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HCM2010
MANUAL DE CAPACIDAD DE
CARRETERAS
VOLUMEN 2: FLUJO ININTERRUMPIDO
JUNTA DE INVESTIGACIÓN DE TRANSPORTE
DE LAS ACADEMIAS NACIONALES
| DE WASHINGTON, DC WWW.TRB.ORG
COMITÉ EJECUTIVO DE LA JUNTA DE
INVESTIGACIÓN DE TRANSPORTE 2010*
Presidente: Michael R. Morris, Director de Transporte,
North Central Texas Council of Governments,
Arlington
Vicepresidente: Neil J. Pedersen, Administrador,
Administración de Carreteras del Estado de Maryland,
Director Ejecutivo de Baltimore: Robert E. Skinner, Jr.,
Junta de Investigación de Transporte
J. Barry Barker, Director Ejecutivo, Autoridad de Tránsito
de River City, Louisville, Kentucky Allen D. Biehler,
Secretario, Departamento de Transporte de Pensilvania,
Harrisburg Larry L. Brown, Sr., Director Ejecutivo,
Departamento de Transporte de Mississippi, Jackson
Deborah H. Butler, Vicepresidente Ejecutivo, Planificación
y CIO, Norfolk Southern Corporation, Norfolk, Virginia
William A. V. Clark, Profesor, Departamento de Geografía,
Universidad de California, Los Ángeles Eugene A. Conti,
Jr., Secretario de Transporte, Departamento de Transporte
de Carolina del Norte, Raleigh Nicholas J. Garber,
Profesor Henry L. Kinnier,
Departamento de Ingeniería Civil, y Director,
Centro para los estudios del transporte, universidad de
Virginia, Charlottesville
Jeffrey W. Hamiel, Director Ejecutivo, Comisión
Metropolitana de Aeropuertos, Minneapolis, Minnesota
Paula J. Hammond, Secretaria, Departamento de
Transporte del Estado de Washington, Olympia Edward A.
(Ned) Helme, Presidente, Center for Clean Air Policy,
Washington, D.C.
Adib K. Kanafani, Profesor Cahill de Ingeniería Civil,
Universidad de California, Berkeley (Ex Presidente, 2009)
Susan Martinovich, Directora, Departamento de
Transporte de Nevada, Carson City Debra L. Miller,
Secretaria, Departamento de Transporte de Kansas, Topeka
(Ex Presidente, 2008)
Sandra Rosenbloom, Profesora de Planificación,
Universidad de Arizona, Tucson
Tracy L. Rosser, Vicepresidenta, Gerente General Regional,
Wal-Mart Stores, Inc., Mandeville, Louisiana Steven T.
Scalzo, Director de Operaciones, Marine Resources Group,
Seattle, Washington Henry G. (Gerry) Schwartz, Jr.,
Presidente (retirado), Jacobs/ Sverdrup Civil, Inc., St. Louis,
Missouri Beverly A. Scott, Gerente General y Directora
Ejecutiva, Metropolitan Atlanta Rapid Transit Authority,
Atlanta, Georgia
David Seltzer, Director, Mercator Advisors LLC, Filadelfia,
Pennsylvania Daniel Sperling, Profesor de Ingeniería Civil
y
Ciencias y Políticas Ambientales; Director del Instituto
de Estudios del Transporte; y Director interino,
Centro de Eficiencia Energética, Universidad de
California, Davis
Kirk T. Steudle, Director, Departamento de Transporte de
Michigan, Lansing
Douglas W. Stotlar, Presidente y Director Ejecutivo, ConWay, Inc., Ann Arbor, Michigan C. Michael Walton, Ernest
H. Cockrell Centennial Chair in Engineering, University of
Texas, Austin (Past Chair, 1991)
Peter H. Appel, Administrador, Administración de
Investigación y Tecnología Innovadora, Departamento
de Transporte de los Estados Unidos (ex officio)
J. Randolph Babbitt, Administrador, Administración
Federal de Aviación, Departamento de Transporte de
los Estados Unidos (ex officio)
Rebecca M. Brewster, Presidenta y Coo, American
Transportation Research Institute, Smyrna, Georgia
(ex officio)
George Bugliarello, Presidente Emérito y Profesor
Universitario del Instituto Politécnico de la Universidad de
Nueva York, Brooklyn; Secretaria de Relaciones Exteriores,
Academia Nacional de Ingeniería, Washington, D.C. (ex
officio) Anne S. Ferro, Administradora, Administración
Federal de Seguridad de Autotransportes, Departamento de
Transporte de los Estados Unidos (ex officio)
LeRoy Gishi, Jefe, División de Transporte, Oficina de
Asuntos Indígenas, Departamento del Interior de los
Estados Unidos, Washington, D.C. (ex officio)
Edward R. Hamberger, Presidente y Director Ejecutivo,
Association of American Railroads, Washington, D.C.
(ex officio)
John C. Horsley, Director Ejecutivo, American Association
of State Highway and Transportation Officials,
Washington, D.C. (ex officio)
David T. Matsuda, Administrador Adjunto,
Administración Marítima, Departamento de
Transporte de los Estados Unidos (ex officio)
Victor M. Méndez, Administrador, Administración Federal
de Carreteras, Departamento de Transporte de los
Estados Unidos (ex officio)
William W. Millar, Presidente, Asociación Americana de
Transporte Público, Washington, D.C.
(de oficio) (Presidente anterior, 1992)
Tara O'Toole, Subsecretaria de Ciencia y Tecnología,
Departamento de Seguridad Nacional de los Estados
Unidos (ex officio) Robert J. Papp (Almirante, Guardia
Costera de los Estados Unidos), Comandante de la Guardia
Costera de los Estados Unidos, Departamento de Seguridad
Nacional de los Estados Unidos (ex officio)
Cynthia L. Quarterman, Administradora, Administración
de Seguridad de Tuberías y Materiales Peligrosos,
Departamento de Transporte de los Estados Unidos
(ex officio)
Peter M. Rogoff, Administrador, Tránsito Federal
Administración, Departamento de Transporte de los
Estados Unidos (ex officio)
David L. Strickland, Administrador, Administración
Nacional de Seguridad del Tráfico en las Carreteras,
Departamento de Transporte de los Estados Unidos
(ex officio)
Joseph C. Szabo, Administrador, Ferrocarril Federal
Administración, Departamento de Transporte de los
Estados Unidos (ex officio)
Polly Trottenberg, Subsecretaria de Política de Transporte,
Departamento de Transporte de los Estados Unidos (ex
officio) Robert L. Van Antwerp (Teniente General, Ejército
de los Estados Unidos), Jefe de Ingenieros y Comandante
General del Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los
Estados Unidos, Washington, D.C. (ex officio)
Las publicaciones de la Junta de Investigación de
Transporte están disponibles ordenando publicaciones
individuales directamente de la Oficina de Negocios de
TRB, a través de Internet en www.TRB. org, o por
suscripción anual a través de la afiliación organizacional o
individual con TRB. Los afiliados y suscriptores de la
biblioteca son elegibles para descuentos sustanciales. Para
obtener más información, póngase en contacto con la
Oficina de Negocios de la Junta de Investigación de
Transporte, 500 Fifth Street, NW, Washington, DC 20001
(teléfono 202-334-3213; fax 202-334-2519; o correo
electrónico TRBsales@nas.edu).
Copyright 2010 por la Academia Nacional de Ciencias.
Todos los derechos reservados.
Impreso en los Estados Unidos de América.
Membresía a diciembre de 2010.
ISBN 978-0-309-16077-3 [Sistema deslizado de tres
volúmenes] ISBN 978-0-309-16078-0 [Volumen 1]
ISBN 978-0-309-16079-7 [Volumen 2]
LAS ACADEMIAS NACIONALES
Asesores de la Nación en Ciencia, Ingeniería y Medicina
La Academia Nacional de Ciencias es una sociedad privada, sin fines de lucro y que se autoperpetúa de
distinguidos académicos dedicados a la investigación científica y de ingeniería, dedicados al fomento de la
ciencia y la tecnología y a su uso para el bienestar general. Sobre la autoridad de la carta que le otorgó el
Congreso en 1863, la Academia tiene un mandato que requiere que asesore al gobierno federal en asuntos
científicos y técnicos. El Dr. Ralph J. Cicerone es presidente de la Academia Nacional de Ciencias.
La Academia Nacional de Ingeniería se estableció en 1964, bajo la carta de la Academia Nacional de
Ciencias, como una organización paralela de ingenieros destacados. Es autónoma en su administración y
en la selección de sus miembros, compartiendo con la Academia Nacional de Ciencias la responsabilidad
de asesorar al gobierno federal. La Academia Nacional de Ingeniería también patrocina programas de
ingeniería dirigidos a satisfacer las necesidades nacionales, fomenta la educación y la investigación, y
reconoce los logros superiores de los ingenieros. El Dr. Charles M. Vest es presidente de la Academia
Nacional de Ingeniería.
El Instituto de Medicina fue establecido en 1970 por la Academia Nacional de Ciencias para asegurar los
servicios de miembros eminentes de profesiones apropiadas en el examen de asuntos de política
relacionados con la salud del público. El Instituto actúa bajo la responsabilidad dada a la Academia
Nacional de Ciencias por su carta congresional para ser asesor del gobierno federal y, por iniciativa
propia, para identificar cuestiones de atención médica, investigación y educación. El Dr. Harvey V.
Fineberg es presidente del Instituto de Medicina.
El Consejo Nacional de Investigación fue organizado por la Academia Nacional de Ciencias en 1916 para
asociar a la amplia comunidad de ciencia y tecnología con los propósitos de la Academia de promover el
conocimiento y asesorar al gobierno federal. Funcionando de acuerdo con las políticas generales
determinadas por la Academia, el Consejo se ha convertido en la principal agencia operativa de la
Academia Nacional de Ciencias y la Academia Nacional de Ingeniería en la prestación de servicios al
gobierno, el público y las comunidades científicas y de ingeniería. El Consejo es administrado
conjuntamente por las Academias y el Instituto de Medicina. El Dr. Ralph J. Cicerone y el Dr. Charles M.
Vest son presidente y vicepresidente, respectivamente, del Consejo Nacional de Investigación.
La Junta de Investigación del Transporte es una de las seis divisiones principales del Consejo Nacional
de Investigación. La misión de la Junta de Investigación de Transporte es proporcionar liderazgo en la
innovación y el progreso del transporte a través de la investigación y el intercambio de información,
llevado a cabo dentro de un entorno que es objetivo, interdisciplinario y multimodal. Las variadas
actividades de la Junta involucran anualmente a unos 7.000 ingenieros, científicos y otros investigadores y
profesionales del transporte de los sectores público y privado y del mundo académico, todos los cuales
aportan su experiencia en el interés público. El programa cuenta con el apoyo de los departamentos de
transporte estatales, las agencias federales, incluidas las administraciones componentes del Departamento
de Transporte de los Estados Unidos, y otras organizaciones e individuos interesados en el desarrollo del
transporte. www.TRB.org
www.national-academies.org
LIBRO TRADUCIDO POR ©ENRIQUE_JUAREZ EJR PARA
FERNANDO_NMC Y PARA LA COMUNIDAD DE ING.
CIVIL. CON MUCHO GUSTO UTILIZO PARTE DE MI
TIEMPO PARA TRADUCIR ESTA OBRA ESCANEADA Y
CONVERTIRLA EN UNA VERSIÓN EDITABLE EN PDF
PARA FUTURAS VERSIONES O CORRECCIONES DE
TRADUCCIÓN.
Nuestras redes donde se comparte material traducido
y libros de ingeniería y ciencias.
TELEGRAM
https://t.me/joinchat/WFh_cafvikVCvGT4
https://t.me/librostraducidos
He eliminado las marcas de agua en este
documento, además no he traducido las
imágenes ejemplificas para así mantener el
formato esencial y claramente entender de
una manera más concreta.
Tu participación es importante, ayúdanos a saber en
qué partes del texto están mal traducidas,
coméntanos en nuestras redes en Telegram y haremos
futuras ediciones de traducción.
Importante!!! He cambiado el render de OCR a uno de alta gama, esto
ocacionara la eliminacion de barras o lineas, incluso margenes, pido
disculpas a aquellos que son amantes de los formatos visuales pero no
veo otra alternativa que esta, ademas de que me da mas tiempo y
mejora enormemente la calidad de traduccion.
Manual de capacidad de carreteras 2010
VOLUMEN 2
FLUJO ININTERRUMPIDO
visión general
El volumen 2 del Manual de capacidad de carreteras (HCM) contiene seis capítulos
que presentan métodos de análisis para carreteras de flujo ininterrumpido, es decir,
carreteras que no tienen causas fijas de retraso o interrupción externas a la corriente de
tráfico. Este volumen aborda tres tipos de carreteras de flujo ininterrumpido:
• Autovías, definidas como autopistas separadas con control total de acceso y dos o
más carriles en cada sentido dedicados al uso exclusivo del tráfico;
• Autopistas de varios carriles, definidas como autopistas que no tienen control total
de acceso y que tienen dos o más carriles en cada dirección, con señales de tráfico
o rotondas espaciadas al menos a 2 millas de distancia en promedio; y
• Autopistas de dos carriles, definidas como carreteras con un carril para el tráfico
en cada dirección (excepto para carriles de paso ocasionales o carriles de subida
de camiones), con señales de tráfico, rotondas o intersecciones controladas por
STOP espaciadas al menos a 2 millas de distancia en promedio.
El HCM trata las carreteras que tienen señales de tráfico, rotondas o intersecciones
controladas por STOP espaciadas a menos de 2 millas de distancia en promedio como
calles urbanas. Las calles urbanas se discuten en el Volumen 3, Flujo interrumpido.
ORGANIZACIÓN DEL
VOLUMEN Autopistas sin
peaje
El tráfico entra y sale de una autopista a través de rampas. El Capítulo 13, Freeway
Merge and Diverge Segments, se centra en las ubicaciones donde dos o más flujos de
tráfico se combinan para formar un solo flujo de tráfico (una combinación) o donde un solo
flujo de tráfico se divide para formar dos o más flujos de tráfico separados (una
divergencia). Estas ubicaciones son más comúnmente cruces de rampa-autopista, pero
incluyen puntos donde las carreteras principales se unen o se separan. El capítulo 13
también se puede aplicar de manera aproximada a los cruces de rampa-autopista en
VOLUMEN 2:
FLUJO ININTERRUMPIDO
10. Instalaciones de la autopista
11. Segmentos
básicos
de
autopistas
12. Segmentos de tejido de
autopistas
13. Segmentos de fusión y
divergencia de autopistas
14. Autopistas Multilinea
15. Autopistas de dos carriles
carreteras de varios carriles y carreteras colectoras-distribuidoras. Los cruces de rampacalle se analizan con los métodos en los capítulos de intersección e intercambio en el
Volumen 3.
A veces, las fusiones de autopistas son seguidas de cerca por divergencias en las
autopistas, o una rampa de un carril sigue de cerca una rampa de un carril y las dos están
conectadas por un carril auxiliar continuo. En estos casos, las corrientes de tráfico hacia y
desde las rampas deben cruzarse entre sí a lo largo de una longitud significativa de autopista
sin la ayuda de dispositivos de control de tráfico (a excepción de las señales de guía). El
término "estrechamente" implica que la distancia entre los segmentos de fusión y
divergencia no es suficiente para que operen independientemente, creando así un tejido. El
Capítulo 12, Segmentos de tejido de autopistas, proporciona procedimientos para analizar
las operaciones de tejido en las autopistas.
Volumen 2/Flujo
ininterrumpido
Diciembre 2010
Página V2-i
Cómo utilizar el volumen 2
Manual de capacidad de carreteras 2010
Se puede aplicar de manera aproximada a tejidos en carreteras de varios carriles y carreteras colectorasdistribuidoras, pero no a tejidos en calles arteriales.
Las partes restantes de la línea principal de la autopista que no son segmentos de fusión, divergencia
o tejido (a excepción de plazas de peaje, puentes levadizos o puntos similares donde el tráfico de la
autopista puede ser temporalmente necesario detenerse) están cubiertas en el Capítulo 11, Segmentos
básicos de la autopista. Este capítulo también proporciona información sobre las condiciones de base y los
equivalentes de automóviles de pasajeros para vehículos pesados que son comunes a todos los capítulos
de autopistas.
El Capítulo 10, Instalaciones de autopistas, proporciona una metodología para analizar longitudes
extendidas de autopistas compuestas de segmentos de autopista básica continuamente conectados, tejidos,
fusiones y divergencias. Tales longitudes extendidas se conocen como una instalación de autopista. En esta
terminología, el término instalación no se refiere a una autopista completa de principio a fin; en su lugar,
se refiere a un conjunto específico de segmentos conectados que se han identificado para su análisis.
Además, el término no se refiere a un sistema de autopistas que consiste en varias autopistas
interconectadas.
Las metodologías de los capítulos 11, 12 y 13 se centran en un solo período de tiempo de interés,
generalmente el pico de 15 minutos dentro de una hora pico. Sin embargo, la metodología del Capítulo 10
permite el análisis de períodos múltiples y continuos de 15minutos y es capaz de identificar averías y el
impacto de dichas averías en el espacio y el tiempo.
Autopistas multilane
El Capítulo 14, Carreteras multilane, presenta métodos de análisis para las porciones de autopistas
multilane lejos de la influencia de intersecciones señalizadas (u otras formas de control de tráfico de
intersección que interrumpen el flujo de tráfico en la autopista). Muchas carreteras multilane tendrán
intersecciones señalizadas periódicas, incluso si el espaciamiento de señal promedio es muy por encima de
2 mi. En tales casos, los segmentos de carreteras de varios carriles que están a más de 2 millas de distancia
de cualquier intersección señalizada se analizan con la metodología del Capítulo 14. Las intersecciones
señalizadas aisladas deben ser analizadas con la metodología del Capítulo 18, Intersecciones Señalizadas.
Las bicicletas se permiten típicamente en las carreteras de varios carriles, y las carreteras de varios
carriles a menudo sirven como rutas principales tanto para los ciclistas de cercanías (en las carreteras
suburbanas) como para los ciclistas recreativos (en las carreteras rurales). El capítulo 14 presenta un
método para estimar el nivel de servicio de la bicicleta (LOS) en carreteras de varios carriles.
Autopistas de dos carriles
El Capítulo 15, Carreteras de dos carriles, presenta métodos de análisis para las porciones de las
carreteras de dos carriles que están lejos de la influencia del control de tráfico de intersección que
interrumpe el flujo de tráfico. En general, cualquier segmento que esté de 2.0 a 3.0 millas de la
intersección, rotonda o intersección señalizada más cercana donde la carretera está controlada por STOP
encajaría en esta categoría. Cuando estas interrupciones en el tráfico están a menos de 2.0 millas de
distancia, la instalación debe clasificarse como una calle urbana y analizarse con las metodologías del
Capítulo 16, Instalaciones de calles urbanas, y el Capítulo 17, Segmentos de calles urbanas, que se
encuentran en el Volumen 3.
Cómo utilizar el volumen 2
Página V2-ii
Volumen 2/Flujo
ininterrumpido
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
El capítulo 15 se puede utilizar para analizar tres clases de autopistas de dos
carriles:
• Las carreteras de clase I son las que los automovilistas esperan viajar a
velocidades relativamente altas, como las principales rutas interurbanas,
los conectores primarios de los principales generadores de tráfico, las
rutas diarias de cercanías o los principales enlaces en las redes de
carreteras estatales o nacionales;
® las carreteras de Clase II son las que los automovilistas no necesariamente
esperan viajar a altas velocidades, como las autopistas que sirven como
rutas de acceso a las instalaciones de Clase I, que sirven como rutas
escénicas o recreativas, o que pasan por terrenos accidentados; y
• Las carreteras de Clase III son las que sirven a áreas moderadamente
desarrolladas, como porciones de una carretera de Clase I o Clase II que
pasa a través de pequeñas ciudades o áreas recreativas desarrolladas o
segmentos más largos que pasan a través de áreas recreativas más
dispersas, con mayores densidades al borde de las carreteras.
Las carreteras de dos carriles a menudo sirven como rutas para los ciclistas
recreativos. El capítulo 15 presenta un método para estimar la bicicleta LOS en
estas carreteras.
CAPÍTULOS RELACIONADOS
Volumen 1
Los capítulos del Volumen 2 asumen que el lector ya está familiarizado con
los conceptos presentados en los capítulos del Volumen 1, en particular los
siguientes:
• • Capítulo 2, Aplicaciones: tipos de análisis de HCM, tipos de elementos del
sistema de carreteras y características del flujo de tráfico;
• Capítulo 3, Características modales: variaciones en la demanda, horas pico y
de análisis, factores K y D, tipos de instalaciones por modo e interacciones
entre modos;
® el Capítulo 4, Conceptos de flujo de tráfico y capacidad: parámetros y factores
de flujo de tráfico que influyen en la capacidad; y
® Capítulo 5, Conceptos de calidad y nivel de servicio: medidas de rendimiento,
medidas de servicio y LOS.
Volumen 3
Los capítulos de intersección e intercambio (capítulos 18-22) se utilizan para
determinar las operaciones de los cruces de rampa-calle de autopista y las
operaciones de señales de tráfico aisladas, rotondas e intersecciones controladas
por STOP a lo largo de carreteras de varios carriles y dos carriles. En el contexto
del Volumen 2, es particularmente importante examinar la longitud de la cola
que se extiende desde una autopista fuera del cruce de rampa-calle, ya que las
colas largas pueden afectar las operaciones de la autopista, una situación que no
se tiene en cuenta en las técnicas de HCM.
Volumen 2/Flujo
ininterrumpido
Diciembre 2010
Página V2-iii
Flujo para usar volumen 2
Manual de capacidad de carreteras 2010
VOLUMEN 4: GUÍA DE APLICACIONES
Detalles metodológicos
25. Instalaciones de la
autopista: Suplementario
26. Segmentos de autopistas
y autopistas:
Suplementarios
27. Tejido de autopistas:
Suplementario
28. Fusiones y divergencias
de autopistas:
Suplementario
35. Casos prácticos de gestión
activa del tráfico
Biblioteca de referencia técnica
Volumen 4
Cinco capítulos del Volumen 4 (accesibles en
www.HCM2010.org)proporcionan información adicional que complementa el
material presentado en el Volumen 2. Estos capítulos son los siguientes:
* * Capítulo 25, Instalaciones de autopistas: Suplementario: detalles de los cálculos
utilizados en la metodología del Capítulo 10, diagramas de flujo de motores de
cálculo y listas de enlaces;
* Capítulo 26, Segmentos de autopistas y autopistas: Suplementarios: ejemplos de
aplicación de herramientas alternativas a situaciones que no se abordan
en el método del Capítulo 11 para segmentos básicos de autopistas, y
valores predeterminados específicos del estado para el porcentaje de
vehículos pesados que se aplican a todos los capítulos del Volumen 2;
*
AccedaalVolumen4enwww. HCM2010. Org
Cómo utilizar el volumen 2
* Capítulo 27, Freeway Weaving: complementario — ejemplos de aplicación de
herramientas alternativas a situaciones que no se tratan en el método del Capítulo
12;
* * Capítulo 28, Autopistas se fusionan y divergen: Suplementario — ejemplos de
aplicación de herramientas alternativas a situaciones no tratadas por el método
del Capítulo 13; y
® el Capítulo 35, Gestión activa del tráfico: descripciones de las estrategias de
gestión activa del tráfico; una discusión de los mecanismos por los que
afectan a la demanda, la capacidad y el rendimiento; y orientación general
sobre los posibles métodos de evaluación para las técnicas de gestión
activa del tráfico.
La Guía de aplicaciones de HCM en el Volumen 4 proporciona tres estudios de
caso sobre el análisis de instalaciones de flujo ininterrumpido:
* El estudio de caso Nº 3 ilustra el proceso de aplicación de técnicas de HCM
al análisis de una carretera de dos carriles;
* El estudio de caso Nº 4 ilustra el proceso de aplicación de técnicas de HCM
al análisis de una autopista; y
* El estudio de caso Nº 6 ilustra la aplicación de herramientas alternativas a
una instalación de autopista en una situación en la que las técnicas de
HCM no son adecuadas.
Los estudios de caso No. 3 y No. 4 se centran en el proceso de aplicación del
HCM más que en los detalles de la realización de cálculos (que se abordan en los
problemas de ejemplo en los capítulos del Volumen 2). Los resultados
computacionales de estos estudios de caso se desarrollaron utilizando
metodologías HCM2000 y, por lo tanto, pueden no coincidir con los resultados
obtenidos de la aplicación del HCM 2010. Sin embargo, el proceso de aplicación
es el enfoque, no los resultados computacionales específicos.
La Biblioteca de Referencia Técnica del Volumen 4 contiene copias de (o
enlaces a) muchos de los documentos a los que se hace referencia en el Volumen 2
y sus capítulos complementarios. Debido a que la metodología del Capítulo 10 es
demasiado compleja para ser implementada por técnicas manuales de lápiz y
papel, la hoja de cálculo FREEVAL-2010 se ha desarrollado para implementar los
cálculos de la metodología. La biblioteca de referencia técnica contiene una copia
de la hoja de cálculo junto con una guía del usuario.
Página V2-iv
Volumen 2/Flujo
ininterrumpido
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
NIVELES DE ANÁLISIS Y HERRAMIENTAS DE ANÁLISIS
Como se describe en el Capítulo 2, Aplicaciones, las metodologías de HCM se pueden aplicar a los
niveles de análisis de operaciones, diseño, ingeniería preliminar y planificación. Estos niveles difieren
tanto en la cantidad de datos de campo utilizados en el análisis (en oposición a los valores
predeterminados) como en la forma en que se aplica el HCM (iterativamente, para encontrar un diseño
que cumpla con un conjunto deseado de criterios, o como una sola aplicación, para evaluar el
rendimiento dado un conjunto particular de entradas). Cada capítulo del Volumen 2 proporciona una
sección que explica cómo aplicar el capítulo a estos diferentes niveles de análisis, junto con una sección
con los valores predeterminados recomendados para la planificación y los análisis preliminares de
ingeniería.
Tres capítulos del Volumen 2 (10,14 y 15) proporcionan tablas de volumen de servicio
generalizadas aplicables a instalaciones de autopistas, autopistas de varios carriles y autopistas de dos
carriles, respectivamente. Estas tablas se pueden utilizar para esfuerzos de planificación a gran escala
cuando el objetivo es analizar un gran número de instalaciones para determinar dónde pueden existir o
surgir problemas o dónde podrían ser necesarias mejoras. Cualquier instalación que se identifique como
susceptible de experimentar problemas o necesite mejoras debe ser sometida a un análisis más detallado
que tenga en cuenta las características actuales o probables futuras de la instalación específica antes de
tomar cualquier decisión detallada sobre la implementación de mejoras específicas. Dado que los
volúmenes de servicio proporcionados en estas tablas dependen en gran medida de los valores
predeterminados asumidos como entradas, se recomienda que los usuarios que deseen aplicar tablas de
volúmenes de servicio generalizados desarrollen sus propias tablas utilizando valores predeterminados
locales, de acuerdo con los procesos descritos en el Apéndice A y el Apéndice B del Capítulo 6, HCM y
Herramientas de análisis alternativas.
En el capítulo 6 también se describen en términos generales las condiciones en las que debe
considerarse el uso de herramientas alternativas para complementar la capacidad de HCM y los
procedimientos de calidad de servicio. Cada capítulo del Volumen 2 contiene una sección que discute la
posible aplicación de herramientas alternativas al elemento específico del sistema abordado por el
capítulo, y los Capítulos 26-28 en el Volumen 4 proporcionan ejemplos de problemas que ilustran las
aplicaciones de herramientas alternativas para abordar las limitaciones de HCM. Cada capítulo
enumera las limitaciones específicas de su metodología. Las principales limitaciones se resumen de la
siguiente manera:
• Autopistas
o Operaciones de segmentos de autopistas sobresaturadas (pero no necesariamente instalaciones
de autopistas sobresaturadas, como se discute más adelante)
o Múltiples averías o cuellos de botella superpuestos
o Condiciones en las que las colas fuera de la rampa se extienden de nuevo a la autopista o
afectan el comportamiento de los vehículos que salen
o Operación de instalaciones separadas para vehículos de alta ocupación (HOV) e interacciones
de tejido entre HOV y carriles de propósito general
o Operaciones de plazas de peaje
o Efectos de medición de rampa
Volumen 2/Página de flujo ininterrumpido
Diciembre 2010
V2-v
Flujo para usar volumen 2
Manual de capacidad de carreteras 2010
• Carreteras multilane
o Operaciones durante condiciones sobresaturadas
o Los impactos de la actividad de estacionamiento en el arcén, las paradas
de autobús o la actividad peatonal significativa
o Posibles impactos en las colas cuando un segmento de autopista de
varios carriles pasa a un segmento de autopista de dos carriles
o Diferencias entre los distintos tipos de barreras medianas, y la
diferencia entre el impacto de una barrera mediana y un carril de giro
a la izquierda de dos vías
o El rango de valores utilizados para desarrollar el modelo LOS de
bicicleta (aunque el modelo se ha aplicado con éxito a las carreteras
rurales de varios carriles, los usuarios deben ser conscientes de que las
condiciones en muchas de esas carreteras están fuera del rango de
valores utilizados para desarrollar el modelo)
® Autopistas de dos carriles
o Operaciones durante condiciones sobresaturadas
o Impacto del control del tráfico de intersección en la instalación global LOS
o El rango de valores utilizados para desarrollar el modelo LOS de
bicicleta (aunque el modelo se ha aplicado con éxito a las carreteras
rurales de dos carriles, los usuarios deben ser conscientes de que las
condiciones en muchas de esas carreteras están fuera del rango de
valores utilizados para desarrollar el modelo)
Si un análisis de un segmento de autopista individual revela que el segmento
se va a sobresaturar, entonces el Capítulo 10, Instalaciones de autopistas, debe
utilizarse para evaluar el funcionamiento del segmento y sus impactos en las
secciones aguas arriba y aguas abajo. Si el análisis del Capítulo 10 revela que la
sobresaturación se extendería más allá de los límites geográficos o temporales del
análisis, entonces los límites del análisis del Capítulo 10 deben ampliarse para
contener la sobresaturación. Si ampliar los límites del análisis no es práctico,
entonces ninguna herramienta analítica, incluyendo el HCM, puede dar una
respuesta completa en esta situación.
Cómo utilizar el volumen 2
Página V2-vi
Volumen 2/Flujo
ininterrumpido
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
CAPÍTULO 10 INSTALACIONES
DE LA AUTOPISTA
contenido
1. INTRODUCCIÓN .............................................................................................. 10-1
Segmentos y áreas de influencia ....................................................................... 10-2
Velocidad de flujo libre ...................................................................................... 10-3
Capacidad de las instalaciones de la autopista ............................................... 10-4
LOS: Segmentos de componentes y la instalación de autopista ................... 10-8
Velocidades de flujo de servicio, volúmenes de servicio y volúmenes de servicio
diarios para un
Instalación de autopista ............................................................................ 10-10
Volúmenes de servicio diario generalizados para instalaciones deautopistas 10-11
Gestión activa del tráfico y otras medidas para mejorar
Rendimiento ............................................................................................... 10-14
2. METODOLOGÍA ............................................................................................ 10-16
Alcance de la metodología .............................................................................. 10-16
Limitaciones de la metodología ...................................................................... 10-17
Visión general .................................................................................................... 10-18
Pasos .....................................................................................computacionales 10-19
3. APLICACIONES . ...................................................................................
10-40
Análisis operacional ......................................................................................... 10-40
Planificación, ingeniería preliminar y análisis de diseño ............................ 10-41
Estrategias de gestión del tráfico .................................................................... 10-41
Uso de herramientas alternativas ................................................................... 10-42
4. PROBLEMAS DE EJEMPLO.... ..............................................................................
10 a 48 .............................. ... ................................................................................
Ejemplo problema 1: Evaluación de una instalación subsaturada ............. 10-48
Ejemplo problema 2: Evaluación de una instalación sobresaturada ......... 10-54
Ejemplo de problema 3: Mejoras de capacidad a un sobresaturado
Facilidad ...................................................................................................... 10-58
5. REFERENCIAS ........ ... ............................................................................
....................................
Capítulo 10/Instalaciones de la autopista
10-i
Diciembre 2010
página
10-63
contenido
Manual de capacidad de carreteras 2010
LISTA DE EXPOSICIONES
Anexo 10-1 Áreas de influencia de los segmentos de fusión, divergencia y tejido 10-2
Anexo 10-2 Segmentos básicos de autopistas en una autopista urbana ........... 10-3
Prueba documental 10-3 Determinación de la densidad de rampa ................... 10-4
Prueba documental 10-4 Ejemplo del efecto de la capacidad del segmento en una autopista
Facilidad .............................................................................................................. 10-5
Anexo 10-5 Velocidad de flujo libre frente a capacidad base para autopistas . 10-6
Prueba documental 10-6 Capacidad base frente a densidad total de rampa ... 10-7
Prueba documental 10-7 de los criterios para instalaciones de ......... autopistas 10-9
Anexo 10-8 Volúmenes de servicio diario generalizados para la autopista urbana
Instalaciones (1.000 veh/día) .......................................................................... 10-13
Anexo 10-9 Volúmenes de servicio diario generalizados para la autopista rural
Instalaciones (1.000 veh/día) .......................................................................... 10-14
Prueba documental 10-10 Metodología de las instalaciones de ...... autopistas 10-18
Anexo 10-11 Ejemplo de dominio de espacio-tiempo para el análisis de instalaciones de autopistas... 10-20
Anexo 10-12 Definición de segmentos de análisis para una configuración de rampa
10-22
Prueba documental 10-13 Definición de segmentos de análisis para una configuración de tejido 10-23
Prueba documental 10-14 Capacidad de las zonas de construcción a largo plazo (veh/h/ln)
10-28
Prueba documental 10-15 Reducciones de capacidad debidas al clima y al medio ambiente
Condiciones en Iowa ........................................................................................ 10-29
Anexo 10-16 Capacidades en las autopistas alemanas en diversas condiciones
(veh/h/ln) ........................................................................................................ 10-29
Prueba documental 10-17 Proporción de la capacidad del segmento de autopistas disponibles en el marco de
Condiciones de incidente ................................................................................ 10-30
Prueba documental 10-18 Ilustración de curvas de velocidad y flujo para diferentes climas
Condiciones ....................................................................................................... 10-31
Prueba documental 10-19 Ilustración de curvas de velocidad-flujo ajustadas para las indicadas
Reducciones de capacidad .............................................................................. 10-32
Anexo 10-20 Representación del segmento de nodo de una instalación de autopista
10-35
Prueba documental 10-21 Línea principal y flujo de segmentos en las rampas de entrada y salida
10-35
Anexo 10-22 Datos de entrada requeridos para el análisis de instalaciones deautopistas 10-40
Prueba documental 10-23 Limitaciones del análisis de las instalaciones de la autopista HCM
Procedimiento ................................................................................................... 10-43
Prueba documental 10-24 Lista de problemas de ejemplo .................................. 10-48
Prueba documental 10-25 de la autopista en el ejemplo de problema 1 ........... 10-48
Anexo 10-26 Geometría de la instalación de autopistas direccionales, por ejemplo
Problema 1 ......................................................................................................... 10-48
Prueba documental 10-27 Entradas de la demanda, por ejemplo, Problema 1 10-50
Prueba documental 10-28 Capacidades de segmento para ejemplo Problema 110-50
contenido
Página 10-ii
Capítulo 10/Instalaciones de
la autopista
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
Prueba documental 10-29 Relación entre la demanda y la capacidad de los
segmentos, por ejemplo, el problema 1.. 10-51
Anexo 10-30 Matriz de volumen servido por ejemplo Problema 1 ................... 10-51
Anexo 10-31 Matriz de velocidad para ejemplo Problema 1 .............................. 10-52
Prueba documental 10-32 Matriz de densidad para ejemplo Problema 1 ....... 10-52
Prueba documental 10-33 Matriz los para ejemplo Problema 1 ........................ 10-52
Anexo 10-34 Resumen de la medida del rendimiento de las instalaciones, por
ejemplo
Problema 1 ........................................................................................................ 10-53
Prueba documental 10-35 Entradas de demanda para ejemplo Problema 2 ...10-55
Prueba documental 10-36 Capacidades de segmento para ejemplo Problema 2
.................................................................................................................................... 10-55
Prueba documental 10-37 Relación entre la demanda y la capacidad de los
segmentos, por ejemplo, el problema 2. 10-56
Prueba documental 10-38 Matriz de volumen servido por ejemplo Problema 2 1057
Anexo 10-39 Matriz de velocidad para ejemplo Problema 2 .............................. 10-57
Matriz de densidad - Prueba documental 10-40 para ejemplo Problema 2 ..... 10-57
Prueba documental 10-41 Matriz loss ampliada para ejemplo Problema 2..... 10-57
Prueba documental 10-42 Resumen de la medida del rendimiento de las
instalaciones, por ejemplo
Problema 2 ......................................................................................................... 10-58
Prueba documental 10-43 de la autopista en elejemplo de problema 3 ............ 10-58
Anexo 10-44 Geometría de la instalación de autopistas direccionales en el ejemplo
Problema 3 ......................................................................................................... 10-58
Prueba documental 10-45 Capacidad de segmentopara
ejemplo
Problema
3
10-60
Prueba documental 10-46 Relación entre la demanda y la capacidad de los
segmentos, por ejemplo, el problema 3. 10-60
Anexo 10-47 Matriz de velocidad para ejemplo Problema 3 ............................. 10-61
Prueba documental 10-48 Matriz de densidad para ejemplo Problema 3 ....... 10-61
Prueba documental 10-49 Matriz los para ejemplo Problema 3 ........................ 10-61
Resumen de la medida del rendimiento de las instalaciones - Prueba documental
10-50, por ejemplo
Problema 3 ......................................................................................................... 10-62
Capítulo 10/Instalaciones de
la autopista
Diciembre 2010
Página 10-iii
contenido
Manual de capacidad de carreteras 2010
1. Introducción
Una autopista es una autovía separada con control total de accesos y dos o
más carriles en cada sentido dedicados al uso exclusivo del tráfico. Las autopistas
se componen de varios segmentos uniformes que se pueden analizar para
determinar la capacidad y el nivel de servicio (LOS). Tres tipos de segmentos se
encuentran en las autopistas:
« Segmentos de fusión y divergencia de autopistas: Segmentos en los que dos o
más flujos de tráfico se combinan para formar un solo flujo de tráfico
(fusión) o un solo flujo de tráfico se divide para formar dos o más flujos
de tráfico separados (diverge).
VOLUMEN 2: FLUJO ININTERRUMPIDO
10. Instalaciones de la autopista
11. Segmentos básicos de autopistas
12. Segmentos de tejido de autopistas
13. Segmentos de fusión y divergencia
de autopistas
14. Autopistas multilane
15. Autopistas de dos carriles
* Segmentos de transporte de autopistas: Segmentos en los que dos o más
corrientes de tráfico que viajan en la misma dirección general se cruzan a
lo largo de una longitud significativa de autopista sin la ayuda de
dispositivos de control de tráfico (excepto señales de guía). Los segmentos
de tejido se forman cuando un segmento de divergencia sigue de cerca un
segmento de fusión o cuando una rampa de salida de un carril sigue de
cerca una rampa de un carril y los dos están conectados por un carril
auxiliar continuo.
• Segmentos básicos de autopistas: Todos los segmentos que no son segmentos
de fusión, divergencia o tejido.
Las metodologías de análisis se detallan para los segmentos básicos de
autopistas en el capítulo 11, para los segmentos de tejido en el capítulo 12 y para
los segmentos de fusión y divergencia en el capítulo 13.
El Capítulo 10, Instalaciones de autopistas, proporciona una metodología
para analizar longitudes extendidas de autopistas compuestas de segmentos de
autopista básica continuamente conectados, tejidos, fusiones y divergencias.
Tales longitudes extendidas se conocen como una instalación de autopista. En esta
terminología, el término instalación no se refiere a una autopista completa de
principio a fin; en su lugar, se refiere a un conjunto específico de segmentos
conectados que se han identificado para su análisis. Además, el término no - se
refiere a un sistema de autopistas que consiste en varias autopistas
interconectadas.
Las metodologías de los capítulos 11, 12 y 13 se centran en un solo período
de tiempo de interés, generalmente el pico de 15 minutos dentro de una hora
pico. La metodología de este capítulo permite el análisis de períodos de tiempo
múltiples y continuos de 15 minutos y es capaz de identificar averías y el impacto
de dichas averías en el espacio y el tiempo.
La metodología es integral con el modelo FREEVAL-2010, que implementa
los cálculos complejos involucrados. En este capítulo se analizan los principios
básicos de la metodología y su aplicación. El Capítulo 25, Freeway Facilities:
Supplemental, proporciona una descripción completa y detallada de todos los
algoritmos que definen la metodología. La Biblioteca de Referencia Técnica en el
Volumen 4 contiene una guía del usuario de FREEVAL-2010 y una hoja de
cálculo ejecutable que implementa la metodología.
Capítulo 10/Instalaciones de
la autopista
Diciembre 2010
Página 10-1
Introducción
Manual de capacidad de carreteras 2010
SEGMENTOS Y ÁREAS DE INFLUENCIA
Es importante que la definición de segmentos de autopistas y sus áreas de
influencia se entienda claramente. Las áreas de influencia de los segmentos de
fusión, divergencia y tejido son las siguientes:
• Segmento de tejido: La longitud base del segmento de tejido más 500 pies
aguas arriba del punto de entrada al segmento de tejido y 500 pies aguas
abajo del punto de salida del segmento de tejido; los puntos de entrada y
salida se definen como los puntos donde se encuentran los bordes
apropiados de los carriles de fusión y divergencia.
• Segmento de fusión: Desde el punto donde se encuentran los bordes de los
carriles de viaje de las carreteras de fusión hasta un punto 1,500 pies aguas
abajo de ese punto.
• Segmento divergente: Desde el punto donde se encuentran los bordes de los
carriles de viaje de las carreteras de fusión hasta un punto a 1,500 pies
aguas arriba de ese punto.
Los puntos donde se encuentran los "bordes de los carriles de viaje" se
definen con mayor frecuencia mediante marcas de pavimento.
Las áreas de influencia de los segmentos de fusión, divergencia y tejido se
ilustran en la Prueba documental 10-1.
Prueba documental 10-1
Áreas de influencia de
segmentos de fusión,
divergencia y tejido
1,500 pies-
b) Zona de influencia divergente
a) Área de influencia de fusión
i
^
i
Longitud base, LB
►
500 pies
500 pies
c) Zona de influencia del tejido
Los segmentos básicos de la autopista son cualquier otro segmento a lo largo de la autopista que no esté
dentro de estas áreas de influencia definidas, lo que no quiere decir que los segmentos básicos de la autopista
no se vean afectados por la presencia de segmentos adyacentes y cercanos de fusión, divergencia y tejido.
Especialmente cuando un segmento se descompone, sus efectos se propagarán a los segmentos aguas arriba
y aguas abajo, independientemente del tipo. Además, el impacto general de la frecuencia de los segmentos
de fusión, divergencia y tejido en el funcionamiento general de todos los segmentos se tiene en cuenta por la
velocidad de flujo libre de la instalación.
Los segmentos básicos de las autopistas, por lo tanto, existen incluso en las autopistas urbanas donde los
puntos de fusión y divergencia (la mayoría de las veces rampas) están estrechamente espaciados. La Prueba
documental 10-2 ilustra este punto. Muestra una longitud de autopista de 9,100 pies (1.7 millas) con cuatro
terminales de rampa, dos de las cuales forman un segmento de tejido. Incluso con un espacio de rampa
promedio de menos de 0.5 millas, esta longitud de autopista contiene tres segmentos básicos de autopista.
Las longitudes de estos segmentos son relativamente cortas, pero, en términos de
Introducción
Página 10-2
Capítulo 10/Instalaciones de
la autopista
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
metodologías de análisis, deben ser tratados como segmentos básicos de autopistas. Por
lo tanto, si bien es cierto que muchas autopistas urbanas estarán dominadas por
segmentos frecuentes de fusión, divergencia y tejido, todavía habrá segmentos
clasificados y analizados como segmentos de autopistas básicas.
1,500 pies 1,600 pies 2,000 pies
2,500 pies
1,500 pies
Prueba documental 10-2
Segmentos
básicos
de
autopistas en una autopista
urbana
VELOCIDAD DE FLUJO LIBRE
La velocidad de flujo libre se define estrictamente como la velocidad teórica cuando la densidad y la
tasa de flujo en el segmento de estudio son cero. El Capítulo 11, Segmentos básicos de autopistas,
presenta curvas de velocidad y flujo que indican que se espera que la velocidad de flujo libre en las
autopistas prevalezca a tasas de flujo entre 0 y 1,000 automóviles de pasajeros por hora por carril
(pc/h/ln). En esta amplia gama de flujos, la velocidad es insensible a los caudales. Esta característica
simplifica y permite la medición de las velocidades de flujo libre en el campo.
El capítulo 11 también presenta una metodología para estimar la velocidad de flujo libre de un
segmento básico de autopista si no se puede medir directamente. La velocidad de flujo libre de un
segmento básico de autopista es sensible a tres variables:
• Anchos de carril,
• Holguras laterales, y
• Densidad total de rampa.
La más crítica de estas variables es la densidad total de rampa. La densidad total de rampa se define
como el número promedio de cruces en rampa, fuera de rampa, fusión principal y cruces divergentes
principales por milla. Se aplica a un segmento de 6 millas de la instalación de la autopista, 3 millas aguas
arriba y 3 millas aguas abajo del punto medio del segmento de estudio.
Si bien la metodología para determinar la velocidad de flujo libre se proporciona en el Capítulo 11,
Segmentos básicos de autopistas, también se aplica en el Capítulo 12, Segmentos de tejido de autopistas,
y en el Capítulo 13, Segmentos de fusión y divergencia de autopistas. Por lo tanto, la velocidad de flujo
libre afecta el funcionamiento de todos los segmentos básicos, de tejido, fusión y divergencia en una
instalación de autopista.
La velocidad de flujo libre es una característica importante, ya que la capacidad c, los caudales de
servicio SF, los volúmenes de servicio SV y los volúmenes de servicio diarios DSV dependen de ella.
Capítulo 10/Instalaciones de
la autopista
Diciembre 2010
Página 10-3
Introducción
Manual de capacidad de carreteras 2010
La Prueba documental 10-3 ilustra la determinación de la densidad total
de rampa en una instalación de autopista de 6 millas de longitud.
Prueba documental 10-3
Determinación de la
densidad de rampa
Como se ilustra en la Prueba documental 10-3, hay cuatro terminales de rampa y un punto de
divergencia importante en el segmento de 6 millas ilustrado. La densidad total de la rampa es, por lo
tanto, 5/6 = 0.83 ramp/mi.
CAPACIDAD DE LAS INSTALACIONES DE LA AUTOPISTA
Tradicionalmente, la capacidad se ha definido para segmentos de carretera uniforme, tráfico y
condiciones de control. Cuando se consideran instalaciones que constan de una serie de segmentos
conectados, el concepto de capacidad es más complicado.
Las metodologías de los capítulos 11, 12 y 13 permiten estimar la capacidad de cada autopista
básica, tejido de autopistas, fusión de autopistas y segmentos divergentes de autopistas. Es muy poco
probable que todos los segmentos de una instalación tengan las mismas condiciones de carretera, tráfico
y control, y aún menos probable que tengan la misma capacidad.
Enfoque conceptual de la capacidad de una instalación de autopista
Consideremos el ejemplo que se muestra en las Pruebas documentales 10-4. Ilustra cinco segmentos
consecutivos que deben ser analizados como una "instalación de autopista sin peaje." Se muestran los
caudales de demanda vd, capacidades c y caudales reales va, así como los ratios vjc y vjc resultantes.
Se agrega un carril en el Segmento 3 (aunque este segmento comienza con una rampa de salida),
proporcionando mayores capacidades para los Segmentos 3, 4 y 5 que en los Segmentos 1 y 2. En el
ejemplo se analizan tres escenarios.
En el escenario 1, ninguno de los caudales de demanda supera las capacidades de los segmentos
que componen la instalación. Por lo tanto, no se producen desgloses, y los caudales reales son los
mismos que los caudales de demanda (es decir, vd = va para este escenario). Ninguna de las relaciones
vjc o vjc supera 1,00, aunque las relaciones más altas (0,978) se producen en el segmento 5.
El escenario 2 agrega 200 vehículos por hora (veh/h) de demanda a cada segmento (esencialmente
otros 200 veh/h de vehículos a través de autopistas). En este caso, el segmento 5 experimentará un
desglose, es decir, el caudal de demanda superará la capacidad. En este segmento, el caudal de demanda
vd difiere del caudal real va, ya que el caudal real va nunca puede superar la capacidad c.
En el escenario 3, todos los caudales de demanda se incrementan en un 10 %, lo que, en efecto,
mantiene constantes los valores relativos de los caudales de demanda del segmento. En este caso, el
caudal de la demanda superará la capacidad de los segmentos 4 y 5. Una vez más, los caudales de
demanda y los caudales reales diferirán en estos segmentos.
Introducción
Página 10-4
Capítulo 10/Instalaciones de
la autopista
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
1
2
3
4
5
Prueba documental 10-4
Ejemplo del efecto de la capacidad
del segmento en una instalación de
autopista
escenario
rendimiento
Medidas
Demanda vd, veh/h
Capacidad c, veh/h
Volumen va, veh/h
Relación Vo/c
RelaciónVg/c
Demanda vd, veh/h
Capacidad c, veh/h
Volumen va, veh/h
relación vyc
tjLyil Ik-1 ILJ
RelaciónVg/c
Escenario 3
(aumento
demanda
en un 10% en total
segmentos)
Demanda vd, veh/h
Capacidad c, veh/h
Volumen va, veh/h
RelaciónVd/c
RelaciónVg/c
1
Freewav Seament 2 3 4
5
3,400
4,000
3,400
0.850
0.850
3,500
4,000
3,500
0.875
0.875
3,400
4,500
3,400
0.756
0.756
4,200
4,500
4,200
0.933
0.933
4,400
4,500
4,400
0.978
0.978
3,600
4,000
3,600
0.900
0.900
3,700
4,000
3,700
0.925
0.925
4,400
4,500
4,400
0.978
0.978
4,600
4,500
4,500
1.022
3,740
4,000
3,740
0.935
0.935
3,850
4,000
3,850
0.963
0.963
3,600
4,500
3,600
0.800
0.800
3,740
4,500
3,740
0.831
0.831
4,840
4,500
4,500
1.078
5,060
4,500
4,500
1.120
1.000
1.000
1.000
Nota: Las celdas sombreadas indican segmentos en los que la demanda supera la capacidad.
Este ejemplo destaca una serie de puntos que hacen que el análisis de las instalaciones de la autopista
sea muy complicado:
1. Es fundamental para esta metodología que se destaque la diferencia entre el caudal de demanda vd
y el caudal real v, y que ambos valores se etiqueten de forma clara y adecuada.
2. En las hipótesis 2 y 3, el análisis de las Pruebas documentales 10 a 4 es inadecuado y engañoso. En
el escenario 2, cuando el segmento 5 se descompone, las colas de administración del tráfico
comienzan a formar y a propagarse por aguas arriba. Por lo tanto, aunque las demandas de los
segmentos 1 a 4 son menores que la capacidad de esos segmentos, las colas generadas por el
segmento 5 con el tiempo se propagarán a través de los segmentos 1 a 4 y afectarán
significativamente a su funcionamiento. En el escenario 3, los segmentos 4 y 5 fallan y se generan
colas de administración del tráfico, que también propagan aguas arriba en un momento dado.
3. Se podría argumentar que el análisis del Escenario 1 es suficiente para entender el funcionamiento
de la instalación siempre y cuando todos los segmentos estén subsaturados (es decir, todos los
ratios vjc de segmento son menores o iguales a 1,00). Sin embargo, cuando la relación vjc de
cualquier segmento excede 1.00, un análisis tan simple ignora el impacto de propagación de las
averías en el espacio y el tiempo.
4. En los escenarios 2 y 3, los segmentos aguas abajo del segmento 5 también se verán afectados, ya
que el flujo de demanda no puede llegar a esos segmentos mediante los desgloses y las colas del
segmento 5 (y el segmento 4 en el escenario 3).
5. En este ejemplo, también es importante tener en cuenta que los segmentos que se descomponen
primero no tienen las capacidades más bajas. Los segmentos 1 y 2, con capacidades más bajas, no se
descomponen en ninguno de los escenarios. El desglose se produce primero en el segmento 5, que
tiene una de las capacidades más altas.
Teniendo en cuenta todas estas complicaciones, la capacidad de una instalación de autopista se define
de la siguiente manera:
Capítulo 10/Instalaciones de
la autopista
Diciembre 2010
Página 10-5
Introducción
Manual de capacidad de carreteras 2010
La capacidad de la instalación de la autopista es la capacidad del segmento crítico entre los segmentos que
componen la instalación definida. Esta capacidad debe, a efectos de análisis, compararse con el caudal de
demanda en el segmento crítico.
El segmento crítico se define como el segmento que se desglosará primero, dado que todas las
condiciones de tráfico, carretera y control no cambian, incluida la distribución espacial de las
demandas en cada segmento componente. Esta definición no es sencilla. Depende de las
características relativas de la demanda y puede cambiar con el tiempo a medida que cambia el
patrón de demanda. La capacidad de la instalación puede ser mayor que la capacidad del
segmento de componentes con la capacidad más baja. Por lo tanto, es importante que se evalúen
las demandas y capacidades de los segmentos individuales. El hecho de que uno de estos
segmentos sea el crítico y defina la capacidad de la instalación no disminuye la importancia de las
capacidades de otros segmentos en la instalación definida.
Capacidad base de las instalaciones de la autopista
En las metodologías de los capítulos 11, 12 y 13 se utiliza una capacidad básica. La capacidad
base representa la capacidad de la instalación, suponiendo que no haya vehículos pesados en el
flujo de tráfico y que todos los conductores sean usuarios habituales del segmento. La capacidad
básica para todos los segmentos de las autopistas varía con la velocidad de flujo libre, como se
indica en las Pruebas documentales 10 y 5.
Prueba documental 105
Velocidad de flujo libre
frente a base
Capacidad para
autopistas
Ecuación 10-1
Velocidad de flujo libre (mi/h)
75
Capacidad base (pc/h/ln)
70
65
60
55
2,400
2,400
2,350
2,300
2,250
La ecuación dada en el Capítulo 11, Segmentos básicos de autopistas, para
estimar
la velocidad de flujo libre de un segmento es como se muestra en la Ecuación 10-1:
Dónde
FFS = velocidad de flujo libre (mi/h), fLW = ajuste para el ancho de
carril (mi/h), fLC = ajuste para la holgura lateral (mi/h) y TRD =
densidad total de rampa (rampas/mi).
El proceso para determinar el valor de los factores de ajuste se describe en el capítulo 11.
Debido a que la capacidad base de un segmento de autopista está directamente relacionada
con la velocidad deflujo libre, es posible construir una relación entre la capacidad base y el ancho
del carril, la holgura lateral y la densidad total de rampa del segmento. Si se considera que la
anchura del carril y la holgura lateral son sus valores básicos (12 y 6 pies, respectivamente), surge
una relación entre la capacidad de base y la densidad total de la rampa, como se muestra en la
Prueba documental 10-6.
Introducción
Página 10-6
Capítulo 10/Instalaciones de
la autopista
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
La capacidad base se expresa como un caudal para un período de análisis de 15 minutos, no como
un volumen de hora completa. También representa un caudal en pc/h, sin vehículos pesados, y una
población de conductores familiarizada con las características del segmento de análisis.
Prueba documental 10-6
Capacidad base frente
densidad de rampa total
Capacidad del segmento frente a la capacidad de la instalación
La velocidad de flujo libre es una característica de una longitud de autopista que se extiende 3
millas aguas arriba y 3 millas aguas abajo del punto central de un segmento de análisis. El segmento
puede ser un segmento de autopista básica, un segmento de tejido, un segmento de fusión o un
segmento de divergencia. En esencia, es una medida del impacto de las características generales de la
instalación en la operación del segmento de análisis individual centrado en el rango definido de 6
millas.
Este concepto puede ser algo generalizado donde el análisis de la facilidad de la autopista está
implicado. Si las condiciones (particularmente la densidad de rampa) son similares a lo largo de una
mayor longitud de autopista, es aceptable calcular la densidad total de rampa para la longitud mayor
y aplicarla a todos los segmentos dentro de la longitud de análisis. Este proceso asume que mover el
"centro" de una longitud de 6 millas para cada segmento de componente no resultará en un cambio
significativo en la velocidad de flujo libre.
La capacidad de una instalación de autopista casi homogénea es, a todos los efectos prácticos, la
misma que la capacidad de un segmento de autopista básica con las mismas características de
carretera y tráfico. Tenga en cuenta lo siguiente:
• Los segmentos de fusión y divergencia tienen la misma capacidad que un segmento de
autopista básica similar. Como se describe en el capítulo 13, la presencia de segmentos de
fusión y divergencia en una autopista puede afectar las características operativas,
generalmente reduciendo las velocidades y aumentando las densidades, pero no reduce la
capacidad.
• Los segmentos de tejido a menudo tienen capacidades por carril que son menores que las de
los segmentos básicos de autopistas de entrada y salida. En casi todos los casos, sin embargo,
los segmentos de tejido tienen más carriles que los que entran y
Capítulo 10/Instalaciones de
la autopista
Diciembre 2010
Página 10-7
Introducción
a
Manual de capacidad de carreteras 2010
dejando segmentos básicos de autopistas. Por lo tanto, el impacto en la capacidad de la autopista
principal con mayor frecuencia es insignificante.
Sin embargo, esto no significa que la capacidad de cada segmento componente de una instalación sea la
misma. Cada segmento tiene su propia demanda y características de demanda. La tasa de flujo de la demanda
puede cambiar en cada punto de entrada y salida a lo largo de la autopista, y el porcentaje de vehículos pesados
también puede cambiar. El terreno también puede cambiar en varios puntos a lo largo de la autopista.
Los cambios en la presencia de vehículos pesados pueden cambiar la capacidad de segmentos individuales
dentro de una instalación definida. Los cambios en la división de movimientos en un segmento de tejido pueden
cambiar su capacidad. De la misma manera, los cambios en los flujos de demanda relativa en las rampas de
entrada y salida pueden cambiar la ubicación del segmento crítico dentro de una instalación definida y su
capacidad.
Como se señaló anteriormente, la capacidad de una instalación de autopista se define como la capacidad de
su segmento crítico.
LOS: SEGMENTOS DE COMPONENTES Y LA INSTALACIÓN DE LA AUTOPISTA LOS DE
SEGMENTOS DE COMPONENTES
Los capítulos 11, 12 y 13 proporcionan metodologías para determinar la LOS en segmentos básicos, de
tejido, fusión y divergencia. En todos los casos, los F se identifican cuando vjc es mayor que 1,00. Estos desgloses
se identifican fácilmente y se remite a los usuarios a este capítulo.
La metodología de este capítulo proporciona un análisis de las condiciones de descomposición, incluidos los
impactos espaciales y temporales de un desglose. Así, en el funcionamiento de un análisis del recurso-nivel, los
LOS F en un segmento componente se pueden identificar (a) cuando el segmento vjc es mayor que 1,00 y (b)
cuando una cola de una avería rio abajo extiende en un segmento ascendente. Esto último no puede hacerse
utilizando los procedimientos de análisis de segmentos individuales de los capítulos 11, 12 y 13.
Por lo tanto, cuando se realiza un análisis a nivel de instalación utilizando la metodología de este capítulo,
los LOS F para un segmento componente se identificarán de dos maneras diferentes:
• Cuando vjc es mayor que 1,00, o
• Cuando la densidad es mayor que 45 pc/mi/ln para segmentos básicos de autopistas o 43 pc/mi/ln para
tejer, fusionar o divergir segmentos.
Este último identifica los segmentos en los que se han formado colas como resultado de averías aguas abajo.
LOS para una instalación de autopista
Debido a que LOS para segmentos básicos, de tejido, de fusión y de divergencia en una autopista se define
en términos de densidad, LOS para una instalación de autopista también se define sobre la base de la densidad.
Un análisis de la instalación dará como resultado una determinación de la densidad y los los para cada
segmento componente. La instalación LOS se basará en la densidad media ponderada para todos los segmentos
dentro de la instalación definida. La ponderación se realiza en la
Introducción
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Capítulo 10/Instalaciones de
la autopista
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
base de la longitud del segmento y el número de carriles en cada segmento, como
se muestra en la ecuación 10-2:
Ecuación 10-2
Dónde
DF = densidad media de la instalación (pc/mi/ln),
D, = densidad para el segmento i (pc/mi/ln),
Lj = longitud del segmento i (ft),
Nj = número de carriles en el segmento i, y n =
número de segmentos en la instalación definida.
Los criterios de LOS para una instalación de autopista se muestran en las
Pruebas documentales 10-7. Son los mismos criterios utilizados para los
segmentos básicos de autopistas.
Nivel de servicio
Densidad (pc/mi/ln)
un
B
C
D
E
F
<11
>11-18
>18-26
>26-35
>35^15
>45 o
Cualquier relación K/C de componente
> 1,00
Prueba documental 10-7
Criterios de LOS para
instalaciones de autopistas
El uso de un descriptor LOS para la instalación general de la autopista debe hacerse con
cuidado. Es fundamental que también se informe de la los loss para los segmentos individuales
que componen la instalación. Debido a que el LOS general es un promedio, puede enmascarar
problemas graves en segmentos individuales de la instalación.
Esto es particularmente importante si uno o más de los segmentos de componentes están
operando en LOS F. Como se describe en la sección de metodología de este capítulo, la
metodología de instalación de autopistas aplica modelos para estimar la propagación de los
efectos de una avería en el tiempo y el espacio. Cuando existen averías en uno o más
segmentos de una instalación, el LOS medio es de uso limitado. El LOS promedio se aplica a un
período de tiempo específico, generalmente 15 min.
Mientras que los LOS A a D se definen mediante el uso de las mismas densidades que se
aplican a los segmentos básicos de la autopista, LOS F para una instalación se define como un
caso en el que cualquier segmento componente de la autopista supera una relación vjc de 1,00
o la densidad media sobre la instalación definida supera los 45 pc/mi/ln. En tal caso, la
metodología de este capítulo permite al analista mapear los impactos de este desglose en el
tiempo y el espacio, y es necesario prestar mucha atención al LOS individual de los segmentos
de componentes.
Capítulo 10/Instalaciones de
la autopista
Diciembre 2010
Página 10-9
Introducción
Manual de capacidad de carreteras 2010
CAUDALES DE SERVICIO, VOLÚMENES DE SERVICIO Y VOLÚMENES DE SERVICIO DIARIOS
PARA UNA INSTALACIÓN DE AUTOPISTA
Al igual que cada segmento de una instalación de autopista tiene su propia capacidad, cada
segmento también tiene un conjunto de tasas de flujo de servicio SF; para cada LOS. Una velocidad de
flujo de servicio es la velocidad direccional máxima de flujo que se puede mantener en un segmento
determinado sin violar los criterios para LOS i. Las tasas de flujo de servicio se indican en vehículos
por hora bajo las condiciones de carretera, tráfico y control prevalecientes. Por definición, el caudal de
servicio para LOS E es sinónimo de capacidad para todas las instalaciones de flujo ininterrumpido y
sus segmentos de componentes.
Los capítulos 11, 12 y 13 proporcionan discusiones completas sobre cómo determinar las tasas de
flujo de servicio para los segmentos de autopistas básicas, de tejido, fusión y divergencia.
Un volumen de servicio SV) es el volumen direccional máximo por hora que se puede mantener en
un segmento dado sin violar los criterios para LOS i durante los 15 minutos peores de la hora (período
con la densidad más alta) bajo las condiciones de carretera, tráfico y control prevalecientes. Una vez
que se ha establecido un conjunto de caudales de servicio para un segmento, el volumen de servicio se
encuentra en la ecuación 10-3:
SV i -Sfi x PHF
Ecuación 10-3
Dónde
SVj = volumen de servicio para LOS i (veh/h),
SFj = caudal de servicio para LOS i (veh/h), y PHF = factor de hora punta.
Un volumen de servicio diario DSC, es el volumen diario total máximo en ambas
direcciones que se puede sostener en un segmento dado sin violar los criterios para LOS i
en la dirección de pico en los peores 15 minutos de la hora pico bajo las condiciones de
carretera, tráfico y control prevalecientes. Dado un conjunto de volúmenes de servicio para
un segmento, el volumen de servicio diario se encuentra en la ecuación 10-4:
Ecuación 10-4
Dónde
DSVi = volumen de servicio diario (veh/día),
K = proporción del tráfico diario que se produce en la hora punta del día, y
D = proporción del tráfico en la dirección máxima durante la hora punta del
día.
La capacidad de una instalación de autopista se ha definido como la capacidad (en
condiciones prevalecientes) del segmento crítico. Por lo tanto, para mantener la coherencia,
también se deben aplicar otras velocidades de flujo de servicio al segmento crítico.
Para una comprensión general de la instalación de autopista, los LOS y las tasas de flujo de
servicio (o volúmenes de servicio o volúmenes de servicio diarios) de los segmentos de
componentes individuales deben considerarse junto con el LOS promedio general para la
instalación definida y su tasa de flujo de servicio.
Introducción
Página 10-10
Capítulo 10/Instalaciones de
la autopista
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
VOLÚMENES DE SERVICIO DIARIOS GENERALIZADOS PARA INSTALACIONES DE AUTOPISTAS
Las tablas de volumen de servicio diario generalizado proporcionan un medio para evaluar todas las
autopistas en una región o jurisdicción rápidamente para determinar qué segmentos deben evaluarse con
más cuidado (utilizando el análisis operativo) para mejorar los problemas existentes o pendientes.
Para generar una tabla de volumen de servicio diario generalizada para las instalaciones de autopistas,
se deben hacer varias suposiciones simplificadores. Las suposiciones hechas aquí incluyen lo siguiente:
1. Todos los segmentos de la autopista tienen el mismo número básico de carriles (dos, tres o cuatro
en cada dirección).
2. Los anchos de carril son de 12 pies, y los espacios libres laterales son de 6 pies.
3. Todas las rampas de entrada y salida de rampas manejan el mismo porcentaje de tráfico de
autopistas. Esta configuración mantiene un caudal de demanda razonablemente consistente en cada
segmento de la instalación.
4. La primera rampa en la instalación de la autopista definida es una rampa de salida. Esta suposición
es necesaria para aplicar el tema 5 infra.
5. Dadas las características de la demanda de los puntos 2 y 3, todos los volúmenes de servicio diarios
se indican en términos de la demanda que entra en la instalación de la autopista definida en su límite
aguas arriba.
6. El terreno es el mismo en todos los segmentos de la instalación.
7. El porcentaje de vehículos pesados es el mismo en todos los segmentos de la instalación.
Sobre la base de estos supuestos, en las Pruebas documentales 10-8 (para las autopistas urbanas) y en
la Prueba documental 10-9 (para las autopistas rurales) se muestran cuadros generalizados del volumen de
servicio diario.
Se proporcionan volúmenes de servicio generalizados para terrenos llanos y ondulados; para
autopistas de cuatro carriles, seis carriles y ocho carriles (ambas direcciones); y para una variedad de
combinaciones del actor K-f y el factor D. Para utilizar la tabla, los analistas deben seleccionar una
combinación de K y D adecuada para su estado o región. Las suposiciones adicionales hechas para las
autopistas urbanas y rurales se enumeran aquí.
Supuestos para las autopistas urbanas:
• Densidad total de rampas = 3.00 rampas/mi (es decir, %-mi espaciado promedio entre rampas);
• 5% camiones, sin vehículos recreativos (RVs), y sin autobuses;
• PHF = 0,95; y
• fv = 1,00.
Supuestos para las autopistas rurales:
• Densidad total de rampa = 0.20 rampa /mi (es decir, espaciado promedio de 5 millas entre rampas);
• 12% camiones, sin vehículos recreativos y sin autobuses;
• PHF = 0,88; y
. fp = 0,85.
Capítulo 10/Instalaciones de la autopista
11
Diciembre 2010
página 10-
Introducción
Manual de capacidad de carreteras 2010
Ecuación 10-5
Los volúmenes de servicio diarios generalizados se basan en los valores
máximos de caudal de servicio para los segmentos básicos de autopistas. La
Prueba documental 11-17 (capítulo 11) muestra los caudales máximos de servicio
de MSF para los segmentos básicos de las autopistas. Se convierten a caudales de
servicio en las condiciones prevalecientes multiplicando por el número de carriles
en una dirección N, el factor de ajuste de vehículos pesados fHV, y el factor de
ajuste conductor-población /r Ecuación 10-3 y Ecuación 10-4 se utilizan para
convertir la tasa de flujo de servicio SF a un volumen de servicio SV y un
volumen de servicio diario DSV.
Al combinar estas ecuaciones, los volúmenes de servicio diarios DSV de las
Pruebas documentales 10-8 y 10-9 se estiman a partir de la ecuación 10-5:
Msf. xNxfHV X f xPHF DSV = Jv ' KxD
donde todas las variables son como se definieron previamente.
Al aplicar la ecuación 10-5, los valores de MSF se seleccionan de la Prueba
documental 11 a 17 (capítulo 11), y los valores para los factores de ajuste de la
población de vehículos pesados y conductores se calculan de conformidad con la
metodología del capítulo 11. Msf for LOS E, que es la capacidad, puede tomarse
directamente de la Prueba documental 10-5, sobre la base de la densidad total de
rampa, ya que los anchos de carril y las holguras laterales son estándar y no
tienen ningún efecto en la FFS y, por lo tanto, no tienen ningún efecto en las
capacidades resultantes.
Las Pruebas documentales 10-8 y 10-9 se proporcionan para uso de
planificación general y no deben utilizarse para analizar ninguna autopista
específica ni para tomar decisiones finales sobre características importantes del
diseño. Se requiere un análisis operacional completo utilizando la metodología de
este capítulo para tales aplicaciones específicas.
Las pruebas documentales son útiles, sin embargo, para evaluar el
rendimiento general de muchas autopistas dentro de una jurisdicción, como
primera paso para determinar dónde podrían existir o surgir problemas, y para
decidir dónde podrían ser necesarias mejoras. No obstante, las autopistas que se
identifiquen como susceptibles de experimentar problemas o de necesitar mejoras
deben someterse a un análisis operativo completo antes de tomar decisiones
detalladas sobre la aplicación de mejoras específicas.
Los volúmenes de servicio diarios se ven muy afectados por los factores K y
D elegidos como típicos para el análisis. Es importante que el analista utilice
valores que sean razonables para las instalaciones en estudio. Además, si alguna
característica difiere significativamente de los valores típicos utilizados para
elaborar las Pruebas documentales 10 a 8 y 10-9,los valores tomados de esas
pruebas documentales no serán representativos de las instalaciones de estudio.
Introducción
Página 10-12
Capítulo 10/Instalaciones de
la autopista
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
Kfactor
D-
Freewavs de cuatro carriles
Freewavs de seis carriles LOS
factor
LOS B LOS C LOS D LOS E
B LOS C LOS D LOS E
Terreno nivelado
0.50
0.55
0.08
0.60
0.65
54.2
49.3
45.2
41.7
75.5
68.7
62.9
58.1
94.1
85.5
78.4
72.4
108.9
99.0
90.8
83.8
0.50
0.55
48.2
43.8
40.2
37.1
67.1
61.0
56.0
51.6
83.6
76.0
69.7
64.3
43.4 60.4
39.4 54.9
36.1 50.4
33.4
39.4
35.8
32.9
30.3
51.7
47.0
43.1
39.8
0.09
0.10
0.60
0.65
0.50
0.55
0.60
0.65
0.50
0.55
0.11
0.60
0.65
Eiaht-Carril Freewavs LOS B
LOS C LOS D LOS E
141.1
128.3
117.6
108.5
163.4 108.4 151.1
148.5
98.6 137.3
136.1
90.4 125.9
125.7
83.4 116.2
188.1
171.0
156.8
144.7
217.8
198.0
181.5
167.5
96.8
88.0
80.7
74.5
81.3 113.3
73.9 103.0
67.8 94.4
62.6 87.2
72.3 100.7
65.7 91.6
60.2 83.9
55.6 77.5
125.4
114.0
104.5
96.5
145.2
132.0
167.2
152.0
139.4
75.3
68.4
62.7
87.1
79.2
72.6
65.1 90.6
59.1 82.4
54.2 75.5
112.9 130.7
102.6 118.8
94.1 108.9
128.6
86.8 120.9 150.5
78.9 109.9 136.8
72.3 100.7 125.4
193.6
176.0
161.3
148.9
46.5
54.9
49.9
45.8
42.3
57.9
68.4
62.2
57.0
52.6
67.0
79.2
72.0
66.0
60.9
50.0 69.7
59.1 82.4
53.8 74.9
49.3 68.7
45.5 63.4
86.8 100.5
102.6 118.8
93.3 108.0
85.5
99.0
78.9
91.4
66,7 93.0 115.8
78.9 109.9 136.8
71.7 99.9 124.4
65.7 91.6 114.0
60.7 84.5 105.3
72.0
65.5
60.0
55.4
89.7
81.5
74.7
69.0
103.8
94.4
86.5
79.9
77.5 108.0
70.5 98.2
64.6 90.0
59.7 83.1
134.5
122.3
112.1
103.5
46.0 64.0
41.8 58.2
38.3 53.4
79.7
72.5
66.4
92.3
83.9
76.9
68.9 96.0
62.7 87.3
57.4 80.0
35.3 49.2
41.4 57.6
37.6 52.4
61.3
71.8
65.2
71.0
83.1
75.5
34.5
31.8
37.6
34.2
31.3
28.9
59.8
55.2
65.2
59.3
54.4
50.2
69.2
63.9
75.5
68.7
62.9
58.1
121.0
111.7
96.4 134.3
87.6 122.1
80.3 111.9
74.1 103.3
Prueba documental 10-8
Volúmenes de servicio
diario generalizados para
instalaciones de autopistas
urbanas (1,000 veh / día)
174.2
158.4
145.2
134.0
158.4
144.0
132.0
121.8
Terreno agitado
0.50
0.55
0.08
0.60
0.65
0.09
0.10
0.50
0.55
0.60
0.65
0.50
0.55
0.60
0.65
0.50
0.55
0.11
0.60
0.65
48.0
44.3
52.4
47.6
43.7
40.3
155.8 103.4 144.0
141.6
94.0 131.0
129.8
86.2 120.0
119.8
79.5 110.8
179.4
163.1
149.5
138.0
207.7
188.8
173.1
159.7
119.6 138.4
108.7 125.9
99.7 115.4
91.9 128.0 159.5
83.6 116.4 145.0
76.6 106.7 132.9
184.6
167.8
153.8
53.0 73.9
62.0 86.4
56.4 78.6
92.0 106.5
107.6 124.6
97.9 113.3
70.7 98.5 122.7
82.7 115.2 143.5
75.2 104.8 130.5
142.0
166.1
151.0
51.7 72.0
47.7 66.5
56.4 78.6
51.3 71.4
47.0 65.5
43.4 60.4
89.7
82,8
97.9
89.0
81.5
75.3
68.9 96.0 119.6
63.6 88.6 110.4
75.2 104.8 130.5
68.4 95.2 118.6
62.7 87.3 108.7
57.8 80.6 100.4
138.4
127.8
151.0
137.3
125.9
116.2
103.8
95.8
113.3
103.0
94.4
87.1
Nota: Las suposiciones incluyen lo siguiente: 5% camiones, 0% autobuses, 0% RVs, 0.95 PHF, 3 rampas / mi, fp
= 1.00, 12 pies
carriles, y espacio libre lateral de 6 pies. Los valores no representan características de segmento
específicas.
Capítulo 10/Instalaciones de
la autopista
Diciembre 2010
Página 10-13
Introducción
Manual de capacidad de carreteras 2010
Prueba documental 10-9
Volúmenes de servicio diario
generalizados para instalaciones
de autopistas rurales (1,000 veh /
día)
Kfactor
Dfactor
Wavs libres de cuatro carriles
Freewavs de seis carriles
LOS B LOS C LOS D LOS E
LOS B LOS C LOS D LOS E
Autopistas de ocho carriles
LOS B LOS C LOS D LOS E
Terreno nivelado
0.09
0.10
0.11
0.50
0.55
0.60
0.65
41.1
37.4
34.2
31.6
54.9
49.9
45.7
42.2
66.2
60.2
55.1
50.9
75.3
68.4
62.7
57.9
61.6
56.0
51.4
47.4
82.3
74.8
68.6
63.3
99.3 112.9 82.2
90.2 102.6 74.7
82.7
94.1 68.5
76.4
86.9 63.2
109.8
99.8
91.5
84.4
0.50
0.55
37.0 49.4
33.6 44.9
30.8 41.2
59.6
54.1
49.6
67.7
61.6
56.5
55.5
50.4
46.2
74.1
67.4
61.7
98.8
89.8
82.3
28.4 38.0
33.6 44.9
30.6 40.8
28.0 37.4
45.8
54.1
49.2
45.1
52.1
61.6
56.0
51.3
42.7
50.4
45.8
42.0
57.0
67.4
61.2
56.1
89.3 101.6 74.0
92.4 67.2
81.2
74.4
84.7 61.6
68.7
78.2 56.9
81.2
92.4 67.2
73.8
84.0 61.1
67.7
77.0 56.0
132.4 150.5
120.3 136.9
110.3 125.5
101.8 115.8
119.1 135.5
108.3 123.2
99.3 112.9
76.0
89.8
81.6
74.8
91.6 104.2
108.3 123.2
98.4 112.0
90.2 102.6
25.9
30.8
28.0
25.7
23.7
34.5
41.2
37.4
34.3
31.7
41.6
49.6
45.1
41.4
38.2
47.4
56.5
51.3
47.0
43.4
38.8
46.2
42.0
38.5
35.6
51.8
61.7
56.1
51.5
47.5
62.5
74.4
67.7
62.0
57.3
71.1 51.7
84.7 61.6
77.0 56.0
70.6 51.4
65.1 47.4
69.1
82.3
74.8
68.6
63.3
83.3
94.7
99.3 112.9
90.2 102.6
82.7
94.1
76.4
86.9
36.9
33.6
30.8
28.4
49.3
44.8
41.1
37.9
59.4
54.0
49.5
45.7
67.6
61.5
56.3
52.0
55.4
50.3
46.1
42.6
74.0
67.2
61.6
56.9
98.6
89.6
82.2
75.9
118.9 135.2
108. 122.9
1
99.1
112.7
91.5 104.0
0.50
0.55
33.2 44.4
30.2 40.3
53.5
48.6
60.9
55.3
49.8
45.3
66.6
60.5
89.2 101.4 73.8
92.2 67.1
81.1
74.3
84.5 61.5
78.0 56.8
68.6
80.3
91.3 66.4
73.0
83.0 60.4
88.7
80.7
107.0 121.7
97.3 110.6
0.60
0.65
0.50
0.55
27.7
25.6
30.2
27.5
25.2
37.0
34.1
40.3
36.7
33.6
44.6
41.2
48.6
44.2
40.5
50.7
46.8
55.3
50.3
46.1
41.5
38.3
45.3
41.2
37.7
55.5
51.2
60.5
55.0
50.4
66.9
61.7
73.0
66.3
76.1 55.4
70.2 51.1
83.0 60.4
75.4 54.9
69.2 50.3
74.0
68.3
80.7
73.3
67.2
23.2
27.7
25.2
23.1
21.3
31.0
37.0
33.6
30.8
28.4
37.4
44.6
40.5
37.2
34.3
42.6
50.7
46.1
42.3
39.0
34.8
41.5
37.7
34.6
31.9
46.5
55.5
50.4
46.2
42.7
63.8 46.5
76.1 55.4
69.2 50.3
63.4 46.1
58.5 42.6
62.1
74.0
67.2
61.6
56.9
89.2 101.4
82.3
93.6
97.3 110.6
88.4 100.6
92.2
81.1
74.8
85.1
89.2 101.4
92.2
81.1
74.3
84.5
68.6
78.0
0.60
0.65
0.50
0.55
0.60
0.65
0.50
0.55
0.12
0.60
0.65
Terreno ondulado
0.50
0.55
0.09
0.60
0.65
0.10
0.11
0.60
0.65
0.50
0.55
0.12
0.60
0.65
60.8
56.1
66.9
60.8
55.7
51.4
Nota: Los supuestos incluyen lo siguiente: 12% camiones, 0% autobuses, 0% RVs, 0.88 PHF, 0.2 ramp/mi, fp =
0.85, 12
carriles de pies y espacio libre lateral de 6 pies. Los valores no representan características de segmento
específicas.
GESTIÓN ACTIVA DEL TRÁFICO Y OTRAS MEDIDAS PARA MEJORAR EL RENDIMIENTO
La gestión activa del tráfico (ATM) consiste en la monitorización y el control dinámicos y continuos de las
operaciones de tráfico en una instalación para mejorar su rendimiento. Algunos ejemplos de medidas de atm
incluyen precios de congestión, medición de rampa, señales de mensajes cambiables, programas de respuesta a
incidentes y armonización de velocidad (límites de velocidad variables).
Las medidas de atm pueden influir tanto en la naturaleza de la demanda de la instalación como en la
capacidad de la instalación para ofrecer la capacidad adaptada a la demanda. Las medidas de ATM pueden
mejorar el rendimiento de las instalaciones, a veces de manera significativa.
Otras medidas avanzadas de diseño y gestión, no incluidas específicamente en la definición de ATM,
también pueden mejorar significativamente el rendimiento de las instalaciones. Estas medidas incluyen carriles
auxiliares, carriles estrechos, carriles para vehículos de alta ocupación (HOV), uso temporal de arcenes y
carriles y rampas para camiones designados.
Esta metodología no refleja todas estas medidas. Sin embargo, la medición en rampa se puede tener en
cuenta alterando las demandas en la rampa de acuerdo con
Introducción
Página 10-14
Capítulo 10/Instalaciones de
la autopista
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
tasas de medición. Los carriles auxiliares y los carriles estrechos se tienen en cuenta en las
metodologías de segmento para segmentos básicos de autopistas y segmentos de tejido.
Otras medidas no se tienen en cuenta en esta metodología. El capítulo 35 proporciona una
discusión más detallada de atm y otras estrategias avanzadas de diseño y gestión y una visión de
cómo se pueden evaluar sus impactos.
Capítulo 10/Instalaciones de la autopista
15
Diciembre 2010
página 10-
Introducción
Manual de capacidad de carreteras 2010
2. metodología
La metodología presentada en este capítulo prevé el análisis integrado de una instalación de autopista
compuesta por segmentos conectados. La metodología se basa en los modelos y procedimientos para
segmentos individuales, como se describe en el Capítulo 11, Segmentos básicos de autopistas; Capítulo 12,
Segmentos de tejido de autopistas; y el Capítulo 13, Freeway Merge and Diverge Segments.
ALCANCE DE LA METODOLOGÍA
Debido a que la metodología de las instalaciones de autopistas se basa en las metodologías de
segmento de los capítulos 11, 12 y 13, incorpora todos los aspectos de las metodologías de esos capítulos.
Esta metodología añade la capacidad de considerar una serie de segmentos vinculados a lo largo de varios
períodos de tiempo y de determinar algunos parámetros operacionales generales que permiten la
evaluación de una instalación LOS y la capacidad.
Esta metodología también agrega la capacidad de analizar operaciones cuando LOS F existe en uno o
más segmentos de la instalación definida. En los capítulos 11, 12 y 13, se identifica la existencia de un
desglose (LOS F) para un segmento determinado, según proceda. Sin embargo, las metodologías de los
segmentos no proporcionan herramientas para analizar los impactos de tales averías a lo largo del tiempo
y el espacio.
La metodología analiza un conjunto de segmentos conectados durante un conjunto de períodos
secuenciales de 15 minutos. Al decidir qué segmentos y períodos de tiempo analizar, se deben observar
dos principios:
1. El primer y el último segmento de la instalación definida no deben operar en LOS F.
2. El primer y el último período de tiempo del análisis no deben incluir ningún segmento que opere
en LOS F.
Cuando el primer segmento actúa en los LOS F, hay una cola que extiende por aguas arriba que no se
incluye en la definición de la instalación y que por lo tanto no puede ser analizada. Cuando el último
segmento opera en LOS F, puede haber un cuello de botella aguas abajo fuera de la definición de la
instalación. Una vez más, los impactos de esta congestión no pueden evaluarse cuando no está
completamente contenida dentro de la instalación definida. LOS F en el primer o último período de tiempo
crea problemas similares con respecto al tiempo. Si el primer período de tiempo está en LOS F, entonces
LOS F puede existir en períodos de tiempo anteriores también. Si el último período de tiempo es en LOS F,
los períodos posteriores también pueden estar en LOS F. Los impactos de una avería no se pueden analizar
completamente a menos que esté completamente contenida dentro de la instalación definida y el período
de análisis total definido. Los mismos problemas existirían si el análisis se llevara a cabo mediante el uso
de la simulación.
