modificarse mediante educación, opinión colectiva, ideas sobre prestigio, vigilancia de la policía, propagandas comerciales, programas de orientación. El peatón: •
Factor importante que complica los problemas de circulación.
•
Vulnerable.
•
Aprecia mejor las condiciones del tránsito por la lentitud de su circulación.
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•
Los niños corren más riesgos por su inmadurez, poca experiencia, exceso de energía).
•
Ancianos corren más riesgos (Deficiencias físicas, reacciones lentas, testarudez).
•
Velocidad 4,4 km/h.
El vehículo: •
Autos = Vehículos de 2 ejes, 4 ruedas, capacidad hasta de 8 ocupantes, en ingeniería de tránsito se incluyen a los camiones pequeños, vehículos livianos.
•
Buses = Vehículos con capacidad hasta de 15 ocupantes, 2 o 3 ejes, en ingeniería de tránsito se clasifican como urbanos e interurbanos.
•
Camiones = Vehículos con más de 4 ruedas para transportar carga, son rígidos (motor + carga en un solo chasis) y combinados (Unidad tractora + remolque o semi-remolque).
•
De 2 ruedas = Capacidad para 1 o 2 personas, bicicletas, motos, numerosos en países en vía de desarrollo.
•
Otros = Furgonetas, microbuses, minibuses, busetas, etc.
•
Vehículos de 3 ruedas = mototaxis o bicitaxis.
•
Camperos
•
Sobre rieles.
•
Vehículo recreativos
•
Vehículos de tracción animal.
Dinámica del vehículo automotor •
Motor de combustión interna: Convierte la energía química de un combustible en energía mecánica.
Potencia del motor •
Dinámica: Potencia es el trabajo realizado en la unidad de tiempo y trabajo es la aplicación de una fuerza para recorrer una distancia:
Trabajo fuerza * dis tan cia ⎫ = ⎪⎪ t t ⎬ espacio ⎪ Velocidad = ⎪⎭ t Potencia =
•
potencia = fuerza * velocidad
Unidades de potencia o Caballo vapor (cv) =75 kg-m/s Preparado por: Víctor Gabriel Valencia Alaix
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o Horsepower (HP) =1,0139cv o Watt (w) = potencia necesaria para producir un “ampere” de corriente eléctrica con una presión de un “volt”. o 1kw = 1,3596 cv •
“Potencia nominal o bruta” de un motor o Potencia máxima que dan los fabricantes o En un banco de prueba (Motor nuevo) o A 20ºC y Nivel del mar
•
“Potencia efectiva o neta” o Potencia máxima de los motores instalados en el vehículo y que entrega por la propulsión. o En condiciones normales de funcionamiento.
•
Diferencia entre Potencia bruta y Potencia neta: o Debida a los elementos instalados en el vehículo (Ventiladores, generadores, etc.) o Altitud y temperatura o Desgaste de piezas (envejecimiento) o Trato y conservación. o Ejemplo: Glauz y Harwood dice que en EU las pérdidas en potencia bruta es del 50% a 100 km/h en autos y del 6% en camiones. o En Argentina (Federación de camioneros) del 18% al 20%. o En México (Mendoza y Mayoral) del 15%.
•
Motor: Transforma el desplazamiento longitudinal de los émbolos en la rotación del eje del motor generando un par motor al cual el conductor le imprime velocidad de rotación oprimiendo el acelerador del vehículo dando como resultado la Potencia del motor.
•
En la Figura 2 se ilustra la relación entre el número de revoluciones del motor vs. potencia, par motor y consumo de combustible. o La potencia máxima y el par motor máximo no coinciden. o Por ejemplo en vehículo liviano el par motor puede darse a 4000 rpm y la Potencia máxima a 5200 rpm. o Las revoluciones normales de un auto varían entre 1000 y 6000 rpm. o Las revoluciones normales de un camión varían entre 1000 y 2200 rpm. Por ejemplo un motor diesel mediano MAN 19215 DH tiene Preparado por: Víctor Gabriel Valencia Alaix
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potencia máxima de 215 cv a 2200 rpm y el par máximo (o torque máximo) de 76 kg-m a 1400 rpm.
Figura 2. Relación entre las revoluciones de un motor diesel mediano de un camión MAN 19215 DH contra la potencia, el par motor y el consumo de combustible. FUENTE: DEJAN RADULOVIC SCHÄFER (1982). Transporte automotor de carga. Serie: Tecnológica. Primer parte. El autor: Primera edición. Santafé de Bogotá, D. C. p.44.