No hay límite en el número de períodos de tiempo que se pueden analizar. La longitud de la autopista
debe ser menor que la distancia que un vehículo que viaja a la velocidad promedio puede alcanzar en 15
minutos. Esta especificación generalmente resulta en una longitud máxima de la instalación entre 9 y 12
millas.
Esta metodología se basa en investigaciones auspiciadas por la Administración Federal de Carreteras
(1).
metodología
Página 10-16
Capítulo 10/Instalaciones de
la autopista
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
LIMITACIONES DE LA METODOLOGÍA
La metodología tiene las siguientes limitaciones:
1. La metodología no tiene en cuenta los retrasos causados por los vehículos que utilizan rutas
alternativas o los vehículos que salen antes o después del período de análisis.
2. Las averías o cuellos de botella superpuestos múltiples son difíciles de analizar y no se pueden evaluar
completamente mediante esta metodología. Otras herramientas pueden ser más apropiadas para
aplicaciones específicas más allá de las capacidades de la metodología. Consulte el Capítulo 6, HCM y
herramientas de análisis alternativas, para una discusión de simulación y otros modelos.
3. Las respuestas espaciales, temporales, modales y de demanda total a las estrategias de gestión del
tráfico no se incorporan automáticamente a la metodología. Al ver los resultados del rendimiento del
tráfico de la instalación, el analista puede modificar la entrada de demanda manualmente para
analizar el efecto de las respuestas de la demanda del usuario y el crecimiento del tráfico. La precisión
de los resultados depende de la precisión de la estimación de las respuestas de demanda del usuario.
4. La metodología puede abordar el flujo sobresaturado local, pero no puede abordar directamente las
condiciones de flujo de sobresaturación en todo el sistema.
5. La integridad del análisis será limitada si los segmentos de autopista en el primer intervalo de tiempo,
el último intervalo de tiempo y el primer segmento de autopista (en todos los períodos de tiempo)
tienen relaciones de demanda a capacidad mayores que 1.00. La justificación de estas limitaciones se
analiza en la sección sobre la relación entre la demanda y la capacidad.
6. La existencia de carriles HOV en las autopistas plantea las cuestiones de las características de
funcionamiento de dichos carriles y su efecto en las características de funcionamiento en el resto de la
autopista. La metodología no aborda directamente las instalaciones HOV separadas y no tiene en
cuenta las interacciones entre los carriles HOV y los carriles de flujo mixto y el tejido que puede
producirse.
7. El método no aborda las condiciones en las que las limitaciones de capacidad fuera de rampa dan
lugar a colas que se extienden a la autopista o afectan al comportamiento de los vehículos fuera de la
rampa.
8. El método no aborda las operaciones de la plaza de peaje o su efecto en las operaciones de las
instalaciones de la autopista.
Dado el tiempo suficiente, el analista puede analizar un dominio de espacio-tiempo completamente
subsaturado manualmente, aunque es muy difícil y consume mucho tiempo. No se espera que los analistas
analicen manualmente un dominio tiempo-espacio que incluya la sobresaturación. FREEVAL-2010 es un
motor computacional que se puede utilizar para implementar la metodología, independientemente de si el
dominio tiempo-espacio contiene segmentos y períodos de tiempo sobresaturados. Está disponible en la
sección biblioteca de referencia técnica del volumen 4 del Manual de capacidad de carreteras (HCM).
Capítulo 10/Instalaciones de la autopista
17
Diciembre 2010
página 10-
metodología
Manual de capacidad de carreteras 2010
Debido a que la metodología de este capítulo incorpora las metodologías para segmentos de autopistas
básicas, de tejido, fusión y divergentes, las limitaciones de esos procedimientos también se aplican aquí.
El método no incluye el análisis de las terminales del lado de la calle de las rampas de entrada y salida
de las autopistas. Las metodologías de los capítulos 18, 19, 20 y 21 deben utilizarse para las intersecciones
señalizadas, las de parada bidireccional, las detención en todos los sentidos y las rotondas, respectivamente.
El Capítulo 22, Terminales de rampa de intercambio, proporciona un análisis más completo de los
intercambios de autopistas donde las terminales de rampa del lado de la calle son intersecciones o rotondas
señalizadas.
visión general
En la Prueba documental 10 a 10 se resume la metodología para analizar las instalaciones de las
autopistas. La metodología ajusta las velocidades de los vehículos adecuadamente para tener en
cuenta los efectos en los segmentos adyacentes. La metodología puede analizar las estrategias de
gestión del tráfico de las autopistas sólo en los casos para los que los intervalos de 15 minutos son
apropiados y para los que existen datos fiables para la capacidad estimada y la demanda.
Prueba
documental
10-10
Metodología de
la instalación de
la autopista
metodología
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Capítulo 10/Instalaciones de
la autopista
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
PASOS COMPUTACIONALES
El propósito de esta sección es describir los módulos computacionales de la metodología. Para simplificar la
presentación, la atención se centra en la función y la justificación de cada módulo. El capítulo 25 presenta una
versión ampliada de esta sección, que incluye todos los modelos analíticos y ecuaciones de apoyo.
Paso 1: Datos de entrada
Se deben especificar los datos relativos a la demanda, la geometría y el dominio espacio-tiempo. Como la
metodología se basa en el análisis de segmentos, se deben proporcionar todos los datos para cada segmento y
cada período de tiempo, como se indica en el Capítulo 11 para los segmentos básicos de autopistas, el Capítulo
12 para los segmentos de tejido y el Capítulo 13 para los segmentos de fusión y divergencia.
demanda
Las tasas de flujo de demanda deben especificarse para cada segmento y período de tiempo. Dado que el
análisis de varios períodos de tiempo se basa en períodos consecutivos de 15 minutos, se deben proporcionar
los caudales de demanda para cada período. Esta condición se suma a los requisitos para los análisis de
segmentos aislados.
Las tasas de flujo de demanda deben especificarse para el flujo de la línea principal de la autopista de
entrada y para cada rampa de entrada y salida dentro de la instalación definida. Se necesita la siguiente
información para cada período de tiempo para determinar el caudal de la demanda:
• Caudal de demanda (veh/h),
• Porcentaje de camiones (%),
• Porcentaje de RVs (%), y
• Factor de población del conductor (f ).
Para los segmentos de tejido, las tasas de flujo de demanda deben identificarse por el movimiento de
componentes: autopista a autopista, rampa a autopista, autopista a rampa y rampa a rampa. Cuando no se
disponga de este nivel de detalle, se podrá utilizar el siguiente procedimiento para estimar los flujos de
componentes. Sin embargo, no se recomienda, ya que el rendimiento del segmento de tejido es sensible a la
división de los flujos de demanda.
• Segmentos de tejido de rampa: supongamos que el flujo de rampa a rampa es 0. El flujo de rampa a
autopista es entonces igual al flujo en rampa; el flujo de autopista a rampa es entonces igual al flujo fuera
de rampa.
• Principales segmentos de tejido: El flujo en rampa se prorratea entre los dos tramos de salida (autopista y
rampa) en la misma proporción que el flujo total en los tramos de salida (autopista y rampa).
El factor de población del conductor es normalmente 1,00, a menos que la población del conductor esté
dominada por usuarios desconocidos, en cuyo caso se asigna un valor entre 0,85 y 1,00, sobre la base de las
características y los conocimientos locales.
Capítulo 10/Instalaciones de la autopista
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página 10-
metodología
Manual de capacidad de carreteras 2010
geometría
Se deben especificar todas las entidades geométricas para cada segmento de la instalación,
incluidas las siguientes:
• Número de carriles;
• Ancho promedio de carril;
• Holgura lateral del lado derecho;
• Terreno;
• Velocidad de flujo libre; y
• Ubicación de los segmentos de fusión, divergencia y tejido, con toda la geometría interna
especificada, incluido el número de carriles en rampas y en los cruces derampas o dentro de
los segmentos de tejido, los anchos de carril, la existencia y la longitud de los carriles de
aceleración o desaceleración, las distancias entre los puntos de fusión y de divergencia, y los
detalles de la configuración del carril cuando sea pertinente.
La geometría no cambia por período de tiempo, por lo que esta información se proporciona
solo una vez, independientemente del número de períodos de tiempo en estudio.
Dominio espacio-tiempo
Se debe establecer un dominio espacio-tiempo para el análisis. El dominio consiste en una
especificación de las secciones de la autopista incluidas en la instalación definida y una
identificación de los intervalos de tiempo para los que se va a realizar el análisis. En las Pruebas
documentales 10 a 11 se muestra un dominio típico del espacio-tiempo.
Prueba documental 10-11
Ejemplo de dominio de
espacio-tiempo para el
análisis de instalaciones de
autopistas
Sección 1
Sección 2
Sección 3
Sección 4
Sección 5
Sección 6
Sección 7
Sección 8
—►
—►
\
Hora
paso
\/
sección
1
S\
sección
2
/
sección
3
sección
4
\/
/\
sección
5
sección
6
sección
7
/
sección
8
1
2
3
4
5
6
7
8
La escala horizontal indica la distancia a lo largo de la instalación de la autopista. Un límite de
sección de autopista se produce cuando hay un cambio en la demanda, es decir, en cada rampa de
entrada o salida de rampa o donde se agrega o se cae un carril. Estas áreas se conocen como
secciones, porque se realizarán ajustes dentro del procedimiento para determinar dónde deben estar
los límites de segmento para el análisis. Este proceso se basa en las áreas de influencia de los
segmentos de fusión, divergencia y tejido, discutidas anteriormente en este capítulo, y en las
limitaciones de longitud variable especificadas en el Capítulo 12 para los segmentos de tejido y en
el Capítulo 13 para los segmentos de fusión y divergencia.
metodología
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Capítulo 10/Instalaciones de
la autopista
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
La escala vertical indica la duración del tiempo de estudio. El tiempo se extiende hacia abajo en el dominio
tiempo-espacio, y la escala se divide en intervalos de 15 minutos. En el ejemplo mostrado, hay 8 secciones y 8
pasos de tiempo, produciendo 8 x 8 = 64 celdas espacio-tiempo, cada una de las cuales se analizará dentro de la
metodología.
Las condiciones de contorno del dominio espacio-tiempo son extremadamente importantes. El dominio
espacio-tiempo se analizará como una instalación de autopista independiente que no tiene interacciones con
partes aguas arriba o aguas abajo de la autopista, o cualquier instalación de conexión, incluidas otras autopistas e
instalaciones de superficie. Por lo tanto, no debe producirse ninguna congestión a lo largo de los cuatro límites del
dominio espacio-tiempo. Las celdas ubicadas a lo largo de los cuatro límites deben tener demandas menores que
la capacidad y deben contener condiciones de flujo subsaturadas. Un análisis adecuado de la congestión dentro
del dominio espacio-tiempo sólo puede ocurrir si la congestión se limita a las celdas internas no a lo largo de los
límites espacio-tiempo.
Conversión de la escala horizontal de secciones a segmentos de análisis
Las secciones de la instalación de autopista definida se establecen mediante el uso de puntos donde cambia la
demanda o donde se suman o restan carriles. Sin embargo, esto no describe completamente los segmentos
individuales para su análisis dentro de la metodología. La conversión de secciones a segmentos de análisis se
puede realizar manualmente aplicando los principios que se tratan aquí.
El Capítulo 13, Freeway Merge and Diverge Segments , indica que cada segmento de fusión se extiende desde
el punto de fusión hasta un punto 1,500 pies aguas abajo de él. Cada segmento de divergencia se extiende desde el
punto de divergencia hasta un punto de 1.500 pies aguas arriba de él. Esto permite una serie de escenarios que
afectan a la definición de segmentos de análisis dentro de la autopista definida.
Consideremos la ilustración de las Pruebas documentales 10 a 12. Muestra una rampa de un carril seguido de
una rampa de un carril sin carril auxiliar entre ellos. En la ilustración se supone que no hay rampas aguas arriba o
aguas abajo o segmentos de tejido que aquejen en esta sección.
En la Prueba documental 10-12(a), hay 4.000 pies entre las dos rampas. Por lo tanto, el segmento de fusión se
extiende 1,500 pies aguas abajo, y el segmento de divergencia se extiende 1,500 pies aguas arriba, lo que deja un
segmento de autopista básica de 1,000 pies entre ellos.
En la Prueba documental 10-12(b), hay 3.000 pies entre las dos rampas. Las dos áreas de influencia de rampa
de 1,500 pies definen toda la longitud. Por lo tanto, no hay ningún segmento básico de autopista entre los segmentos
de fusión y divergencia.
En las Pruebas documentales 10 a 12 c), la situación es más complicada. Con solo 2,000 pies entre las rampas,
las áreas de influencia de fusión y divergencia se superponen para una distancia de 1,000 pies.
Capítulo 10/Instalaciones de la autopista
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página 10-
metodología
Manual de capacidad de carreteras 2010
Prueba documental 10-12
Definición de segmentos de
análisis para una
configuración de rampa
(a) Longitud entre rampas = 4,000 ft
(b) Longitud entre rampas = 3,000 pies
500 pies
fusionar
<
---------------------►
<i
1.000 pies
Fusión/Divergencia
solapar
500 pies
divergir
(c) Longitud entre rampas = 2,000 ft
El Capítulo 13, Freeway Merge and Diverge Segments ,cubre esta situación. Cuando las áreas de
influencia de la rampa se superponen, el análisis se realiza para cada rampa por separado. El análisis que
produce el peor LOS (o el valor de medida de servicio si el LOS es equivalente) se utiliza para definir las
operaciones en el área de superposición.
La metodología de la instalación pasa por la lógica de las distancias y las definiciones de segmentos para
convertir los límites de sección en límites de segmento para su análisis. Si la distancia entre una rampa de
encendido y fuera de la rampa es menor que el área de influencia completa de 1,500 pies, el peor de los casos
se aplica a la distancia entre las rampas, mientras que los criterios básicos de segmento se aplican a los
segmentos aguas arriba de la rampa de encendido y aguas abajo de la rampa de salida.
Una situación similar puede ocurrir cuando existen configuraciones de tejido. La Prueba documental10-13
ilustra una configuración de tejido dentro de una instalación de autopista definida. En este caso, la distancia
entre los extremos de fusión y divergencia de la configuración debe compararse con la longitud máxima de un
segmento de tejido, LwMAX. Si la distancia entre los puntos de fusión y de divergencia es menor o igual que
LwMAX, todo el segmento se analiza como un segmento de tejido, como se muestra en la Prueba documental 1013(a).
metodología
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Capítulo 10/Instalaciones de
la autopista
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Manual de capacidad de carreteras 2010
Prueba documental 10-13
Definición de segmentos de análisis para
una configuración de tejido
b) Caso II: Lg > L"MAX (existe fusión aislada y divergencia)
Tres longitudes están involucradas en el análisis de un segmento de tejido:
• La longitud de base del segmento, medida a partir de los puntos donde convergen los bordes de los carriles de
viaje de las carreteras de fusión y divergentes (LB);
• El área de influencia del segmento de tejido (LWI), que incluye 500 pies aguas arriba y aguas abajo de LB; y
• La corta longitud del segmento, definida como la distancia a través de la cual el cambio de carril no está prohibido
o disuadido por las marcas (Ls).
Esta última es la longitud que se utiliza en todos los modelos predictivos para el análisis de segmentos de tejido. Los
resultados de estos modelos, sin embargo, se aplican a una distancia de L g + 500 pies aguas arriba y LB + 500 pies aguas
abajo. Para una mayor discusión de las diversas longitudes aplicadas a los segmentos de tejido, consulte el capítulo 12.
Si la distancia entre los puntos de fusión y divergencia es mayor que LwMAX, entonces los segmentos de fusión y
divergencia están demasiado separados para formar un segmento de tejido. Como se muestra en la Prueba documental
10-13 b), los segmentos de fusión y divergencia se tratan por separado, y cualquier distancia restante entre las zonas de
influencia de fusión y divergencia se trata como un segmento básico de autopista.
En la metodología de tejido Chapter 12, el valor de LlvMAX depende de una serie de factores, incluida la división de
los flujos de componentes, los flujos de demanda y otros factores de tráfico. Por lo tanto, una configuración de tejido
podría calificarse como un segmento de tejido en algunos períodos de análisis y como segmentos separados de fusión,
divergencia y posiblemente básicos en otros.
Al segmentar la instalación de la autopista para el análisis, se identifican segmentos de fusión, divergencia y tejido,
como se ilustra en las Pruebas documentales 10 a 12 y 10 a 13. Todos los segmentos que no califican como segmentos de
fusión, divergencia o tejido son segmentos básicos de autopistas.
Capítulo 10/Instalaciones de
la autopista
Diciembre 2010
Página 10-23
metodología
Manual de capacidad de carreteras 2010
Sin embargo, una sección de autopista básica larga puede tener que dividirse en varios segmentos.
Esta situación se produce cuando hay una ruptura brusca en el terreno dentro de la sección. Por ejemplo,
una sección de 5 millas puede tener una demanda constante y un número constante de carriles. Si hay
una porción de terreno de nivel de 2 millas seguida de una pendiente del 4% que es de 3 millas de largo,
entonces la porción de terreno nivelado y la porción de pendiente específica se establecerían como dos
segmentos de autopista básica separados y consecutivos.
Paso 2: Ajustar la demanda según las unidades espaciales y de tiempo establecidas
Los conteos de tráfico tomados en cada entrada y salida de la instalación de la autopista definida
(incluida la entrada de la línea principal y la salida de la línea principal) para cada intervalo de tiempo
sirven como insumos para la metodología. Si bien se considera que los recuentos de entrada representan
las demandas de entrada actuales para la instalación de la autopista (siempre que no haya una cola en la
entrada de la autopista), los recuentos de salida pueden no representar las demandas de salida actuales
para la instalación de la autopista debido a la congestión dentro de la instalación definida.
Para las aplicaciones de planificación, las demandas de tráfico estimadas en cada entrada y salida de
la instalación de la autopista para cada intervalo de tiempo sirven como entrada a la metodología. La
suma de las demandas de entrada debe ser igual a la suma de las demandas de salida en cada intervalo
de tiempo.
Una vez calculadas las demandas de entrada y salida, se pueden estimar las demandas de cada celda
en cada intervalo de tiempo. Las demandas de segmento se pueden considerar como filtrar a través del
dominio espacio-tiempo y llenar cada celda de la matriz espacio-tiempo.
La estimación de la demanda es necesaria si la metodología utiliza recuentos reales de autopistas. Si
los flujos de demanda se conocen o se pueden proyectar, se utilizan directamente sin modificaciones.
La metodología incluye un modelo de estimación de la demanda que convierte el conjunto de
entrada de los recuentos de 15 minutos de salida de la autopista en un conjunto de flujos de vehículos
que desean salir de la autopista en un período determinado de 15 minutos. Esta demanda puede no ser
lo mismo que el recuento de salida de 15 minutos debido a la congestión aguas arriba dentro de la
instalación de autopista definida.
El procedimiento suma las demandas de entrada de la autopista a lo largo de toda la instalación de
la autopista direccional, incluido el segmento de la línea principal que entra, y compara esta suma con la
suma de los recuentos de salida de la autopista a lo largo de la instalación de la autopista direccional,
incluido el segmento de la línea principal que sale. Este procedimiento se repite para cada intervalo de
tiempo. La relación entre los recuentos totales de entradas a las instalaciones y los recuentos totales de
salidas de las instalaciones se denomina factor de escala de intervalo de tiempo y debe acercarse
1.0 cuando los recuentos de salida de autopista son, de hecho, las demandas de salida de autopista.
Los factores de escala mayores que 1.00 indican niveles crecientes de congestión dentro de la
instalación de la autopista, con recuentos de salida que subestiman las demandas reales de salida de la
autopista. Para proporcionar una estimación de la demanda de salida de autopista, cada recuento de
salidas de autopistas se multiplica por el factor de escala de intervalo de tiempo.
La ecuación 10-6 y la ecuación 10-7 resumen este proceso.
metodología
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Capítulo 10/Instalaciones de
la autopista
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
Ecuación 10-6
Ecuación 10-7
Dónde
fTisi =
factor de escala de intervalo de tiempo para el período de tiempo i,
VoN15ij = 15 minutos entrando en el conteo para el período de tiempo i y entrando en la ubicación j (veh),
VoFF15ij = conteo de salida de 15 min para el período de tiempo i y saliendo de la ubicación; (veh), y
VdOFF15ij = demanda de salida ajustada de 15 minutos para el período de tiempo i y la ubicación de
(veh).
salida j
Una vez que se determinan las demandas de entrada y salida, se pueden calcular las demandas
de tráfico para cada sección y cada período de tiempo. En el ámbito del espacio-tiempo, puede
considerarse que las demandas de las secciones se proyectan horizontalmente a través de las Pruebas
documentales 10 a 11, y cada celda contiene una estimación de su demanda de 15 minutos.
Debido a que cada período de tiempo está equilibrado por separado, es aconsejable limitar la
longitud total de la instalación definida a una distancia que se puede recorrer dentro de 15 minutos.
En términos prácticos, esta práctica limita la longitud de la instalación a 9 a 12 millas.
Paso 3: Calcular las capacidades del segmento según las metodologías de loscapítulos 11,
12 y 13
Las estimaciones de la capacidad de los segmentos están determinadas por las metodologías del
Capítulo 11 para los segmentos básicos de las autopistas, el Capítulo 12 para los segmentos de tejido y
el Capítulo 13 para los segmentos de fusión y divergencia. Todas las estimaciones de la capacidad del
segmento deben revisarse cuidadosamente y compararse con los conocimientos locales y la
información de tráfico disponible para el lugar de estudio, en particular cuando existan cuellos de
botella conocidos.
Las capacidades de las carreteras en rampa y fuera de rampa también se determinan en este paso
con la metodología del Capítulo 13. Las demandas en rampa pueden exceder las capacidades en
rampa y limitar la demanda de tráfico que ingresa a la instalación. Las demandas fuera de la rampa
pueden exceder las capacidades fuera de la rampa y causar congestión en la autopista, aunque ese
impacto no se tiene en cuenta en esta metodología.
Todos los resultados de la capacidad se indican en vehículos por hora en condiciones de carretera
y tráfico prevalecientes.
El efecto de un plan de medición de rampa predeterminado se puede evaluar en esta
metodología anulando las capacidades de la carretera de rampa calculada. La capacidad de cada
rampa de entrada en cada intervalo de tiempo se cambia para reflejar la velocidad de medición de
rampa especificada. Esta característica no solo permite evaluar un plan de medición de rampa
prescrito, sino que también permite al usuario mejorar el plan de medición de rampa a través de laexperimentación.
Las mejoras en el diseño de las autopistas se pueden evaluar con esta metodología modificando
las características de diseño de cualquier parte de las instalaciones de la autopista. Por ejemplo, se
pueden evaluar los efectos de agregar carriles auxiliares en ubicaciones críticas y carriles completos en
múltiples segmentos.
Capítulo 10/Instalaciones de
Diciembre 2010
autopistas Página 10-25
Metodología
Manual de capacidad de carreteras 2010
Paso 4: Ajustar las capacidades del segmento
Las capacidades de los segmentos pueden verse afectadas por una serie de condiciones que
normalmente no se tienen en cuenta en las metodologías de los capítulos 11, 12 y 13. Estas
reducciones incluyen los efectos de los cierres de carriles a corto y largo plazo para la construcción o
las operaciones de mantenimiento importantes, los efectos de las condiciones climáticas adversas y
los efectos de otros factores ambientales.
En las caídas de carril, se producen reducciones permanentes de capacidad. Se incluyen en la
metodología de base, que contabiliza automáticamente la capacidad de los segmentos sobre la base
del número de carriles en el segmento y otras condiciones prevalecientes.
Reducciones de capacidad debido a la construcción y las operaciones de mantenimiento importantes
Las reducciones de capacidad debidas a las actividades de construcción se pueden dividir en
cierres de carriles de zonas de trabajo a cortoplazo, normalmente para mantenimiento, y cierres de
carriles a largo plazo, normalmente para la construcción. Una distinción primaria entre las zonas de
trabajo a corto plazo y las zonas de construcción a largo plazo es la naturaleza de las barreras
utilizadas para demarcar el área de trabajo. Las zonas de construcción a largo plazo generalmente
utilizan barreras portátiles de hormigón, mientras que las zonas de trabajo a corto plazo utilizan
dispositivos de canalización estándar (por ejemplo, conos de tráfico, tambores) de acuerdo con el
Manual sobre dispositivos uniformes de control de tráfico para calles y carreteras (2). Las reducciones de
capacidad debidas a la construcción a largo plazo o a operaciones de mantenimiento importantes
generalmente duran varias semanas, meses o incluso años, dependiendo de la naturaleza del trabajo.
Los cierres a corto plazo generalmente duran unas pocas horas.
Zonas de trabajo a corto plazo
La investigación (3) sugiere que una capacidad de 1.600 pc/h/ln se utilice para zonas de trabajo
de autopistas a corto plazo, independientemente de la configuración de cierre de carril. Sin embargo,
para algunos tipos de cierres, un valor más alto podría ser apropiado.
Este valor base debe ajustarse para otras condiciones, como sigue:
1. Intensidad de la actividad laboral: La intensidad de la actividad laboral se refiere al número de
trabajadores en el sitio, el número y tamaño de los vehículos de trabajo en uso, y la proximidad de la
actividad laboral a los carriles de viaje. Los tipos inusuales de trabajo también contribuyen a la
intensidad en términos de goma por parte de los conductores que pasan por el sitio. La investigación
(3) sugiere que el valor base de 1.600 pc/h/ln se ajuste hasta en ±10% para la actividad laboral que
es más o menos intensiva de lo normal. Sin embargo, no define lo que constituye una intensidad
"normal", por lo que este factor debe aplicarse sobre la base del juicio profesional y la experiencia
local.
6. Efectos de los vehículos pesados: Debido a que el valor base se da en términos de pc/h/ln, se
recomienda que se aplique el factor de ajuste de vehículos pesados (fHV). Una discusión completa del
factor de ajuste de vehículos pesados y su determinación se incluyen en el Capítulo 11, Segmentos
básicos de autopistas. La ecuación 10-8 muestra cómo se determina el factor.
metodología
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Capítulo 10/Instalaciones de
la autopista
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
Ecuación 10-8
Dónde
fHV = factor de ajuste de vehículos pesados,
PT = proporción de camiones y autobuses en el flujo de tráfico,
PR = proporción de RVs en la corriente de tráfico,
ET = equivalente de automóvil de pasajeros para camiones y autobuses, y
ER = equivalente de automóvil de pasajeros para vehículos recreativos.
Los equivalentes de automóviles de pasajeros para camiones y autobuses y para vehículos
recreativos se pueden encontrar en el Capítulo 11, Segmentos básicos de autopistas.
7. Presencia de rampas: Si hay una rampa de entrada dentro del área cónica que se acerca al cierre
del carril o dentro de los 500 pies aguas abajo del comienzo del cierre completo del carril, la
rampa tendrá un efecto notable en la capacidad de la zona de trabajo para manejar el tráfico
de la línea principal. Esta situación surge de dos maneras: (a) el tráfico de rampa
generalmente fuerza su camino, por lo que reduce directamente la cantidad de tráfico de la
línea principal que se puede manejar, y (b)la turbulencia adicional en el área de fusión puede
reducir ligeramente la capacidad (aunque dicha turbulencia no reduce la capacidad en un
segmento normal de la autopista sin cierres de carril). Si es posible, las rampas deben estar
ubicadas al menos a 1,500 pies aguas arriba del comienzo del cierre total del carril para
maximizar el rendimiento total de la zona de trabajo. Si esto no se puede hacer, entonces el
volumen de la rampa debe agregarse al volumen de la línea principal que se va a servir o la
capacidad de la zona de trabajo debe reducirse por el volumen de la rampa (hasta un
máximo de la mitad de la capacidad de un carril) en el supuesto de que, en volúmenes muy
altos, los vehículos de la línea principal y de la rampa se alternarán.
La ecuación 10-9 se utiliza para estimar la capacidad reducida resultante en vehículos por hora.
Ecuación 10-9
Dónde
ca = capacidad de línea principal ajustada (veh/h);
I = factor de ajuste por tipo, intensidad y proximidad de la actividad laboral, pc/h/ln (rangos
entre ±160 pc/h/ln);
fHV = factor de ajuste de vehículos pesados;
N = número de carriles abiertos a través de la zona de trabajo; y R = ajuste manual para rampas
(veh/h).
Capítulo 10/Instalaciones de
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Diciembre 2010
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metodología
Manual de capacidad de carreteras 2010
Zonas de construcción a largo plazo
Ha habido muchos estudios de las capacidades de las zonas de construcción
a largo plazo. Se resumen en las Pruebas documentales 10 a 14.
Prueba documental
10-14
Capacidad de largo plazo
Zonas de construcción
(veh/h/ln)
estado
2a1
Tx
Nc
Ct
Mo
Nv
o
Sc
Wa
Wi
Fl
VA
AI
mamá
1,340
1,690
1,500-1,800
1,240
1,375-1,400
1,400-1,600
950
1,350
1,560-1,900
1,800
1,300
1,400-1,600
1,340
predetermina
do
1,400
Carriles normales a carriles reducidos 3 a 2 3 a 1
4a34a2
1,300
1,400-1,600
1,490
1,170
1,640
1,500-1,800
960
1,375-1,400
1,400-1,600
950
1,450
1,600-2,000
1,800
1,300
1,400-1,600
1,170
1,300
1,400-1,600
1,520
1,300
1,400-1,600
1,480
1,450
1,450
1,500
1,450
1,430
1,480
4a1
1,420
1,800-2,100
1,300
1,400-1,600
1,170
1,350
fuente
Para
Para
Para
(Z>
Para
Para
Para
Para
ao
Para
hasta)
til)
tl2)
Fuente: Adaptado de Chatterjee et al. {13).
De las Pruebas documentales 10 a 14 se desprende fácilmente que las capacidades a través de
zonas de construcción a largo plazo son muy variables y dependen de muchas características
específicas del sitio. Por lo tanto, es mejor basar este ajuste en los datos y la experiencia locales. Si
esos datos no existen y no pueden adquirirse razonablemente, los valores por defecto de las
Pruebas documentales 10 a 14 pueden utilizarse para proporcionar una estimación aproximada
de la capacidad de la zona de construcción.
Consideración de ancho de carril
El impacto del ancho de carril en las operaciones generales de la autopista se incorpora en
la metodología del Capítulo 11, Segmentos básicos de la autopista, para determinar lavelocidad de
flujo
libre. Como la velocidad de flujo libre afecta a la capacidad, se deduce que losanchos de carril
restringidos afectarán negativamente a la capacidad.
Como las velocidades de flujo libre no se estiman específicamente para zonas de trabajo o
construcción, es apropiado agregar un factor de ajuste para el efecto de anchos de carril
más estrechos que 12 pies en una zona de trabajo o construcción. El factor fLW se agregaría
a la ecuación 10-9, como se muestra en la ecuación 10-10:
Ecuación 10-10
donde c' es la capacidad ajustada de la zona de trabajo o construcción que refleja el
impacto de la anchura de carril restringida, en vehículos por hora, y todas las demás
variables son las definidas anteriormente.
El valor del factor de ajuste fLW es 1.00 para carriles de 12 pies, 0.91 para carriles
entre 10.0 y 11.9 pies, y 0.86 para carriles entre 9.0 y 9.9 pies. Si se utilizan carriles más
estrechos que 9.0 pies, se deben realizar observaciones locales para calibrar un ajuste
apropiado.
metodología
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Capítulo 10/Instalaciones de
la autopista
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Manual de capacidad de carreteras 2010
Reducciones de capacidad debido a las condiciones climáticas y ambientales
Varios estudios han tratado de abordar los efectos de las condiciones meteorológicas y
ambientales adversas en la capacidad de las autopistas. En otra parte se proporcionan resultados
exhaustivos para una serie de condiciones en Iowa, resumidos en las Pruebas documentales 10 a
15 (14).
La información adicional está disponible en la literatura. En otros lugares (15, 16) se
proporcionan datos e información adicionales sobre los efectos de la lluvia en la capacidad
de las autopistas, así como información sobre los efectos de la nieve (16) y perspectivas e
información sobre los efectos de la niebla (17, 18).
Un estudio de la capacidad de las autopistas alemanas proporciona datos sobre la
diferencia entre las condiciones diurnas y nocturnas en pavimentos húmedos o secos (19).
En las Pruebas documentales 10 a 16 se resumen estos resultados.
autopista
Carriles
6
4
4
Día de la
semana o
fin de semana
luz del día
seco
oscuro
seco
luz del día
mojado
oscuro
mojado
Prueba documental 10-16
Día de la semana (%
de cambio*)
1,489
(veh/h/ln)
1,380
1,310
(12%)
1,014
(27%)
923
(38%)
fin de semana
(% de variación*)
1,299
(13%)
1,084
(21%)
día laborable
(% de variación*)
1,739
1,415
(19%)
1,421
(18%)
913
(47%)
fin de semana
(% de variación*)
1,551
1,158
(25%)
1,104
(29%)
—
Capacidades en las autopistas
alemanas
Bajo diversas condiciones
—
—
—
Nota: *Cambio porcentual de la luz del día, condiciones secas para el mismo día de la semana.
Fuente: Adaptado de Brilon y Ponzlet (19).
Esta exposición es interesante en que la luz del día, las capacidades secas de las autopistas alemanas
son algo menos de lo que podría esperarse en las autopistas estadounidenses. Esta situación podría deberse
a las mayores velocidades que prevalecen en las autopistas y la presencia de vehículos pesados, que no se
reflejan en estas estadísticas veh/h/ln.
Las reducciones de la capacidad húmeda frente a la seca a la luz del día son mayores en las Pruebas
documentales 10 a 16 que las que se muestran en las Pruebas documentales 10 a 15, que pueden ser de
nuevo un reflejo de las diferentes características del comportamiento de los conductores en Alemania y los
Estados Unidos. La oscuridad por sí sola tiene un impacto significativo en las capacidades de las
autopistas. Desde las horas pico de invierno se producen
Capítulo 10/Instalaciones de
la autopista
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metodología
Manual de capacidad de carreteras 2010
cuando está oscuro en muchas zonas del país, tales reducciones son importantes de reconocer.
La diferencia entre las capacidades entre semana y fin de semana también es interesante y
es del orden del 7% al 10% en la Prueba documental 10-16. Este impacto se refleja
generalmente en el uso de un factor factor de población-conductor^, (véase el capítulo 11). Las
poblaciones que conducen durante el fin de semana pueden no estar tan familiarizadas con la
instalación como los viajeros entre semana. Incluso los usuarios conocidos pueden no
conducir tan agresivamente en los viajes recreativos de fin de semana u otros cuando la
presión de un horario específico puede ser menor que la presente durante la semana.
Reducciones de capacidad debido a accidentes de tráfico o averías vehiculares
Las reducciones de capacidad debido a accidentes de tráfico u otros incidentes son
generalmente de corta duración, que van desde menos de 1 h antes de que se puedan despejar
hasta 12 h para un accidente que involucre lesiones graves, muertes, limpieza de materiales
peligrosos o limpieza de otros materiales de vehículos involucrados en accidentes.
Un estudio (20) informó que la duración media de un incidente de tráfico fue de 37 min,
con más de la mitad de los incidentes que duraban 30 min o menos y el 82% que duraban
menos de 1 h.
En la Prueba documental 10 a 17 se resumen los resultados de dos estudios (21, 22) sobre
los efectos en la capacidad de los bloqueos de carriles debidos a incidentes, incluidos los
accidentes. El efecto de un incidente en la capacidad depende de la proporción de la carretera
transitada que está bloqueada y del número de carriles en la autopista en ese punto.
Prueba documental 10-17
Proporción de la capacidad
del segmento de autopista
disponible en condiciones
de incidentes
Número de
carriles
(uno
Dirección)
2
3
4
5
6
7
8
hombro
Incapacidad
hombro
accidente
Un carril
bloqueado
Dos carriles
bloqueados
Tres carriles
bloqueados
0.95
0.99
0.99
0.99
0.99
0.99
0.99
0.81
0.83
0.85
0.87
0.89
0.91
0.93
0.35
0.49
0.58
0.65
0.71
0.75
0.78
0.00
0.17
0.25
0.40
0.50
0.57
0.63
N/D
0.00
0.13
0.20
0.26
0.36
0.41
En un carril bloqueado, es probable que la pérdida de capacidad sea mayor que la
proporción de la calzada que está bloqueada. Un bloqueo de un carril en un segmento de
autopista direccional de dos carriles (50% de la carretera bloqueada) reduce la capacidad al
35% del valor original, por ejemplo. La pérdida adicional de capacidad se debe a que los
conductores tardan en mirar el incidente mientras están al tanto del mismo y tardan en
reaccionar ante la posibilidad de acelerar para desplazarse por la zona del incidente.
El factor de "caucho" también es responsable de una reducción de la capacidad en la
dirección de viaje opuesta a aquella en la que ocurrió el accidente o incidente. Si bien no se
han realizado estudios cuantitativos de este impacto, la experiencia sugiere que la gravedad
del accidente o incidente juega un papel significativo en el impacto del caucho. La reducción
de la capacidad puede oscilar entre el 5% para un accidente de un solo vehículo con un
vehículo de emergencia presente hasta el 25% para un accidente multivehículo con varios
vehículos de emergencia.
metodología
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Capítulo 10/Instalaciones de
la autopista
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Manual de capacidad de carreteras 2010
Aplicación de reducciones de capacidad
Hay varias maneras de utilizar la información sobre capacidades reducidas que se describe en esta
sección.
Las aproximaciones rápidas simplemente requieren que la capacidad de cada segmento de
instalación de autopistas (según lo estimado mediante el uso de las metodologías de los Capítulos 11,
12 y 13) se reduzca por todos los impactos de las zonas de trabajo, el clima, el medio ambiente y los
accidentes o incidentes que están presentes, de acuerdo con la información proporcionada aquí. La
metodología continúa utilizando estas capacidades reducidas.
Si se dispone de información sobre la velocidad, la velocidad de flujo libre a través del área de
capacidad restringida se puede utilizar para seleccionar una curva de velocidad-flujo adecuada para el
análisis (del capítulo 11). La velocidad de flujo libre reducida resulta en una capacidad reducida. Un
ejemplo de este enfoque se ilustra en las Pruebas documentales 10 a 18, que se basan en datos sobre
velocidad presentados en otras partes (16, 19).
Prueba documental 10-18
Ilustración
de
curvas
de
velocidad-flujo para diferentes
condiciones climáticas
Para la mayoría de las reducciones temporales de capacidad, la única información disponible se
refiere a la capacidad. En la mayoría de estos casos, las condiciones de velocidad se pueden estimar
razonablemente. Por ejemplo, en las zonas de construcción, generalmente se registra un límite de
velocidad reducido, y se puede esperar que se produzcan velocidades más bajas, particularmente
cuando se están llevando a cabo operaciones de construcción reales. Del mismo modo, para los
incidentes, el tráfico se ralentiza naturalmente a medida que los conductores pasan por el sitio del
incidente, donde se lleva a cabo el rubbernecking. La Prueba documental 10 a 19 muestra un ejemplo
de modelización de esos casos sobre la base de una curva de velocidad-flujo desplazada hacia abajo.
Capítulo 10/Instalaciones de
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metodología
Manual de capacidad de carreteras 2010
Prueba documental 1019
Ilustración de
curvas de velocidad-flujo
ajustadas para
reducciones de capacidad
indicadas
Nota: Velocidad de flujo libre = 75 mi/h (condiciones base); CAF = factor de ajuste de la capacidad (proporción
de personas disponibles y capacidad).
Si el analista no tiene interés en las velocidades, la reducción de la capacidad podría modelándose
utilizando un número fraccionario de carriles que reflejaría la nueva capacidad de la carretera en lugar del
número real de carriles presentes. Por ejemplo, en el caso de un segmento de autopista direccional de cuatro
carriles con dos carriles bloqueados, la Prueba documental 10-17 indica que sólo se dispondrá del 25 por
ciento de la capacidad. Este segmento podría modelarse como si solo hubiera un carril disponible durante el
incidente (aunque dos estén realmente en uso).
Sin embargo, algunas de las medidas de rendimiento que resultan de esta metodología se basan en la
velocidad. Un enfoque simple que no aborde las consecuencias de la velocidad daría lugar a un análisis
incompleto. En consecuencia, se recomienda un enfoque que utilice curvas de velocidad-flujo modificadas,
como se ilustra aquí.
Paso 5: Calcular las relaciones entre la demanda y la capacidad
Cada celda del dominio espacio-tiempo contiene ahora una estimación de la demanda y la capacidad. Se
puede calcular una relación demanda-capacidad para cada celda. Los valores de celda deben revisarse
cuidadosamente para determinar si todas las celdas de límite tienen relaciones vjc de 1,00 o menos y para
determinar si las celdas en el interior del dominio espacio-tiempo tienen valores vjc mayores que 1,00.
Si alguna celda límite tiene una relación vjc mayor que 1.00, el análisis adicional puede ser
significativamente defectuoso:
1. Si cualquier celda en el primer intervalo de tiempo tiene una relación vjc mayor que 1.00, puede haber
habido condiciones sobresaturadas en intervalos de tiempo anteriores sin transferencia de demanda
insatisfecha en el dominio tiempo-espacio del análisis.
2. Si alguna celda del último intervalo de tiempo tiene una relación vjc mayor que 1,00, el análisis estará
incompleto porque la demanda insatisfecha en el último intervalo de tiempo no se puede transferir a
intervalos de tiempo posteriores.
3. Si alguna célula en el último segmento aguas abajo tiene una relación vjc mayor que 1.00, puede haber
cuellos de botella aguas abajo que deben comprobarse antes de
metodología
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Capítulo 10/Instalaciones de
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Manual de capacidad de carreteras 2010
procediendo con el análisis. Si alguna celda del primer segmento tiene un vjc. relación mayor que
1.00, entonces la sobresaturación se extenderá aguas arriba de la instalación de la autopista definida,
pero sus efectos no se analizarán dentro del dominio espacio-tiempo.
Estas comprobaciones no garantizan que las celdas de límite no muestren relaciones vjc superiores a
1,00 más adelante en el análisis. Si estas comprobaciones iniciales revelan celdas de límite con relaciones vjc
mayores que 1,00, el dominio tiempo-espacio del análisis debe ajustarse para eliminar el problema.
A medida que avanza el análisis del dominio espacio-tiempo, los cambios de demanda posteriores
pueden hacer que algunas relaciones vjc de celdas de límite superen 1,00. En estos casos, el problema debe
ser reformulado o herramientas alternativas aplicadas. La mayoría de las herramientas alternativas tendrán
el mismo problema si las condiciones de contorno experimentan congestión.
Otra comprobación importante es observar si alguna celda en el interior del dominio espacio-tiempo
tiene una relación vjc mayor que 1,00. Hay dos resultados posibles:
1. Si todas las células tienen relaciones vjc de 1,00 o menos, entonces todo el dominio tiempo-espacio
contiene flujo subsaturado, y el análisis se simplifica en gran medida.
2. Si alguna célula en el dominio tiempo-espacio tiene una relación vjc mayor que 1.00, entonces el
dominio espacio-tiempo contendrá células subsaturadas y sobresaturadas. El análisis de las
condiciones sobresaturadas es mucho más complejo debido a las interacciones entre los segmentos de
las autopistas y el cambio de la demanda tanto en el tiempo como en el espacio.
Si existe el caso 1, el análisis se mueve al paso 6A. Si existe el caso 2, el análisis se mueve al paso 6B.
También debe examinarse la relación vjc para todas las rampas de encendido y salida. Si una demanda
en rampa excede la capacidad en rampa, las tasas de flujo de demanda en rampa deben ajustarse para reflejar
la capacidad. Las rampas de salida generalmente fallan debido a deficiencias en el cruce de rampas y calles.
Pueden ser analizados por procedimientos en los capítulos 18-22, dependiendo del tipo de control de tráfico
utilizado en el cruce de rampa-calle. Estas comprobaciones se realizan manualmente y las aportaciones a esta
metodología deben revisarse en consecuencia.
Pasos 6A y 6B: Calcular medidas de servicio subsaturadas (6A)/sobresaturadas (6B) y otras
medidas de rendimiento
El análisis comienza en la primera celda en la esquina superior izquierda del dominio espacio-tiempo (el
primer segmento en el primer intervalo de tiempo) y continúa río abajo a lo largo de la instalación de la
autopista para cada segmento en el primer intervalo de tiempo. El análisis luego regresa al primer segmento
ascendente en el segundo intervalo de tiempo y continúa río abajo a lo largo de la autopista para cada
segmento en el segundo intervalo de tiempo. Este proceso continúa hasta que se han analizado todas las
celdas en el dominio espacio-tiempo.
A medida que cada celda se analiza a su vez, se comprueba su relación vjc. Si la relación vjc es 1.00 o
menos, la célula no es un cuello de botella y es capaz de manejar toda la demanda de tráfico que
Capítulo 10/Instalaciones de la autopista
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metodología
Manual de capacidad de carreteras 2010
desea entrar. El proceso continúa en el orden señalado en el párrafo anterior hasta que se encuentra
una celda con una relación vjc mayor que 1,00. Este tipo de celda se etiqueta como un cuello de
botella. Dado que no puede controlar un flujo mayor que su capacidad, se producirán los siguientes
impactos:
1. La relación vjc de la celda de cuello de botella será exactamente 1,00, ya que la celda procesa
un caudal igual a su capacidad.
2. Las tasas de flujo para todas las celdas aguas abajo del cuello de botella deben ajustarse a la
baja para reflejar el hecho de que no todo el flujo de demanda en el cuello de botella pasa. Las
células aguas abajo están sujetas a la escasez de demanda debido al cuello de botella.
3. La demanda insatisfecha en la celda de cuello de botella debe almacenarse en los segmentos
ascendentes. Las condiciones de flujo y las medidas de rendimiento en estas celdas
ascendentes se ven afectadas. El análisis de ondas de choque se aplica para estimar estos
impactos.
4. La demanda insatisfecha almacenada aguas arriba de la celda de cuello de botella debe
transferirse al siguiente intervalo de tiempo. Esta transferencia se logra agregando la
demanda insatisfecha por destino deseado a la tabla de origen-destino del siguiente intervalo
de tiempo.
Este proceso de cuatro pasos se implementa para cada cuello de botella encontrado, siguiendo la
secuencia especificada de análisis de celdas. Si no se identifican cuellos de botella, todo el dominio
está subsaturado y no se aplica la secuencia de pasos para condiciones sobresaturadas.
Si un cuello de botella es grave, el almacenamiento de la demanda insatisfecha puede extenderse
más allá del límite aguas arriba de la instalación de la autopista o más allá del último intervalo de
tiempo del dominio de espacio-tiempo. En tales casos, el análisis será defectuoso, y el dominio
espacio-tiempo debe ser reconstituido.
Después de estimar todos los cambios de demanda (en el caso de una o más células
sobresaturadas), cada celda es analizada por las metodologías del Capítulo 11, Segmentos básicos de
autopistas; Capítulo 12, Segmentos de tejido de autopistas; y el Capítulo 13, Freeway Merge and
Diverge Segments. A continuación, se pueden estimar las medidas de servicio y rendimiento de las
instalaciones.
Condiciones subsaturadas
Para condiciones subsaturadas, el proceso es sencillo. Debido a que no hay celdas con relaciones
vjc mayores que 1.00, el caudal en cada celda, va/ es igual al caudal de demanda, vd. Cada análisis de
segmento utilizando las metodologías de los capítulos 11, 12 y 13 dará como resultado la estimación
de una densidad D y una velocidad media espacial S.
Cuando el análisis se mueve de segmentos aislados a un sistema, pueden ser necesarias
restricciones adicionales. Se impone una restricción de velocidad máxima alcanzable para limitar la
predicción de velocidades en segmentos aguas abajo de un segmento que experimenta velocidades
bajas. Esta restricción evita grandes fluctuaciones de velocidad de un segmento a uno cuando se
aplican directamente las metodologías de segmento. Este proceso da lugar a algunos cambios en las
velocidades y densidades predichas por las metodologías del segmento.
metodología
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Capítulo 10/Instalaciones de
la autopista
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
Para cada intervalo de tiempo, la ecuación 10-2 se utiliza para estimar la densidad promedio
para la instalación de autopista definida. Este resultado se compara con los criterios de la Prueba
documental 10-7 para determinar la instalación LOS para el período de tiempo. Cada período de
tiempo tendrá un LOS separado. Aunque los LOS no se promedian a lo largo de los intervalos de
tiempo, si se desea, la densidad se puede promediar a lo largo de los intervalos de tiempo.
Condiciones sobresaturadas
Una vez que se encuentra la sobresaturación, la metodología cambia sus unidades temporales y
espaciales de análisis. Las unidades espaciales se convierten en nodos y segmentos, y la unidad
temporal se mueve de un intervalo de tiempo de 15 minutos a períodos de tiempo más pequeños,
como se recomienda en el Capítulo 25, Instalaciones de autopista: Suplementario.
La Prueba documental 10 a 20 ilustra el concepto de segmento de nodo. Un nodo se define como
la unión de dos segmentos. Dado que hay un nodo al principio y al final de la instalación de la
autopista, siempre habrá un nodo más que el número de segmentos en la instalación.
Prueba documental 10-20
Representación de nodo-segmento
de una instalación de autopista
La numeración de nodos y segmentos comienza en el extremo aguas arriba de la
instalación de
autopista definida y se mueve hacia el extremo aguas abajo. El segmento
ascendente del nodo i se numera i - 1, y el segmento descendente se numera
i, como se muestra en las Pruebas documentales 10-21.
Prueba documental 10-21
Flujo de línea principal y segmento
en rampas de encendido y apagado
El análisis sobresaturado se mueve desde el primer nodo a cada nodo aguas abajo durante
un período de tiempo. Una vez completado el análisis del primer paso de tiempo, se realiza el
mismo análisis nodal para cada paso de tiempo posterior.
Cuando existen condiciones sobresaturadas, se deben ajustar muchas variables de flujo
para reflejar los efectos aguas arriba y aguas abajo de los cuellos de botella. Estos ajustes se
explican en términos generales en las secciones siguientes y se detallan detalladamente en el
capítulo 25.
Fundamentos del flujo
Como se indicó anteriormente, los caudales de segmento se deben calcular para cada
período de tiempo. Se utilizan para estimar el número de vehículos en cada segmento en el
Capítulo 10/Instalaciones de
la autopista
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metodología
Manual de capacidad de carreteras 2010
fin de cada paso de tiempo. El número de vehículos en cada segmento se utiliza para rastrear la acumulación y
descarga de la cola y para estimar la densidad media del segmento.
La conversión de intervalos de tiempo estándar de 15 minutos a pasos de tiempo (de menor duración) se
produce durante el primer intervalo sobresaturado. A continuación, se utilizan pasos de tiempo hasta que se
completa el análisis. Esta transición a los pasos de tiempo es crítica porque, en ciertos puntos de la
metodología, el rendimiento futuro se estima a partir del rendimiento pasado de una variable individual. El
uso de pasos de tiempo también permite una estimación más precisa de las colas.
Las medidas de servicio y otras medidas de rendimiento para condiciones sobresaturadas utilizan una
relación de densidad de flujo lineal simplificada, como se detalla en el capítulo 25.
Inicialización de segmentos
Para estimar el número de vehículos en cada segmento para cada paso de tiempo en condiciones de
sobresaturación, es necesario comenzar el proceso con el número adecuado de vehículos en cada segmento. La
determinación de este número se conoce como inicialización de segmento.
Inicialmente se realiza un análisis de colas simplificado para tener en cuenta los efectos de los cuellos de
botella ascendentes. Los cuellos de botella limitan el número de vehículos que pueden continuar río abajo.
Para obtener el número adecuado de vehículos en cada segmento, la demanda esperada se calcula a partir
de las demandas y capacidades del segmento, incluidos los efectos de todos los segmentos aguas arriba. La
demanda esperada representa el flujo que llegaría a cada segmento si todas las colas de administración del
tráfico se apilaron verticalmente (es decir, como si las colas de administración del tráfico no tuvieran ningún
impacto ascendente). Para todos los segmentos aguas arriba de un cuello de botella, la demanda esperada será
igual a la demanda real.
Para el segmento de cuello de botella y todos los segmentos posteriores aguas abajo, se aplica una
restricción de capacidad en el cuello de botella cuando se calcula la demanda esperada. A partir de la
demanda de segmento esperada, la densidad de fondo se puede obtener para cada segmento utilizando los
algoritmos de estimación apropiados de los capítulos 11, 12 y 13.
Cálculo de flujo de línea principal
Los flujos analizados en condiciones sobresaturadas se calculan para cada paso de tiempo y se expresan
en vehículos por paso de tiempo. Se analizan por separado en función del origen y el destino del flujo a través
del nodo. Se definen los siguientes flujos:
1. El flujo desde el segmento aguas arriba de la línea principal i- 1 hasta el segmento aguas abajo de la
línea principal i es el flujo de la línea principal MF.
2. El flujo de la línea principal a una rampa de salida es el flujo de salida de la rampa OFRF.
3. El flujo de una rampa a la línea principal es el onrf de flujo en rampa. Cada uno de estos flujos se ilustra
en las Pruebas documentales 10 a 21.
Entrada de línea principal
La entrada principal es el número de vehículos que desean viajar a través de un nodo durante el período
de tiempo. El cálculo incluye los efectos de los cuellos de botella
metodología
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Capítulo 10/Instalaciones de
la autopista
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Manual de capacidad de carreteras 2010
aguas arriba del nodo sujeto. Los efectos incluyen la medición del tráfico durante la acumulación de colas
y la presencia de vehículos adicionales durante la descarga de la cola.
La entrada de la línea principal se calcula tomando el número de vehículos que entran en el nodo
aguas arriba del nodo de análisis, sumando flujos en rampa o restando flujos fuera de rampa, y sumando
el número de vehículos no atendidos en el segmento aguas arriba. El resultado es el número máximo de
vehículos que desean entrar en un nodo durante un período de tiempo.
Salida de la línea principal
La salida de la línea principal es el número máximo de vehículos que pueden salir de un nodo,
limitado por cuellos de botella aguas abajo o por la fusión de tráfico. Diferentes restricciones en la salida de
un nodo dan como resultado tres tipos diferentes de salidas de línea principal (MOl, M02 y M03).
• Salida de línea principal de rampas (MOl): MOl es la restricción causada por el flujo de vehículos
desde una rampa. La capacidad de un flujo en rampa es compartida por dos flujos competidores:
flujo desde la rampa y flujo desde la línea principal. El flujo total que puede pasar el nodo se estima
como el mínimo de la capacidad del segmento i y las salidas de la línea principal (M02 y M03)
calculadas en el período de tiempo anterior.
• Salida de línea principal del almacenamiento de segmento (M02): la salida del flujo de línea principal a
través de un nodo también está limitada por el crecimiento de las colas en el segmento de nivel
inferior. La presencia de una cola limita el flujo en el segmento una vez que la cola alcanza su
extremo ascendente. La posición de la cola se calcula mediante el análisis de onda de choque. La
limitación M02 se determina primero calculando el número máximo de vehículos permitidos en un
segmento con una densidad de cola determinada. El flujo máximo que puede entrar en un
segmento en cola es el número de vehículos que salen del segmento más la diferencia entre el
número máximo de vehículos permitidos en un segmento y el número de vehículos que ya están en
el segmento. La densidad de la cola se determina a partir de la parte lineal congestionada de la
relación densidad-flujo que se muestra en el capítulo 25.
® salida de la línea principal de la cola del front-clearing (M03): La limitación final en salir de los flujos de
la línea principal en un nodo es causada por las colas de administración del tráfico rio abajo del
front-clearing. Estas colas suelen producirse cuando se borran los incidentes temporales. Deben
cumplirse dos condiciones: (a) la capacidad del segmento (menos la demanda en rampa si está
presente) para el intervalo de tiempo actual debe ser mayor que la capacidad del segmento (menos
la demanda en rampa) en el intervalo de tiempo anterior, y (b)la capacidad del segmento menos la
demanda en rampa para el intervalo de tiempo actual debe ser mayor que la demanda del
segmento en el mismo intervalode tiempo. Las colas de borrado frontal no afectan al rendimiento
del segmento (que está limitado por el rendimiento de la cola) hasta que la onda de recuperación
haya alcanzado el extremo ascendente del segmento. La velocidad de la onda expansiva se estima a
partir de la pendiente de la línea que conecta el rendimiento del cuello de botella y los puntos de
capacidad del segmento.
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metodología
Manual de capacidad de carreteras 2010
Flujo de línea principal
El flujo de la línea principal a través del nodo i es el mínimo de las siguientes variables:
•
Entrada de línea principal del nodo i,
•
Nodez'M02,
•
Nodo i M03,
•
Segmento i - 1 capacidad, y
•
Capacidad del segmento i.
Determinación del flujo en rampa
El flujo en rampa es el mínimo de la entrada y salida en rampa. La entrada de rampa en un paso
de tiempo es la demanda de rampa más cualquier vehículo de rampa no atendido de un paso de
tiempo anterior.
La salida en rampa está limitada por la capacidad de la carretera de rampa y latasa de medición
de rampa. También se ve afectado por los volúmenes en los segmentos de la línea principal. Este
último es un proceso muy complejo que depende de las diversas combinaciones de flujo en el
segmento, la capacidad del segmento y los volúmenes de la carretera de rampa. Los detalles de los
cálculos se presentan en el capítulo 25.
Determinación del flujo fuera de rampa
El flujo fuera de la rampa se determina calculando un porcentaje de divergencia basado en las
demandas del segmento y de la rampa. El porcentaje de divergencia varía solo según el intervalo de
tiempo y permanece constante para los vehículos que están asociados con un intervalo de tiempo
determinado. Si hay una cola ascendente, después el tráfico a esto dela rampa puede ser medido. Esto
causará una disminución en el flujo fuera de la rampa. Cuando los vehículos que se han medido
llegan en el siguiente intervalo de tiempo, utilizan el porcentaje de divergencia asociado con el
intervalo de tiempo anterior. Esta metodología garantiza que todos los vehículos fuera de la rampa a
los que se impide salir durante la presencia de un cuello de botella se descarguen adecuadamente en
intervalos de tiempo posteriores.
Determinación del flujo de segmento
El flujo de segmento es el número de vehículos que salen de un segmento durante el período de
tiempo actual. Estos vehículos entran en el segmento actual a la línea principal o a una rampa de
salida en el nodo actual, como se muestra en las Pruebas documentales 10 a 20. El número de
vehículos en cada segmento en el período de tiempo actual se calcula con la siguiente información:
• El número de vehículos que estaban en el segmento en el período de tiempo anterior,
• El número de vehículos que entraron en el segmento en el período de tiempo actual, y
• El número de vehículos que pueden salir del segmento en el período de tiempo actual.
Dado que se debe conocer el número de vehículos que salen de un segmento, no se puede
determinar el número de vehículos en el segmento actual hasta que se analice el segmento ascendente.
metodología
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la autopista
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Manual de capacidad de carretera 20 i0
El número de vehículos no atendidos almacenados en un segmento se calcula como la
diferencia entre el número de vehículos en el segmento y el número de vehículos que estarían en
el segmento en la densidad de fondo.
Determinación de las medidas de servicio de segmento
En el último período de tiempo de un intervalo de tiempo, los flujos de segmento en cada
período de tiempo se promedian durante el intervalo de tiempo y se calculan las medidas de
servicio para cada segmento. Si no hubiera colas en un segmento determinado durante todo el
intervalo de tiempo, las medidas de rendimiento se calculan a partir de los capítulos 11,
12, y 13, según proceda.
Si había una cola en el segmento actual durante el intervalo de tiempo, las medidas de
rendimiento se calculan en cuatro pasos:
1. El número medio de vehículos en un intervalo de tiempo se calcula para cada segmento.
2. La densidad media del segmento se calcula tomando el número medio de vehículos en
todos los pasos de tiempo (en el intervalo de tiempo) y dividiéndolo por la longitud del
segmento.
3. La velocidad media en el segmento actual durante el intervalo de tiempo actual se calcula
como la relación entre el flujo del segmento y la densidad.
4. La medida de rendimiento del segmento final es la longitud de la cola al final del
intervalo de tiempo (si existe), que se calcula utilizando la teoría de ondas de choque.
También se pueden calcular las longitudes de cola en rampa. Se formará una cola en la
calzada en rampa solo si el flujo está limitado por un metro o por el tráfico de la autopista en el
área de Gore. Si el flujo está limitado por la capacidad de la carretera de rampa, los vehículos no
atendidos se almacenarán en una instalación aguas arriba de la carretera de rampa, muy
probablemente una calle de superficie. La metodología no tiene en cuenta este retraso. Si la cola
está en una carretera de rampa, su longitud se calcula utilizando la diferencia en las densidades
de fondo y cola.
Paso 7: Calcular las medidas de servicio de las instalaciones de autopistas y otras
medidas de rendimiento por intervalo de tiempo
Las medidas de rendimiento del tráfico discutidas anteriormente se pueden agregar a lo
largo de la longitud de la instalación de autopista definida para cada intervalo de tiempo. Las
agregaciones en todo el dominio espacio-tiempo del análisis también son matemáticamente
posibles, aunque LOS se define solo para intervalos de tiempo de 15 minutos.
La instalación de autopista LOS se define para cada intervalo de tiempo incluido en el
análisis. Se calcula una densidad media para cada intervalo de tiempo, ponderada por la
longitud de los segmentos y el número de carriles en los segmentos (con la ecuación 10-2) y se
utiliza para compararla con los criterios de la Prueba documental 10-7.
Capítulo 10/Instalaciones de
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autopistas
metodología
Manual de capacidad de carreteras 2010
3. Aplicaciones
Los pasos computacionales específicos para la metodología de la instalación de autopistas
se discutieron conceptualmente y se presentaron en la sección de metodología de este capítulo.
Se proporcionan detalles computacionales adicionales en el Capítulo 25, Instalaciones de
autopistas: Suplementario.
La metodología de este capítulo es lo suficientemente compleja como para requerir software
para su aplicación. Incluso para análisis totalmente subsaturados, el número y la complejidad
de los cálculos hacen que sea difícil y extremadamente lento analizar un caso manualmente. Los
análisis sobresaturados son considerablemente más complejos, y las soluciones manuales serían
poco prácticas. El motor computacional para esta metodología es FREEVAL-2010. Una guía de
usuario completa y una hoja de cálculo ejecutable están disponibles en la Biblioteca de
Referencia Técnica en el Volumen 4.
ANÁLISIS OPERACIONAL
El único modo en el que la metodología se puede implementar directamente es el análisis
operativo, es decir, dada una descripción completa de una instalación de autopista, sus
geometrías de segmento de componentes y todas las tasas de flujo de demanda relevantes, se
realiza un análisis complejo de cada segmento y de la instalación de autopista, por intervalo de
tiempo. Las salidas incluirán las tasas de flujo de segmento, las densidades y las velocidades
promedio, así como la densidad y velocidad promedio de la instalación para cada intervalo de
tiempo. Utilizando la densidad de instalación estimada para cada intervalo de tiempo, se puede
asignar una instalación LOS.
En las Pruebas documentales 10 a 22 se muestran las entradas de datos que se requieren
para un análisis operacional de una instalación de autopista.
Prueba documental 1022
Datos
de
entrada
requeridos
para
el
análisis de instalaciones
de autopistas
Cuando todos los datos no estén fácilmente disponibles o no se puedan recopilar, el análisis
puede complementarse utilizando valores predeterminados coherentes para cada segmento. Las
listas y discusiones de los valores predeterminados se encuentran en el Capítulo 11, Segmentos
básicos de autopistas;
Aplicaciones
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Capítulo 10/Instalaciones de
la autopista
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Capítulo 12, Segmentos de tejido de autopistas; y el Capítulo 13, Freeway Merge and Diverge
Segments.
Las mediciones del rendimiento que se han dado a la metodología para segmentos individuales y
la instalación (para un intervalo de tiempo determinado) incluyen lo siguiente:
• Velocidad media (mi/h),
• Densidad media (pc/mi/ln),
• Millas de viaje del vehículo,
• Horas de viaje del vehículo, y
® Tiempo de viaje (min/veh).
El capítulo 25 detalla los cálculos de la medida de rendimiento de toda la instalación por intervalo
de tiempo.
PLANIFICACIÓN, INGENIERÍA PRELIMINAR Y ANÁLISIS DE DISEÑO
Esta metodología no se puede utilizar directamente en aplicaciones de planificación, ingeniería
preliminar y diseño. Ffowever, para la planificación generalizada,
La Prueba documental 10-8 (autopistas urbanas) y la Prueba documental 10-9 (autopistas rurales)
proporcionan tablas diarias de volumen de servicio para una variedad de condiciones típicas de las
autopistas. Estos cuadros pueden aplicarse a evaluaciones generales de una serie de instalaciones de
autopistas en una región determinada. No deben usarse para evaluar directamente una instalación de
autopista específica o para desarrollar planes detallados de mejora de instalaciones. Normalmente se
aplicaría un análisis operacional completo a cualquier instalación de autopistas que se identificara
como potencialmente necesitada de mejoras.
Las aplicaciones preliminares de ingeniería y diseño de la metodología son posibles mediante el
uso de los procedimientos de segmento descritos en los capítulos 11, 12 y 13. Se pueden evaluar y
comparar varios escenarios geométricos utilizando una matriz de demanda de viajes y la metodología
de las instalaciones sobre la base de los resultados del segmento.
ESTRATEGIAS DE GESTIÓN DEL TRÁFICO
La metodología de las instalaciones de las autopistas ha incorporado procedimientos para evaluar
una variedad de estrategias de gestión del tráfico. La metodología permite modificar las demandas o
capacidades de celdas previamente calculadas (o ambas) dentro del dominio espacio-temporal para
evaluar una estrategia de gestión del tráfico o una combinación de estrategias.
1. Se ha incorporado un parámetro de factor de crecimiento para evaluar el rendimiento del
tráfico cuando las demandas de tráfico son mayores o inferiores a la demanda calculada a partir
de los recuentos de tráfico. Este parámetro se utilizaría para realizar un análisis de sensibilidad
del efecto de la demanda en el rendimiento de las autopistas y para evaluar escenarios futuros.
En estos casos, todas las estimaciones de demanda de celdas se multiplican por el parámetro
factor de crecimiento.
2. El efecto de un plan de medición de rampa predeterminado se puede evaluar modificando las
capacidades de la carretera de rampa. La capacidad de cada rampa de entrada en cada intervalo
de tiempo se cambia a la tasa de medición deseada. Esta característica permite evaluar un plan
de medición de rampa predeterminado y experimentar para obtener un plan de medición de
rampa mejorado.
Capítulo 10/Instalaciones de
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autopistas
Aplicaciones
Manual de capacidad de carreteras 2010
3. Las mejoras en el diseño de las autopistas se pueden evaluar con esta metodología
modificando las características de diseño de cualquier parte de las instalaciones de la
autopista.
Por ejemplo, se puede evaluar el efecto de agregar un carril auxiliar en una ubicación crítica o
agregar carriles de fusión o divergencia.
4. Se pueden investigar situaciones de capacidad reducida. La capacidad en cualquier celda o
celdas del dominio espacio-tiempo se puede reducir para representar situaciones como
actividades de construcción y mantenimiento, clima adverso y accidentes de tráfico y averías
de vehículos.
5. Las respuestas de demanda de los usuarios, como las respuestas de demanda espacial,
temporal, modal y total causadas por una estrategia de administración de tráfico, no se
incorporan automáticamente a la metodología. Al ver los resultados de rendimiento del tráfico
de la nueva autopista, el usuario puede modificar la entrada de demanda manualmente para
evaluar el efecto de las respuestas de demanda anticipadas.
USO DE HERRAMIENTAS ALTERNATIVAS
En el capítulo 6, HCM y herramientas de análisis alternativas se proporciona orientación
general para el uso de herramientas alternativas de análisis de tráfico para el análisis de la
capacidad y los LOS. Esta sección contiene una guía específica para aplicar herramientas
alternativas al análisis de las instalaciones de las autopistas. Puede encontrar información
adicional sobre este tema en el Capítulo 25, Instalaciones de autopistas: Suplementario.
Fortalezas del procedimiento HCM
Los procedimientos de este capítulo se basaron en una extensa investigación respaldada
por una cantidad significativa de datos de campo. Han evolucionado a lo largo de varios años
y representan un consenso de expertos. Las fortalezas específicas de los procedimientos de las
instalaciones de la autopista HCM incluyen lo siguiente:
• Proporcionan algoritmos más detallados para considerar los elementos geométricos de la
instalación (como el ancho de carril y los hombros).
« Proporcionan estimaciones de capacidad para cada segmento de la instalación, que las
herramientas de simulación no proporcionan directamente (y en algunos casos pueden
requerir como entrada).
• La capacidad se puede ajustar explícitamente para tener en cuenta las condiciones
meteorológicas, las condiciones de iluminación, la configuración y la actividad de la zona de
trabajo y los incidentes.
• El cálculo de las medidas clave de rendimiento, como la velocidad y la densidad, es
transparente. Las herramientas de simulación a menudo utilizan estadísticas acumuladas
durante el período de simulación para derivar varios resultados específicos del enlace o del
período de tiempo, y la derivación de estos resultados puede no ser obvia. Por lo tanto, el
usuario de una herramienta de simulación debe saber exactamente qué medida se está
notificando (por ejemplo, la velocidad media del espacio frente a la velocidad media del
tiempo). Además, las herramientas de simulación pueden aplicar estas medidas de maneras
diferentes de la HCM para llegar a otras medidas.
Aplicaciones
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Limitaciones de los procedimientos de HCM que podrían abordarse
mediante herramientas alternativas
Las instalaciones de la autopista se pueden analizar con una variedad de herramientas de simulación
estocásticas y deterministas. Estas herramientas pueden ser útiles para analizar el grado de congestión cuando
hay fallas dentro del rango de instalaciones simuladas y cuando la interacción con otros segmentos de
autopistas y otras instalaciones está presente.
En la Prueba documental 10 a 23 figura una lista de las limitaciones indicadas anteriormente en este
capítulo, junto con su potencial para mejorar el tratamiento mediante instrumentos alternativos.
Potencial para mejorar el tratamiento Anexo 10-23 por herramientas alternativas
Limitaciones de la autopista HCM
Procedimiento de análisis de instalaciones
Cambios en el tiempo de viaje causados
Modelado explícitamente por herramientas de asignación dinámica de tráfico
por vehículos que utilizan rutas
Múltiples
cuellos de botella
alternativas
Modelado explícitamente por herramientas de simulación
superpuestos
Respuestas de demanda del usuario
(espaciales, temporales, modales)
Modelado explícitamente por herramientas de asignación dinámica de tráfico
Condiciones de flujo sobresaturado en
todo el sistema
Modelado explícitamente por herramientas de simulación
limitación
Intervalo de tiempo del primer/último
o relación demanda/capacidad del
Modelado explícitamente por herramientas de simulación, excepto que un análisis de simulación
primer/último segmento > 1,0
también puede ser inexacto si no tiene en cuenta completamente un cuello de botella aguas abajo
que causa congestión en el último segmento durante el último período de tiempo
Interacción entre carriles gestionados y
Modelado explícitamente por algunas herramientas de simulación
carriles de flujo mixto
Características adicionales y medidas de rendimiento disponibles en
herramientas alternativas
Este capítulo proporciona una metodología para estimar una variedad de medidas de rendimiento para
segmentos individuales a lo largo de una instalación de autopista y toda la instalación, dada la demanda de tráfico y
las características de cada segmento. Las siguientes medidas de rendimiento se notifican mediante el procedimiento
de instalaciones de autopistas:
• Tiempo de viaje,
» Tiempo de viaje de flujo libre,
• Retraso del tráfico,
• Millas de viaje del vehículo,
• Millas de viaje de la persona,
• Velocidad, y
• Densidad (sólo segmento).
Las herramientas alternativas pueden ofrecer medidas de rendimiento adicionales, como la longitud de la cola,
el consumo de combustible, las emisiones del vehículo y los costos operativos. Al igual que con la mayoría de los
otros capítulos de procedimiento en el HCM, las salidas de simulación, especialmente las presentaciones basadas en
gráficos, pueden proporcionar detalles sobre problemas puntuales que podrían pasar desapercibidos con un análisis
macroscópico.
Desarrollo de medidas de rendimiento compatibles con HCM utilizando
herramientas alternativas
Los LOS para todos los tipos de segmentos de autopista se estima por la densidad de tráfico (pc/mi/ln) en
cada segmento. La orientación proporcionada en el Capítulo 11, Autopista básica
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Aplicaciones
Manual de capacidad de carreteras 2010
Segmentos, para el desarrollo de estimaciones de densidad compatibles se aplica a las
instalaciones de autopistas, así.
Con la excepción del tiempo de viaje de flujo libre, las medidas de rendimiento adicionales
enumeradas anteriormente que se producen mediante los procedimientos de este capítulo también
se producen mediante herramientas de simulación típicas. En su mayor parte, las definiciones son
compatibles y, con sujeción a las precauciones y requisitos de calibración que siguen, las medidas
de rendimiento de herramientas alternativas pueden considerarse equivalentes a las que se
producen mediante los procedimientos de este capítulo.
Diferencias conceptuales entre el HCM y el modelado de simulación que impiden la
comparación directa de resultados
Para determinar mejor cuándo la simulación de una instalación de autopista puede ser más
apropiada que un análisis de HCM, se deben entender las diferencias fundamentales entre los dos
enfoques. Los enfoques de HCM y análisis de simulación se revisan en las siguientes subsecciones.
Enfoque HCM
El procedimiento de análisis de HCM utiliza uno de dos enfoques: uno para condiciones
subsaturadas y otro para condiciones sobresaturadas. Para condiciones subsaturadas, es decir, vdlc
es menor que 1.0 para todos los segmentos y períodos de tiempo, el enfoque generalmente se
desagrega. En otras palabras, la instalación se subdivide en segmentos correspondientes a los
segmentos básicos de autopistas, tejidos y fusiones/divergencias, y los resultados de LOS se
informan para segmentos individuales sobre la base de los procedimientos de análisis de los
capítulos 11, 12 y 13, respectivamente. Sin embargo, los resultados de LOS no se informan para la
instalación en su conjunto.
Para condiciones sobresaturadas, la instalación se analiza de una manera diferente. En primer
lugar, la instalación se considera en su totalidad en lugar de a nivel de segmento individual. En
segundo lugar, el intervalo de tiempo de análisis, típicamente 15 min, se subdivide en pasos de
tiempo de 15 a 60 s, dependiendo de la longitud del segmento más corto.
Este enfoque es necesario para que los flujos se puedan reducir a niveles de capacidad en
ubicaciones de cuello de botella y se pueda realizar un seguimiento de las colas en el espacio y el
tiempo. Para los segmentos sobresaturados, la densidad media del segmento se calcula dividiendo
el número medio de vehículos para todos los pasos de tiempo (en el intervalo de tiempo) por la
longitud del segmento. La velocidad media del segmento se calcula dividiendo el caudal medio
del segmento por la densidad media del segmento. Las medidas de rendimiento de toda la
instalación se calculan agregando las medidas de rendimiento de los segmentos a través del
espacio y el tiempo, como se describe en el capítulo 25. Un LOS para la instalación se asigna sobre
la base de la densidad para cada intervalo de tiempo.
Cuando se aplica el procedimiento de análisis de sobresaturación, si cualquier segmento está
subsaturado durante todo un intervalo de tiempo, sus medidas de rendimiento se calculan de
acuerdo con el procedimiento apropiado en los capítulos 11, 12 y 13.
Enfoque de simulación
Las herramientas de simulación modelan la instalación en su totalidad y desde esa
perspectiva tienen cierta similitud con el enfoque de análisis sobresaturado del HCM. Las
herramientas de simulación microscópica funcionan de manera similar en condiciones saturadas
e insaturadas, rastreando cada vehículo a través del tiempo y el espacio y
Aplicaciones
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generalmente manejando la acumulación y cola de vehículos en condiciones saturadas de una manera realista.
Las herramientas de simulación macroscópica varían en su tratamiento de condiciones saturadas. Algunas
herramientas no manejan condiciones sobresaturadas en absoluto, mientras que otras pueden poner en cola
vehículos en la dimensión vertical, en lugar de horizontal. Estas herramientas aún pueden proporcionar
resultados razonablemente precisos en condiciones ligeramente sobresaturadas, pero los resultados serán
claramente inválidos para condiciones muy congestionadas.
El tratamiento de las condiciones sobresaturadas es una cuestión fundamental que debe entenderse al
considerar si se debe aplicar la simulación en lugar del HCM para el análisis de condiciones congestionadas.
Una revisión de los enfoques de modelado de simulación está más allá del alcance de este documento. Puede
encontrar información más detallada sobre el tema en la Biblioteca de Referencia Técnica en el Volumen 4.
Ajuste de los parámetros de simulación a los resultados de HCM
Por lo general, se requiere cierta calibración antes de que una herramienta alternativa se pueda utilizar de
manera efectiva para complementar o reemplazar el procedimiento de HCM. En las subsecciones siguientes se
describen las variables clave que se deben comprobar para comprobar la coherencia con los valores del
procedimiento HCM.
capacidad
En el HCM, la capacidad es una función de la velocidad de flujo libre especificada (que se puede ajustar
por el ancho del carril, el ancho de los hombros y la densidad de la rampa). En una herramienta de simulación,
la capacidad suele ser una función de la velocidad mínima de entrada del vehículo especificada (en el sistema)
y los parámetros de seguimiento del coche (suponiendo una simulación microscópica).
Si bien la determinación de la capacidad para un segmento básico de autopista se describe claramente en
el Capítulo 11, este capítulo no ofrece orientación específica para determinar la capacidad apropiada para
diferentes tipos de segmentos dentro de una instalación, aparte de remitir al lector a los capítulos individuales
(segmentos básicos, segmentos de tejido, segmentos de fusión, segmentos divergentes) para obtener los
valores de capacidad apropiados. El HCM especifica la capacidad de una instalación de autopista en unidades
de veh/h en lugar de pc/h.
En las herramientas de simulación macroscópica, la capacidad es generalmente una entrada. Por lo tanto,
para esta situación, es sencillo hacer coincidir la capacidad de simulación con la capacidad de HCM. Las
herramientas de simulación microscópica, sin embargo, no tienen una entrada de capacidad explícita. La
mayoría de las herramientas microscópicas proporcionan una entrada que afecta a la separación mínima para
la generación de vehículos en el sistema. Por lo tanto, especificar un valor de 1,5 s para esta entrada dará como
resultado una tasa máxima de entrada de vehículos de 2.400 (3.600/1,5) veh/h/ln. Una vez que los vehículos
entran en el sistema, los pasos de avance de los vehículos se rigen por el modelo de seguimiento de
automóviles. Por lo tanto, dados otros factores yrestricciones de modelo de seguimiento de automóviles, el
rendimiento máximo en cualquier segmento puede no alcanzar este valor. En consecuencia, por lo general es
necesario experimentar para encontrar el valor mínimo de separación de entrada correcto para lograr un valor
de capacidad comparable con el del HCM. Una vez más, el analista debe tener cuidado con las unidades que
se utilizan para la capacidad de hacer comparaciones.
Capítulo 10/Instalaciones de la autopista
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Aplicaciones
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La otra cuestión a tener en cuenta es que, mientras que los factores geométricos como el ancho
de carril y los hombros afectan la velocidad del flujo del árbol (que a su vez afecta a la capacidad) en
el procedimiento HCM, algunas herramientas de simulación no tienen en cuenta estos efectos, o
pueden explicar otros factores, como la curvatura horizontal, que el procedimiento HCM no
considera.
Distribucióndecarril
En el procedimiento HCM, hay una suposición implícita de que, para cualquier demanda de
vehículos dada, los vehículos se distribuyen uniformemente en todos los carriles de un segmento
básico de autopista. Para los segmentos de fusión y divergencia, el procedimiento HCM incluye
cálculos para determinar cómo se distribuyen los vehículos a través de los carriles como resultado de
movimientos de fusión o divergencia. Para los segmentos de tejido, no hay una determinación
explícita de los caudales en determinados carriles, pero la consideración de los flujos de tejido y no
tejido y el número de carriles disponibles para cada uno es un elemento esencial del procedimiento
de análisis.
En las herramientas de simulación, la distribución de vehículos a través de carriles se especifica
normalmente sólo para el punto de entrada de la red. Una vez que los vehículos han entrado en la
red, se distribuyen a través de los carriles de acuerdo con la lógica de seguimiento de automóviles
ycambio de carril. Este valor de entrada debe reflejar los datos de campo si están disponibles. Si los
datos de campo indican un desequilibrio de flujos a través de los carriles, esta situación puede
conducir a una diferencia entre el HCM y los resultados de la simulación. Si los datos de campo no
están disponibles, especificar una distribución uniforme del tráfico en todos los carriles es
probablemente razonable para las redes que comienzan con un segmento básico largo. Si hay un
cruce de rampa dentro de una corta distancia aguas abajo del punto de entrada de la red, establecer
los valores de distribución de carril para que sean consistentes con los del Capítulo 13 del HCM
probablemente producirá resultados más consistentes.
Composicióndelflujodetráfico
El HCM se ocupa de la presencia de vehículos de automóviles no de pasajeros en el flujo de
tráfico mediante la aplicación de valores equivalentes para automóviles de pasajeros. Estos valores se
basan en el porcentaje de camiones, autobuses y vehículos recreativos en el flujo de tráfico, así como
en el tipo de terreno (perfil de pendiente y su longitud). Por lo tanto, el flujo de tráfico se convierte en
un número equivalente de automóviles de pasajeros solamente, y los resultados del análisis se basan
en los caudales de estas unidades.
Las herramientas de simulación se ocupan de la composición del flujo de tráfico tal y como se
especifica; es decir, los porcentajes específicos de cada tipo de vehículo se generan y se mueven a
través del sistema de acuerdo con sus atributos específicos del vehículo (por ejemplo, capacidades de
aceleración y desaceleración). Por lo tanto, la simulación, particularmente la simulación microscópica,
los resultados probablemente reflejen mejor los efectos de los vehículos de automóviles no de
pasajeros en la corriente de tráfico. Aunque en algunos casos los valores equivalentes de automóviles
de pasajeros contenidos en el HCM se desarrollaron a partir de datos de simulación, la simplificación
de las suposiciones hechas para que se pueda implementar en un procedimiento analítico resulta en
En el caso de los simuladores basados en
estocásticos, los porcentajes de tipo de
vehículo generados sólo pueden
aproximarse a los porcentajes
especificados.
Aplicaciones
cierta pérdida de fidelidad en el tratamiento de diferentes tipos de vehículos.
Además, debe reconocerse que los procedimientos HCM no tienen en cuenta explícitamente las
diferencias en los tipos de controladores. Las herramientas de simulación microscópica proporcionan
explícitamente una gama de tipos de controladores y permiten una serie de factores
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Manual de capacidad de carreteras 2010
relacionados con el tipo de conductor a modificar (por ejemplo, velocidad de
flujo libre, umbral de aceptación de brecha). Sin embargo, también debe
reconocerse que los datos empíricos en los que se basan algunos
procedimientos de HCM incluyen los efectos de los diversos tipos de
controladores presentes en los flujos de tráfico.
Velocidad de flujo libre
En el HCM, la velocidad de flujo libre se mide en el campo o se estima con
algoritmos predictivos calibrados. En la simulación, la velocidad de flujo libre es
casi siempre un valor de entrada. Cuando las mediciones de campo no están
disponibles, es posible que los usuarios de simulación deseen utilizar los
algoritmos predictivos de HCM para estimar la velocidad de flujo libre.
Recomendaciones paso a paso para aplicar herramientas alternativas
En el Capítulo 6, HCM y herramientas de análisis alternativas se
proporciona una orientación general para la aplicación de herramientas
alternativas. Los capítulos que cubren tipos específicos de segmentos de
autopistas ofrecen una guía paso a paso más detallada específica para esos
segmentos. Toda la guía específica del segmento se aplica a las instalaciones de
autopistas, que se configuran como combinaciones de diferentes segmentos.
El primer paso es determinar si la instalación puede ser analizada
satisfactoriamente por los procedimientos descritos en este capítulo. Si la
instalación contiene elementos geométricos u operativos más allá del alcance de
estos procedimientos, se debe seleccionar una herramienta alternativa. Los pasos
involucrados en la aplicación dependerán de las razones para elegir una
herramienta alternativa. En algunos casos, la orientación paso a paso por
segmentos cubrirá la situación adecuadamente. En casos más complejos (por
ejemplo, aquellos que implican el análisis integrado de un corredor de
autopista), puede ser necesaria una orientación más completa de uno o más
documentos de la Biblioteca de Referencia Técnica en el Volumen 4.
Cálculos de muestra que ilustran aplicaciones de herramientas alternativas
Las limitaciones de los procedimientos de este capítulo están relacionadas
principalmente con la falta de un tratamiento integral de la interacción entre
segmentos e instalaciones. Muchas de estas limitaciones se pueden abordar
mediante herramientas de simulación, que generalmente adoptan un enfoque
más integrado para el análisis de redes complejas de autopistas, rampas e
instalaciones de calles de superficie. Ejemplos suplementarios que ilustran las
interacciones entre segmentos se presentan en el Capítulo 26, Segmentos de
autopistas y autopistas: Suplementarios, y en el Capítulo 34, Terminales de
rampa de intercambio: Suplementarios. Un ejemplo completo de la aplicación de
herramientas de simulación a un importante proyecto de reconstrucción de
autopistas se presenta como estudio de caso 6 en la Guía de aplicaciones de
HCM ubicada en el volumen 4.
Capítulo 10/Instalaciones de
Página 10-47
Diciembre 2010
autopistas
Aplicaciones
Manual de capacidad de carretera 20 JO
4. PROBLEMAS DE EJEMPLO
Prueba documental 1024
Lista de problemas de
ejemplo
ejemplo
problema
1
2
3
descripción
aplicación
Evaluación de una instalación subsaturada
Evaluación de una instalación sobresaturada
Mejoras de capacidad en una instalación sobresaturada
Análisis operacional
Análisis operacional
Análisis operacional
EJEMPLO DE PROBLEMA 1: EVALUACIÓN DE UNA
INSTALACIÓN SUBSATURADA
El Mecanismo
El tema de este análisis operacional es una instalación de autopista urbana de 6 millas de largo y
compuesta por 11 segmentos de análisis individuales, como se muestra en la Prueba documental 10-25.
Prueba documental 10-25
Instalación de autopista en el
ejemplo de problema 1
La instalación cuenta con tres rampas de encendido y tres rampas de salida.
Los detalles geométricos se dan en las Pruebas documentales 10 a 26.
Prueba documental 10-26
Geometría de la instalación
de
autopista direccional por
ejemplo el Problema
1
Seqment No.
Tipo de segmento
Longitud del segmento
(ft)
No. de carriles
1
B
Onr
2
3
B
Ofr
4
B
5
BoW
6
7
B
Onr
8
9
10
11
5,280
3
1,500
3
2,280
3
1,500
3
5,280
3
2,640
4
5,280
3
1,140
3
360
3
1,140
3
5,280
3
R
Ofr
B
Nota: B = segmento básico de la autopista, W = segmento de tejido, ONR = segmento en rampa (fusión), OFR
= fuera de la rampa
segmento (divergente), R = segmento de rampa superpuesto.
Las rampas de entrada y salida del Segmento 6 están conectadas por un carril auxiliar
y, por lo tanto, el segmento puede funcionar como un segmento de tejido, dependiendo de
los patrones de tráfico. La separación de la rampa de encendido en el Segmento 8 y la
rampa de salida en el Segmento 10 es de menos de 3,000 pies. Dado que el área de
influencia de la rampa de las rampas de entrada y salida es de 1,500 pies, de acuerdo con el
Capítulo 13, el segmento afectado por ambas rampas se analiza como un segmento de
rampa superpuesto separado (Segmento 9), etiquetado como "R".
La pregunta de análisis en cuestión es la siguiente: ¿Cuál es el rendimiento operativo
y los LOS de la instalación de la autopista direccional que se muestra en la Prueba
documental 10-25?
Problemas de ejemplo
Página 10-48
Capítulo 10/Instalaciones de
la autopista
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
Los hechos
Además de la información contenida en las Pruebas documentales 10 a 25 y
10 a 26, se conocen las siguientes características de la instalación de la autopista:
Vehículos pesados
Población del conductor
FFS Rampa FFS
5% camiones, 0% RVs (todos los movimientos);
viajeros regulares;
60 mi/h (todos los segmentos de la línea principal);
Longitud del carril de
40 mi/h (todas las rampas);
aceleración Longitud del
500 pies (todas las rampas);
carril de desaceleración
500 pies (todas las rampas);
iluminada ;tn:l
CIFL
h Trd Terrain Analysis
duración
190 pc/mi/ln;
2.300 pc/h/ln (para FFS = 60 mi/h);
1,640 pies (para tejer el segmento 6);
1.0 rampa/mi;
nivel; y
75 min (dividido en cinco intervalos de 15 min).
Comentarios
La instalación se segmentó en segmentos de análisis sobre la base de la orientación dada
en este capítulo. La instalación que se muestra en la Prueba documental 10-25 representa
inicialmente siete secciones de autopistas (medidas entre rampas) que se dividen en 11
segmentos de análisis. La instalación contiene cada uno de los tipos de segmentos posibles con
fines ilustrativos, incluidos el segmento básico (B), el segmento de tejido (W), el segmento de
fusión (ONR), el segmento de divergencia (OFR) y el segmento de rampa superpuesta (R).
Los datos de entrada contienen la información necesaria para cada una de las metodologías
del segmento.
La clasificación del tejido en el Segmento 6 es preliminar hasta que se determine si el
segmento opera como un tejido. Para este propósito, la longitud corta debe compararse con
la longitud máxima para el análisis de tejido para determinar si el Capítulo 12, Segmentos de
tejido, metodología o el Capítulo 11, Segmentos básicos de autopistas, metodología es
aplicable. La longitud corta del segmento de tejido utilizado para el cálculo es más corta que
el área de influencia de tejido sobre la que se aplican las medidas de velocidad y densidad
calculadas.
Deberá consultarse el capítulo 11 para encontrar los valores apropiados para el factor de
ajuste de vehículos pesados fHV y el factor de ajuste de la población del conductor fv.
FREEVAL-2010 determina automáticamente estos factores de ajuste para las condiciones
generales del terreno, pero la entrada del usuario es necesaria para actualizaciones
específicas y grados compuestos.
Se han especificado todos los parámetros de entrada, por lo que los valores
predeterminados no son necesarios. Los caudales de demanda de quince minutos se dan en
vehículos por hora en las condiciones prevalecientes. Estas exigencias deben convertirse en
turismos por
Capítulo 10/Instalaciones de
Página 10-49
Diciembre 2010
autopistas
Problemas de ejemplo
Manual de capacidad de carreteras 2010
hora en condiciones ideales equivalentes para su uso en las partes de la metodología
relacionadas con la estimación del segmento LOS.
Paso 1: Datos de entrada
En las Pruebas documentales 10 a 27 figuran las entradas de demanda de tráfico para los 11
segmentos y los cinco intervalos de análisis.
Prueba documental 10-27
Entradas de demanda para
ejemplo Problema 1
Paso de Introducción
tiempo
de caudal
(15
(veh/h)
min)Time
4,505
1
Step2 (15
4,955
min)
3
5,225
4
5
4,685
3,785
Velocidad
de flujo de
salida
(veh/h)
5,045
Ramo Caudales bv Período de Tiempo (veh/hl ONR1
ONR2* ONR3 OFR1 OFR2 OFR3
450
540
630
360
180
540 (50)
720 (100)
810 (150)
360 (80)
270 (50)
450
540
630
450
270
270
360
270
270
270
360
360
360
360
180
270
270
450
270
180
5,765
6,215
4,955
3,875
* Los números entre paréntesis indican las tasas de flujo de demanda de ONR-2 a OFR-2 en el segmento de tejido 6.
Los volúmenes que figuran en la Prueba documental 10-27 representan los caudales de
demanda de 15 minutos en la instalación determinados a partir de observaciones sobre el terreno
u otras fuentes. El volumen real servido en cada segmento será determinado por la metodología.
Los flujos de demanda se dan para el dominio de espacio-tiempo extendido, de acuerdo con las
recomendaciones de este capítulo. El pico se produce en el tercer período de 15 minutos. Dado
que las entradas son en forma de caudales de 15 minutos, no es necesario ajustar el factor de hora
punta. Las entradas geométricas y relacionadas con el tráfico adicionales son las especificadas en
las Pruebas documentales 10 a 25 y en la sección de hechos de la declaración del problema.
Paso 2: Ajustes de la demanda
Los flujos de tráfico que figuran en las Pruebas documentales 10 a 27 ya se presentan en
forma de demandas reales. Por lo tanto, no es necesario ningún ajuste adicional de la demanda,
ya que los flujos representan la demanda real. El ajuste de la demanda solo es necesario si se
utilizan volúmenes medidos en campo que pueden verse afectados por la congestión ascendente
(cuello de botella) en la instalación. La metodología (y FREEVAL-2010) asume que el usuario
introduce flujos de demanda reales.
Paso 3: Calcular las capacidades del segmento
Las capacidades de los segmentos se determinan utilizando las metodologías del Capítulo 11
para los segmentos básicos de las autopistas, el Capítulo 12 para los segmentos de tejido y el
Capítulo 13 para los segmentos de fusión y divergencia. Las capacidades resultantes se muestran
en las Pruebas documentales 10 a 28. Dado que la capacidad de un segmento de tejido depende
de los patrones de tráfico, incluida la relación de tejido, varía según el período de tiempo. Las
capacidades restantes del segmento son constantes en los cinco intervalos de tiempo. Las
capacidades para los segmentos 1-5 y 7-11 son las mismas, ya que los segmentos tienen la misma
sección transversal básica. Las unidades mostradas están en vehículos por hora.
Prueba documental
10-28
Capacidades de
segmento
para
Ejemplo
de problema
1
Hora
Paso 1
2
3 6,732
4
5
Problemas de ejemplo
Capacidades (veh/h) bv Seament 2 3 4 5 6 7 8
1
6,732 6,732 6,732
Página 10-50
6,732
8,252
8,261
8,303
8,382
8,442
6,732 6,732
9 10
6,732 6,732
11
6,732
Capítulo 10/Instalaciones de
la autopista
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
Paso 4: Ajustar las capacidades del segmento
Este paso normalmente permite al usuario ajustar las capacidades de segmentos o períodos de
tiempo específicos para modelar los efectos de las zonas de trabajo a corto plazo, la construcción a largo
plazo, las inclemencias del tiempo o los incidentes. Puesto que es el escenario base en esta secuencia de
problemas de ejemplo, no se realizan ajustes de capacidad adicionales.
Paso 5: Calcular las relaciones entre la demanda y la capacidad
Las relaciones entre la demanda y la capacidad se calculan a partir de las corrientes de demanda que
figuran en las Pruebas documentales 10 a 27 y de las capacidades de los segmentos que figuran en las
Pruebas documentales 10 a 28.
Hora
paso
1
2
3
4
5
1
2
0.67
0.74
0.78
0.70
0.56
0.74
0.82
0.87
0.75
0.59
Relaciones demanda/caoacitv bv Seament 3 4 5
6789
0.74
0.82
0.87
0.75
0.59
0.74
0.82
0.87
0.75
0.59
0.70
0.76
0.83
0.71
0.55
0.63
0.71
0.77
0.61
0.47
0.72
0.82
0.90
0.71
0.56
0.79
0.90
0.99
0.78
0.60
0.79
0.90
0.99
0.78
0.60
Prueba documental 10-29
10
11
0.79
0.90
0.99
0.78
0.60
0.75
0.86
Relaciones de demanda a
capacidad de segmento para
ejemplo Problema 1
0.92
0.74
0.58
La matriz calculada de relación entre la demanda y la capacidad que figura en la Prueba documental
10-29 no muestra ningún segmento con una relación vjc superior a 1,0 en ningún intervalo de tiempo. En
consecuencia, la instalación se clasifica como subsaturada globalmente y el análisis continúa con el cálculo
de las medidas de servicio subsaturadas en el Paso 6a. Además, se espera que no se produzcan colas en la
instalación y que el volumen servido en cada segmento sea idéntico a los flujos de demanda de insumos.
En consecuencia, la matriz de relaciones volumen-capacidad sería idéntica a la relación entre la demanda
y la capacidad que figura en la Prueba documental 10-29. La matriz resultante de volúmenes servidos por
segmento e intervalo de tiempo se muestra en las Pruebas documentales 10 a 30.
Hora
paso
1
2
3
4
5
1
2
3
4,505
4,955
5,225
4,685
3,785
4,955
5,495
5,855
5,045
3,965
4,955
5,495
5,855
5,045
3,965
Volúmenes servidos fveh/hl bv Seament
45678
4,955
5,495
5,855
5,045
3,965
4,685
5,135
5,585
4,775
3,695
5,225
5,855
6,395
5,135
3,965
4,865
5,495
6,035
4,775
3,785
5,315
6,035
6,665
5,225
4,055
Prueba documental 10-30
9
10
11
5,315
6,035
6,665
5,225
4,055
5,315
6,035
6,665
5,225
4,055
5,045
5,765
6,215
4,955
3,875
Matriz de volumen servido por
ejemplo problema 1
Paso 6a: Calcular medidas de servicio de segmento subsaturado
Dado que la instalación está subsaturada a nivel mundial, la metodología procede a calcular las
medidas de servicio para cada segmento y cada período de tiempo, comenzando con el primer segmento en
el Paso de Tiempo 1. Los detalles computacionales para cada tipo de segmento son exactamente como se
describe en los capítulos 11, 12 y 13. La metodología de tejido del capítulo 13 comprueba si la longitud corta
de tejido Ls es menor o igual que la longitud máxima de tejido Lmáx. Se supone que, para cualquier
intervalo de tiempo donde Ls es más largo que Lmm, el segmento de tejido funcionará como un segmento de
autopista básica.
Las medidas básicas de la interpretación o ejecución calculadas para cada segmento y cada período de
tiempo son la velocidad del segmento (Pruebas documentales 10 y 31), la densidad (Pruebas documentales
10 y 32) y los LOS (Prueba documental 10 a 33).
Capítulo 10/Instalaciones de
la autopista
Diciembre 2010
Página 10-51
Problemas de ejemplo
Manual de capacidad de carreteras 2010
Prueba documental 1031
O
Matriz de velocidad
ejemplo
Hora
paso
1
2
3
4
5
Prueba documental 1032
Matriz de densidad por
ejemplo
Problema
1
Hora
paso
1
2
3
4
5
Prueba documental 1033
Matriz LOS
Hora
paso
)
1
2
3
4
5
1
2
3
60.0
59.8
59.4
60.0
60.0
53.9
53.2
52.5
53.8
54.9
59.7
58.6
57.1
59.7
59.8
1
2
3
25.0
27.6
29.3
26.0
30.7
34.5
37.2
31.3
24.1
27.7
31.3
34.2
28.2
1
2
3
C
D
D
D
C
C
D
D
C
C
D
D
D
D
C
21.0
22.1
Velocidad (mi/hl bv Seament
4
5
6
7
8
56.1
55.8
55.7
56.1
56.3
60.0
59.6
58.3
60.0
60.0
48.0
46.7
46.1
49.7
52.5
59.9
58.6
56.1
60.0
60.0
53.4
52.2
50.6
53.5
54.8
Densidad fveh/mi/lnl bv Sellado
4
5
6
7
8
29.4
32.8
35.0
30.0
23.5
10
56.0
55.6
55.2
56.0
56.5
11
59.7
57.5
55.0
59.8
60.0
9
10
33.2
38.5
43.9
32.5
24.7
33.2
38.5
43.9
32.5
24.7
31.7
36.2
40.3
31.1
23.9
LOS bv Sellado
5
6
7
8
9
10
11
D
D
D
D
C
D
D
E
D
C
D
D
E
D
C
D
D
E
D
C
D
D
E
D
C
26.0
28.7
31.9
26.5
20.5
4
C
D
D
D
C
9
53.4
52.2
50.6
53.5
54.8
27.2
31.3
34.6
25.8
18.9
C
D
E
C
B
27.1
31.3
35.8
26.5
21.0
D
D
E
D
C
11
28.2
33.4
37.7
27.6
21.5
Paso 7:Calcule las medidas de servicio de la instalación y determine los LOS
En el paso de análisis final, se calculan las medidas de rendimiento y servicio de toda la instalación
para cada período de tiempo. Los cálculos de ejemplo se proporcionan solo para el primer paso de
tiempo; los resultados de resumen se muestran para los cinco pasos de tiempo.
En primer lugar, la velocidad media S del espacio de instalación se calcula para el intervalo de
tiempo t = 1 delos
11 flujos de segmentos individuales SF(i, t), las longitudes de segmento L(z) ylas velocidades
medias del espacio en cada segmento y período de
tiempo U(i, t).
N
Problemas de ejemplo
Página 10-52
Capítulo 10/Instalaciones de
la autopista
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
En segundo lugar, la densidad media de la instalación se calcula para el
paso de tiempo 1 a partir de las densidades de segmento individuales D, las
longitudes de segmento L y el número de vehículos en cada segmento N:
Estos cálculos se repiten para los cinco pasos de tiempo. La velocidad
media del espacio global
en todos los intervalos de tiempo se calcula de la siguiente manera:
La densidad media global en todos los intervalos de tiempo se calcula de la siguiente manera:
Las medidas de rendimiento y servicio resultantes para los pasos de tiempo 1 a 5 y los totales
de las instalaciones se muestran en la Prueba documental 10-34. El LOS para cada intervalo de
tiempo se determina directamente a partir de la densidad media para cada intervalo de tiempo
utilizando la Prueba documental 10-7. No se define ningún LOS para el promedio a través de todos
los intervalos de tiempo.
Hora
paso
Medidas de rendimiento
Densidad de velocidad media
media del espacio (mi/h)
(Veh/mi/ln)
3
4
5
57.6
56.6
55.1
57.9
58.4
27.5
31.3
34,8
27.5
21.4
total
56.9
28.5
1
2
Capítulo 10/Instalaciones de
la autopista
Diciembre 2010
Página 10-53
Prueba documental 10-34
LOS
Resumen de la medida de
rendimiento de las instalaciones
para ejemplo Problema 1
D
D
E
D
C
—
Problemas de ejemplo
Manual de capacidad de carreteras 2010
discusión
Esta instalación resultó estar subsaturada a nivel mundial. En consecuencia, las medidas de
rendimiento agregadas por las instalaciones podrían calcularse directamente a partir de las
medidas de rendimiento de cada segmento. Una evaluación de las medidas de servicio de
segmento en el dominio del espacio-tiempo puede comenzar a poner de relieve las áreas de
posible congestión. Visualmente, este proceso se puede facilitar trazando las matrices vjc, vjc,
velocidad o densidad en gráficas de contorno.
EJEMPLO PROBLEMA 2: EVALUACIÓN DE UNA INSTALACIÓN SOBRESATURADA La
instalación
La función utilizada en el problema de ejemplo 2 es idéntica a la del problema de ejemplo 1,
que se muestra en las Pruebas documentales 10 a 25 y 10 a 26 presentadas.
Los hechos
Además de la información que figura en las Pruebas documentales 10 a 25 y 10 a 26, se
conocen las siguientes características de la instalación de la autopista:
Vehículos pesados
Población del conductor
FFS Rampa FFS
5% camiones, 0% RVs (todos los movimientos);
viajeros regulares;
60 mi/h (todos los segmentos de la línea principal);
Longitud del carril de
40 mi/h (todas las rampas);
aceleración Longitud del
500 pies (todas las rampas);
carril Deceleración D,"m
500 pies (todas las rampas);
190 pc/mi/ln;
CSI L
2.300 pc/h/ln (para FFS = 60 mi/h);
K
1,640 pies (para tejer el segmento 6);
TRD
Duración del
análisis del terreno
Ajuste de la
demanda
1.0 rampa/mi;
nivel;
75 min (dividido en cinco pasos de tiempo de 15 min); y
+11% de aumento en los volúmenes de demanda en todos
los
segmentos y pasos de tiempo en comparación con
elproblema de ejemplo
1.
Comentarios
La instalación y todas las entradas geométricas son idénticas al problema de ejemplo 1. Se aplican las mismas
observaciones generales. Los resultados del Ejemplo de Problema 1 sugirieron una instalación globalmente
subsaturada, pero algunos segmentos estaban cerca de su capacidad (las proporciones de vjc se acercaban a 1.0). En el
segundo ejemplo, se aplica un aumento de la demanda de toda la instalación del 11% a todos los segmentos y todos
los períodos de tiempo. En consecuencia, se espera que partes de la instalación puedan sobresaturarse y que se
formen colas en la instalación.
Problemas de ejemplo
Página 10-54
Capítulo 10/Instalaciones de
la autopista
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
Paso 1: Datos de entrada
Las entradas revisadas de la demanda de tráfico para los 11 segmentos y cinco intervalos de
análisis se muestran en las Pruebas documentales 10 a 35.
Paso de tiempo
de caudal
Step (15 min)
(veh/h)
Ramo Caudales bv Período de tiempo fveh/hl ONR1
ONR2* ONR3 OFR1 OFR2 OFR3
5,001
5,500
5,800
5,200
4,201
1
2
3
4
5
Velocidad de
flujo de salida
(veh/h)
Introducción
(15 min)Time
500
599
599
400
200
599 (56)
799 (111)
899 (167)
400 (89)
300 (56)
500
599
699
500
300
600
400
300
300
300
400
400
400
400
300
300
500
300
200
200
Prueba documental 10-35
Entradas de demanda para
ejemplo Problema 2
5,600
6,399
6,899
5,500
4,301
* Los números entre paréntesis indican las tasas de flujo de demanda de ONR-2 a OFR-2 en el segmento de tejido 6.
Los valores del Anexo 10-35 representan los flujos de demanda ajustados en la instalación determinados a
partir de observaciones de campo o proyecciones de demanda. El volumen real servido en cada segmento se
determinará durante la aplicación de la metodología y se espera que sea menos posterior a un segmento
congestionado. Los flujos de demanda se dan para el dominio espacio-tiempo extendido, de acuerdo con la
metodología de este capítulo. El pico se produce en el tercer período de 15 minutos. Dado que las entradas son
en forma de observaciones de 15 minutos, no es necesario ajustar el factor de hora pico. Las entradas
geométricas y relacionadas con el tráfico adicionales son las especificadas en las Pruebas documentales 10 a 25
y en la sección de hechos de la declaración del problema.
Paso 2: Ajustes de la demanda
Los flujos de tráfico que figuran en la Prueba documental 10-35 ya se han dado en forma de demandas
reales y no es necesario realizar más ajustes de la demanda.
Paso 3: Calcular las capacidades del segmento
Dado que no se realizaron cambios en la geometría del segmento, las capacidades de los segmentos para
los segmentos básico y de rampa son compatibles con el problema de ejemplo 1 y la Prueba documental10-28.
Las capacidades para tejer segmentos son una función de los patrones de flujo de tejido, y el aumento de los
flujos de demanda dio lugar a ligeros cambios, como se muestra en las Pruebas documentales 10 a 36.
Hora
paso
Prueba documental 10-36
1
Capacidades fveh/hl bv Seament 2 3 4 5 6 7 8
1
2
3
4
5
6,732
6,732 6,732 6,732
6,732
8,253
8,260
8,303
8,382
8,443
6,732
6,732
9 10
6,732 6,732
11
Capacidades de segmento, por
ejemplo
Problema 2
6,732
Paso 4: Ajustar las capacidades del segmento
En este ejemplo no se realiza ningún ajuste de capacidad.
Paso 5: Calcular las relaciones entre la demanda y la capacidad
Las relaciones entre la demanda y la capacidad que figuran en las Pruebas documentales 10 a 37 se
calculan a partir de las corrientes de demanda que figuran en las Pruebas documentales 10 a 35 y de las
capacidades de los segmentos que figuran en las Pruebas documentales 10 a 36.
Capítulo 10/Instalaciones de
la autopista
Diciembre 2010
Página 10-55
Problemas de ejemplo
Manual de capacidad de carreteras 2010
Prueba documental 10-37
Relaciones de demanda a
capacidad de segmento por
ejemplo Problema 2
Hora
paso
1
2
3
4
5
1
2
0.74
0.82
0.82
0.91
0.97
0.83
0.65
0.86
0.77
0.62
Relaciones demanda/capacidad del segmento
3
4
5
6
7
8
9
0.82
0.91
0.97
0.83
0.65
0.82
0.91
0.97
0.83
0.65
0.77
0.85
0.92
0.79
0.61
0.70
0.79
0.85
0.68
0.52
10
11
0.80
0.91
0.88
0.88
0.88
1.00
1.00
1.00
0.83
0.95
1.00
1.10
1.10
1.10
1.02
0.86
0.86
0.86
0.82
0.64
0.79
0.62
0.67
0.67
0.67
La matriz vjc calculada en las Pruebas documentales 10 a 37 muestra que los segmentos 8 a 11 tienen
ahora relaciones vjc superiores a 1,0 (valores en negrita). En consecuencia, la instalación se clasifica como
sobresaturada y el análisis continúa con el cálculo de las medidas de servicio sobresaturado en el Paso 6b.
Además, se espera que las colas se produzcan en la instalación aguas arriba de los segmentos
congestionados y que el volumen servido en cada segmento aguas abajo de los segmentos
congestionados sea menor que la demanda. Esta demanda residual se atenderá en intervalos de tiempo
posteriores, siempre que se permita borrar las caídas de demanda ascendente y las colas de
administración del tráfico.
Paso 6b: Calcular medidas de servicio de segmentos sobresaturados
Los cálculos sobresaturados se aplican a cualquier segmento con una relación vjc mayor que 1.0, así
como a cualquier segmento aguas arriba de los segmentos que experimenten colas como resultado del
cuello de botella. Todos los segmentos restantes se analizan utilizando las metodologías de segmentos
individuales de los capítulos 11, 12 y 13, según corresponda, con la salvedad de que los volúmenes
servidos pueden diferir de los flujos de demanda.
De forma similar al problema de ejemplo 1, la metodología calcula las medidas de rendimiento para
cada segmento y cada período de tiempo, comenzando con el primer segmento en el paso de tiempo 1.
Los cálculos se repiten para todos los segmentos de los pasos de tiempo 1 y 2 sin encontrar un segmento
con vjc > 1.0. Una vez que la metodología entra en el Período de Tiempo 3 y segmento 8, se invoca el
módulo computacional sobresaturado.
Como el primer cuello de botella activo, la relación vjc para el Segmento 8 será exactamente 1.0 y
procesará el tráfico a su capacidad. En consecuencia, la demanda de todos los segmentos aguas abajo se
medirá por ese cuello de botella. La demanda insatisfecha se almacena en segmentos ascendentes, lo que
provoca colas en el segmento 7 y quizás en otros segmentos ascendentes, dependiendo del nivel de
exceso de demanda. La tasa de crecimiento de la cola de vehículos (velocidad de onda) se estima a partir
de la teoría de la onda de choque, como se discute en detalle en el Capítulo 25, Instalaciones de
autopistas: Suplementario. Las medidas de rendimiento (velocidad y densidad) de cualquier segmento
con cola se vuelven a calcular como se describe en el capítulo 25, y los valores recién calculados anulan
los resultados de los procedimientos específicos del segmento.
Cualquier demanda insatisfecha es atendida en períodos de tiempo posteriores. Como resultado, los
volúmenes servidos en períodos de tiempo posteriores pueden ser mayores que los flujos de demanda
del período. La matriz resultante de volúmenes servidos para el Ejemplo problema 2 se muestra en las
Pruebas documentales 10 a 38. La tabla hace hincapié en las celdas donde los volúmenes servidos son
menores que los flujos de demanda (en negrita) y donde los volúmenes servidos son mayores que los
flujos de demanda(en cursiva).
Problemas de ejemplo
Página 10-56
Capítulo 10/Instalaciones de
la autopista
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
Hora
paso
1
2
3
4
5
1
2
3
5,001
5,500
5,800
5,200
4,201
5,500
6,099
6,499
5,600
4,401
5,500
6,099
6,499
5,600
4,401
Volúmenes servidos (veh/hl bv Mérito
marítimo 4 5 6 7 8
5,500
6,099
6,499
5,600
4,401
Prueba documental 10-38
9
10
11
5,200
5,700
5,800
6,400
5,400
6,099
5,900
6,699
5,900
6,699
5,900
6,699
5,600
6,399
6,111
5,389
6,625
6,173
6,032
5,967
6,732
6,466
6,732
6,466
6,732
6,466
6,277
6,121
4,101
4,401
4,201
4,501
4,501
4,501
4,301
Matriz de volumen servido, por ejemplo
Problema 2
Como resultado de la activación del cuello de botella en el segmento 8 en el período de tiempo 3, las colas de
administración del tráfico forman en los segmentos ascendentes 7, 6, y 5. La cola se asocia con velocidades
reducidas y densidades aumentadas en esos segmentos. En el capítulo 25 se dan detalles sobre cómo se calculan
estas medidas para los segmentos sobresaturados. Los resultados de este capítulo se obtuvieron del motor
FREEVAL-2010. Las medidas de rendimiento resultantes calculadas para cada segmento e intervalo de tiempo son
la velocidad (Pruebas documentales 10 a 39), la densidad (Pruebas documentales 10 y 40) y las Las (Pruebas
documentales 10 y 41).
Hora
paso
1
2
3
4
5
Hora
paso
1
2
3
4
5
1
2
3
59.8
58.6
57.4
59.4
60.0
53.1
52.1
51.0
53.0
54.5
58.6
55.7
53.0
58.2
59.7
1
2
3
27.9
31.3
33.7
29.2
23.3
34.5
39.0
42.5
35.2
26.9
31.3
36.5
40.9
32.1
24.6
Hora
paso
1
2
3
4
5
55.9
55.5
55.4
55.8
56.2
59.4
57.8
53.6
49.9
60.0
46.8
45.4
28.2
39.2
51.7
58.9
55.7
34.8
53.9
60.0
52.5
50.5
50.2
51.2
54.4
9
10
11
52.5
50.5
50.2
51.2
54.4
55.7
55.3
55.1
55.3
56.3
58.2
53.8
54.6
55.6
60.0
32.8
36.7
39.1
33.4
26.1
29.2
32.9
38.0
36.0
22.8
31.0
35.8
30.6
36.5
39.4
21.3
36.9
23.3
58.8
57.7
37.5
44.2
44.7
42.1
27.6
9
37.5
44.2
44.7
42.1
27.6
10
35.3
40.4
40.7
38.9
26.6
11
32.1
39.7
38.3
36.7
23.9
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11
D
D
D
D
C
D
D
D
D
C
D
E
E
D
C
D
D
D
D
C
D
D
E
E
C
D
E
D
E
F
F
D
E
E
D
C
D
E
E
D
C
D
E
E
D
C
Los basados en la demanda bv
Seament
4
5
6
7
8
9
10 11
F
F
F
1
2
3
E
C
Matriz de densidad para ejemplo
problema 2
Prueba documental 10-41
1
E
C
Matriz de velocidad para ejemplo
problema 2
Prueba documental 10-40
Densitv (veh/mi/lnl bv Seament 4 5
678
Densitv-Based LOS bv Seament
Hora
paso
Prueba documental 10-39
Velocidad (mi/hi bv Seament 4 5 6
78
D
E
E
E
C
Matriz los expandida para ejemplo
problema 2
1
2
3
4
5
F
El cuadro LOS para instalaciones sobresaturadas (Prueba documental 10-41) distingue entre el
LOS convencional basado en la densidad y un LOS basado en la demanda del segmento. La
estratificación basada en la densidad depende estrictamente de la densidad media prevaleciente en
cada segmento. Los segmentos aguas abajo del cuello de botella, cuyas capacidades son mayores o
iguales que la capacidad del cuello de botella, operan en LOS E (o mejor), aunque sus relaciones vjc
fueran mayores que 1,0. La LOS basada en la demanda identifica los segmentos con relaciones entre la
demanda y la capacidad superiores a 1,0 como si hubieran sido evaluados aisladamente (es decir,
utilizando metodologías de los capítulos 11,
Capítulo 10/Instalaciones de
la autopista
Diciembre 2010
Página 10-57
Problemas de ejemplo
Manual de capacidad de carreteras 2010
12 y 13). Al contrastar las dos partes de la tabla LOS, el analista puede desarrollar una
comprensión del efecto de medición del cuello de botella.
Paso 7: Calcule las medidas de servicio del recurso y determine los LOS
En la etapa de análisis final, se calculan las medidas de rendimiento y servicio de toda la instalación
para cada intervalo de tiempo (Prueba documental 10-42), en consonancia con el problema de ejemplo 1.
En este caso, solo se muestran los resultados de resumen, ya que ya se han mostrado los cálculos. La
instalación opera en LOS F en el Período de tiempo 3, ya que uno o más segmentos individuales tienen
relaciones de matriz > 1.0, a pesar de que la densidad promedio de la instalación está por debajo del
umbral de LOS F.
Prueba documental
10-42
Densidad media de
velocidad media del espacio de
medición de rendimiento (mi/h)
Hora
intervalo (veh/mi/ln)
Resumen de la
medida de
rendimiento de las
instalaciones para
ejemplo problema 2
3
4
5
56.7
54.5
46.3
52.8
58.2
31.0
36.1
43.7
35.4
23.8
total
52.9
34.0
1
2
LOS
D
E
F
E
C
—
EJEMPLO DE PROBLEMA 3: MEJORAS DE CAPACIDAD EN UNA
INSTALACIÓN SOBRESATURADA
El Mecanismo
En este ejemplo, las porciones de la instalación congestionada en el problema de ejemplo 2 se están
mejorando en un intento de aliviar la congestión resultante del cuello de botella del segmento 8. La
Prueba documental 10-43 muestra la geometría mejorada de la instalación.
Prueba documental 10-43
Instalación de autopista en
ejemplo problema 3
ONR-1
OFR-1 ONR-2
OFR-2 ONR-3 OFR-3
La geometría modificada de la instalación de autopista direccional de 6
millas se refleja en las Pruebas documentales 10 a 44.
Prueba documental 10-44
Geometría de la instalación
de autopista direccional en
el ejemplo de problema 3
Segmento No.
1
Tipo
de B
segmento
Longitud
del
5,280
segmento
(ft)
No. de carriles
3
2
3
B
Ofr
B
BoW
6
7
B
Onr
8
9
10
11
1,500
3
2,280
3
1,500
3
5,280
3
2,640
4
5,280
4
1,140
360
1,140
5,280
4
Onr
4
5
4
R
4
Ofr
4
B
Nota: B = segmento básico de la autopista, W = segmento de tejido, ONR = segmento en rampa (fusión), OFR
= fuera de la rampa
segmento (divergente), R = segmento de rampa superpuesto.
El tipo negrita indica los cambios de geometría de los problemas de ejemplo 1 y 2.
Problemas de ejemplo
Página 10-58
Capítulo 10/Instalaciones de
la autopista
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
Las mejoras en la instalación consistieron en agregar un carril a los segmentos 7-11 para dar a la
instalación una sección transversal continua de cuatro carriles a partir del segmento 6. Si bien el cuello de
botella activo en el problema de ejemplo 2 estaba en el segmento 8, el análisis anterior mostró que otros
segmentos (segmentos 9-11) mostraron relaciones de demanda a capacidad similares superiores a 1,0. En
consecuencia, cualquier mejora de la capacidad que se limite al segmento 8 simplemente habría trasladado la
ubicación espacial del cuello de botella más abajo en lugar de mejorar la instalación general. Los segmentos
9-11 también pueden denominarse cuellos de botella "ocultos" o "inactivos", porque su congestión prevista se
mitiga mediante la medición ascendente del tráfico.
Los hechos
Además de la información contenida en las Pruebas documentales 10 a 43 y 10 a 44, se conocen las
siguientes características de la instalación de la autopista:
Vehículos pesados
Población del conductor
FFS Rampa FFS
5% camiones, 0% RVs (todos los movimientos);
viajeros regulares;
60 mi/h (todos los segmentos de la línea principal);
Longitud del carril de la
40 mi/h (todas las rampas);
aceleración Longitud del
500 pies (todas las rampas);
carril Longitud del carril
500 pies (todas las rampas);
Djam CIFL
Ls TRD Terrain Analysis
duración Ajuste de la
demanda
190 pc/mi/ln;
2.300 pc/h/ln (para FFS = 60 mi/h);
1,640 pies (para tejer el segmento 6);
1.0 rampa/mi;
nivel;
75 min (dividido en cinco intervalos de 15 min); y
+11% (todos los segmentos y todos los intervalos de tiempo).
Comentarios
Las entradas de flujo de demanda de tráfico son idénticas a las del ejemplo de problema 2, que refleja un
aumento del 11% en el tráfico aplicado a todos los segmentos y a todos los períodos de tiempo. En un intento de
resolver el efecto de congestión encontrado en el ejemplo anterior, la instalación se amplió en los segmentos 7 y
11. Este cambio afecta directamente a las capacidades de esos segmentos.
De una manera más sutil, las modificaciones propuestas también cambian algunos de los parámetros
definitorios del Segmento 6 de Tejido. Con el carril continuo añadido aguas abajo del segmento, el número
requerido de cambios de carril de la rampa a la autopista se reduce de uno a cero, siguiendo las directrices del
Capítulo 12. Estos cambios deben considerarse cuando se evalúa el rendimiento subsaturado de ese segmento.
La capacidad del segmento de tejido no ha cambiado en relación con el problema de ejemplo 2, ya que, incluso
con las mejoras propuestas, el número de carriles de tejido sigue siendo dos.
Capítulo 10/Instalaciones de la autopista
59
Diciembre 2010
página 10-
Problemas de ejemplo
Manual de capacidad de carreteras 2010
Paso 1: Datos de entrada
Las entradas de demanda de tráfico para los 11 segmentos y cinco intervalos de análisis son idénticas a
las del problema de ejemplo 2, como se muestra en la Prueba documental 10-35. Los valores de la Prueba
documental 10-35 representan los flujos de demanda ajustados en la instalación determinados a partir de
observaciones de campo u otras fuentes. El volumen real servido en cada segmento se determinará durante
las metodologías y se espera que sea menos posterior a un segmento congestionado. Las entradas
geométricas y relacionadas con el tráfico adicionales son las especificadas en las Pruebas documentales 10 a
44 y en la sección de hechos de la declaración del problema.
Paso 2: Ajustes de la demanda
Los flujos de tráfico que figuran en la Prueba documental 10-35 ya se han dado en forma de demandas
reales y no es necesario realizar más ajustes de la demanda.
Paso 3: Calcular las capacidades del segmento
Las capacidades de los segmentos se determinan utilizando las metodologías del Capítulo 11 para los
segmentos básicos de las autopistas, el Capítulo 12 para los segmentos de tejido y el Capítulo 13 para los
segmentos de fusión y divergencia. Las capacidades resultantes se muestran en las Pruebas documentales
10 a 45. Dado que la capacidad de un segmento de tejido depende de los patrones de tráfico, varía según el
período de tiempo. Las capacidades restantes son constantes para los cinco pasos de tiempo. Las
capacidades para los segmentos 1-5 y para los segmentos 7-11 son las mismas, ya que los segmentos tienen
la misma sección transversal básica.
Prueba documental
10-45
Capacidades de
segmento
para
Ejemplo
de problema
3
Hora
paso
1
2
3
4
Capacidades fveh/hl bv Sellado
5
6
7
8
9
1
1
1
0
8,253
8,260
6,732 6,732 6,732 6,732 6,732 8,303 8,976 8,976 8,976 8,976 8,976
8,382
8,443
1
2
3
4
5
Paso 4: Ajustar las capacidades del segmento
No se realizan ajustes de capacidad adicionales en este ejemplo.
Paso 5: Calcular las relaciones entre la demanda y la capacidad
Las relaciones entre la demanda y la capacidad se calculan a partir de las corrientes de demanda que
figuran en las Pruebas documentales 10 a 35 y las capacidades de los segmentos en las Pruebas
documentales 10 a 45.
Prueba documental 10-46
Relaciones de demanda a
capacidad desegmento para
ejemplo Problema
3
Hora
paso
1
2
3
4
5
1
2
0.74
0.82
0.82
0.91
0.97
0.83
0.65
0.86
0.77
0.62
Relación demanda/CaDacitv bv Sellado 3 4 5
6789
0.82
0.91
0.97
0.83
0.65
0.82
0.91
0.97
0.83
0.65
0.77
0.85
0.92
0.79
0.61
0.70
0.79
0.85
0.68
0.52
0.60
0.68
0.75
0.59
0.47
10
0.66
0.66
0.66
0.75
0.82
0.65
0.50
0.75
0.82
0.65
0.50
0.75
0.82
0.65
0.50
11
0.62
0.71
0.77
0.61
0.48
La matriz de relación entre la demanda y la capacidad para el ejemplo del problema 3 (Prueba
documental 10-46) muestra que las mejoras de capacidad redujeron con éxito todos los segmentos
previamente congestionados a vjc < 1.0. Por lo tanto, se espera que la instalación funcione como
subsaturada globalmente y que todas las medidas de rendimiento del segmento puedan
Problemas de ejemplo
Página 10-60
Capítulo 10/Instalaciones de
la autopista
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
se calcularán directamente utilizando las metodologías de los capítulos 11, 12 y 13 del paso 6a.
Paso 6a: Calcular medidas de servicio de segmento subsaturado
Dado que la instalación está subsaturada globalmente, la metodología procede a calcular las
medidas de rendimiento y servicio para cada segmento y cada paso de tiempo, comenzando con el
primer segmento en el Intervalo de tiempo 1. Los detalles computacionales para cada tipo de
segmento son exactamente como se describe en los capítulos 11, 12 y 13. La metodología de tejido
del capítulo 13 comprueba si la longitud cortade tejido Ls es menor o igual que la longitud máxima
de tejido Lmnx. Se supone que, para cualquier intervalo de tiempo donde Ls es más largo que L"mx,
el segmento de tejido operará como un segmento de autopista básica.
Las medidas básicas del servicio de rendimiento calculadas para cada segmento y cada
intervalo de tiempo incluyen la velocidad del segmento (Pruebas documentales 10 a 47), la
densidad (Prueba documental10-48) y los LOS (Pruebas documentales 10 a 49).
Hora
paso
1
2
3
4
5
Hora
paso
1
2
3
4
5
Hora
paso
1
2
3
4
5
1
2
59.8
58.6
57.4
59.4
60.0
53.1
52.1
51.0
53.0
54.5
1
2
27.9
31.3
33.7
29.2
23.3
34.5
39.0
42.5
35.2
26.9
1
2
D
D
D
D
C
D
D
D
D
C
3
58.6
55.7
53.0
58.2
59.7
Sneed fmi/hl bv Seament 4 5 6 7 8
55.9
59.4
50.4
60.0
54.9
55.5
57.8
50.0
60.0
54.3
55.4
55.1
49.7
59.8
53.6
55.8
59.2
50.7
55.0
60.0
56.2
53.4
55.9
60.0
60.0
3
31.3
36.5
40.9
32.1
24.6
Densidad fveh/mi/lnl bv Sellado 4 5 6
7 8
9
32.8 29.2
28.8
22.5
26.9
26.9
36.7 32.9
32.5
25.4
30.9
30.9
39.1 37.5
35.7
28.0
34.5
34.5
33.4 29.8
26.4
26.4
28.1
22.1
17.5
20.6
20.1
20.1
26.1 22.8
Capítulo 10/Instalaciones de
la autopista
Diciembre 2010
3
D
E
E
D
C
4
D
D
D
D
C
LOS for Seament
56 7
D
D
C
D
D
D
E
E
D
D
D
C
C
C
B
9
54.9
54.3
53.6
55.0
55.9
8
C
C
D
C
B
Página 10-61
9
C
C
D
C
B
10
11
58.1
57.7
57.2
58.1
58.8
10
25.4
29.0
32.4
24.9
19.1
60.0
60.0
59.5
60.0
60.0
11
23.3
26.7
29.0
22.9
17.9
10
11
D
C
B
C
D
D
C
C
C
C
Prueba documental 10-47
Matriz de velocidad para
ejemplo problema 3
Prueba documental 10-48
Matriz de densidad para
ejemplo problema 3
Prueba documental 10-49
Matriz LOS para el problema de
ejemplo 3
Problemas de ejemplo
Manual de capacidad de carreteras 2010
Paso 7: Calcule las medidas de servicio del recurso y determine los LOS
En la etapa de análisis final, se calculan las medidas de rendimiento y servicio de toda la instalación
para cada período de tiempo (Prueba documental 10-50), de conformidad con el problema de ejemplo 2.
En este caso, solo se muestran los resultados de resumen, ya que ya se han mostrado los cálculos. La
mejora ha sido capaz de restaurar la instalación LOS a los valores experimentados en el escenario
original de precrecimiento que se muestra en la Prueba documental10-34.
Prueba documental
10-50
Resumen de la
medida de
rendimiento de las
instalaciones para
ejemplo Problema 3
Hora
paso
1
2
3
4
5
total
Problemas de ejemplo
Densidad de velocidad
media media del espacio de
medición de rendimiento (mi/h)
(veh/mi/ln)
57.9
57.1
56.0
57.8
58.6
57.3
Página 10-62
26.8
30.4
33.5
26.9
20.8
27.7
LOS
D
D
D
D
C
—
Capítulo 10/Instalaciones de
la autopista
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
5. Referencias
1. Capacidad y análisis del nivel del servicio para las instalaciones de la autopista sin peaje.
Cuarto informe provisional. SAIC Corporation, McLean, Virginia, marzo de 1999.
Algunas de estas referencias se pueden
encontrar en la Biblioteca de Referencia
Técnica en el Volumen 4.
2. Manual on Uniform Traffic Control Devices for Streets and Highways. Administración Federal
de Carreteras, Washington, D.C., 2009. http://mutcd.fhwa.dot.gov. Último acceso: 1 de
febrero de 2010.
3. Krammes, R. A., and G. O. Lopez. Valores de capacidad actualizados para los cierres de
carril de zona de trabajo de autopistas a corto plazo. En Transportation Research Record
1442, Transportation Research Board, National Research Council, Washington, D.C., 1994,
págs. 49 a 56.
4. Dudek, C. L., and S. H. Richards. Capacidad de tráfico a través de zonas de trabajo de
autopistas urbanas en Texas. En Transportation Research Record 869, Transportation
Research Board, National Research Council, Washington, D.C., 1982, págs. 14a 18.
5. Dixon, K. K., J. E. Hummer, and A. R. Lorscheider. Capacidad para las zonas de trabajo de
la autopista sin peaje de Carolina del Norte. En Transportation Research Record 1529,
Transportation Research Board, National Research Council, Washington, D.C., 1996, págs.
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6. Sarasua, W. A., W. J. Davis, D.B. Clarke, J. Kottapally, and P. Mulukatla. Evaluación de la
capacidad de las carreteras interestatales para los cierres de carriles de zonas de trabajo a
corto plazo. In Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board,
No. 1877, Transportation Research Board of the National Academies, Washington, D.C.,
2004, págs. 85 a 94.
7. MoDOT Work Zone Guidelines 2004. Missouri Department of Transportation, Jefferson City,
2004.
8. Notbohm, T., A. Drakopoulos, and A. Dehman. Capacidad del carril de la zona de trabajo de la
autopista sin peaje. Marquette University, Milwaukee, Wis., 2007.
9. Elefteriadou, L., D. Arguea, A. Kondyli, and K. Heaslip. Impacto de los camiones en la
capacidad arterial de las zonas de trabajo de LOS y autopistas— Parte B: Capacidad de la zona de
trabajo de la autopista. Informe Final. Florida Department of Transportation, Tallahassee,
julio de 2007.
10. Datos en línea del Departamento de Transporte de Virginia. www.virginiadot.org.
11. Maze, T., S. Schrock, and A. Kamyab. Capacidad de cierres de carriles de zonas de trabajo
de autopistas. Proceedings of the Mid-Continent Transportation Symposium, Iowa State
University, Ames, 2000.
12. MassHighway, Capítulo 17-Gestión de zonas de trabajo. Massachusetts Department of Public
Works, Boston, 2006.
13. Chatterjee, I., P. K. Edara, S. Menneni, and C. Sun. Replication of Work-Zone Capacity
Values in a Simulation Model. En Transportation Research Record: Journal of the
Transportation Research Board, No. 2130, Transportation Research Board of the National
Academies, Washington, D.C., 2009, págs. 138 a 148.
Capítulo 10/Instalaciones de
la autopista
Diciembre 2010
Página 10-63
Referencias
Manual de capacidad de carreteras 2010
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Characteristics and Facility Capacity. Center for Transportation Research and Education, Iowa State
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16. Ibrahim, A. T., and F. L. Hall. Effect of Adverse Weather Conditions on Speed-Flow-Occupancy
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control de tráfico. Informe FHWA-HOP-06-006. Federal Highway Administration, Office of
Transportation Management, Washington, D.C., octubre de 2005.
Referencias
Página 10-64
Capítulo 10/Instalaciones de
la autopista
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
CAPÍTULO 11
SEGMENTOS BÁSICOS DE AUTOPISTAS
contenido
1. INTRODUCCIÓN ............................................................................................... 11-1
Condiciones básicas ............................................................................................ 11-1
Características de flujo en condiciones de .............................................. base 11-2
Capacidad en condiciones básicas .................................................................... 11-4
LOS para segmentos básicos de autopistas ..................................................... 11-5
Datos de entrada necesarios .............................................................................. 11-8
2. METODOLOGÍA ................................................................................................ 11-9
Limitaciones de la metodología ........................................................................ 11-9
Panorama general de la metodología ............................................................... 11-9
Pasos computacionales ..................................................................................... 11-10
Sensibilidad de los resultados ......................................................................... 11-19
3. APLICACIONES ...........................................................................................
11-21
Valores predeterminados ................................................................................. 11-21
Establecer límites de análisis ........................................................................... 11-22
Tipos de análisis ................................................................................................ 11-22
Uso de herramientas alternativas ................................................................... 11-25
4. PROBLEMAS DE EJEMPLO..... ..................................................................... 11-29
Ejemplo de problema 1: Autopista de cuatro carriles LOS.......................... 11-29
Ejemplo de problema 2: Número de carriles necesarios para el destino LOS11-31
Ejemplo de problema 3: Autopista de seis carriles LOS y capacidad ........ 11-33
Ejemplo de problema 4: LOS en actualizaciones y ............ degradaciones 11-36
Ejemplo de problema 5: Volumen de horas de diseño y número de ........ carriles 11-39
Ejemplo de problema 6: Caudales de servicio y volúmenes de servicio ... 11-41
5. REFERENCIAS .................................................................................................. 11-44
APÉNDICE A: GRADOS COMPUESTOS ....... ... .............................................. 11-45
Ejemplo de problema ........................................................................................ 11-45
Pasos procesales ................................................................................................ 11-47
Discusión ............................................................................................................ 11-47
Capítulo 11/Segmentos básicos de la
autopista sin peaje
Diciembre 2010
Página 11-i
contenido
Manual de capacidad de carreteras 2010
LISTA DE EXPOSICIONES
Prueba documental 11-1 Tres tipos de flujo de ................................... autopistas 11-2
Anexo 11-2 Curvas de velocidad y flujo para segmentos básicos de autopistas bajo base
Condiciones ........................................................................................................ 11-3
Pruebas documentales 11-3 ecuaciones que describen las curvas de velocidad-flujo en la Prueba documental 11-2
(Velocidades en mi/h) ...................................................................................... 11-4
Prueba documental 11-4 de los los ejemplos .......................................................... 11-5
Prueba documental 11-5 de los criterios para los segmentos básicos de las autopistas
11-7
Prueba documental 11-6 los para segmentos básicos de autopistas ................... 11-8
Anexo 11-7 Descripción general de la metodología de análisis operacional para productos básicos
Segmentos de autopista ................................................................................... 11-10
Anexo 11-8 Ajuste a FFS para el ancho promedio de .......................................... carril 11-11
Anexo 11-9 Ajuste a FFS para la holgura lateral del lado derecho, fLC (mi/h).. 11-12
Prueba documental 11-10de ECP para vehículos pesados en segmentos generales del terreno
11-15
Prueba documental 11-11relativa a los pces para camiones y autobuses (ET) sobre las mejoras
11-16
Prueba documental 11-12de NPE para vehículos recreativos (ER) sobreactualizaciones
11-17
Prueba documental 11-13de los PCE para camiones y autobuses (Er)sobre rebajas específicas
11-17
Prueba documental 11-14 Sensibilidad de FFS a la densidad total de rampa . 11-19
Prueba documental 11-15 Relación velocidad frente a v/c ............................... 11-20
Anexo 11-16 Datos de entrada requeridos y valores predeterminados para la autopista básica
Segmentos ......................................................................................................... 11-21
Anexo 11-17 Tasas máximas de flujo de servicio en automóviles de pasajeros por hora
por carril para segmentos de autopistas básicas en condiciones básicas . 11-23
Anexo 11-18 Limitaciones del procedimiento ...................................................... 11-26 de los segmentos básicos de la
autopista HCM
Prueba documental 11-19 Lista de problemas de ejemplo ................................. 11-29
Prueba documental 11-20 solución gráfica para el problema 1 ......................... 11-31
Prueba documental 11-21 Determinación de equivalentes de grado compuestos, por ejemplo
Problema 4 ........................................................................................................ 11-37
Anexo 11-22 Tasas de flujo de servicio, volúmenes de servicio y servicio diario
Volúmenes para ejemplo Problema 6 ............................................................ 11-43
Anexo 11-A1 Curvas de rendimiento para camiones .................. 11-45 de 200 lb/hp
Solución 11-A2 - Prueba documental que utiliza el procedimiento de grado compuesto 11-46
contenido
Página 11-ii
Capítulo 11/Segmentos básicos de la
autopista sin peaje
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
1. INTRODUCCIÓN
Los segmentos básicos de autopistas se definen como aquellos segmentos de
autopistas que están fuera de la influencia de maniobras de fusión, divergencia o tejido. En
general, esto significa que la actividad de cambio de carril no está influenciada
significativamente por la presencia de rampas y segmentos de tejido. La actividad de
cambio de carril refleja principalmente el deseo normal de los conductores de optimizar su
eficiencia a través de maniobras de cambio de carril y paso.
VOLUMEN 2: FLUJO ININTERRUMPIDO
10. Instalaciones de la autopista
11. Segmentos
básicos
de
autopistas
12. Segmentos de tejido de autopistas
13. Segmentos de fusión y divergencia
de autopistas
14. Autopistas multilane
15. Autopistas de dos carriles
Una discusión completa de las áreas de influencia se incluye en el Capítulo 10,
Instalaciones de autopistas, con discusión adicional en los Capítulos 12, Segmentos de
tejido de autopistas, y 13, Segmentos de fusión y divergencia de autopistas. En términos
generales, el área de influencia de los segmentos de fusión (en rampa) se extiende por
1,500 pies aguas abajo del punto de fusión; el área de influencia de los segmentos de
divergencia (fuera de rampa) se extiende por 1,500 pies aguas arriba del punto de
divergencia; y el área de influencia de los segmentos de tejido se extiende 500 pies aguas
arriba y aguas abajo del segmento en sí. Esta descripción no pretende sugerir que la
influencia de estos segmentos no pueda extenderse a un rango más amplio,
particularmente en condiciones de descomposición. Sin embargo, en operaciones estables,
estas distancias definen las áreas más afectadas por los movimientos de fusión, divergencia
y tejido. El impacto de las averías en cualquier tipo de segmento de autopista en
segmentos adyacentes se puede abordar utilizando la metodología del Capítulo 10,
Instalaciones de autopistas.
El Capítulo 11, Segmentos básicos de autopistas, proporciona una metodología para
analizar la capacidad y el nivel de servicio (LOS) de los segmentos de autopistas básicas
existentes o planificadas. La metodología también se puede utilizar para aplicaciones de
diseño, donde se puede encontrar el número de carriles necesarios para proporcionar un
LOS objetivo para un caudal de demanda existente o proyectado.
Estos análisis se aplican a segmentos básicos de autopistas con características
uniformes. Los segmentos uniformes deben tener las mismas características geométricas y
de tráfico, incluido un caudal de demanda constante.
Los segmentos de análisis deben tener
condiciones geométricas y de tráfico uniformes,
incluidos los caudales de demanda.
CONDICIONES BÁSICAS
Las condiciones básicas bajo las cuales se logra la capacidad total de un
segmento básico de autopista incluyen buen tiempo, buena visibilidad, sin
incidentes o accidentes, sin actividad en la zona de trabajo y sin deterioro del
pavimento lo suficientemente grave como para afectar las operaciones. La
metodología de este capítulo asume que estas condiciones existen. Si alguna de
estas condiciones no existe, se puede esperar que la velocidad, los LOS y la
capacidad del segmento de autopistas sean peores que los predichos por esta
metodología.
Las condiciones básicas incluyen buen tiempo y
visibilidad y no hay incidentes o accidentes.
Siempre se supone que estas condiciones
existen.
Las condiciones base también incluyen las siguientes condiciones, que se
pueden ajustar a medida que se aplica la metodología para abordar situaciones en
las que estas condiciones no existen:
Capítulo 11/Segmentos básicos de la
autopista sin peaje
Diciembre 2010
Página 11-1
Introducción
Manual de capacidad de carreteras 2010
Las condiciones de base también
•
incluyen vehículos pesados del 0%,
una población de conductores
compuesta por usuarios regulares de
la autopista, y anchos de carril de 12 •
pies y espacios libres mínimos del lado
derecho de 6 pies.
La metodología proporciona ajustes
para situaciones en las que estas
condiciones no se aplican.
No hay vehículos pesados [camiones, autobuses, vehículos recreativos (RVs)] en la
corriente de tráfico;
Una población de conductores compuesta principalmente por usuarios habituales que están
familiarizados con la instalación; y
• Anchos de carril mínimos de 12 pies y espacios libres del lado derecho de 6 pies.
CARACTERÍSTICAS DE FLUJO EN CONDICIONES DE BASE
El flujo de tráfico dentro de los segmentos básicos de las autopistas puede ser muy variado dependiendo de
las condiciones que constriñen el flujo en las ubicaciones de cuello de botella aguas arriba y aguas
abajo. Tales cuellos de botella pueden crearse mediante la fusión, el cruce o el tejido del
tráfico; caídas de carril; actividades de mantenimiento y construcción; accidentes o
incidentes de tráfico; objetos en la carretera; o todo lo anterior. Los cuellos de botella pueden existir incluso cuando un carril no está
completamente
bloqueado. Los bloqueos parciales harán que los conductores reduzcan la velocidad
y desvíen sus rutas. Además, la práctica de la goma cerca de incidentes o accidentes en carretera puede causar
cuellos de botella funcionales.
Tipos de flujo
El capítulo 2 describe con más detalle
los tipos de flujo de tráfico en los
segmentos básicos de las autopistas.
Como se discutió con más detalle en el Capítulo 2, Aplicaciones, el flujo de tráfico
dentro de un segmento básico de autopista se puede clasificar como uno de los tres tipos generales:
subsaturado, descarga de cola y sobresaturado.
» El flujo subsaturado representa las condiciones en las que el flujo de tráfico no
se ve afectado por cuellos de botella aguas arriba o aguas abajo.
• El flujo de descarga de la cola representa el flujo de tráfico que acaba de pasar a través de un cuello
de botella y se
está acelerando de nuevo a las velocidades deseadas por los conductores para las condiciones
prevalecientes. Mientras no exista otro cuello de botella aguas
abajo, el flujo de descarga de la cola es relativamente estable hasta que la cola se descarga
completamente.
® flujo sobresaturado representa las condiciones dentro de una cola que ha realizado una copia de
seguridad de un cuello de botella
indirecto. Estas condiciones de flujo noreflejan las condiciones
prevalecientes del sitio en sí, sino más bien las consecuencias de un problema aguas
abajo. Todo el flujo sobresaturado se considera congestionado.
Un ejemplo de cada uno de los tres tipos de flujo examinados se ilustra en la Prueba documental
11-1, utilizando datos de una autopista en California.
Prueba documental
11-1
Tres tipos de flujo de
autopista
Introducción
Página 11-2
Capítulo 11/Segmentos básicos de la
autopista sin peaje
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
La metodología de análisis para segmentos básicos de autopistas se basa
enteramente en calibraciones de las relaciones velocidad-flujo en condiciones
base con flujo subsaturado. La metodología identifica los casos en los que se ha
producido un error, pero no intenta describir las condiciones de funcionamiento
cuando un segmento ha fallado. La metodología del Capítulo 10, Instalaciones de
autopistas, debe utilizarse para condiciones sobresaturadas.
La metodología básica del segmento de
autopistas se basa en condiciones de
flujo subsaturado.
Curvas de velocidad-flujo para condiciones base
En la Prueba documental 11-2 se muestra un conjunto de curvas de velocidad-flujo para los
segmentos básicos de las autopistas que funcionan en condiciones básicas. Hay cinco curvas, una para
cada uno de los cinco niveles de velocidad de flujo libre (FFS): 75 mi/h, 70 mi/h, 65 mi/h, 60 mi/h y 55
mi/h. Técnicamente hablando, el FFS es la velocidad en la intersección en y de cada curva. En términos
prácticos, hay dos rangos en la forma de las curvas:
• Para cada curva, existe un rango de flujos de 0 pc/h/ln a un punto de desempate en el que la
velocidad permanece constante en el FFS. Los rangos varían para cada una de las curvas de la
siguiente manera:
FFS = 75 mi/h: 0-1.000 pc/h/ln;
FFS = 70 mi/h: 0-1.200 pc/h/ln;
FFS = 65 mi/h: 0-1.400 pc/h/ln;
FFS = 60 mi/h: 0-1.600 pc/h/ln;
FFS = 55 mi/h: 0-1.800 pc/h/ln.
• A velocidades de flujo por encima del punto de interrupción de cada curva, las velocidades
disminuyen a una velocidad creciente hasta que se alcanza la capacidad.
Prueba documental 11-2
Curvas de velocidad-flujo para
segmentos básicos de
autopistas en condiciones
básicas
Caudal (pc/h/ln)
La Prueba documental 11-3 muestra las ecuaciones que definen cada una de las curvas de la Prueba documental 11
2. Debido a que la estimación o medición de la FFS es difícil, y hay una variación considerable en los valores
observados y predichos, no se debe hacer ningún intento de
Capítulo 11/Segmentos básicos de la
autopista sin peaje
Diciembre 2010
Página 11-3
Introducción
Manual de capacidad de carreteras 2010
FFS debe redondearse a las 5 mi/h más
cercanas.
interpolar entre las curvas básicas. FFS debe redondearse a las 5
mi/h más cercanas de la siguiente manera:
• >72,5mi/h <77,5 mi/h:utilizar FFS = 75 mi/h,
• >67,5mi/h <72,5 mi/h:utilizar FFS = 70 mi/h,
• >62,5mi/h <67,5 mi/h:utilizar FFS = 65 mi/h,
• >57,5mi/h <62,5 mi/h:utilizar FFS = 60 mi/h,
• >52,5mi/h <57,5 mi/h:use FFS = 55 mi/h.
Prueba documental 11-3
Ecuaciones que describen
curvas de velocidad-flujo en
Anexo 11-2 (Velocidades en
mi/h)
Ffs
(mi/h)
punto de ruptura
(pc/h/ln)
75
70
65
60
55
1,000
Flujo Ranae >0 <
punto de
75 interrupción
70
65
60
55
1,200
1,400
1,600
1,800
> Capacidad de < de
punto de interrupción
75-0,00001107 (i/p- 1.000) 2
70 - 0,00001160 (vp- 1.200) 2
65 - 0,00001418 (vp- 1.400)2
60 - 0,00001816 (vp- 1.600)2
55 - 0,00002469 (vp - 1.800)2
Notas: FFS = velocidad de flujo libre, vp = caudal de demanda (pc/h/ln) en condiciones de base equivalentes.
El caudal máximo para las ecuaciones es capacidad: 2.400 pc/h/ln para FFS de 70 y 75 mph; 2.350 pc/h/ln
para FFS de 65 mph; 2.300 pc/h/ln para FFS de 60 mph; y 2.250 pc/h/ln para FFS de 55 mph.
La investigación que conduce a estas curvas (2, 2) encontró que varios factores afectan el FFS de un
segmento básico de la autopista, incluyendo el ancho del carril, la holgura del hombro derecho y la densidad
de la rampa. La densidad de rampa es el número promedio de rampas de encendido más rampas de salida
en un rango de 6 millas, 3 millas aguas arriba y 3 millas aguas abajo del punto medio del segmento de
estudio. Es probable que muchos otros factores influyan en FFS: alineación horizontal y vertical, límites de
velocidad publicados, nivel de aplicación de velocidad, condiciones de iluminación y clima. Aunque estos
factores pueden afectar a la SFP, hay poca información disponible que permita su cuantificación.
CAPACIDAD EN CONDICIONES BÁSICAS
Los valores de capacidad base se
refieren al caudal medio en todos los
carriles. Los carriles individuales podrían
tener flujos estables superiores a estos
valores.
Dado que las autopistas generalmente
no operan en condiciones base, los
valores de capacidad observados
normalmente serán más bajos que los
valores de capacidad base.
La capacidad de un segmento básico de la autopista sin peaje bajo condiciones
básicas varía con el FFS. Para FFS de 70 y 75 mi/h, la capacidad es de 2.400 pc/h/ln. Para
niveles menores de FFS, la capacidad disminuye ligeramente. Para FFS de 65 millas por h,
la capacidad es de 2.350 pc/h/ln; para FFS de 60 millas por hora, 2.300 pc/h/ln; y para
FFS de 55 mi/h, 2.250 pc/h/ln.
El Capítulo 10, Instalaciones de autopistas, contiene información que permitiría
reducir estos valores para reflejar las actividades de construcción y mantenimiento a largo
y corto plazo, las condiciones climáticas adversas y los accidentes o incidentes.
Estos valores representan las normas nacionales. Debe recordarse que la capacidad
varía estocásticamente y que cualquier ubicación dada podría tener un valor mayor o
menor. También hay que recordar que la capacidad se refiere al caudal medio en todos los
carriles. Por lo tanto, un segmento de autopista básica de tres carriles con un FFS de 70
millas / h tendría una capacidad base esperada de 3 * 2,400 = 7,200 pc / h. Este flujo no se
distribuiría uniformemente en todos los carriles. Por lo tanto, uno o dos carriles podrían
tener flujos de base estables superiores a 2.400 pc/h/ln.
Como se muestra en la Prueba documental 11-2, se cree que los segmentos básicos de
las autopistas alcanzan una capacidad de aproximadamente 45 automóviles de pasajeros
por milla por carril (pc/mi/ln), que puede variar ligeramente de un lugar a otro. En
esta densidad,
Introducción
Página 11-4
Capítulo 11/Segmentos básicos de la
autopista sin peaje
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
los vehículos están demasiado espaciados para amortiguar el impacto de
cualquier perturbación en el flujo,
como un cambio de carril o un vehículo que entra en la autopista, sin causar
unainterrupción que se propague río arriba.
LOS SEGMENTOS DE AUTOPISTAS BÁSICAS
LOS en un segmento básico de la autopista sin peaje es definido por densidad. Aunque la
lOS para los segmentos básicos de la
autopista es definido por densidad.
velocidad es una preocupación importante de los conductores en relación con la calidad del servicio,
sería difícil describir LOS mediante el uso de la velocidad, ya que permanece constante hasta
caudales de 1.000 a 1.800 pc/h/ln, dependiendo del FFS. La densidad describe la proximidad a otros
vehículos y está relacionada con la libertad de maniobra dentro de la corriente de tráfico. Sin
embargo, a diferencia de la velocidad, la densidad es sensible a los caudales en todo el rango de
flujos.
La Prueba documental 11-4 demuestra visualmente los seis LOS definidos para los segmentos
básicos de las autopistas. Los LOS se definen para representar rangos razonables en las tres variables
de flujo críticas: velocidad, densidad y caudal.
Prueba
documental
11-4
Ejemplos de
LOS
LOS E
Capítulo 11/Segmentos básicos de la
autopista sin peaje
Diciembre 2010
LOS F
Página 11-5
Introducción
Manual de capacidad de carreteras 2010
Autopista LOS descrita
LOS A describe las operaciones de flujo libre. FFS prevalece en la autopista, y los vehículos son
casi completamente sin obstáculos en su capacidad de maniobrar dentro de la corriente de tráfico.
Los efectos de incidentes o averías puntuales se absorben fácilmente.
LOS B representa razonablemente las operaciones de flujo libre, y se mantiene FFS en la
autopista. La capacidad de maniobrar dentro de la corriente de tráfico está ligeramente restringida,
y el nivel general de comodidad física y psicológica proporcionada a los conductores sigue siendo
alto. Los efectos de incidentes menores y averías puntuales todavía se absorben fácilmente.
LOS C proporciona flujo con velocidades cercanas al FFS de la autopista. La libertad de
maniobra dentro de la corriente de tráfico está notablemente restringida, y los cambios de carril
requieren más cuidado y vigilancia por parte del conductor. Los incidentes menores aún pueden
ser absorbidos, pero el deterioro local en la calidad del servicio será significativo. Se puede esperar
que las colas se formen detrás de cualquier bloqueo significativo.
LOS D es el nivel en el que las velocidades comienzan a disminuir con el aumento de los
flujos, con la densidad aumentando más rápidamente. La libertad de maniobra dentro del flujo de
tráfico está seriamente limitada y los conductores experimentan niveles de confort físicos y
psicológicos reducidos. Incluso se puede esperar que los incidentes menores creen colas, porque el
flujo de tráfico tiene poco espacio para absorber las interrupciones.
LOS E describe el funcionamiento a su capacidad. Las operaciones en la autopista a este nivel
son altamente volátiles porque prácticamente no hay brechas utilizables dentro de la corriente de
tráfico, lo que deja poco margen de maniobra dentro de la corriente de tráfico. Cualquier
interrupción en la corriente de tráfico, como los vehículos que entran desde una rampa o un
vehículo que cambia de carril, puede establecer una onda de interrupción que se propaga a lo largo
del flujo de tráfico aguas arriba. A su capacidad, el flujo de tráfico no tiene capacidad para disipar
ni siquiera la interrupción más leve, y se puede esperar que cualquier incidente produzca una
avería grave y colas sustanciales. La comodidad física y psicológica que ofrece a los conductores es
pobre.
LOS F describe la avería, o flujo inestable. Tales condiciones existen dentro de las colas que se
forman detrás de los cuellos de botella. Las averías se producen por varias razones:
• Los incidentes de tráfico pueden reducir temporalmente la capacidad de un segmento
corto, de modo que el número de vehículos que llegan a un punto es mayor que el número
de vehículos que pueden moverse por él.
• Los puntos de congestión recurrente, como los segmentos de fusión o tejido y las caídas de
carril, experimentan una demanda muy alta en la que el número de vehículos que llegan es
mayor que el número de vehículos que se pueden descargar.
• En los análisis que utilizan volúmenes de previsión, el caudal proyectado puede superar la
capacidad estimada de una ubicación determinada.
En todos los casos, el desglose se produce cuando la relación entre la demanda existente y la
capacidad real, o entre la demanda prevista y la capacidad estimada, supera 1,00. Sin embargo, las
operaciones inmediatamente aguas abajo de ese punto, o incluso en ese punto, generalmente se
encuentran en LOS E o cerca de ellos, y las operaciones aguas abajo mejoran (suponiendo
El desglose (LOS F) se produce
siempre que la relación entre la
demanda y la capacidad supere
1,00.
Introducción
que no haya cuellos de botella adicionales aguas abajo) a medida que los vehículos que
descargan se alejan del cuello de botella.
Página 11-6
Capítulo 11/Segmentos básicos de la
autopista sin peaje
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
Las operaciones los f dentro de una cola son el resultado de una avería o cuello de botella
en un punto aguas abajo. En términos prácticos, el punto de la avería tiene una relación v/c
superior a 1,00, y también está etiquetado como LOS F, aunque las operaciones reales en el
punto de avería e inmediatamente aguas abajo pueden reflejar realmente las condiciones de
LOS E. Siempre que existan colas de administración del tráfico debido a una avería, tienen el
potencial de extenderse río arriba para las distancias considerables.
Los efectos de una avería pueden extenderse
aguas arriba por una distancia considerable.
Criterios LOS
Un segmento básico de autopista se puede caracterizar por tres medidas de rendimiento:
densidad en automóviles de pasajeros por milla por carril (pc/mi/ln), velocidad media del
espacio en millas por hora (mi/h) y la relación entre el caudal de la demanda y la capacidad
{v/c). Cada una de estas medidas es una indicación de qué tan bien el tráfico está siendo
acomodado por el segmento básico de la autopista.
Debido a que la velocidad es constante a través de una amplia gama de flujos y la relación
v/c no es directamente discernible para los usuarios de la carretera (excepto a su capacidad), la
medida de servicio para los segmentos básicos de las autopistas es la densidad. La Prueba
documental 11-5 muestra los criterios.
LOS
Densidad f pc/mi/ln)
un
B
C
D
E
F
<11
>11-18
>18-26
>26-35
>35-45
La demanda supera la capacidad >45
Prueba documental 11-5
Criterios
de
LOS
segmentos
básicos
autopistas
Para todos los LOS, los límites de densidad en los segmentos básicos de las autopistas son los
mismos que los de las autopistas de superficie de varios carriles, excepto en el límite de LOS E-F. Las
características del tráfico son tales que las tasas de flujo máximas en cualquier LOS dado son más bajas en
las autopistas de varios carriles que en segmentos de autopistas básicas similares.
La especificación de densidades máximas para LOS A a D se basa en el juicio profesional colectivo de
los miembros del Comité de Capacidad y Calidad de Servicio de Carreteras de la Junta de Investigación
de Transporte. El valor superior mostrado para LOS F (45 pc/mi/ln) es la densidad máxima a la que se
espera que se produzcan flujos sostenidos a su capacidad. En efecto, como se indica en las curvas
velocidad-flujo de la Prueba documental 11-2, cuando se alcanza una densidad de 45 pc/mi/ln, el flujo
está al máximo de su capacidad y la relación v/c es de 1,00.
Sin embargo, en la aplicación de la metodología de este capítulo, los LOS F se identifican cuando la
demanda excede la capacidad porque la metodología analítica no permite la determinación de la densidad
cuando la demanda excede la capacidad. Aunque la densidad será superior a 45 pc/h/ln, se debe aplicar
la metodología del Capítulo 10, Instalaciones de autopistas, para determinar una densidad más precisa
para tales casos.
La Prueba documental 11-6 ilustra el LOS definido en las curvas de velocidad-flujo de base. En una
gráfica de velocidad-flujo, la densidad es una línea de pendiente constante que comienza en el origen. Los
límites los fueron definidos para producir los rangos razonables dentro de cada LOS en estas relaciones
del flujo de velocidad.
Capítulo 11/Segmentos básicos de la
autopista sin peaje
Diciembre 2010
Página 11-7
Introducción
para
de
Manual de capacidad de carreteras 2010
Prueba documental
11-6
LOS para segmentos
básicos de autopistas
DATOS DE ENTRADA NECESARIOS
El análisis de un segmento básico de autopistas requiere detalles sobre las características
geométricas del segmento y las características de demanda de los usuarios del segmento. Esta
sección presenta los datos de entrada requeridos para la metodología básica del segmento de
autopistas; los detalles sobre los parámetros individuales se dan en la sección metodología.
Datos de autopistas
La siguiente información sobre las entidades geométricas del segmento es necesaria para realizar
un análisis (se muestran rangos típicos para estos parámetros):
1. FFS: 55 a 75 mi/h;
2. Número de carriles de autopistas principales (una dirección): al menos dos;
3. Ancho de carril: 10 pies a 12 pies o más;
4. Espacio libre lateral del lado derecho: 0 pies a más de 6 pies;
5. Densidad total de rampa: 0 a 6 rampas/mi; y
6. Terreno: nivelado, ondulado o montañoso, o longitud específica y grado porcentual.
Datos de demanda
Se requiere la siguiente información sobre los usuarios del segmento:
1. Demanda durante la hora de análisis o demanda diaria y factores K y D;
2. Presencia de vehículos pesados (proporción de camiones, autobuses y vehículos recreativos): 0
a 100% en terreno general, o de 0 a 25% o más para grados específicos;
3. Factor de hora pico (PHF): hasta 1,00; y
4. Factor de población del conductor: 0.85 a 1.00.
Duración del período de análisis
El período de análisis para cualquier análisis de autopista es generalmente el período máximo de
15 minutos dentro de la hora pico. Sin embargo, se puede analizar cualquier período de 15 minutos.
Introducción
Página 11-8
Capítulo 11/Segmentos básicos de la
autopista sin peaje
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
2. METODOLOGÍA
La metodología de este capítulo se puede utilizar para analizar la capacidad, los los requisitos de carril y
los efectos de las características de diseño en el rendimiento de los segmentos básicos de autopistas. La
metodología se basa en los resultados de un estudio del NCHRP (2), que ha sido parcialmente actualizado (2).
También se utilizaron varias publicaciones importantes en el desarrollo de la metodología (3-12).
LIMITACIONES DE LA METODOLOGÍA
La metodología de este capítulo no se aplica ni tiene en cuenta (sin modificación por parte
del analista) lo siguiente:
® Carriles especiales reservados para un solo tipo de vehículo, como carriles para
vehículos de alta ocupación (HOV), carriles para camiones y carriles de escalada;
• Control de carril (para restringir el cambio de carril);
• Segmentos extendidos de puentes y túneles;
• Segmentos cerca de una plaza de peaje;
• Instalaciones con FFS menos de 55 mi/h o más de 75 mi/h;
® La influencia de las colas aguas abajo en un segmento;
• Límite de velocidad publicado y prácticas de aplicación;
« Presencia de sistemas de transporte inteligentes (ITS) relacionados con la orientación del
vehículo o del conductor;
• Efectos de mejora de la capacidad de la medición en rampa;
® Efectos operacionales de las condiciones sobresaturadas; y
• Efectos operacionales de las operaciones de construcción.
En la mayoría de los casos que acabamos de citar, el analista tendría que utilizar
herramientas alternativas o basarse en otra información de investigación y desarrollar
modificaciones especiales de esta metodología para incorporar los efectos de cualquiera de las
condiciones citadas. Los efectos operacionales de las condiciones sobresaturadas, los
incidentes, las zonas de trabajo y las condiciones meteorológicas y de iluminación se pueden
evaluar con la metodología del Capítulo 10, Instalaciones de autopistas. Los efectos operativos
de las medidas de gestión activa del tráfico se analizan en el capítulo 35.
Las medidas activas de gestión del tráfico para
las autopistas que se analizan en el capítulo 35
consisten en:
• Medición dinámica de la demanda,
• Precios de congestión,
• Sistemas de información más tra veier,
• Manejo dinámico de iane y hombro,
• Armonización de la velocidad,
• Gestión de incidentes, y
• Gestión del tráfico de la zona de trabajo.
VISIÓN GENERAL DE LA METODOLOGÍA
La metodología de este capítulo es para el análisis de segmentos básicos de autopistas. Un
método para el análisis de longitudes extendidas de autopista compuesta por una combinación
de segmentos básicos de autopistas, segmentos de tejido y segmentos de fusión o divergencia
se encuentra en el Capítulo 10, Instalaciones de autopistas.
Las Pruebas documentales 11 a 7 ilustran la metodología básica utilizada en el análisis
operacional. La metodología también se puede aplicar directamente para determinar el
número de carriles necesarios para proporcionar un LOS objetivo para un volumen
de demanda determinado.
Capítulo 11/Segmentos básicos de la
autopista sin peaje
Diciembre 2010
Página 11-9
metodología
Manual de capacidad de carreteras 2010
Prueba documental 117
Visión general de la
metodología de análisis
operacional
para
segmentos básicos de
autopistas
La Prueba documental 11-7 ilustra la
metodología para el análisis
operacional. Otros tipos de análisis se
describen en la sección Aplicaciones.
PASOS COMPUTACIONALES Paso 1: Datos de
entrada
Para un análisis operativo típico, como se indicó anteriormente, el analista tendría que especificar (con
valores específicos del sitio o predeterminados) el volumen de demanda, el número y el ancho de los
carriles, la separación lateral del lado derecho, la densidad total de rampa, el porcentaje de vehículos
pesados (camiones, autobuses y vehículos recreativos), PHF, el terreno y el factor de población del
conductor.
Paso 2: Calcular FFS
El FFS se puede determinar directamente a partir de mediciones de campo o se puede estimar como se
describe a continuación.
metodología
Página 11-10
Capítulo 11/Segmentos básicos de la
autopista sin peaje
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
Medición de campo de FFS
FFS es la velocidad media de los turismos medida durante períodos de flujo bajo a
FFS es la velocidad media de los automóviles
de pasajeros durante los períodos de flujo bajo
moderado (hasta 1.000 pc/h/ln). Para un segmento de autopista específico, las velocidades
a moderado.
promedio son prácticamente constantes en este rango de caudales. Si el FFS se puede medir
en el campo, esta es la forma preferible de hacer la determinación. Si el FFS se mide
directamente, no se aplican ajustes al valor medido.
El estudio de velocidad debe realizarse en una ubicación que sea representativa del
segmento en un momento en que los caudales sean inferiores a 1.000 pc/h/ln. El estudio de
velocidad debe medir las velocidades de todos los turismos o utilizar una muestra sistemática
(por ejemplo, cada décimo coche en cada carril). Debe obtenerse una muestra de al menos 100
velocidades de turismo. Se puede utilizar cualquier técnica de medición de velocidad que se
haya encontrado aceptable para otros tipos de aplicaciones de ingeniería de tráfico.
En publicaciones estándar de ingeniería de tráfico, como el Manual de Estudios de Ingeniería
de Tráfico del Instituto de Ingenieros de Transporte (11), se proporciona orientación adicional
sobre la realización de estudios de velocidad.
Estimación de FFS
No es posible realizar mediciones de campo para instalaciones futuras, y la medición de
campo puede no ser posible o práctica en todos los casos existentes. En tales casos, el FFS del
segmento puede estimarse utilizando la ecuación 11-1, que se basa en las características físicas
del segmento en estudio:
FFS = 75,4 - fLW - flc - 3,22 FRD08i
Ecuación 11-1
Dónde
FFS = FFS del segmento básico de la autopista sin peaje (mi/h),
fLiv = ajuste para la anchura del carril (mi/h),
fLC = ajuste para la holgura lateral del lado derecho (mi/h), y TRD = densidad total de la
rampa (rampas/mi).
Base FFS
Esta metodología cubre segmentos básicos de autopistas con FFSs que van desde 55 mi/h
a 75 mi/h. Por lo tanto, el algoritmo predictivo debe comenzar con una velocidad base de 75
mi/h o superior. Se eligió un valor de 75,4 mi/h, ya que resultó en las predicciones más
precisas en comparación con los datos recopilados en 2008.
Ajuste para el ancho de carril
La condición base para el ancho del carril es de 12 pies o más. Cuando el ancho de carril
promedio en todos los carriles es inferior a 12 pies, el FFS se ve afectado negativamente.
En las Pruebas documentales 11 a 8 se muestran ajustes para reflejar el efecto de una anchura
media de carril más estrecha.
Ancho de carril promedio (ft)
Reducción de FFS, /^(mi/h)
>12
0.0
>11-12
>10-11
Capítulo 11/Segmentos básicos de la
autopista sin peaje
Diciembre 2010
1.9
Prueba documental 11-8
Ajuste a FFS para el ancho de
carril promedio
6.6
Página 11-11
metodología
Manual de capacidad de carreteras 2010
Ajuste para la holgura lateral
La condición de base para el espacio libre lateral del lado derecho es de 6 pies o más. El espacio
libre lateral se mide desde el borde derecho del carril de viaje hasta la obstrucción lateral más cercana.
Se debe tener cuidado para identificar una "obstrucción lateral". Algunas obstrucciones pueden ser
continuas, como muros de contención, barreras de concreto, barandillas o bordillos de barrera. Otros
pueden ser periódicos, como soportes ligeros o estribos de puente. En algunos casos, los conductores
pueden acostumbrarse a ciertos tipos de obstrucciones, lo que a menudo hace que su influencia en el
tráfico sea insignificante.
La Prueba documental 11-9 muestra los ajustes en la FFS base debido a la existencia de
obstrucciones más cercanas a 6 pies del borde derecho del carril de viaje. Las distancias medias de 2
pies o más generalmente tienen poco impacto en el tráfico. No hay ajustes disponibles para reflejar la
presencia de obstrucciones laterales del lado izquierdo más cerca de 2 pies del borde del carril de viaje
izquierdo. Tales situaciones son, sin embargo, bastante raras en las autopistas modernas, excepto en
zonas de trabajo restringidas.