Ruedas motrices Son la propulsión de los vehículos a motor. El motor transmite a través de la transmisión la rotación de las ruedas motrices cambiándole su velocidad usando los cambios de la caja. Potencia = fuerza * velocidad (Si se mantiene la velocidad del motor y sin considerar el menor rendimiento del motor con los cambios bajos).
w 444444 644444 47 8 Velocidad de rotación del motor k = Re ducción de marcha = Velocidad de rotación de ruedas motrices Velocidad lineal de avance = V = 0,06
πDw k
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Cambio 1 2 3 4
k 10 . . 3
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GUIA DE INGENIERIA DE TRÁNSITO Donde: V = Velocidad del vehículo [km/h] D = Diámetro de la rueda [m] w = velocidad de rotación del motor [rpm] k = Reducción de marcha Según De la Torre y otros:
Ft = 270
φN V
Donde: Ft = Fuerza tractora en las ruedas motrices [kg] N = Potencia neta del motor utilizada [cv] V = velocidad del vehículo [km/h]
φ = rendimiento de la transmisión = 1-0,02(# de cambios de marcha desde la marcha directa) EJEMPLO Un camión asciende un tramo recto con pendiente de 3% de inclinación a velocidad constante de 50 km/h (Usa la potencia máxima aunque no el par motor máximo) y lo sigue un automóvil sin posibilidad de adelantarlo con las siguientes condiciones: Ítem N = Potencia neta (cv) D (m) Número máximo de cambios Cambio que usa
w=
Automóvil 45 0,60 4 4
Vk 50 * 3 = = 1326 rpm 0,06πD 0,06 * π * 0,6
Ft = 270
[1 − 0,02(8 − 6)]*125 = 648 kg 50
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Camión 125 8 6
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Funcionamiento de la rueda motriz
Figura ¿. Fuerzas que intervienen en una rueda motriz. Fuente: G. Radelat. “Principios de ingeniería de tránsito” (Washington, D.C.: ITE, 2003), 20
Resistencias al avance del vehículo RESISTENCIAS Inercia Rodadura
FORMULA Pa Ri = g Rr = rP
Ra = 0,5ρCAVr2 Aire
Pendiente Curvas TOTAL R vs. Ft
R p = PI
SIGNIFICADOS P = Peso del vehículo[kg] a = aceleración [m/s2] g = gravedad = 9,81m/s2 r = coeficiente de resistencia a la rodadura. Ver Tabla. ρ = densidad del aire = 0,125(12,26*altitud*10-5)4,225 [kg masa/m3] C = coeficiente aerodinámico A = área transversal del vehículo [m2] Vr = Velocidad relativa del vehículo y el viento. [m/s] I = inclinación de la pendiente [º/oo]
V = Velocidad del vehículo [km/h] 0,0185V 2 P R = radio de curvatura [m] gR R = Ri + Rr + Ra + R p + Rc Rc = 0,5
Si Ft > R => Puede acelerar Si Ft = R => Circula a velocidad constante Si Ft < R => Debe reducir velocidad o detenerse
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GUIA DE INGENIERIA DE TRÁNSITO EJEMPLO
Considérese dos vehículos (un camión y un auto) ascendiendo una pendiente del 3% de inclinación en un tramo recto y con las siguientes características: Ítem Potencia neta (cv) Velocidad (km/h) Peso (kg) C A (m2) Ft (kg)
Camión 125 50 12500 1 8 648
Auto 45 50 1050 0,5 2,5 ¿
Fuente: G. Radelat. “Principios de ingeniería de tránsito” (Washington, D.C.: ITE, 2003), 20
•
Tramo recto: Camión usa toda la potencia
•
El auto usa parte de la potencia, la vía es pavimentada, en buen estado y el sitio está al nivel del mar.
•
Ri = 0; Rc = 0 Resistencia Rr Ra Rp R
Camión 175 97 375 647
Auto 24 15 32 71
Fuente: G. Radelat. “Principios de ingeniería de tránsito” (Washington, D.C.: ITE, 2003), 20
•
Ft (Camión) = 648 ≈ R (Camión) = 647, entonces, circula a velocidad constante.
Resistencia Camión Rr 0,014*12500=175 Ra 0,5[0,125(1-2,26*0*105)4,225]1*8*13,92 = 96,6 = 97 Rp 12500*0,03=375 R 647
Auto 0,023*1050=24,15=24 0,5[0,125(1-2,26*0*105)4,225]0,5*2,5*13,92 = 15,1 =15 1050*0,03 = 32 71
Fuente: G. Radelat. “Principios de ingeniería de tránsito” (Washington, D.C.: ITE, 2003), 20
Relación Peso/Potencia
•
Es un indicador de la capacidad operacional de los vehículos.