Prueba documental 11-9
Ajuste a FFS para la holgura
lateral del lado derecho, fLC
(mi/h)
Lado derecho
lateral
Espacio libre
(pies)>6
5
4
3
2
1
0
2
Carriles en una dirección 3 4
0.0
0.0
>5
0.0
0.0
0.2
0.1
0.6
0.4
1.2
0.8
0.4
1.8
1.2
0.6
1.6
0.8
2.0
1.0
0.3
0.4
0.5
2.4
1.2
0.6
2.4
3.0
3.6
0.2
El impacto de una restricción de holgura lateral del lado derecho depende tanto de la distancia a la
obstrucción como del número de carriles en una dirección en el segmento básico de la autopista. Una
restricción de espacio libre lateral hace que los vehículos en el carril derecho se muevan un poco hacia
la izquierda. Este movimiento, a su vez, afecta a los vehículos en el siguiente carril. A medida que
aumenta el número de carriles, el efecto general en las operaciones de las autopistas disminuye.
Densidad total de rampa
La ecuación 11-1 incluye un término que explica el impacto de la densidad total de rampa en FFS. La
densidad total de rampas se define como el número de rampas (de encendido y apagado, una dirección)
ubicadas entre 3 millas aguas arriba y 3 millas aguas abajo del punto medio del segmento básico de la
autopista en estudio, dividido por 6 millas. Se ha encontrado que la densidad total de rampa es una
medida del impacto de la fusión y la divergencia de vehículos en FFS.
Paso 3: Seleccione la curva FFS
Como se señaló anteriormente, una vez que se determina el FFS del segmento básico de la autopista,
se selecciona una de las cinco curvas de velocidad-flujo de base (Prueba documental 11-2) para su uso en
el análisis. No se recomienda la interpolación entre curvas. Los criterios para seleccionar una curva
apropiada se dieron en el texto que sigue a la Prueba documental 11-2.
Paso 4: Ajustar el volumen de demanda
Dado que las curvas básicas de velocidad-flujo de la Prueba documental 11-2 se basan en los
caudales de los turismos equivalentes por hora, la población de conductores está dominada por
metodología
Página 11-12
Capítulo 11/Segmentos básicos de la
autopista sin peaje
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
los usuarios habituales del segmento de autopistas básicas, los volúmenes de demanda
expresados en vehículos por hora en condiciones prevalecientes deben convertirse a esta
base. La ecuación 11-2 se utiliza para este ajuste:
Ecuación 11-2
Dónde
vp = caudal de demanda en condiciones básicas equivalentes (pc/h/ln),
V = volumen de la demanda en condiciones prevalecientes (veh/h),
PHF = factor de hora punta,
N = número de carriles en la dirección del análisis, fHV = factor de ajuste para la presencia de vehículos
pesados en el flujo de tráfico, y fp = factor de ajuste para poblaciones de conductores desconocidos.
Factor de hora pico
El PHF representa la variación en el flujo de tráfico dentro de una hora. Las observaciones del flujo de
tráfico indican consistentemente que las tasas de flujo encontradas en el pico de 15 minutos dentro de una
hora no se mantienen durante toda la hora. La aplicación del PHF en la ecuación 11-2 explica este fenómeno.
En las autopistas, los PHF típicos oscilan entre 0,85 y 0,98 (13). Los valores más bajos dentro de ese
rango son típicos de las condiciones de menor volumen. Los valores más altos dentro de ese rango son
típicos de las condiciones de horas pico urbanas y suburbanas. Los datos de campo deben utilizarse si es
posible para desarrollar PHFs que representen las condiciones locales.
Ajuste para vehículos pesados
Un vehículo pesado se define como cualquier vehículo con más de cuatro ruedas en el suelo durante el
funcionamiento normal. Tales vehículos generalmente se clasifican como camiones, autobuses o vehículos
recreativos. Los camiones cubren una amplia variedad de vehículos, desde camiones de una sola unidad con
neumáticos traseros dobles hasta combinaciones de tractocamiones de triple unidad. Sin embargo, las
camionetas de pequeño panel o camioneta con solo cuatro ruedas se clasifican como automóviles de
pasajeros. Los autobuses incluyen autobuses interurbanos, autobuses de transporte público y autobuses
escolares. Debido a que los autobuses son en muchos sentidos similares a los camiones de una sola unidad,
ambos tipos de vehículos se consideran en una categoría. Los vehículos recreativos incluyen una amplia
variedad de vehículos, desde autocaravanas autónomas hasta automóviles y camiones pequeños con
remolques (para barcos, vehículos todo terreno u otros medios de transporte), debe tenerse en cuenta que la
mayoría de los vehículos utilitarios deportivos tienen solo cuatro ruedas y, por lo tanto, se clasifican como
automóviles de pasajeros. El factor de ajuste de vehículos pesados fHV se calcula de la siguiente manera:
Ecuación 11-3
Capítulo 11/Segmentos básicos de la
autopista sin peaje
Diciembre 2010
Página 11-13
metodología
Manual de capacidad de carreteras 2010
Dónde
fHV = factor de ajuste de vehículos pesados,
PT = proporción de camiones y autobuses en el flujo de tráfico,
PR = proporción de RVs en flujo de tráfico,
ET = equivalente de automóvil de pasajeros (PCE) de un camión o autobús en el flujo de tráfico, y
ER = PCE de un rv en la secuencia de tráfico.
El factor de ajuste se encuentra en un proceso de dos pasos. En primer lugar, el PCE para cada camión o
autobús y RV se encuentra para las condiciones prevalecientes en estudio. Estos valores de equivalencia
representan el número de automóviles de pasajeros que utilizarían la misma cantidad de capacidad de
autopista que un camión, autobús o RV en las condiciones prevalecientes. En segundo lugar, la ecuación 11-3
se utiliza para convertir los valores de PCE en el factor de ajuste.
En muchos casos, los camiones serán el único tipo de vehículo pesado presente en el flujo de tráfico. En
otros, el porcentaje de vehículos recreativos será pequeño en comparación con los camiones y autobuses. Si la
relación entre camiones y autobuses y vehículos recreativos es de 5:1 o superior, todos los vehículos pesados
pueden ser (pero no tienen que ser) considerados como camiones.
El efecto de los vehículos pesados en el flujo de tráfico depende del terreno y de las condiciones de
pendiente, así como de la composición del tráfico. Los PCE se pueden seleccionar para una de las tres
condiciones siguientes:
® Segmentos
de autopistas extendidas en terreno general,
•
Actualizaciones específicas, o
•
Degradaciones específicas.
Cada una de estas condiciones se define con mayor precisión y se discute a continuación.
Equivalentes para segmentos generales del terreno
El terreno general se refiere a longitudes extendidas de autopista que contienen una serie de mejoras y
degradaciones donde ninguna pendiente es lo suficientemente larga o empinada como para tener un impacto
significativo en la operación del segmento general. Como guía para esta determinación, el análisis de
segmentos extendidos se puede aplicar donde los grados son <2% y <0.25 mi de largo, o donde los grados
entre 2% y 3% son <0.50 mi de largo. Para esta determinación, cada actualización y degradación se considera
un solo grado, incluso si el grado no es uniforme. La longitud total de la actualización o degradación se
utiliza con la pendiente más empinada que contiene. Hay tres categorías de terreno general:
® terreno Eevel: Cualquier combinación de pendientes y alineación horizontal o vertical que permita
a los vehículos pesados mantener la misma velocidad que los turismos. Este tipo de terreno
normalmente contiene pendientes cortas de no más del 2%.
® terreno rodante: Cualquier combinación de grados y alineación horizontal o vertical que hace que
los vehículos pesados reduzcan su velocidad sustancialmente por debajo de la de los
automóviles de pasajeros, pero que no hace que los vehículos pesados operen a velocidades de
arrastre para cualquier longitud significativa
metodología
Página 11-14
Capítulo 11/Segmentos básicos de la
autopista sin peaje
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
de tiempo o a intervalos frecuentes. La velocidad de rastreo es la velocidad máxima sostenida que
los camiones pueden mantener en una actualización extendida de un porcentaje
determinado. Si la pendiente es lo suficientemente larga, los camiones se verán obligados a
desacelerar a la velocidad de arrastre, que pueden mantener durante distancias extendidas. El
Apéndice A contiene curvas de rendimiento de camiones que ilustran la velocidad de arrastre y la
longitud de la pendiente.
• Terreno montañoso: Cualquier combinación de pendientes y alineación horizontal y vertical que hace
que los vehículos pesados operen avelocidad de arrastre
durante distancias significativas o a intervalos frecuentes.
El terreno montañoso es relativamente raro. En general, en segmentos lo suficientemente
La categoría de terreno montañoso rara vez se
usa, porque los grados individuales serán
típicamente más largos, más empinados o
ambos, ¡que los criterios para los géneros!
análisis del terreno.
severos como para causar el tipo de operación descrita para el terreno montañoso, las pendientes
individuales erán más largas o empinadas, o ambas, que los criterios para el análisis general del
terreno.
En la Prueba documental 11-10 se muestran los NPE para camiones y autobuses y los vehículos
recreativos en segmentos generales del terreno.
vehículo
Camiones y
autobuses,
RVs,EETR
nivel
PCE bv TvDe de laminación del
terreno
1.5
1.2
2.5
2.0
Prueba documental 11-10
montañoso
4.5
4.0
EPE para vehículos pesados en
general
Segmentos de terreno
Equivalentes para actualizaciones específicas
Cualquier grado de autopista entre 2% y 3% y más de 0.5 mi o 3% o mayor y más de 0.25 mi debe
considerarse un segmento separado. El análisis de dichos segmentos debe considerar las condiciones de
actualización y las condiciones de degradación por separado, así como si el grado es un grado único y
aislado de porcentaje constante o parte de una serie que forma un grado compuesto. El análisis de los
grados compuestos se analiza en el Apéndice A.
Varios estudios han demostrado que las poblaciones de camiones de autopistas tienen una relación
promedio de peso a caballo de fuerza entre 125 y 150 lb / hp. Esta metodología adopta PCEs que están
calibrados para una mezcla de camiones y autobuses en esta gama. Los vehículos recreativos varían
considerablemente tanto en tipo como en características e incluyen todo, desde automóviles con
remolques hasta campistas móviles autónomos. Además de la variabilidad de las características del
vehículo, los conductores de vehículos recreativos no suelen ser profesionales, y su grado de habilidad en
el manejo de dichos vehículos también varía ampliamente. Las proporciones típicas de peso a caballo de
fuerza de RV varían de 30 a 60 lb / hp.
Las Pruebas documentales 11 a 11 y 11 a 12 dan valores de ET para camiones y autobuses y ER para
vehículos recreativos, respectivamente. Estos factores varían con el porcentaje de grado, la longitud del
grado y la proporción de vehículos pesados en el flujo de tráfico. Los valores máximos se producen
cuando sólo hay unos pocos vehículos pesados en el flujo de tráfico. Los equivalentes disminuyen a
medida que aumenta el número de vehículos pesados porque estos vehículos tienden a formar pelotones.
Debido a que los vehículos pesados tienen características de funcionamiento más uniformes, se crean
menos brechas grandes en el flujo de tráfico cuando se ensan, y el impacto de un solo vehículo pesado en
un pelotón es menos severo que el de un solo vehículo pesado en un flujo de automóviles principalmente
de pasajeros. Sin embargo, el impacto agregado de los vehículos pesados en el flujo de tráfico aumenta a
medida que aumentan el número y los porcentajes de vehículos pesados.
Capítulo 11/Segmentos básicos de autopistas
Diciembre 2010
Página 11-15
Metodología
Manual de capacidad de carreteras 2010
La longitud de grado debe incluir el 25%
de la longitud de las curvas verticales al
principio y al final de la pendiente.
Con dos actualizaciones consecutivas, se
debe incluir el 50% de la longitud de la
curva vertical Uniéndose a ellos.
El punto de interés suele ser el lugar
donde los vehículos pesados tendrían el
mayor impacto en las operaciones: la
parte superior de una pendiente, la
parte superior de la pendiente más
empinada de una serie, o un cruce de
rampa, por ejemplo.
Prueba documental 1111
PCEs para camiones y
autobuses (fr) en
actualizaciones
La longitud de la pendiente generalmente se toma de un perfil de carretera. Por lo
general, incluye la parte recta del grado más alguna parte de las curvas verticales
al principio y al final del grado. Se recomienda que el 25% de la longitud
de las curvas verticales en ambos extremos de la pendiente se incluya en la longitud. Cuando
dos actualizaciones consecutivas están presentes, el 50% de la longitud de la curva verticalque las
une se incluye en la longitud de cada grado.
En el análisis de las mejoras, el punto de interés es generalmente al final de la pendiente, donde
los vehículos pesados tendrían el máximo efecto en las operaciones.
Sin embargo, si se está analizando un cruce de rampa, por ejemplo,se utilizaría la longitud de
la pendiente hasta el punto de fusión o divergencia.
En grados compuestos, la inclinación relativa de los segmentos es importante. Si una
actualización del 5% va seguida de una actualización del 2%, por ejemplo, el impacto
máximo de los vehículos pesados es más probable al final del segmento del 5%. Se espera
que los vehículos pesados aceleren después de entrar en el segmento del 2%.
Actualizar
(%)
<2
>2-3
> J—^T
>4-5
>5-6
>b
Nota:
metodología
2%
ProDorción de Camiones y Autobuses
4% 5% 6% 8% 10% 15%
20%
todo
0.00-0.25
>0.25-0.50
>0,50-0,75
>0.75-1.00
>1,00-1,50
>1,50
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
2.5
3.0
2.5
3.0
2.5
2.5
2.5
2.5
0.00-0.25
>0.25-0.50
>0,50-0,75
>0.75-1.00
>1,00-1,50
>1,50
1.5
1.5
2.5
3.0
3.5
4.0
2.5
3.0
3.5
3.5
0.00-0.25
>0.25-0.50
>0,50-0,75
>0.75-1.00
>1,00
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
1.5
1.5
1.5
1.5
2.5
3.0
3.5
2.5
3.0
3.5
2.5
3.0
3.0
2.5
3.0
3.0
2.5
3.0
3.0
0.00-0.25
>0.25-0.30
>0,30-0,50
>0,50-0,75
>0.75-1.00
>1,00
2.0
2.0
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
1.5
1.5
1.5
1.5
2.5
3.0
3.0
3.5
2.5
3.0
3.0
3.5
2.5
3.0
3.0
3.5
2.5
3.0
3.0
3.5
2.5
3.0
3.0
3.5
0.00-0.25
>0.25-0.30
>0,30-0,50
>0,50-0,75
>0.75-1.00
>1,00
4.0
4.5
5.0
5.5
3.0
4.0
4.5
5.0
5.5
7.0
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
largura
(mi)
2.0
2.0
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
6.0
2.0
2.0
3.0
4.0
4.5
5.0
5.0
>25%
2.0
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
2.5
3.0
3.0
2.5
3.0
3.0
2.5
3.0
3.0
2.5
3.0
3.0
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.5
3.0
3.0
3.5
4.0
4.5
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.5
2.5
3.0
3.5
4.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.5
2.5
3.0
3.5
4.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
1.0
2.5
2.5
3.0
3.5
4.0
Se recomienda interpolar para el porcentaje de camiones y autobuses al 0,1 más cercano.
Página 11-16
Capítulo 11/Segmentos básicos de la
autopista sin peaje
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
Actualizar
largura
(mi)
2%
4%
5%
ProDortion de RVs
6%
8% 10%
<2
todo
0.00-0.50
>0,50
0.00-0.25
>0.25-0.50
>0,50
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
2.0
1.2
2.0
1.2
2.0
2.0
>4-5
0.00-0.25
>0.25-0.50
>0,50
2.5
4.0
4.5
2.0
1.2
2.0
2.0
>5
0.00-0.25
>0.25-0.50
>0,50
4.0
3.0
4.0
4.5
(%)
>2-3
>3-4
Nota:
3.0
2.5
3.0
6.0
6.0
1.5
2.5
2.5
3.0
3.5
1.5
2.5
2.0
3.0
3.0
2.5
4.0
4.0
1.5
1.5
2.5
2.0
Prueba documental 11-12
15%
20%
>25%
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
2.0
1.5
1.5
1.2
1.2
1.2
1.2
1.5
1.5
1.5
1.5
3.0
3.0
1.5
2.5
3.0
1.5
2.5
2.5
1.5
2.5
3.5
4.0
2.5
3.0
3.5
2.0
2.0
2.0
2.5
3.0
3.0
2.5
3.0
PCEs para RVs (£*) en
actualizaciones
1.5
1.5
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
1.5
2.0
2.0
2.5
2.5
La interpolación para el porcentaje de RVs se recomienda al 0.1 más cercano.
Equivalentes para degradaciones específicas
El conocimiento de los impactos específicos de los vehículos pesados en las condiciones de funcionamiento
en las rebajas de categoría es limitado. En general, si la degradación no es lo suficientemente severa como para
hacer que los camiones cambien a una marcha más baja (para activar el frenado del motor), los vehículos
pesados pueden ser tratados como si estuvieran en segmentos de terreno nivelados. Cuando una degradación
es severa, los camiones a menudo deben usar engranajes bajos para evitar ganar demasiada velocidad y salirse
de control. En tales casos, su efecto en las condiciones de funcionamiento es más significativo que en el terreno
llano. En la Prueba documental 11-13 se dan valores de ET para esta situación.
degradar
(%)
<4
4-5
>5-6
ProDortion de camiones y
autobuses
10%
15%
Prueba documental 11-13
Longitud de
Grado (mi)
5%
todo
1.5
1.5
1.5
1.5
<4
>4
<4
>4
1.5
1.5
1.5
1.5
5.5
1.5
4.0
<4
>4
1.5
7.5
2.0
>20%
2.0
2.0
1.5
4.0
1.5
1.5
1.5
3.0
1.5
1.5
5.5
1.5
4.5
6.0
En las degradaciones, los vehículos recreativos siempre se tratan como si
estuvieran en terrenos llanos; ER es por lo tanto siempre 1.2 en downgrades sin
importar la longitud o la severidad del downgrade o el porcentaje de RVs en la
secuencia de tráfico.
Equivalentes para grados compuestos
La alineación vertical de la mayoría de las autopistas da como resultado una
serie continua de grados. A menudo es necesario determinar el efecto de una
serie de grados en sucesión. La técnica más sencilla es calcular la calificación
promedio desde el principio de la calificación compuesta hasta el punto de
interés. La calificación promedio se define como el aumento total desde el
comienzo de la calificación compuesta hasta el punto en cuestión dividido por la
duración de la calificación (hasta el punto de interés).
La técnica de grado promedio es un enfoque aceptable para los grados en los
que todas las subsecciones son menos del 4% o la longitud total del grado es
inferior a 4,000 pies. Para grados compuestos más severos, una técnica detallada
se presenta en el Apéndice A. Esta técnica utiliza curvas de rendimiento del
vehículo y velocidades equivalentes para determinar el grado simple equivalente
para el análisis.
Capítulo 11/Segmentos básicos de la
autopista sin peaje
Diciembre 2010
Página 11-17
PCEs para camiones y autobuses
(£r) en degradaciones específicas
ER es siempre 1.2 en downgrades.
El grado promedio se puede utilizar cuando todos
los grados de componentes están <4% o la
longitud total de los grados es de <4,000 pies.
El Apéndice A proporciona un método para
abordar los grados compuestos más severos.
metodología
Manual de capacidad de carreteras 2010
Un fp-vatue de 1.00 generalmente se
debe utilizar, reflejando a los conductores
que son usuarios regulares de la autopista.
Ajuste para la población del conductor
Las características básicas del flujo de tráfico para los segmentos básicos de la
autopista son representativas de los flujos de tráfico compuestos principalmente
por viajeros o conductores que están familiarizados con la instalación.
Generalmente se acepta que los flujos de tráfico con diferentes características (por
ejemplo, conductores recreativos) utilizan las autopistas de manera menos
eficiente. Aunque los datos son escasos y los resultados reportados varían
sustancialmente, se han reportado capacidades significativamente menores los
fines de semana, particularmente en áreas recreativas. En general, puede
suponerse que la reducción de la capacidad (LOS E) se extiende a las tasas de
flujo de servicio y a los volúmenes de servicio también para otros LOS.
El factor de ajuste^ se utiliza para reflejar el efecto de la población de
conductores. Los valores de f oscilan entre 0,85 y 1,00 en la mayoría de los casos,
aunque se han observado valores más bajos en casos aislados. En general, el
analista debe utilizar un valor de 1,00, que refleja a los viajeros o conductores
acostumbrados de otra manera, a menos que haya suficiente evidencia de que se
debe utilizar un valor más bajo. Cuando se necesita una mayor precisión, se
recomiendan estudios comparativos de campo del flujo y las velocidades del
tráfico de cercanías y recreativos.
¿Existe LOS F?
En este punto, el volumen de demanda se ha convertido en un caudal de
demanda en turismos por hora y carril en condiciones de base equivalentes. Esta
tasa de demanda debe compararse con la capacidad base del segmento básico de
autopistas (2.400 pc/h/ln para FFS = 75 mi/h y 70 mi/h; 2.350 pc/h/ln para FFS
= 65 mi/h; 2.300 pc/h/ln para FFS = 60 mi/h; 2.250 pc/h/ln para FFS = 55
mi/h).
Si la demanda excede la capacidad, el LOS es F, y se ha identificado un
desglose. Para analizar los impactos de tal desglose, se debe utilizar la
metodología del Capítulo 10, Instalaciones de autopistas. No es posible realizar
más análisis utilizando la metodología del presente capítulo.
Si la demanda es menor o igual que la capacidad, el análisis continúa con el
paso 5.
Paso 5: Estimar velocidad y densidad
En este punto de la metodología, se han determinado los siguientes factores:
a) la FFS y la curva FFS apropiada para su uso en el análisis, yb)el caudal de
demanda expresado enturismos por hora por carril en condiciones de base
equivalentes. Con esta información, se puede determinar la velocidad y densidad
estimadas del flujo de tráfico.
Con las ecuaciones especificadas en la Prueba documental 11-3, se puede
calcular la velocidad media prevista del flujo de tráfico. También se puede
realizar una solución gráfica con la Prueba documental 11-2.
Con la velocidad estimada determinada, la ecuación 11-4 se utiliza para
estimar la densidad de la corriente de tráfico:
metodología
Página 11-18
Capítulo 11/Segmentos básicos de la
autopista sin peaje
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
Ecuación 11-4
S
Dónde
D = densidad (pc/mi/ln),
vp = caudal de demanda (pc/h/ln), y
S = velocidad media del flujo de tráfico en condiciones básicas (mi/h).
Como se ha señalado, la ecuación 11-4 sólo se utiliza cuando la v/c es menor o igual que
1,00. Todos los casos en los que esta relación es mayor que 1,00 son LOS F. En estos casos, la
velocidad S estará fuera del rango de la Prueba documental 11-3 y la Prueba documental 114, y no se puede estimar ninguna velocidad.
Cuando existe LOS F, se insta al analista a consultar el Capítulo 10, Instalaciones de
autopistas, que permite un análisis de los impactos temporales y espaciales de una avería,
incluidos sus efectos en los segmentos aguas arriba y aguas abajo.
Paso 6: Determinar LOS
La Prueba documental 11-5 se introduce con la densidad obtenida de la ecuación 11-4
para determinar la LOS prevaleciente esperada.
SENSIBILIDAD DE LOS RESULTADOS
El FFS de los segmentos básicos de la autopista es el más sensible a la densidad total de
la rampa. El Anexo 11-14 ilustra la FFS resultante cuando la densidad total de rampa varía
de 0 rampas/mi a 6 rampas/mi. Se asumen anchos de carril estándar y espacios libres del
lado derecho. Una autopista con 0 rampas/mi representa un caso en el que no hay rampas
dentro de 3 mi a cada lado de la ubicación del estudio. Esta situación se produce
principalmente en las zonas rurales, donde los intercambios pueden estar a 10 o más millas
de distancia. En casos raros, pueden existir densidades de rampa superiores a 6 rampas/mi,
particularmente en áreas urbanas densas.
La autopista FFS es la más sensible a la
densidad de la rampa totai.
Prueba documental 11-14
Sensibilidad de FFS a
densidad total de la rampa
Capítulo 11/Segmentos básicos de la
autopista sin peaje
Diciembre 2010
Página 11-19
metodología
la
Manual de capacidad de carreteras 2010
Cada rampa de encendido y salida
Las densidades totales más altas de la rampa representan situaciones suburbanas y urbanas
en la dirección de viaje se cuenta
cuando se determina la densidad así como el tipo de intercambios presentes. La mayoría de los intercambios implican de dos a cuatro
total de la rampa.
rampas. Una hoja de trébol completa, por ejemplo, tiene cuatro rampas: dos rampas de encendido
y dos rampas de salida en cada dirección. Un intercambio de diamantes tiene dos rampas en cada
dirección: una en rampa y una fuera de rampa. Por lo tanto, una autopista con dos intercambios de
hoja de trébol totalmente contenidos dentro de 1 mi tendría una densidad de rampa total de 8
rampas / mi. Una autopista con dos intercambiadores de diamantes completamente contenidos
dentro de 1 mi tendría una densidad total de 4 rampas / mi. Este hallazgo sugiere que en cualquier
situación dada (con flujos de demanda comparables), los intercambios de hojas de trébol tendrán
un mayor impacto negativo en FFS que los intercambios de diamantes.
Aunque las Pruebas documentales 11 a 14 no son de línea recta, la pendiente es
relativamente constante. En promedio, una facilidad de in crde 2 rampas / mi en la densidad
total de rampa causa una caída en FFS de aproximadamente 5 mi / h. Una reducción de las EFP,
por supuesto, implica reducciones en la capacidad y los volúmenes de servicio.
La Prueba documental 11-15 muestra la relación entre la velocidad y la relación de compite.
Como era de esperar, las formas de estas curvas son similares a las curvas básicas de velocidadflujo de la Prueba documental 11-2. La velocidad no comienza a disminuir hasta que una
relación de compite de 0,42 a 0 Se alcanza 80, dependiendo del FFS.
Prueba
documental 1115
Relación velocidad versus
v/c
metodología
Página 11-20
Capítulo 11/Segmentos básicos de la
autopista sin peaje
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
3. Aplicaciones
La metodología de este capítulo es relativamente sencilla, por lo que se puede utilizar directamente
en cualquiera de las cuatro aplicaciones:
0. Análisis operativo: Todas las condiciones del tráfico y de la calzada se especifican para una instalación
existente o una instalación futura con condiciones previstas. Se determina el LOS existente o
esperado.
1. Análisis de diseño: se utiliza un volumen de demanda previsto y se especifican parámetros de
diseño clave (por ejemplo, ancho de carril y espacio libre lateral). Se determina el número de
carriles necesarios para entregar un LOS objetivo.
2. Planning e ingeniería preliminar: El escenario básico es el mismo que el del análisis de diseño,
excepto que el análisis se realiza en una etapa mucho más temprana del proceso de desarrollo. Las
entradas incluyen valores predeterminados y el volumen de demanda suele ser el estado de como
un valor de tráfico diario promedio anual (AADT).
3. Tasas de flujo de servicio y volúmenes de servicio: La tasa de flujo de servicio, el volumen de servicio o
el volumen de servicio diario, o los tres, se estiman para cada LOS para una instalación existente o
futura. Todas las condiciones del tráfico y de la calzada deben especificarse para este tipo de
análisis.
Debido a que la metodología y sus algoritmos son simples y no implican iteraciones, todos los tipos
de análisis citados se pueden hacer sin el enfoque de ensayo y error requerido por muchas otras
metodologías del Manual de Capacidad de Carreteras (HCM).
VALORES PREDETERMINADOS
Al utilizar la metodología de este capítulo, se necesita una gama de datos de entrada. La mayoría de
estos datos deben ser valores medidos en el campo o estimados para el segmento específico considerado.
Cuando algunos de los datos no están disponibles, se pueden utilizar los valores predeterminados. Sin
embargo, el uso de valores predeterminados afectará a la precisión de la salida. En la Prueba documental
11 a 16 se muestran los datos necesarios para realizar un análisis operacional y los valores por defecto
recomendados cuando no se dispone de datos específicos del sitio (13).
V a l o r e s _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ p r e d e t e r m i n a d o s de datos necesarios
Datos geométricos
Número de carriles en una dirección Anchura
del carril (pies)
Despeje lateral del lado derecho (ft)
Densidad de rampa (rampas/mi) Terreno o
grado específico (%, longitud) FFS (mi/h)
Duración del período de análisis (min)Length
of analysis period (min)
PHF
Prueba documental 11-16
Datos de entrada necesarios y
valores predeterminados para los
segmentos básicos de autopistas
No hay valor predeterminado, debe tener un valor
específico del sitio de 12 pies 10 pies
Sin valor predeterminado, debe tener un valor específico
del sitio Sin valor predeterminado, debe tener el valor
específico del sitio Urbano, 70 mi/h; rural, 75 mi/h
Datos de demanda
15 minutos
0.94
Proporción de vehículos pesados (%)
Factor de población del conductor
Urbano, 5%; rural, 12%*
1.00
* Los valores predeterminados alternativos específicos del estado para el porcentaje de vehículos
pesados se dan en el capítulo 26.
Capítulo 11/Segmentos básicos de la
autopista sin peaje
Diciembre 2010
Página 11-21
Aplicaciones
Manual de capacidad de carreteras 2010
El analista también puede reemplazar los valores predeterminados de la Prueba documental 1116 por valores predeterminados que se han calibrado localmente.
La investigación sobre el porcentaje de vehículos pesados en instalaciones de flujo
ininterrumpido (13) encontró una amplia gama de valores promedio de un estado a otro. El
capítulo 26 proporciona valores por defecto alternativos para el porcentaje de vehículos pesados por
población estatal y de área sobrela base de los datos del Sistema de Monitoreo del Rendimiento de
lasCarreteras de 2004. Cuando los estados o las jurisdicciones locales han desarrollado sus propios
valores, estos pueden ser sustituidos. Es posible que los analistas también deseen desarrollar sus
propios valores predeterminados basados en datos más recientes.
ESTABLECER LÍMITES DE ANÁLISIS
Los cruces de rampa, los cambios de
pendiente del 2% o más, los cambios
en las características geométricas de
la autopista y los cambios en el límite
de velocidad son lugares donde se
deben establecer límites básicos del
segmento de la autopista.
Determinación de la capacidad o requisitosloss uniformes de tráfico y condiciones de la calzada en
el segmento de análisis. Por lo tanto, cualquier punto donde las condiciones de la calzada o del tráfico
cambien debe marcar un límite del segmento de análisis.
En cada cruce de rampa-autopista, el volumen de demanda cambia (a medida que algunos
vehículos entran o salen de la corriente de tráfico). Por lo tanto, cualquier cruce de rampa debe marcar
un límite entre los segmentos básicos adyacentes de la autopista.
Además de los cruces de rampa-autopista, las siguientes condiciones generalmente dictan que se
debe establecer un límite entre los segmentos de la autopista basic:
® Cambio en el número de carriles (sección transversal),
* Cambios en la anchura del carril o en el despeje lateral,
® cambio de grado de 2% o más en un grado específico o compuesto,
® Cambio en la categoría de terreno (para segmentos de terreno generales), o
® Cambio en el límite de velocidad publicado.
Este último no está directamente involucrado en el análisis de un segmento básico de autopista,
pero probablemente reflejaría cambios en la densidad de rampa u otras características de la autopista.
TIPOS DE ANÁLISIS
Análisis operacional
Los análisis operativos encuentran el
LOS esperado para las condiciones
específicas de la carreteray el tráfico.
La aplicación de análisis operacional se especificó completamente en la sección metodología de este
capítulo. El análisis operacional comienza con todos los parámetros de entrada especificados y se utiliza
para encontrar el LOS esperado que resultaría de las condiciones prevalecientes de la carretera y el
tráfico.
Análisis de diseño
Análisis de diseño del número de
carriles necesarios para un LOS
objetivo, dado un volumen de
demanda especificado.
En el análisis de diseño, se utiliza un volumen de demanda conocido para determinarel número de
carriles necesarios para entregar un LOS objetivo. Se requieren dos modificaciones en la metodología de
análisis operacional. En primer lugar, dado que el número de carriles está por determinar, el volumen de
demanda se convierte en un caudal de demanda en turismos por hora, no por carril, utilizando la
ecuación 11-5 en lugar de la ecuación 11-2:
Ecuación 11-5
Aplicaciones
Página 11-22
Capítulo 11/Segmentos básicos de la
autopista sin peaje
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
donde v es el caudal de demanda en turismos por hora y todas las demás
variables son las definidas anteriormente.
En segundo lugar, se selecciona un caudal de servicio máximo para la LOS objetivo de
la Prueba documental 11-17. Estos valores se seleccionan de las curvas de velocidad-flujo
base de la Prueba documental 11-6 para cada LOS.
Ffs
(mi/h)
75
70
65
60
55
un
820
770
710
660
Taraet Nivel de Servicio
BCD
1,310
1,250
1,170
1,080
990
1,750
1,690
1,630
1,560
1,430
2,110
2,080
2,030
2,010
1,900
600
Nota: Todos los valores redondeados a los 10 pc/h/ln más cercanos.
E
2,400
2,400
2,350
2,300
2,250
Prueba documental 11-17
Caudales máximos de servicio en
automóviles de pasajeros por hora
por carril para segmentos básicos
de autopistas en condiciones
básicas
A continuación, el número de carriles necesarios para entregar el LOS objetivo se
puede encontrar en la ecuación 11-6:
Ecuación 11-6
donde N es el número de carriles requeridos y MSF, es la velocidad máxima de flujo de
servicio para LOS i de la Prueba documental 11-17. La ecuación 11-5 y la ecuación 11-6 se
pueden combinar convenientemente como ecuación 11-7:
Ecuación 11-7
donde todas las variables son como se definieron previamente.
El valor de N resultante de la ecuación 11-6 o la ecuación 11-7 probablemente será
fraccionario. Dado que solo se pueden construir números enteros de carriles, el resultado
siempre se redondea al valor siguiente más alto. Por lo tanto, si el resultado es de 3,2 carriles, se
deben proporcionar 4. Los 3,2 carriles son, en efecto, el número mínimo de carriles necesarios
para proporcionar el LOS objetivo. Si el resultado se redondeara a 3, se produciría un LOS más
pobre que el valor objetivo.
Todos los valores fraccionarios de N
deben redondearse hacia arriba.
Este proceso de redondeo producirá ocasionalmente un resultado interesante: es posible que
no se pueda lograr un LOS objetivo (por ejemplo, LOS C) para un volumen de demanda
determinado. Si se requieren 2.1 carriles para producir LOS C, proporcionar 2 carriles caería el
LOS, muy probablemente a D. Sin embargo, si se proporcionan tres carriles, el LOS podría
mejorar realmente a B. Th nosotros, algún juicio puede ser necesario para interpretar los
resultados. En este caso, se podrían proporcionar dos carriles a pesar de que darían lugar a un
LOS D. Límite Las consideraciones económicas podrían llevar a un responsable de la toma de
decisiones a aceptar una condición de operación ligeramente inferior ala que originalmente se
había previsto.
Debido a que solo se pueden construir
carriles enteros, es posible que no sea
posible alcanzar el LOS objetivo para un
volumen de demanda determinado.
Planificación e Ingeniería Preliminar
El objetivo de la planificación o la ingeniería preliminar es tener una idea general del número
de carriles que se requerirán para entregar un LOS objetivo. Las principales diferencias son que
se utilizarán muchos valores predeterminados y el volumen de demanda se expresará
normalmente como un AADT. Por lo tanto, un análisis preliminar y de ingeniería comienza
convirtiendo la demanda expresada como AADT en
Capítulo 11/Segmentos básicos de la
autopista sin peaje
Diciembre 2010
Página 11-23
Las aplicaciones de planificación e ingeniería
preliminar también encuentran el número de
carriles necesarios para entregar un LOS
objetivo, pero proporcionan valores de
entrada más generalizados en la
metodología.
Aplicaciones
Manual de capacidad de carreteras 2010
Ecuación 11-8
El capítulo 3 proporciona
orientación adicional sobre los
factores K y D.
Ecuación 11-9
una estimación del volumen de demanda direccional en hora punta (DDHV) con
la ecuación 11-8:
V = DDHV = AADT xKxD
donde K es la proporción de AADT que ocurre durante la hora pico y D es la
proporción del volumen de la hora pico que viaja en la dirección del pico; todas
las demás variables son las definidas anteriormente.
En las autopistas urbanas, el rango típico de factores K es de 0.08 a 0.10. En
las autopistas rurales, los valores suelen oscilar entre 0,09 y 0,13. Las
distribuciones direccionales también varían, como se ilustró en el Capítulo 3,
Características modales, pero un valor típico para las autopistas urbanas y
rurales es 0.55. Al igual que con todos los valores predeterminados, se prefieren
los valores calibrados localmente o r regionalmente y producen resultados más
precisos. Tanto el factor K como el factor D tienen un impacto significativo en el
volumen de demanda por hora estimado.
Una vez estimado el volumen de demanda por hora, la metodología sigue la
misma p a th que para el análisis de diseño.
Velocidades de flujo de servicio, volúmenes de servicio y
volúmenes de servicio diarios
La metodología de este capítulo se puede manipular fácilmente para
producir velocidades de flujo de servicio, volúmenes de servicio y volúmenes de
servicio diarios para un segmento básico de autopista.
En la Prueba documental 11 a 17 se daban valores de las tasas máximas de
flujo de servicio, MSFf, para cada LOS para las autopistas de diversos FFS. Estos
valores se dan en términos de turismos por hora por carril en condiciones básicas
equivalentes. Una velocidad de flujo de servicio, SF" es la velocidad máxima de
flujo que puede existir mientras los LOS i se mantienen durante el período de
análisis de 15 minutos en condiciones prevalecientes. Se puede calcular a partir
de la velocidad de flujo de servicio máxima utilizando la ecuación 11-9:
SF; = MSF, xNx fHV x fp
donde todas las variables son como se definieron previamente.
Ecuación 11-10
Un caudal de servicio se puede convertir en un volumen de servicio, SV,,
aplicando un PFTF, como se muestra en la ecuación 11-10. Un volumen de
servicio es el volumen máximo por hora que puede existir mientras LOS i se
mantiene durante el peor período de 15 minutos de la hora de análisis.
SVi = SFl X PHF
donde todas las variables son como se definieron previamente.
Un volumen de servicio diario, DSV" es el AADT máximo que puede ser
acomodado por la instalación en las condiciones prevalecientes, mientras que
LOS i se mantiene durante el peor período de 15 minutos del día de análisis. Se
estima a partir de la ecuación 11-11:
Ecuación 11-11
Aplicaciones
donde todas las variables son como se definieron previamente.
Página 11-24
Capítulo 11/Segmentos básicos de la
autopista sin peaje
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
Las tasas de flujo de servicio SF y los volúmenes de servicio SV se indican para una sola
dirección de la autopista. Los volúmenes de servicio diarios DSV se indican como volúmenes totales
en ambas direcciones de la autopista
sin peaje.
USO DE HERRAMIENTAS ALTERNATIVAS
En el capítulo 6, HCM y herramientas de análisis alternativas, se proporcionan orientaciones
generales para el uso de herramientas alternativas de análisis de tráfico para la capacidad y la
análisis de los los’s.
Esta sección contiene una guía específica para la aplicación de herramientas alternativas al análisis
de segmentos básicos de
autopistas. Puede encontrar información adicional sobre este tema
en el Capítulo 26, Segmentos básicos de autopistas: Suplementario.
Fortalezas del procedimiento de HCM
Los procedimientos de este capítulo se desarrollaron sobre la base de una extensa investigación
La metodología HCM proporciona FFS como
salida, incorpora características geométricas,
proporciona estimaciones explícitas de la
capacidad y produce una única estimación
determinista de la densidad del tráfico.
respaldada por una cantidad significativa de datos de campo. Han evolucionado a lo largo de varios
años y representan un conjunto de consenso de expertos.
Las fortalezas específicas de la metodología del segmento de autopista básica HCM incluyen las
siguientes:
• ft proporciona una metodología detallada para la obtención de FFS. Esta metodología se
basa en diversas características geométricas. En los paquetes de simulación FFS (o un
equivalente, como la velocidad deseada) es una entrada.
• ft considera características geométricas (como los anchos de carril), que rara vez, si es que
alguna vez, se incorporan en los algoritmos de simulación.
• ft proporciona estimaciones explícitas de la capacidad. Los paquetes de simulación no
realizan estimaciones de capacidad directamente. Las estimaciones de capacidad solo se
pueden obtener de simuladores a través de múltiples corridas con condiciones
sobresaturadas. El usuario puede modificar las capacidades simuladas modificando valores
de entrada específicos, como la forma de cabeza mínima aceptable.
• ft produce una única estimación determinista de la densidad del tráfico, que es importante
para algunos fines, como la revisión del impacto en el desarrollo.
Limitaciones de los procedimientos de HCM que podrían abordarse mediante herramientas
alternativas
Los segmentos básicos de las autopistas se pueden analizar mediante el uso de una variedad de
paquetes de simulación estocástica y determinista que incluyen autopistas. Estos paquetes pueden
ser muy útiles para analizar el grado de congestión cuando hay fallas dentro del rango de
instalaciones simuladas y cuando la interacción con otros segmentos de autopistas y otras
instalaciones está presente.
Los modelos deterministas producen los
mismos resultados para los mismos insumos
cada vez que se implementan; los modelos
estocásticos incorporan variabilidad
estadística. Las mismas entradas producen
resultados diferentes en cada uso. Para estos
modelos, un resultado promedio de los usos
deX se emplea como salida.
En la Prueba documental 11 a 18 se tabulan las limitaciones de la HCM para los segmentos
básicos de las autopistas, junto con la posibilidad de mejorar el tratamiento con herramientas
alternativas.
Características adicionales y medidas de rendimiento disponibles en
herramientas alternativas
Este capítulo proporciona una metodología para estimar la capacidad, la velocidad y
la densidad de un segmento básico de autopista, dada la demanda de tráfico y las
características del segmento. Las herramientas alternativas ofrecen medidas de
rendimiento adicionales,
Capítulo 11/Segmentos básicos de la
autopista sin peaje
Diciembre 2010
Página 11-25
Aplicaciones
Manual de capacidad de carreteras 2010
incluyendo retrasos, paradas, longitudes de colas, consumo de
combustible, contaminación y costos operativos.
Prueba documental
11-18
Limitaciones del
procedimiento de
segmentos básicos de
autopistas HCM
limitación _________________
Carriles especiales reservados para un solo tipo de
vehículo, como HOV, camiones y carriles de escalada
Potencial para mejorar el tratamiento
mediante herramientas alternativas
Modelado explícitamente por simulación
Se puede aproximar mediante el uso de suposiciones relacionadas con la
Segmentos de puente y túnel ampliados
velocidad deseada y el número de carriles a lo largo de cada segmento
Se puede aproximar mediante el uso de suposiciones relacionadas con la
descarga en la plaza de peaje
Segmentos cerca de una plaza de peaje
Instalaciones con FFS menos de 55 mi/h o más
de 75 mi/h
Condiciones sobresaturadas (consulte los
capítulos 10 y 26 para una mayor discusión)
Influencia de bloqueos aguas abajo o colas en
un segmento
Límite de velocidad publicado y alcance de la
aplicación de la policía
Modelado explícitamente por simulación Modelado explícitamente por
simulación
Modelado explícitamente por simulación
Se puede aproximar mediante el uso de suposiciones relacionadas con la
velocidad deseada a lo largo de un segmento determinado
Varias características modeladas explícitamente por simulación; otros se
pueden aproximar mediante suposiciones (por ejemplo, modificando las
Presencia de características de ITS relacionadas
con la orientación del conductor
demandas de origen-destino por intervalo de tiempo)
Al igual que con la mayoría de los otros capítulos de procedimiento en el HCM, las salidas de
simulación, especialmente las presentaciones basadas en gráficos, pueden proporcionar detalles sobre
problemas puntuales que podrían pasar desapercibidos con un análisis macroscópico que produce
solo medidas a nivel de segmento. El efecto de las condiciones aguas abajo en la utilización del carril
y la copia de seguridad más allá del límite del segmento es un buen ejemplo de una situación que
puede beneficiarse del aumento de la visión que ofrece un modelo microscópico.
Desarrollo de medidas de rendimiento compatibles con HCM utilizando
herramientas alternativas
El LOS para los segmentos básicos de la autopista se basa en la densidad de tráfico expresada
en coches de pasajeros por milla por carril. La metodología HCM estima la densidad dividiendo el
caudal por la velocidad media del turismo. Los modelos de simulación suelen estimar la densidad
dividiendo el número medio de vehículos en el segmento por el área del segmento (en millas de
carril). El resultado son vehículos por milla ne. Esta medición corresponde a la densidad basada en la
velocidad media del espacio. La densidad informada por HCM también se basa en la velocidad
media del espacio, pero debido a que no hay variabilidad en las velocidades, la velocidad media del
espacio es igual a la velocidad media del tiempo. En general, lavariabilidad de velocidad en el
comportamiento del conductor (que los simuladores suelen incluir) resulta en una menor velocidad
media del espacio medio y una mayor densidad.
En la obtención de densidad a partir de modelos alternativos, es importante tener en cuenta lo
siguiente:
• Los vehículos se incluyenen la estimación de la densidad (por ejemplo, si sólo se tienen en
cuenta los vehículos que han salido del enlace);
• La manera en que se consideran los carriles auxiliares;
Aplicaciones
Página 11-26
Capítulo 11/Segmentos básicos de la
autopista sin peaje
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2
• Las unidades utilizadas para la densidad, ya que un paquete de simulación
normalmente proporcionaría densidad en unidades de vehículos en lugar de
automóviles de pasajeros; la conversión de los resultados de la simulación en
turismos con los valores de PCE del HCM no suele ser apropiada, dado que la
simulación ya debería tener en cuenta los efectos de los vehículos pesados sobre
una base microscópica —con vehículos pesados que funcionan a velocidades más
bajas y a mayores velocidades—, lo que hace que los ajustes adicionales sean
manuales;
• Las unidades utilizadas en la notificación de la densidad (por ejemplo, si se
informa por milla de carril);
• La homogeneidad del segmento de análisis, ya que el HCM no utiliza la longitud
del segmento como entrada (a menos que se trata de un segmento específico de
actualización o degradación, donde la longitud se utiliza para estimar los valores
de PCE), y se supone que las condiciones son homogéneas para todo el segmento;
y
• La variabilidad del controlador asumida en el paquete de simulación, ya que el
aumento de la variabilidad del controlador generalmente aumentará la densidad
promedio.
En cuanto a la capacidad, el HCM proporciona estimaciones de capacidad en turismos
por hora por carril en función de FFS. Para comparar las estimaciones del HCM con las
estimaciones de capacidad de un paquete de simulación, se debe considerar lo siguiente:
• El manner en el que un paquete de simulación proporciona el número de
vehículos que salen de un segmento; en algunos casos, puede ser necesario
proporcionar detectores virtuales en un punto específico del segmento simulado
para que se pueda obtener el máximo rendimiento;
• Las unidades utilizadas para especificar el rendimiento máximo, ya que un
paquete de simulación lo haría en unidades de vehículos en lugar de automóviles
de pasajeros; la conversión de estos en automóviles de pasajeros utilizando los
valores de PCE de HCM normalmente no es apropiada, ya que las diferencias
entre el rendimiento de automóviles y vehículos pesados ya deberían tenerse en
cuenta microscópicamente dentro de una simulación; y
• La incorporación de otros insumos de simulación, como la "separación mínima de
vehículos", que afectan el resultado de la capacidad.
Diferencias conceptuales entre HCM y el modelado de simulación que impiden la
comparación directa de resultados
La metodología del HCM se basa en la relación entre velocidad y flujo para diversos
valores de FFS. Una diferencia de potencial fundamental entre el HCM y otros modelos es
esta relación. Por ejemplo, el HCM asume una velocidad constante para una amplia gama
de flujos. Sin embargo, este no es necesariamente el caso de cualquier paquete de
simulación dado, algunos de los cuales asumen una velocidad decreciente continuamente
con el aumento del flujo. Además, en los paquetes de simulación, esa relación cambia
cuando se modifican ciertos parámetros. Por lo tanto, si las medidas de rendimiento son
compatibles entre el HCM y un modelo alternativo para un conjunto dado de flujos, este
no será necesariamente el caso para todos los demás conjuntos de flujos.
Capítulo 11/Basic Freeway Segmentos
27
Diciembre 2010
Página
11-
Aplicaciones
Manual de capacidad de carreteras 2010
Ajuste de los parámetros de simulación a los resultados de HCM
Los elementos más importantes que se deben ajustar cuando se analiza un segmento básico
de autopista son la relación velocidad-flujo o la capacidad, o ambos. La relación velocidad-flujo
debe examinarse en función de la FFS dada. Que FFS debe coincidir con el valor estimado de
campo o HCM. Algunas herramientas sólo aceptan valores enteros de FFS, mientras que el HCM
puede proporcionar un valor fraccionario como resultado de cálculo intermedio.
Recomendaciones paso a paso para aplicar herramientas alternativas
En esta sección se proporcionan recomendaciones específicas para los segmentos de
autopistas (en el capítulo 6, HCM y herramientas de análisis alternativo se proporcionan
orientaciones generales sobre la elección y aplicación de paquetes de simulación). Para aplicar
una herramienta alternativa al análisis de segmentos básicos de autopistas, se deben tomar las
siguientes medidas:
1. Determine si la herramienta elegida puede proporcionar densidad y capacidad para un
segmento de autopista básico y el enfoque utilizado para obtener esos valores.
Una vez que el analista esté convencido de que se puede obtener densidad y capacidad y
que también se pueden obtener valores compatibles con los del HCM, proceda con el
analisis
2. Determinar el FFS del sitio de estudio, ya sea a partir de datos de campo o es estimarlo de
acuerdo con la metodología de este capítulo.
3. Introduzca todas las características geométricas y de tráfico disponibles en el paquete de
simulación e instale detectores virtuales a lo largo del segmento de estudio, si es
necesario, para obtener velocidades y flujos.
4. Al cargar la red de estudio sobre su capacidad, obtenga el rendimiento máximo y
compárelo con la estimación de HCM. Calibrar el paquete de simulación modificando los
parámetros relacionados con el avance mínimo, de modo que la capacidad obtenida por
el simulador coincida estrechamente con la estimación de HCM. Estimar el número
necesario de corridas a realizar para que la comparación sea estadísticamente válida.
5. Si el análisis requiere evaluar varias condiciones de demanda diferentes para el
segmento, trace la curva velocidad-flujo del simulador y compárese con la relación HCM.
Intente calibrar el paquete de simulación modificando los parámetros relacionados con el
comportamiento del controlador, como la distribución de los tipos de controlador, ft es
posible que la simulación no se pueda calibrar para que coincida con la relación
velocidad-flujo de HCM. En ese caso, los resultados deben ser vistos con precaución en
términos de su compatibilidad con los métodos HCM.
Cálculos de ejemplo que ilustran la aplicación de herramientas alternativas
El capítulo 26, en el volumen 4 del HCM, proporciona dos problemas suplementarios que
examinan situaciones más allá del alcance de la metodología de este capítulo mediante el uso de
una herramienta típica basada en micro simulación. Ambos problemas se basan en el ejemplo de
problema 3 (que se encuentra en la siguiente sección de este capítulo), que analiza un segmento
de autopista de seis carriles en un área urbana en crecimiento. El primer problema suplementario
evalúa la instalación cuando se agrega un carril HOV, y el segundo problema analiza las
operaciones con un incidente dentro del segmento.
Aplicaciones
Página 11-28
Capítulo 11/Segmentos básicos de la
autopista sin peaje
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2
4. PROBLEMAS DE EJEMPLO
ejemplo
problema
1
2
3
4
5
6
descripción
aplicación
Autopista sin peaje de cuatro carriles LOS
Número de carriles necesarios para el LOS
objetivo sin peaje de seis carriles LOS y
Autopista
capacidad
LOS en actualizaciones y degradaciones
Volumen de horas de diseño y número de
carriles
Caudales de servicio y volúmenes de servicio
Análisis operacional
Análisis de diseño
Análisis operacional y de planificación
Análisis operacional
Análisis de planificación
Análisis de planificación
Prueba documental
11-19
Lista de problemas de
ejemplo
EJEMPLO PROBLEMA 1: FOUR-LANE FREEWAY LOS Los Hechos
» Autopista de cuatro carriles (dos carriles en cada sentido);
• Ancho de carril = 11 pies;
• Holgura lateral del lado derecho = 2 pies;
• Tráfico de cercanías (usuarios habituales);
• Volumen de demanda en hora punta y dirección pico = 2.000 veh/h;
« Composición del tráfico: 5% camiones, 0% RVs;
• PHF = 0,92;
• Un intercambio de hojas de trébol por milla; y
• Terreno ondulado.
Comentarios
La tarea es encontrar el LOS esperado para esta autopista durante los peores 15 minutos de la hora
pico. Con un intercambio de hojas de trébol por milla, la densidad total de rampas será de 4 rampas /
mi.
Paso 1: Datos de entrada
Todos los datos de entrada se especifican anteriormente.
Paso 2: Calcular FFS
El FFS de la autopista se estima como sigue:
FFS = 75.4 - fLW - fLC - 3.22 TRD0M
El ajuste para el ancho del carril se selecciona de la Prueba documental 11-8 para carriles de 11 pies
(1,9 mi/h). El ajuste para la holgura lateral del lado derecho se selecciona de la Prueba documental 11-9
para una holgura de 2 pies en una autopista con dos carriles en una dirección (2,4 mi/h). La densidad
total de rampa es de 4 rampas / mi. Entonces
FFS = 75,4 -1,9 - 2,4 - 3,22 (4084 )= 60,8 mi/h
Paso 3: Seleccione la curva FFS
Como el FFS calculado en el Paso 2 es mayor o igual que 57.5 y menor que 62.5 mi/h, la curva de
velocidad-flujo de 60-mi/h se utilizará para este análisis.
Capítulo 11/Segmentos básicos de la
autopista sin peaje
Diciembre 2010
Página 11-29
Problemas de ejemplo
Manual de capacidad de carreteras 2010
Paso 4: Ajustar el volumen de demanda
El volumen de demanda debe ajustarse a un caudal que refleje los turismos
por hora y por carril en condiciones de base equivalentes utilizando la ecuación
11-2:
El volumen de demanda se da como 2.000 veh/h. El PHF se especifica para
ser 0.92, y hay dos carriles en cada dirección. El factor de población de
conductores es de 1,00, ya que también se especifican los usuarios habituales
(viajeros). Los camiones constituyen el 5% del flujo de tráfico, por lo que se debe
determinar un factor de ajuste de vehículos pesados.
De las Pruebas documentales 11 a 10, el PCE para camiones es de 2,5
paraterrenos de transbordo. El factor de ajuste del vehículo pesado se calcula
utilizando la ecuación 11-3:
Entonces
Puesto que este valor es menos que la capacidad base de 2.300 pc/h/ln para una
autopista sin peaje con
FFS = 60 mi/h, LOS F no existe, y el análisis continúa al paso 5.
Paso 5: Estimar velocidad y densidad
El FFS del segmento de las autopistas básicas se estima ahora junto con el
caudal de demanda de turismos por hora y carril en condiciones de base
equivalentes. De la Prueba documental 11-3, la ecuación para estimar la
velocidad del flujo de tráfico se selecciona para un
FFS de 60 millas/h, con un caudal inferior a 1.600 pc/h/ln. Esta
es la parte de velocidad constante de la curva, por lo que S = 60 mi/h. La
densidad de la corriente de tráfico puede calcularse ahora como
F
Paso 6: Determinar LOS
De la Prueba documental 11-5, una densidad de 19,5 pc/mi/ln corresponde
a LOS C, pero está
cerca del límite para LOS B, que es un máximo de 18 pc/mi/ln. Esta
solución también podría calcularse gráficamente utilizando como base las
Pruebas documentales 11 a 6
(Pruebas documentales 11 y 20).
Problemas de ejemplo
Página 11-30
Capítulo 11/Segmentos básicos de la
autopista sin peaje
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2
Prueba documental 11-20
Solución gráfica por ejemplo
Problem 1
discusión
Se espera que este segmento básico de una autopista de cuatro carriles opere en LOS C durante los
peores 15 minutos de la hora pico. Es importante tener en cuenta que la operación, aunque en LOS C,
está cerca del límite de LOS B. En la mayoría de las jurisdicciones, esta operación se consideraría
bastante aceptable; por lo tanto, normalmente no se requeriría ninguna remediación.
EJEMPLO PROBLEMA 2: NÚMERO DE CARRILES NECESARIOS PARA LA PÉRDIDA OBJETIVO
Los hechos
• Volumen de demanda = 4.000 veh/h (una dirección);
• Terreno llano;
• Composición del tráfico: 15% camiones, 3% vehículos recreativos;
• Provisión de carriles de 12 pies;
• Provisión de espacio libre lateral del lado derecho de 6 pies;
• Tráfico de cercanías (usuarios habituales);
• PHF = 0,85;
• Densidad de rampa = 3 rampas/mi; y
• OBJETIVO LOS = D.
Comentarios
Se trata de una aplicación de diseño clásico de la metodología. El número de carriles necesarios para
proporcionar LOS D durante los peores 15 minutos de la hora pico está por determinar.
Paso 1: Datos de entrada
Todos los datos de entrada se especificaron previamente.
Capítulo 11/Segmentos básicos de la
autopista sin peaje
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Página 11-31
Problemas de ejemplo
Manual de capacidad de carreteras 2010
Paso 2: Calcular FFS
El FFS se estima utilizando la ecuación 11-1. Debido a que el ancho del carril
y la holgura lateral que se proporcionarán en la nueva autopista serán de 12 pies
y 6 pies, respectivamente, no hay ajustes para estas características. La densidad
total de rampa se da como 3 rampas /mi. Entonces
FFS = 75,4- fLW - fLC -3,22TRD0S4
FFS = 75,4-0,0-0,0-3,22 (3° 8 4 ) =67,3 mi /h
Paso 3: Seleccione la curva FFS
Dado que el FFS calculado en el Paso 2 es mayor o igual que 62,5 y menor que 67,5 mi/h,
la curva de velocidad-flujo de 65 mi/h se utilizará para este análisis.
Paso 4: Estimar el número de carriles necesarios
Debido a que se trata de un análisis de diseño, se modifica el paso 4 de la metodología de
análisis operativo. Elion 11-7 del ecuquat se puede utilizar directamente para determinar el
número de carriles necesarios para proporcionar por lo menos LOS D:
Se debe seleccionar un valor de la velocidad máxima de flujo de servicio de
la Prueba documental11 17 para un FFS de 65 mi/h y LOS D. Este valor es 2.030
pc/h/ln. El The PHF se da como 0.85. El factor de población del conductor es
1.00, puesto que los viajeros están implicados. Debe determinarse un factor de
vehículos pesados para camiones del 15 por ciento y vehículos recreativos del 3
por ciento utilizando las Pruebas documentales 11 a 10 para terrenos llanos. Los
PCEs de camiones y vehículos recreativos en terrenos llanos son de 1,5 yd 1,2,
respectivamente. Entonces
y
No es posible construir 2,51 carriles. Para proporcionar un mínimo de LOS D, será necesario
proporcionar tres carriles en cada dirección, o una autopista de seis carriles.
En este momento, finaliza la aplicación de diseño. Es posible, sin embargo, considerar qué
velocidad, densidad, y LOS prevalecerán cuando tres carriles se proporcionan realmente. Por lo
tanto, el problema de ejemplo continúa con los pasos 5 y 6.
Paso 5: Estimar velocidad y densidad
En la búsqueda de información adicional, el problema ahora vuelve a un análisis operativo de
un segmento de autopista básica de tres carriles con un volumen de demanda de 4.000 pc / h.
Problemas de ejemplo
Página 11-32
Capítulo 11/Segmentos básicos de la
autopista sin peaje
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Manual de capacidad de carreteras 2010
La ecuación 11-2 se utiliza para calcular el caudal de demanda real por carril
en condiciones base equivalentes:
La velocidad prevista de la corriente de tráfico puede estimarse utilizando la Prueba
documental 11-6 (para una solución gráfica) o seleccionando la ecuación apropiada de la Prueba
documental 11-3, en este caso, utilizando FFS = 65 mi/h y una tasa baja de demanda fpor encima de
1.400 pc/h/ln. Con este último enfoque,
La densidad ahora se puede calcular:
Paso 6: Determinar LOS
Entrando en la Prueba documental 11-5 con una densidad de 26,6 pc/mi/ln, el LOS es D pero está muy
cerca del límite de LOS C, que es de 26 pc/mi/ln.
discusión
El LOS resultante es D, que era el objetivo para el diseño. Aunque el número mínimo de carriles
necesarios era de 2,51, lo queproporcionaría un LOS D mínimo, proporcionar tres carriles produce una
densidad que está cerca del límite de LOS C. En cualquier caso, el objetivo LOS del diseño se cumplirá
proporcionando un segmento de autopista básica de seis carriles.
EJEMPLO PROBLEMA 3: AUTOPISTA DE SEIS CARRILES PÉRDIDA Y CAPACIDAD Los hechos
• Volumen de 5.000 veh/h (una dirección, existente);
• Volumen de 5.600 veh/h (una dirección, en 3 años);
• Composición del tráfico: 10% camiones, sin vehículos recreativos;
• Terreno llano;
• Tres carriles en cada sentido;
• FFS = 70 mi/h (medido);
• PHF = 0,95;
• Tráfico de cercanías (usuarios habituales); y
• Crecimiento del tráfico después de 3 años = 4% por año.
Capítulo 11/Basic Freeway Segmentos
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11-
Problemas de ejemplo
Manual de capacidad de carreteras 2010
Comentarios
Este ejemplo consiste en dos análisis operacionales, uno para el volumen
de demanda actual de 5.000 pc/h y otro para el volumen de demanda de 5.600
pc/h previsto en 3 años. Además, se introduce un elemento de planificación:
Suponiendo que el tráfico crezca como se espera, ¿cuándose superará la
capacidad de la vía deaterrizaje? Este análisis requiere que la capacidad se
determine además de la salida normal de los análisis operativos.
Paso 1: Datos de entrada
Todos los datos de entrada se proporcionaron previamente.
Paso 2: Calcular FFS
El paso 2 no es necesario ya que se da un FFS medido (70 mi/h).
Paso 3: Seleccione la curva FFS
El paso 3 no es necesario. Se utilizará la curva FFS para 70 mi/h, basada en el
valor medido.
Paso 4: Ajustar el volumen de demanda
En este caso, se ajustarán dos volúmenes de demanda mediante la ecuación 112:
El PFiF se da como 0.95, y hay tres carriles en cada dirección. El factor de
ajuste de la población impulsora será de 1,00, para los usuarios habituales. El
factor de vehículos pesados debe reflejar el 10% de los camiones en terreno
llano. De las Pruebas documentales 11 a 10, los camiones pcefo r en terreno
llano es de 1,5. La ecuación 11-3 da entonces lo siguiente:
Se calcularán dos valores de vp: uno para las condiciones actuales y otro
para las condiciones en 3 años:
Problemas de ejemplo
Página 11-34
Capítulo 11/Segmentos básicos de la
autopista sin peaje
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Manual de capacidad de carretera 20
Paso 5: Estimar velocidad y densidad
Se estimarán dos valores de velocidad y densidad, uno para cada una de las
condiciones presentes y futuras indicadas. Las ecuaciones de la Prueba
documental 11-3 se utilizarán para estimar las velocidades. Una ecuación se
aplica a ambos casos, un FFS de 70 millas/h con un caudal deov er 1.200 pc/h/ln:
S(presente) = 70- 0.00001160(vp -1,200)2
S( presente) = 70 -0.00001160(1,843 -1,200)2 = 65.2 mi/h
S(futuro) - 70 - 0.00001160(z; p -1.200)2
S(futuro) = 70 - 0,00001160(2.064 -1.200)2 = 61,3 mi/h
Las densidades correspondientes pueden estimarse ahora de la siguiente manera:
Paso 6: Determinar LOS
De la Prueba documental 11-5, la LOS para la situación actual es D, y la LOS
para el escenario futuro (en 3 años) también es D, a pesar del aumento de la
densidad.
Paso 7: ¿Cuándo se alcanzará la capacidad?
El paso 7 es un paso adicional para este problema. Para responder a la
pregunta, se debe estimar la capacidad del segmento básico de la autopista. De la
Prueba documental 11-17, la velocidad máxima de flujo de servicio para los LOS
E en un segmento básico de autopista con un FFS de 70 millas/h es de 2.400
pc/h/ln. Este caudal es sinónimo de capacidad.
El analista debe estar seguro de que los caudales de capacidad y demanda
comparados en el paso 7 se basan en la misma base. El 2.400 pc/h/ln es un
caudal en condiciones base equivalentes. El caudal de demanda en 3 años se
estimó en 2.064 pc/h/ln sobre esta base. Estos dos valores, por lo tanto, pueden
ser comparados. Como alternativa, la capacidad podría calcularse para las
condiciones prevalecientes:
SFE=MSFExNxfHVxfp
S F E = 2.400 x 3 x 0,952 x 1,00 = 6.854 veh/h
Esta capacidad, sin embargo, se indica como un caudal. El volumen de
demanda se indica como un volumen por hora. Por lo tanto, se necesita un
volumen de servicio para LOS E:
S V E = S F E x P H F = 6.854 x 0,95 = 6.511 veh/h
El problema puede resolverse comparando el volumen de demanda de 5.600
veh/h (en 3 años) con la capacidad horaria de 6.511 veh/h o comparando el
caudal 11/Segmentos
de demandabásicos
en condiciones
base equivalentes
2.064 pc/h/ln con el
Capítulo
de la autopista
páginade
1135
Diciembre 2010
Problemas de ejemplo
Manual de capacidad de carreteras 2010
capacidad base de 2.400 pc/h/ln. Con el volumen de demanda por hora y la capacidad por
hora,
6.511 = 5.600(1,04)"
n - 3,85 años
Sobre la base de las previsiones de crecimiento del tráfico, el segmento básico de autovía descrito
alcanzará su capacidad en un plazo de 7 años (la demanda de 5.600 veh/h se produce a 3 años del
presente).
discusión
El LOS en este segmento seguirá siendo D dentro de 3 años a pesar del aumento en densidad. Se
espera que la demanda supere la capacidad dentro de 7 años. Dados los plazos de entrega normales
para la planificación, el diseño y las aprobaciones antes del inicio de la construcción, es probable que
la planificación y el diseño preliminar para una mejora se inicien de inmediato.
EJEMPLO PROBLEMA 4: PÉRDIDA EN ACTUALIZACIONES Y DEGRADA LOS HECHOS
•
Volumen de demanda = 2.300 veh/h (una dirección);
•
Composicióndel traff ic: 15% camiones, sin vehículos recreativos;
•
PHF = 0,90;
•
FFS = actualización de 70 mi/h, degradación de 75 mi/h (medida);
•
Conductores desconocidos (fp = 0,95); y
•
Grado compuesto: 3,000 pies al 3%, seguido de 2,600 pies al 5%.
Comentarios
Este es un análisis operativo típico. El resultado esperado es una evaluación del LOS tanto en la
actualización como en la degradación. Sin embargo, el problema tiene que ver con un grado
específico y un grado compuesto. Debido a que hay un segmento del grado que es mayor que el 4%
y la longitud total delgrado de composición e excede los4,000 pies, se debe aplicar el procedimiento
especial en el Apéndice A. Ese procedimiento producirá un grado de porcentaje constante
equivalente de 3,000 + 2,600 = 5,600 pies (1.06 millas), que tiene el mismo impacto en los vehículos
pesados que el grado compuesto described.
Grado compuesto
La Prueba documental 11-21 muestra la conversión del grado compuesto a un grado de
porcentaje constante de 5.600 pies de largo. Al final de dicho grado, la velocidad final de los
vehículos pesados es aproximadamente la misma que la del grado compuesto.
Un li ne verticalentra en las curvas de rendimiento del camión a 3,000 pies que se extienden
hasta la curva de grado +3%, lo que indica que la velocidad de los camiones después de 3,000 pies de
grado +3% es de aproximadamente 42 mi/h. Esta es también la velocidad a la que el camión entra en
el grado +5%; corresponde a la misma velocidad que la de un camión en un grado de +5% después
de 1,300 pies. El camión viaja otros 2,600 pies (a 3,900 pies) en la curva de +5%,
Problemas de ejemplo
Página 11-36
Capítulo 11/Segmentos básicos de la
autopista sin peaje
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
donde se alcanza una velocidad final de 27 mi/h. La intersección de una horizontal dibujada a 27
mi/h y una vertical dibujada a una longitud total de grado de 5,600 pies produce el equivalente de
+5%. En efecto, debido a que los camiones de este grado están a velocidad de arrastre, no importa
cuánto tiempo sea el grado: 27 mi / h se pueden mantener indefinidamente.
Prueba documental 11-21
Determinación de equivalente de
grado compuestos para ejemplo
Problema 4
El grado equivalente es 5%, 5,600 pies. Este equivalente debe aplicarse tanto a la actualización como a
la degradación, aunque se haya desarrollado específicamente para la actualización.
Aunque las curvas de aceleración de camiones del Apéndice A podrían utilizarse para desarrollar un
equivalente compuesto de degradación separado, sería muy engañoso. Las curvas de rendimiento del
camión asumen una velocidad máxima de 60 mi/h. En una bajada larga y empinada, los camiones
alcanzarán velocidades mucho más altas.
Es muy probable que los camiones se vean obligados a utilizar una marcha baja para aplicar el frenado
del motor en el grado descrito. Por lo tanto, los PCE para la degradación se seleccionarán de la Prueba
documental 11-13.
Paso 1: Datos de entrada
Todos los datos de entrada se especificaron previamente.
Paso 2: Calcular FFS
Los FFSs fueron medidos en el campo. El FFS de actualización es de 70 mi/h; el FFS de degradación
es de 75 mi/h.
Paso 3: Seleccione la curva FFS
La curva de 70 millas por hora se utilizará para la actualización; la curva de 75 millas por hora se
utilizará para la degradación.
Paso 4: Ajustar el volumen de demanda
Los caudales de demanda en turismos por hora por carril para la actualización y degradación se
estiman utilizando la ecuación 11-2:
Capítulo 11/Segmentos básicos de la
autopista sin peaje
Diciembre 2010
Página 11-37
Problemas de ejemplo
Manual de capacidad de carreteras 2010
El PHF es 0.90, hay dos carriles en la actualización y dos carriles en el downgrade, y/,, se
especifica como 0.95. Sin embargo, los factores de ajuste de vehículos pesados deben
determinarse por separado para la actualización y la degradación.
El PCE para camiones (Er)en la actualización se selecciona de la Prueba documental 11-11
para un grado de 5%, >1,00 millas de largo, con camiones del 15%: 3,0. El PCE para los camiones
en la degradación se selecciona de la Prueba documental 11-13 para un grado de 4% a 5%, <4
millas de largo: 1,5.
Los factores de ajuste del vehículo pesado, fHV, se calculan utilizando la ecuación 11-3:
Dado que ninguno de estos valores excede la capacidad base de una autopista
con FFS = 75 mi/h (degradación) o FFS = 70 mi/h (actualización), LOS F no existe,
y el análisis continúa hasta el Paso 5.
Paso 5: Estimar velocidad y densidad
Con el FFS y el caudal de demanda determinados tanto para la actualización como para la
degradación, ahora se puede estimar la velocidad y la densidad esperadas en cada uno. La velocidad se
estima utilizando las ecuaciones de la Prueba documental 11-3.
Para la actualización, el FFS es de 70 mi/h, y el caudal de demanda es superiora 1.200 pc/h/ln. Entonces
Para la degradación, el FFS es de 75 mi/h, y el caudal de demanda es superior a 1.000 pc/h/ln.
entonces
Problemas de ejemplo
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Capítulo 11/Segmentos básicos de la
autopista sin peaje
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
Las densidades ahora se pueden estimar a partir de los caudales de la
demanda y las velocidades estimadas:
S
Paso 6: Determinar LOS
Como se muestra en la Prueba documental 11-5, la actualización los los es D; la degradación LOS es C.
Ambos niveles, sin embargo, están cerca de los límites para mejores operaciones: la actualización está cerca del
límite para LOS C (D = 26 pc/mi/ln) y la degradación está cerca del límite para LOS B (D = 18 pc/mi/ln).
discusión
Tanto la actualización como la degradación están operando en lo que generalmente se llamaría niveles
aceptables. Si el tráfico crece con el tiempo, se podría considerar la adición de un carril de subida de camiones en
la actualización.
EJEMPLO PROBLEMA 5: VOLUMEN DE HORAS DE DISEÑO Y NÚMERO DE CARRILES Los hechos
• Volumen de demanda = 75.000 veh/día,
• Proporción de AADT en la hora punta: 0.09,
• Distribución direccional: 55/45,
• Terreno ondulado, y
• OBJETIVO LOS = D.
Comentarios
En esta aplicación de planificación e ingeniería preliminar, no se especifican varias variables de entrada, por
lo que se tendrán que utilizar valores por defecto. Con el conocimiento de las condiciones locales y los
estándares de diseño de autopistas, se utilizarán los siguientes valores predeterminados en laolución s: FFS = 65
mi/h; 5% camiones, sin vehículos recreativos; PHF = 0,95; y fp = 1,00.
Determinación del volumen de horas de diseño direccional del día de apertura
Dado que el volumen de demanda se proporciona como un AADT, se debe convertir en un volumen de
hora de diseño direccional (DDHV) mediante la ecuación 11-8:
V = DDHV = AADT x K x D
V = DDHV = 75.000 x 0,09 x 0,55 = 3.713 veh/h
Paso 1: Datos de entrada
Se especificaron todos los datos de entrada.
Capítulo 11/Segmentos básicos de la
autopista sin peaje
Diciembre 2010
Página 11-39
Problemas de ejemplo
Manual de capacidad de carreteras 2010
Paso 2: Calcular FFS
Un valor predeterminado de 65 mi/h se utilizará en este problema.
Paso 3: Seleccione la curva FFS
La curva de velocidad-flujo de 65 millas/h se utilizará en este problema.
Paso 4: Determinar el número de carriles requeridos
Después de estimar el volumen de demanda cada hora, el resto de esta
solución sigue la aplicación de diseño. El número de carriles necesarios se estima
utilizando la ecuación 11-7:
La velocidad máxima de flujo de servicio se selecciona de la Prueba documental 11-17
para los D en un segmento de autopista básica de 65 millas/h: 2.030 pc/h/ln. El PHF es un
valor predeterminado: 0,95. El factor de población del controlador también es un valor
predeterminado: 1,00. La autopista está en terreno ondulado y se espera que tenga un 5%
de camiones (otro valor predeterminado). De la ecuación 11-10, para terreno ondulado, ET
= 2.5. Entonces
Debido a que no se pueden construir carriles fraccionarios, se tendrán que
proporcionar tres carriles en cada dirección para garantizar que LOS D se proporcione
durante los peores 15 minutos de la hora pico. Por lo tanto, el LOS resultante puede ser
mejor que el objetivo de diseño.
Paso 5: Estimar velocidad y densidad
En order para determinar el LOS probable resultante de una autopista de seis
carriles, la velocidad y la densidad deben ser estimadas. La ecuación 11-2 se utiliza
para determinar el caudal de demanda real para tres carriles:
De la Prueba documental 11-3, para un segmento de autopista básica de 65
millas por hora con más de 1.400 pc/h/ln, la velocidad esperada es
Problemas de ejemplo
Página 11-40
Capítulo 11/Segmentos básicos de la
autopista sin peaje
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 201
y la densidad es
Paso 6: Determinar LOS
Como se muestra en la Prueba documental 11-5, el LOS esperado es C.
discusión
Este problema ilustra un punto interesante: dados los parámetros de este problema de ejemplo,
el LOS objetivo de D no se puede lograr el día de apertura. Si se construye una autopista de cuatro
carriles (dos carriles en cada dirección), LOS E resultará. Si se construye una autopista de seis
carriles (tres carriles en cada dirección), LOS C resultará.
EJEMPLO DE PROBLEMA 6: CAUDALES DE SERVICIO Y VOLÚMENES DE SERVICIO
Los hechos
• Autopista de ocho carriles;
• FFS = 70 mi/h (medido);
• Composición del tráfico: 8% camiones, 1% vehículos recreativos;
• Terreno ondulado;
• PHF = 0,87;
• Factor de población del conductor f = 1,00;
• Proporción de AADT en hora punta (factor K): 0,08; y
• Distribución direccional (factor D): 60/40.
Comentarios
En este problema, se calculará la velocidad de flujo de servicio, el volumen de servicio y el
volumen de servicio diario para cada LOS. Estos valores podrían entonces compararse con cualquier
dem y volúmenes existenteso previstos para determinar el LOS.
Paso 1: Datos de entrada
Se especificaron todos los datos de entrada.
Paso 2: Calcular FFS
El FFS se ha medido en campo como 70 mi/h.
Paso 3: Seleccione la curva FFS
Se utilizará la curva para FFS = 70 mi/h.
Paso 4: Calcule las velocidades de flujo del servicio, SF
Para un segmento de autopista básica de 70 millas por hora, las tasas máximas de flujo de
servicio, MSF, pueden seleccionarse de las Pruebas documentales 11 a 17. Éstos son los caudales de
servicio máximos que se pueden sostener mientras se mantiene un LOS dado. Se establecen como
caudales en turismos por hora por carril para condiciones de base equivalentes. Los valores son
Capítulo 11/Segmentos básicos de la
autopista
Diciembre 2010
Página 11-41
Problemas de ejemplo
Manual de capacidad de carreteras 2010
*
MSFA =
770
pc/h/ln,
»
MSFB = 1.250 pc/h/ln,
»
MSFC = 1.690 pc/h/ln,
»
MSFD = 2.080 pc/h/ln, y
® MSFE = 2.400 pc/h/ln.
Las tasas de flujo de servicio, SF, se estiman utilizando la ecuación 11-9:
SF; — MSF, x N x fHV x fp
donde los caudales máximos de servicio son los citados, N = 4 carriles en cada
dirección, y el factor de población del conductor fp es 1,00. El factor de ajuste de
vehículos pesados debe determinarse para camiones del 8% y vehículos
recreativos del 1% en terrenos ondulados. De la Prueba documental 11-10, para
el terreno ondulado, ET = 2,5 y ER = 2,0. Entonces
Ahora se pueden calcular las tasas de flujo de servicio:
SFA = 770 X 4 X 0,885 x 1,00 = 2.726 veh/h
SFB = 1.250 x 4 x 0,885 x 1,00 = 4.425 veh/h
SFC = 1.690 x 4 x 0,885 x 1,00 = 5.983 veh/h
SFD = 2.080 x 4 x 0,885 x 1,00 = 7.363 veh/h
SFE = 2.400 x 4 x 0,885 x 1,00 = 8.496 veh/h
Las tasas de flujo de servicio son las tasas máximas de flujo que pueden existir
en el peor período de 15minutos de la hora pico mientras se mantiene el LOS
indicado.
Paso 5: Volúmenes de servicio de computación, SV
La ecuación 11-10 se utiliza para convertir las velocidades de flujo de
servicio en volúmenes de servicio. La conversión multiplica las tasas de flujo de
servicio por el PF1F para producir volúmenes por hora máximos que se pueden
acomodar mientras que tél dado LOS se mantiene durante los 15 minutos peores
de la hora.
SV, = SFt x PHF
SVA = 2.726 X 0,87 = 2.372 veh/h
SVB = 4.425 x 0,87 = 3.850 veh/h
SVC = 5.983 x 0,87 = 5.205 veh/h
SVD = 7.363 x 0,87 = 6.406 veh/h
SVE = 8.496 x 0,87 = 7.392 veh/h
Problemas de ejemplo
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Capítulo 11/Segmentos básicos de la
autopista sin peaje
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2
Paso 6: Calcular volúmenes de servicio diarios, DSV
La ecuación 11-11 se utiliza para convertir volúmenes de servicio en
volúmenes de servicio diarios. Los volúmenes de servicio diarios son los AADTs
máximos que se pueden acomodar mientras que el LOS dado se mantiene
durante los 15 minutos peores de la hora pico en la dirección máxima del flujo.
discusión
Estos resultados pueden mostrarse convenientemente en forma de cuadro, como se ilustra en
las Pruebas documentales 11 a 22. Dada la naturaleza aproximada de estos cálculos y los valores
predeterminados utilizados, es apropiado redondear los valores de DSV a los 100 veh/día más
cercanos, y los valores SF y SV a los 10 veh/h más cercanos.
LOS
SF(veh/h)
517 (veh/h)
05V(veh/día)
un
B
C
D
E
2,730
4,430
5,980
7,360
8,500
2,370
3,850
5,210
6,410
7,390
49,400
80,200
108,400
133,500
154,000
Prueba documental 11-22
Velocidades de flujo de
servicio,
volúmenes
de
servicio y volúmenes de
servicio
diarios,
por
ejemplo, problema 6
La Prueba documental 11-22, por supuesto, se aplica únicamente al
segmento básico de la autopista como se describe. Si alguna de las
condiciones prevalecientes cambiara, los valores de la exposición también
cambiarían. Sin embargo, para un segmento determinado, los volúmenes de
demanda previstos, ya se den como caudales, volúmenes por hora o
AADTs, podrían compararse con los criterios de la Prueba documental 1122 para determinar inmediatamente el probable LOS. Por ejemplo, si el
pronóstico de 10 años AADT para este segmento es
125,0
veh/día, el LOS esperado sería D.
Capítulo 11/Segmentos básicos de la
autopista sin peaje
Diciembre 2010
Página 11-43
Problemas de ejemplo
Manual de capacidad de carreteras 2010
5. Referencias
Muchas de estas referencias se
pueden encontrar en la Biblioteca de
Referencia Técnica en el Volumen 4.
0. Schoen, J. A., A. May, W. Reilly, and T. Urbanik. Relaciones velocidad-floiv para
secciones básicas de autopistas. Final Report, NCHRP Project 3-45. JHK
&Associates, Tucson, Arizona, mayo de 1995.
1. Roess, R. Re-Calibration of the 75-mi/h Speed-Flow Curve and the FFS Prediction
Algorithm for HCM 2010. Research Memorandum, NCHRP Project 3-92.
Instituto Politécnico de la Universidad de Nueva York, Brooklyn, Nueva
York, enero de 2009.
2. Reilly, W., D. Harwood, J. Schoen, and M. Holling. Capacity and LOS Procedures
for Rural and Urban Multilane Highways. Final Report, NCHRP Project 3-33.
JHK &Associates, Tucson, Arizona, mayo de 1990.
3. Secciones básicas de la autopista sin peaje. In Special Report 209: Highway
Capacity Manual, Chapter 3, Transportation Research Board, National
Research Council, Washington, D.C., 1994.
4. subanik, T., II, W. Hinshaw, y K. Barnes. Evaluación de high-volume urban
texas freeways. En Transportation Research Record 1320, Transportation
Research Board, National Research Council, Washington, D.C., 1991, págs.
110 a 118.
5. Banks, J. H. Flow Processes at a Freeway Bottleneck. En Transportation
Research Record 1287, Transportation Research Board, National Research
Council, Washington, D.C., 1990, págs. 20 y 28.
6. Hall, F. L., and L.M. Hall. Capacity and Speed-Flow Analysis of the Queen
Elizabeth Way in Ontario. In Transportation Research Record 1287,
Transportation Research Board, National Research Council, Washington,
D.C., 1990, págs. 108 a 118.
7. Hall, F. L., and K. Agyemang-Duah. Freeway Capacity Drop and the
Definition of Capacity. En Transportation Research Record 1320,
Transportation Research Board, National Research Council, Washington,
D.C., 1991, págs. 91y 98.
8. Chin, H.C., and A. D. May. Examen de la relación velocidad-flujo en el túnel
caldecott. En Transportation Research Record 1320, Transportation Research
Board, National Research Council, Washington, D.C., 1991, págs. 75a 82.
9.
Banks, J. H. Evaluation of the Two-Capacity Phenomenon as a Basis for Ramp
Metering. Informe Final. San Diego State University, San Diego, Calif., 1991.
10. Robertson, H. D. (ed.). Manual de Estudios de Ingeniería de Tráfico. Institute of
Transportation Engineers, Washington, D.C., 2000.
11. Webster, N., and L. Elefteriadou. A Simulation Study of Truck Passenger Car
Equivalents (PCE) on Basic Freeway Segments. Transportation Research, Vol.
33B, No. 5,1999, pp. 323-336.
12. Zegeer, J. D., M. A. Vandehey, M. Blogg, K. Nguyen, and M. Ereti. Informe 599
de NCHRP: Valores predeterminados para análisis de capacidad de carretera y nivel
de servicio. Junta de Investigación de Transporte de las Academias
Nacionales, Washington,
D.C., 2008.
Referencias
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Capítulo 11/Segmentos básicos de la
autopista sin peaje
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 201
APÉNDICE A: GRADOS COMPUESTOS
En un análisis básico del segmento de la autopista, un grado promedio general puede ser
sustituido por una serie de grados si ninguna porción de la pendiente es más empinada que el
4% o la longitud total de la pendiente es inferior a 4,000 pies. Para los grados fuera de estos
límites (es decir, una porción del grado es mayor que el 4% y la longitud total del grado es
mayor o igual a 4.000 pies), se recomienda el procedimiento de grado compuesto presentado en
este apéndice. El procedimiento de grado compuesto se utiliza para determinar un sombrero t
de grado equivalente dará como resultado la misma velocidad final de los camiones que la serie
de grados que componen el compuesto.
El procedimiento de grado compuesto debe
utilizarse para una serie de grados que son
>4,000 pies de longitud y que tienen una
porción de la pendiente más empinada que
el 4%.
El procedimiento encuentra el grado único
equivalente que da como resultado la misma
velocidad final del camión que la serie de
grados.
Las curvas de aceleración y desaceleración presentadas aquí son para vehículos con una
relación peso-caballo de fuerza promedio de 200 lb/hp, más pesada que los camiones típicos
que se encuentran en las autopistas, que oscilan entre 125 lb/hp y 150 lb/hp. Esto se hace en
reconocimiento del hecho de que los camiones más pesados tendrán más impacto en el flujo de
tráfico que los camiones más ligeros.
La Prueba documental 11-A1 muestra el rendimiento típico de aceleración (líneas
discontinuas) y desaceleración (líneas sólidas) para un camión con una relación de 200 lb/hp. Las
curvas son conservadoras en el hecho de que asumen una velocidad máxima de camiones de 55
mi/h para camiones que entran en un grado y 60 mi/h para camiones que aceleran en un grado.
Prueba documental 11-A1
Curvas
de
rendimiento
para
camiones de 200 lb/hp
PROBLEMA DE EJEMPLO
Se proporciona un ejemplo para ilustrar el proceso que implica la determinación de una ley
equivalente para una ley compuesta en una carretera. El ejemplo tiene dos segmentos, pero el
procedimiento es válido para cualquier número de segmentos. El grado compuesto es
• Actualización del 2% para 5,000 pies, seguido de
• Actualización del 6% para 5,000 pies.
Esta calificación no debe analizarse con un enfoque de calificación promedio, porque una
parte de la calificación es más pronunciada que el 4% y la longitud total de la calificación está en
Capítulo 11/Segmentos básicos de la
autopista sin peaje
Diciembre 2010
Página 11-45
Apéndice A: Grados compuestos
Manual de capacidad de carreteras 2010
exceso de 4.000 pies. A modo de comparación, la aplicación del enfoque de la calificación
media en este caso arrojaría lo siguiente:
• Aumento total a lo largo del compuesto: (5,000 x 0.02) + (5,000 x 0.06) = 400 pies.
• Grado promedio: 400/10,000 = 0.04, o 4%.
Con el enfoque de grado promedio, el compuesto se analizaría como si fuera una
sola actualización de 4%, 10,000 pies (1.89 mi) de largo.
La Prueba documental 11-A2 ilustra la solución recomendada.
Prueba documental 11A2
Solución mediante grade
procedimiento compuesto
Las partes planas de las curvas de
actualización indican la velocidad
de rastreo del camión para ese
grado.
Se dibuja una línea vertical a 5.000 pies hasta la intersección con la curva para el grado +2%
(punto 1). Se dibuja una línea horizontal desde elpunto de sección i nter al eje y (punto 2). Este
procedimiento indica que después de 5,000 pies de actualización de +2%, los camiones operarán a
una velocidad de aproximadamente 46 mi/h.
Esta velocidad es también la velocidad a la que los camiones entran en el segmento +6% del
grado compuesto. Se encuentra la intersección de la línea horizontal de 46 millas/h con la curva para
el grado +6% (punto 3). Una línea vertical se coloca desde este punto hasta el eje x (punto 4). Este
procedimiento indica que los camiones ingresan al segmento de +6% del compuesto como si ya
hubieran estado en el grado de +6% durante aproximadamente 800 pies. Los camiones viajarán otros
5,000 pies a lo largo del grado de +6%, comenzando desde Point
4. Se dibuja una línea vertical a una distancia de 800 + 5,000 = 5,800 pies (Punto 5) hasta la
intersección con la curva para el grado de +6% (Punto 6). Una línea horizontal trazada desde este
punto hasta el eje y (punto 7) indica que la velocidad de los camiones al final de la ley compuesta de
dos segmentos será de aproximadamente 23 mi/h.
El punto de solución se encuentra como la intersección de una línea vertical dibujada en
10,0
ft (la longitud total del grado compuesto) y una línea horizontal dibujada a 23 mi/h. La
solución se lee como el grado porcentual en el que se encuentra el punto de solución (punto 8). En
este caso, el punto se encuentra exactamente en la curva para el 6% grade. Las interpolaciones entre
curvas son permisibles.
En este caso, el grado que es equivalente al grado compuesto es un solo grado de 6%, 10,000 pies
(1.89 mi) de largo. Esta calificación es un 2% más alta que la calificación promedio del 4%. La
calificación equivalente apropiada es el mismo porcentaje que la segunda
Apéndice A: Grados compuestos
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Capítulo 11/Segmentos básicos de la
autopista sin peaje
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
segmento del grado compuesto porque los camiones ya han alcanzado la velocidad de arrastre. Una vez que
los camiones golpean la velocidad de arrastre, no importa qué tan lejos del comienzo del grado están; su
velocidad se mantendrá constante.
PASOS PROCESALES
Los pasos generales tomados para resolver un equivalente de grado compuesto se resumen de la
siguiente manera:
1. Ingrese la Prueba documental 11-A1 con la longitud del primer segmento de la ley compuesta.
2. Encuentre la velocidad del camión al final del primer segmento del grado.
3. Encuentre la longitud a lo largo del segundo segmento del grado que da como resultado la misma
velocidad que la que se encuentra en el paso 2.
4. Agregue la longitud del grado del Segmento 2 a la longitud determinada en el Paso 3.
5. Repita los pasos del 2 al 4 para cada segmento de grado posterior.
6. Encuentre la intersección de una línea vertical dibujada en la longitud total del grado compuesto y
una línea horizontal dibujada a la velocidad final de los camiones al final del grado compuesto.
7.
Determine el porcentaje de grado para el punto de solución del paso 6.
discusión
En el análisis de los grados compuestos, el punto de interés no siempre está al final de la grada. Es
importante identificar el punto en el que la velocidad de los camiones es la más baja porque es donde los
camiones tendrán el máximo impacto en las condiciones de operación. Este punto puede ser un punto
intermedio. Si un +3% grado de
1,0
ft es seguido por un grado de + 4% de 2,000 pies, luego por un grado de + 2% de 1,500 pies, la
velocidad de los camiones será más lenta al final del segmento de grado de + 4%. Por lo tanto, se buscaría
una solución de grado compuesto para los dos primeros segmentos del grado, con una longitud total de
grado de 1,000 + 2,000 =3,000pies.
El procedimiento de grado compuesto no es aplicable en todos los casos, especialmente si el primer
segmento es una degradación y la longitud del segmento es larga o si los segmentos son demasiado cortos.
En el uso de curvas de rendimiento, los casos que no se pueden resolver con este procedimiento se harán
evidentes para el analista porque la línea no se intersecará o los puntos caerán fuera de los límites de las
curvas. En tales casos, las mediciones de campo de las velocidades deben utilizarse como insumos para la
selección de los valores adecuados de equivalencia de camiones.
Capítulo 11/Segmentos básicos de la
autopista sin peaje
Diciembre 2010
Página 11-47
Apéndice A: Grados compuestos
Manual de capacidad de carreteras 2010
CAPÍTULO 12
SEGMENTOS DE TEJIDO DE AUTOPISTAS
contenido
1. INTRODUCCIÓN .............................................................................................. 12-1
2. CARACTERÍSTICAS DEL SEGMENTO DE TEJIDO................................. 12-2
Visión general...................................................................................................... 12-2
......................................................................................................................................
Longitud de un segmento de tejido ................................................................. 12-2
......................................................................................................................................
Ancho de un segmento de tejido ...................................................................... 12-3
......................................................................................................................................
Configuración de un segmento de tejido ........................................................ 12-4
......................................................................................................................................
3. METODOLOGÍA ............................................................................................... 12-9
Limitaciones de la metodología ........................................................................ 12-9
......................................................................................................................................
Panorama general de la metodología .............................................................. 12-9
......................................................................................................................................
Parámetros que describen un
segmento
de
tejido
............................................................................................................................. 12-10
......................................................................................................................................
Procedimientoscomputacionales
12-12
......................................................................................................................................
Casos especiales ................................................................................................ 12-23
......................................................................................................................................
4. APLICACIONES ...................................................................................................... 1
2 -25 ...............................................................................................................................
Valores predeterminados ................................................................................ 12-25
......................................................................................................................................
Tipos de análisis ................................................................................................ 12-25
......................................................................................................................................
Página 12-i
Capítulo
12/Segmentos
de tejidoalternativas
de
Uso
de herramientas
...................................................................
12-27
autopistas
Diciembre
2010
......................................................................................................................................
contenido
Manual de capacidad de carreteras 2010
LISTA DE EXPOSICIONES
Prueba documental 12-1 Formación de un segmento de tejido ......................... 12-2
Prueba documental 12-2 que mide la longitud de un segmento de tejido ....... 12-2
Prueba documental 12-3 Segmentos de tejido unilateral ilustrados ................. 12-4
Prueba documental 12-4 Segmentos de tejido de dos caras ilustrados ............ 12-5
Prueba documental 12-5 Parámetros de configuración ilustrados ...................... 12-6
Prueba documental 12-6 Metodología del tejido Diagrama de flujo ................. 12-10
Prueba documental 12-7 Variables de tejido para segmentos de tejido unilateral
.................................................................................................................................... 12-11
Pruebas documentales 12-8 de tejido variables para un segmento de tejido dedos
.................................................................................................................................... caras
12-12
Prueba documental 12-9 Variación de la longitud de tejido frente a la relación de
volumen y
Número de carriles de tejido (ft) .................................................................... 12-16
Prueba documental 12-10 de los segmentos de tejido......................................... 12-23
Prueba documental 12-11 Lista de problemas de ejemplo ................................. 12-31
Prueba documental 12-12 De tejido principal Segmen t por ejemplo Problema 11231
Prueba documental 12-13 Determinación de variables de configuración por ejemplo
Problema 1 ........................................................................................................ 12-33
Prueba documental 12-14 Segmento de tejido en rampa para ejemplo Problema 2
.................................................................................................................................... 12-36
Anexo 12-15 Características de configuración para el problema de ejemplo 2 12-37
Prueba documental 12-16 Segmento de tejido por ejemplo Problema 3 .......... 12-40
Prueba documental 12-17 Características de configuración para el problema 3 . 1242
Anexo 12-18 Segmento de tejido por ejemplo Problema 4 ................................. 12-45
Prueba documental 12-19 Diseño de prueba 1 para ejemplo Problema 4 ........ 12-46
Prueba documental 12-20 Diseño de prueba 2 para ejemplo Problema 4 ........ 12-48
Prueba documental 12-21 Velocidades de flujo de servicio en condiciones
ideales(SFI), por ejemplo
Problema 5 (pc/h) ............................................................................................. 12-53
Prueba documental 12-22 Tasas de flujo de servicio en condiciones
prevalecientes(SF)para
Ejemplo problema 5 (veh/h) ........................................................................... 12-53
Prueba documental 12-23 volúmenes de servicio en condiciones prevalecientes (SV)
para
Ejemplo problema 5 (veh/h) ........................................................................... 12-54
contenido
Prueba documental 12-24 volúmenes de servicio diarios en condiciones
Página 12-ii
Capítulo 12/Segmentos de tejido de
prevalecientes(DSV)
autopistas
por ejemplo, el problema 5 (veh/día) ...........................................................
12-54
Diciembre
2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
1. Introducción
El tejido se define generalmente como el cruce de dos o más corrientes de
tráfico que viajan en la misma dirección a lo largo de una longitud significativa de
carretera sin la ayuda de dispositivos de control de tráfico(excepto para las
señales de guía). Por lo tanto, los segmentos de tejido se forman cuando los
segmentos de fusión son seguidos de cerca por segmentos divergentes.
"Estrechamente" implica que no hay suficiente distancia entre los segmentos de
fusión y divergencia para que funcionen de forma independiente.
VOLUMEN
2:
FLUJO
ININTERRUMPIDO
10. Instalaciones de la autopista
11. Segmentos básicos de autopistas
12. Autopista
Weaving
Segmentos
13. Segmentos de fusión y
divergencia de autopistas
14. Autopistas multilane
15. Autopistas de dos carriles
Tres características geométricas afectan a las características de
funcionamiento de un segmento de tejido: longitud, anchura y configuración.
Todos tienen un impacto en la actividad crítica de cambio de carril, que es la
característica operativa única de un segmento de tejido. El Capítulo 12, Freeway
Weaving Segments, proporciona una metodología para analizar el
funcionamiento de los segmentos de tejido en función de estas características, así
como la velocidad de flujo libre (FFS) de un segmento y las tasas de flujo de
demanda para cada movimiento dentro de un segmento de tejido (por ejemplo,
rampa avía libre o rampa a rampa). En este capítulo se describe cómo se puede
aplicar la metodología a las aplicaciones de planificación, operaciones y diseño y
se proporcionan ejemplos de estas aplicaciones.
Capítulo 12/Segmentos de tejido de
autopistas
Diciembre 2010
Página 12-1
Introducción
Manual de capacidad de carreteras 2010
2. CARACTERÍSTICAS DEL SEGMENTO DE TEJIDO
visión general
La Prueba documental 12-1 ilustra un segmento de tejido de autopistas. En las carreteras
de entrada y salida, o tramos, los vehículos que viajen de la etapa A a la etapa D deben cruzar
el camino de los vehículos que viajan de la etapa B a la etapa C. Los flujos A-D y B-C se
denominan, por lo tanto, movimientos de tejido. Los flujos A-C y B-D también pueden existir,
pero como no están obligados a cruzar la trayectoria de ningún otro flujo, se conocen como
movimientos sin tejer.
Prueba documental
12-1
Formación de un
segmento de tejido
El tráfico en un segmento de tejido
experimenta más turbulencias de
cambio de carril de lo que
normalmente está presente en los
segmentos básicos de la autopista.
La geometría de un segmento de
tejido afecta a sus características de
funcionamiento.
Los segmentos de tejido requieren maniobras intensas de cambio de carril, ya que los
conductores deben acceder a los carriles apropiados para su tramo de salida deseado. Por lo
tanto, el tráfico en un segmento de tejido está sujeto a turbulencias de cambio de carril superiores
a las que normalmente se presentan en los segmentos básicos de las autopistas. Esta turbulencia
adicional presenta problemas operativos y requisitos de diseño, que se abordan en la
metodología de este capítulo.
Tres características geométricas afectan a las características operativas de un segmento de
tejido:
• largura
• Ancho, y
• Configuración.
La longitud es la distancia entre la fusión y la divergencia que forman el segmento de tejido.
Ancho se refiere al número de carriles dentro del segmento de tejido. La configuración se define
por la forma en que se alinean los carriles de entrada y salida. Todos tienen un impacto en
laactividad de cambio de carril de critical, que es la característica operativa única de un segmento
de tejido.
LONGITUD DE UN SEGMENTO DE TEJIDO
Las dos medidas de la longitud del segmento de tejido que son pertinentes para la
metodología de este capítulo se ilustran en la Prueba documental 12-2.
Prueba documental 122
Medición de la longitud de
un segmento de tejido
Características del segmento de tejido
Página 12-2
Capítulo 12/Segmentos de tejido de
autopistas
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 201
Las longitudes ilustradas se definen de la siguiente manera:
Ls = longitud corta, la distancia en pies entre los puntos finales de cualquier marca de
barrera (líneas blancas sólidas) que prohíban o desalienten el cambio de carril.
LB = longitud de la base, la distancia en pies entre los puntos en las áreas respectivas del gore
donde el borde izquierdo de la manera rampa-viajada e y el borde derecho de la
manera autopista-recorrido resuelven.
Ninguna de estas definiciones es la misma que las utilizadas en ediciones anteriores del
Manual de Capacidad de Carreteras (HCM). Las definiciones utilizadas a lo largo del HCM2000
estuvieron históricamente ligadas a los detalles del diseño de rampas de bucle en un intercambio
de hoja de trébol en un momento en que la mayoría de los segmentos de tejido formaban parte de
dichos intercambios. Los segmentos de tejido modernos se producen en una amplia gama de
situaciones y diseños, y una definición más general de la longitud es apropiada.
Esta metodología incluye varias ecuaciones que incluyen la longitud del segmento de tejido.
En todos los casos, estas ecuaciones utilizan la longitud corta Ls. Esto no quiere decir que el
cambio de carril en un segmento de tejido esté restringido a esta longitud. El cambio de carril de
Some tiene lugar sobre líneas blancas sólidas e incluso áreas de gore pintadas. Sin embargo, la
investigación ha demostrado que la longitud corta es un mejor predictor de las características de
funcionamiento dentro del segmento de tejido que la longitud base o la longitud de unas definida
enHCM2000 y ediciones anteriores.
La longitud del segmento de tejido utilizada
en la metodología se define por la distancia
entre las marcas de barrera. Cuando no
existen marcas, la longitud se define por la
distancia entre donde se encuentran el
borde izquierdo de lavía recorrida por r
amperios y el borde derecho de la vía
transitada por la autopista.
Para tejer segmentos en los que no se utilizan líneas blancas sólidas, las dos longitudes
ilustradas en la Prueba documental 12-2 son las mismas, es decir, Ls = LB. Al tratar con diseños
futuros en los que se desconocen los detalles de las marcas, un valor por defecto debe basarse en
la política general de marcado de la agencia operadora. En el momento en que se desarrolló esta
metodología, donde se proporcionaron líneas blancas sólidas, L s era igual a 0,77 x LB en promedio
para los datos disponibles.
Las velocidades y densidades estimadas, sin embargo, se aplican sobre la longitud de la base
LB. Algunas pruebas también indican que estas velocidades y densidades pueden aplicarse a los
500 pies de autopista aguas arriba de la fusión y las bajadas de la divergencia debido a la
presegregación de los movimientos en cada caso.
La longitud del segmento de tejido influye fuertemente en la intensidad de cambio de carril.
Para cualquier situación de demanda dada, los segmentos más largos permiten a los
automovilistas tejiendo más tiempo y espacio para ejecutar sus cambios de lane. Esto reduce la
densidad del cambio de carril y, por lo tanto, las turbulencias. Alargar un segmento de tejido
aumenta su capacidad y mejora su funcionamiento (suponiendo una demanda constante).
En condiciones de demanda constante,
hacer que un segmento de tejido sea más
largo aumenta su capacidad y mejora su
funcionamiento.
ANCHO DE UN SEGMENTO DE TEJIDO
El ancho de un segmento de tejido se mide como el número de carriles continuos dentro del
segmento, es decir, el número de carriles continuos entre las áreas gore de entrada y salida. Los
carriles de aceleración o desaceleración que se extienden parcialmente en el segmento de tejido no
se incluyen en su recuento.
El número de carriles continuos entre las
zonas de gore dentro de una se gment de
tejidodefine su anchura.
Si bien los carriles adicionales proporcionan más espacio para los vehículos de tejido y no
tejido, fomentan la actividad adicional de cambio de carril opcional. Por lo tanto, al tiempo que se
reducen las densidades generales, los carriles adicionales pueden aumentar la actividad yl a
intensidad del cambio de carril. En la mayoría de los casos, sin embargo, el número de carriles en
Capítulo 12/Segmentos de tejido de
autopistas
Diciembre 2010
Página 12-3
Características del segmento de tejido
Manual de capacidad de carreteras 2010
el segmento de tejido está controlado por el número de carriles en los tramos de entrada y salida
y la configuración prevista.
CONFIGURACIÓN DE UN SEGMENTO DE TEJIDO
La configuración de un segmento de tejido se refiere a la forma en que se vinculan los carriles
de entrada y salida. La configuración determina cuántos cambios de carril debe realizar un
conductor de tejido para completar la maniobra de tejido con éxito. En las secciones siguientes se
utiliza una gran cantidad de terminología para describir las configuraciones; esta terminología
debe entenderse claramente.
Segmentos de tejido de una cara y de dos caras
Los segmentos de tejido unilaterales
no requieren más de dos cambios
iane para completar una maniobra
de tejido.
Los segmentos de tejido de dos
lados requieren tres o más cambios
iane para completar una maniobra
de tejido o tienen una rampa de un
solo carril seguida de cerca por una
rampa de un solo carrilen el lado
opuesto de la autopista.
Los segmentos de tejido de most son unilaterales. En general, esto significa que las rampas que
definen la entrada y salida del segmento de tejido están en el mismo lado de la autopista, ya sea a la
derecha (más común) o ambas a la izquierda. La metodología de este capítulo se desarrolló para
segmentos de tejido unilaterales; sin embargo, se dan directrices para aplicar la metodología a
segmentos de tejido de dos caras.
Los segmentos de tejido de una y dos caras se definen de la siguiente manera:
• Un segmento de tejido unilateral es aquel en el que ningún tejido de melena requiere más de
dos cambios de carril para completarse con éxito.
• Un segmento de tejido de dos lados es uno en el que al menos una maniobra de tejido requiere
tres o más cambios de carril para completarse con éxito o en el que una rampa de un solo
carril es seguida de cerca por una rampa de salida de un solo carril en el lado opuesto de la
autopista.
La Prueba documental 12-3 ilustrados ejemplos de segmentos de tejido unilaterales.
Prueba
documental 12-3
Segmentos de tejido
de un solo lado
ilustrados
a) Tejido de rampa de
un solo lado b) Tejido principal de un solo lado
La Prueba documental 12-3(a) muestra un segmento de tejido de un solo
lado típico formado por una rampa de un carril, del lado derecho, seguida de
cerca por una rampa de un carril, del lado derecho. Los dos están conectados por
un carril auxiliar de autopista continua. Cada vehiculo de tejido debe hacer un
cambio de carril como se ilustra, y la turbulencia de cambio de carril causada se
centra claramente en el lado derecho de la autopista. La Prueba documental 123(b) muestra otro segmento de tejido unilateral en el que la rampa de salida tiene
dos carriles. Un movimiento de tejido (rampa la autopista) requiere un cambio de
carril. El otro (autopista a rampa) se puede hacer sin hacer un cambio de carril.
Una vez más, laturbulencia de cambio de carril se centra en el lado derecho de la
autopista.
Características del segmento de tejido
Página 12-4
Capítulo 12/Segmentos de tejido de
autopistas
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 201
La Prueba documental 12-4 contiene dos ejemplos de segmentos de tejido de dos caras.
Prueba
documental 12-4
Segmentos de tejido
de
dos
caras
ilustrados
a) Sección de tejido de dos
lados
con rampas de un solo carril
(b) Sección de tejido de dos
lados
con cambios de tres carriles
La Prueba documental 12-4(a) es la forma más común de tejido de dos caras. Una rampa de
un carril, del lado derecho, es seguida de cerca por una rampa de un carril, lado izquierdo (o
viceversa). Aunque el movimiento de tejido de rampa a rampa requiere solo dos cambios de
carril, este movimiento todavía se clasifica como un tejido de dos lados porque la geometría de
the a través del movimiento en la autopista técnicamente califica como un flujo de tejido.
La Prueba documental 12-4(b) es un caso menos típico en el que una de las rampas tiene
varios carriles. Debido a que el movimiento de tejido de rampa a rampa debe ejecutar tres
cambios de carril, también se clasifica como un segmento de tejido de dos lados.
Ramp-Weave Versus Major Weave Segments
La Prueba documental 12-3 también puede utilizarse para ilustrar la diferencia entre
un segmento de tejido en rampa y un segmento de tejido importante. La Prueba
documental 12-3(a) muestra un segmento típico de tejido de rampa, formado por un carril
en rampa seguido de cerca por una rampa de un carril, conectada por un carril auxiliar
continuo de autopista. La característica única de la configuración de tejido de rampa es que
todos los conductores de tejido deben ejecutar un cambio de carril a través de la línea de
carril separating el carril auxiliar de la autopista desde el carril derecho de la línea
principal de la autopista principal.
Es importante tener en cuenta que el caso de una rampa de un carril seguido de cerca
por una rampa de salida de un carril (en el mismo lado de la autopista), pero no conectado
por un carril auxiliar de autopista continua, no se considera una configuración de tejido.
Estos casos se tratan como segmentos aislados de fusión y divergencia utilizando la
metodología descrita en el capítulo 13. La distancia entre la rampa de encendido y la rampa
de salida no es un factor en esta determinación.
Las configuraciones unilaterales sin una
conexión auxiliar continua de una rampa de
entrada a una rampa de seguimiento de
cercase tratan como cruces de rampa
aislados (capítulo 13) y no como segmentos
de tejido.
La Prueba documental 12-3(b) muestra un segmento típico de tejido importante. Un
segmento de tejido importante se forma cuando tres o más tramos de entrada o salida
tienennuméricas
varios carriles.
Medidas
de configuración
Tres descriptores numéricos de un segmento de tejido caracterizan su configuración:
LCRF = número mínimo de cambios de carril que un vehículo de tejido de rampa a autopista
debe hacer para completar el movimiento de rampa a autopista con éxito.
LCFR = número mínimo de cambios de carril que un vehículo de tejido de autopista a rampa
debe hacer para completar el movimiento de autopista a rampa con éxito.
Capítulo 12/Segmentos de tejido de
autopistas
Diciembre 2010
Página 12-5
"Número mínimo de cambios iane" asume
que los vehículos se posicionan al entrar y
salir para hacer el menor número posible de
cambios iane.
Estadísticas depersonajes de segmento de tej
Manual de capacidad de carreteras 2010
NWL = número de carriles a partir de los cuales se puede completar una maniobra de tejido con
un cambio de carril o sin cambios de carril.
Estas definiciones se aplican directamente a los segmentos de tejido unilaterales en los que los
movimientos de rampa a autopista y de autopista a rampa son los movimientos de tejido. Las
diferentes definiciones se aplican a los segmentos de tejido de dos caras. La Prueba documental 125 ilustra cómo se determinan estos valores para los segmentos de tejido unilaterales.
Los valores de LCRF y LCFR se encuentran suponiendo que cada vehículo de tejido entra en el
segmento en el carril closest a su tramo de salida deseado y deja el segmento en el carril más
cercano a su tramo de entrada.
Prueba documental 125
Parámetros de
configuración ilustrados
(b) Segmento de tejido principal de cuatro carriles sin equilibrio de carril
c) Segmento de tejido principal de cuatro carriles con equilibrio de carril
La Prueba documental 12-5(a)es una configuración de tejido de rampa de cinco carriles. Si
un conductor de tejido desea salir en la rampa de salida y entra en el segmento en el carril de la
autopista más a la derecha (el carril más cercano a la rampa de salida), el conductor debe hacer
un solo cambio de carril para entrar en el carril auxiliar de la autopista y salir a través de la
rampa de salida. Por lo tanto, para este caso, LCFR = 1. Un conductor de tejido que entra en la
autopista a través de la rampa no tiene más remedio que entrar en el carril auxiliar de la
autopista. A continuación, el conductor debe realizar un único cambio de carril desde el carril
auxiliar dela autopista hasta el carril situado más a la derecha de la autopista(el carril más
cercano al tramo de entrada). Por lo tanto, LCRF = 1 también.
El equilibrio de carril dentro de un
segmento de tejido proporciona
flexibilidad operativa.
Las Pruebas documentales 12-5(b) y 12-5(c) son configuraciones principales de tejido que
constan de cuatro carriles. Sólo se diferencian en la configuración de sus zonas de entrada yex
it gore. Uno tiene equilibrio de carril, mientras que el otro no. El equilibrio de carril existe
cuando el número de carriles que salen de un segmento de divergencia es uno más que el
número de carriles que entran en él.
Características del segmento de tejido
Página 12-6
Capítulo 12/Segmentos de tejido de
autopistas
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 201
La Prueba documental 12-5(b) no es típica. Se utiliza aquí sólo para demostrar el concepto de
equilibrio de carril en un segmento de tejido importante. Cinco carriles se acercan a la entrada del
segmento y cuando nuestros carriles lo dejan; cuatro carriles se acercan a la salida del segmento y
cuatro carriles lo dejan. Debido a esta configuración, los vehículos que se acerquen al gore de salida
ya deben estar en un carril apropiado para su tramo de salida previsto.
En la Prueba documental 12-5(b), el movimiento de tejido de rampa a autopista (de derecha a
izquierda) requiere al menos un cambio de carril. Un vehículo puede entrar en el segmento en el
carril de rampa más a la izquierda (el carril más cercano a la salida deseada) y hacer un solo cambio
de carril para salir en el carril ost derecho de la autopista continua. LcRF para este caso es 1. El
movimiento de tejido de autopista a rampa se puede hacer sin ningún cambio de carril. Un vehículo
puede entrar en el carril más a la derecha de la autopista y salir en el carril más a la izquierda de la
rampa sin ejecutar un cambio de carril. Para este caso, LCFR = 0.
El cruce de salida en la Prueba documental 12-5 c) tiene equilibrio de carriles: cuatro carriles se
acercan a la salida del segmento y cinco carriles lo dejan. Esta es una característica deseable que
proporciona cierta flexibilidad operativa. Un carril —en este caso, el segundo carril desde la
derecha— se divide en la salida. Un vehículo que se acerque en este carril puede tomar cualquiera de
las dos piernas de salida sin hacer un cambio de carril. Ésta es una configuración útil en los casos en
los cuales la fractura del tráfico que sale varía durante un día típico. El topo proporcionado por el
carril de división puede ser utilizada según sea necesario por los vehículos destinados a cualquiera
de los tramos de salida.
En la Prueba documental 12-5(c), el movimiento de rampa a autopista se puede hacer sin un
cambio de carril, mientras que el movimiento de autopista a rampa requiere un solo cambio de carril.
Para tsu caso, LCRF = 0 y LCFR - 1.
En la Prueba documental 12-5(a), sólo hay dos carriles a partir de los cuales se puede hacer un
movimiento de tejido con no más de un cambio de carril. Los vehículos de tejido pueden entrar en el
segmento en el carril auxiliar de la autopista (vehículos de rampa a autopista) y en el carril de la
autopista más a la derecha (vehículos de autopista a rampa) y pueden ejecutar una maniobra de
tejido con un solo cambio de carril. Aunque los vehículos de autopista a rampa pueden entrar en el
segmento en los carriles exteriores de la autopista, tendrían que hacer más de un cambio de carril a
unccess la rampa de salida. Así, para este caso, NWL = 2.
En la Prueba documental 12-5(b), los vehículos que entran en el segmento en el carril más a la
izquierda de la rampa o el carril más a la derecha de la autopista se ven obligados a fusionarse en un
solo carril. Desde este carril, el movimiento de autopista a rampa se puede hacer sin cambios de
carril, mientras que el movimiento de rampa a autopista requiere un cambio de carril. Debido a que
los movimientos se han fusionado en un solo carril, esto cuenta como un carril desde el que se
pueden hacer movimientos de tejido con uno o menos cambios de carril. Los vehículos de autopista
a rampa, sin embargo, también pueden ingresar al segmento en el carril central de la autopista y
hacer un solo cambio de carril (como se muestra) para ejecutar su maniobra deseada. Así, para este
caso, NWL es una vez más 2.
El equilibrio de carril crea más flexibilidad en Exhibit 12-5(c). Los vehículos de rampa a
autopista pueden ingresar en cualquiera de los dos carriles de la rampa y completar una maniobra
de tejido con uno o ningún cambio de carril. Los vehículos de autopista a rampa pueden entrar en el
carril de la autopista más a la derecha y también tejer con un solo cambio de linea. En este caso, NWL
= 3.
Capítulo 12/Segmentos de tejido de
autopistas
Diciembre 2010
Página 12-7
Características del segmento de tejido
Manual de capacidad de carreteras 2010
En todos los segmentos de tejido unilateral, el número de carriles desde los que se pueden realizar
maniobras de tejido con uno o ningún cambio de carril es de dos o tres. No hay otros valores posibles.
Los segmentos con NWL = 3 generalmente existen en los principales segmentos de tejido con equilibrio
de carril en la salida.
Caso especial: Segmentos de tejido de dos caras
Solo el movimiento de rampa a
rampa se considera un flujo de
tejido en un segmento de tejido de
dos lados.
Los parámetros que definen el impacto de la configuración sólo se aplican a los segmentos de
tejido unilaterales. En un segmento de tejido de dos lados, ni la rampa a la autopista ni los
movimientos de la autopista a la rampa tejen. Mientras que el movimiento a través de la autopista en
un segmento de tejido de dos lados podría considerarse funcionalmente como tejido, es el movimiento
dominante en el segmento y no se comporta como un movimiento de tejido. Por lo tanto, en los
segmentos de tejido de dos lados, solo el movimiento de rampa a rampa se considera un flujo de
tejido. Esto introduce dos cambios específicos en la metodología:
1. En lugar de que se necesiten LCRFy LCfR para caracterizar el comportamiento del tejido, se
necesita un valor de LCRR (el número mínimo de cambios de carril que debe realizar un
vehículo de rampa a rampa). En las Pruebas documentales 12 y 4 a), LCRR = 2, mientras que
en las Pruebas documentales 12-4(b), LCRR = 3.
2. En todos los casos de tejido de dos caras, el valor de NWL se establece en 0 por definición.
Con estas dos modificaciones, la metodología descrita para los segmentos de tejido unilaterales
también se puede aplicar a los segmentos de tejido de dos caras.
Características del segmento de tejido
Página 12-8
Capítulo 12/Segmentos de tejido de
autopistas
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Manual de capacidad de carreteras 201
3. metodología
La metodología presentada en este capítulo fue desarrollada como parte del Proyecto 3-75 del
Programa Nacional de Investigación Cooperativa de Carreteras (NCHRP, por sus, Analysis of
Freeway Weaving Sections (1). Los elementos de esta metodología también han sido adaptados de
ediciones anteriores y anteriores de este manual(2-9).
LIMITACIONES DE LA METODOLOGÍA
La metodología de este capítulo no aborda específicamente los siguientes temas (sin
modificaciones por parte del analista):
® Carriles especiales, como carriles para vehículos de alta ocupación, dentro del segmento de
tejido;
• Medición de rampas en rampas de entrada que forman parte del segmento de tejido;
• Condiciones de funcionamiento específicas cuando existen condiciones sobresaturadas;
• Efectos de las prácticas de aplicación de límites de velocidad en las operaciones del segment de
tejido;
• Efectos de las tecnologías de sistemas de transporte inteligentes en las operaciones del segmento
de tejido;
• Tejiendo segmentos en arterias u otras calles urbanas, incluyendo carreteras de fachada de un
solo sentido;
• Efectos de la congestión aguas abajo o de la escasez de demanda aguas arriba en el segmento de
análisis, o
® Múltiples segmentos de tejido.
El último tema se ha incluido en versiones anteriores de este manual. Los segmentos de tejido
múltiples ahora se deben dividir en segmentos apropiados de fusión, divergencia y tejido simple para
el análisis.
Varios segmentos de tejido deben dividirse
en segmentos de fusión, divergencia y
tejido simple para el análisis.
VISIÓN GENERAL DE LA METODOLOGÍA
La Prueba documental 12-6 es un diagrama de flujo que ilustra los pasos básicos que definen la
metodología para analizar los segmentos de tejido de autopistas. La metodología utiliza varios tipos de
algoritmos predictivos, todos los cuales se basan en una mezcla de modelos teóricos y de regresión.
Estos modelos incluyen lo siguiente:
• Modelos que predicen la tasa total de cambio de carril que tiene lugar en el segmento de
tejido. Esta es una medida directa de la turbulencia en la corriente de tráfico causada por la
presencia de movimientos de tejido.
® Modelos para predecir la velocidad media de los vehículos de tejido y no tejido en un segmento
de tejido en condiciones de funcionamiento estables, es decir, no operando en el Nivel de Servicio
(LOS) F.
• Modelos para predecir la capacidad de un segmento de tejido tanto en condiciones ideales como
prevalecientes.
® Un modelo para estimar la longitud máxima sobre la que se puede decir que existen las
operaciones de tejido.
Capítulo 12/Segmentos de tejido de
autopistas
Diciembre 2010
Página 12-9
metodología
Manual de capacidad de carreteras 2010
Prueba documental 12-6
Diagrama de
flujo de la
metodología de tejido
Si el segmento de tejido potencial
es más largo que elvalor dado por la
ecuación 12-4,
se trata como uniones de rampa de fusión
y divergencia aisladas
utilizando losprocedimientos
del Capítulo 13.
LOS F existe en un segmento de tejido
cuando la demandasupera
la capacidad.
PARÁMETROS QUE DESCRIBEN UN SEGMENTO DE TEJIDO
Ya se han introducido y definido varios parámetros que describen los segmentos de tejido. En la Prueba
documental 12 a 7 se ilustran todas las variables que deben especificarse como variables de entrada y se
definen las que se utilizarán dentro de la metodología o como productos de la metodología. Algunos de
estos se aplican sólo a los segmentos de tejido unilateral. En la Prueba documental 12-8 se enumeran las
variables que son diferentes cuando se aplican a segmentos de tejido de dos caras.
metodología
Página 12-10
Capítulo 12/Freeway Weaving
Segmentos
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
autopista
Capítulo 12/Segmentos de tejido de
autopistas
Diciembre 2010
autopista
Página 12-11
Prueba documental 12-7
Variables
de
tejido
para
segmentos de tejido de un solo
lado
metodología
Manual de capacidad de carreteras 2010
Prueba documental 12-8
Variables de tejido para
unsegmento de tejido
de
dos caras
El movimiento de la autopista
no se consideraque
esté tejiendo en unsegmento de tejido de dos
lados.
Todas las variables se definen como en la Prueba documental 12-7, excepto
las siguientes variables relacionadas con las designaciones de flujo y las variables
de cambio de carril:
vw = demanda total de tejido flow tasa dentro del segmento de tejido(pc/h),
vw = VRR'/
vNW = caudal total de demanda no tejida dentro del segmento de tejido (pc/h),
vNW = vm + vRF + vFF,
LCRR = número mínimo de cambios de carril que debe realizar un vehículo de
rampa a rampa para completar una maniobra de tejido; y
LCMIN = tasa mínima de cambio de carril que debe existir para que todos los
vehículos de tejido completen sus maniobras de tejido con éxito (lc/h),
LCM[N = LCRR x V .
La principal diferencia entre los segmentos de tejido unilateral y bi cara es la
posición relativa de los movimientos dentro del segmento. En un segmento de
tejido de dos lados, los vehículos de rampa a autopista y de autopista a rampa no
tejen. En un segmento unilateral, ejecutan los movimientos de tejido. En un
segmento de tejido de dos lados, los vehículos de rampa a rampa deben cruzar el
camino de los vehículos de autopista a autopista. Ambos podrían ser tomados
como movimientos de tejido. En realidad, el movimiento de la autopista no es
tejido en que los vehículos no necesitan cambiar de carril y, por lo general, no
cambian de posición de carril en respuesta a un tramo de salida deseado.
Por lo tanto, en los segmentos de tejido de dos lados, solo el flujo de rampa a
rampa se considera tejido. Los parámetros de cambio de carril reflejan este
cambio en la forma en que se visualizan los flujos de tejido. Por lo tanto, la tasa
mínima de cambio de carril que los vehículos de tejido deben mantener para
completar todas las maniobras de tejido deseadas con éxito también está
relacionada solo con el movimiento de rampa a rampa.
La metodología utiliza caudales de
Todas las definiciones de flujo se refieren a la tasa de flujo de demanda. Esto
demanda para el pico de 15 minutos
en turismos por hora.
significa que para los casos existentes, la demanda debe basarse en los flujos de
llegada. Para casos futuros, las técnicas de previsión generalmente producirán un
volumen de demanda o un caudal de demanda. Todos los algoritmos de la
metodología se expresan como caudales en el pico de 15 min de la hora de diseño
(o análisis), en unidades equivalentes de turismos.
RR
PROCEDIMIENTOS COMPUTACIONALES
Cada uno de los principales pasos de procedimiento señalados en las Pruebas documentales
12 a 6 se examina en detalle en las secciones siguientes.
metodología
Página 12-12
Capítulo 12/Segmentos de tejido de
autopistas
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
Paso 1: Datos de entrada
La metodología para tejer segmentos está estructurada para el uso del análisis operacional, es
decir, dado un diseño geométrico conocido o especificado y las características de la demanda de
tráfico, la metodología se utiliza para estimar el LOS que se espera que exista.
El diseño y la ingeniería preliminar se llevan a cabo generalmente en términos de análisis
comparativos de varias propuestas de diseño. Este es un buen enfoque, dado que el rango de
anchos, longitudes y configuraciones en cualquier caso dado está limitado por una serie de factores.
La longitud está limitada por la ubicación de las arterias de cruce que determinan la ubicación de
los intercambios y rampas. Ancho está limitado por el número de carriles en los tramos de entrada
y salida y por lo general implica no más de dos opciones. La configuración también es el resultado
del número de carriles en los tramos de entrada y salida, así como el número de carriles dentro del
segmento. Cambiar la configuración generalmente implica agregar un carril a uno de los tramos de
entrada o salida, o ambos, para crear diferentes enlaces.
Para el análisis, la geometría del segmento de tejido debe estar completamente definida. Esto
incluye el número de carriles, anchos de carril, cordones de hombros, los detalles de los diseños de
área de gore de entrada y salida (incluidas las marcas), la existencia y extensión de las líneas de
barrera, y la longitud del segmento. Se debe dibujar un boceto del segmento de tejido con todas las
dimensiones apropiadas mostradas.
El tráfico exige un volumen de horas punta expresado generalmente como volúmenes de horas
punta en las condiciones prevalecientes. Si los caudales se han observado directamente en el campo,
se pueden sustituir los caudales para el peor período de 15 minutos en la hora punta. En este caso,
el factor de hora punta (PHF) escitly impli citly 1.00.
Paso 2: Ajustar volumen
Todas las ecuaciones de este capítulo utilizan caudales en condiciones ideales
equivalentes como variables de entrada. Por lo tanto, los volúmenes de demanda
y los caudales en condiciones prevalecientes deben convertirse a sus equivalentes
ideales utilizando la ecuación 12-1:
Ecuación 12-1
Dónde
vt = caudal i en condiciones ideales (pc/h);
Vi = volumen por hora para el flujo i en condiciones prevalecientes en
vehículos por hora (veh/h);
PHF = factor de la hora pico;
fHV = factor de ajuste para la presencia de vehículos pesados, y
fp = factor de ajuste para la población del conductor; el subíndice del tipo de
flujo i puede tomar los siguientes valores:
FF =
autopista a autopista; FR = autopista a rampa; RF = rampa a la autopista; RR
= rampa a rampa;
Capítulo 12/Segmentos de tejido de
autopistas
Diciembre 2010
Página 12-13
metodología
Manual de capacidad de carreteras 2010
w = tejido; y N W = no tejido.
Los factores fHV y / se toman del Capítulo 11, Segmentos básicos de autopistas.
Si los caudales para un período de 15 minutos se han proporcionado como entradas, el PHF se
considera 1,00 en este cálculo. Si los volúmenes por hora se convierten utilizando un PHF distinto de
1,00, hay una suposición implícita de que los cuatro componentes fluyen en el pico del segmento de
tejido durante el mismo período de 15 minutos de la hora. Esto rara vez es cierto en el campo; sin
embargo, tal análisis representa el peor de los casos.
Una vez que los caudales de la demanda se han establecido, puede ser conveniente construir un
diagrama de tejido similar a los ilustrados en las Pruebas documentales 12 a 7 (para segmentos de tejido
de una cara) y en la Prueba documental 12-8 (para segmentos de tejido de dos caras).
Paso 3: Determinar las características de configuración
Varios parámetros clave caracterizan la configuración de un segmento de tejido. Estos son
descriptivos del segmento y se utilizarán como variables clave en pasos posteriores de la metodología:
LCMIN = velocidad mínima a la que los vehículos de tejido deben cambiar de carril para completarc on
éxito todas las ma neuvers de tejido(lc/h); y
NWL = número de carriles desde los cuales se pueden hacer maniobras de tejido con uno o ningún
cambio de carril.
La forma en que se determinan estos valores depende de si el segmento en estudio es un segmento
de tejido unilateral o de dos lados.
Segmentos de tejido de un solo lado
La determinación de las variables clave en los segmentos de tejido unilaterales se ilustra en las
Pruebas documentales 12 a 7. En segmentos unilaterales, los dos movimientos de tejido son los flujos de
rampa a autopista y de autopista a rampa. Como se muestra en la Prueba documental12-7, se establecen
los siguientes valores:
LCRF = número mínimo de cambios de carril que deben realizarse por una rampa a-
vehículo de autopista para ejecutar la maniobra deseada con éxito, y
LCFR = número mínimo de cambios de carril que debe realizar un vehículo de
autopista a rampa para ejecutar la maniobra deseada con éxito.
LCMIN para segmentos de tejido unilaterales está dado por la ecuación 12-2:
Ecuaton 12-2
Para segmentos de tejido unilaterales, el valor de NWL es 2 o 3. La
determinación se realiza mediante un examen del diseño geométrico y la
configuración del segmento, como se ilustra en las Pruebas documentales 12 y 5.
Segmentos de tejido de dos caras
La determinación de las variables clave en los segmentos de tejido de dos
caras se ilustrad en las Pruebas documentales 12 a 8. La característica única de los
segmentos de tejido de dos lados es que solo el flujo de rampa a rampa está
tejiendo funcionalmente. A partir de la Prueba documental 12-8 se establece el
siguiente valor:
metodología
Página 12-14
Capítulo 12/Segmentos de tejido de
autopistas
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 201
LCRR = número mínimo de cambios de carril que debe realizar un vehículo de rampa a rampa
para ejecutar la maniobra deseada con éxito.
LCMIN para segmentos de tejido de dos caras está dado por la ecuación 12-3:
Ecuación 12-3
LCMIN ~ LCRR x vRR
Para los segmentos de tejido de dos caras, el valor de NWL siempre es 0 por definición.
Paso 4: Determinar la longitud máxima de tejido
El concepto de longitud máxima de un segmento de tejido es fundamental para la
metodología. Estrictamente definida, la longitud máxima es la longitud a la que la turbulencia de
tejido ya no tiene un impacto en las operaciones dentro del segmento, o alternativamente, en la
capacidad del segmento de tejido.
Desafortunadamente, dependiendo de la definición seleccionada, estas medidas pueden ser
muy diferentes. Las turbulencias de tejido tendrán un impacto en las operaciones (es decir, las
velocidades de los vehículos de tejido y no tejido) para distancias muy superiores a las definidas
por cuando la capacidad del segmento ya no se ve afectada por el tejido.
Esta metodología utiliza la segunda definición (basada en la equivalencia de la capacidad). Si
se utilizara la definición operacional, la metodología produciría estimaciones de capacidad
superiores a las de un segmento de autopista básica similar, lo cual es ilógico. La longitud máxima
de un segmento de tejido (en pies) se calcula a partir de la ecuación 12-4:
La longitud máxima de un segmento de
tejido; LMAX, se basa en la distancia más
allá de la cual la longitud adicional no se
suma a la capacidad.
U,x = [5.728(1 + VR)14]- [1.566N J
donde LMAX es la longitud máxima del segmento de tejido (utilizando la definición de longitud
corta) y otras variables son las definidas anteriormente.
A medida que aumenta la RV, se espera que la influencia de la turbulencia del tejido se
extienda a distancias más largas. Todos los valores de NWL son either0 (segmentos de tejido de
dos caras) o 2 o 3 (segmentos de tejido unilaterales). Tener más carriles desde los que se pueden
hacer cambios de carril de tejido fácil reduce la turbulencia, lo que a su vez reduce la distancia a lo
largo de la cual dicha turbulencia afecta la capacidad del segmento.
La Prueba documental 12-9 ilustra la sensibilidad de la longitud máxima tanto a la RV como a
la Nwl. COMO era de esperar, vr tiene un impacto significativo en la longitud máxima, al igual que la
configuración, como se indica por NWL. Mientras que las longitudes máximas mostradas pueden
calcular números muy altos, los resultados de los máximos están fuera del rango de calibración de
la ecuación (limitado a unos 2.800 pies), y muchas de las situaciones son improbables. Los valores
de VR en segmentos con NWL = 2.0 carriles rara vez se elevan por encima del rango de 0.40 a 0.50.
Mientras que los valores de VR por encima de 0.70 son técnicamente factibles en segmentos con
NWL = 3.0 carriles, son raros.
Si bien los valores extremos de la Prueba documental 12-9 no son prácticos, está claro que la
longitud máxima de los segmentos de tejido puede aumentar a 6.000 pies o más. Además, la
duración máxima puede variar con el tiempo, ya que la realidad virtual no es una constante en todos
los períodos de demanda del día.
Capítulo 12/Segmentos de tejido de
autopistas
Diciembre 2010
Página 12-15
Ecuación 12-4
metodología
Manual de capacidad de carreteras 2010
Prueba documental 12-9
Variación de la longitud de
tejido frente a la relación de
volumen y el número de
carriles de tejido (ft)
Número de carriles de Weavina
realidad virtual
N w l =1
NWL = 3
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
3,540
4,536
5,584
6,681
7,826
9,019
10,256
11,538
1,974
2,970
4,018
5,115
6,260
7,453
8,690
9,972
El valor de LMAX se utiliza para determinar si el análisis continuo de la configuración
Si la longitud del segmento es mayor
que LMAX, debe analizarse como un
accion separadas de rampa de fusión
y divergencia utilizando la
metodología del capítulo 13.
Cualquier porción que quede fuera
de la influencia de los segmentos de
fusión y divergencia se trata como un
segmento básico de autopista
como segmento de tejido está justificado:
• Si Ls < Lmáx., continúe con el paso 5; o
• Si Ls > Lmáx, analice las uniones de fusión y divergencia como segmentos separados
utilizando la metodología del Capítulo 13.
Si el segmento es demasiado largo para ser considerado un segmento de tejido,
entonces las áreas de fusión y divergencia se tratan por separado. Cualquier distancia entre
las dos caídas fuera de las áreas de influencia de los segmentos de fusión y divergencia se
consideraría un segmento básico de autopista y se analizaría en consecuencia.
Paso 5: Determinar la capacidad del segmento de tejido
La capacidad de un segmento de
tejido se controla mediante (a) la
densidad media del vehículo que
alcanza los 43 pc/mi/in o (b) el caudal
de demanda de tejido que excede un
valor que depende del número de
carriles de tejido.
La capacidad de un segmento de tejido está controlada por una de las dos condiciones:
® Se espera que se produzca un desglose de un segmento de tejido cuando la
densidad media de todos los vehículos del segmento alcance los 43 pc/mi/ln; o
» Se espera que el desglose de un segmento de tejido se produzca cuando el flujo de
demanda total de tejido supere el flujo de trabajo
o 2.400 pc/h para los casos en los que NWL = 2
carriles, o
o 3.500 pc/h para los casos en los que NWL
= 3 carriles.
El primer criterio se basa en los criterios enumerados en el Capítulo 11, Segmentos
básicos de autopistas, que establecen que las averías de las autopistas se producen a una
densidad de 45 pc/mi/ln. Dada la turbulencia adicional en un segmento de tejido, se
espera que la ruptura ocurra a densidades ligeramente más bajas.
El segundo criterio reconoce que existe un límite práctico al número de vehículos que
pueden cruzarse realmente entre sí sin causar fallos operativos. La existencia de un tercer
carril desde el que se pueden realizar maniobras de tejido con dos o menos cambios de
carril en efecto extiende los impactos de la turbulencia a través de los carriles del segmento
y permite mayores flujos de tejido.
Para los segmentos de tejido de dos caras (NWL = 0 carriles), no se propone ningún
valor límite en el caudal de tejido. El análisis de los segmentos de tejido de dos caras es
aproximado con esta metodología, y generalmente se alcanza una densidad suficiente para
causar una descomposición a un flujo de tejido relativamente bajo.
Capacidad del segmento de tejido determinada por la densidad
La capacidad de un segmento de tejido, basada en alcanzar una densidad de 43
pc/mi/ln, se estima utilizando la ecuación 12-5:
metodología
Página 12-16
Capítulo 12/Segmentos de tejido de
autopistas
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 201
Ecuación 12-5
Dónde
clwL = capacidad del segmento de tejido en condiciones ideales
equivalentes, por carril (pc/h/ln), y
c,FL = capacidad de un segmento de autopista básica con el mismo FFS que el
segmento de tejido en condiciones ideales equivalentes, por carril
(pc/h/ln).
Todas las demás variables son unas previamente definida.
El modelo describe la capacidad de un segmento de tejido en términos de la
diferencia entre la capacidad de un segmento de autopista básica y la capacidad
de un segmento de tejido con el mismo FFS. La capacidad disminuye con la
realidad virtual, lo cual es lógico. Aumenta a medida que aumenta la longitud y el
número de carriles de tejido NWL. Estas también son tendencias lógicas, ya que
tanto el aumento de la longitud como un mayor número de carriles de tejido
reducen la intensidad de la turbulencia.
Aritméticamente, es posible obtener un resultado en el que clWL es mayor que
clFL. En términos prácticos, esto nunca ocurrirá. El algoritmo de longitud máxima
del paso 4 se encontró estableciendo los dos valores iguales. Por lo tanto, los
análisis de tejido sólo se llevarían a cabo en los casos en que clWL es menor que
clFL.
El valor de cIWL ahora debe convertirse en una capacidad total en condiciones
prevalecientes utilizando la ecuación 12-6:
Ecuación 12-6
donde cw es la capacidad del segmento de tejido en condiciones prevalecientes en
vehículos por hora. Al igual que con todas las capacidades, se indica como un
caudal para un período de análisis de 15 minutos.
Capacidad del segmento de tejido determinada por los flujos de demanda de tejido
La capacidad de un segmento de tejido, controlada por los caudales máximos
de tejido señalados anteriormente, se encuentra en la ecuación 12-7:
Ecuación 12-7
donde cIW es la capacidad de todos los carriles en el segmento de tejido en
condiciones ideales en automóviles de pasajeros por hora, y todas las demás
variables son las definidas anteriormente. Este valor se debe convertir a las
condiciones prevalecientes utilizando la ecuación 12-8:
Ecuación 12-8
Eterminación final Dde la capacidad
La capacidad final es la menor de las dos estimaciones de la ecuación 12-6 y
la ecuación 12-8. Con la capacidad determinada, se puede calcular una relación de
comp para el segmento de tejido a partir de la ecuación 12-9:
Capítulo 12/Segmentos de tejido de
autopistas
Diciembre 2010
Página 12-17
metodología
Manual de capacidad de carreteras 2010
Ecuación 12-9
Los factores de ajuste se utilizan porque el caudal de demanda total, v, se indica para condiciones
ideales equivalentes, mientras que cw se indica para las condiciones prevalecientes.
Nivel de servicio F
LOS F se produce cuando la
demanda supera la capacidad.
Si vjc es mayor que 1,00, la demanda supera la capacidad y se espera que el segmento falle, es decir,
que tenga un LOS de F. Si esto ocurre, el análisis se termina y se asigna LOS F. En LOS F, se espera que
las colas de administración del tráfico formen dentro del segmento, posiblemente extendiendo por aguas
arriba más allá del segmento que teje sí mismo. También se esperaría hacer cola en las rampas que
forman parte del segmento de tejido. Cuando se encuentra que los F existen, se insta al analista a utilizar
la metodología del Capítulo 10, Instalaciones de autopistas, para analizarlos impactos de esto en los
segmentos aguas arriba y aguas abajo durante el período de análisis y a lo largo del tiempo.
Paso 6: Determinar las tasas de cambio de carril
La tarifa horaria equivalente a la que los vehículos de tejido y no tejido realizan cambios de carril
dentro del segmento de tejido es una medida directa de la turbulencia. También es un determinante
clave de las velocidades y densidades dentro del segmento, que en última instancia determinan el LOS
existente o anticipado.
Cabe señalar que las tasas de cambio de carril estimadas se indican en términos de cambios de
carril equivalentes para turismos. Se supone que los cambios de carril para vehículos pesados crean más
turbulencias que los cambios de carril para automóviles de pasajeros.
Se pueden realizar tres tipos de cambios de carril en un segmento de tejido:
• Cambios de carril requeridos realizados por los vehículos de tejido: Estos cambios de carril deben
realizarse para completar una maniobra de tejido y están restringidos al área física del segmento
de tejido. En el Paso 3, la velocidad a la que se realizan dichos cambios de carril por parte de los
vehículos de tejido, se determinó LCMIN/.
• Cambios de carril opcionales realizados por los vehículos de tejido: Estos cambios de carril no son
necesarios para tejer con éxito. Se trata de conductores de tejido que optan por entrar en el
segmento de tejido en los carriles exteriores de la carretera o rampa(suponiendo que tenga más
de un carril), dejar el segmento de tejido en un carril exterior, o ambos. Tales conductores hacen
cambios de carril adicionales más allá de los absolutamente requeridos por su maniobra de
tejido.
• Cambios de carril opcionales realizados por vehículos no tejidos: Los vehículos no tejidos también
pueden realizar cambios de carril dentro del segmento de tejido, pero ni la configuración ni su
origen y destino deseados requerirían dichos cambios de carril. Los cambios de carril por
vehículos sin tejer siempre se hacen porque el conductor elije esa opción.
Si bien LCMJN se puede calcular a partir de la configuración de tejido y las tasas de flujo de
demanda, los cambios de carril opcionales adicionales realizados por los vehículos de tejido y no tejido
se suman a la turbulencia y deben estimarse mediante el uso de modelos basados en regresión.
Metología
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Capítulo 12/Segmentos de tejido de
autopistas
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 201
Estimación de la tasa total de cambio de carril para vehículos de tejido
El modelo para predecir la tasa total de cambio de carril para vehículos de tejido es
de la forma LCmN más un algoritmo que predice la tasa de cambio de carril opcionaladicional. Estos se combinan de modo que la tasa total de cambio de carril para los
vehículos de tejido, incluidos los cambios de carril obligatorios y opcionales, es como
se muestra en la ecuación 12-10:
Ecuación 12-10
Dónde
LCW = velocidad horaria equivalente a la que los vehículos de tejido realizan cambios de carril dentro del
segmento de tejido (lc/h);
LCMlN = velocidad mínima por hora equivalente a la que los vehículos de tejido deben realizar cambios de
carril dentro del segmento de tejido para completar todas las maniobras de tejido con éxito (lc/h);
Ls = longitud del segmento de tejido, utilizando la definición de longitud corta (ft) (300 ft es elvalor
minimo);
N = número de carriles dentro del segmento de tejido; e ID = densidad de
intercambio (int/mi).
La ecuación 12-10 tiene varias características interesantes. El término Ls - 300 implica que para los
segmentos de tejido de 300 pies (o más cortos), los vehículos de tejido solo hacen los cambios de carril
necesarios, es decir, LCW = LCMIN. Mientras que los segmentos de tejido más cortos serían una aberración,
ocurren ocasionalmente. En el uso de la ecuación 12-10, sin embargo, se utiliza una longitud de 300 pies para
todas las longitudes menores o iguales a 300 Pies.
Este modelo también es único en el sentido de que es el primer uso de la densidad de intercambio en un
modelo que no implica la determinación del FFS. En esta edición del FTCM, sin embargo, FFS se basa parcialmente
en la densidad total de la rampa más bien que la densidad del intercambio. Las dos medidas están, por supuesto,
relacionadas con el tipo de intercambio implicado. Un intercambio completo de hoja de trébol tiene cuatro rampas,
mientras que un intercambio de diamantes tiene dos rampas. Se debe tener cuidado al determinar el valor de la
densidad total de rampa y la densidad de intercambio, ya que son números diferentes.
El algoritmo utiliza el término 1 + ID porque el valor de ID puede ser mayor o menor que 1,00 y el término de
potencia no actuaría de forma coherente en el resultado. Para determinar la densidad de intercambio para un
segmento de tejido, se utiliza una distancia de 3 millas aguas arriba y 3 millas aguas abajo del punto medio del
segmento de tejido. El número de intercambios dentro del rango de 6 millas definido anteriormente se cuenta y se
divide entre 6 para determinar la densidad de intercambio. El segmento de tejido de sujetos debe contarse como
un intercambio en este cálculo. Para una discusión adicional de la densidad total de la rampa, consulte el Capítulo
11.
Las sensibilidades básicas de este modelo son razonables. El carril del vehículo de tejido c que cuelga aumenta
a medida que aumenta la longitud y el ancho del segmento de tejido. Un segmento de tejido más largo y amplio
simplemente proporciona más oportunidades para que los vehículos de tejido ejecuten cambios de carril. El
cambio de carril también aumenta a medida que aumenta la densidad de intercambio. Las altas densidades de
intercambio significan que hay más razones
Capítulo 12/Segmentos de tejido de
autopistas
Diciembre 2010
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metodología
Manual de capacidad de carretera 20 i0
para que los conductores hagan cambios de carril opcionales en función de su entrada o
salida en un intercambio cercano.
Estimación de la tasa de cambio de carril para vehículos sin tejer
Ningún conductor que no esté entrelazado debe hacer un cambio de carril dentro de
los límites de un segmento de tejido. Por lo tanto, todos los cambios de carril del vehículo
que no se tejen son opcionales. Estos son más difíciles de predecir que los cambios de
carril de tejido, ya que la motivación para el cambio de carril no tejido varía ampliamente
y puede no ser siempre obvia.
Dichos cambios de carril se pueden hacer para evitar turbulencias, para estar mejor
posicionados para una maniobra posterior, o simplemente para lograr una velocidad
media más alta.
La investigación que condujo a esta metodología (10) reveló varias discontinuidades
en el comportamiento de cambio de carril de los vehículos no tejidos dentro de los
segmentos de tejido. Para identificar las áreas de discontinuidad y desarrollar un modelo
de estimación para estas áreas, fue necesarios para definir un "índice de vehículos no
tejidos," INWr como se da en la ecuación 12-11:
_ Ls x ID x VNW NW ~ 10.000
Ecuación 12-11
Este índice es una medida de la tendencia de las condiciones a inducir tasas
inusualmente grandes de cambio de carril para vehículos sin tejer. Las grandes tasas de
flujo sin tejer, las altas densidades de intercambio y las largas longitudes de tejido parecen
producir situaciones en las que las tasas de cambio de carril sin tejer son inusualmente
elevadas.
Se utilizan dos modelos para predecir la velocidad a la que los vehículos no tejidos
cambian de carril en los segmentos de tejido. La primera, Ecuación 12-12, cubre la mayoría
de los casos, es decir, los casos para los que se esperan características normales de cambio
de carril. Este es el caso cuando INW es menor o igual que 1.300:
LCNm = (0.206fNW)+ (0.542LS)- (192.6N)
Ecuación 12-12
donde LCNW1 es la tasa de cambio de carril por hora. La ecuación muestra las tendencias
lógicas en que los cambios de carril no tejido aumentan con la tasa de flujo no tejido y la
longitud del segmento. Menos esperado es que el cambio de carril sin tejer disminuya con
el aumento del número de carriles. Esta tendencia es estadísticamente muy fuerte y
probablemente indica una mayor pre segregación de flujos en segmentos de tejido más
amplios. Aritméticamente, la ecuación 12-12 puede producir un resultado negativo. Por lo
tanto, el valor mínimo debe establecerse externamente en 0.
El segundo modelo se aplica a un pequeño número de casos en los que la
combinación de un alto flujo de demanda sin tejer, una alta densidad de intercambio y una
larga longitud de segmento producen tasas de cambio de carril extraordinariamente altas
sin tejer. La ecuación 12-13 se utiliza en los casos en los que INW es mayor o igual que
1.950:
LCNW2 = 2,135+ 0.223(z; NW -2.000)
donde LCNW2 es la tasa de cambio de carril por hora, y todas las demás variables son como
se definieron anteriormente.
Desafortunadamente, la ecuación 12-12 y la ecuación 12-13 son discontinuas y cubren
Ecuación 12-13
metodología
rangos discontinuos de INW. Si el índice no tejido está entre 1.300 y
Página 12-20
Capítulo 12/Segmentos de tejido de
autopistas
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
1.950, se utiliza una interpolación recta entre los valores de LCNm y LCNW2 como se
muestra en la ecuación 12-14:
Ecuación 12-14
donde LCNW3 es la tasa de cambio de carril por hora, y todas las demás variables son las
definidas anteriormente. La ecuación 12-14 sólo funciona para los casos en los que LCNW1
es menor que LCNW2. En la gran mayoría de los casos, esto será cierto (a menos que la
longitud de tejido sea mayor que la longitud de maxima estimada en el paso 4). En el raro
caso en que no es cierto, se utiliza LCNW2.
La ecuación 12-15 resume esto de una manera más precisa:
Ecuación 12-15
Tasa total de cambio de carril
La tasa total de cambio de carril LCTODOS LOS vehículos en el segmento de
tejido, en cambios de carril por hora, se calcula a partir de la ecuación 12-16:
Ecuación 12-16
Paso 7: Determinar las velocidades promedio de los vehículos
de tejido y no tejido en el segmento de tejido
El corazón de esta metodología es la estimación de las velocidades medias
de los vehículos de tejido y no tejido en el segmento de tejido. Estas
velocidades se estiman por separado porque se ven afectadas por diferentes
factores, y pueden ser significativamente diferentes entre sí.
Las velocidades de los vehículos de tejido y no tejido se combinarán para
encontrar una velocidad media espacial de todos los vehículos del segmento.
Estose convertirá entonces en una densidad, que determinará el LOS.
Una velocidad de borde de los vehículos de tejido
El algoritmo para predecir la velocidad media de los vehículos de tejido en un segmento
de tejido se puede indicar generalmente como se muestra en la ecuación 12-17:
Ecuación 12-17
Dónde
Sw = velocidad media de los vehículos de tejido dentro del segmento de
tejido (mi/h),
SMlN = velocidad media mínima de los vehículos de tejido prevista en un
segmento de tejido (mi/h),
$MAX =
velocidad media máxima de los vehículos de tejido prevista en un
segmento de tejido (mi/h), y
W = factor de intensidad de tejido.
Capítulo 12/Segmentos de tejido de
autopistas
Diciembre 2010
Página 12-21
metodología
Manual de capacidad de carreteras 2010
La forma del modelo es lógica y restringe los resultados a un rango razonable
definido por las expectativas de velocidad mínima y máxima. El término 1 + W
acomoda un factor de intensidad de tejido que puede ser más o menos de 1.0.
Para esta metodología, la velocidad mínima esperada se considera de 15
mi/h, y la velocidad máxima esperada es la FFS. Al igual que con todos los
análisis, la FFS se observa mejor en el campo, ya sea en la instalación en el tema o
en una instalación similar. Cuando se mide, el FFS debe observarse dentro del
segmento w alegres .
En situaciones que requieren que se ese ste el FFS, se utiliza el modelo
descrito en el Capítulo 11, Segmentos básicos de autopistas. La velocidad media
de los vehículos de tejido dentro del segmento de tejido se estima utilizando la
ecuación 12-18 y la ecuación 12-19:
Ecuación 12-18
Ecuación 12-19
Ecuación 12-20
Tenga en cuenta que la intensidad del tejido se basa en la tasa total de cambio
de carril dentro del segmento de tejido. Más específicamente, se basa en la tasa
Una
velocidad
de bordede
de carril
los vehículos
que
se tejen de tejido. Esto podría
horaria
de cambios
por pie
denolongitud
considerarse
como
una
medida
de
la
densidad
de los
de carril.
Además,
La velocidad media de los vehículos no tejidos
encambios
un segmento
de tejido
se
la
tasa
de
cambio
de
carril
en
sí
depende
de
muchos
factores
físicos
y
de
la
estima utilizando la ecuación 12-20:
demanda relacionados con el diseño del segmento.
La ecuación 12-20 trata la velocidad de no tejido como una reducción de FFS. Como
era de esperar, la velocidad se reduce a medida que aumenta la v/N. Más
interesante es la aparición de LCMlN en la ecuación. LCMIN es una medida de la
turbulencia mínima de tejido, suponiendo que los vehículos weaving hacen sólo los
cambios de carril necesarios. Depende tanto de la configuración del segmento de
tejido como de las tasas de flujo de demanda de tejido. Por lo tanto, las velocidades
de no tejido disminuyen a medida que aumenta la turbulencia de tejido.
Una velocidad de borde de todos los vehículos
La velocidad media espacial de todos los vehículos en el segmento de tejido
se calcula utilizando la ecuación 12-21:
Ecuación 12-21
metodología
Página 12-22 Capítulo 12/Freeway Tejiendo Segmentos
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
Paso 8: Determinar LOS
El LOS en un segmento de tejido, como en todos los análisis de autopistas, está relacionado con la
densidad en el segmento. La Prueba documental 12-10 proporciona los criterios para tejer segmentos en
autopistas, carreteras colector-distribuidor (C-D) y carreteras de varios carriles.
Esta metodología se desarrolló para segmentos de tejido de autopistas,
aunque en su desarrollo se incluyó una carretera C-D aislada. La metodología puede aplicarse a
segmentos de tejido en segmentos ininterrumpidos de instalaciones de cara
multilane, aunque su uso en tales casos es aproximado.
Densidad fDC/mi/lnl Tejido de segmentos en Multilane
LOS
un
B
C
D
E
F
Autopistas de tejido segmentos carreteras o C-D Roadways
0-10
>10-20
0-12
>12-24
>20-28
>28-35
>35
>24-32
>32-36
>36
La demanda supera la capacidad
LOS se puede determinar para tejer
segmentos en autopistas,
autopistas de varios carriles y
carreteras C-D.
Prueba documental 1210
LOS para segmentos de
tejido
El límite entre el flujo estable e inestable (el límite entre los niveles de servicio E y F) se produce cuando el
caudal de demanda supera la capacidad del segmento, como se describe en el paso 5. Las densidades de
umbral para otros niveles de servicio se establecieron en relación con los criterios para los segmentos básicos de
autopistas (o autopistas de varios carriles). En general, la densidad a través delos segmentos de tejido es algo
más alta que las de segmentos deautopistas básicas similares (o autopistas de varios carriles). Se cree que los
conductores tolerarán densidades más altas en un área donde se espera que la turbulencia de cambio de carril
que en los segmentos básicos.
Para aplicar criterios de densidad, la velocidad media de todos los vehículos, calculada en el paso 7, debe
convertirse en densidad utilizando la ecuación 12-22.
Ecuación 12-22
donde D es la densidad en los automóviles de pasajeros por milla por carril y todas
las demás variables son las definidas anteriormente.
CASOS ESPECIALES
Múltiples segmentos de tejido
Cuando una serie de áreas de fusión y divergencia estrechamente espaciadas crea movimientos de
tejido superpuestos (entre diferentes pares de fusión-divergencia) que comparten el mismo segmento de
una carretera, se crea un segmento de tejido múltiple. En ediciones anteriores del HCM, se incluyó una
aplicación específica de la metodología de tejido para segmentos de tejido múltiple de dos segmentos. Si
bien se trataba de una extensión lógica de la metodología, no abordaba los casos en que tres o más
elementos de movimientos de tejido se superponían, ni estaba bien respaldada por datos de campo.
Capítulo 12/Segmentos de tejido de
autopistas
Diciembre 20JO
Página 12-23
metodología
Manual de capacidad de carreteras 2010
Los segmentos de tejido múltiples se
deben analizar como segmentos
separados de fusión, divergencia y tejido
simple, según corresponda.
Los segmentos de tejido múltiples deben segregarse en segmentos de fusión,
divergencia y tejido simple separados, con cada segmento analizado
adecuadamente utilizando la metodología de este capítulo o la del Capítulo 13,
Segmentos de fusión y divergencia de autopistas. El Capítulo 11, Segmentos
básicos de autopistas, contiene información relativa al proceso de identificación
de segmentos apropiados para el análisis.
La metodología se aplica
aproximadamente a las carreteras C-D,
pero su uso puede producir una visión
demasiado negativa de las operaciones.
Carreteras C-D
Una práctica de diseño común a menudo resulta en movimientos de tejido
que se producen en las carreteras C-D que forman parte de un intercambio de
autopistas. La metodología de este capítulo puede aplicarse aproximadamente a
dichos segmentos. El FFS utilizado debe ser apropiado para la calzada C-D.
Tendría que medirse en una carretera C-D existente o similar, ya que la
metodología predictiva de FFS dada en el capítulo 11 no se aplica a dichas
carreteras. Es menos claro que loscriterios de LOS de las Pruebas documentales 12
a 10 sean apropiados. Muchas carreteras C-D funcionan a velocidades más bajas y
densidades más altas que en segmentos básicos, y los criterios de la Prueba
documental 12-10 pueden producir una visión inadecuadamente negativa de las
operaciones en una carretera C-D.
Si el FFS rojo measude una carretera C-D es alto (mayor o igual a 50 mi/h), se
puede esperar que los resultados del análisis sean razonablemente precisos. Con
Autopistas
multilane
valores de FFS
más bajos, los resultados serían más aproximados.
Los segmentos de tejido de carreteras
multilane pueden ser analizados con esta
metodología, excepto en las proximidades
de intersecciones señalizadas.
Actualmente no existen metodologías de
análisis generalmente aceptadas para los
movimientos de tejido arterial.
metodología
Los segmentos de tejido pueden ocurrir en carreteras de varios carriles de
superficie. Siempre y cuando dichos segmentos estén a una distancia suficiente de
las intersecciones señalizadas —de modo que los movimientos de pelotónno sean
un problema— la metodología de este capítulo puede aplicarse
aproximadamente.
Tejido arterial
La metodología de este capítulo no se aplica a los segmentos de tejido en las
arterias. El tejido arterial es afectado fuertemente por la proximidad y la
sincronización de señales a lo largo de la arterial. En la actualidad, no existen
metodologías analíticas generalmente aceptadas para analizar los movimientos de
tejido en las arterias.
Página 12-24
Capítulo 12/Segmentos de tejido de
autopistas
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
4. Aplicaciones
La metodología de este capítulo se utiliza con mayor frecuencia para estimar
la capacidad y los segmentos de tejido de autopistas. Los pasos se aplican más
fácilmente en el modo de análisis operativo, es decir, se especifican todas las
condiciones de tráfico y carretera, y se encuentra una solución para la capacidad
(y la relación v /c) junto con un LOS esperado. Otros tipos de análisis, sin
embargo, son posibles.
VALORES PREDETERMINADOS
Un informe de NCHRP (10) proporciona una presentación completa de los
posibles valores predeterminados para instalaciones de flujo
ininterrumpido. Los valores predeterminados para las autopistas se
resumen en el Capítulo 10, Instalaciones de autopistas. Estos valores por defecto
cubren las características fuente.
de PHF y el porcentaje de vehículos pesados. Las recomendaciones se
basan en la región geográfica, la población y la hora del día. Todos los valores
predeterminados generales de la autopista se pueden aplicar al análisis de
segmentos de tejido en ausencia
de datos de campo o condiciones
proyectadas.
Hay muchas variables específicas relacionadas con el tejido de segmentos.
Por lo tanto, es prácticamente imposible especificar valores predeterminados de
características tales como
la longitud, el ancho, la configuración y el equilibrio de los flujos de tejido y no
tejido.
Los segmentos de tejido son un detalle del diseño de la autopista y, por lo tanto,
deben tratarse
únicamente con las características específicas del segmento conocidas o
proyectadas. Pequeños cambios en algunas de estas variables pueden producir
cambios significativos en los resultados del
análisis, y de hecho lo hacen.
TIPOS DE ANÁLISIS
La metodología de este capítulo se puede utilizar en tres tipos de análisis:
operacional, diseño y planificación e ingeniería preliminar.
Análisis operacional
La metodología de este capítulo se aplica más fácilmente en el modo de
análisis operacional. En esta aplicación, se conocen todas las demandas de tejido
y
características geométricas, y la salida del análisis es el LOS esperado y la
capacidad del
segmento. Las salidas secundarias incluyen la velocidad media delos flujos de
componentes, la densidad general en el segmento y las medidas de la actividad
de cambio de carril.
El análisis de diseño se logra mejor mediante
análisis operativos iterativos en un pequeño
número de diseños candidatos.
Análisis de diseño
Página 12-25
Capítulo
de tejido
En12/Segmentos
las aplicaciones
de de
diseño, la salida deseada
es la longitud, el ancho y la
autopistas
configuración
de un segmento de tejido que sostendrá un LOS de destino para
Diciembre
2010
flujos de demanda dados. Esta aplicación se logra mejor mediante análisis
Aplicaciones
Manual de capacidad de carreteras 2010
el diseño de rampas y la instalación de la autopista también produce una configuración
que generalmente solo se puede alterar agregando o restando un carril de una carretera de
entrada o salida. Por lo tanto, los análisis iterativos de los diseños candidatos son
relativamente fáciles de llevar a cabo, especialmente con el uso de software de replicación
de HCM.
Planificación e Ingeniería Preliminar
Las aplicaciones de planificación e ingeniería preliminar generalmente tienen los
mismos resultados deseados que las aplicaciones de diseño: el diseño geométrico de un
segmento de tejido que puede sostener un LOS objetivo para los flujos de demanda
especificados.
Sin embargo, en la fase de planificación y diseño preliminar, los flujos de demanda
generalmente se indican como estadísticas de tráfico diario anual promedio (AADT) que se
deben convertir en volúmenes de horas de diseño direccional. Una serie de variables
pueden ser desconocidas (por ejemplo, PHF y porcentaje de vehículos pesados); estas
pueden ser reemplazadas por valores por defecto.
Velocidades de flujo de servicio, volúmenes de servicio y volúmenes de
servicio diarios
Este manual define tres conjuntos de valores relacionados con las condiciones de
límitelos:
SFj = caudal de servicio para LOS i (veh/h),
SV,- = volumen de servicio para LOS i (veh/h), y DSVj = volumen de servicio diario
para LOS i (veh/día).
El caudal de servicio es el caudal máximo (para un intervalo de 15 min) que se puede
acomodar en un segmento manteniendo todos los criterios operativos para LOS i en las
condiciones de carretera y tráfico prevalecientes. El volumen de servicio es el volumen
máximo por hora que se puede acceder en un segmento, manteniendo todos los criterios
operativos para LOS i durante los 15 minutos peores de la hora en las condiciones de
carretera y tráfico prevalecientes. El volumen de servicio diario es el AADT máximo que se
puede acomodar en un segmento, mientras que se cumplen todos los criterios operativos
para LOS i durante los peores 15 minutos de la hora punta en las condiciones de carretera
y tráfico prevalecientes. La velocidad de flujo de servicio y el volumen de servicio son
valores unidireccionales, mientras que el volumen de servicio diario es un volumen
bidireccional total. En el contexto de una sección de tejido, el volumen de servicio diario es
muy aproximado, ya que es raro que ambas direcciones de una autopista tengan un
segmento de tejido con geometría similar.
En general, las tasas de flujo de servicio se calculan inicialmente para las condiciones
idealesy, a continuación, se convierten a las condiciones prevalecientes utilizando la
ecuación 12-23 y los factores de ajuste apropiados del Capítulo 11, Segmentos básicos de la
autopista:
Dónde
SFI{ = caudal de servicio en condiciones ideales (pc/h),
fHV = factor de ajuste para la presencia de vehículos pesados (capítulo 11), y
f = factor de ajuste para la población de conductores (capítulo 11).
Ecuación 12-23
Aplicaciones
Página 12-26 Capítulo 12/Segmentos de tejido de autopistas
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
La metodología de este capítulo se utiliza para determinar los valores de la velocidad de flujo de
servicio ideal(SFI)para el segmento de tejido específico en estudio. La capacidad del segmento es
equivalente a la velocidad de flujo de servicio ideal para LOS E. Para otros niveles de servicio, se
encuentran los caudales totales necesarios para producir densidades de umbral (Pruebas
documentales 12 a 10). Se trata de un procedimiento iterativo en el que todas las demás características
se mantienen constantes. Los análisis iterativos se coducen hasta que se producen las densidades
definitorias.
Una vez que se determinan las tasas de flujo de servicio ideales, las tasas de flujo de servicio en
condiciones prevalecientes se calculan utilizando la ecuación 12-23. Estos se pueden convertir en
volúmenes de servicio por hora SV utilizando la ecuación 12-24. Los volúmenes de servicio se pueden
convertir en volúmenes de servicio diarios DSV mediante la ecuacion
12-25.
Ecuación 12-24
Ecuación 12-25
Dónde
K = proporción de AADT que ocurre durante la hora pico, y D = proporción de tráfico en la
dirección de pico.
Todas las demás variables son las definidas anteriormente.
El problema de ejemplo 5 ilustra el cálculo de las tasas de flujo de servicio, los volúmenes de servicio y
los volúmenes de servicio diarios para un segmento de tejido específico.
USO DE HERRAMIENTAS ALTERNATIVAS
En el capítulo 6, HCM y herramientas de análisis alternativas se proporciona orientación general para el
uso de herramientas alternativas de análisis de tráfico para el análisis de la capacidad y los LOS. Esta sección
contiene guidas específicas para la aplicación de herramientas alternativas al análisis de segmentos de tejido
de autopistas. Puede encontrarse información adicional sobre este tema, incluidos los problemas de ejemplo
complementarios, en el capítulo 27,
Freeway Weaving: Supplemental, ubicado en el Volumen 4.
Fortalezas del procedimiento HCM
Los procedimientos de este capítulo se desarrollaron a partir de una extensa investigación respaldada
por una cantidad significativa de datos de campo. Han evolucionado a lo largo de varios años y representan
un conjunto de consenso de expertos. La mayoría de las herramientas alternativas no incluirán el nivel de
detalle presente en esta metodología con respecto a la configuración de tejido y el equilibrio de los flujos de
demanda de tejido.
Los puntos fuertes específicos del procedimiento FFCM incluyen
• Proporcionar estimaciones de capacidad para configuraciones de tejido específicas a una función de
varios parámetros de entrada, que los simuladores actuales no proporcionan directamente (y en
algunos casos pueden requerir como entrada);
• Considerar las características geométricas (como los anchos de carril) con más detalle que la mayoría
de los algoritmos de simulación;
Capítulo 12/Segmentos de tejido de
autopistas
Diciembre 2010
Página 12-27
Aplicaciones
Manual de capacidad de carreteras 2010
• Producir una única estimación determinista de los LOS, que es importante para algunos fines,
tales como los exámenes de impacto en el desarrollo; y
• Generar resultados reproducibles con un pequeño compromiso de recursos (incluyendo
calibración) a partir de una metodología documentada con precisión.
Limitaciones de los procedimientos de HCM que podrían abordarse mediante
herramientas alternativas
Los segmentos que tejen se pueden analizar usando una variedad de herramientas estocásticas y
deterministas de la simulación DIRECCIONAL EN autopistas sin peaje. Estas herramientas pueden
ser muy útiles para analizar el grado de congestión cuando hay fallas dentro del rango de
instalaciones simuladas y cuando la interacción con otros segmentos de autopistas y otras
instalaciones está presente.
Las limitaciones indicadas anteriormente en este capítulo pueden abordarse mediante el uso de
las herramientas de simulación disponibles. Las siguientes condiciones, que están fuera del alcance
de este capítulo, se tratan explícitamente mediante herramientas de simulación:
« Carriles gestionados ivithin el segmento de iveaving. Estos carriles se modelan típicamente
explícitamente por simulación; por ejemplo, cuando uno o más movimientos de tejido se
regulan mediante el uso de marcas de pavimento, señalización, barreras longitudinales
físicas o alguna combinación de estas.
• Medición de rampas en rampas de entrada que forman parte del segmento de iveaving. Estas
características también se modelan explícitamente mediante muchas herramientas.
• Condiciones de funcionamiento específicas cuando existen condiciones sobresaturadas. En este caso,
es necesario asegurarse de que tanto los límites espaciales como los temporales del análisis se
extienden más allá de la operación congestionada.
• Efectos de las tecnologías de sistemas de transporte inteligentes en las operaciones del segmento de
tejido. Algunas características del sistema de transporte inteligente, como las señales de
mensaje dinámico, se ofrecen mediante algunas herramientas de simulación. Algunas
características se modelan explícitamente mediante simulación; otras se pueden aproximar
mediante suposiciones (por ejemplo, modificando las demandas de origen y destino por
intervalo de tiempo).
® Varios segmentos de iveaving. Múltiples segmentos de tejido fueron eliminados de esta edición
del manual. Pueden abordarse en cierta medida mediante los procedimientos que figuran en
el capítulo 10 para las instalaciones de las autopistas. Las combinaciones complejas de
segmentos de tejido pueden ser analizadas más eficazmente por herramientas de simulación,
aunque tales análisis pueden requerir una amplia calibración de las características origendestino.
Debido a las interacciones entre los segmentos de autopistas adyacentes, las herramientas
alternativas encontrarán su aplicación principal a las autopistas que contienen segmentos de tejido a
nivel de instalación y no a los segmentos aislados de tejido autopista.