•
Es la relación entre el peso bruto del vehículo (kg) y la potencia neta del motor (cv) pero puede expresarse en unidades como lbs/HP o un inverso como w/kg.
•
Potencia bruta o nominal (Catálogos).
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GUIA DE INGENIERIA DE TRÁNSITO
•
Potencia neta o efectiva (Aplicando factores de transformación de potencia bruta).
•
El peso del camión varía mucho.
•
Países desarrollados: salario del camionero es alto, el precio del camión es barato por lo tanto, los vehículos son más nuevos y costosos, sus relaciones peso/potencia son bajas y pueden lograrse velocidad altas y consecuentemente recorridos largos.
•
Países en vía de desarrollo: Experimenta las condiciones opuestas a lo anterior, por lo tanto, las relaciones peso/potencia son altas lo que no permite velocidades altas.
•
Ver Tabla 2-1 de relaciones Peso/Potencia típicas.
•
Según Bedoya, Osorno y Valencia (1996): El percentil 85 de la Relación Peso/Potencia medida en carreteras de Antioquia y Cundinamarca se presenta en la tabla siguiente:
TIPO DE CAMIÓN
NUMERO DE EJES
C2 C3 C3S2 C3S3 TODOS
2 3 5 6
MEDELLÍN-PINTADA PESO/POTENCIA85 (kg/c.v.) 146.6 161.7 181.3 196.0 171.3
IBAGUÉ-BOGOTÁ PESO/POTENCIA85 (kg./c.v.) 145.3 141.7 189.2 191.7 174.4
FUENTE: VALENCIA, BEDOYA Y OSORNO (1996) Relación Peso/potencia de Vehículos Pesados en Carreteras Colombianas. En Memorias: IX Congreso Panamericano de Ingeniería de Tránsito y Transporte. La Habana. Cuba.
Vehículos representativos
•
Vehículo tipo: El que se usa cuando interesa estudiar condiciones habituales. Por ejemplo, el HCM´97 usó dos relaciones peso/potencia de 90 kg/cv y 135 kg/cv como representativos de los camiones que circulaban por las carreteras de dos carriles.
•
Vehículo de diseño: Para propósitos de diseño geométrico de vías se usan vehículos representativos que excedan en tamaño y limitaciones de operación a la “mayoría” de su clase. Los atributos que se consideran son sus dimensiones, radio de giro, salientes de la carrocería, altura de los ojos del conductor, la relación peso/potencia, efectividad del frenado. Para el alineamiento horizontal interesaría para el diseño del sobreancho en las curvas. Para el alineamiento vertical: la altura del ojo del conductor y la relación peso/potencia.
Estadísticas sobre vehículos automotores: Ver tabla 2-7. Características especiales de los vehículos de transporte colectivo
•
Su relación peso/potencia > peso/potencia de autos. Preparado por: Víctor Gabriel Valencia Alaix
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•
Estorban en vías urbanas pero en las rurales muy poco.
•
Las tasas de aceleración y deceleración deberían ser 1,4 m/s2.
1-22
Buses urbanos: Microbús
Motor a gasolina, 6 a 15 personas de capacidad, incómodo, ágil, rápido. Minibús 5 a 8 m de longitud, 12 a 20 asientos, 20 a 35 personas de capacidad, motor a gasolina (Buseta) Bus Más de 8m de longitud, 35 a 80 asientos, 150 a 180 personas de normal capacidad, motor diesel, (9,0 m, 34 asientos, 65 personas de capacidad) Bus Dos carrocerías con articulación, 16 a 18 m de longitud, 60 a 70 articulado asientos, 180 personas de capacidad, 3 a 4 puertas dobles. Bus de dos 9 a 12 m de longitud, 4 a 4,45 m de altura, 100 personas de pisos capacidad, uso turístico. Trolebús Usa energía eléctrica, sucesores de los tranvías. Bus interurbano Dispone de sillas diseñadas para viajes largos, capacidad de 35 personas, una puerta, ofrece servicios como baño, TV, bar, etc., son más largos que los urbanos, menor relación peso/potencia que aquellos (entre 45 y 60 kg/cv). Características especiales de las bicicletas 1. Usa energía muscular: limitada, diseño geométrico en consecuencia. 2. Inestable a velocidades bajas: vulnerable al viento, irregularidades de la vía, piso liso. 3. No tiene carrocería: vulnerable a golpes lo cual sugiere diseñara carriles amplios. 4. Ciclistas sociales: Circulan en grupo. 5. La circulación depende de la pericia, experiencia y habilidad física para evitar peligros. 6. Poco visible en la vía. 7. Vbici = Vauto/ 4 a 2
Dimensiones y requisitos especiales (Ver Figura 3).