Características adicionales y medidas de rendimiento disponibles en herramientas
alternativas
Este capítulo proporciona una metodología para estimar la velocidad y la densidad en un
segmento de tejido dadas las demandas de tráfico tanto de los movimientos de tejido como de los
movimientos no tejidos. Las estimaciones de capacidad y las longitudes máximas de tejido son
Aplicaciones
Página 12-28
Capítulo 12/Segmentos de tejido de
autopistas
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 201
también producido. Las herramientas alternativas ofrecen medidas adicionales de
rendimiento, como el retraso, las paradas, la duración de las colas, el consumo de combustible,
la contaminación y los costes de funcionamiento.
Al igual que con la mayoría de los otros capítulos de procedimiento en este manual, las salidas de
simulación, especialmente las presentaciones basadas en gráficos, pueden proporcionar detalles sobre
problemas puntuales que de otro modo podrían pasar desapercibidos con un análisis macroscópico
que produce solo medidas a nivel de segmento. El efecto de las colas causado por las limitaciones de
capacidad en la rampa de salida de un segmento de tejido, incluida la dificultad para hacer las
condiciones de paso necesarias, es un buen ejemplo de una situación que puede beneficiarse de la
mayor información que ofrece un modelo microscópico. Un ejemplo del efecto del respaldo de la cola
de la rampa de salida se presenta en el capítulo 27, Tejido de la autopista sin peaje: Suplementario.
Además de ofrecer más medidas decontrol,
las herramientas alternativas pueden
identificar problemas puntuales específicos
que podrían pasarse por alto en un análisis a
nivel de segmento.
Desarrollo de medidas de rendimiento compatibles con HCM utilizando herramientas
alternativas
Cuando se utilizan herramientas alternativas, el analista debe ser capaz de anotar las definiciones de
los resultados de la simulación. Las principales medidas involucradas en el análisis de rendimiento de los
segmentos de tejido son la velocidad y el retraso. Estos términos generalmente se definen de la misma
manera mediante herramientas alternativas; sin embargo, hay diferencias sutiles entre las herramientas
que a menudo dificultan la aplicación de criterios HCM directamente a las salidas de otras herramientas.
Las comparaciones de medidas de rendimiento se analizan con más detalle en el Chapter 7, Interpretando
el HCM y las Alternative Tool Results.
Diferencias conceptuales entre el HCM y el modelado de simulación que impiden la
comparación directa de resultados
Las diferencias conceptuales entre el HCM y los modelos de simulación estocástica dificultan la
comparación directa de segmentos de tejido. El HCM utiliza un conjunto de cuatro deterministas
desarrollados y calibrados con datos de campo. Los modelos de simulación tratan cada vehículo como un
objeto separado que se propagará a través del sistema. Las características físicas y de comportamiento de
los conductores y vehículos en el HCM se representan en ecuanimidad determinista que calculan las
equivalencias de los automóviles de pasajeros, las tasas de cambio de carril, las longitudes máximas de
tejido, la capacidad, la velocidad y la densidad. Los modelos de simulación aplican las características a
cada conductor y vehículo, y estas características producen interacciones entre vehículos, cuya suma total
determina las medidas de rendimiento para un segmento de tejido.
Un buen ejemplo de la diferencia entre el modelado microscópico y macroscópico es cómo se
introducen los camiones en los modelos. El HCM utiliza un factor de conversión que aumenta los
volúmenes de demanda para reflejar la proporción de camiones. Los modelos de simulación tratan con
los camiones explícitamente asignando características más lentas a cada uno de ellos. El resultado es que
las capacidades, densidades, etc. de HCM se expresan en unidades de automóviles de paso equivalentes,
mientras que los valores de simulación correspondientes están representados por vehículos reales.
La comparación directa de las salidas
numéricas del HCM y las herramientas
alternativas puede ser engañosa.
La metodología HCM estima las velocidades de los flujos de tráfico de tejido y no tejido, y sobre la
base de estas estimaciones determina la densidad dentro del segmento de tejido. Los simuladores que
proporcionan salidas enlace por enlace no diferencian entre movimientos de tejido y no tejido dentro de
Capítulo 12/Freeway Segmentos de
tejido
Diciembre 2010
Página 12-29
Aplicaciones
Manual de capacidad de carreteras 2010
un enlace dado; por lo tanto, comparar estos resultados (intermedios) con otras
herramientas sería algo difícil.
Para un conjunto determinado de entradas, las herramientas de simulación
deben producir respuestas que sean similares entre sí y al HCM. Aunque la
mayoría de las diferencias deben ser reconciliables a través de la ca libración y la
identificación de problemas puntuales dentro de un segmento, la concordancia
numérica precisa no es generalmente una expectativa razonable.
En el capítulo 27 del volumen 4 se
incluyen ejemplos
computacionales complementarios
que ilustran el uso de
herramientas alternativas.
Cálculos de
alternativas
muestra
que
ilustran
aplicaciones
de
herramientas
El Capítulo 27, Freeway Weaving: Supplemental, contiene tres ejemplos que
ilustran la aplicación de herramientas alternativas a los segmentos de tejido de
autopistas. Todos los problemas se basan en el ejemplo de problema 1 que se
presenta más adelante en este capítulo. Tres preguntas se abordan mediante el
uso de una herramienta de simulación típica:
1. ¿Se puede estimar la capacidad del segmento de tejido de forma realista
mediante simulación variando los volúmenes de demanda hasta y más
allá de la capacidad?
2. ¿Cómo afecta la demanda al rendimiento en términos de velocidad y
densidad en el segmento de tejido cuando se utilizan los parámetros
predeterminados del modelo para las características del vehículo y el
comportamiento?
3. ¿Cómo afectaría la copia de seguridad de la cola de una señal al final de
la rampa de salida a la operación de tejido?
Aplicaciones
Página 12-30
Capítulo 12/Segmentos de tejido de
autopistas
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
5. PROBLEMAS DE EJEMPLO
ejemplo
problema
descripción
1
2
3
4
5
aplicación
LOS de un segmento importante de tejido
LOS de un segmento de tejido en rampa
LOS de un segmento de tejido de dos caras
Diseño de un segmento de tejido importante para un
LOS
deseado de tablas de volumen de servicio
Construcción
Análisis operacional
Análisis operacional
Análisis operacional
diseño
Volúmenes de servicio
Prueba documental
12-11
Lista de problemas de
ejemplo
EJEMPLO DE PROBLEMA 1: PÉRDIDA DE UN SEGMENTO DE TEJIDO IMPORTANTE
El segmento de tejido
El tema de este análisis operacional es un segmento importante de tejido en una
autopista urbana, como se muestra en las Pruebas documentales 12 a 12.
Prueba documental 12-12
Segmento
de
tejido
principal, por ejemplo, el
problema 1
¿Cuál es el LOS y la capacidad del segmento de tejido que se muestra en la Prueba documental 1212?
Los hechos
Además de la información contenida en la Prueba documental 12-12, se
conocen las siguientes características del segmento de tejido:
PHF
Vehículos pesados
Población del
conductor FFS
C1FL
identificación
terreno
0,91 (para todos los movimientos);
10% camiones, 0% vehículos recreativos (RVs)
(todos los movimientos);
viajeros regulares;
65 mi/h;
2.350 pc/h/ln (para FFS = 65 mi/h);
0,8 int/mi; y nivel.
Capítulo 12/Segmentos de tejido de
autopistas
Diciembre 2010
Página 12-31
Problemas de ejemplo
Manual de capacidad de carreteras 2010
Comentarios
El Capítulo 11, Segmentos básicos de autopistas, debe consultarse para encontrar valores
apropiados para el factor de ajuste de vehículos pesados fHV y el factor de ajuste de la población
del conductor ^,.
Se han especificado todos los parámetros de entrada, por lo que los valores predeterminados
no son necesarios. Los volúmenes de demanda se dan en vehículos por hora en las condiciones
prevalecientes. Éstos se deben convertir en los coches de pasajeros por hora bajo condiciones
ideales equivalentes para el uso en las ecuaciones de la metodología. La longitud del segmento
debe compararse con la longitud máxima para el análisis de tejido para determinar si la
metodología de este capítulo es aplicable. La capacidad del segmento de tejido se estima y se
compara con el flujo de demanda total para determinar si los F existe. Se estima que las tasas de
cambio de carril permiten realizar estimaciones de velocidad para los flujos de tejido y no tejido.
Se calcula una velocidad y densidad medias generales y se comparan con los criterios de la Prueba
documental 12-10 para determinar las LoS.
Paso 1: Datos de entrada
Todas las aportaciones se han especificado en las Pruebas documentales 12
a 12 y en la sección de hechos de la declaración del problema.
Paso 2: Ajustar volumen
La ecuación 12-1 se utiliza para convertir los cuatro volúmenes de demanda de
componentes en caudales en condiciones ideales equivalentes. Se consulta el capítulo 11 para
obtener un valor de ET (1,5 para terrenos llanos) y/p (1,00 para los viajeros habituales). El
factor de ajuste de vehículos pesados se calcula como
La ecuación 12-1 se utiliza ahora para convertir todos los volúmenes de
demanda:
Problemas de ejemplo
Página 12-32
Capítulo 12/Segmentos de tejido de
autopistas
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 20
entonces
Paso 3: Determinar las características de configuración
La configuración se examina para determinar los valores de LCRF, LCFR y
Nwl. Estas determinaciones se ilustran en las Pruebas documentales 12 a 13. A
partir de estos valores, el número mínimo de cambios de carril mediante el tejido
de vehículos, LCMiN, se calcula utilizando la ecuación 12-2.
Prueba documental 12-13
Determinación de variables de
configuración para el ejemplo de
problema 1
De la Prueba documental 12-13,se puede ver que los vehículos de rampa a
autopista pueden ejecutar su maniobra de tejido sin hacer un cambio de carril (si
así lo desean). Por lo tanto, LCrf= 0. Los vehículos de autopista a rampa deben
hacer al menos un cambio de carril para completar su maniobra deseada. Por lo
tanto, LCFR = 1. Si se consideran cambios de carril opcionales, los movimientos
de tejido se pueden lograr con uno o ningún cambio de carril tanto de los carriles
de entrada como del carril de la autopista más a la derecha. Por lo tanto, NWL = 3.
La ecuación 12-2 ahora se puede emplear:
Paso 4: Determinar la longitud máxima de tejido
La longitud máxima sobre la que pueden existir movimientos de tejido está
determinada por la ecuación 12-4. La determinación es específica del caso, y el
resultado es válido sólo para el caso bajo consideración:
Como la longitud máxima es significativamente mayor que la longitud real
del segmento de 1,500 pies, existen operaciones de tejido, y el análisis puede
continuar con la metodología de análisis de mantenimiento.
Paso 5: Determinar la capacidad del segmento de tejido
La capacidad puede ser controlada por uno de estos dos factores: operaciones
que alcanzan una densidad máxima de 43 pc/mi/ln o por el caudal de demanda
de tejido que alcanza
Capítulo 12/Segmentos de tejido de
autopistas
Diciembre 2010
Página 12-33
Problemas de ejemplo
Manual de capacidad de carreteras 2010
3.500 pc/h (para un segmento de tejido con NWL = 3). La ecuación 12-5 a través de la
ecuación 12-8 se utilizan para hacer estas determinaciones
Tenga en cuenta que la metodología calcula la capacidad controlada por la densidad
en turismos por hora por carril, mientras que la capacidad controlada por el caudal
máximo de tejido se calcula en los turismos por hora. Después de la conversión, sin
embargo, ambos están en unidades de vehículos por hora.
El valor de control es el menor de ellos, o 8.038 veh/h. Como el caudal total de la
demanda es de sólo 5.320 veh/h, la capacidades claramente suficiente, y esta
situación no dará lugar a LOS F.
Paso 6: Determinar las tasas de cambio de carril
Las ecuaciones 12-10 a ecuación 12-15 se utilizan para estimar las tasas de
cambio de carril de los vehículos de tejido y no tejido en el segmento de tejido. A
su vez, estos se utilizarán para estimar las velocidades de los vehículos de tejido y
no tejido.
Problemas de ejemplo
Página 12-34 Capítulo 12/Freeway Tejiendo Segmentos
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
Paso 7: Determinar las velocidades promedio de los vehículos
de tejido y no tejido
Las velocidades medias de los vehículos de tejido y no tejido se calculan
desde la ecuación 12-18 hasta la ecuación 12-20:
La ecuación 12-21 se utiliza ahora para calcular la velocidad media de todos
los vehículos el segmento:
Paso 8: Determinar LOS
La ecuación 12-22 se utiliza para convertir la velocidad media de todos los
vehículos del segmento a una densidad media:
*
La densidad resultante de 26,3 pc/mi/ln se compara con los criterios los de
los Pruebas documentales 12-10. El LOS es C, pues la densidad está dentro del
rango especificado de 20 a 28 pc/h/ln para ese nivel.
discusión
Como se indica en los resultados, este segmento de tejido opera en LOS C, con una velocidad
promedio de 53.1 mi/h para todos los vehículos. Los vehículos de tejido viajan un poco más rápido que
los vehículos no tejidos, principalmente porque la configuración favorece los vehículos de tejido, lo que
permite realizar muchas maniobras de tejido sin hacer un cambio de carril. El caudal de demanda de
4.841 veh/h es considerablemente inferior a la capacidad del segmento, 8.038 veh/h. En otras palabras,
la demanda puede crecer significativamente antes de alcanzar la capacidad del segmento.
Capítulo 12/Segmentos de tejido de autopistas
35
Diciembre 2010
Página 12-
Problemas de ejemplo
Manual de capacidad de carreteras 2010
EJEMPLO PROBLEMA 2: PÉRDIDA DE UN SEGMENTO DE
TEJIDO EN RAMPA El segmento de tejido
El segmento de tejido que es objeto de este análisis operacional se muestra en
las Pruebas documentales 12 a 14. Es un segmento típico de tejido en rampa.
Prueba documental 12-14
Segmento de tejido de
rampa por ejemplo
problema 2
VRR = 100 pc/h
v = 5.000
¿Cuál es la capacidad del segmento de tejido de pc/h
las Pruebas documentales 12
a 14 y a qué LOS se espera que funcione con los caudales de demanda indicados?
Los hechos
Además de la información que figura en las Pruebas documentales 12 y 14, se
conocen los siguientes hechos
sobre el segmento de tejido en el tema:
Comentarios
Dado que las demandas se han especificado como caudales en los turismos por hora en
condiciones ideales equivalentes, el capítulo 11 no necesita ser consultado para obtener los factores
de ajuste adecuados.
Varios de los pasos computacionales relacionados con la conversión de volúmenes de
demanda en caudales en condiciones de identificación equivalentesson triviales, ya que las
demandas ya están especificadas en esa forma. Se estimarán las características de cambio de
carril. La longitud máxima para las operaciones de tejido en este caso se estimará y comparará
con la longitud real del segmento. La capitalizacióndel segmento se estimará y comparará con la
demanda para determinar si los F existen. Si no es así, las velocidades de flujo de los
componentes se estimarán y promediarán. Una densidad
Problemas de ejemplo
Página 12-36
Capítulo 12/Segmentos de tejido de
autopistas
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
se estimará y comparará con los criterios de la Prueba documental 12-10 para
determinar la LOS esperada.
Paso 1: Datos de entrada
Todos los datos introducidos figuran en las Pruebas documentales 12 a 14 y en la sección de hechos.
Paso 2: Ajustar volumen
Porque todas las demandas se indican como caudales en los coches de
pasajeros por hora bajo condiciones ideales equivalentes, no hay otras
conversiones necesarias. Los parámetros clave del volumen son los
siguientes:
Paso 3: Determinar las características de configuración
La configuración se examina para determinar los valores de LCRF/ LCFRr y
Nwl. Estas determinaciones se ilustran en las Pruebas documentales 12 a 15. A
partir de estos valores, el número mínimo de cambios de carril mediante el tejido
de vehículos LCMIN se calcula utilizando la ecuación 12-2.
Prueba documental 12-15
Características de configuración
para el ejemplo problema 2
De la Prueba documental 12-15 se desprende claramente que todos los
vehículos de rampa a autopista deben realizar al menos un cambio de carril(LCRF
= 1), y todos los vehículos de autopista a rampa deben realizar al menos un
cambio de carril(LCFR = 1). También está claro que una maniobra de tejido solo
se puede completar con un solo cambio de carril desde el carril derecho de la
autopista o el carril auxiliar (NWL = 2). Luego, mediante el uso de la ecuación 122, LCMIN se calcula como
Capítulo 12/Segmentos de tejido de
autopistas
Diciembre 2010
Página 12-37
Problemas de ejemplo
Manual de capacidad de carreteras 2010
Paso 4: Determinar la longitud máxima de tejido
La longitud máxima sobre la que pueden existir operaciones de tejido para el
segmento descrito se encuentra utilizando la ecuación 12-4:
LM,X = [5,728(1 + VR)" ]- [l,566Nwt ]
LMÁXIMO
= [5,728(1 + 0.180)16]-[1,566 x 2] = 4,333 pies > 1,000 pies
Como la longitud máxima para las operaciones de tejido supera
significativamente la longitud real, este es un segmento de tejido y el análisis
continúa.
Paso 5: Determinar la capacidad del segmento de tejido
La capacidad del segmento de tejido está controlada por uno de dos factores
limitantes: la densidad alcanza los 43 pc/mi/ln o la demanda de tejido alcanza
los 2.400 pc/h para la configuración de la Prueba documental 12-15.
Capacidad limitada por densidad
La capacidad limitada al alcanzar una densidad de 43 pc/mi/ln se estima
utilizando la ecuación 12-5 y la ecuación 12-6:
Capacidad limitada por el flujo de demanda de tejido
La capacidad limitada por el flujo de demanda de tejido se estima utilizando
la ecuación 12-7 y la ecuación 12-8:
La capacidad de control es el valor más pequeño, o 8.580 pc/h. En este punto,
el valor se indica generalmente como vehículos por hora. En este caso, debido a
que las entradas ya estaban ajustadas y se indicaban en los turismos por hora, las
conversiones a vehículos por hno son posibles.
Como la capacidad es mayor que el caudal de demanda de 5.000 pc/h, LOS F
no existe, y el análisis continúa.
Paso 6: Determinar las tasas de cambio de carril
Las ecuaciones 12-10 a ecuación 12-15 se utilizan para estimar las tasas de
cambio de carril de los vehículos de tejido y no tejidoen el segmento de tejido. A
su vez, estos se utilizarán para estimar las velocidades de los vehículos de tejido y
no tejido.
Problemas de ejemplo
Página 12-38 Capítulo 12/Segmentos de tejido de autopistas
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 20
Paso 7: Determinar las velocidades promedio de los vehículos
de tejido y no tejido
Las velocidades medias de los vehículos de tejido y no tejido se calculan
desde la ecuación 12-18 hasta la ecuación 12-20:
La ecuación 12-21 se utiliza ahora para calcular la velocidad media de todos
los vehículos del segmento:
Paso 8: Determinar LOS
La densidad media en el segmento de tejido se estima utilizando la ecuación
12-22.
Capítulo 12/Segmentos de tejido de autopistas
39
Diciembre 2010
Página
12-
Problemas de ejemplo
Manual de capacidad de carreteras 2010
De la Prueba documental 12-10, esta densidad está dentro de los límites establecidos de LOS C
(20 a 28 pc/mi/ln). Sin embargo, está muy cerca de la condición de límite de LOS B.
discusión
Como se ha señalado, el segmento está funcionando bastante bien (LOS C) y está muy cerca del
límite de LOS B. Las velocidades de tejido y no tejido son relativamente altas, lo que sugiere un flujo
estable. El caudal de demanda de 5.000 pc/h está muy por debajo de la capacidad del segmento
(8.580 pc/h). Los vehículos que tejen viajan algo más humildemente que los vehículos que no tejen,
que es típico de los segmentos del rampa-tejido, donde la gran mayoría de vehículos que no tejen
están funcionando de la autopista sin peaje a la autopista sin peaje.
EJEMPLO DE PROBLEMA 3: PÉRDIDA DE UN SEGMENTO DE TEJIDO DE DOS CARAS
El segmento de tejido
El segmento de tejido que es objeto de este problema de ejemplo se muestra
en las Pruebas documentales 12 a 16.
Prueba documental
12-16
Segmento de tejido
por ejemplo problema
3
¿Cuál es el LOS y la capacidad previstos para el segmento de tejido de las
Pruebas documentales 12 a 16?
Los hechos
Además de la información contenida en las Pruebas documentales 12 a 16, se conocen los siguientes hechos
relativos al segmento de tejido:
PHF = 0,94 (todos los movimientos);
Vehículos pesados = 15% camiones, 0% RVs (todos los movimientos);
Población de conductores = viajeros regulares;
FFS = 60 mi/h;
Problemas de ejemplo
Página 12-40
Capítulo 12/Segmentos de tejido de
autopistas
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
c,FL = 2.300 pc/h/ln (para FFS = 60
mi/h); ID = 2 int/mi; y Terrain = rolling.
Comentarios
Dado que este ejemplo ilustra el análisis de un segmento de tejido de dos caras, se redefinen varios parámetros
clave.
En un segmento de tejido de dos lados, solo el flujo de rampa a rampa se considera un flujo de tejido. Mientras
que el flujo de autopista a autopista técnicamente se entrelaza con el flujo de rampa a rampa, la operación de los
vehículos de autopista a autopista se asemeja más a la de los vehículos no tejidos. Estos vehículos generalmente hacen
muy pocos cambios de carril a medida que se mueven a través del segmento en un carril de autopista. Este segmento
se encuentra en un corredor urbano ocupado con una alta densidad de intercambio y un FFS relativamente bajo para
la autopista.
Los pasos de la solución son los mismos que en los dos primeros ejemplos de problemas. Sin embargo, dado que
el segmento es un segmento de tejido de dos caras, algunos de los valores clave se calcularán de manera diferente
como se describe en la metodología.
Los volúmenes de demanda de componentes se convertirán en caudales equivalentes en turismos por hora en
condiciones ideales, y se calcularán los parámetros clave de la demanda. Se estimará una longitud máxima de tejido
para determinar si un análisis de tejido es apropiado. La capacidad del segmento de tejido se estimará para determinar
si los F existen. Si no es así, se estimarán los parámetros, las velocidades, la densidad y los que cambian.
Paso 1: Datos de entrada
Toda la información relativa a este problema de ejemplo figura en las Pruebas documentales 12 a 16 y en la
sección de hechos.
Paso 2: Ajustar volumen
Para convertir los volúmenes de demanda en caudales encondiciones ideales equivalentes,
debe consultarse el capítulo 11 para obtener los siguientes valores:
ET = 2,5 (para terrenos ondulados)
fp = 1,0 (para viajeros regulares)
entonces
Los volúmenes de demanda de componentes ahora se pueden convertir
en caudales en condiciones ideales equivalentes:
Capítulo 12/Segmentos de tejido de autopistas
41
Diciembre 2010
Página 12-
Problemas de ejemplo
Manual de capacidad de carreteras 2010
Debido a que este es un segmento de tejido de dos lados, el único flujo de
tejido es el flujo de rampa a rampa. Todos los demás flujos se tratan como no
tejidos. entonces
vw = 391 pc/h
vNW = 4.561 +326 + 130 = 5.017 pc/h
v = 5.017+ 391 =5.408 pc/h VR =
391/5.408 = 0,072
Paso 3: Determinar las características de configuración
La determinación de las características de configuración también se ve
afectada por la existencia de un segmento de tejido de dos caras. La Prueba
documental 12 a 17 ilustra la determinación de LC RR/la variable clave para los
segmentos de tejido de dos caras. Para tales segmentos, NWL = 0 por
definición.
Prueba documental 12-17
Características de
configuración para el
ejemplo problema 3
De la Prueba documental 12-17, los vehículos de rampa a rampa deben hacer
cambios de dos carriles para completar su maniobra de tejido deseada. entonces
LCMIN = LCRR X vRR = 2 X 391 = 782 lc/h
Paso 4: Determinar la longitud máxima de tejido
La longitud máxima de un segmento de tejido para este escenario de
configuración y demanda se estima mediante la ecuación 12-4: '
En esta configuración de dos caras, los impactos del tejido en las operaciones
se podían sentir en longitudes de hasta 6,405 pies. Como esto es
significativamente mayor que la longitud real de 750 pies, este segmento
funciona claramente como un segmento de tejido y, por lo tanto, se debe aplicar
la metodología de este capítulo.
Problemas de ejemplo
Página 12-42
Capítulo 12/Segmentos de tejido de
autopistas
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 20
Paso 5: Determinar la capacidad del segmento de tejido
La capacidad de un segmento de tejido de dos caras sólo puede estimarse
cuando se alcanza una densidad de 43 pc/h/ln. Esta estimación se realiza
utilizando la ecuación 12-5 y la ecuación 12-6:
Debido a que la capacidad del segmento excede el volumen de demanda (en
vehículos por hora), no se espera que LOS F, y el análisis puede continuar.
Paso 6: Determinar las tasas de cambio de carril
La ecuación 12-10 a través de la ecuación 12-15 se utilizan para estimarlas
tasas de cambio de carril de los vehículos de tejido y no tejido en el segmento de
tejido. A su vez, estos se utilizarán para estimar las velocidades de los vehículos de
tejido y no tejido.
Paso 7: Determinar las velocidades promedio de los vehículos
de tejido y no tejido
Las velocidades medias de los vehículos de tejido y no tejido se calculan
desde la ecuación 12-18 hasta la ecuación 12-20:
Capítulo 12/Segmentos de tejido de autopistas
43
Diciembre 2010
Página
12-
Problemas de ejemplo
Manual de capacidad de carreteras 2010
La ecuación 12-21 se utiliza ahora para calcular la velocidad media de todos
los vehículos del segmento:
Paso 8: Determinar LOS
La densidad media en este segmento de tejido de dos caras se estima
utilizando la ecuación 12-22:
De las Pruebas documentales 12 a 10, esta densidad se encuentra claramente
en los los E. No está lejos de los 43 pc/h/ln que probablemente causarían una
avería.
discusión
Este segmento de tejido de dos caras opera en LOS E, no lejos del límite de
LOS E/F. La relación v/c es de 4.150/4.573 = 0,91. El principal problema es que
300 veh/h cruzando la autopista de rampa en rampa crea una gran cantidad de
turbulencia en la corriente de tráfico y limita la capacidad. Los segmentos de
tejido de dos lados no funcionan bien con un número tan grande de vehículos de
rampa a rampa. Si se trata de un segmento de autopista básica, el caudal por carril
de 5.408/3 = 1.803 pc/h/ln no se consideraría excesivo y estaría dentro de la
capacidad de un segmento de autopista básica de 2.300 pc/h/ln.
EJEMPLO PROBLEMA 4: DISEÑO DE UN SEGMENTO DE TEJIDO
MAJOR PARA UNA PÉRDIDA DESEADA
El segmento de tejido
Se diseñará un segmento de tejido entre dos cruces principales en los que dos
autopistas urbanas se unen y luego se separan, como se muestra en las Pruebas
documentales 12 a 18. Los tramos de entrada y salida tienen el número de carriles
mostrados. La longitud máxima del segmento de tejido es de 1.000 pies, según la
ubicación de los cruces. El FFS de todos los tramos de entrada y salida es de 75
mi/h. Todas las demandas se muestran como caudales en condiciones ideales
equivalentes.
Problemas de ejemplo
Página 12-44
Capítulo 12/Segmentos de tejido de
autopistas
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 20
Prueba documental 12-18
Segmento de tejido por ejemplo
problema 4
^ vFF= 2.000 pc/h
vRF~ 1.500 pc/h
VFR = 1.450 pc/h
vRR = 2.000 pc/h
v - 6.950 pc/h
¿Qué diseño sería apropiado para entregar LOS C para los caudales de
demanda mostrados?
Los hechos
Además de la información contenida en las Pruebas documentales 12 a 18, se conocen los
siguientes hechos
en relación con este segmento de tejido:
PHF = 1,00 (todas las demandas declaradas como caudales);
Vehículos pesados
0% camiones, 0% RVs (todas las demandas en pc/h);
Población del
viajeros regulares;
conductor FFS
CIFL
75 mi/h;
identificación
2.400 pc/h/ln (para FFS = 75 mi/h);
terreno
1 int/mi; y
nivel.
Comentarios
Como es el caso en cualquier diseño de segmento de tejido, hay restricciones considerables
impuestas. El problema indica que la longitud máxima es de 1,000 pies, sin duda limitada por problemas
de ubicación para los cruces de fusión y divergencia. Probablemente no vale la pena investigar longitudes
más cortas, y el máximo debe ser asumido fo todos los diseños de ensayo. El diseño más simple
simplemente conecta los carriles de entrada con los carriles de salida de una manera directa, produciendo
una sección de cinco carriles. Se podría considerar una sección con cuatro carriles fusionando dos carriles
en uno en el gore de entrada y separándolo en dos de nuevo en el gore de salida. En cualquier caso, el
diseño se limita a un tramo de cuatro o cinco carriles. Ningún otro ancho funcionaría sin adiciones
importantes a las patas de entrada y salida. La configuración no se puede cambiar sin añadir un carril al
este de uno de los tramos de entrada o salida. Por lo tanto, la prueba inicial será de una longitud de 1,000
pies, con los cinco carriles de entrada conectados directamente a los cinco carriles de salida, sin cambios en
los diseños de los tramos de salida o entrada. Si esto no produce un comportamiento aceptable, se
considerarán cambios.
Si bien el problema establece claramente que todas las piernas son autopistas, ninguna configuración
factible produce una sección de tejido de dos lados. Por lo tanto, para encajar dentro de la metodología de
análisis unilateral, las patas de entrada y salida del lado derecho se clasificarán como rampas en el análisis
computacional.
Capítulo 12/Segmentos de tejido de
autopistas
Diciembre 2010
Página 12-45
Problemas de ejemplo
v
Manual de capacidad de carretera 20 JO
Paso 1: Datos de entrada - Prueba 1
Toda la información de entrada figura en las Pruebas documentales 12 a
18 y en la sección de hechos que la acompaña para este problema de ejemplo.
Paso 2: Ajustar volumen - Prueba 1
Todas las demandas se indican ya como caudales en coches de pasajeros
por hora bajo condiciones ideales equivalentes. No se necesitan más ajustes.
Los valores de demanda críticason los siguientes:
Paso 3: Determinar las características de configuración - Prueba 1
La Prueba documental 12 a 19 ilustra el segmento de tejido formado bajo
el supuesto diseño examinado anteriormente.
Prueba documental
12-19
Diseño de prueba 1
para ejemplo Problema
4
La conexión directa de los tramos de entrada y salida produce un segmento de tejido
en el que el movimiento de rampa a autopista se puede realizar sin un carril change (LCRF
= 0). Sin embargo, los vehículos de paso a rampa gratuitos deben hacer cambios de dos
carriles(LCFR = 2). Si se considera el patrón de cambio de carril, no hay carriles en el tramo
de la autopista de entrada desde el que se puede realizar una maniobra de tejido con uno o
ningún cambio de carril. Los conductores de rampa que deseen tejer, sin embargo, pueden
entrar en cualquiera de los dos carriles de rampa izquierda unnd tejer con uno o ningún
cambio de carril. Por lo tanto, NWL = 2.
Mediante el uso de la ecuación 12-2, LCMIN se calcula como
Problemas de ejemplo
Página 12-46
Capítulo 12/Segmentos de tejido de
autopistas
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carretera 20
Paso 4: Determinar la longitud máxima de tejido - Prueba 1
La longitud máxima de un segmento de tejido para este escenario de
configuración y demanda se estima mediante la ecuación 12-4:
Como la longitud máxima es mucho mayor que la longitud real de 1.000
pies, es apropiado analizar el segmento utilizando la metodología de este
capítulo.
Paso 5: Determinar la capacidad del segmento de tejido - Prueba 1
La capacidad del segmento de tejido está controlada por uno de dos factores
limitantes: la densidad alcanza los 43 pc/mi/ln o la demanda de tejido alcanza
los 2.400 pc/h para la configuración de la Prueba documental 12-19.
Capacidad limitada por densidad
La capacidad limitada al alcanzar una densidad de 43 pc/mi/ln se estima
utilizando la ecuación 12-5 y la ecuación 12-6:
Capacidad limitada por el flujo de demanda de tejido
La capacidad limitada por el flujo de demanda de tejido se estima utilizando
la ecuación 12-7 y la ecuación 12-8:
En este caso, la capacidad del segmento está limitada por el caudal máximo
de tejido de 5.654 pc/h, que es menor que el caudal de demanda total de 6.950
pc/h. Por lo tanto, se espera que esta sección funcione en LOS F. No es posible
realizar más análisis con esta metodología.
Discusión - Prueba 1
Se esperaría que esta sección fracasara en el diseño propuesto. La característica crítica
aparece ser la configuración. Obsérvese que la capacidad está limitada por los flujos máximos de
tejido que pueden sostenerse, no por una densidad que se espera que produzca colas. Esto se
debe principalmente al flujo de autopista a rampa, que debe hacer cambios de dos carriles. Este
número se puede reducir a uno añadiendo un carril a la "rampa" en la zona de salida gore. Esto
no solo reduce el número de cambios de carril realizados por 1,450 vehículos de autopista a
rampa, sino que también aumenta el valor de Nw de 2 a 3. A su vez, esto aumenta efectivamente
la capacidad del segmento
Capítulo 12/Segmentos de tejido de autopistas
47
Diciembre 2010
Página
12-
Problemas de ejemplo
Manual de capacidad de carreteras 2010
(limitado por la tasa de flujo de tejido) a 3,500 / VR = 3,500 / 0.424 = 8,255 pc / h,
que es muy superior a la tasa de flujo de demanda de 6,950 pc / h. Otro análisis
(Ensayo 2) se llevará a cabo utilizando este enfoque.
Pasos 1 y 2: Datos de entrada y ajuste de volumen - Prueba 2
Los pasos 1 y 2 son los mismos que para la prueba 1. No se repiten aquí. La
nueva configuración afecta a los resultados que comienzan con el paso 3.
Paso 3: Determinar las características de configuración - Prueba 2
La Prueba documental 12 a 20 ilustra la nueva configuración que resultará de
los cambios examinados anteriormente. Al agregar un carril al tramo de rampa de
salida, el movimiento de autopista a rampa ahora se puede completar con un solo
cambio de carril (LCFR = 1). El valor de LC,. :, no está afectadoy sigue siendo0. El
carril derecho del tramo de entrada de la autopista también puede ser utilizado
por los conductores de autopista a rampa para hacer una maniobra de tejido con
un solo cambio de carril, aumentando NWL a 3.
Prueba documental
12-20
Diseño de prueba 2
para ejemplo problema
4
entonces
LCMIN = {LCRF X VRF )+ (LCFR x vFR )
LCMIN = (0 x 1.500)+ (1 x 1.450) = 1.450 lc/h
Paso 4: Determinar la longitud máxima de tejido - Prueba 2
La longitud máxima de un segmento de tejido para este escenario de
configuración y demanda se estima mediante la ecuación 12-4:
Como la longitud máxima es mucho mayor que la longitud real de 1,000
pies, el análisis del segmento utilizando la metodología de este capítulo es
apropiado.
Paso 5: Determinar la capacidad del segmento de tejido - Prueba 2
La capacidad del segmento de tejido está controlada por uno de dos
factores limitantes: la densidad alcanza los 43 pc/mi/ln o la demanda de tejido
alcanza los 3.500 pc/h para la configuración de la Prueba documental 12-20.
Capacidad L imited por densidad
La capacidad limitada al alcanzar una densidad de 43 pc/mi/ln se estima
utilizando la ecuación 12-5 y la ecuación 12-6:
Problemas de ejemplo
Página 12-48
Capítulo 12/Segmentos de tejido de
autopistas
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 20
Capacidad limitada por el flujo de demanda de tejido
La capacidad limitada por el flujo de demanda de tejido se estima utilizando
la ecuación 12-7 y la ecuación 12-8:
Una vez más, la capacidad del segmento está limitada por el caudal máximo
de tejido: la diferencia es que ahora la capacidad es de 8.255 pc/h. Esto es mayor
que el caudal de demanda total de 6.950 pc/h. Por lo tanto, se espera que esta
sección funcione sin desglose, y el análisis puede continuar.
Paso 6: Determinar las tasas de cambio de carril — Prueba 2
Las ecuaciones 12-10 a ecuación 12-15 se utilizan para estimar las tasas de
cambio de carril de los vehículos de tejido y no tejido en el segmento de tejido. A
su vez, estos se utilizarán para estimar las velocidades de los vehículos de tejido y
no tejido.
Paso 7: Determinar las velocidades medias de los vehículos de tejido y
no tejido-Prueba 2
Las velocidades medias de los vehículos de tejido y no tejido se calculan
desde la ecuación 12-18 hasta la ecuación 12-20.
Capítulo 12/Segmentos de tejido de autopistas
49
Diciembre 2010
Página
12-
Problemas de ejemplo
Manual de capacidad de carreteras 2010
La ecuación 12-21 se utiliza ahora para calcular la velocidad media de todos
los vehículos del segmento:
Paso 8: Determinar el nivel de servicio - Prueba 2
La densidad media en el segmento de tejido se estima utilizando la ecuación
12-22:
De la Prueba documental 12-10, esta densidad está dentro de los límites
establecidos de LOS C (20 a 28 pc/mi/ln). Como el objetivo de diseño era LOS C,
el segundo diseño de ensayo es aceptable.
Discusión - Prueba 2
El cambio relativamente pequeño en la configuración hace toda la diferencia
en este diseño. LOS C se puede lograr añadiendo un carril al tramo de salida
derecho; sin ella, la secciónfalla debido a las turbulencias excesivas de tejido. Si el
carril adicional no es necesario en el tramo de la autopista que sale, se dejaría caer
en algún lugar río abajo, tal vez como parte del siguiente intercambio. El carril
adicional tendría que ser llevado por varios miles de feet para sereficaz. Un carril
adicional generalmente no será completamente utilizado por los conductores si
son conscientes de que se caerá inmediatamente.
EJEMPLO DE PROBLEMA 5: CONSTRUCCIÓN DE UNA TABLA DE VOLUMEN DE SERVICIO PARA UN
SEGMENTO DE TEJIDO
Este ejemplo muestra cómo una tabla de las tarifas de flujo de servicio o de los volúmenes de servicio o
ambos se puede construir para una sección que teje con ciertas características especificadas. La metodología de
este capítulo no produce directamente el servicio
Problemas de ejemplo
Página 12-50
autopistas
Capítulo
12/Segmentos
de
tejido
de
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
caudales o volúmenes de servicio, pero se pueden desarrollar mediante el uso
de hojas de cálculo o programas informáticos más sofisticados.
La cuestión clave es la definición de los valores umbral para los distintos
niveles deservicio. Para tejer secciones en autopistas, los niveles de servicio se
definen como densidades limitantes de la siguiente manera:
LOS
Densidad máxima (pc/mi/ln)
un
B
C
D
10
20
28
35
Por definición, la velocidad de flujo de servicio en LOS E es la capacidad de
la sección de tejido, que puede o no estar clave para una densidad.
Antes de ilustrar la construcción de un cuadro de este tipo, deben revisarse
varias definiciones clave:
• Caudal de servicio (en condiciones ideales): El caudal máximo en condiciones
ideales equivalentes que puede ser mantenido mientras se mantiene el
LOS designado(SFI ,turismos por hora).
» Caudal de servicio (en condiciones imperantes): El caudal máximo en
condiciones imperantes que puede mantenerse mientras se mantiene el
LOS designado (SF,vehículos por hora).
• Volumen de servicio: El volumen máximo por hora en condiciones
prevalecientes que se puede mantener manteniendo el LOS designado en
los 15 minutos peores de la hora (SV, vehículos por hora).
• Volumen de servicio diario: El AADT máximo en condiciones prevalecientes
que se puede mantener manteniendo el LOS designado en los15 minutos
peores de la hora punta(DSV,vehículos por día).
Tenga en cuenta que las tasas de flujo son para un período de 15 minutos, a
menudo un pico de 15 minutos dentro de la hora de análisis o la hora pico. Estos
valores están relacionados de la siguiente manera:
La metodología de este capítulo estima tanto la capacidad como la densidad esperada en un segmento de
tejido de características geométricas y de demanda dadas. Conceptualmente, el enfoque para generar valores
de SFI es sencillo: para cualquier situación dada, mantenga incrementados los caudales de entrada hasta que
se alcance la densidad límite para el LOS; el caudal de entrada es el SFI para esa situación y LOS. Esto
obviamente implica muchas iteraciones. Se puede programar una hoja de cálculo para hacer esto, ya sea
semiautomáticamente con una entrada manual de demandas, o totalmente automáticamente, con la hoja de
cálculo generando soluciones automáticamente hasta que se encuentre una coincidencia de densidad. Este
último método no es muy eficiente e implica un programa de hoja de cálculo típico que se ejecuta durante
varias horas. Por supuesto, se podría escribir un programa para automatizar todo el proceso.
Capítulo 12/Segmentos de tejido de autopistas
51
Diciembre 2010
Página 12-
Problemas de ejemplo
Manual de capacidad de carreteras 2010
Un ejemplo
Aunque no se pueden mostrar todos los cálculos, se pueden ilustrar los resultados de la
demostración de un caso específico. Se desea una tabla de volumen de servicio para una sección de
tejido con las siguientes características:
•
Sección de tejido principal unilateral
•
La demanda se divide de la siguiente manera:
•
•
•
•
•
•
Camiones = 10%, RVs = 0%
•
Terreno llano
•
PHF = 0,93
•
/" = i-oo
•
ID = 1 int/mi
•
FFS = 65 mi/h
Para estas características, se puede construir una tabla de volumen de servicio para un rango de
longitudes y anchos y para configuraciones en las que Nw es 2 y 3. Para fines ilustrativos, se utilizarán
longitudes de 500,1,000,1,500, 2,000 y 2,500 pies y anchos de tres, cuatro o cinco carriles. En una sección
de tejido importante, un flujo de tejido no tiene que hacer un cambio de carril. Para los propósitos de
este ejemplo, se asume que el movimiento de la rampa-a-autopista tiene esta característica. El
movimiento de autopista a rampa requeriría uno o dos cambios de carril, sobre la base del valor de NWL.
Primeros cómputos
Los cálculos iniciales estarán dirigidos a establecer valores de SFI para las situaciones descritas. Se
construirá una hoja de cálculo en la que la primera columna es el caudal a probar (en turismos por hora
en condiciones ideales), y la última columna produce una densidad. Cada línea será iterada
(manualmente en este caso) hasta que se alcance cada valor de densidad de umbral. Las columnas
intermedias se programarán para producir los resultados intermedios necesarios para llegar a este
resultado. Dado que la longitud y la capacidad máximas se deciden en puntos intermedios, los
resultados aplicables se introducirán manualmente antes de continuar. Tal procedimiento es menos
difícil de lo que parece una vez que se programan los cálculos básicos. La iteración manual utilizando el
caudal de entrada es muy eficiente, ya que el operador observará la rapidez con la que los resultados se
están convergiendo al umbral deseado y cambiará las entradas en consecuencia.
Los resultados de un primer cálculo se muestran en las Pruebas documentales 12 a 21. Representan
caudales de servicio en condiciones ideales, SFI. De acuerdo con las directrices de presentación de
resultados del HCM (Capítulo 7, Interpretación de HCM y resultados alternativos de herramientas),
todos los caudales y volúmenes de servicio por hora en las siguientes exhibiciones tienen
Problemas de ejemplo
Página 12-52
Capítulo 12/Segmentos de tejido de
autopistas
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
redondeado a la baja a los 100 turismos o vehículos más cercanosa
la presentación.
LOS
500
Sección Lenath de Weavina fftl
1,500 2.000 2.500 500 1.000
1,000
1,700
3,200
4,300
5,100
6,100
2,200
4,100
5,400
6,300
7,900
2,300
4,200
5,500
6,500
8,000
un
B
C
D
E
2,800
5,000
6,500
7,600
2,800
5,100
6,600
7,800
2,800
5,100
6,700
7,900
8,800
8,800
8,800 8,800
—
2,300
4,200
5,500
6,500
8,200
2
2,300
4,200
5,500
6,600
8,400
N = 5; NWL = 2
2,800
5,100
6,700
7,900
1,70
0
3,20
0
4,30
0
5,10
0
6,40
0
1,800
3,300
4,400
5,300
6,300
1,800
3,300
4,500
5,400
6,400
2,30
0
4,20
0
5,60
0
6,60
0
8,50
0
2,300
4,300
5,800
6,900
8,400
2,300
4,400
5,900
7,000
8,500
2,300
4,400
5,900
7,100
8,700
2,80
0
5,10
0
6,70
0
7,90
0
8,80
0
2,900 2,900
2,900
2,900
2,900
5,400 5,400
5,400
5,500
5,500
7,100 7,200
7,200
7,300
7,300
8,400 8,600
8,700
8,700
8,700
10,500 10,700 10,900
11,100 11,200
1,800
3,400
4,500
5,400
6,500
N = 4; NWL =
N=
1,800
3,400
4,500
5,500
6,600
1,800
3,400
4,500
5,500
6,700
2,300
4,400
5,900
7,100
8,800
2,300
4,400
5,900
7,100
9,000
3
Ii
un
B
C
D
E
N = 4; NWL
1,700
3,200
4,300
5,100
6,300
2,500
3
*
1,700
3,200
4,200
5,100
6,000
Ii
1,700
3,200
4,200
5,000
5,900
*
un
B
C
D
E
1,500 2,000
N=
iK
*
N = 3; NWL — 2
Prueba documental 12-21
Caudales de servicio en
condiciones ideales(SF1) por
ejemplo, el problema 5 (pc/h)
3
La Prueba documental 12-22 muestra los caudales de servicio en las
condiciones imperantes, SF. Cada valor de la Prueba documental 12-21 (antes
del redondeo) se multiplica por
1,600
3,000
4,000
4,700
5,600
1,600
3,000
4,000
4,800
5,700
un
B
C
D
E
2,100
3,900
5,100
5,900
7,500
2,100
4,000
5,200
6,200
7,700
un
B
C
D
E
2,600
4,700
6,200
7,300
8,400
2,700
4,800
6,300
7,400
8,400
N = 3; NWL — 2
1,600
3,100
4,100
4,900
5,800
1,600
3,100
4,100
4,900
5,900
N=
2,200
4,000
5,300
6,300
7,900
1,700
3,100
4,200
5,100
6,000
1,700
3,200
4,300
5,100
6,100
1,700
3,200
4,300
5,200
6,200
2,200
4,000
5,300
6,300
8,100
2,200
4,100
5,500
6,600
8,000
N=
2,200
4,200
5,600
6,700
8,100
2,200
4,200
5,600
6,700
8,200
2,700
4,900
6,400
7,500
8,400
2,700
5,100
6,700
8,000
2,700
5,100
6,800
8,200
2,700
4,900
6,400
7,500
8,400
1,700
3,200
4,300
5,200
6,200
1,700
3,200
4,300
5,200
6,400
2,200
4,200
5,600
6,800
8,400
2,200
4,200
5,600
6,800
8,500
Prueba documental 12-22
Caudales de servicio en
condiciones
prevalecientes(SF) por
ejemplo Problema 5 (veh/h)
3
N = 5; NWL = 3
N = 5; NWL = 2
2,700
4,900
6,300
7,500
8,400
2,000 2,500
3
1,600
3,100
4,100
4,900
6,100
N = 4; NWL = 2
2,200
4,000
5,200
6,200
7,800
1,500
Ii
un
B
C
D
E
Sección Lenath de Weavina fftl
1,500 2.000 2.500 500 1.000
Ii
1,000
£
500
*
LOS
10,000 10,200
2,800
2,800
2,800
5,200
5,200
5,200
6,900
6,900
6,900
8,200
8,300
8,300
10,300
10,500 10,700
La Prueba documental 12-23 muestra los volúmenes de servicios, SV. Cada valor de la Prueba
documental 12-22 (antes del redondeo) se multiplica por un PHF de 0,93.
Capítulo 12/Segmentos de tejido de autopistas
53
Diciembre 2010
Página 12-
Problemas de ejemplo
Manual de capacidad de carreteras 2010
Prueba documental 1223
Volúmenes de servicio en
condiciones
prevalecientes (5f)
por ejemplo, el problema 5
(veh/h)
LOS
500
Sección Lenath de Weavina fftl 2.000
1,500 2.500 500 1.000
1,500
1,000
N- 3; NWL = 2
un
B
C
D
E
1,500
2,800
3,700
4,400
5,200
1,500
2,800
3,700
4,500
5,300
un
B
C
D
E
2,000
3,600
4,700
5,500
7,000
2,000
3,700
4,800
5,700
7,100
un
B
C
D
E
2,400
4,400
5,700
6,700
7,800
2,500
4,500
5,800
6,900
7,800
1,500
2,800
3,800
4,500
5,400
1,500
2,800
3,800
4,500
5,500
1,500
2,900
3,800
4,500
5,600
1,500
2,900
3,900
4,700
5,500
1,500
2,900
4,000
4,800
5,600
2,000
3,700
4,900
5,800
7,500
2,000
3,800
5,100
6,100
7,400
2,100
3,900
5,200
6,200
7,500
2,500
4,500
5,900
7,000
7,800
2,500
4,700
6,200
7,500
9,300
2,500
4,800
6,400
7,600
9,400
N = 4; NWL = 2
2,000
3,700
4,900
5,800
7,300
N = 5; NWL
2,500
4,500
5,900
7,000
7,800
2,000
3,700
4,900
5,800
7,400
2,500
1,500
3,000
4,000
4,800
5,700
1,500
3,000
4,000
4,800
5,800
1,500
3,000
4,000
4,800
5,900
N = 4; NWL = 3
=2
2,500
4,500
5,900
7,000
7,800
2,000
N = 3; NWL = 3
2,100
3,900
5,200
6,300
7,700
2,100
3,900
5,200
6,300
7,800
2,100
3,900
5,200
6,300
7,900
N = 5; NWL = 3
2,600
4,800
6,400
7,700
9,600
2,600
4,800
6,400
7,700
9,800
2,600
4,800
6,400
7,700
9,900
La Prueba documental 12-24 muestra los volúmenes de servicio diarios, DSV. Un factor K
ilustrativo de
0.
Se utilizan 08 (típico de un área urbana grande) y un factor D ilustrativo de 0,55 (típico de
una ruta urbana sin picos fuertes por dirección). Cada valor (no redondeado) utilizado para
generar la prueba documental 12-23 se dividió por estos dos números.
Prueba documental 12-24
Volúmenes de servicio
diarios en condiciones
prevalecientes(DSV), por
ejemplo, el problema 5
(veh/día)
LOS
500
1,000 1,500
N = 3; NWL
Lenat
de Weavina Sección fftl
h
2,500
500
2,000
1,000 1,500
=2
N = 3; NWL
2,500
=3
un
35,200 35,200 35,400
35,500 35,600
36,200 36,300 36,300
B
64,300 65,300 65,500
65,700 66,100
67,600 68,000 68,400
C
84,700 86,100 86,700
87,200 87,500
89,700 90,900 91,500
D 100,800 102,800 103,600 104,000 104,400 107,800 109,600 110,200
E 119,800 122,100 124,400 126,700 129,100 127,000 129,400 131,600
N = = 4; NWL = 2
N=
36,300
36,300
68,400
68,400
91,700
91,900
110,600 110,800
132,800 136,300
un
45,800 46,200 46,600
46,600 46,600
47,600 47,800 47,800
B
83,300 84,700 85,100
85,500 85,700
88,300 89,300 89,500
C 108,600 110,800 111,600 112,200 112,600 117,100 118,700 119,500
D 126,700 131,300 132,400 133,200 133,600 140,000 142,400 143,600
E 159,800 162,800 165,900 169,000 172,100 169,400 172,500 175,400
N = = 5; NWL = 2
N = 5; NWL
47,900
47,900
89,700
89,900
120,100 120,300
144,000 144,400
178,600 181,700
un
56,300 57,100 57,300
B 101,400 103,000 103,600
C 131,300 133,800 135,000
D 154,500 157,700 159,100
E 178,800 178,800 178,800
59,400
110,600
146,800
175,800
223,300
:
:
Problemas de ejemplo
2,000
57,500 57,500
58,700 58,900 59,300
104,200 104,400 108,600 109,600 110,000
135,800 136,200 142,800 145,400 146,200
159,900 160,300 170,600 173,600 175,000
178,800 178,800
215,600 219,500
211,800
Página 12-54
=3
=3
59,400
110,800
147,400
175,800
227,200
Capítulo 12/Segmentos de tejido de
autopistas
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
6. Referencias
1. Polytechnic University and Kittelson & Associates, Inc. Analysis of Freeway
Weaving Sections. Proyecto NCHRP 3-75. Informe Final. Brooklyn, N.Y., 2008.
Algunas de estas referencias se pueden
encontrar en la Biblioteca de Referencia
Técnica en el Volumen 4.
2. Reilly, W., J. H. Kell, and P. J. Johnson. Procedimientos de análisis de tejido para el
Manual de capacidad de la nuevacarretera. JHK &associates, Tucson, Arizona,
1984.
3. Pignataro, L. J., W. R. McShane, R. P. Roess, B. Lee, and K. W. Crowley.
NCHRP Report 159: Weaving Areas: Design and Analysis. Transportation
Research Board, National Research Council, Washington, D.C., 1975.
4. Roess, R., W. McShane, E. Linzer, and L. Pignataro. Procedimientos de análisis de
capacidad de autopistas. Proyecto DOT-FH-11-9336. Informe Final. Instituto
Politécnico de Nueva York, Brooklyn, 1979.
5. Roess, R., E. Prassas, and W. McShane. Traffic Engineering, 3rd ed.
Pearson/Prentice-Hall, Upper Saddle River, N.J., 2004.
6. Leisch, J. Completion of Procedures for Analysis and Design of Weaving Sections.
Informe Final. Jack E. Leisch and Associates, Chicago, 111., 1983.
7. Roess, R. P. Development of Weaving Area Analysis Procedures for the 1985
Highway Capacity Manual. En Transportation Research Record 1112,
Transportation Research Board, National Research Council, Washington,
D.C., 1987, págs. 17 y 22.
8. Fazio, J. Development and Testing of a Weaving Operational and Design Procedure.
Tesis de MS. University of Illinois at Chicago, 1985.
9. Fazio, J. Modeling Safety and Traffic Operations in Freeway Weaving Sections.
Tesis doctoral. University of Illinois at Chicago, 1990.
10. Zegeer, J. D., M. A. Vandehey, M. Blogg, K. Nguyen, and M. Ereti. Informe 599
de NCHRP: Valores predeterminados para análisis de capacidad de carretera y nivel
de servicio. Junta de Investigación de Transporte de las Academias
Nacionales, Washington,
D.C., 2008.
Capítulo 12/Segmentos de tejido de
autopistas
Diciembre 2010
Página 12-55
Referencias
Manual de capacidad de carreteras 2
CAPÍTULO 13
SEGMENTOS DE FUSIÓN Y DIVERGENCIA DE AUTOPISTAS
contenido
1. INTRODUCCIÓN .............................................................................................. 13-1
Componentes de rampa ..................................................................................... 13-1
.......................................................................................................................................
Clasificación de Rampas .................................................................................... 13-2
.......................................................................................................................................
Límites de análisis de cruces de rampa y rampa ............................................ 13-2
.......................................................................................................................................
Condiciones operativas de ramp-freeway junction ....................................... 13-3
.......................................................................................................................................
Condiciones básicas ............................................................................................ 13-3
.......................................................................................................................................
Criterios de LOS para segmentos de fusión ydivergencia
13-4
.......................................................................................................................................
Datos de entrada necesarios .............................................................................. 13-5
.......................................................................................................................................
2. METODOLOGÍA ............................................................................................... 13-7
Alcance de la metodología ................................................................................ 13-7
.......................................................................................................................................
Limitaciones de la metodología ........................................................................ 13-7
.......................................................................................................................................
Visión general...................................................................................................... 13-7
.......................................................................................................................................
Pasoscomputacionales
13-10
.......................................................................................................................................
Casos especiales ................................................................................................ 13-22
Áreas de influencia de rampa ................................................. superpuestas 13-27
3. APLICACIONES ............................................................................................... 13-28
Valores predeterminados ................................................................................ 13-28
.......................................................................................................................................
Establecer límites de análisis ........................................................................... 13-28
Página 13-i
Capítulo
13/Segmentos de fusión y divergencia de
.......................................................................................................................................
autopistas
Diciembre
2010de A ....................................................................................................... nalysis
Tipos
............................................................................................................................. 13-29
contenido
Manual de capacidad de carreteras 2010
LISTA DE EXPOSICIONES
Anexo 13-1 Áreas de influencia de rampa ilustradas .......................................... 13-3
Prueba documental 13-2 de los criterios para los segmentos de fusión y divergencia
de autopistas ............................................................................................................. 13-4
.....................................................................................................................................
Prueba documental 13-3 que mide la longitud de los carriles de aceleración y
desaceleración. 13-6
Anexo 13-4 Diagrama de flujo paralos cruces anales de ramp-freeway junctions
..................................................................................................................................... 13-8
Anexo 13-5 Variables clave de la unión de rampa ............................................... 13-9
Pruebas documentales 13-6 modelos para predecir PFM en rampas o áreas de fusión
..................................................................................................................................... 13-13
Pruebas documentales 13-7 modelos para predecir PFD en rampas de salida o áreas
divergentes ................................................................................................................ 13-14
Anexo 13-8 Capacidad de los cruces de ramp-freeway (pc/h) .......................... 13-18
Prueba documental 13-9 de cruces de rampas de alta velocidad en multilane
Carreteras y carreteras C-D (pc/h) ................................................................ 13-18
Prueba documental 13-10 Capacidad de las carreteras de rampa (pc/h) ......... 13-18
Prueba documental 13-11 Estimación de la velocidad en los crucesen rampa
(fusión) ....................................................................................................................... 13-20
Prueba documental 13-12 Estimación de la velocidad en los cruces fuera de rampa
(divergencia) ............................................................................................................. 13-21
Prueba documental 13-13 sobre la estimación de la velocidad media de todos los
vehículos en la autopista de rampa
Cruces ................................................................................................................. 13-21
Prueba documental 13-14 Geometría típica de un cruce de rampa-autopista de dos
..................................................................................................................................... carril
es 13-22
Anexo 13-15 Geometrías comunes para la autopista de dos carriles fuera de rampa
Cruces ................................................................................................................. 13-24
Anexo 13-16 Factores de ajuste para los cruces de rampa-autopista de la izquierda
... 13-25
Prueba documental 13-17 Flujo esperado en el carril 5 de una autopista de 10
carriles inmediatamente
Aguas arriba de un cruce de rampa-autopista ............................................. 13-25
Prueba documental 13-18 Principales áreas de fusión ilustradas ...................... 13-26
Prueba documental 13-19 Principales áreas divergentes ilustradas .................. 13-27
Prueba documental 13-20 limitaciones de las rampas y cruces de rampas de HCM
contenido
Página 13-ii
Capítulo 13/Segmentos de fusión y divergencia de
Procedimiento ...................................................................................................
13-32
autopistas
Diciembre 2010
Prueba documental 13-21 Lista de problemas de ejemplo ................................. 13-36
Prueba documental 13-22 Verificaciones de capacidad para ejemplo Problema 2
Manual de capacidad de carreteras 2010
1. INTRODUCCIÓN
Los segmentos de fusión y divergencia de autopistas se producen
principalmente en los cruces de rampa y salida de rampa con la línea principal de
la autopista. También pueden ocurrir en los principales puntos de fusión o
divergencia donde las carreteras de la línea principal se unen o se separan.
Una rampa es una carretera dedicada que proporciona una conexión entre
dos instalaciones de carretera. En las carreteras, todos los movimientos dentro y
fuera de la autopista se realizan en los cruces de rampa, diseñados para permitir
maniobras de fusión y divergencia de velocidad relativamente alta, al tiempo que
se limita la interrupción de la corriente de tráfico principal. Algunas rampas en las
autopistas se conectan a las carreteras colectoras(C-D), que a su vez proporcionan
un cruce con la línea principal de la autopista. Las rampas pueden aparecer en
carreteras de varios carriles, autopistas de dos carriles, arterias y calles urbanas,
pero tales instalaciones también pueden usar intersecciones señalizadas y no
señalizadas en dichos cruces.
Los procedimientos en el Capítulo 13, Segmentos de fusión y divergencia de
autopistas, se centran en los cruces de rampa-autopista, pero también se
proporciona orientación para permitir el uso aproximado de tales procedimientos
en carreteras de varios carriles y en carreteras C-D.
VOLUMEN
2:
FLUJO
ININTERRUMPIDO
10. Instalaciones de la autopista
11. Segmentos básicos de autopistas
12. Segmentos
de
tejido
de
autopistas
13. Segmentos de fusión y
divergencia de autopistas
14. Autopistas multilane
15. Autopistas de dos carriles
Los segmentos de fusión y divergencia de
autopistas incluyen cruces de rampas y
puntos donde las carreteras principales se
unen o se separan.
Este capítulo proporciona orientación para
el uso de los procedimientos en carreteras
de varios carriles y carreteras C-D.
COMPONENTES DE RAMPA
Una rampa consta de tres elementos: la calzada de rampa y dos cruces. Los
cruces varían mucho en las características de diseño y control, pero generalmente
encajan en una de estas categorías:
• Cruces de rampa-autopista (o un cruce con una carretera C-D o un
segmento de carretera de varios carriles), o
• Cruces de rampa-calle.
Cuando una rampa conecta una autopista con otra, la rampa consta de dos
cruces rampa-autopista y la carretera de rampa. Cuando una rampa conecta una
autopista con una instalación de superficie, generalmente consiste en un cruce de
rampa-autopista, la rampa de la carretera y un cruce de rampa-calle. Cuando una
conexión de rampa a una instalación de superficie (como una carretera de varios
carriles) o una carretera C-D está diseñada parala fusión de alta velocidad o
divergiendo sin control, puede clasificarse como un cruce de autopista de rampa
con el finde análisis.
Los cruces de rampa-calle pueden ser incontrolados, controlados por STOP,
controlados por YIELD o señalizados. El análisis de los cruces de calles de rampa
no se detalla en este capítulo; más bien, se discute en el Capítulo 22, Terminales
de rampa de intercambio. Tenga en cuenta, sin embargo, asi cuando un cruce de
rampa-calle, particularmente si se señala, puede resultar en colas en la carretera
de rampa que puede influir en las operaciones en el cruce de rampa-autopista e
incluso las condiciones de la autopista principal. Las operaciones de la línea
principal también pueden verse afectadas por las intrigas de pelotón creadas por
el control de intersección de rampas y calles.
Las características geométricas de los cruces rampa-autopista varían. La
longitud y el tipo (paralelo, cono) de los carriles de aceleración o desaceleración,
la velocidad
de flujodelibre
tanto de
como13-1
de la autopista en la
Capítulo
13/Segmentos
fusión(FFS)
y divergencia
de la rampaPágina
autopistas
vicinidad de la rampa, la proximidad de otras rampas y otros elementos afectan a
Diciembre 2010
las operaciones de fusión y divergencia.
Las rampas a las carreteras de varios carriles
y las carreteras C-D que están diseñadas para
la fusión o divergencia de alta velocidad se
pueden clasificar como cruces de rampaautopista para fines de análisis.
Vea el Capítulo 22 para una discusión de
rampa-streetjunctions.
La cola de rampa desde un cruce de una
rampa y una calle puede influir en las
operaciones del cruce rampa-autopista y la
autopista ascendente.
Introducción
Manual de capacidad de carreteras 2010
CLASIFICACIÓN DE RAMPAS
Las rampas de mano izquierda se
consideran como casos especiales
más adelante en este capítulo.
Los segmentos de fusión y
divergencia con dos carriles en el
punto de fusión o divergencia se
consideran casos especiales más
adelante en este capítulo.
Las rampas y los cruces de rampa-autopista pueden ocurrir en una amplia variedad de
configuraciones. Algunas de las características clave de las rampas y los cruces de rampas se
resumen a continuación:
• Los cruces de rampa-autopista que acomodan maniobras de fusión se clasifican
como rampas. Los que acomodan maniobras divergentes se clasifican como rampas
de salida. Cuando los cruces dan cabida a la fusión de dos instalaciones principales,
se clasifican como cruces de fusión principales. Cuando se acomodan a la divergencia
de dos carreteras principales, se clasifican como cruces divergentes principales.
• La mayoría de las rampas son rampas de la derecha. Algunos, sin embargo, se unen
con el(los) carril(s) izquierdo(s) de la autopista y se clasifican como rampas
izquierda-ha nd.
• Las carreteras de rampa pueden tener uno o dos carriles. En los cruces de autopistas
en rampa, la mayoría de las carreteras de rampa de dos carriles se fusionan en un
solo carril antes de fusionarse con la autopista. En este caso, el cruce se clasifica
como un cruce de rampa-autopista de un carril en los basis de la metodología de este
capítulo. En otros casos, existe una fusión de rampa y autopista de dos carriles y se
utiliza un modelo de análisis especial (consulte la sección Casos especiales de este
capítulo).
• Para las rampas de salida de dos carriles, puede existir un solo carril en la rampaautopista divergiendo, con la carretera ensanchándose a dos carriles después de la
divergencia. Al igual que con las rampas, estos casos se clasifican como cruces de
rampas y autopistas de un carril sobre la base de la metodología de este capítulo.
Las carreteras de dos carriles fuera de la rampa, sin embargo, a menudo tienen dos
carriles en el punto de divergencia también. Estos se tratan mediante un modelo
especial (consulte la sección Casos especiales de este capítulo).
• Las operaciones de fusión y divergencia de rampa-autopista se ven afectadas por el
tamaño del segmento de la autopista (en una dirección).
• Las operaciones de fusión y divergencia entre rampas y autopistas pueden verse
afeadas por la proximidad de las rampas adyacentes y los caudales de dichas
rampas.
El número de combinaciones de estas características que pueden ocurrir es muy grande.
Para cualquier análisis, todas estas (y otras) características deben especificarse si se van a
obtener resultados significativos.
LÍMITES DE ANÁLISIS DE CRUCES DE RAMPAS Y RAMPAS
Con condiciones subsaturadas, los
impactos operacionales de las vías de
acceso a rampas se producen dentro
de un área deinfluencia de 1.500 pies
de marfil.
Introducción
Las rampas y los cruces de rampas no funcionan independientemente de las carreteras
que conectan. Por lo tanto, las condiciones de funcionamiento en las carreteras principales
pueden afectar las operaciones en los cruces de rampas y rampas, y viceversa. En particular,
una avería [Nivel de servicio (LOS) F] en un cruce de rampa-autopista puede tener efectos
graves en la autopista aguas arriba o aguas abajo del cruce. Estos efectos pueden influir en
las operaciones de las autopistas para las millas en loscasos worst.
Para la mayoría de las operaciones estables, sin embargo, los estudios (2) han
demostrado que los impactos operacionales de los cruces de rampa-autopista son más
localizados. Así, la metodología presentada en este capítulo predice las características de
funcionamiento dentro de una zona de rampa definida. Para las rampas de la derecha, el
área de influencia de la rampa incluye los carriles de aceleración y los carriles 1 y 2 de la
autopista
Página 13-2
Capítulo 13/Segmentos de fusión y divergencia de
autopistas
Diciembre 2010
Capacidad de la carretera Manual 2010
línea principal (más a la derecha y segunda más a la derecha) para una distancia de 1.500
pies aguas abajo del punto de fusión. Para las rampas de salida a la derecha, el área de
influencia de la rampa incluye los carriles de desaceleración y los carriles 1 y 2 de la
autopista para una distancia de 1,500 pies hastael punto de divergencia. La Prueba
documental 13-1 ilustra la definición de las zonas de influencia en rampa. Para las rampas
de la izquierda, los dos carriles más a la izquierda de la autopista se ven afectados.
El área de influencia incluye el iane de
aceleración / engaño y los dos carriles
derechos de la autopista (dos carriles
izquierdos para rampas a la izquierda).
Prueba documental 13-1
Áreas de influencia de rampa
ilustradas
- .... ....... 1.500 pies ------
---------- 1.500 pies ------- J
a) Área de influencia de
fusión
b) Zona
divergente
de
influencia
CONDICIONES OPERATIVAS DE RAMP-FREEWAY JUNCTION
Los cruces de rampa-autopista crean turbulencias en la corriente de tráfico que se fusiona o
diverge. En general, la turbulencia es el resultado de las altas tasas de cambio de carril.
La acción de los vehículos individuales que entran en el carril 1 corriente de tráfico crea
turbulencias en las inmediaciones de la rampa. Los vehicles de la autopista que se acercan se mueven
hacia la izquierda para evitar la turbulencia. Por lo tanto, el área de influencia de la rampa experimenta
una tasa más alta de cambio de carril de lo que normalmente está presente en las partes sin rampa de la
autopista.
Las áreas de influencia de rampa experimentan
tasas más altas de cambio de iane de lo que
normalmente ocurre en los segmentos básicos de
autopistas.
En las rampas de salida, la maniobra básica es una divergencia: una sola corriente de tráfico que se
divide en dos corrientes. Los vehículos que salgan deben ocupar el(los) carril(s) adyacente(s) a la rampa
de salida (Carril 1 para una rampa de salida a la derecha de un solo carril). Por lo tanto, a medida que se
acerca la rampa de salida, los vehículos que salen de la autopista deben moverse hacia la derecha. Esto
hace que otros vehículos de autopista se redistribuyan a medida que se mueven a la izquierda para
evitar la turbulencia del área de divergencia inmediata. Una vez más, el área de influencia de la rampa
tiene una tasa más alta de cambio de carril de lo que normalmente está presente en las partes sin rampa
de la autopista.
Las interacciones de los vehículos son dinámicas en las áreas de influencia de rampa. Acercándose
a la autopista a través de vehículos se moverá a la izquierda siempre y cuando haya capacidad para
hacerlo. Mientras que la intensidad del flujo de rampa influye en el comportamiento de los vehículos a
través de la autopista, la congestión general de la autopista también puede actuar para limitar el flujo de
ramp, causando la desviación a otros intercambios o rutas.
La Prueba documental 13-1 y el debate que la acompaña se refieren a las rampas de un solo carril a
la derecha. Para las rampas de dos carriles a la derecha, las características son básicamente las mismas,
excepto que pueden estar presentes dos carriles de aceleración o deceleration. Para las rampas de la
izquierda, la fusión y la divergencia obviamente tienen lugar en el lado izquierdo de la autopista. La
metodología de este capítulo se basa en rampas de mano derecha, pero las modificaciones que permiten
la adaptación de la metodología a las rampas de mano izquierda se presentan en la sección de Casos
Especiales de este capítulo.
CONDICIONES BÁSICAS
Las condiciones básicas para la metodología presentada en este capítulo son
las mismas que para otros tipos de segmentos de autopistas:
Capítulo 13/Segmentos de fusión y divergencia de
autopistas
Diciembre 2010
Página 13-3
Las condiciones de base para los segmentos
de fusión y divergencia son las mismas que
para otros tipos de segmentos de autopistas.
Introducción
Manual de capacidad de carreteras 2010
• No hay vehículos pesados,
• carriles de 12 pies,
• Holguras laterales adecuadas (>6 pies), y
• Usuarios de la carretera familiarizados con la instalación(es decir, fp = 1,00).
LOS CRITERIOS PARA SEGMENTOS DE FUSIÓN Y DIVERGENCIA
LOS A-E se define en términos de
densidad; LOS F existe cuando la
demanda supera la capacidad.
El segmento de fusión/divergencia LOS se define en términos de densidad para todos los
casos de funcionamiento estable (LOS A-E). LOS F existe cuando la demanda de autopista excede
la capacidad del segmento de autopistas aguas arriba (diverge) o aguas abajo (fusiones), o cuando
la demanda fuera de rampa excede la capacidad fuera de rampa.
En LOS A, existen operaciones sin restricciones, y la densidad es lo suficientemente baja como
para permitir una fusión suave o una divergencia con muy poca turbulencia en el flujo de tráfico.
En LOS B, las maniobras de fusión y divergencia se hacen perceptibles a través de los conductores,
y se producen turbulencias mínimas. En LOS C, la velocidad dentro del área de influencia de la
rampa comienza a disminuir a medida que los niveles de turbulencia se vuelven mucho más
notables. Tanto los vehículos de rampa como los de autopistas comienzan a ajustar sus
velocidades para lograr transiciones suaves. En LOS D, los niveles de turbulencia en el área de
influencia se vuelven intrusivos, y prácticamente todos los vehículos se ralentizan para acomodar
maniobras merging o divergentes. Algunas colas de rampa pueden formarse en rampas muy
utilizadas, pero la operación de la autopista se mantiene estable. LOS E representa las condiciones
de funcionamiento que se acercan o están a su capacidad. Pequeños cambios en la demanda o
interrupciones dentro de la corriente de tráfico pueden cause rampa y autopista colas para formar.
LOS F define las condiciones de funcionamiento dentro de las colas que se forman tanto en la
rampa como en la línea principal de la autopista cuando la demanda excede la capacidad. Para las
rampas de encendido, LOS F existe cuando la tasa de flujo de demanda total del segmento de
autopistas aguas arriba y la rampa de encendido excede la capacidad del segmento de autopista
aguas abajo. Para las rampas de salida, LOS F existe cuando la tasa de flujo de demanda total en el
segmento de autopista ascendente que se aproxima excede la capacidad del segmento de
autopista ascendente. LOS F también se produce cuando la demanda fuera de la rampa excede la
capacidad de la rampa de salida.
En la Prueba documental 13-2 se resumen los criterios de los los segmentos de fusión y
divergencia de autopistas. Estos criterios se aplican a todos los cruces de rampa-autopista y
también pueden aplicarse a las fusiones y divergencias importantes; rampas de alta velocidad, de
fusión o descontroladas en secciones de carreteras de varios carriles; y fusiones y divergencias en
carreteras C-D de autopistas. LOS no está definido para las carreteras de rampa, mientras que el
LOS de un cruce de rampa-calle se define en el Capítulo 22, Terminal de rampa de intercambio.
Prueba documental
13-2
Criterios de LOS para
segmentos de fusión y
divergencia de
autopistas
Introducción
LOS
Densidad (pc/mi/ln)
un
B
<10
>10-20
C
D
>20-28
>28-35
E
F
>35
La demanda supera la
capacidad
Página 13-4
Comentarios
Operaciones sin restricciones
Maniobras de fusión y divergencia perceptibles para los
conductores
Las
velocidades del área de influencia comienzan a
disminuir
La turbulencia del área de influencia se vuelve intrusiva
Turbulencia sentida por prácticamente todos los
conductores
Forma
de las coletas de la rampa y de la autopista sin
peaje
Capítulo 13/Segmentos de fusión y divergencia de
autopistas
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 201
DATOS DE ENTRADA NECESARIOS
El análisis de un cruce rampa-autopista requiere detalles sobre el cruce bajo análisis y las
rampas adyacentes aguas arriba y aguas abajo, además de los datos requeridos para un análisis
típico de autopista.
Datos que describen la autopista
Para llevara cabo un análisis se necesita la siguiente información sobre la línea principal de la
autopista:
1. FFS: 55-75 mi/h;
2. Número de carriles de autopista principal: 2-5;
3. Terreno: nivelado, ondulado o montañoso; o porcentaje de grado y longitud;
4. Presencia de vehículos Ffeavy: porcentaje de camiones y autobuses, porcentaje de
vehículos de recreación (RVs);
5. Caudal de demanda inmediatamente aguas arriba del cruce rampa-autopista;
6. Factor de hora pico: hasta 1.00; y
7. Factor de población del conductor: 0.85-1.00.
La autopista FFS se mide mejor en el campo. Si una medición de campo no está disponible, se
puede estimar utilizando la metodología para segmentos básicos de autopistas presentada en el
Capítulo 11, Segmentos básicos de autopistas. Para utilizar esta metodología, se requiere
información sobre anchos de carril, espacios libres laterales, número de carriles y densidad total de
rampad. Si el cruce de rampa se encuentra en una carretera de varios carriles o carretera C-D, el
rango de FFS es algo menor (45-60 mi /h) y se puede estimar utilizando la metodología en el
Capítulo 14, Polipistas de múltiples carriles, si no hay mediciones de campo disponibles. La
metodología se puede aplicar a instalaciones con cualquier FFS. Sin embargo, su uso con
carreteras de varios carriles o carreteras C-D debe considerarse aproximado, ya que no estaba
calibrado con datos de este tipo de instalaciones.
Cuando el cruce rampa-autopista está en un grade específico, la longitud de la pendiente se
mide desde su comienzo hasta el punto del cruce de rampa.
El factor de población de conductores es generalmente 1.00, a menos que la demanda
consista principalmente en conductores que no son usuarios regulares de la instalación. En tales
casos, unvalor apropiado debe basarse en observaciones de campo en el lugar objeto de estudio
o en lugares cercanos similares.
FFS se mide mejor en el campo, pero se
puede estimar mediante el uso de la
metodología para los segmentos básicos de
autopistas o carreteras de varios carriles,
según corresponda.
Datos que describen el cruce rampa-autopista
La siguiente información sobre el cruce rampa-autopista es necesaria para llevar a cabo un
análisis:
1. Tipo de rampa: on-ramp, off-ramp, major merge, major diverge;
2. Lado de la unión: derecha, izquierda;
3. Número de carriles en la calzada de rampa: 1 carril, 2 carriles;
4. Número de carriles de rampa en el cruce de rampa-autopista: 1 carril, 2 carriles;
5. Longitud de los carriles de aceleración/desaceleración;
6. FFS de la carretera de la rampa: 20-50 mi/h;
Capítulo 13/Segmentos de fusión y divergencia de
autopistas
Diciembre 2010
Página 13-5
Introducción
Manual de capacidad de carreteras 2010
7. Terreno de rampa: nivelado, ondulado o montañoso; o grado porcentual,
longitud;
8. Caudal de la demanda en rampa;
9. Presencia de vehículos pesados: porcentaje de camiones y autobuses,
porcentaje de vehículos recreativos;
10. Factor de hora pico: hasta 1.00;
11. Factor de población del conductor: 0.85-1.00; y
12. Para rampas adyacentes aguas arriba o aguas abajo:
a.
Distancia aguas arriba o aguas abajo de la fusión/divergencia en
estudio,
La longitud del carril de aceleración
o desaceleración incluye la parte
cónica de la rampa.
Prueba documental
13-3
Medición de la longitud
de los carriles de
aceleración y
desaceleración
b.
c.
Caudal de demanda en la rampa aguas arriba o aguas abajo, y
Factor de hora pico y porcentajes de vehículos pesados para la rampa
aguas arriba o aguas abajo.
La longitud del carril de aceleración o desaceleración incluye la parte cónica
de la rampa. La Prueba documental 13-3 ilustra las longitudes de los diseños de
rampas paralelas y cónicas.
a) Carril de aceleración paralelo
b) Carril de aceleración cónica
c) Carril de desaceleraciónparalelo d) Carril
de desaceleración cónica
Fuente: Ingeniería de Tráfico, 3ª edición (2).
Duración del período de análisis
El período de análisis para cualquier análisis de autopista, incluidos los
cruces de rampa, es generalmente el período máximo de 15 minutos dentro de
la hora pico. Sin embargo, se puede analizar cualquier período de 15 minutos.
Introducción
Página 13-6
Capítulo 13/Segmentos de fusión y divergencia de
autopistas
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 201
2. METODOLOGÍA
ALCANCE DE LA METODOLOGÍA
Este capítulo se centra en el funcionamiento de los cruces rampa-autopista. Los
procedimientos pueden aplicarse de manera aproximada a terminales de rampa
completamente incontroladas en otros tipos de instalaciones, como autopistas de varios
carriles, autopistas de dos carriles y carreteras C-D de autopista que forman parte de los
cambios.
Los procedimientos de este capítulo se pueden utilizar para identificar la probable
congestión en los cruces de autopistas de rampa(LOS F) y para analizar las operaciones
subsaturadas (LOS A-E) en los cruces de rampa-autopista. El Capítulo 10, Instalaciones de
autopistas, proporciona procedimientos para un análisis más detallado del flujo sobresaturado
y las condiciones congestionadas a lo largo de una sección de autopista, incluyendo tejido,
fusión y divergencia, y segmentos básicos de autopistas.
Los procedimientos en este capítulo son el resultado principalmente de estudios
realizados en el marco del Proyecto 3-37 del Programa Nacional de Investigación Cooperativa
de AltaVía (1, 2). Algunas aplicaciones especiales resultaron de adaptaciones de
procedimientos desarrolladas en la década de 1970 (3). Las políticas de la Asociación
Americana de Funcionarios Estatales de Carreteras y Transporte (4) contienen material
adicional sobre el diseño geométrico y los criterios de diseño de las rampas.
LIMITACIONES DE LA METODOLOGÍA
La metodología de este capítulo no tiene en cuenta, ni es aplicable (sin modificación por
parte del analista), los casos que involucran
• Carriles especiales, como carriles para vehículos de alta ocupación (HOV), como
carriles de entrada en rampa;
• Medición de rampa; o
• Características del sistema de transporte inteligente.
La metodología no tiene en cuenta explícitamente los límites de velocidad establecidos ni
el nivel de aplicación de la ley por parte de la policía. En algunos casos, los bajos límites de
velocidad y la aplicación estricta podrían dar lugar a velocidades más bajas y densidades más
altas que las previstas por esta metodología.
visión general
La Prueba documental 13-4 ilustra la metodología de cálculo aplicada al análisis de los
cruces de rampas y autopistas. El análisis generalmente se introduce con factores geométricos
y de demanda conocidos. Los principales resultados del análisis son los LOS y la capacidad. La
metodología estima la densidad y la velocidad en el área de influencia de la rampa.
Capítulo 13/Segmentos de fusión y divergencia de autopistas Página 137
December 2010
metodología
Manual de capacidad de carreteras 2010
Prueba documental 134
Diagrama de flujo para el
análisis de cruces de
rampa-autopista
PASO 1
PASO 2
PASO 3
PASO 4
Pasos
Como se discutió anteriormente, la metodología se centra en el modelado de las condiciones de
operación dentro del área de influencia de la rampa, como se define en Exhibit 13-1. Debido a que el
área de influencia de la rampa incluye solo los carriles 1 y 2 de la autopista, una parte importante de la
metodología consiste en predecir el número de vehículos de autopista que se acercan y que permanecen
en estos carriles inmediatamente aguas arriba de la rampa-autopista. Si bien las operaciones en otros
carriles de autopistas pueden verse afectadas por maniobras de fusión y divergencia, particularmente
bajo un flujo pesado, el área de influencia definida experimenta la mayoría de los impactos operativos
en todos los niveles de servicio (excepto LOS F). En el descanso, las colas y los impactos operativos
pueden extenderse mucho más allá del área de influencia definida. En la Prueba documental 13 a 5 se
ilustran las variables clave que intervienen en la metodología.
metodología
Página 13-8
Capítulo 13/Segmentos de fusión y divergencia de
autopistas
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 201
Prueba documental 13-5
Variables clave de cruce de
rampa
« ----- 1.500 pies ------ Las variables ilustradas en la Prueba documental 13-5 se definen de la siguiente manera:
vF = caudal en la autopista inmediatamente aguas arriba de la zona de influencia de la
rampa en estudio (pc/h),
vu = caudal en los carriles 1 y 2 de la autopista inmediatamente aguas arriba del área de
influencia de la rampa (pc/h),
vF0 = caudal en la autopista inmediatamente aguas abajo de la zona de fusión o divergencia
(pc/h),
vR = caudal en la rampa de encendido o fuera de la rampa (pc/h),
vR12 = suma de los caudales de los carriles 1 y 2 y del caudal en rampa (sólo en rampas)
(pc/h),
DR = densidad en el área de influencia de la rampa (pc/mi/ln), y
SR = velocidad media en el área de influencia de la rampa (mi/h).
El proceso computacional ilustrado en la Prueba documental 13-4 puede dividirse en cinco
pasos principales:
1. Especificar variables de entrada y convertir los volúmenes de demanda en caudales de
demanda en turismos por hora en condiciones de base equivalentes;
2. Estimar el flujo restante en los carriles 1 y 2 de la autopista inmediatamente aguas arriba
del área de influencia de fusión o divergencia;
3. Estimar la capacidad del área de fusión o divergencia y comparar la capacidad con los
caudales de demanda convertidos;
4. Para operaciones estables (es decir, la demanda es menor o igual a la capacidad),
estimando la densidad dentro del área de influencia de la rampa y determinando el LOS
esperado; y
5. Cuando se desee, estimar la velocidad media de los vehículos dentro del área de
influencia de la rampa.
Cada paso se describe en detalle en las secciones siguientes.
Capítulo 13/Segmentos de fusión y divergencia de
autopistas
Diciembre 2010
Página 13-9
metodología
Manual de capacidad de carreteras 2010
PASOS COMPUTACIONALES
La metodología se calibró para los
cruces de un carril, del lado derecho
de la rampa y la autopista sin peaje.
Otras situaciones se abordan en la
sección casos especiales.
La metodología descrita en esta sección se calibró para los cruces de un
carril, rampa-autopista del lado derecho. Todos los demás casos (cruces de
rampas de dos carriles, rampas del lado izquierdo y configuraciones principales
de fusión y divergencia) se analizan con los procedimientos modificados
detallados en la sección Casos especiales.
Paso 1: Especificar entradas y convertir volúmenes de demanda en
caudales de demanda
Todas las variables geométricas y de tráfico para el cruce rampa-autopista
deben especificarse como entradas para la metodología, como se discutió
anteriormente. Los caudales en la autopista que se aproxima, en la rampa y en
cualquier rampa adyacente existente aguas arriba o aguas abajo deben convertirse
a partir de volúmenes por hora (en vehículos por hora) to caudales máximos de
15 minutos (en automóviles de pasajeros por hora) en condiciones ideales
equivalentes:
Ecuación 13-1
Dónde
Vj = caudal de demanda para el movimiento i (pc/h),
Vj = volumen de demanda para el movimiento i (veh/h),
PHF = factor de hora punta,
fHV = factor de ajuste para la presencia de vehículos pesados, y / = factor
de ajuste para la población del conductor.
Si los datos o pronósticos de demanda ya se indican como caudales de 15 minutos, PHF se
establece en 1,00. Los factores de ajuste son los mismos que los utilizados en el Capítulo 11,
Segmentos básicos de autopistas. Estos también se pueden utilizar cuando la instalación principal
es una carretera de varios carriles o una carretera C-D en un intercambio de autopistas.
Paso 2: Estimar el flujo de aproximación Ren los carriles 1 y 2 de la autopista inmediatamente
aguas arriba del área de influencia de la rampa
Debido a que el área de influencia de la rampa incluye los carriles 1 y 2 de la autopista (para una rampa a la
derecha), un paso crítico en el análisis es estimar la tasa de flujo total en los carriles 1 y 2 inmediatamente aguas
arriba del área de influencia de la rampa.
La distribución de los vehículos de autopista que se acercan a un área de influencia de rampa se ve afectada
por una serie de variables:
• Flujo total de la autopista sin peaje que se acerca al área de influencia de la rampa v (pc/h),
F
• Flujo total dentro o fuera de la rampa v (pc/h),
R
• Longitud total del carril de aceleración LA o carril de desaceleración LD (ft), y
• FFS de la rampa en el punto de cruce SFR (mi/h).
La distribución de carriles de los vehículos de autopistas que se aproximan también puede verse afectada
por las rampas adyacentes hacia arribao aguas abajo. Las rampas cercanas pueden influir en la distribución del
carril a medida que los conductores ejecutan cambios de carril para posicionarse para los movimientos de rampa
en las rampas adyacentes. Una rampa, por ejemplo, ubicada solo unos pocos
metodología
Página 13-10
Capítulo 13/Segmentos de fusión y divergencia de
autopistas
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 201
cien pies aguas arriba de una rampa sujeta pueden resultar en vehículos adicionales en los
carriles 1 y 2 en la rampa sujeta. Una rampa de salida aguas abajo cerca de una rampa sujeta
puede contener vehículos adicionales en los carriles 1 y 2 destinados a la rampa aguas abajo.
Teóricamente, la influencia de las rampas adyacentes aguas arriba y aguas abajo no
depende del tamaño de la autopista. En términos prácticos, sin embargo, esta metodología sólo
tiene en cuenta estas influencias en las autopistas de seis carriles (tres carriles en una dirección).
En las autopistas de cuatro carriles (dos carriles en una dirección), la determinación de v12 es
trivial: dado que solo existen los carriles 1 y 2, todos los vehículos de autopista que se
aproximan están, por definición, en los lanes1 y 2, independientemente de la proximidad de las
rampas adyacentes. En ocho carriles (cuatro carriles en una dirección) o autopistas más grandes,
los datos son insuficientes para determinar el impacto de las rampas adyacentes en la
distribución de carriles. Además, las rampas de dos carriles nunca se incluyen como rampas
"adyacentes" bajo estos procedimientos.
Para las autopistas de seis carriles, la metodología incluye un proceso para determinar si
las rampas adyacentes aguas arriba y aguas abajo están lo suficientemente cerca como para
influir en la distribución de carriles en un cruce de rampa sujeto. Cuando tales rampas están lo
suficientemente cerca, las siguientes variables adicionales pueden estar involucradas:
• Caudal en la rampa aguas arriba adyacente vu (pc/h),
• Distancia entre el cruce de rampa sujeto y el cruce de rampa aguas arriba adyacente L UP
(ft),
• Caudal en las rampas de tream adyacentes vD (pc/h), y
• Distancia entre el cruce de rampa sujeto y el cruce de rampa aguas abajo adyacente
LD0WN (ft).
La distancia a las rampas adyacentes se mide entre los puntos en los que el borde izquierdo
del carril de rampa situado más a la izquierda se encuentra con el borde derecho de la
autopista.
En términos prácticos, la influencia de las rampas adyacentes rara vez se extiende más de
aproximadamente 8,000 pies. No obstante, la influencia de una rampa adyacente en una
autopista de seis carriles debe determinarse utilizando los algoritmos que se especifica en esta
metodología.
De todas estas variables, el flujo total de la autopista que se aproxima tiene el mayor
impacto en el flujo en los carriles 1 y 2. Los modelos están estructurados para dar cuenta de este
fenómeno sin distorsionar otras relaciones. Los carriles de aceleración y desaceleración más
largos disminuyen la turbulencia a medida que los vehículos de rampa entran o salen de la
autopista. Esto conduce a densidades más bajas y velocidades más altas en el área de influencia
de la rampa. Cuando la rampa tiene un FFS más alto, los vehículos pueden entrar y salir de la
autopista a altas velocidades, y los vehículos que se acercan a la autopista tienden a moverse a
la izquierda para evitar la posibilidad de turbulencias de alta velocidad. Esto produce una
mayor presegregación y un flujo más suave a través de todos los carriles de la autopista.
Si bien los modelos están estructurados de manera similar, hay distintas diferencias
entre los impactos de distribución de carril de las rampas de encendido y de salida. Se
presentan modelos separados para cada caso en las secciones siguientes.
Capítulo 13/Freeway Merge and Diverge Segments
Diciembre 2010
Page 13-11
metodología
Manual de capacidad de carreteras 2010
Ecuación 13-2
Estimación del flujo en los carriles 1 y 2 para rampas de encendido (áreas de fusión)
El modelo general para las rampas de entrada especifica que el flujo en los
carriles 1 y 2 inmediatamente aguas arriba del área de influencia de fusión es
simplemente una proporción del flujo de la autopista que se aproxima, como se
muestra en la ecuación 13-2:
v12 = vF x PFM
Dónde
v12 = caudal en los carriles 1 y 2 (pc/h),
vF - caudal total en la autopista inmediatamente aguas arriba del área de
influencia en rampa (fusión) (pc/h), y
PFM = proporción de vehículos de autopista que permanecen en los carriles 1 y 2
inmediatamente aguas arriba del área de influencia en rampa.
La Prueba documental 13-6 muestra los algoritmos utilizados para determinar
Pm para rampas de acceso o zonas de fusión. Todas las variables de la Prueba
documental 13-6 son las definidas anteriormente.
Se proporcionan tres ecuaciones para las autopistas de seis carriles. La
ecuación 13-3 es el caso base para rampas aisladas y para casos en los que no se
encuentra que las rampas adyacentes influyan en las operaciones de fusión. La
ecuación 13-4 aborda los casos con una rampa de salida adyacente aguas arriba,
mientras que la ecuación 13-5 aborda los casos con una rampa de salida adyacente
aguas abajo. No se ha encontrado que las rampas adyacentes (ya sea aguas arriba
oabajo) tengan un impacto estadísticamente significativo en las operaciones y, por
lo tanto, se ignoran; La ecuación 13-3 se aplica en tales casos.
Las rampas adyacentes aguas arriba o aguas abajo no afectan la predicción de
vx2 para segmentos de vía libre de dos carriles (una dirección),ya que todos los
vehículos están en los carriles 1 y 2. Los datos han sido insuficientes para
determinar si las rampas adyacentes influyen en la distribución de carriles en
segmentos de autopistas de cuatro carriles (una dirección) y, por lo tanto, no se
utiliza tal impacto en esta metodología.
Cuando existe una rampa de salida adyacente aguas arriba o aguas abajo en
una autopista de seis carriles, es necesaria una determinación de si la rampa está
lo suficientemente cerca del área de fusión sujeta para influir en el
funcionamiento de la zona. La determinación se realiza mediante la
determinación de ladistancia de separación de equilibrio LEQ. Si la distancia real es
mayor o igual que LEQ, se debe utilizar la ecuación 13-3. Si la distancia real es más
corta que LEQ, entonces la ecuación 13-4 o la ecuación 13-5 deben usarse según
corresponda.
metodología
Página 13-12 Capítulo 13/Freeway Combinar y divergir segmentos
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
Prueba documental 13-6
Modelos para predecir PFM en
rampas de encendido o áreas
de fusión
Ecuación 13-3
Ecuación 13-4
Ecuación 13-5
SELECCIÓN DE ECUACIONES PARA Pm PARA AUTOPISTAS DE SEIS CARRILES
adyacente
río arriba
rampa
Asunto
rampa
adyacente
Rampa aguas abajo
Ecuación(s) utilizada(s)
ninguno
ninguno
ninguno
en
apagado
en
en
apagado
apagado
en
en
en
en
en
en
en
en
en
ninguno
en
apagado
ninguno
ninguno
en
apagado
en
apagado
Ecuación 13-3
Ecuación 13-3
Ecuación 13-5 o 13-3
Ecuación 13-3
Ecuación 13-4 o 13-3
Ecuación 13-3
Ecuación 13-5 o 13-3
Ecuación 13-4 o 13-3
Ecuación 13-5 o 13-4 o 13-3
Nota: " 4 carriles = dos carriles en cada dirección; 6 carriles = tres carriles en cada sentido; 8 carriles
= cuatro carriles en en cada dirección. Si una divergencia adyacente en una autopista de seis carriles no
es una rampa de un carril, del lado derecho, utilice la ecuación 13-3.
La distancia de equilibrio se obtiene encontrando la distancia a la que
la ecuación 13-3 produciría el mismo valor de PFM que la ecuación 13-4 o la
ecuación
13-5, según corresponda. Esto da como resultado lo siguiente:
Para las rampas de salida aguas arriba adyacentes, utilice la ecuación 13-6:
LEQ =0.2U(VF + VR)+0.4MLA +52.32SFR -2,403
Ecuación 13-6
Para las rampas de salida aguas abajo adyacentes, utilice la ecuación 13-7:
Ecuación 13-7
donde todos los términos son como se definieron previamente.
Un caso especial existe cuando una rampa de salida adyacente aguas arriba y aguas
abajo están presentes. En tales casos, podrían surgir dos valores diferentes de PFM: uno
dela consideración de la rampa aguas arriba y el otro de la consideración de
la rampa down stream (no se pueden considerar simultáneamente). En tales casos, se
utiliza el análisis que resulta en el valor más grande de Pm.
Además, los algoritmos utilizados para incluir el impacto de una rampa de salida
aguas arriba o aguas abajo en una autopista de
seis carriles son solo va tapa para rampas adyacentes de un solo carril, del lado derecho.
Cuando las rampas de salida adyacentes consisten en cruces de dos carriles o
configuraciones de divergencia importantes, o donde están en el lado izquierdo de la
Cuando están presentes las rampas
adyacentes aguas arriba y aguas abajo, se
utiliza el mayor valor resultante de PFM.
Cuando una rampa de salida adyacente a
un área de fusión en una autopista de seis
carriles no es una rampa de un carril, del
lado derecho, aplique la ecuación 13-3.
autopista,
siempre se aplica la ecuación 13-3.
Estimación del flujo en los carriles 1 y 2 para rampas de salida (áreas de divergencia)
Al acercarse a una rampa de salida (área de divergencia), todo el tráfico
fuera de la rampa debe estar en los carriles 1 y 2 de la autopista inmediatamente
aguas arriba de la rampa para ejecutar el deseado
Capítulo 13/Segmentos de fusión y divergencia de
autopistas
20 de diciembre10
Página 13-13
metodología
Manual de capacidad de carreteras 2010
maniobrar. Por lo tanto, para las rampas de salida, el flujo en los carriles 1 y 2 consiste en
todos los vehículos fuera de la rampa y una proporción de vehículos de la autopista a
través, como en la ecuación 13-8:
Ecuación 13-8
Dónde
vu = caudal en los carriles 1 y 2 de la autopista inmediatamente aguas arriba del carril
de desaceleración (pc/h),
vR = caudal en la rampa de salida (pc/h), y
PFD = proporción del tráfico divergente que permanece en los carriles 1 y 2
inmediatamente aguas arriba del carril de desaceleración.
Para las rampas de salida, el punto en el que se definen los flujos es el comienzo de los
carriles de desaceleración, independientemente de si este punto está dentro o fuera del
área de influencia de la rampa.
La Prueba documental 13-7 contiene las ecuaciones utilizadas para estimar PFD en
zonas de divergencia fuera de la rampa. Al igual que en el caso de las rampas (áreas de
fusión), el valor de PFD para las autopistas de cuatro carriles es trivial, ya que solo
existen los carriles 1 y 2.
Prueba documental 13-7
Modelos para predecir PFD
en rampas de salida o
áreas de divergencia
Ecuación 13-9
Ecuación 13-10
Ecuación 13-11
SELECCIÓN DE ECUACIONES PARA PARA AUTOPISTAS DE SEIS CARRILES
PFD
rampa
ninguno
ninguno
ninguno
en
apagado
en
en
apagado
apagado
Adyacente i adyacente
Sujeto aguas arriba aguas abajo
rampa
rampa
apagado
apagado
apagado
apagado
apagado
apagado
apagado
apagado
apagado
ninguno
en
apagado
ninguno
ninguno
en
apagado
en
apagado
Ecuación(s) utilizada(s)
Ecuación 13-9
Ecuación 13-9
Ecuación 13-11 o 13-9
Ecuación 13-10 o 13-9
Ecuación 13-9
Ecuación 13-10 o 13-9
Ecuación 13-11, 13-10 o 13-9
Ecuación 13-9
Ecuación 13-11 o 13-9
Nota: 3 4 carriles = dos carriles en cada sentido; 6 carriles = tres carriles en cada sentido; 8 carriles =
cuatro carriles en cada dirección en cada dirección. Si una rampa adyacente en una autopista de seis
carriles no es una rampa de un carril, del lado derecho, utilice la ecuación 13-9.
Para las autopistas de seis carriles, se presentan tres ecuaciones. La ecuación 13-9 es el caso base
para rampas aisladas o para casos en los que se puede ignorar el impacto de rampas adyacentes. La
ecuación 13-10 aborda los casos en los que hay una rampa ascendente adyacente, mientras que la
ecuación 13-11 aborda el casos en el que hay una rampa descendente adyacente. No se ha encontrado
que las rampas de salida aguas arriba adyacentes y las rampas aguas abajo tengan un impacto
estadísticamente significativo en las operaciones de divergencia y pueden ser ignoradas. Todas las
variables de la Prueba documental 13-7 son las definidas por la anterior y.
metodología
Página 13-14
Capítulo 13/Segmentos de fusión y divergencia de
autopistas
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
No se dispone de información suficiente para establecer un impacto de las rampas adyacentes en las
autopistas de ocho carriles (cuatro carriles en cada dirección). Esta metodología no incluye tal impacto.
Cuando exista una rampa adyacente aguas arriba o aguas abajo en una autopista de seis carriles, es
necesario determinar si la rampa está lo suficientemente cerca de la rampa de salida sujeta para que su
funcionamiento sea necesario. Como fue el caso de las rampas de encendido, esto se hace encontrando la
distancia de equilibrio LEQ. Esta distancia se determina cuando la ecuación 13-9 produce el mismo valor de
PFD que la ecuación 13-10 (para rampas adyacentes aguas arriba) o la ecuación 13-11 (adyacentes aguas
abajo fuera de rampas). Cuando la distancia real entre rampas es mayor o igual que LEQ, se utiliza la
ecuación 13-9. Cuando la distancia real entre rampas es menor que LEQ / Ecuación 13-10 o Ecuación 13-11
se utiliza según corresponda.
Para rampas adyacentes aguas arriba, utilice la ecuación 13-12 para encontrar la distancia de
equilibrio:
Para las rampas de salida aguas abajo adyacentes, utilice la ecuación 13-13:
donde todos los términos son como se definieron previamente.
Un caso especial existe cuando una en-rampa aguas arriba adyacente y una rampa
adyacente aguas abajo de la apagado están presentes. En tales casos, pueden surgir dos
soluciones para PFD, dependiendo de qué rampa adyacente se considere (ambas rampas no se
pueden considerar simultáneamente). Entales casos, se utiliza el valor más grande de PED.
Al igual que en el caso de las áreas de fusión, los algoritmos utilizados para incluir el
impacto de una rampa aguas arriba o aguas abajo en una autopista de seis carriles solo son
válidos para rampas adyacentes de un solocarril y del lado derecho. Cuandolas rampas
adyacentes consisten en cruces de dos carriles o configuraciones de divergencia importantes,
o donde están en el lado izquierdo de la autopista, siempre se aplica la ecuación 13-9.
Ecuación 13-12
Ecuación 13-13
Cuando una rampa adyacente aguas arriba y
una rampa adyacente aguas abajo están
presentes, se utiliza el mayor valor resultante
de PFD.
Cuando una rampa adyacente a un área de
divergencia en una autopista de seis iane no
es una rampa de un carril, del lado derecho,
aplique la ecuación 13-9.
Comprobación de la razonabilidad de la predicción de distribución de carril
Los algoritmos de las Pruebas documentales 13-6 y 13-7 se desarrollaron mediante el
análisis de regresión de una gran base de datos. Desafortunadamente, los modelos basados en
regresión pueden producir resultados irrazonables o inesperados cuando se aplican fuera de
los límites estrictos de la base de datos de calibración, y pueden tener inconsistenciasa t sus
límites.
Por lo tanto, es necesario aplicar algunos límites a los valores predichos de flujo en los
carriles 1 y 2 (zq2). Las siguientes limitaciones se aplican a todas estas predicciones:
1. El caudal medio por carril en los carriles exteriores de la autopista (carriles distintos
de 1 y 2) no debe ser superior a 2.700 pc/h/ln.
La razonabilidad comprueba el valor de
v12.
2. El flujo promedio por carril en los carriles exteriores no debe ser superior a 1,5 veces
el flujo promedio en los carriles 1 y 2.
Capítulo
13/Segmentos
15
Diciembre 2010
de
fusión
y
divergencia
de
autopistas
Página 13-
metodología
Manual de capacidad de carreteras 2010
Estos límites protegen contra los casos en los que el valor previsto de vu
implica un caudal irrazonablemente alto en los carriles exteriores de la autopista.
Cuando se infringe cualquiera de estos límites, se debe calcular un valor ajustado
de vn y utilizarlo en el resto de la metodología.
Aplicación a las autopistas de seis carriles
Ecuación 13-14
En una autopista de seis carriles (tres carriles en una dirección), solo hay un
carril exterior a considerar. El caudal en este carril exterior (Carril 3) está dado
por la Ecuación 1314:
Dónde
v3 = caudal en el carril 3 de la autopista sin peaje (pc/h/ln),
Ecuación 13-15
vr = caudal en la autopista inmediatamente aguas arriba del área de
influencia de la rampa (pc/h), y
vu = caudal en los carriles 1 y 2 inmediatamente aguas arriba del área de
influencia de la rampa (pc/h).
Entonces, si v3 es mayor que 2.700 pc/h, utilice la ecuación 13-15:
v12a = VF - 2/700
Si v3 es mayor que 1,5 x (u12/2), utilice la ecuación 13-16:
Ecuación 13-16
°
donde vUa es igual a la velocidad de flujo ajustada en los carriles 1 y 2
inmediatamente aguas arriba del área de influencia de la rampa (pc /h) y todas
las demás variables son como se definió anteriormente.
En los casos en que se infringen ambas limitaciones en el caudal del carril
exterior, se utiliza el resultado que produce el valor más alto de v12a. El valor
ajustado reemplaza el valor original de vn y el análisis continúa.
Aplicación a las autopistas de ocho carriles
Ecuación 13-17
Ecuación 13-18
En las autopistas de ocho carriles, hay dos carriles exteriores (carriles 3 y 4). Por
lo tanto, los valores límite citados anteriormente se aplican al caudal medio por
carril en estos carriles. El flujo promedio en estos carriles se calcula a partir de la
ecuación 13-17:
donde vav3i es igual a la velocidad de flujo en carriles exteriores (pc/h/ln) y todas
las demás variables son como se definieron anteriormente.
A continuación, si vav3i es mayor que 2.700, utilice la ecuación 13-18:
V12a
= V F ~ 5,400
Si vay34 es mayor que 1,5 * (v,2/2), utilice la ecuación 13-19:
Ecuación 13-19
metodología
Página 13-16 Capítulo 13/Freeway Merge and Diverge Segments
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
donde todos los términos son como se definieron previamente.
En los casos en que se infringen ambas limitaciones en el caudal del carril
exterior, se utiliza el resultado
que produce el valor más alto de vl2a. El valor ajustado reemplaza el valor
original de v12 y el análisis continúa.
Resumen del paso 2
En este punto, se ha calculado y ajustado según sea necesario un valor
adecuado de v12.
Paso 3: Estimar la capacidad de la rampa: cruce de autopistas y
comparar con las tasas de flujo de demanda
Hay tres puntos de control principales para la capacidad de un
cruce de rampa-autopista:
1. La capacidad de la autopista inmediatamente aguas abajo de una
rampa de entrada o
inmediatamente aguas arriba de una rampa de salida,
2. La capacidad de la calzada de rampa, y
3. El caudal máximo que entra en el área de influencia de la rampa.
En la mayoría de los casos, la capacidad de la autopista es el factor de
control. Los estudios (2) han
demostrado que la turbulencia en las proximidades de un cruce rampa-autopista
no disminuye la capacidad de la
autopista.
Ubicaciones para comprobar la capacidad de
un cruce rampa-autopista.
La capacidad de freeway inmediatamente
aguas abajo de una rampa de encendido o
aguas arriba de una rampa de salida suele
ser el factor de capacidad de control.
La falla de un cruce divergente generalmente
es causada por una deficiencia de capacidad
en la terminal de la rampa-calle o en la
carretera dela rampa.
La capacidad de la calzada de rampa rara vez es un factor en las rampas,
pero puede desempeñar un papel importante en los cruces fuera de la rampa
(divergentes). La falla de un cruce divergente es causada con mayor frecuencia
por una deficiencia de capacidad en la carretera fuera de la rampa o en su
terminal de rampa de calle.
Si bien esta metodología establece una tasa de flujo máxima deseable que
entra en el área de
influencia de la rampa, exceder este valor no causa una falla.
En cambio, significa que las operaciones pueden ser menos deseables quelas que
proporciona la
metodología. En las rampas de salida, el caudal total que entra en el área de
influencia de la rampa es simplemente el valor estimado
de v12. En las rampas, sin embargo, el flujo en la rampa también entra en el área
de influencia de la rampa. Por lo tanto, el flujo total que entra en el área de
entrada de la rampa en una rampa está dado por la ecuación 13-20:
Ecuaton 13-20
VR12 = V12 + VR
donde vRU es el caudal total que entra en el área de influencia de la rampa en
una rampa (pc/h) y todas las demás variables son las definidas anteriormente.
La Prueba documental 13-8 muestra los valores de capacidad para los cruces
de rampa y autopista. La Prueba documental 13-9 muestra valores similares para
las rampas de alta velocidad en carreteras de varios carriles y carreteras C-D
dentro de los intercambios de autopistas. La Prueba documental 13-10 muestra la
capacidad de las carreteras de rampa.
Capítulo
13/Segmentos
17
Diciembre 2010
de
fusión
y
divergencia
de
autopistas
Página 13-
metodología
Manual de capacidad de carreteras 2010
Prueba documental 13-8
Capacidad de los cruces
rampa-autopista (pc/h)
Prueba documental 13-9
Capacidad de los cruces de
rampa de alta velocidad en
carreteras multicanal y
carreteras C-D (pc/h)
Prueba documental 13-10
Capacidad de las carreteras
de rampa (pc/h)
Punto de control de capacidad de cruce de rampa-autopista
Como se señaló anteriormente, generalmente es la capacidad del segmento de la
autopista de corriente hacia arriba o aguas abajo lo que limita el flujo a través de un área de
fusión o divergencia, suponiendo que el número de carriles de la autopista que entran y salen
del cruce de la rampa es el mismo. En tales casos, el punto de control crítico para la capacidad
de la autopista es
• Inmediatamente aguas abajo de un área de influencia en rampa (vF0), o
» Inmediatamente aguas arriba de un área de influencia fuera de la rampa (u F).
Estos son puntos de control lógicos, ya que cada uno representa el punto en el que existe
el flujo máximo de la autopista.
Cuando un cruce de rampa o un área de fusión/divergencia principal implica adiciones
de carril o caídas de carril en el cruce, la capacidad de la autopista debe verificarse tanto aguas
arriba como aguas abajo del área de influencia de la rampa.
El fallo de cualquier comprobación de la capacidad del cruce de rampa-autopista (es
La falla de cualquier verificación de la
capacidad del cruce de rampadecir,
la demanda excede la capacidad: vie es mayor que 1.00) da como resultado LOS F.
autopista da como resultado PERDER
Punto de control de capacidad de la carretera de rampa
La capacidad de la calzada de rampa siempre debe comprobarse con el caudal de
demanda en la rampa. Para los cruces en rampa o de fusión, esto rara vez es un problema.
Teóricamente, podrían existir casos en los que la demanda supere la capacidad. A
metodología
Página 13-18
Capítulo 13/Segmentos de fusión y divergencia de
autopistas
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
la falla debido a la capacidad insuficiente en la rampa no crea, en sí misma, problemas en la
autopista. Más bien, resultaría en colas en la terminal de la calle de la rampa (o en el caso de una
rampa de autopista a autopista, en la autopista de entrada).
En las rampas de salida o en las zonas divergentes, la causa más frecuente de fallos es la
capacidad suficiente en la rampa de salida, ya sea debido a la calzada de la rampa o a un fallo de
la terminal de la rampa de la calle. Esta metodología comprueba sólo la capacidad de la carretera
fuera de la rampa. La capacidad del cruce de rampa-calle debe evaluarse utilizando las metologías
apropiadas para intersecciones no señalizadas (capítulo 19, 20 o 21) o terminales de rampa de
intercambio señalizada (capítulo 22).
Si el caudal de demanda fuera de rampa vR excede la capacidad de la rampa de salida,
LOS F prevalece. Si el análisis apropiado da como resultado una conclusión de que la terminal de
rampa-calle está funcionando a una relación de vie mayor que 1.00 en el tramo de aproximación
de rampa, se debe realizar un análisis de cola para evaluar (a) la extensión de la cola que es
probable que exista en la carretera de rampa y(b)si la cola está lo suficientemente cerca del cruce
rampa-autopista para afectar negativamente su funcionamiento.
Flujo máximo deseable que entra en el área de influencia de la rampa
Mientras que un punto de control para vl2 (rampas de salida) o vR12 (rampas de entrada) se El fallo de la verificación del flujo que entra en
el área de influencia de la rampa fv12, vR12l
conducen, y la falla no da lugar a la asignación de LOS F, a menos que se produzca otro fallo en
no da lugar automáticamente a LOS F, pero
indica la necesidad de una interpretación
una carretera de rampa o segmento de autopista. Fallar este punto de control generalmente
adicional de los resultados.
significa que habrá más turbulencia en el área de influencia del cruce de rampa de lo que predijo
la metodología. Por lo tanto, las densidades pronosticadas son muy probablemente más bajas que
las que existirán, y las velocidades pronosticadas son muy probablemente más altas que las que
realmente ocurrirán.
Paso 4: Estimar la densidad en el área de influencia de la rampa y determinar la LOS
prevaleciente
Una vez que se determina el caudal en los carriles 1 y 2 inmediatamente aguas arriba del área
de influencia de la rampa, se puede estimar la densidad esperada en el área de influencia de la
rampa.
Densidad en áreas de influencia en rampa (combinar)
La densidad en áreas de influencia en rampa se estima con la ecuación 13-21:
DR = 5,475 + 0,00734UR + 0,0078z; 12 - 0.00627LA
donde DR es la densidad en el área de influencia de la rampa (pc/mi/ln) y todas las demás
variables son como se definieron previamente.
Ecuación 13-21
La ecuación es lógica. A medida que más vehículos en rampa y vehículos de autopistas en los
carriles 1 y 2 entran en el área de influencia de la rampa, se espera que su densidad aumente.
A medida que aumenta la longitud del carril de aceleración, hay más espacio físico en el área de
influencia de la rampa, y se espera que las velocidades de operación de los vehículos que se
fusionan aumenten, ambas tendientes a reducir las densidades.
Densidad en el área de influencia fuera de rampa (divergencia)s
La densidad en áreas de influencia fuera de rampa se estima con la ecuación 13-22:
DR = 4,252 + 0,0086U12 - 0,009LD
Ecuación 13-22
Capítulo
13/Segmentos
19
Diciembre 2010
de
fusión
y
divergencia
de
autopistas
Página 13-
metodología
Manual de capacidad de carreteras 2010
donde todas las variables son como se definieron previamente.
Esta ecuación también sigue tendencias lógicas. No hay un término separado para vR
porque se incluye en vn para las rampas de salida. A medida que aumenta el número de
vehículos que entran en el área de influencia de la rampa, aumenta la densidad. A medida
que aumenta la longitud del carril de desaceleración, el espacio adicional proporcionado y
las velocidades más altas resultantes de los vehículos que se fusionan actúan para reducir la
densidad.
Determinación de LOS
Los LOS en áreas de influencia de rampa está directamente relacionado con la densidad
estimada dentro del área, como se da en la Ecuación 13-21 o la Ecuación 13-22. La Prueba
documental 13-2, mostrada anteriormente, contiene los criterios para esta determinación.
Observe de nuevo que las definiciones de densidad de LOS se aplican sólo al flujo estable (es
decir, LOS A-E). LOS F sólo existe cuando la capacidad del cruce de rampa es insuficiente
para acomodar el caudal de demanda existente o proyectado.
Si se determina que una fusión o el segment divergente está operando (o se espera que
opere en) LOS F, el analista debe ir al Capítulo 10, Instalaciones de autopistas, y realizar un
análisis de instalaciones que estime los impactos espaciales y temporales de las colas
resultantes de la avería.
Paso 5: Estimar las velocidades en las cercanías de los cruces de rampaautopista
Si bien no es necesaria una estimación de las velocidades medias de los vehículos en las
zonas de influencia de rampa y adyacentes a las zonas de influencia, a menudo es una
medida de rendimiento adicional útil. Se pueden estimar dos tipos de velocidades:
® Velocidad media de los vehicles dentro del área de influencia de la rampa (mi/h), y
• Velocidad promedio de los vehículos en todos los carriles (incluidos los carriles exteriores)
dentro de los 1,500 pies de longitud del área de influencia de la rampa (mi/h).
Ambos tipos de velocidades son necesarios cuando se realiza un análisis de la instalación
de la autopista (Capítulo 10), mientras que el primer tipo de velocidad proporciona una
medida complementaria útil a la densidad dentro del área de influencia de la rampa en todos
los casos.
Las Pruebas documentales 13 a 11 y 13 a 12 proporcionan ecuaciones para estimar la
velocidad media de los vehículos a) dentro de la zona de influencia de la rampa yb)en los
carriles exteriores de la autopista adyacente a la zona de influencia de la rampa de 1.500 pies.
Para las autopistas de cuatro carriles (dos carriles en cada dirección), no hay "carriles
exteriores". Para las autopistas de seis carriles (tres carriles en cada dirección), hay un carril o
(Carril 3). Para las autopistas de ocho carriles (cuatro carriles en cada dirección), hay dos
carriles exteriores (carriles 3 y 4). La Prueba documental 13-13 proporciona ecuaciones para
determinar la velocidad media de todos los vehículos (rampa más todos los vehículos de
autopista) dentro de los 1.500 pies hde la zona de influencia de la rampa.
Prueba documental 13-11 Promedio
Estimación de la velocidad a velocidad de
encendido en
Cruces de rampa (fusión)rampa
área de influencia
ecuación
S R =FFS-( FFS-42)M S
M s =0.321 + 0.0039e(lW1'o0O) -0.002 (L A S F R /1,000)
S a =FFS v O A < 500 pc/h
Carriles exteriores de la autopista
S0 = FFS - 0,0036(i7O/1 - 500) 500 pc/h < v O A < 2.300 pc/h
S0 = FFS - 6.53 - 0.006( V O A - 2.300) v O A > 2.300 pc/h
metodología
Página 13-20
Capítulo 13/Segmentos de fusión y divergencia de
autopistas
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
Si bien muchas (pero no todas) de las variables de las Pruebas documentales 13 a 11, 13 y 12 y las Pruebas
documentales 13 a 13 se han definido anteriormente, todas se definen aquí por conveniencia:
SR = velocidad media de los vehículos dentro de la zona de influencia de la rampa (mi/h); para las zonas
de fusión, esto incluye todos los vehículos de rampa y autopista en los carriles 1 y 2; para las zonas
divergentes, esto incluye todos los vehículos de los carriles 1 y 2;
S0 = velocidad promedio de los vehículos en los carriles exteriores de la autopista, adyacente al área de
influencia de rampa de 1,500 pies (mi/h);
S = velocidad promedio de todos los vehículos en todos los carriles dentro de la longitud de 1,500 pies
cubierta por el área de influencia de la rampa (mi/h);
FFS = velocidad de flujo libre de la autopista sin peaje (mi/h);
SfR = velocidad de flujo libre de la rampa (mi/h);
LA = longitud del carril de aceleración (ft);
LD = longitud del carril de desaceleración (ft);
vR = caudal de demanda en rampa (pc/h);
vn = caudal de demanda en los carriles 1 y 2 de la autopista inmediatamente aguas arriba del área de
influencia de la rampa (pc/h);
VR12 =
caudal de demanda total que entra en la zona de influencia en rampa, incluyendo vn and vR (pc/h);
v0A = flujo de demanda promedio por carril en los carriles exteriores adjuntoa la zona de influencia de la
rampa(sin incluir el flujo en los carriles 1 y 2) (pc/h/ln);
vF = caudal de demanda en la autopista inmediatamente aguas arriba de la zona de influencia de la
rampa (pc/h);
N0 = número de carriles exteriores en la autopista (1 para una autopista de seis carriles; 2 para
unaautopista de ocho lane);
Ms = índice de velocidad para rampas (áreas de fusión); esto es simplemente un
intermedio
Capítulo 13/Segmentos de fusión y divergencia de
autopistas
Diciembre 2010
Página 13-21
metodología
Manual de capacidad de carreteras 2010
Las Pruebas documentales 13 a 11,
13 y 12 y las Pruebas documentales
13 a 13 sólo se aplican a las
condiciones de flujo estable. Consulte
el capítulo 10 para el análisis de las
condiciones sobresaturadas.
computación que simplifica las ecuaciones; y
Ds = índice de velocidad para rampas de salida (áreas divergentes); esto es
simplemente un cálculo intermedio que simplifica las ecuaciones.
Las ecuaciones que figuran en las Pruebas documentales 13 a 11, 13 y 12 y las Pruebas
documentales 13 a 13 se aplican únicamente a los casos en que el funcionamiento es estable
(LOS A-E). El análisis de los detalles operacionales de los casos en que los LOS F está presente
se basa en enfoques de colas deterministas, como se presenta en el Capítulo 10, Instalaciones
de autopistas.
Las tasas de flujo en los carriles exteriores pueden ser más altas que el valor citado para
los segmentos básicos de la autopista. Los valores básicos del segmento de autopista
representan promedios en todos los carriles de autopistas, no caudales en un solo carril o un
subconjunto de carriles. La metodología aquí permite que los flujos en los carriles exteriores
sean tan altos como 2.700 pc/h/ln. Las ecuaciones para la velocidad media en los carriles
exteriores se basaron enuna base dedatos que incluía flujos medios de carril exterior de hasta
2.988 pc/h/ln sin dejar de mantener un flujo estable. Los valores superiores a 2.700 pc/h/ln,
sin embargo, son inusuales y no se pueden esperar en la mayoría de las situaciones.
Además, las ecuaciones de la Prueba documental13-11 no permiten una velocidad
prevista sobre el FFS para las zonas de fusión. Sin embargo, para áreas divergentes a bajas
tasas de flujo, la velocidad promedio en los carriles exteriores puede exceder marginalmente
el FFS. Al igual que con las tasas de flujo promedio de carril, el FFS se establece como un
promedio en todos los carriles,y las velocidades en los carriles individuales pueden exceder
este valor. A pesar de esto, la velocidad media de todos los vehículos S debe limitarse a un
valor máximo igual al FFS.
CASOS ESPECIALES
Como se señaló anteriormente, el procedimiento computacional para los cruces de
rampa-autopista se calibró para rampas de un solo carril y del lado derecho. Sin embargo, se
pueden encontrar muchas otras configuraciones de combinación y divergencia. En estos
casos, la metodología general se modifica para tener en cuenta situaciones especiales. Estas
modificaciones se describen en las secciones siguientes.
Rampas de dos carriles
La Prueba documental 13-14 ilustra la geometría de un cruce típico de dos carriles
entre rampa y autopista. Se caracteriza por dos carriles de aceleración separados, cada
uno sucesivamente forzando maniobras de fusión a la izquierda.
Prueba documental 1314
Geometría típica de un
cruce de dos carriles rampaautopista sin peaje
Las rampas de dos carriles implican dos modificaciones en la metodología básica: el flujo restante
en los carriles 1 y 2 inmediatamente aguas arriba de la zona de influencia en la rampa es generalmente
algo más alto que para las rampas de un carril en situaciones similares, y las densidades en la zona de
influencia de fusión son más bajas que las delas rampas de un carril similar. La menor densidad se
debe principalmente a la
metodología
Página 13-22
Capítulo 13/Segmentos de fusión y divergencia de
autopistas
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
existencia de dos carriles de aceleración y la distancia generalmente más larga sobre la que se
extienden estos carriles. Por lo tanto, las rampas de dos carriles manejan flujos de rampa más
altos de manera más suave y con un mejor LOS que si los mismos flujos se llevaran en un
cruce de rampa-autopista de un carril.
Sin embargo, los cruces de dos carriles en rampa de autopista no mejoran la capacidad
del cruce. La capacidad de la autopista aguas abajo todavía controla la capacidad de salida
total del área de fusión, y el número máximo deseable de vehículos que entran en el área de
influencia de la rampa no se cambia.
Hay tres modificaciones computacionales de la metodología general para rampas de dos
carriles.
En primer lugar, mientras que vK todavía se estima como vp PrM,los valores de PFM se
modifican de la siguiente manera:
• Para autopistas de cuatro carriles: PFM = 1.000;
•
Para autopistas de seis carriles: PFM = 0,555; y
• Para autopistas de ocho carriles: Pm = 0,209.
En segundo lugar, en todas las ecuaciones que utilizan la longitud del carril de
aceleración LA, este valor se sustituye por la longitud efectiva de ambos carriles de
aceleración LAeff de la ecuación 13-23:
Una rampa de dos carriles siempre se considera aislada (es decir, ninguna condición de
rampa adyacente afecta el cálculo).
Ecuación 13-23
Las longitudes de los componentes son las que se ilustran en las Pruebas documentales
13 a 14.
Rampas de salida de dos carriles
Dos tipos comunes de geometrías divergentes se utilizan con rampas de dos carriles, como se
muestra en las Pruebas documentales 13 a 15. En la primera, se introducen dos carriles sucesivos
de desaceleración. En el segundo, se utiliza un solo carril deceleración. El carril de rampa a la
izquierda se divide del carril 1 de la autopista en el área de Gore, sin un carril de desaceleración.
Como es el caso de las rampas de dos carriles, hay tres modificaciones de
paso computacional. Mientras que vl2 todavía se calcula como vR + (vF-vR) x PFD,
los valores de PFD se modifican de la siguiente manera:
Capítulo 13/Segmentos de fusión y divergencia de
autopistas
Diciembre 2010
Página 13-23
metodología
Manual de capacidad de carreteras 2010
Prueba documental
13-15
Geometrías comunes
para los cruces de
autopistas de doscarriles
fuera de rampa
Cuando se utiliza un único carril de desaceleración, no se modifica la longitud del carril
de desaceleración LD; cuando existen dos carriles de desaceleración, la longitud se sustituye
por la longitud efectiva L/>/T en todas las ecuaciones, obtenida de la ecuación 13-24:
Ecuación 13-24
Una rampa de dos carriles siempre se considera aislada (es decir, ninguna condición de
rampa adyacente afecta el cálculo).
Las longitudes de los componentes son las que se ilustran en las Pruebas documentales 13
a 15.
La capacidad de una rampa de salida
dedos carriles es esencialmente igual
a la de una rampa de salida de un
carril similar.
La capacidad de un cruce de autopista de dos carriles fuera de rampa es esencialmente
igual a la de una rampa de salida de un carril similar; es decir, la capacidad de flujo total a
través de la divergencia no cambia. Está limitado por la autopista aguas arriba, la autopista
aguas abajo, o la capacidad fuera de rampa. Si bien la capacidad no se ve afectada por la
presencia de cruces de dos carriles, la distribución de carriles de los vehículos es más flexible
que en un caso similar de un carril. El cruce de dos carriles también puede ser capaz de
acomodarse un mayor flujo fuera de rampa que puede un solo carril fuera de la rampa.
Rampas de encendido y salida de la mano izquierda
Si bien normalmente no se recomiendan, los cruces de rampa-autopista a la izquierda
existen en algunas autopistas, y ocurren con frecuencia en las carreteras C-D. El área de
influencia de la rampa izquierda cubre la misma longitud de 1,500 pies que la de las rampas
de la derecha, aguas arriba de las rampas de salida; aguas abajo de las rampas de encendido.
Para las rampas de la derecha, el área de influencia de la rampa implica los carriles 1 y 2
de la autopista. Para las rampas de la izquierda, el área de influencia de la rampa implica los
dos carriles más a la izquierda de la autopista. Para las autopistas de cuatro carriles (dos
carriles en cada dirección), esto no implica ningún cambio, ya que solo existen los carriles 1 y
2. Para las autopistas de seis carriles (tres carriles en cada dirección), el flujo en los carriles 2
and 3 (u23) está involucrado. Para las autopistas de ocho carriles (cuatro carriles en cada
dirección), el flujo en los carriles 3 y 4 (vM) está involucrado.
metodología
Página 13-24
Capítulo 13/Segmentos de fusión y divergencia de
autopistas
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
Si bien no existe una metodología directa para el análisis de las rampas de la izquierda, se
pueden aplicar algunas modificaciones racionales a la metodología de la rampa de la derecha para
producir resultados razonables (3).
Se sugiere que los analistas calculen v12 como si la rampa estuviera a la derecha. A continuación,
se obtiene una estimación del caudal apropiado en los dos carriles más a la izquierda multiplicando
el resultado por los factores de ajuste que se muestran en las Pruebas documentales 13 a 16.
Sire de la autopista sin peaje
Cuatro carriles
Factor de adiós para la mano izquierda Ramos onramps off-ramps
Seis carriles
Ocho carriles
1.00
1.12
1.20
1.00
1.05
1.10
Prueba documental 13-16
Factores de ajuste para los cruces
de rampa-autopista a la izquierda
Los cálculos restantes para la densidad y la velocidad continúan utilizando
el valor de v23 (autopistas de seis carriles) o u34 (autopistas de ocho carriles),
según corresponda. Todos los valores de capacidad permanecen sin cambios.
Cruces de rampa-autopista en autopistas de 10 carriles (cinco carriles encada dirección)
Los segmentos de autopistas con cinco carriles continuos en una sola dirección se están volviendo más
comunes en América del Norte. Por lo tanto, se necesita un procedimiento para analizar una rampa de un
solo carril, a la derecha dentro o fuera de la rampa en dicho segmento.
El enfoque adoptado es relativamente simple: estimar el flujo en el carril 5 de tal segmento y deducirlo
del flujo de la autopista que se aproxima vF. Con el flujo del Carril 5 deducido, el segmento ahora se puede
tratar como si fuera una autopista de ocho carriles (4). La Prueba documental 13-17 muestra los valores
recomendados para el caudal en el carril 5 de estos segmentos.
On-Ramos
Fuera de Ramos
Acercándose a la autopista Flow Lane 5 Flow
Acercándose a la autopista Flow Lane 5 Flow
VfCpc/h) v5 fpc/h)
ir/Tpc/h) Vs fpc/h)
>8.500 2.500
7.500- 8.499 0,285 vF
6.500- 7.499 0,270 vF
5.500- 6.499 0,240 vF <5.500 0,220 y.
Prueba documental 13-17
Flujo esperado en el carril 5 de
una autopista de 10 carriles
inmediatamente aguas arriba de
un cruce de rampa-autopista
>7.000 0,200 5.500-6.999 0,150 vF
4.000-5.499 0,100 vF <4.000 0
Ecuación 13-25
Dónde
vFiejf = flujo efectivo de la autopista que se aproxima en cuatro carriles (pc/h), vF = flujo
total de la autopista que se acerca en cinco carriles (pc/h), y v5 = flujo estimado de la
autopista que se acerca en el carril 5 (pc/h).
El resto del análisis utiliza el caudal de vía libre de aproximación ajustado y trata la geometría como si
fuera un cruce de rampa de un solo carril a la derecha en una autopista de ocho carriles (cuatro carriles en
cada dirección).
Capítulo 13/Segmentos de fusión y divergencia de
autopistas
Diciembre 2010
Página 13-25
metodología
Manual de capacidad de carreteras 2010
No existe un procedimiento calibrado para adaptar la metodología de este capítulo a las autopistas
con más de cinco carriles en una dirección. El enfoque de la ecuación 13-25 es, sin embargo,
conceptualmente adaptable a tales situaciones. Se necesitaría una calibración loca l de la cantidad de
tráfico utilizando los carriles 5+. El flujo restante podría entonces modelarse como si tuviera lugar en un
segmento de cuatro carriles (una dirección).
Principales áreas de fusión
Un área de fusión importante es aquella en la que dos carreteras principales, cada una con múltiples
carriles, se fusionan para formar un solo segmento de autopista. Tales cruces ocurren cuando dos
autopistas se unen para formar una sola autopista o cuando una rampa de alta velocidad de varios
carriles se une con una autopista. Las fusiones principales son diferentes de las rampas de uno y dos
carriles en que cada una de las carreteras de fusión está generalmente en o cerca de los estándares de
diseño de la autopista y no hay rampa clara o carril de aceleración involucrado en la fusión.
Tales áreas de fusión vienen en una variedad de geometrías, todas las cuales caen en una de dos
categorías. En una geometría, el número de carriles que salen del área de fusión es uno menos que el
número total de carriles que entran en ella. En el otro, el número de carriles que salen de la zona de fusión
es el mismo que el que entra en ella. Estas geometrías se ilustran en la Prueba documental 13-18.
Prueba
documental 1318
Principales
áreas
de fusión ilustradas
Los LOS no se pueden determinar
para las principales áreas de fusión.
No existen modelos eficaces de rendimiento para un área de fusión importante. Por lo
tanto, el análisis se limita a verificar las capacidades en los tramos que se aproximan y en el
segmento de la autopista aguas abajo. Un fallo de fusión se indicaría mediante una relación
de vie superior a 1,00. Los LOS no se pueden determinar para la fusión importante son como.
Los problemas en las principales áreas de fusión generalmente resultan de una capacidad
insuficiente del segmento de autopistas aguas abajo.
Principales áreas de divergencia
Las dos geometrías comunes para las principales zonas divergentes se ilustran en las Pruebas
documentales 13 a 19. En el primer caso, el número de carriles que salen de la zona de divergencia
es el mismo que el número que entra en ella. En el segundo, el número de carriles que salen de la
zona de divergencia es uno más que el número que entra en ella.
El análisis principal de una zona de divergencia importante implica la comprobación de la
capacidad de las carreteras de circunvalación y salida, todas las cuales generalmente se construyen
de acuerdo con los estándares de la línea principal. Se produce un error cuando cualquiera de los
caudales de demanda supera la capacidad del segmento.
metodología
Página 13-26
Capítulo 13/Segmentos de fusión y divergencia de
autopistas
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
Prueba documental 13-19
Principales áreas divergentes
ilustradas
a) Zona de divergencia mayor sin adición de carril b) Zona de divergencia principal con adición de carril
Paralas áreas de mayor divergencia, existe un modelo para calcular la
densidad promedio en todos los carriles de autopista que se aproximan dentro
de los 1,500 pies de la divergencia, como se da en la ecuación 13-26:
Ecuación 13-26
DMD = 0,0175
Dónde
DMD = densidad en el área de influencia de divergencia principal (que incluye todos los carriles
de la autopista que se aproximan) (pc/mi/ln),
vF = caudal de demanda inmediatamente aguas arriba del área de influencia divergente
principal (pc/h), y
N = número de carriles que se acercan a la mayor divergencia.
El result puede compararse con los criterios de la Prueba documental 13-2 para determinar
un LOS para la zona de influencia divergente mayor. Tenga en cuenta que las estimaciones de
densidad y LOS solo son válidas para casos estables (es decir, no en casos en los que los F existen
debido a una deficiencia de capacidad en las piernas que se acercan o salen de la divergencia).
Efecto del control de rampa en rampas
A los efectos de esta metodología, los procedimientos no se modifican de ninguna manera
para tener en cuenta el efecto local del control de rampa, excepto por la limitación que el
medidor de rampa puede tener en el caudal de demanda de rampa. La investigación (5) ha
encontrado que la ruptura de un área de fusión puede ser un evento probabilístico basado en las
características del pelotón de los vehículos de rampa que llegan. Los medidores de rampa
facilitan los espacios uniformes entre los vehículos de rampa que ingresan y pueden reducir la
probabilidad de una avería en la línea principal de la autopista asociada.
ÁREAS DE INFLUENCIA DE RAMPA SUPERPUESTAS
Cada vez que se analiza una serie de rampas en una autopista, las áreas de influencia de rampa
de 1,500 pies podrían superponerse. En tales casos, la operación en la región superpuesta está
determinada por el área de influencia de rampa que tiene la densidad más alta.
Capítulo 13/Segmentos de fusión y divergencia de
autopistas
Diciembre 2010
Página 13-27
metodología
Manual de capacidad de carreteras 2010
3. Aplicaciones
La metodología de este capítulo se utiliza con mayor frecuencia para estimar
la capacidad y los LOS cruces de rampa-autopista. Los pasos se aplican más
fácilmente en el modo de análisis operativo (es decir, se especifican todas las
condiciones del tráfico y de la calzada), y se encuentra la capacidad (y la relación
v/c) y los LOS esperados. Otros tipos de análisis, sin embargo, son posibles.
VALORES PREDETERMINADOS
En otros lugares se ofrece una presentación completa de los posibles valores por defecto para
las instalaciones de flujo ininterrumpido (6). El Capítulo 10, Instalaciones de autopistas,
proporciona un resumen de los valores predeterminados para las autopistas. Estos valores
predeterminados cubren las características clave del factor de hora punta (PHF) y los vehículos
pesados percent (%HV) en las autopistas. Las recomendaciones se basan en la región geográfica, la
población y la hora del día. Todos los valores predeterminados generales de la autopista se pueden
aplicar al análisis de los cruces de rampa-autopista en ausencia de datos de campo o proyecciones
de condiciones.
Debido al número de variables involucradas en el análisis de rampas, que se han discutido
anteriormente, es difícil basar un análisis en demasiados valores predeterminados. Claramente, se
deben especificar todos los caudales de demanda, incluso si son proyecciones.
Las características geométricas de la
rampa cubren una variedad de
condiciones; los valores
predeterminados deben evitarse si es
posible.
Del mismo modo, las características geométricas de las rampas cubren una
amplia variedad de condiciones. Si es absolutamente necesario, se pueden aplicar
los siguientes valores predeterminados adicionales a un análisis de cruce de
rampa:
Obviamente, a medida que aumenta el número de valores predeterminados
utilizados en cualquier análisis, la precisión del resultado se vuelve más
aproximada y el resultado puede ser significativamente diferente del resultado
real (dependiendo de las condiciones locales). Si los valores predeterminados
calibrados localmente están disponibles, se pueden sustituir por los valores
anteriores.
ESTABLECER LÍMITES DE ANÁLISIS
Ningún cruce rampa-autopista está completamente aislado. Sin embargo, a los efectos de esta
metodología, muchos pueden operar como si lo fueran. En el análisis de los cruces de autopistas de
rampa, es importante establecer el segmento de autopista sobre el que se deben analizar los cruces de
rampa. Una vez hecho esto, cada rampa puede ser analizada en conjunto con los posibles impactos de las
rampas adyacentes aguas arriba y aguas abajo de acuerdo con la metodología.
Los límites de análisis también pueden incluir diferentes escenarios de demanda relacionados con
la hora del día o con diferentes escenarios de desarrollo que producen diferentes tasas de flujo de
demanda.
Aplicaciones
Página 13-28
Capítulo 13/Segmentos de fusión y divergencia de
autopistas
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
Cualquier aplicación de la metodología presentada en este capítulo puede facilitarse
definiendo cuidadosamente los límites espaciales y temporales del análisis.
TIPOS DE ANÁLISIS
La metodología de este capítulo se puede utilizar en tres tipos de análisis: análisis
operacional, análisis de diseño y planificación y análisis de diseño preliminar.
Análisis racional de Ope
La metodología se aplica más fácilmente en el modo de análisis operativo. En el análisis
operativo, se deben especificar todas las características geométricas y de tráfico del segmento
de análisis, incluyendo
•
El análisis operacional determina la
densidad, los LOS y la velocidad dentro
del área de influencia de la rampa para un
Volúmenes de demanda de horas de análisis para la rampa sujeta, rampas adyacentes y conjunto especificado de condiciones.
autopista (veh/h);
« Porcentajes de vehículos pesados para todos los volúmenes de demanda de componentes
(rampas, rampas adyacentes, autopista);
• PHF para todos los volúmenes de demanda de componentes (rampa, rampas
adyacentes, autopista);
« Terreno de autopista (nivel, balanceo, montaje, grado específico);
• FFS de la autopista y rampa (mi/h);
• Geometrías de rampa: número de carriles, terreno, longitud de los carriles de
aceleración o carriles de desaceleración; y
• Distancia a las rampas adyacentes aguas arriba y aguas abajo (ft).
Los resultados de un análisis operativo serán estimaciones de densidad, LOS y velocidad
para el área de influencia de la rampa. También se establecerá la capacidad del cruce rampaautopista.
Los pasos de la metodología, descritos en la sección metodología, deben seguirse
directamente sin modificaciones.
Análisis de diseño
En el análisis de diseño, se establece un LOS de destino y se especifican todos los
volúmenes de demanda relevantes. El análisis busca determinar las características geométricas
de la rampa que son necesarias para entregar el LOS objetivo. Estas características incluyen:
El análisis de diseño busca determinar las
• FFS de la rampa Sfranco (mi/h),
• Longitud de la aceleración LA o del carril de desaceleración LD (pie), y
características geométricas de la rampa
que se necesitan para entregar un LOS
objetivo.
• Número de carriles en la rampa.
En algunos casos, variables como el tipo de cruce (por ejemplo, fusión principal, dos
carriles) también pueden estar bajo consideración.
No hay ninguna manera conveniente de calcular directamente el valor óptimo de cualquier
variable sin especificar todas las demás. Incluso entonces, la metodología computacional no
crea fácilmente el resultado deseado.
Por lo tanto, la mayoría de los análisis de diseño se convierten en una aplicación de ensayo
y error del procedimiento de análisis operativo. Las características individuales pueden ser
incrementales
Capítulo 13/Segmentos de fusión y divergencia de
autopistas
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Aplicaciones
Manual de capacidad de carreteras 2010
cambiado, al igual que los grupos de características, para encontrar escenarios que
produzcan el LOS deseado.
En muchos casos, algunas de las variables pueden ser fijadas por condiciones
específicas del sitio. Estos se pueden establecer en sus valores limitantes antes de
intentar optimizar los demás.
Es posible programar una hoja de cálculo para completar dicho análisis,
proporcionando resultados de escenarios simplemente cambiando algunas de las
variables de entrada consideradas. El software de implementación de HCM también
se puede utilizar para simplificar el proceso computacional.
Planificación y análisis preliminar de ingeniería
Los resultados deseados de la planificación y el análisis preliminar de ingeniería
La planificación de un análisis
son prácticamente los mismos que los del análisis de diseño. La principal diferencia es
preliminar de ingeniería también
busca determinar las características
que la planificación y el análisis de ingeniería preliminaria se produce muy temprano
geométricas de la rampa que se
necesitan para entregar un LOS
en el proceso de consideración del proyecto.
objetivo, pero se basa en datos de
El primer criterio que categoriza este tipo de aplicaciones es la necesidad de
entrada más generales.
utilizar estimaciones más generales de los datos de entrada. Se aplicarían muchos de
los valores por defecto especificados para las facilidades de autopista en el capítulo
10; alternativamente, se pueden sustituir los valores predeterminados locales. Los
volúmenes de demanda se pueden especificar solo como valores esperados de tráfico
diario promedio anual (AADT) para un año de destino. Los volúmenes direccionales
de horas de diseño se basan en AADTs; los valores predeterminados (locales o
globales) se utilizan para el factor K (la proporción de AADT que ocurre en la hora
pico) y el factor D (la proporción de tráfico de hora pico que viaja en la dirección
pico). La orientación sobre estos valores se da en el Capítulo 3, Características
modales.
Sobre la base de estos valores predeterminados y estimados, el análisis se lleva a
cabo de la misma manera que un análisis de diseño.
El método se puede aplicar para
determinar los volúmenes de servicio
para LOS A-E para un conjunto
especificado de condiciones.
Volúmenes de servicio y caudales de servicio
El volumen de servicio es el volumen máximo por hora que se puede acomodar sin
exceder los límites de los diversos niveles de servicio durante los 15 minutos peores
de la hora de análisis. Los volúmenes de servicio se pueden encontrar para LOS A-E.
LOS F, que representa un flujo inestable, no tiene un volumen de servicio.
Las tasas de flujo de servicio son las tasas máximas de flujo (dentro de un período
de 15 minutos) que se pueden acomodar sin exceder los límites de los diversos niveles
de servicio. Al igual que el caso para los volúmenes de servicio, las velocidades de
flujo de servicio se pueden encontrar para LOSA-E, pero ninguno se define para los
LOS F. La relación entre un volumen de servicio y una velocidad de flujo de servicio
Ecuación 13-27 es la siguiente:
SVi = Sfi x PHF
Dónde
SVj = volumen de servicio para LOS i (pc/h),
SFj = caudal de servicio para LOS i (pc/h), y
PHF = factor de hora punta.
Para los cruces de rampa-autopista, la tasa de flujo de servicio o el volumen
de servicio se pueden definir de varias maneras. Podría argumentarse que, dado
que las capacidades de unión de rampa-autopista suelen estar limitadas por el
segmento de autopista aguas arriba o aguas abajo,
Aplicaciones
Página 13-30
Capítulo 13/Segmentos de fusión y divergencia de
autopistas
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
las velocidades de flujo de servicio y los volúmenes de servicio deben basarse en los criterios básicos de
autopistas aplicadas a los segmentos de autopistas ascendentes o descendentes. Esto, sin embargo, ignoraría
los niveles de servicio definidos para el área de influencia de la rampa, que son los únicos descriptores de
servicio únicos para las rampas.
Los niveles de servicio para los cruces de rampa-autopista se definen en el Anexo 13-2 y se relacionan
con la densidad dentro del área de influencia de la rampa. La metodología estima esta densidad mediante el
uso de una serie de algoritmos afectados por los flujos de demanda en la autopista, rampa y rampas
adyacentes; geometrías de rampa; y distancias a rampas adyacentes. La metodología utiliza volumenes de
demanda en vehículos por hora convertidos en caudales de demanda en turismos por hora. Por lo tanto, las
tasas de flujo de servicio y los volúmenes de servicio se estimarían originalmente en términos de caudales en
automóviles de pasajeros por hora. Luego se convertirían de nuevo en volúmenes en vehículos por hora.
Debido a que el equilibrio de las demandas de rampas y autopistas tiene un impacto significativo en las
densidades, hay varias maneras en las que se pueden considerar las tasas de flujo de servicio y los
volúmenes:
® El volumen de demanda ascendente total limitante que produce un LOS dado dentro del área de
influencia de la rampa. Habría que especificar la división entre el volumen de la autopista que llega y
el volumen de la rampa.
• El volumen limitador que entra en el área de influencia de la rampa que produce un LOS dado
dentro del área de influencia de la rampa. Puesto que esto confía en el volumen que se acerca de la
autopista sin peaje, la división entre la autopista sin peaje y la demanda de la rampa todavía tendría
que ser especificada.
• El volumen de rampa limitante que produce un LOS dado dentro del área de influencia de la rampa,
basado en una demanda fija de autopistas aguas arriba.
Cualquiera de estos son conceptos viables para establecer una velocidad de flujo de servicio de rampa o
un volumen de servicio.
Además de las diferentes formas de interpretar un volumen de servicio o una tasa de flujo de
servicio, un gran número de características influirán en el resultado, incluidos el PHF, %HV, la
longitud de los carriles de aceleración o desaceleración, el FFS de rampa y cualquier dato relevante
para las rampas adyacentes. Por lo tanto, es prácticamente imposible definir un caso "típico"
representativo con resultados ampliamente aplicables. Cada caso debe ser considerado
individualmente.
Una serie de factores influyen en el
volumen de servicio o el resultado de la
tasa de flujo; cada situación debe ser
considerada individualmente.
La sección Problemas de ejemplo incluye un ejemplo de cómo se pueden calcular las tasas de
flujo de servicio de cruce de rampa y los volúmenes de servicio.
UTILIZACIÓN DE HERRAMIENTASALTERNATIVAS
En el capítulo 6, HCM y herramientas de análisis alternativas se proporciona orientación general para el
uso de herramientas alternativas de análisis de tráfico para el análisis de la capacidad y los LOS. Esta sección
contiene instrucciones específicas para aplicar herramientas alternativas al análisis de rampas y cruces de
rampas. Puede encontrar información adicional sobre este tema en la Biblioteca de referencia técnica del
volumen 4.
La metodología HCM para analizar segmentos de fusión y divergencia estima la densidad del área de
influencia de la rampa (que incluye los dos carriles más a la derecha de la autopista y el carril de aceleración
o desaceleración) y proporciona el
Capítulo 13/Segmentos de fusión y divergencia de
autopistas
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Aplicaciones
Manual de capacidad de carreteras 2010
los respectivos LOS. Como paso intermedio, la metodología estima la capacidad en varios puntos a través
de la sección, y si se excede la capacidad, se determina que el LOS es F sin más cálculo de la densidad. La
metodología se basa principalmente en la estimación de la demanda en el área de influencia vn.
Fortalezas del procedimiento HCM
Los procedimientos de este capítulo se desarrollaron sobre la base de una extensa investigación
respaldada por una cantidad significativa de datos de campo. Han evolucionado a lo largo de varios años
representan un cuerpo de consenso de expertos. La mayoría de los paquetes de simulación no incluirán el
nivel de detalle presente en esta metodología con respecto a la rampa en sí y sus rampas adyacentes aguas
arriba y aguas abajo.
Los puntos fuertes del procedimiento HCM son los siguientes:
• La metodología proporciona estimaciones de capacidad. Los simuladores no proporcionan
estimaciones de capacidad directamente; se pueden obtener mediante la elaboración de un
esquema de recopilación de datos en el simulador. Además, el usuario puede modificar esas
capacidades simuladas modificando los valores de entrada específicos, como el avance mínimo
aceptable.
• La metodología considera explícitamente los impactos de la presencia y las demandas en las
rampas aguas arriba y aguas abajo.
• Produce una única estimación determinista de la densidad, que es importante para algunos fines,
como la revisión del impacto en el desarrollo.
Limitaciones de los procedimientos de HCM que podrían abordarse mediante herramientas
alternativas
Una lista de las limitaciones del HCM para los segmentos de fusión y divergencia de autopistas son
que figura en las Pruebas documentales 13 a 20.
Prueba documental 13-20
Limitaciones del HCM
Procedimiento de rampas y
cruces de rampas
Potencial para un mejor tratamiento por
Herramientas alternativas
limitación
Carriles gestionados, como carriles HOV, como carriles de entrada de
rampa
Medición de rampa
Modelado explícitamente por simulación
Modelado explícitamente por simulación
Modelado explícitamente por simulación
Condiciones sobresaturadas
{Véase el capítulo 10 para una mayor discusión)
Se puede aproximar mediante el uso de suposiciones
Límite de velocidad publicado y alcance de la aplicación de la policía
relacionadas con la velocidad deseada a lo largo de un segmento
determinado
Varias características modeladas explícitamente por simulación;
otros se pueden aproximar mediante suposiciones (por ejemplo,
Presencia de características del sistema de transporte inteligente
modificando las demandas de origen-destino por intervalo de
tiempo)
Análisis operacional de la autopista más allá del área de influencia de
1,500 pies
Modelado explícitamente por simulación
Se puede aproximar mediante suposiciones
Efectos de mejora de la capacidad de la medición en rampa
relacionado con el seguimiento del automóvil, el cambio de carril
y el comportamiento de aceptación de brechas
Aplicaciones
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Capítulo 13/Segmentos de fusión y divergencia de
autopistas
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
los cruces de rampas también se pueden analizar con una variedad de paquetes de simulación estocásticos
y deterministas que abordan las autopistas. Estos paquetes pueden ser útiles para analizar el grado de
congestión cuando hay fallas dentro o aguas abajo del rango de instalación simulada.
Características adicionales y medidas de rendimiento disponibles en herramientas alternativas
Este capítulo proporciona una metodología para estimar la capacidad, la velocidad y la densidad en el área
de influencia de las rampas de entrada y salida, dadas las demandas de tráfico y las características del
segmento. Las herramientas alternativas ofrecen medidas de rendimiento adicionales que incluyen retardo,
paradas, longitud de cola, consumo de combustible, contaminación y costes operativos.
Al igual que con la mayoría de los otros capítulos de procedimientos de HCM, las salidas de simulación,
especialmente las presentaciones basadas en gráficos, pueden proporcionar detalles sobre los problemas de
punto que de otro modo podrían pasar desapercibidos con un análisis macroscópico que produce solo medidas
a nivel de segmento. El efecto de las condiciones aguas abajo en la utilización del carril y la copia de seguridad
más allá del límite del segmento es un buen ejemplo de una situación que puede beneficiarse de la mayor
comprensión que ofrece un modelo microscópico.
Desarrollo de medidas de rendimiento compatibles con HCM utilizando herramientas
alternativas
El tema de las comparaciones entre la medida del desempeño se discutió con más detalle en
el Capítulo 7, Interpretación de la HCM y los resultados alternativos de la herramienta. Esta
sección trata temas que se aplican específicamente a las rampas y cruces de rampas.
Cuando se utilizan herramientas alternativas, el analista debe tener cuidado de tener en
cuenta las definiciones de los resultados de simulación. La medida de este capítulo de
effectiveness para rampas y cruces de rampas es la densidad del área de influencia de la rampa.
Sin embargo, la mayoría de los simuladores no proporcionan estimaciones de densidad por
separado para los dos carriles situados más a la derecha dentro de un vínculo. Este es un
obstáculo potencialmente significativo en la obtención de las medidas de servicio para los cruces La mayoría de los paquetes de simulación
no proporcionan estimaciones de densidad
de rampa de un simulador (a menos que la autopista tenga solo dos carriles por dirección).
separadas para los dos carriles de la derecha
Además, en un simulador, hay cambios de carril a lo largo de todo el segmento. Por lo tanto, no dentro de un enlace, lo que es un obstáculo
potencialmente significativo para obtener
está claro cómo un simulador debe abordar la presencia parcial de vehículos en el enlace para
medidas de servicio.
garantizar la compatibilidad con el HCM. Además, como es generalmente el caso de los
segmentos básicos de las autopistas, el aumento de la variabilidad de la velocidad en el
comportamiento del conductor (que los simuladores suelen incluir) da como resultado una
menor velocidad media del espacio promedio y una mayor densidad d.
En la obtención de densidad a partir de modelos alternativos, es importante tener en cuenta
lo siguiente:
• La capacidad del simulador para proporcionar densidad para los dos carriles más a la
derecha de la autopista;
® Los vehículos incluidos en la estimación de la densidad y cómo se considera la presencia
parcial de los vehículos en el enlace;
• La manera en que se consideran los carriles de aceleración y desaceleración en la
estimación de densidad;
• Las unidades utilizadas por el simulador para medir la densidad [la mayoría utilizan
vehículos en lugar de automóviles de pasajeros; convertir vehículos en turismos
mediante el uso de
Capítulo 13/Freeway Merge y Diverge Segmentos
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Aplicaciones
Manual de capacidad de carreteras 2010
los valores de equivalencia entre automóviles de pasajeros (PCE) del HCM no
suelen ser apropiados, dado que los supuestos del simulador con respecto al
rendimiento de los vehículos pesados varían ampliamente];
• Las unidades utilizadas en la notificación de la densidad (es decir, si la
densidad se informa por milla de carril);
• La homogeneidad del segmento de análisis en el simulador, ya que el HCM asume que
las condiciones son homogéneas (a menos que se trata de un segmento específico de
actualización o degradación, en cuyo caso la longitud del segmento se utiliza para
estimar los valores de PCE); y
• El tratamiento de la variabilidad del conductor por el simulador, ya que el aumento de
la variabilidad del conductor en el simulador generalmente aumentará la densidad
promedio.
Con respecto a la capacidad, el HCM proporciona estimaciones de capacidad en unidades
de automóviles de pasajeros por hora por carril en función de FFS para las ubicaciones que se
acercan y salen del cruce de fusión. Al comparar las estimaciones del HCM con las
estimaciones de capacidad de un simulador, debe tenerse en cuenta lo siguiente:
• La manera en que un simulador proporciona el número de vehículos que salen de un
segmento. En algunos casos puede ser necesario proporcionar detectores virtuales en
puntos específicos del segmento simulado para que se pueda obtener el rendimiento
del maximo.
• El simulador proporciona el máximo rendimiento en una ubicación particular en
unidades de vehículos, en lugar de automóviles de pasajeros. La conversión de estas
unidades en automóviles de pasajeros mediante el uso de los valores de PCE del HCM
no suele ser apropiada, dado que las suposiciones del simulador con respecto al
rendimiento de los vehículos pesados varían ampliamente.
« Un simulador probablemente incluirá entradas como la "separación mínima de
vehículos", lo que afecta en gran medida el rendimiento máximo.
Diferencias conceptuales entre el HCM y el modelado de simulación que impiden la
comparación directa de resultados
La densidad de la unión de rampa
no cambia con FFS en el método
HCM, pero la densidad es una
función de FFS en la mayoría de los
paquetes de simulación.
Aplicaciones
En el HCM, la densidad en una ensambladura de la rampa no cambia con el FFS, aunque
la densidad cae en función del FFS en los segmentos básicos de la autopista sin peaje. En los
simuladores, la densidad normalmente cambia en función de FFS (o la velocidad deseada). Por
lo tanto, la calibración de un sitio utilizando un FFS específico no garantiza necesariamente
que el sitio se calibrará para un FFS diferente. La capacidad, por otro lado, aumenta en el HCM
con el aumento de FFS, que es típicamente el caso con los simuladores.
El método HCM se basa en la demanda estimada que se acerca al área de influencia de la
rampa. Esta demanda se estima en función de la presencia y las demandas en las rampas
aguas arriba y aguas abajo. Los simuladores de tráfico normalmente no permiten al usuario
introducir los porcentajes específicos de tráfico en cada carril al principio de un vínculo. Sus
reglas internas relativas al carril elegido por un vehículo en un enlace dado varían
ampliamente y pueden modificarse cambiando varios valores predeterminados dentro del
simulador. En algunos simuladores, los vehículos virtuales son "conscientes" de su destino
final; en otros, la elección de salida se realiza enlace por vínculo. Por lo tanto, al comparar los
resultados de HCM con los de un simulador, el
Página 13-34
Capítulo 13/Segmentos de fusión y divergencia de
autopistas
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Manual de capacidad de carreteras 20
el analista debe, como comprobación intermedia, comparar el flujo que se aproxima a los dos carriles
más a la derecha del cruce.
Ajuste de los parámetros de simulación a los resultados de HCM
Los elementos más importantes a ajustar en el análisis de un cruce de rampa son los siguientes:
• El flujo que se acerca a los dos carriles más a la derecha (este es un paso intermedio, pero
garantizaría que la influencia de las rampas aguas arriba y aguas abajo se considere de una
manera compatible con el HCM), y
• La capacidad del cruce en los lugares crítico síndicos en el HCM (es decir, aguas abajo del cruce
y acercándose al área de influencia).
Recomendaciones paso a paso para aplicar herramientas alternativas
Se recomiendan los siguientes pasos cuando se aplica una herramienta alternativa al análisis de
rampas y cruces de rampas:
1. Determinar si la herramienta elegida puede proporcionar densidad para los dos carriles más a
la derecha de la autopista y qué enfoque se utiliza para obtenerla (incluido el tratamiento de la
presencia parcial de vehículos en el enlace).
2. Determinar el FFS del estudio site, ya sea a partir de datos de campo o mediante la estimación
de acuerdo con el método del Capítulo 11 para los segmentos básicos de la autopista.
3. Introduzca todas las características de entrada disponibles (tanto geométricas como de tráfico)
en el simulador. La longitud del segmento o enlace a simular debe ser de 1.500 pies, para
corresponder al área de influencia definida por HCM. Instale detectores virtuales dentro del
área de influencia y en el extremo aguas abajo del segmento de estudio para obtener densidad,
velocidades y flujos.
4. Cargue la red de estudio por encima dela capacidad para obtener el rendimiento máximo y
compare el resultado con la estimación de HCM. Calibre el simulador modificando los
parámetros relacionados con el tiempo mínimo de avance para que la capacidad simulada
coincida con la estimación de HCM. Estime el número necesario de corridas de simulación que
deberán realizarse para producir una comparación estadísticamente válida.
5. Compare el flujo que se acerca a los dos carriles más a la derecha con la estimación del HCM.
Ajuste los parámetros de simulación relacionados con el conocimiento del conductor de los
próximos giros para cambiar el valor deV12 predicho por HCM.
Problemas de ejemplo que ilustran aplicaciones de herramientas alternativas
El Capítulo 28, Freeway Merges and Diverges: Suplementar , incluye dos ejemplos de problemas
que examinan situaciones más allá del alcance de la metodología de este capítulo mediante el uso de
una herramienta típica basada en micro simulación. Ambos problemas se basan en el problema de
ejemplo 3 de este capítulo, que analiza un segmento de autopista de ocho carriles con una entrada y una
rampa de salida. El primer problema evalúa los efectos de la adición de la medición de rampa, mientras
que el segundo evalúa los impactos de convertir el carril más a la izquierda de la línea principal en un
carril HOV.
Capítulo
13/Segmentos
35
Diciembre 2010
de
fusión
y
divergencia
de
autopistas
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Aplicaciones
Manual de capacidad de carreteras 2010
4. PROBLEMAS DE EJEMPLO
Prueba documental
13-21
Lista de problemas de
ejemplo
ejemplo
problema
1
2
3
4
J
título
Tipo de análisis
Aislado de un carril, derecha en la rampa a una autopista
de cuatro carriles
Dos rampas adyacentes de un solo carril y derecha en una
autopista de seis carriles
Análisis operacional
Rampa de un carril seguido de una rampa de salida de un
carril en una autopista de ocho carriles
Rampa de un solo carril a la izquierda en una autopista de
seis carriles
Velocidades de flujo de servicio y volúmenes de servicio
para un aislado
En rampa en una autopista de seis carriles
Análisis operacional
Análisis operacional
Caso especial
Caudales de servicio y
volúmenes de servicio
EJEMPLO DE PROBLEMA 1: AISLADO DE UN CARRIL, DERECHA EN LA RAMPA A UNA AUTOPISTA
DE CUATRO CARRILES
Los hechos
Los siguientes datos están disponibles para describir el tráfico y las características geométricas de esta
ubicación:
• Ubicación aislada (no hay rampas adyacentes a considerar)
• Calzada de rampa de un carril y cruce
• Autopista de cuatro carriles (dos carriles en cada dirección)
• Volumen de demanda de autopistas aguas arriba = 2,500 veh/h
• Volumen de demanda en rampa = 550 veh/h
• 10% camiones, 0% vehículos recreativos en la autopista
• 5% camiones, 0% vehículos recreativos en la rampa
• Carril de aceleración = 740 pies
• FFS, autopista sin peaje = 60 mi/h
• FFS, rampa = 45 mi/h
• Terreno llano para autopista y rampa
• Factor de hora pico = 0,90
• Los conductores son viajeros regulares
Comentarios
Se conocen todos los parámetros de entrada, por lo que no se necesitan ni se utilizan valores
predeterminados. Los factores de ajuste para los vehículos pesados y la población de conductores se encuentran
en el Capítulo 11, Segmentos básicos de autopistas.
Paso 1: Convertir volúmenes de demanda en caudales en condiciones ideales equivalentes
mediante la ecuación 13-1
Problemas de ejemplo
Página 13-36
Capítulo 13/Segmentos de fusión y divergencia de
autopistas
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 20
Los volúmenes de demanda se dan para la autopista y la rampa. Se especifica el PHF. El factor de
población de conductores para los viajeros es de 1,00 (capítulo 11), mientras que el factor de ajuste de
vehículos pesados se calcula de la siguiente manera:
Se da la presencia de camiones y casas rodantes. El valor de ET para el
terreno llano es 1,5 (Capítulo 11). Sobre la base de estos valores, los volúmenes de
demanda de autopista y rampa se convierten de la siguiente manera:
Para la autopista:
Para la rampa:
Paso 2: Calcular el flujo de demanda en los carriles 1 y 2 inmediatamente aguas arriba
del área de influencia de la rampa con la ecuación 13-2 y el Anexo 13-6
La tasa de flujo de la autopista se calculó en el Paso 1. El valor de PFM se encuentra en las
Pruebas documentales 13 y 6. Para una autopista de cuatro carriles, el valor es 1.00. Entonces
v12 = 2.918 X 1,00 = 2.918 pc/h
Debido a que no hay carriles exteriores en una autopista de cuatro carriles, no hay necesidad de
verificar este resultado para determinar si es razonable.
Paso 3: Comprobar las capacidades utilizando las Pruebas documentales 13-8 y 13-10
El punto de control de capacidad crítica para una rampa de un solo carril es el segmento de
autopista aguas abajo:
vFO =vF + vR= 2.918 + 626 = 3.544 pc/h
La capacidad de una autopista de cuatro carriles (dos carriles en una dirección) con un FFS de 60
mi/h se da en las Pruebas documentales 13-8. La capacidad es de 4.600 pc/h, que es más que el flujo
de demanda de 3.544 pc/h. La capacidad de una rampa de un carril con un FFS de 45 mi/h se da en
la Prueba documental 13-10a s 2.100 pc/h, que es muy superior al flujo de demanda de la rampa de
626 pc/h. El caudal máximo deseable que entra en el área de influencia de la rampa también es de
4.600 pc/h, de nuevo más de 3.544. Por lo tanto, se espera que el funcionamiento del segmento sea
estable. LOS F no existe.
Capítulo 13/Freeway Merge and Diverge Segments
Diciembre 2010
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Problemas de ejemplo
Manual de capacidad de carreteras 2010
Paso 4: Calcular la densidad y encontrar LOS mediante la ecuación 1321 y el Anexo 13-2
La densidad estimada en el cruce rampa-autopista se estima utilizando la
ecuación 13-21:
De la Prueba documental 13-2, se trata de LOS D, pero el resultado está cerca
del límite de LOS C.
Paso 5: Calcular la velocidad del área de fusión como información
complementaria mediante la Prueba documental 13-11
Dado que no hay carriles exteriores presentes en una autopista de cuatro
carriles, solo se debe calcular la velocidad dentro del área de influencia de la
rampa:
discusión
Los resultados indican que el área de fusión opera de manera estable, con
cierto deterioro en la densidad y la velocidad debido a las operaciones de fusión.
EJEMPLO DE PROBLEMA 2: DOS RAMPAS ADYACENTES DE UN SOLO
CARRIL, A LA DERECHA EN UNA AUTOPISTA DE SEIS CARRILES
Los hechos
La siguiente información relativa a los volúmenes de demanda y geometrías
está disponible para este problema:
• Dos rampas consecutivas de un carril a la derecha
• Autopista sin peaje de seis carriles con FFS = 60 mi/h
• Terreno ondulado para autopista y ambas rampas
• 5% camiones en autopista y ambas rampas; 0% RVs
• Primera rampa FFS = 40 mi/h
• Segunda rampa FFS = 25 mi/h
• Los conductores son viajeros regulares
• Volumen de demanda de autopistas = 4,500 veh/h (inmediatamente
aguas arriba de la primera rampa de salida)
® Volumen de demanda de la primera rampa = 300 veh/h
• Segundo volumen de demanda de rampa = 500 veh/h
• Distancia entre rampas = 750 pies
• Longitud del carril de desaceleración de la primera rampa = 500 pies
Problemas de ejemplo
Página 13-38 Capítulo 13/Freeway Merge and Diverge Segments
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
• Longitud del carril de desaceleración de la segunda rampa = 300 pies
• Factor de hora pico = 0,95
Comentarios
La solución utilizará factores de ajuste para la presencia de vehículos pesados y la población de
conductores seleccionados del Capítulo 11, Segmentos básicos de autopistas. Se especifican todos los
parámetros de entrada, por lo que no se necesitan ni utilizan valores predeterminados.
Paso 1: Convertir los vode demanda a caudales en condiciones ideales
equivalentes mediante la ecuación 13-1
En este caso, se deben convertir tres volúmenes de demanda: el volumen de
la autopista inmediatamente aguas arriba de la primera rampa y los dos
volúmenes de demanda de la rampa. Dado que todas las demandas incluyen
camiones del 5% y ningún vehículo recreativo, solo se necesitará un solo factor
de ajuste para vehículos pesados. A partir del capítulo 11, el valor apropiado de
Er para terrenos ondulados es 2.5. Para los conductores que viajan diariamente,
el valor apropiado de fp es 1.00.
Lan
Paso 2: Calcular el flujo de demanda en los carriles 1 y 2
inmediatamente aguas arriba de las dos áreas de influencia de rampa
mediante la ecuación 13-13 y el Anexo 13-7
Debido a que hay dos rampas de salida consecutivas bajo consideración, la
primera tendrá que considerar el impacto de la segunda en sus operaciones, y
la segunda tendrá que considerar el impacto de la primera.
Capítulo
13/Segmentos
39
Diciembre 2010
de
fusión
y
divergencia
de
autopistas
Página 13-
Problemas de ejemplo
Manual de capacidad de carreteras 2010
Primera rampa de salida
A partir de la Prueba documental 13-7, el flujo en los carriles 1 y 2 de la
autopista se estima utilizando la ecuación 13-11 o la ecuación 13-9, dependiendo
de si el impacto de la rampa descendente es significativo. Esto se determina
calculando la distancia de equivalencia utilizando la ecuación 13-13:
Dado que la distancia real entre rampas, 750 pies, es mayor que la distancia
de equivalencia de 657 pies, la rampa puede tratarse como si estuviera aislada,
con la ecuación 13-9:
entonces
Debido a que una autopista de seis carriles incluye un carril exterior (Carril
3), se debe verificar la razonabilidad de la distribución de carriles prevista de los
vehículos de autopista que llegan. El caudal en el carril 3 es 5,093 - 3,273 = 1,820
pc/h. El flujo promedio por carril en los carriles 1a nd 2 es 3,273/2 = 1,637 pc/h
(redondeado al pc más cercano). Entonces:
Dado que se pasan ambas comprobaciones para una distribución razonable
del carril, el valor calculado de v 1 2 para la primera rampa de salida se acepta
como 3.273 pc/h.
Segunda rampa de salida
A partir de la Prueba documental 13-7, la segunda rampa de salida debe
analizarse utilizando la ecuación 13-9, que es para una rampa de salida aislada.
Las rampas de salida aguas arriba adyacentes no afectan a la distribución de
carriles de los vehículos que llegan a una rampa de salida aguas abajo.