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Figura 3. Dimensiones y características especiales de las bicicletas. Fuente: Dan Smith, Bikeways: State of the art, 1974, Informe FHWA-RD-14-56 (Springfield, Virginia: National Technical Information Service, 1974), 25. Mencionado en: G. Radelat. “Principios de ingeniería de tránsito” (Washington, D.C.: ITE, 2003), 33.
V > 11 km/h
•Holguras amplias a velocidades < 5 km/h. Ejemplo: 80 cm en vez de 20cm. Resistencias, velocidad, aceleración y deceleración.
•Resistencias similares a las del auto pero más importante es Rviento que a 30km/h puede ser del 80% de R. •Según Pein: Vdiseño = 32 km/h y V85 = 22 km/h apromedio (Partiendo del reposo) = 1,07 m/s2 dpromedio = 1,2 a 2,5 m/s2 LA VÍA
•“Lugar debidamente acondicionado para la circulación de vehículos, peatones o ambos” •Beneficios funcionales: accesibilidad (“grado de facilidad que ofrece una vía para comunicar el origen de un viaje con su destino”) y movilidad (“grado de facilidad para desplazarse”). Adicionalmente seguridad. •A veces cuando disminuye la movilidad también se reduce la accesibilidad. Tipos de vías Vías rurales:
•Calzadas, carriles (2,5 a 3,65m), berma, plataforma (corona), derecho de vía (faja de emplazamiento). •Carreteras con calzadas separadas: Dos calzadas separadas por faja divisoria central. •Carreteras con calzadas divididas: Dos longitudinalmente por un separador estrecho.
calzadas
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divididas
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•Clasificación o Carreteras internacionales o Carreteras nacionales o troncales: tránsito de grandes distancias. o Carreteras regionales o secundarias: Limitadas a la región, conecta con las nacionales y recorridos de mediana longitud. o Caminos locales o vecinales: trayectos cortos accesos a puntos más apartados del país.
•Clasificación según # de carriles: 2, 3 y múltiples. Vías urbanas
•Clasificación según funcionalidad (accesibilidad y movilidad): arterias, calles, colectoras y calles locales. o Arterias: ofrecen principalmente movilidad luego propiedades colindantes. Control con semáforos.
acceso
a
o Calles colectoras: Recogen el tránsito de calles locales para conducirlo a las arterias y viceversa. El grado de movilidad es similar al de accesibilidad. o Calles locales: Ofrece principalmente acceso a las propiedades. No se espera gran movilidad.
•Generalmente no tienen bermas pero usa bordillos (sardinel), tienen aceras. •Vías travesías de carreteras. •En la Figura 4 se ilustran las siguientes definiciones: o Intersección: área general donde 2 0 más vías se unen o cruzan” o Cruce: “lugar donde la calzada se une o atraviesa a otra u otras”. Una intersección puede tener uno o varios cruces. o Rama de la intersección: “vías o porciones de vías que se unen en una intersección” o Accesos o entradas a la intersección: “calzadas o porciones longitudinal de calzadas por donde el tránsito llega a una intersección” o Salidas: lo contrario a los accesos.
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Figura 4. A la izquierda, intersección de dos vías con un cruce, cuatro ramas y cuatro accesos. A la derecha, intersección de tres vías con dos cruces, cinco ramas y cinco accesos. Fuente: G. Radelat. “Principios de ingeniería de tránsito” (Washington, D.C.: ITE, 2003), 36.
Vías rápidas
•“destinadas al tránsito expreso que recorre comúnmente distancias mayores a 5 km a altas velocidades sin detenerse” •Su función es proveer movilidad que se ilustra en la Figura 5 junto con otras infraestructuras.
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Figura 5. Funciones que desempeñan los distintos tipos de vías en sistema de vías urbanas. Fuente: G. Radelat. “Principios de ingeniería de tránsito” (Washington, D.C.: ITE, 2003), 38.
•Provistas de doble calzada y cruces a desnivel. •Si existe limitación total de accesos y todos los cruces son a desnivel es una autopista. •Si existen algunos cruces a nivel y limitación parcial de acceso es una autovía o multicarril. Clasificación por circulación vehicular
•Vías de circulación continua. El tránsito circula sin interrupciones (No hay control del tránsito). Por ejemplo, vías rápidas y multicarriles. •Vías de comunicación discontinua: la forma normal de transitar requiere interrupciones. Por ejemplo, arterias y demás vías urbanas. Preparado por: Víctor Gabriel Valencia Alaix
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Estadísticas viales: Ver Tabla 2-8. 1.3
BIBLIOGRAFÍA: •RADELAT EGÜES, GUIDO. (2003). Principios de Ingeniería de Tránsito. Instituto de Ingenieros de Transporte-ITE. Washington, D.C. •VALENCIA, BEDOYA Y OSORNO (1996) Relación Peso/potencia de Vehículos Pesados en Carreteras Colombianas. En Memorias: IX Congreso Panamericano de Ingeniería de Tránsito y Transporte. La Habana. Cuba. •CORRÊA DA ROCHA, Luiz Paulo y ALVES BORGES, Comba Maria. Efeitos do posicionamiento dos semáforos no tráfego. (1988) COPPE - Universidade Federal do Rio de Janeiro. Rio de Janeiro, Brasil. En: Memorias del IV Congreso Panamericano de Ingeniería de Tránsito y Transporte. Mayagüez, Puerto Rico. •DEJAN RADULOVIC SCHÄFER (1982). Transporte automotor de carga. Serie: Tecnológica. Primera parte. El autor: Primera edición. Santafé de Bogotá, D. C. p.44.
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2. VOLUMEN La referencia principal de este capítulo es el libro titulado PRINCIPIOS DE INGENIERÍA DE TRÁNSITO del Doctor Guido Radelat Egües editado en el 2003 y patrocinado por el Institute of Transportation Engineers – ITE.
•
Definición: “Número de vehículos o peatones que pasa por una sección transversal de una vía o calzada o carril por unidad de tiempo, durante un tiempo determinado”. o “pasa”: cuando cruza el extremo posterior del vehículo por la sección transversal. o “unidad de tiempo”: hora, día, semana, mes o año.
•
El volumen es semejante al término frecuencia o tasa de flujo y como varía constantemente se utiliza el “valor medio”.
Significado del volumen de tránsito.
•
Es uno de los parámetros fundamentales para definir el tránsito junto a la velocidad media y la densidad.
•
De los tres parámetros es el más fácil de medir.
•
Interesa más al ingeniero de tránsito porque la velocidad media y la densidad la percibe mejor el conductor.
Aplicaciones del volumen
•
Medida de utilización vial: Es un índice del uso del sector en referencia mediante el Tránsito Promedio Diario Anual (TPDA), mensual (TPDM) o semanal (TPDS).
•
Medida de la demanda de tránsito y oferta vial o “Demanda de tránsito”: “es el número de vehículos por unidad de tiempo cuyos ocupantes quieren pasar por una sección transversal de una vía, calzada o carril durante cierto periodo de tiempo”. o “Oferta vial”: “máxima frecuencia con que pueden pasar por esa sección los vehículos que llegan a ella en un momento y circunstancias dadas”. o Calidad del servicio (Índice de servicio) = s la relación entre la demanda y la oferta, la primera se obtiene mediante la ejecución de estudios de tránsito y la segunda a través de la aplicación de métodos para determinar la capacidad vial. Cuando la demanda igual o supera la oferta (Calidad del servicio>1) se produce la “congestión”.
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GUIA DE INGENIERIA DE TRÁNSITO Tránsito Promedio Diario y Volumen Horario
•
Según la AASHTO (Asociación Americana de Autoridades Estatales de Vías y Transporte) el TPD es la unidad general de medida del tránsito en una vía.
•
TPD: “volumen total durante un periodo de tiempo dado (en días completos), mayor que un día y menor que un año, dividido entre el número de días de ese periodo”. (Por ejemplo el TPDA)
•
TPDA: Se usa para demasiado global realizar análisis de anual en los días crítica.
•
Volumen Horario: “resultan de dividir el número de vehículos que pasan por una sección transversal vial, en un periodo de tiempo, entre el valor de ese periodo de tiempo en horas”. Se usa para diseñar geométricamente, para los análisis de circulación y la regulación del tránsito.
el planeamiento y estudios económicos de vías pero es para determinar las características geométricas y circulación. En vías urbanas se usa el volumen medio laborables porque los fines de semana no suele ser
Composición de los volúmenes. Interesa conocer la composición por las siguientes razones:
•
Determinar la interacción vehicular en la corriente de tránsito, por ejemplo, la influencia de los vehículos con relación peso/potencia alta.
•
El efecto de la proporción de vehículos grandes y con radio de curvatura amplio en la determinación de las características geométricas o el peso de ellos en el diseño estructural del pavimento.
•
Los recursos que se pueden obtener de los usuarios depende del porcentaje de vehículos comerciales. En el cuadro siguiente se muestra la participación que tienen distintos tipos de vehículos en la corriente vehicular.
País EUA Colombia
Vías rurales 12% 27%
Vías urbanas 6%
Buses