El flujo de la autopista que se acerca a la Rampa 2, sin embargo, incluye el
flujo de la autopista que se acerca a la Rampa 1, menos la tasa de flujo de los
vehículos que salen de la autopista en la Rampa 1. Por lo tanto, el caudal de la
autopista que se acerca a la rampa 2 es el siguiente:
Problemas de ejemplo
Página 13-40 Capítulo 13/Freeway Merge and Diverge Segments
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
Una vez más, debido a que hay un carril exterior en una autopista de seis carriles, se debe
verificar la razonabilidad de esta estimación. El caudal en el carril exterior v3 es 4,753 - 3,141 =
1,612 pc/h. El caudal medio en los carriles 1 y 2 es de 3.141/2 = 1.571 pc/h (redondeado). Then:
Una vez más, la distribución de carril prevista de los vehículos que llegan es razonable, y
v12 se toma para ser 3.141 pc/h.
Paso 3: Comprobar las capacidades utilizando las Pruebas documentales 13-8 y 13-10
Dado que dos rampas de salida están implicadas en este segmento, hay varios puntos de
control de capacidad:
• Flujo total de la autopista aguas arriba de la primera rampa de salida (el punto en el
que existe el flujo máximo de la autopista),
• Capacidad de ambas rampas de salida, y
• Caudales máximos deseables que entran en cada una de las dos áreas de
influencia fuera de la rampa.
Estas comparaciones se muestran en las Pruebas documentales 13 a 22. Tenga en cuenta
que la capacidad de la autopista se basa en una autopista con FFS = 60 mi/h. La primera
capacidad de rampa se basa en una rampa FFS de 40 mi/h y la segunda en una rampa FFS de
25 mi/h.
artículo
Caudal de la autopista
Primera rampa de
salida
Segunda rampa de
salida
Máx. v12 primera
rampav12 segunda rampa
Máx.
Capacidad (pc/h) Prueba
documental 13-8, Prueba
documental 13-10
6,900
2,000
1,900
4,400
4,400
Caudal de demanda
(pc/h)
¿problema
?
5,093
340
566
3,373
3,141
No
No
No
No
No
Prueba documental 13-22
Comprobaciones
de
capacidad
para
ejemplo
problema 2
No se supera ninguno de los valores de capacidad, por lo que el
funcionamiento de estos cruces de rampa será estable y LOS F no se producirá.
Paso 4: Calcular densidades y encontrar niveles de servicio mediante la
ecuación 13-22 y el Anexo 13-2
Debido a que hay dos rampas de salida, hay dos áreas de influencia de
rampa involucradas y se calcularán dos densidades de área de influencia de
rampa.
A partir de la Prueba documental 13-2, ambas zonas de influencia en rampa
operan muy cerca del límite entre LOS C y LOS D (28,0 pc/mi/ln). La rampa 1
opera en LOS C, mientras que la rampa 2 opera en LOS D.
Si bien prácticamente no hace ninguna diferencia en este caso, tenga en
cuenta que las dos áreas de influencia de rampa se superponen. El área de
influencia de la primera rampa de salida se extiende 1,500 pies río arriba. El área
de influencia de la segunda rampa también se extiende 1,500 pies
Capítulo 13/Segmentos de fusión y divergencia de
autopistas
Diciembre 2010
Página 13-41
Problemas de ejemplo
Manual de capacidad de carreteras 2010
río arriba. Dado que las rampas están a solo 750 pies de distancia, la segunda área de influencia de
la rampa se superpone a la primera durante 750 pies (inmediatamente aguas arriba del primer
punto de divergencia). Normalmente, el peor de los dos niveles de servicio se aplicaría a esta
superposición de 750 pies. En este caso, los niveles de servicio son los mismos. De hecho, las
densidades predicte son prácticamente iguales, por lo que el impacto de la superposición es
mínimo, y los valores predichos no se ven realmente afectados.
Paso 5: Calcular las velocidades de área divergente como información
complementaria utilizando las Pruebas documentales 13 a 12 y 13-13
Debido a que estas rampas están en una autopista de seis carriles con un carril exterior, es
posible estimar la velocidad dentro de cada área de influencia de la rampa, la velocidad en el carril
exterior adyacente a cada área de influencia de la rampa y el promedio ponderado de las dos.
Primera rampa de salida
La velocidad dentro de la primera área de influencia de rampa se calcula de la siguiente
manera:
El caudal en el carril exterior (\0A) es de 5.093 - 3.273 = 1.820 pc/h/ln. La velocidad media en
este carril exterior se calcula de la siguiente manera:
Se prevé que la velocidad media en el carril 3 sea ligeramente superior a la de la FFS de la
autopista. Esto no es raro, ya que a través de vehículos a velocidades más altas utilizan el Carril 3
para evitar la congestión en el área de influencia de la rampa. La velocidad media en todos los
carriles, sin embargo, no debe ser mayor que el FFS. En este caso, la velocidad media en todas las
lineas se calcula de la siguiente manera:
Este resultado es, como era de esperar, menor que el FFS de la autopista.
Segunda rampa de salida
La velocidad en la segunda área de influencia de la rampa se calcula de la siguiente manera:
El carril 3 tiene un caudal de demanda de 4.753 - 3.141 = 1.612 pc/h/ln. La velocidad media
en este carril exterior se calcula de la siguiente manera:
La velocidad media en todos los carriles de la autopista es
Pro
ble
ma
s
de
eje
mp
lo
Página 13-42 Capítulo 13/Freeway Combinar y divergir segmentos
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
discusión
Los resultados de velocidad en este caso son interesantes. Mientras que las densidades son similares
para ambas rampas, la densidad es algo mayor y la velocidad algo menor en la segunda área de influencia.
Esto es principalmente el resultado de un carril de desaceleración más corto y una rampa más baja FFS (25
mi/h versus 40 mi/h). En ambos casos, la velocidad media en el carril exterior es superior a la del FFS, que
se aplica como media en todos los carriles.
Dado que la operación es estable, no hay ninguna preocupación especial, a menos que se produzca un
aumento significativo de los flujos de demanda. LOS es técnicamente D pero cae justo sobre el límite de
LOS C. Este es un caso en el que la función de paso LOS asignada puede implicar una operación más
pobre de lo que realmente existe. Destaca la importancia de conocer no sólo el LOS sino también el valor
de la medida de servicio que lo produce.
EJEMPLO PROBLEMA 3: RAMPA DE UN CARRIL SEGUIDO DE UNA RAMPA DE SALIDA DE UN
CARRIL EN UNA AUTOPISTA DE OCHO CARRILES
Los hechos
La siguiente información está disponible sobre este par de rampas a analizar:
• Autopista de ocho carriles con un FFS de 65 mi/h
• Un carril, a la derecha en la rampa con un FFS de 30 mi/h
• Rampa de salida de un carril a la derecha con un FFS de 25 mi/h
• Distancia entre rampas = 1,300 pies
• Carril de aceleración en rampa 1 = 260 pies
• Linea de desaceleración en la rampa 2 = 260 pies
• Terreno nivelado en la autopista y ambas rampas
• 10% de camiones, sin vehículos recreativos en la autopista y fuera de la rampa
• 5% de camiones, sin vehículos recreativos en rampa
• Caudal de la autopista (aguas arriba de la primera rampa) = 5.500 veh/h
• Caudal en rampa = 400 veh/h
• Caudal fuera de rampa = 600 veh/h
• PHF = 0,90
•
Los conductores son viajeros regulares
Comentarios
Al igual que con los problemas de ejemplo anteriores, la conversión de los volúmenes de demanda a
caudales requiere factores de ajuste seleccionados del Capítulo 11, Autopista básica
Capítulo 13/Freeway Merge and Diverge Segments
Diciembre 2010
Page 13-43
Problemas de ejemplo
Manual de capacidad de carreteras 2010
Se proporciona toda la información pertinente y no se aplicará ningún valor
predeterminado.
Paso 1: Convertir volúmenes de demanda a caudales en condiciones
ideales equivalentes mediante la ecuación 13-1
Tres volúmenes de demanda deben convertirse en caudales en condiciones
ideales equivalentes: el volumen de la autopista inmediatamente aguas arriba del
primer cruce de rampa, el primer volumen de rampa y el segundo volumen de
rampa. Debido a que el segmento de autopistas en estudio tiene un terreno
nivelado, el valor de ET será 1.5 para todos los volúmenes. Debido a que los
conductores son viajeros regulares, el factor de población del conductor, fp, es 1.
00.
Luego, para el volumen de demanda de la autopista:
Para el volumen de demanda en rampa:
Para el volumen de demanda fuera de la rampa:
En los cálculos restantes, estos caudales de demanda convertidos se utilizan
como valores de entrada.
Paso 2: Calcular el flujo de demanda en los carriles 1 y 2 inmediatamente aguas arriba de
las dos áreas de influencia de rampa mediante el uso de la ecuación 13-2 y el anexo 13-6
para la rampa de encendido y la ecuación 13-8 y el documento 13-7 para la rampa de
apagado
Una vez más, la situación implica un par de rampas adyacentes. Cada rampa debe considerar el
impacto potencial de la otra en sus operaciones. Dado que las rampas se encuentran en una autopista de
ocho carriles (cuatro carriles en cada dirección), las Pruebas documentales 13-6 y 13-7 indican que cada
rampa se considera aislada.
Problemas de ejemplo
Página 13-44
Capítulo 13/Freeway Merge and Diverge Segments
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
Primera rampa (On-Ramp)
Las ecuaciones 13-2 y 13-6 se aplican a las rampas. En la Prueba documental
13-6 se presentan dos posibles ecuaciones para su utilización en la estimación de
vu sobre la base del valor de vF/SFR. En este caso, el valor es 6.419/30 = 210,6 > 72.
Por lo tanto, se utiliza la ecuación 13-5, dando el folldebido:
Debido a que la autopista de ocho carriles incluye dos carriles exteriores en
cada dirección, se debe verificar la razonabilidad de esta predicción. El flujo
promedio por carril en los carriles 1 y 2 es 1,033/2 = 517 pc/h/ln (redondeado).
El flujo en los dos carriles exteriores, carriles 3 y 4, es 6,419 - 1,033 = 5,386 pc / h.
El caudal medio por carril en los carriles 3 y 4 es, por tanto, de 5.386/2 = 2.693
pc/h/ln. Entonces:
La distribución de carril prevista, por lo tanto, no es razonable. Demasiados
vehículos se colocan en los dos carriles exteriores en comparación con los carriles
1 y 2. La ecuación 13-19 se utiliza para producir una distribución másrazonable:
Sobre la base de este valor ajustado, el número de vehículos asignados
ahora a los dos carriles exteriores es de 6.419 - 2.568 = 3.851 pc/h.
Segunda rampa (Fuera de rampa)
Las ecuaciones 13 a 8 y 13 a 7 presentadas se aplican a las rampas de salida. La Prueba documental
13-7 muestra que el valor de PFD para las rampas de salida en las autopistas de ocho carriles es una
constante: 0,436. Como la metodología se basa en el análisis de regresión de una base de datos, la
recomendación de una constante refleja un tamaño de muestra pequeño en esa base de datos. Tenga en
cuenta también que el flujode la autopista que se acerca a la rampa second es la suma del flujo de la
autopista que se acerca a la primera rampa y el flujo en la rampa que ahora también está en la autopista, o
6,419 + 455 = 6,874 pc / h. El caudal en los carriles 1 y 2 ahora se calcula fácilmente utilizando la ecuación
13-8:
Debido a que hay dos carriles exteriores en esta autopista de ocho carriles, se debe verificar la
razonabilidad de esta estimación. El caudal medio por carril en los carriles 1 y 2 es de 3.392/2 = 1.696
pc/h/ln. El flujo total en los carriles 3 y 4 de la autopista es 6,874 - 3,392 = 3,482 pc / h, o un caudal
promedio por carril de 3,482/2 = 1,741 pc / h / ln.
Capítulo 13/Freeway Merge and Diverge Segments
Diciembre 2010
Page 13-45
Problemas de ejemplo
Manual de alta capacidad 2010
Por lo tanto, el valor estimado de vn se considera razonable y se traslada en
los cálculos.
Paso 3: Comprobar las capacidades utilizando las Pruebas documentales 13-8 y 13-10
Debido a que hay dos rampas en este segmento, hay cinco puntos de control
de capacidad a tener en cuenta:
• La tasa de flujo de la autopista en su punto máximo, que en este caso está
entre la rampa de entrada y salida, ya que esta es la única ubicación donde
los vehículos dentro y fuera de la rampa están en la autopista.
• La capacidad de la rampa.
• La capacidad de la rampa de salida.
• El flujo máximo deseable que entra en el área de influencia en rampa.
• El flujo máximo deseable que entra en el área de influencia fuera de la
rampa.
Estas comparaciones se muestran en las Pruebas documentales 13 a 23. La
capacidad de la autopista se basa en una autopista de ocho carriles con un FFS de
65 mi/h. La capacidad de la rampa de encendido se basa en un FFS de 30 mi/h, y
la capacidad de la rampa de salida se basa en un FFS de 25 mi/h.
Prueba documental 13-23
Comprobaciones de capacidad,
por ejemplo
artículo
Problema 3
Caudal de la autopista
Primera rampa
Segunda rampa de salida
Max. Vza primera rampa
Rampa máxima Vde 12 segundos
Capacidad (pc/h) Prueba
documental 13-8, Prueba
documental 13-10
9,400
1,900
1,900
4,600
4,400
Caudal de demanda
(pc/h)
6,874
345
700
2.568 + 455 = 3.023
3,392
¿problema?
No
No
No
No
No
No hay problemas de capacidad, ya que todas las demandas están muy por
debajo de las capacidades asociadas o los valores máximos deseables. LOS F no
está presente en ninguna parte de este segmento, y se espera que las operaciones
sean estables.
Paso 4: Calcular densidades y encontrar niveles de servicio mediante la
ecuación 13-21, la ecuación 13-22 y la Prueba documental 13-2
La ecuación 13-21 se utiliza para encontrar la densidad en la primera área de influencia en rampa:
La ecuación 13-22 se utiliza para encontrar la densidad en la segunda área de
influencia fuera de la rampa:
A partir de la Prueba documental 13-2, ambas zonas de influencia en rampa
operan muy cerca del límite entre LOS C y LOS D (28 pc/mi/ln). La rampa 1
opera en LOS C, mientras que la rampa 2 opera en LOS D.
Problemas de ejemplo
Página 13-46
Capítulo 13/Fusión de autopistas y divergencias
segments
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
Debido a que el área de influencia en la rampa se extiende 1,500 pies aguas abajo, el área de
influencia de la rampa de salidase extiende 1,500 pies aguas arriba, y las dos rampas están a solo
1,300 pies de distancia, la distancia entre las rampas se incluye en ambas. Por lo tanto, la predicción
más pesimista de LOS D para la rampa de salida rige la operación. Curiosamente, los 200 pies
adicionales del área de influencia fuera de la rampa es en realidad aguas arriba de la rampa, y los
200 pies adicionales del área de influencia en la rampa están aguas abajo de la rampa de salida.
Paso 5: Calcular las velocidades de área de fusión y divergencia como
información complementaria utilizando las Pruebas documentales
13a 11 y 13 a 12 presentadas por las Pruebas documentales 13 y 12
Debido a la autopista de ocho carriles, las velocidades deben estimarse para las dos
áreas de influencia de rampa, para los carriles exteriores (carriles 3 y 4) adyacentes al
área de influencia de la rampa, y para todos los vehículos, el promedio ponderado de las
otras dosvelocidades.
Primera rampa (On-Ramp)
Las ecuaciones para la estimación de la velocidad media en una zona de influencia
en rampa y en carriles exteriores adyacentes a ella se han tomado de las Pruebas
documentales 13 a 11.
Dado que el caudal medio de demanda del carril exterior es de 3.851/2 =
1.926 pc/h/ln, que es superior a 500 pc/h/ln y inferior a 2.300 pc/h/ln, la
velocidad exterior se estima de la siguiente manera:
La velocidad media ponderada de todos los vehículos es
Segunda rampa (Fuera de rampa)
En el el de las rampas de salida, las ecuaciones para la estimación de la velocidad media se
extraen de las Pruebas documentales 13 a 12. En la segunda rampa, el caudal en los carriles 1 y 2
se ha compuestocomo 3.392 pc/h o 1.696 pc/h/ln, mientras que el caudal en los carriles 3 y 4 es
de 3.482 pc/h, o 1.741 pc/h/ln. Entonces
Capítulo 13/Segmentos de fusión y divergencia de
autopistas
Diciembre 2010
Página 13-47
Problemas de ejemplo
Manual de capacidad de carreteras 2010
Debido a que el flujo promedio en los carriles exteriores es mayor que 1,000
pc/h/ln, la
velocidad promedio de los vehículos en los carriles exteriores (Carriles 3 y 4) es la
siguiente:
La velocidad media ponderada de todos los vehículos es
discusión
Como se señaló anteriormente, entre las rampas, las áreas de influencia de ambas rampas se
superponen completamente. Dado que se predice una densidad más alta para el área de influencia
fuera de la rampa, y los resultados de LOS D, esta densidad debe aplicarse a toda el área entre las dos
rampas.
Los resultados de velocidad también son interesantes. Las velocidades más lentas dentro del área
de influencia fuera de rampa también controlarán el área de superposición. Por otro lado, los
resultados de la velocidad indican una velocidad media más alta para todos los vehículos asociados
con larampa de apagado que la velocidad asociada con la rampa deencendido. Esto se debe
principalmente a la disparidad mucho mayor entre las velocidades con elárea de influencia de la
rampa y en loscarriles exteriores cuando se considera la rampa de salida. El diferencial de velocidad
es de más de 20 mi/h para la rampa de salida, en comparación con un poco más de 3 mi/h para la
rampa de encendido. Esto no es del todo inesperado. En los cruces divergentes, los vehicles en los
carriles exteriores tienden a enfrentar menos turbulencias que los de los carriles exteriores cerca de los
cruces de fusión. Todos losvehículos fuera dela rampa deben estar en los carriles 1 y 2 para una cierta
distancia antes de salir de la autopista. Los vehículos en rampa, por otro lado, pueden ejecutar tantos
canalesde carrilcomo deseen, consistentes con la seguridad y la cordura, y más de ellos pueden
terminar en carriles exteriores dentro de los 1,500 pies del punto de cruce.
Por lo tanto, se espera que la operación total de este segmento de dos rampas sea LOS D, con
velocidades de aproximadamente 50 mi/h en los carriles 1 y 2 y aproximadamente 70 mi/h en los
carriles 3 y 4.
EJEMPLO PROBLEMA 4: UN SOLO CARRIL, MANO IZQUIERDA EN LA
RAMPA EN UNA AUTOPISTA DE SEIS CARRILES
Los hechos
• Rampa de un carril, del lado izquierdo en una autopista de seis carriles (tres
carriles en cada dirección)
• Volumen de demanda de autopistas aguas arriba de la rampa = 4,000 veh / h
• Volumen de demanda en rampa = 500 veh/h
• 15% camiones, sin vehículos recreativos en la autopista
• 5% camiones, sin vehículos recreativos en rampa
• Autopista sin peaje FFS = 65 mi/h
• Rampa FFS = 30 mi/h
Problemas de ejemplo
Página 13-48
Capítulo 13/Segmentos de fusión y divergencia de
autopistas
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
• Carril de aceleración = 820 pies
• Terreno nivelado en la autopista y la rampa
• Los conductores son viajeros regulares
Comentarios
Esta es una aplicación especial de la metodología de análisis de rampa presentada en
este capítulo. Para las rampas de la izquierda, el caudal en los carriles 1 y 2 (v12) se calcula
inicialmente como si fuera una rampa de la derecha. La Prueba documental 13-16 se
utiliza para convertir este resultado en una estimación del flujo en los carriles 2 y 3 (v23),
ya que estos son los dos carriles más a la izquierda que participarán en la fusión. En
efecto, el área de influencia de la rampa es, en este caso, los carriles 3 y 4 y el carril de
aceleración para una distancia de 1.500 pies aguas abajo del punto de fusión.
Paso 1: Convertir volúmenes de demanda a caudales en condiciones ideales
equivalentes mediante la ecuación 13-1
A partir del Capítulo 11, Segmentos básicos de autopistas, el equivalente de
automóviles de pasajeros ET para camiones en terrenos llanos es 1.5. El factor de
ajuste de la población del conductor f para los viajeros regulares es 1. 00.
Paso 2: Calcular el flujo de demanda en los carriles 2 y 3 inmediatamente aguas arriba del área de
influencia de la rampa mediante la ecuación 13-2 y el Anexo 13-6
Para estimar el flujo en los dos carriles izquierdos, primero se debe calcular el flujo que normalmente se espera
en los carriles 1 y 2 para una rampa derecha similar. De la Prueba documental 13-6, para una rampa aislada en una
autopista de seis carriles, se utiliza la ecuación 13-4:
Capítulo 13/Freeway Merge and Diverge Segments
Diciembre 2010
Page 13-49
Problemas de ejemplo
Manual de capacidad de carreteras 2010
A partir de las Pruebas documentales 13 a 16, el factor de ajuste aplicado a este resultado para
determinar el caudal estimado en los carriles 2 y 3 es de 1,12. por lo tanto:
v23 =2.867x1,12 = 3.211 pc/h
Si bien, estrictamente hablando, los criterios de razonabilidad para la distribución de carriles no se
aplican a las rampas de la izquierda, se pueden aplicar de forma muy aproximada. En este caso, el único
"carril exterior" (que ahora es el carril 1) tendría un caudal de 4.779 - 3.211 = 1.568 pc/h. Esto no es mayor que
2.700 pc/h/ln, ni es greater que 1,5 veces el flujo medio en los carriles 2 y 3 (1,5 x 3.211/2 = 2.408 pc/h/ln).
Por lo tanto, incluso si los criterios de razonabilidad se aplicaran aproximadamente en este caso, no existiría
ninguna violación.
Los cálculos restantes proceden para la rampa izquierda, con la sustitución de v3i por v]2 en todos los
algoritmos utilizados.
Paso 3: Comprobar las capacidades utilizando las Pruebas documentales 13-8 y 13-10
Para este caso, hay tres puntos de comprobación simples:
® El punto de control de capacidad principal es el caudal de demanda total
aguas abajo dela fusión, 4.779 + 569 = 5.348 pc/h. De la Prueba documental 13-8, para una autopista
de seis carriles con un FFS de 65 mi/h, la capacidad es de 7.050 pc/h, muy por encima del caudal de
la demanda.
® La capacidad de la calzada de rampa también debe comprobarse utilizando la Prueba documental1310. Para una rampa de un solo carril con un FFS de 30 mi/h, la capacidad es de 1.900 pc/h, que es
mucho mayor que el caudal de demanda de 569 pc/h.
® Por último, se debe comprobar el caudal máximo que entra en el área de influencia de la rampa. En
este caso, una rampa a la izquierda, el flujo total que entra en el área de influencia de la rampa es el
flujo de la autopista que queda en los carriles 2 y 3 más el caudal de la rampa. Por lo tanto, el flujo
total que entra en la zona de influencia de la rampa es de 3.211 + 569 = 3.780 pc/h, que es inferior al
caudal máximo deseable de 4.600 pc/h, que se muestra en la Prueba documental 13-8.
Por lo tanto, no hay problemas de capacidad en este punto de combinación y se esperan operaciones
estables. LOS F no resultará de las condiciones indicadas.
Paso 4: Calcular densidades y encontrar niveles de servicio mediante la ecuación 13-21 y el
Anexo 13-2
La densidad en el área de influencia de la rampa se encuentra mediante el uso de la ecuación 13-21,
excepto que v23 reemplaza a v12 debido a la colocación de la rampa izquierda:
Problemas de ejemplo
Página 13-50
Capítulo 13/Segmentos de fusión y divergencia de
autopistas
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
Paso 5: Calcular las velocidades de área de fusión y divergencia como información
complementaria utilizando las Pruebas documentales 13-11 y 13-13
Los algoritmos de estimación de velocidad se calibraron para rampas de la derecha, y los
algoritmos de estimación para "carriles exteriores" asumen que estos son los carriles más a la
izquierda. Por lo tanto, para una rampa a la izquierda, estos cálculos deben considerarse
aproximados en el mejor de los casos.
Utilizando las ecuaciones de las Pruebas documentales 13 a 11 y 13 a 13 presentadas, se
obtienen los siguientes resultados:
Si bien se prevé que el tráfico en el carril exterior viaje algo más rápido que el tráfico en los carriles en el área
de influencia de la rampa (que incluye el carril de aceleración), la naturaleza aproximada del resultado de la
velocidad para las rampas de la izquierda hace que sea difícil sacar conclusiones firmes sobre el comportamiento
de la velocidad.
discusión
Este problema de ejemplo es típico de la forma en que se tratan las situaciones en la sección casos especiales.
Las modificaciones especificadas se aplican a los algoritmos estándar utilizados para los cruces de rampa de un
solo carril a la derecha. En este caso, las operaciones son aceptables, pero en LOS D, aunque no muy lejos del límite
de LOS C. Debido a que se espera que los carriles de la izquierda lleven el tráfico de la autopista que fluye más
rápido que los carriles de la derecha, las rampas de la derecha son normalmente preferibles a las rampas de la
izquierda cuando se pueden proporcionar sin gran dificultad.
EJEMPLO PROBLEMA 5: TARIFAS DE SERVICIO FLOW Y VOLÚMENES DE SERVICIO PARA UNA RAMPA
DE ACCESO AISLADA EN UNA AUTOPISTA DE SEIS CARRILES
Los hechos
Para esta situación se han establecido los siguientes hechos:
• De un solo carril, a la derecha en la rampa con un FFS de 40 mi/h
• Autopista de seis carriles (tres carriles en cada dirección) con un FFS de 70 mi/h
• Terreno llano para autopista y rampa
• 12% camiones, 3% RVs en autopista
• 5% camiones, 2% vehículos recreativos en rampa
• Factor de hora pico = 0,87
• Los conductores son usuarios habituales de la instalación
• Carril de aceleración = 1,000 pies
Capítulo 13/Segmentos de combinación y divergencia de autopistas
Diciembre 2010
Página 13-51
Ejemplos de problemas
Manual de capacidad de carreteras 2010
Comentarios
Este ejemplo ilustra el cálculo de las tasas de flujo de servicio y los volúmenes de servicio para un
cruce rampa-autopista. El caso seleccionado es relativamente sencillo para evitar saturar la ilustración
con complicaciones extrañas que se han tratado en otros problemas de ejemplo.
Se demostrarán dos enfoques:
1.
La tasa de flujo de demanda de rampa se indicará como un porcentaje fijo de la tasa de flujo de
la autopista que llega. Las tasas de flujo de servicio y los volúmenes de servicio se expresan
como caudales de autopistas de llegada que dan lugar a las densidades de umbral dentro de la
zona de influencia de rampa que definen los límites de los distintos niveles de servicio. Para
este cálculo, el flujo de rampa se establece en el 10% del caudal de la autopista que se
aproxima.
2.
Se indicará un caudal de demanda de autopista fija, con caudales de servicio y volúmenes de
servicio expressed como índices de flujo de demanda de rampa que dan lugar a las densidades
de umbral dentro del área de influencia de rampa que definen los límites de los diversos
niveles de servicio. Para este cálculo, la tasa de flujo de la autopista que se aproxima se
establece en 4,000 veh / h.
Para LOS E, la densidad no define el valor límite de la velocidad de flujo de servicio, que es
análoga a la capacidad de los cruces de rampa-autopista. Se define como el flujo que resulta en la
capacidad que se alcanza en el segmento de la autopista aguas abajo o carretera de rampa.
Dado que todos los algoritmos de esta metodología están calibrados para turismos por hora en
condiciones ideales equivalentes, los cálculos iniciales se realizan en esos términos. A continuación, los
resultados se convierten en caudales de servicio utilizando los factores de ajuste apropiados para
vehículos pesados y de pulsación del conductor. A continuación, las tasas de flujo de servicio se
convierten en volúmenes de servicio multiplicando por el factor de hora punta.
A partir de la Prueba documental 13-2, las siguientes densidades definen los límites de LOS A-D:
A partir de las Pruebas documentales 13 a 8 y 13 a 10 presentadas, la capacidad (o el umbral para
los LOS E) se produce cuando el caudal de la autopista aguas abajo alcanza los 7.200 pc/h (FFS = 70
mi/h) o cuando el caudal de la rampa alcanza los 2.000 pc/h (rampa FFS = 40 mi/h).
Caso 1: Tasa de flujo de demanda de rampa = 0.10 Tasa de flujo de demanda de
autopistas
La ecuación 13-21 define la densidad en un área de influencia en rampa de la siguiente manera:
P
r
o
b
le
m
a
s
Página 13-52 Capítulo 13/Freeway Merge and Diverge Segments
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
La sustitución de estos valores en la ecuación 13-21 da
Esta ecuación ahora se puede resolver para los valores umbral de vF para
los A a D utilizando los valores umbral apropiados de densidad. Los resultados
serán en términos de caudales de servicio en condiciones ideales equivalentes:
A su capacidad, el caudal limitante se produce cuando el segmento de
autopistas aguas abajo es de 7.200 pc/h. Si el caudal de rampa es 0,10 del caudal
de la autopista que se aproxima, entonces
Esto debe comprobarse para asegurarse de que el caudal de rampa (0,10 *
6.545 = 655 pc/h) no supere la capacidad de rampa de 2.000 pc/h. Puesto que no
lo hace, el cómputo está parado.
Tenga en cuenta, sin embargo, que el umbral los e (capacidad) es inferior al
umbral los d. Esto indica que la operación de LOS D no se puede lograr en esta
ubicación. Antes de que las densidades alcancen el umbral de 35 pc/h/ln para
LOS D, se ha alcanzado la capacidad de la unión de fusión. Por lo tanto, no hay
caudal de servicio o volumen de servicio para LOS D.
Los valores calculados, como se ha señalado, se encuentran en términos de
turismos por hora en condiciones ideales equivalentes. Para convertir estos alos
caudales de ervice en vehículos por hora en condiciones prevalecientes, deben
multiplicarse por el
Capítulo
13/Segmentos
53
Diciembre 2010
de
fusión
y
divergencia
de
autopistas
Página 13-
Problemas de ejemplo
Manual de capacidad de carreteras 2010
factor de ajuste de vehículos pesados y el factor de población del conductor. El flujo de la autopista que
se aproxima incluye un 12% de camiones y un 3% de vehículos recreativos. Para terreno llano (Capítulo
11, Segmentos básicos de autopistas), ET = 1.5 y ER = 1.2. Entonces
El factor de población del conductor, para los usuarios habituales de las instalaciones es de 1,00.
Los volúmenes de servicio se obtienen multiplicando los caudales de servicio por el PHF especificado,
0.
87. Estos cálculos se ilustran en las Pruebas documentales 13 a 24.
Prueba documental 13-24
Caudales de servicio ilustrativos
y volúmenes de servicio
Basado en acercarse
Demanda de autopistas
LOS
un
Caudal de servicio,
condiciones ideales
(pc/h)
1,979
Caudal de servicio, condiciones
prevalecientes (SF) (veh/h)
1.979 x 0,938 x 1 = 1.856
Volumen de servicio (SV)
(veh/h)
1.856 x 0,87 = 1.615
B
C
D
E
3,813
5,280
Na
6,545
3.813 x 0,938 x 1 = 3.577
5.280 x 0,938 x 1 = 4.953
Na
6.545 x 0,938 x 1 = 6.139
3.577 x 0,87 = 3.112
4.953 x 0,87 = 4.309
Na
6.139 x 0,87 = 5.341
Las tasas de flujo de servicio y los volúmenes de servicio que se muestran en
la Prueba documental 13-24 se indican en términos de la demanda de autopistas
que se aproxima.
Caso 2: Acercándose al volumen de demanda de autopistas = 4,000 veh/h
En este caso, la demanda de autopistas que se aproxima se mantendrá constante, y
las tasas de flujo de servicio y los volúmenesde servicio seindicarán en términos de lademanda en rampa que
se puede acomodar en cada
LOS.
Dado que la demanda de autopistas se establece en términos de un volumen horario en vehículos mixtos
por hora, se convertirá en turismos por hora en condiciones ideales equivalentes para su uso en los
algoritmos de esta metodología:
La densidad se estima utilizando la ecuación 13-20, y la variable PfM—que no
depende de vR—sigue siendo0,6055 como en el caso 1. Con un valor fijo dela demanda de
autopistas:
De esta ecuación se desprende que ni LOS A (DR = 10 pc/mi/ln) niLOS
B (D R = 20 pc/mi/ln) pueden lograrse con un flujo fijo de demanda de autopistas de
4.902 pc/h.
Para LOS C y D:
Problemas de ejemplo
Página 13-54
Capítulo 13/Segmentos de fusión y divergencia de
autopistas
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
La capacidad, el límite de LOS E, se produce cuando el flujo de la autopista aguas abajo alcanza los
7.200 pc/h. Con una demanda fija de la autopista sin peaje:
Esto, sin embargo, viola la capacidad de la calzada de rampa, que es de 2.000 pc/h. Por lo tanto, el
caudal de rampa limitante para LOS E se establece en 2.000 pc/h.
Al igual que en el caso 1, todos estos valores se indican en términos de turismos por hora en
condiciones ideales equivalentes. Se convierten en caudales de servicio multiplicándolos por los factores de
ajuste apropiados de la población de vehículos pesados y conductores. Dado que la rampa tiene una
composición diferente de la del flujo de la autopista, su ajuste debe ser vuelto a calcular:
'
Las tasas de flujo de servicio se convierten en volúmenes de servicio multiplicando por el factor de
hora pico. Estos cálculos se ilustran en las Pruebas documentales 13 a 25.
LOS
un
B
C
Caudal de servicio,
condiciones ideales
(pc/h)
Caudal de servicio, condiciones
prevalecientes (SF) (veh/h)
Volumen de servicio (SV)
(veh/h)
Na
Na
769
Na
Na
769 x 0,972 x 1 = 747
Na
Na
747 x 0,87 = 650
1,723
1.723 x 0,972 x 1 = 1.675
2.000 x 0,972 x 1 = 1.944
1.675 x 0,87 = 1.457
1.944 x 0,87 = 1.691
D
E
2,000
Prueba documental 13-25
Caudales de servicio ilustrativos y
volúmenes de servicio basados en
un fijo
Demanda de autopistas
Estas tarifas de flujo de servicio y volúmenes de servicio se basan en una demanda constante de autopistas
ascendentes y se indican en términos de limitar las demandas en rampa para esa condición.
discusión
Como se muestra en esta ilustración, muchas consideraciones están involucradas en la estimación de las
tasas de flujo de servicio y los volúmenes de servicio para los cruces de rampa-autopista, entre las cuales no es
menor especificar cómo se deben definir dichos valores. El concepto de caudales de servicio y volúmenes de
servicio en cruces específicos de rampa-autopista es de utilidad limitada. Dado que muchos de los detalles que
afectan a las estimaciones no se determinarán hasta que se preparen las cifras finales, el análisis operativo del
diseño propuesto puede ser más apropiado.
El caso 2 podría tener aplicaciones en la consideración de cómo cronometro de tiempo en los medidores de
rampa. Los flujos de rampa de limitación apropiados pueden estimarse utilizando el mismo enfoque que para
los flujos de volumen de servicio y de flujo de servicio.
Capítulo 13/Segmentos de fusión y divergencia de
autopistas
Diciembre 2010
Página 13-55
Problemas de ejemplo
Manual de capacidad de carreteras 2010
5. Referencias
Algunas de estas referencias se pueden
encontrar en la Biblioteca de Referencia
Técnica en el Volumen 4.
Referencias
1. Roess, R. P., and J.M. Ulerio. Capacidad de cruces rampa-autopista. Final
Report, NCHRP Project 3-37. Polytechnic University, Brooklyn, N.Y.,
noviembre de 1993.
2. Roess, R. P., E. S. Prassas, and W. R. McShane. Traffic Engineering, 3rd ed.
Pearson Prentice Hall, Upper Saddle River, N.J., 2004.
3. Leisch, J. E. Capacity Analysis Techniques for Design and Operation of Freeway
Facilities. Federal Highway Administration, Washington, D.C., 1974.
4. Asociación Americana de Funcionarios estatales de carreteras y transporte.
A Policy on Geometric Design of Highways and Streets. Washington, D.C., 2004.
5. Elefteriadou, L. A Probabilistic Model of Breakdown at Freeway-Merge Junctions.
Tesis doctoral. Polytechnic University, Brooklyn, N.Y., junio de 1994.
6. Zegeer, J. D., M. A. Vandehey, M. Blogg, K. Nguyen, and M. Ereti. Informe
599 de NCHRP: Valores predeterminados para análisis de capacidad de
carretera y nivel de servicio. Transportation Research Board of the National
Academies, Washington, D.C., 2008.
Página 13-56
Capítulo 13/Segmentos de fusión y divergencia de
autopistas
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
1.......................................................................................................................
Datos
3.
4.
Ejemplo
dede
entrada
problema
necesarios
3: Sección
...................................................................................................................
transversal de diseño necesaria para proporcionar el destino PROBL
INTRO
14-6
APLIC
DUCCIÓN
2.
ACIONES
EMAS
LOS
......................................................................................................................
............................................................................................................................................................
DE ..................................................................................................................................................
EJEMPLO
................................................................................................................................................
............................................................................................................................... 14-32
14-1
METO
14-20
14-27
CAPÍTULO
14
Condiciones
Limitaciones
Valores
Ejemplo
predeterminados
de problema
básicas
de la metodología
............................................................................................................................
1: LOS
.................................................................................................................
en ........................................................................................................
la carretera indivisa de cuatro..................................... carriles 14-20
14-27
14-1
14-8
DOLOGÍA
Ejemplo
....................................................................................................................................................................
de.................................................................................................................................................
problema 4: Modernización de carreteras multilane ...................................................... 14-34
14-8
CARRETERAS
Características
Modo
Establecimiento
Ex
.............................................
automóvil
de
de
..................................................................................................................................
flujo
límites
en condiciones
deample
análisis
Problema
............................................................................................
de................................................................................
2: LOS en la carretera de cinco carriles conbase
TWLTL
14-21
14-2
14-9
14-29
MULTILANE
Tipos
Ejemplo
de de
autopistas
problema
multilane
5: Sección
................................................................................................................
transversal futura necesaria para proporcionar el destino
14-1
....................................................................................................................................................................
Capacidad
Modo
Tipos
de
bicicleta
análisis
de los
...................................................................................................................................
................................................................................................................................
segmentos de .............................................................................................. carreteras
14-19
14-21
multilane14-4
LOS
....................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................ 14-35
LOS para segmentos
Volúmenes
de servicio
dediario
carreteras
.................................................................................
multilane ..................................................................................
generalizados 14-23
14-4
5....................................................................................................................... REFER
Uso de herramientas alternativas.......................................................................................................... 14
-26
contenido
ENCIAS ..................................................................................................................................................... 14-38
....................................................................................................................................................................
Capítulo 14/Carreteras
multilane
Diciembre 2010
Página 14-i
contenido
Manual de capacidad de carreteras 2010
Prueba documental 14-1 Carreteras multilane ..................................................................................... 14-2
Anexo 14-2 Curvas de velocidad y flujo para carreteras de varios carriles bajo la base
Condiciones ..............................................................................................................................................
14-3
LISTA DE EXPOSICIONES
Prueba documental 14-3 Ecuaciones que describen las curvas velocidad-flujo en la Prueba documental
14-2 ............................................................................................................................................................ 14-3
Prueba documental 14-4 automobile LOS para segmentos de carreteras multilane ....................... 14-4
Prueba documental 14-5 de los LOS sobre curvas de velocidad-flujo base ...................................... 14-5
Prueba documental 14-6 Bicycle LOS en carreteras multilane ........................................................... 14-5
Prueba documental 14-7 Descripción general de la metodología de carreteras multicanal para
automóviles
Modo ......................................................................................................................................................... 14-9
Prueba documental 14-8 Ajuste a FFS para el ancho promedio de.................................................... carril
14-11
Prueba documental 14-9 Ajuste al FFS para holguras laterales ......................................................... 14-12
Prueba documental 14-10 Ajuste a FFS para el tipo mediano ............................................................ 14-12
Prueba documental 14-11 Ajuste a FFS para densidad de puntos de acceso.................................... 14-12
Prueba documental 14-12 de ECP para vehículos pesados en segmentos generales del terreno... 14-15
Prueba documental 14-13 de los PCE fo Camiones y autobuses (ET) sobre las mejoras ............... 14-16
Prueba documental 14-14 de los PCE para vehículos recreativos(E R) sobre las actualizaciones . 14-16
Prueba documental 14-15 de pces para camiones y autobuses (ET) sobre rebajas específicas...... 14-17
Prueba documental 14-16 Datos de entrada requeridos y valores predeterminados para multilane
Segmentos decarretera ............................................................................................................................ 14-20
Prueba documental 14-17 Velocidades máximas de flujo de servicio (pc/h/ln) para multilane
Segmentos de carreteras en condiciones ............................................................................................... básicas
14-22
Prueba documental 14-18 Volúmenes de servicio diario generalizados para multilane rural
Carreteras (1,000 veh/día) ...................................................................................................................... 14-24
Prueba documental 14-19 Volúmenes de servicio diario generalizados para multilane urbano
Carreteras (1,000 veh/día) ...................................................................................................................... 14-25
Prueba documental 14-20 Lista de problemas de ejemplo.................................................................. 14-27
contenido
Página 14-ii
Capítulo 14/Carreteras
multilane
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
1. INTRODUCCIÓN
VOLUMEN 2: FLUJO ININTERRUMPIDO
10. Instalaciones de la autopista
11, segmentos básicos de la autopista
El Capítulo 14, Carreteras multilane, aborda el análisis de capacidad y nivel de servicio (LOS)
para segmentos de flujo ininterrumpido de autopistas multilane de superficie. En general, el flujo
ininterrumpido puede existir en una carretera de varios carriles si hay 2 millas o más entre las señales de
tráfico. Donde las señales están más estrechamente espaciadas, el
la instalación debe ser analizada como una calle urbana.
12. Segmentos de tejido de autopistas
13. Segmentos de unión y divergencia de
autopistas
14.Carreteras de varios carriles
ES. Carreteras de dos carriles
Muchas carreteras multilane tendrán intersecciones señalizadas periódicas, incluso si el
espaciamiento de señal promedio es muy por encima de 2 mi. En tales casos, los segmentos de carreteras
de varios carriles que están a más de 2 millas de distancia de cualquier intersección señalizada se
analizan utilizando la metodología de este capítulo. Las intersecciones señalizadas aisladas deben ser
analizadas con la metodología del Capítulo 18, Intersecciones Señalizadas.
Los procedimientos de LOS se proporcionan tanto para automóviles como para bicicletas. La
metodología del automóvil se basa en los resultados del Proyecto NCHRP 3-33 (1), y la bicicleta LOS se
basa en la investigación realizada para el Departamento de Transporte de Florida (2). La misma
metodología para bicicletas LOS se utiliza para las autopistas de varios carriles y dos carriles; los lectores
interesados en los detalles de la metodología de ciclismo deben referirse al Capítulo 15, Carreteras de
dos carriles.
TIPOS DE AUTOPISTAS MULTILANE
Las carreteras multilane generalmente tienen de cuatro a seis carriles (en ambas direcciones) y
límites de velocidad publicados entre 40 y 55 mi/h. En algunos estados, los límites de velocidad de 60 o
65 mi /h se utilizan en algunas carreteras de varios carriles. Estas carreteras pueden estar divididas por
uno de varios tipos de mediana, pueden ser indivisas (con solo una línea central que separa las
direcciones del flujo), o pueden tener un carril de giro a la izquierda de dos vías (TWLTL). Por lo
general, se encuentran en áreas suburbanas, que conducen a las ciudades centrales, o a lo largo de
corredores rurales de alto volumen, que conectan dos ciudades o dos centros de actividad que generan
un número sustancial de viajes diarios. La Prueba documental 14-1 ilustra los tipos comunes de
carreteras de varios carriles.
Los volúmenes de tráfico delas carreteras de varios carriles varían ampliamente, pero a menudo
tienen una demanda de 15,000 a 40,000 veh / día. En algunos casos, se han observado volúmenes de
hasta 100.000 veh/día cuando el acceso a través de la mediana está restringido y cuando los principales
cruces están separados por pendientes. Las bicicletas se permiten típicamente en las carreteras de varios
carriles, y las carreteras de varios carriles a menudo sirven como rutas principales tanto para los ciclistas
de cercanías (en las carreteras suburbanas) como para los ciclistas recreativos (en las carreteras rurales).
CONDICIONES BÁSICAS
Las condiciones básicas bajo las cuales se logra la capacidad total de un segmento de carretera de
varios carriles incluyen buen tiempo, buena visibilidad, sin incidentes o accidentes, sin actividad en la
zona de trabajo y sin defectos de pavimento que afectarían las operaciones. La metodología de este
Las cocciones de base incluyen buen tiempo, buena
visibilidad y no incidentes o accidentes. Siempre se
supone que estas condiciones existen
capítulo asume que estas condiciones existen. Si alguna de estas condiciones no existe, se puede esperar
que la velocidad, los LOS y la capacidad del segmento de carreteras de varios carriles sean peores que
las predicciones de esta metodología.
Capítulo 14/Carreteras
multilane
Diciembre 2010
Página 14-1
Introducción
Manual de capacidad de carreteras 2010
Prueba
documental 14-1
Autopistas
multilane
a) Carretera suburbana dividida de varios
carriles b) Carretera suburbana indivisa de varios carriles
c) Carretera suburbana de varios carriles con TWLTL d) Carretera rural indivisa de varios carriles
Las condiciones de base incluyen 0%
vehículos pesados y una población de
conductores compuesta por usuarios
habituales de la carretera.
La metodología proporciona ajustes para
situaciones en las que no se aplican estas
condiciones.
Las condiciones base incluyen las siguientes condiciones; la metodología se
puede ajustar para abordar situaciones en las que no existen estas condiciones:
• No hay vehículos pesados, como camiones, autobuses y vehículos
recreativos (RVs), en el flujo de tráfico; y
• Una población de conductores compuesta principalmente por
usuarios habituales que están familiarizados con la instalación.
Características como el ancho del carril, la holgura lateral total (TLC), el tipo
mediano y la densidad del punto de acceso tendrán un impacto en la velocidad
del flujo de árboles (FFS) de la instalación. Las curvas que describen las
operaciones en condiciones de base, sin embargo, dan cuenta de diferentes FFSs.
CARACTERÍSTICAS DE FLUJO EN CONDICIONES DE BASE
Las características geométricas más severas y
la existencia de puntos de acceso son dos
diferencias clave que resultan en velocidades
y capacidades de autopistas de varios carriles
más bajas que las de las autopistas con
secciones transversales similares.
Introducción
El flujo ininterrumpido en varios carriles es en la mayoría de los sentidos
similar al de los segmentos básicos de autopistas (Capítulo 11). Sin embargo,
varios factores son diferentes. Debido a que las fricciones laterales están presentes
en diversos grados de calzadas e intersecciones no controladas, así como de flujos
opuestos en secciones transversales no autorizadas, las velocidades en las
carreteras de varios carriles tienden a ser más bajas que las de segmentos de
autopistas básicas similares. La geometría básica de las autopistas de varios
carriles también tiende a ser más severa que la de los segmentos básicos de
autopistas debido a la menor expectativa de velocidades. Por último, pueden
existir intersecciones señalizadas aisladas a lo largo de carreteras de varios
carriles. El resultado general es que las velocidades y capacidades en las
autopistas de varios carriles son más bajas que las de los segmentos básicos de las
autopistas con secciones transversales similares.
Página 14-2
Capítulo 14/Carreteras
multilane
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
La Prueba documental 14-2 muestra las características de velocidad y flujo de los segmentos de
carreteras de varios carriles para diversas FSS. Las ecuaciones que describen estas curvas se
muestran en la Prueba documental 14-3.
Las curvas se muestran para FFSs entre 45 mi/h y 60 mi/h. Debido a que los FFS pueden
variar ampliamente, se recomienda que el FFS de un segmento de carretera de varios carriles se
esconda hasta las 5 millas por hora más cercanas, de la siguiente manera:
42.5 mi/h < FFS < 47,5 mi/h: utilizar FFS = 45 mi/h,
El FFS de un segmento de carretera de varios
carriles debe redondearse a las 5 millas por hora
más cercanas.
47.5 mi/h < FFS < 52,5 mi/h: utilizar FFS = 50 mi/h,
52.5 mi/h < FFS < 57,5 mi/h: utilizar FFS = 55 mi/h,
57.5 mi/h < FFS < 62,5 mi/h: use FFS = 60 mi/h.
Para los segmentos de autopistas de varios carriles, las velocidades permanecen constantes
hasta que alcanzan los 1.400 pc/h/ln, después de lo cual las velocidades disminuyen con nuevos
aumentos en el caudal.
Las tasas de flujo superiores a 1.400 pc/h/in dan
como resultado velocidades por debajo del FFS de la
autopista.
Prueba documental 14-2
Curvas de velocidad y flujo para
carreteras de varios carriles en
condiciones básicas
Nota: Las densidades máximas para los E ocurren en un ratio de v/c de 1,00. Estos son 40, 41, 43 y 45
pc/mi/ln para FFSs de 60, 55, 50 y 45 mi/h, respectivamente.
Prueba documental 14-3
Ecuaciones que describen
curvas
velocidad-flujo
en
Prueba documental 14-2
Capítulo 14/Carreteras
multilane
Diciembre 2010
Página 14-3
Introducción
las
la
Manual de capacidad de carretera 20 i0
CAPACIDAD DE LOS SEGMENTOS DE CARRETERAS MULTILANE
Las carreteras multilane con FFSs más altos
también tendrán capacidades de base más
altas. Como la mayoría de las carreteras no
operan en condiciones de base, las capacidades
observadas generalmente serán inferiores a la
capacidad base.
Las capacidades representan un caudal medio
en todos los carriles. Los carriles individuales
podrían tener flujos estables más altos.
La capacidad de un segmento de carretera de varios carriles en condiciones de base varía
con el FFS. Para FFS de 60 millas por h, la capacidad es de 2.200 pc/h/ln. Para los FFS
menores, la capacidad disminuye. Para FFS de 55 mi/h, la capacidad es de 2.100 pc/h/ln;
para FFS de 50 mi/h, 2.000 pc/h/ln; y para FFS de 45 mi/h, 1.900 pc/h/ln.
Estos valores representan las normas nacionales. La capacidad varía estocásticamente, y
cualquier ubicación dada podría tener un valor mayor o menor. Además, la capacidad se
refiere al caudal medio en todos los carriles. Por lo tanto, un segmento de carretera de dos
carriles (en una dirección) con un FFS de 60 millas / h tendría una capacidad esperada de 2 x
2,200 = 4,400 pc / h. Este flujo no se distribuiría uniformemente en los dos carriles. Así, un
carril podría tener caudales estables superiores a 2.200 pc/h/ln.
LOS PARA SEGMENTOS DE CARRETERAS DE VARIOS CARRILES
Modo automóvil
Automobile LOS se define por densidad.
Prueba documental 14-4
Automóvil LOS para
segmentos de carreteras
multiiane
Los LOS de automóviles para los segmentos de carreteras de varios carriles se definen en
las Pruebas documentales 14-4. Debido a que las velocidades son constantes a través de una
amplia gama de caudales, los LOS se definen sobre la base de la densidad, que es una medida
de la proximidad de los vehículos entre sí en el flujo de tráfico.
LOS
FFS (mi/h)
un
todo
Densidad
(pc/mi/ln)
>0-11
B
todo
>11-18
C
todo
>18-26
D
todo
60
55
50
45
>26-35
>35-40
>35-41
>35-43
>35—45
F
La demanda supera la capacidad
60
>40
55
>41
50
45
Los umbrales de LOS para las autopistas de
varios carriles son los mismos que los de las
autopistas para LOS A-D. Sin embargo, la
capacidad de la carretera de varios carriles (el
límite E-F de LOS) se produce en sitios más
bajas.
Introducción
>43
>45
Para los los A a D, los criterios son los mismos que los de los segmentos
básicos de autopistas. Esta clasificación es apropiada, puesto que ambos
representan flujo ininterrumpido del multilane. Sin embargo, el límite entre los E
y F representa la capacidad. Para las carreteras de varios carriles, la capacidad se
produce en densidades variables, dependiendo de la FFS. La densidad a su
capacidad oscila entre 40 pc/mi/ln para FFS de 60- mi/h y 45 pc/mi/ln para FFS
de 45 mi/h.
LOS F se determined cuando el caudal de la demanda excede la capacidad.
Cuando esto ocurre, la metodología no produce una estimación de densidad. Por
lo tanto, aunque la densidad en tales casos estará por encima de los umbrales
mostrados, no se pueden determinar valores específicos.
La Prueba documental 14-5 muestra los retenes en relación con las curvas de
velocidad-flujo de base.
Página 14-4
Capítulo 14/Carreteras
multilane
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
Prueba documental 14-5
LOS en curvas de velocidad-flujo
base
Caudal (pc/h/ln)
Automóvil LOS Descrito
Las descripciones de LOS para los segmentos básicos de autopistas dadas en el Capítulo 11 también son
generalmente aplicables a las carreteras de varios carriles. Los vehículos que ingresan a la autopista desde un
punto de acceso directo son un factor adicional en las carreteras de varios carriles; estos vehículos no están
presentes en los segmentos básicos de las autopistas y podrían resultar en una interrupción del flujo a altas
tasas de flujo.
Los umbrales de LOS para las carreteras de varios carriles reflejan el juicio profesional colectivo de los
miembros del Comité de Capacidad y Calidad de Servicio de carreteras de la Junta de Investigación de
Transporte. Los valores superiores mostrados para LOS F (40 a 45 pc/mi/ln, dependiendo del FFS)
representan la densidad máxima en la que se espera que se produzcan flujos sostenidos a su capacidad. Las
condiciones de avería (LOS F) en las carreteras de varios carriles se producen siempre que la demanda de la
autopista excede su capacidad.
Modo bicicleta
Bicycle LOS para segmentos de carreteras de varios carriles se basa en una puntuación de LOS
de bicicleta, que a su vez se basa en un índice de percepción del viajero. El Capítulo 15, Carreteras de
dos carriles, proporciona detalles sobre este índice, que es idéntico para las carreteras de dos carriles
Bicycle LOS se basa en una puntuación del índice
de percepción del viajero. Los detalles se dan en el
capítulo 15.
ylas carreteras de varios carriles. Las gamas LOS para bicicletas en carreteras de varios carriles se dan
en la Prueba documental 14-6.
Capítulo 14/Carreteras
multilane
Diciembre 2010
LOS
Bicicleta LOS Score
un
B
C
D
E
F
<1.5
>1.5-2.5
>2.5-3.5
>3.5^L5
>4.5-5.5
>5.5
Página 14-5
Prueba documental 14-6
Bicicleta LOS en carreteras
multilane
Introducción
Manual de capacidad de carreteras 2010
DATOS DE ENTRADA REQUERIDOS
Modo de automóvil
El análisis de un segmento de carretera de varios carriles requiere detalles
sobre las características geométricas del segmento y las características de
demanda de los usuarios del segmento. En esta sección se presentan los datos de
entrada necesarios para la metodología básica del segmento de autopistas; en la
Sección 2, Metodología, se dan detalles sobre los parámetros individuales.
Datos que describen el segmento de carreteras multilane
La siguiente información relativa a las características geométricas del
segmento de carreteras multilane es necesaria para llevar a cabo un análisis:
• FFS: 45 a 60 mi/h;
• Número de carriles (una dirección): dos o tres;
• Ancho de carril: 10 pies a más de 12 pies;
• Espacio libre lateral del lado derecho: 0 pies a más de 6 pies;
• Mediana- (izquierda) espacio libre lateral: 0 pies a más de 6 pies;
• Densidad de puntos de acceso: 0 a 40 puntos/mi;
• Terreno: nivelado, ondulado o montañoso; o la longitud y el porcentaje de
grado de grados específicos; y
• Tipo de mediana: dividida, TWLTL o indivisa.
Datos que describen la demanda
Se requiere la siguiente información sobre los usuarios del segmento de
carreteras multilane:
• Demanda durante la hora de análisis; o demanda diaria, factor K y factor
D;
• Presencia de vehículos pesados (porcentaje de camiones y autobuses,
porcentaje de vehículos recreativos): 0%-100% en terreno general o 0%25% para grados específicos;
• Factor de hora pico (PHF): hasta 1,00; y
• Factor conductor-población: 0.85-1.00.
Duración del período de análisis
El período para cualquier análisis de carretera de varios carriles es
generalmente el período crítico de 15minutos dentro de la hora pico. Sin
embargo, la metodología se puede aplicar a cualquier período de 15 minutos.
Sise utilizan vol. demanda, los caudales de demanda se estiman mediante el
uso del PHF. Cuando se miden directamente los volúmenes de 15 minutos, se
selecciona el peor período de análisis dentro de la hora, y los caudales son los
volúmenes de 15 minutos multiplicados por 4. Para los cálculos posteriores en la
metodología, el PHF se establece en 1. 00.
Introducción
Página 14-6
Capítulo 14/Carreteras
multilane
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
Modo bicicleta
Se requieren los siguientes datos para evaluar el LOS de bicicleta en una
carretera de varios carriles; también se muestran los rangos de valores utilizados
en el desarrollo del modelo LOS de bicicleta (2):
• Ancho del carril exterior a través: 10 a 16 pies,
• Ancho de hombros: 0 a 6 pies,
• Volúmenes de vehículos motorizados: hasta 36.000 tráficos diarios
medios anuales (AADT),
• Número de carriles direccionales,
• Velocidad publicada: 45 a 50 mi/h,
• Porcentaje de vehículos pesados: 0% a 2%, y
• Estado del pavimento: calificación de capacidad de servicio actual de 1 a 5.
Capítulo 14/Carreteras Multiiane
7
Diciembre 2010
Página 14-
Introducción
Manual de capacidad de carreteras 2010
2. metodología
Esta metodología se utiliza para analizar la capacidad, los LOS, los requisitos
de carril y los impactos del tráfico y las características de diseño en segmentos de
flujo ininterrumpido de carreteras rurales y suburbanas de varios carriles.
LIMITACIONES DE LA METODOLOGÍA
Modo automóvil
La metodología de este capítulo no tiene en cuenta las siguientes
condiciones:
• Los impactos negativos de las malas condiciones climáticas, accidentes o
incidentes de tráfico, cruces de ferrocarril u operaciones de construcción;
• Interferencia causada por el estacionamiento en los arcenes de la
carretera de varios carriles;
• El efecto de las caídas de carril y las adiciones de carril al principio o al
final de los segmentos de carreteras de varios carriles;
• Posibles impactos de cola cuando un segmento de carretera de varios
carriles pasa a un segmento de carretera de dos carriles;
• Diferencias entre los diversos tipos de barreras medianas y la diferencia
entre los impactos de una barrera mediana y un TWLTL;
• FFS por debajo de 45 mi/h o superior a 60 mi/h;
• Presencia significativa de estacionamiento en la calle;
• Presencia de paradas de autobús que tienen un uso significativo; y
• Actividad peatonal significativa.
Los últimos tres factores son más representativos de una arteria urbana o
suburbana, pero también pueden existir en instalaciones con más de 2 millas
entre las señales de tráfico.
Cuando los factores están presentes en segmentos de flujo ininterrumpido de
carreteras de varios carriles, la metodología no se ocupa de su impacto en el flujo.
Además, esta metodología no se puede aplicar a las autopistas con un total de tres
carriles en ambos sentidos, que deben ser analizadas como autopistas de dos
carriles con carriles de paso periódicos.
Las instalaciones de flujo ininterrumpido que permiten el acceso únicamente
a través de un sistema de rampas de entrada y salida de separaciones de
pendientes o carreteras de servicio deben analizarse como autopistas.
Modo bicicleta
Aunque el modelo LOS de bicicletas se ha
aplicado con éxito a las carreteras rurales de
varios carriles, los usuarios deben ser
conscientes de que las condiciones en muchas
de esas carreteras están fuera del rango de
valores utilizados para desarrollar el modelo.
metodología
La metodología de la bicicleta se desarrolló con datos recopilados en las calles
urban y suburbanas, incluidas las instalaciones que se definirían como autopistas
suburbanas de varios carriles. Aunque la metodología se ha aplicado con éxito a
las carreteras rurales de varios carriles en diferentes partes de los Estados Unidos,
los usuarios deben ser conscientes de que las condiciones en muchas carreteras
rurales de varios carriles (es decir, velocidades publicadas de 55 millas / h o
superiores o porcentajes de vehículos pesados superiores al 2%) estará fuera del
rango de valores utilizado para desarrollar el modelo LOS de bicicleta.
Página 14-8
Capítulo 14/Carreteras
multilane
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
MODO AUTOMÓVIL
En las Pruebas documentales 14 y 7 se ofrece una visión general de la metodología de cálculo de este
capítulo para el modo automóvil. Muestra un análisis operacional típico en el que el LOS se determina fo
un conjunto especificado de condiciones geométricas y de tráfico. La metodología también se puede
utilizar, como se describe en la sección Aplicaciones de este capítulo, para determinar el número de
carriles necesarios para proporcionar un LOS objetivo, así como para determinar las tasas de flujo de
servicio, los volúmenes de servicio y los volúmenes de servicio diarios.
Prueba documental 14-7
Descripción general de la
metodología de carreteras
multilane para el modo de
automóvil
Capítulo 14/Carreteras
multilane
Diciembre 2010
Página 14-9
metodología
Manual de capacidad de carreteras 2010
Paso 1: Datos de entrada
Para un análisis operacional típico, el analista debe especificar (con valores
específicos del sitio o predeterminados) el volumen de la demanda; el número y la
anchura de carriles; el espacio libre lateral derecho y mediano; el tipo de punto medio;
los puntos de acceso al borde de la carretera por milla; el porcentaje de vehículos
pesados, tales como carros, autobúses, y RVs; PFFF; terreno; y factor de población del
conductor.
Paso 2: Calcular FFS
Las FFSpueden determinarse directamente a partir de mediciones de campo o
pueden estimarse como se describe a continuación.
Medición de campo
FFS es la velocidad media de los automóviles
de pasajeros durante los períodos de flujo
bajo a moderado.
FFS es la velocidad media de los automóviles de pasajeros medida durante períodos
de flujo bajo a moderado (hasta 1.400 pc/h/ln). Para un segmento específico de autopistas
de varios carriles, las velocidades son prácticamente constantes en este rango de caudales.
Si el FFS se puede medir en el campo, esa determinación es preferible. Si el FFS se mide
directamente, no se aplican ajustes al valor medido.
El estudio de velocidad debe realizarse en una ubicación representativa del segmento
en un momento en que los caudales sean inferiores a 1.400 pc/h/ln. El estudio de
velocidad debe medir las velocidades de todos los turismos o utilizar una muestra
sistemática (por ejemplo, cada décimo coche en cada carril). Debe obtenerse una muestra
de al menos 100 velocidades de turismo. Se puede utilizar cualquier técnica de medición
de velocidad que se haya encontrado aceptable para otros tipos de aplicaciones de
ingeniería de tráfico. En una publicación normal de ingeniería de tráfico (3) se
proporcionan más orientaciones sobre la realización de estudios de velocidad.
estimación
No es posible realizar mediciones de campo para instalaciones futuras, y la
medición de campo puede no ser posible o práctica para todas las existentes. En
tales casos, el FFS del segmento puede estimarse utilizando la ecuación 14-1, que
se basa en las características físicas del segmento en estudio:
FFS = BFFS-fLW-fLC-fM-fA
Ecuación 14-1
Dónde
BFFS = FFS base para el segmento de carretera de varios carriles (mi/h);
FFS = FFS del segmento básico de la autopista sin peaje (mi/h); fLW =
ajuste por ancho de carril, de la Prueba documental 14-8 (mi/h); fLC
= ajuste por TLC, de la Prueba documental 14-9 (mi/h); fM = ajuste
por tipo de mediana, de la Prueba documental 14-10 (mi/h); y fA =
ajuste por densidad del punto de acceso, de la Prueba documental
14-11 (mi/h).
metodología
Página 14-10
Capítulo 14/Carreteras
multilane
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
Base FFS
Esta metodología cubre segmentos de carreteras de varios carriles con FFS que van desde 45
mi/h hasta 60 mi/h. El valor más significativo en la ecuación 14-1 es el BFFS. No hay una gran
cantidad de información disponible para ayudar a establecer un valor base. En un sentido, es
como la velocidad de diseño: representa el FFS potencial basado solo en la alineación horizontal
y vertical de la carretera, no en los impactos de los anchos de carril, las distancias laterales, el tipo
mediano y los puntos de acceso. La velocidad de diseño se puede utilizar como el BFFS si está
disponible.
Aunque los límites de velocidad no siempre se establecen uniformemente, el BFFS puede
estimarse, si es necesario, como el límite de velocidad publicado o reglamentario más 5 mi/h
para los límites de velocidad de 50 mi/h y superior y como el límite de velocidad más 7 mi/h
para límites de velocidad inferiores a 50 mi/h.
Ajuste para el ancho de carril
La condición base para el ancho del carril es de 12 pies o más. Cuando el ancho de carril
promedio en todos los carriles es inferior a 12 pies, el FFS se ve afectado negativamente.
En las Pruebas documentales 14 a 8 se muestran ajustes para reflejar el efecto de los anchos de
carril medios estrechos.
Ancho de carril (ft)
>12
>11—12
>10-11
Reducción de FFS, fLW(mil\i)
0.0
1.9
Los anchos de carril promedio de menos de 12 pies
reducen el FFS.
Prueba documental 14-8
Ajuste a FFS para el ancho de
carril promedio
6.6
Ajuste para la holgura lateral
El ajuste para la holgura lateral en los segmentos de carretera de varios carriles se basa en
TLC en el borde de la carretera (lado derecho) y en la mediana (lado izquierdo). Las
obstrucciones fijas con efectos de despeje lateral incluyen estándares de luz, señales, árboles,
pilares, rieles de puentes, barreras de tráfico y muros de contención. Los bordillos elevados
estándar no se consideran obstrucciones.
Las restricciones de despeje en el lado derecho o
izquierdo de la carretera reducen el FFS.
La holgura lateral del lado derecho se mide desde el borde derecho de los carriles de viaje
hasta la obstrucción periódica o continua más cercana al borde de la carretera. Si tales
obstrucciones están más lejos que 6 pies del borde del pavimento, se utiliza un valor de 6 pies.
La holgura lateral del lado izquierdo se mide desde el borde izquierdo de los carriles de
viaje hasta la obstrucción periódica o continua más cercana en la mediana. Si tales obstrucciones
están más lejos que 6 pies del borde del pavimento, se utiliza un valor de 6 pies.
Las holguras laterales del lado izquierdo están sujetas a algún juicio. Muchos tipos de
barreras medianas comunes no afectan el comportamiento del conductor si no están más cerca
de 2 pies del borde del carril de viaje, incluidas las barreras de hormigón y viga w. Un valor de
6 pies se utilizaría en tales casos. Además, cuando el segmento de la autopista multilane es
indiviso o tiene un TWLTL, no se asume ninguna restricción de separación lateral del lado
izquierdo y se aplica un valor de 6 pies porque hay un ajuste separado para el tipo de mediana
que explica el impacto de una carretera indivisa en FFS.
Capítulo 14/Carreteras
multilane
Diciembre 2010
Página 14-11
Utilice 6 pies como el espacio libre del lado izquierdo
para carreteras indivisas y carreteras con TWLTLs.
metodología
Manual de capacidad de carreteras 2010
La ecuación 14-2 se utiliza para determinar tlc:
TLC = LCR + LCL
Ecuación 14-2
Dónde
TLC = holgura lateral total (ft) (valor máximo 12 ft);
LCR = holgura lateral del lado derecho (ft) (valor máximo 6 ft);
y
LCL = holgura lateral del lado izquierdo (ft) (valor máximo 6
Prueba documental
14-9
Ajuste a FFS para
Holguras laterales
ft).
La Prueba documental 14-9 muestra la reducción de la FFS debido a
obstrucciones
laterales
en la carriles
Hiahwavs
de cuatro
Hiahwavs de seis carriles
TLC (ft)
Reducción de FFS (mi/h)
TLC (ft)
Reducción de FFS (mi/h)
carretera de varios carriles.
12
10
8
6
4
0.0
0.4
0.9
1.3
1.8
3.6
5.4
2
0
Nota: Se recomienda la interpolación al 0,1 más cercano.
12
10
8
6
4
0.0
0.4
0.9
1.3
1.7
2
2.8
3.9
0
Ajuste por tipo de mediana
El FFS se reduce en carreteras
indivisas.
El ajuste por tipo de mediana figura en las Pruebas documentales 14 a 10.
Las
carreteras multilane indivisas reducen el BFFS en 1.6 mi/h.
Prueba documental 14-10
Ajuste a FFS para
el tipo mediano
Tipo mediano
Reducción de FFS, fM (mi/h)
indiviso
TWLTL
dividido
1.6
0.0
0.0
Ajuste para la densidad del punto de acceso
El FFS se reduce mientras que la densidad
del punto de acceso aumenta.
En la Prueba documental 14 a 11 se presenta el ajuste a las SFFS para diversos niveles de
densidad de puntos de acceso. Los estudios indican que para cada punto de acceso por milla, el
FFS estimado disminuye en aproximadamente 0.25 mi/h, independientemente del tipo de mediana.
El número de puntos de acceso por milla se determina dividiendo el número total de puntos de
acceso (es decir, calzadas e intersecciones no señalizadas) en el lado derecho de la carretera en la dirección
de viaje por la longitud del segmento
en millas. Una intersección o calzada solo debe incluirse en el recuento si influye en el flujo de
tráfico. Los puntos de accesos que pasan desapercibidos para los controladores, o con poca
actividad, no se deben utilizar para determinar la densidad del punto de acceso.
Prueba documental
14-11
Ajuste a FFS para
Densidad de punto de
acceso
Densidad de punto de acceso (puntos de
acceso/mi)
0
Reducción de la FFS, fA
(mi/h)
0.0
10
2.5
5.0
20
30
>40
Nota:
metodología
7.5
10.0
Se recomienda la interpolación al 0,1 más cercano.
Página 14-12
Capítulo 14/Multilane Flighways
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
Aunque la calibración de este ajuste no incluyó segmentos de
carreteras de varios carriles de un solo sentido, podría ser apropiado incluir los enfoques
de intersección
y las calzadas a ambos lados de la instalación para determinar la densidad de puntos de
acceso
en los segmentos de un solo sentido.
Paso 3: Seleccione la curva FFS
Como se señaló anteriormente, una vez que se determina el FFS del segmento de
carreteras de varios carriles, se selecciona una de las cuatro curvas de velocidad-flujo de
base de la Prueba documental 14-2 para su uso en el análisis. No se recomienda interpolar
entre curvas. Enel texto que precede a la Prueba documental 14-2 se dieron los criterios
para seleccionar un documento
apropiado.
Paso 4: Ajustar el volumen de demanda
Las curvas básicas de velocidad-flujo de la Prueba documental 14-2 se basan en las tasas de
flujo enautomóviles de pasajeros equivalentes por hora, con la población de conductores dominada
por los usuarios habituales del segmento de autopistas múltiples. Los volúmenes de demanda
expresados como vehículos por hora en las condiciones prevalecientes deben convertirse a esta base.
La ecuación 14-3 se utiliza para este ajuste:
Ecuación 14-3
Dónde
vp = caudal de la demanda en condiciones básicas equivalentes (pc/h/ln);
V = volumen de la demanda en condiciones prevalecientes (veh/h);
PHF = factor de la hora pico;
N = número de carriles (una dirección);
fHV = factor de ajuste para la presencia de vehículos pesados en el flujo de tráfico, dela
ecuación 14-4; y
fp = factor de ajuste para poblaciones conductoras atípicas .
PHF
El PHF representa la variación en el flujo de tráfico dentro de una hora. Las observaciones
del flujo de tráfico indican que los caudales encontrados en el pico de 15 minutos
en una hora no se mantienen a lo largo de toda la hora. La aplicación del
PHF en la ecuación 14-3 explica este fenómeno.
En las carreteras de varios carriles, los PHF típicos oscilan entre 0,75 y 0,95. Los valores son
típicos de las condiciones de menor volumen. Los valores más altos son típicos delas condiciones urbanas y
suburbanas de hora punta. Los datos de campo deben utilizarse si es posible para desarrollar
PHFs que representen las condiciones locales.
Ajuste para vehículos pesados
Un vehículo pesado se define como cualquier vehículo con más de cuatro ruedas en el suelo durante el
funcionamiento normal. Tales vehículos generalmente se clasifican como camiones, autobuses o vehículos
recreativos. Los camiones cubren una amplia variedad de vehículos, desde camiones de una sola unidad con
neumáticos traseros dobles hasta combinaciones de tractocamiones de triple unidad. Pequeño
Capítulo 14/Carreteras multilane
13
Diciembre 2010
Página
14-
metodología
Manual de capacidad de carreteras 2010
panel o camionetas con sólo cuatro ruedas se clasifican, sin embargo, como coches de pasajeros. Los
autobuses incluyen autobuses interurbanos, autobuses de transporte público y autobuses escolares.
Debido a que los autobuses son en muchos sentidos similares a los camiones de una sola unidad,
ambos tipos de vehículos sonrojos en una categoría. Los vehículos recreativos incluyen una amplia
variedad de vehículos, desde autocaravanas autónomas hasta automóviles y camiones pequeños con
remolques (para barcos, vehículos todo terreno u otros artículos). El factor de ajuste de vehículos
pesados fHV se calcula utilizando la ecuación 14-4:
Ecuación 14-4
Dónde
fHV = factor de ajuste de vehículos pesados,
PT = proporción de camiones y autobuses en el flujo de tráfico,
PR = proporción de RVs en flujo de tráfico,
ET = equivalente de automóvil de pasajeros (PCE) de un camión o autobús en el flujo de tráfico, y
ER = PCE de un rv en la secuencia de tráfico.
El factor de ajuste se encuentra en un proceso de dos pasos. En primer lugar, el PCE para cada
camión, autobús y RV se encuentra para las condiciones prevalecientes en estudio. Estos valores de
equivalencia representan el número de automóviles de pasajeros que utilizarían la misma cantidad de
capacidad de autopista que un camión, autobús o RV en las condiciones prevalecientes. En segundo
lugar, la ecuación 14-4 se utiliza para convertir los valores de PCE en el factor de ajuste.
En muchos casos, los camiones serán el único vehículo pesado presente en el flujo de tráfico. En
otros, el porcentaje de vehículos recreativos será pequeño en comparación con los camiones y autobuses.
Si la relación entre camiones y autobuses y vehículos recreativos es de 5:1 o superior, todos los
vehículospesados pueden considerarse (pero no tienen por qué serlo) como camiones.
El efecto de los vehículos pesados en el flujo de tráfico depende del terreno y de las condiciones de
pendiente, así como de la composición del tráfico. Los PCE se pueden seleccionar para una de las tres
condiciones siguientes:
• Segmentos extendidos de highwa y multilaneen terreno general,
• Actualizaciones específicas, o
• Degradaciones específicas.
Cada una de estas condiciones se define con mayor precisión y se discute a continuación.
Equivalentes para segmentos generales del terreno
El terreno general se refiere a longitudes extendidas de carreteras de varios carriles que
contienen una serie de mejoras y degradaciones donde ninguna pendiente es lo
suficientemente larga o empinada como para tener un impacto significativo en la operación
del segmento general. Como guía para esta determinación, se puede aplicar el análisis de
segmento extendido cuando ningún grado de 3% o más es más largo que 0.25 mi, o donde
El terreno general se puede aplicar donde ningún grado entre 2% y 3% es más largo que 0.50 mi.
Las calificaciones son <2%,
Los grados son <0.25 mi de largo, o
Los grados son >2% y <3%, y son
<0.50 mi de largo.
Methodology
Página 14-14
Capítulo 14/Carreteras
multilane
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
Hay tres categorías de terreno general:
• Terreno llano: Cualquier combinación de pendientes y alineación horizontal o vertical que
permita a los vehículos pesados mantener la misma velocidad que los turismos. Este tipo de
terreno suele contener pendientes cortas de no más del 2%.
• Terreno ondulado: Cualquier combinación de grados de una alineación horizontal o vertical que hace
que los vehículos pesados reduzcan su velocidad sustancialmente por debajo de la de los
automóviles de pasajeros, pero que no hace que los vehículos pesados operen a velocidades de
arrastre durante un período de tiempo significativo o a intervalos frecuentes. La velocidad bruta
C es la velocidad máxima sostenida que los camiones pueden mantener en una actualización
extendida de un porcentaje determinado. Si la pendiente es lo suficientemente larga, los
camiones se verán obligados a desacelerar a la velocidad de arrastre, que pueden mantener
durante distancias extendidas. El Apéndice A del Capítulo 11, Segmentos básicos de
autopistas, contiene curvas de rendimiento de camiones que proporcionan velocidades de
camiones para varias longitudes y gravedades de grado. Las mismas curvas se pueden utilizar
para segmentos de flujo ininterrumpido en carreteras de varios carriles.
• Terreno montañoso: Cualquier comparación de pendientes y alineación horizontal y vertical que
hace que los vehículos pesados operen a velocidad de arrastre durante distancias significativas
o a intervalos frecuentes.
El terreno montañoso es relativamente raro. En general, en segmentos lo suficientemente severos
como para causar el tipo de operación descrita para el terreno montañoso, habrá pendientes
individuales que son más largas y empinadas que los criterios para el análisis general del terreno.
En la Prueba documental 14-12 se muestran los NCP para camiones y autobuses y los vehículos
La categoría de terreno montañoso se utiliza en raras
ocasiones, porque las pendientes individuales suelen
ser más largas y empinadas que los criterios para el
análisis general del terreno.
recreativos en segmentos generales del terreno.
PCE bv TvDe de laminación del
vehículo
Level
terreno
Camiones y autobuses, Er
RVs, ER
1.5
2.5
1.2
2.0
montañoso
4.5
4.0
Prueba documental 14-12
NPE para vehículos pesados en
segmentos generales del terreno
Equivalentes para actualizaciones específicas
Cualquier grado entre el 2% y el 3% y más largo que 0,5 millas, o el 3% o más
grande y más largo que 0,25 millas, se debe considerar ser un segmento separado.
El análisis de dichos segmentos debe considerar las condiciones de actualización y
las condiciones de degradación por separado, así como si el grado es un grado
único y aislado de porcentaje constante o parte de una serie que forma un grado
de composite. En el apéndice A del capítulo 11 se examina el análisis de los
grados compuestos.
Las Pruebas documentales 14 a 13 y 14 a 14 dan valores de E T y ER para
camiones y autobuses y para vehículos recreativos, respectivamente. Estos
factores varían con el porcentaje de grado, la longitud del grado y la proporción
de vehículos pesados en el flujo de tráfico. Los valores máximos se producen
cuando sólo hay unos pocos vehículos pesados en el flujo de tráfico. Los
equivalentes disminuyen a medida que aumenta el número de vehículos pesados
porque estos vehículos tienden a formar pelotones. Debido a que los vehículos
pesados tienen características de funcionamiento más uniformes, se crean menos
brechas grandes en la corriente de tráfico cuando se pelotan, y el impacto de un
solo vehículo pesado en un pelotón es menos grave que el de un solo vehículo
Página 14-15
Capítulo 14/Carreteras
pesado
en una corriente compuesta principalmente por pasajeros.
multilane
Diciembre 2010
metodología
Manual de capacidad de carreteras 2010
Coches. Sin embargo, el impacto agregado de los vehículos pesados en el
flujo de tráfico aumenta a medida que aumenta el número y el porcentaje de
vehículos pesados.
Prueba documental 1413
PCEs para camiones y
autobuses (B-f) en
actualizaciones
por
ciento
Actualiza
r
<2
>2-3
>3-4
>4-5
>5-6
>6
Nota:
Prueba
documental 14-14
PCEs para RVs (£«)
en actualizaciones
por
ciento
Upqrade
<2
4°/o
todo
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
0.00 - 0.25
>0.25-0.50
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
20%
25%
>0,50-0,75
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
>0,75 - 1.00
>1,00-1,50
2.0
2.5
2.0
2.5
2.0
2.5
2.0
2.5
>1,50
1.5
2.0
2.0
1.5
2.0
2.0
1.5
2.0
2.0
1.5
2.0
2.0
3.0
3.0
2.5
2.5
1.5
2.0
2.0
0.00-0.25
>0.25-0.50
>0,50 - 0,75
1.5
2.0
2.5
1.5
2.0
2.5
1.5
2.0
2.0
1.5
2.0
2,0
1.5
2.0
2.0
1.5
2.0
2.0
1.5
1.5
2.0
1.5
1.5
2.0
1.5
1.5
2.0
>0.75 - 1.00
>1,00-1,50
>1,50
3.0
3.5
4.0
3.0
3.5
3.5
2.5
3.0
3.0
2.5
3.0
3.0
2.5
3.0
3.0
2.5
3.0
3.0
2.0
2.5
2.5
2.0
2.5
2.5
2.0
2.5
2.5
0.00 - 0.25
>0.25-0.50
>0,50-0,75
>0.75-1.00
>1,00
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
2.0
2.5
3.0
3.0
0.00- 0.25
>0,25 - 0,30
2.0
4.0
2.0
3.0
1.5
2.5
1.5
2.5
>0,30-0,50
4.5
4.0
3.5
3.0
1.5
2.0
2.5
1.5
2.0
2.5
1.5
2.0
2.5
1.5
2.0
2.5
1.5
2.0
2.5
>0,50-0,75
>0.75-1.00
>1,00
4.5
5.0
5.0
4.0
4.5
5.0
3.5
4.0
4.5
3.0
3.0
3.5
3.0
3.0
3.5
3.0
3.0
3.5
3.0
3.0
3.5
3.0
3.0
3.5
0.00 - 0.25
>0.25-0.30
5.0
5.5
6.0
4.0
4.5
3.0
4.0
2.5
3.5
2.5
3.5
2.5
3.5
2.5
3.0
2.0
2.5
2.0
2.5
1.0
2.5
>0,30-0,50
>0,50-0,75
>0.75-1.00
>1,00
5.0
5.5
6.0
7.0
4.5
5.0
5.5
6.0
4.0
4.5
5.0
5.5
4.0
4.5
5.0
5.5
3.5
4.0
4.5
5.0
3.0
3.5
4.0
4.5
2.5
3.0
3.5
4.0
2.5
3.0
3.5
4.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4%
Proporción de
5% 6% 8% 10%
RVs
2%
15%
20%
25%
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
>0,50
0.00-0.25
>0.25-0.50
>0,50
3.0
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.2
1.2
1.2
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
1.5
1.5
>4-5
0.00-0.25
>0.25-0.50
> 0,50
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
2.0
2.0
>5
0.00-0.25
>0.25-0.50
>0,50
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
2.0
2.0
>3-4
Nota:
metodología
2%
Proporción de camiones y
autobuses
6%
8% 10%
5°/o
15%
Se recomienda interpolar para el porcentaje de camiones y autobuses al 0,1 más cercano.
>2-3
La longitud de grado debe incluir el 25% de
la longitud de las curvas verticales al
principio y al final de la pendiente.
Con dos actualizaciones consecutivas, se
debe incluir el 50% de la longitud de la
curva vertical que los une.
largura
(mi)
largura
(mi)
todo
0.00-0.50
La interpolación para el porcentaje de RVs se recomienda al 0.1 más cercano.
La longitud de la pendiente generalmente se toma de un perfil de carretera. Por lo
general, incluye la parte recta del grado más alguna parte de las curvas verticales al
principio y al final del grado. Se recomienda que el 25% de la longitud de las curvas
verticales en ambos extremos de la pendiente se incluya en la longitud. Cuando dos
actualizaciones consecutivas están presentes, el 50% de la longitud de la curva vertical que
las une se incluye en la longitud de cada grado.
Página 14-16
Capítulo 14/Carreteras
multilane
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
En el análisis de las mejoras, el punto de interés se encuentra generalmente al final de la pendiente,
donde los vehículos pesados tienen el máximo efecto en las operaciones. Sin embargo, si un segmento
termina a medio grado (debido a un punto de acceso principal, por ejemplo), se utilizaría la longitud del
grado hasta el final del segmento.
El punto de interés en un análisis de actualizaciones
suele ser el lugar donde los vehículos pesados tendrían
el mayor impacto en las operaciones: por ejemplo, la
parte superior de una pendiente o la parte superior de la
pendiente más empinada de una serie.
En grados compuestos, la inclinación relativa de los segmentos es importante. Si una mejora del 5 %
va seguida de una mejora del 2%, por ejemplo, el impacto máximo de los vehículos pesados es más
probable al final del segmento del 5 %. Se espera que los vehículos pesados aceleren después de entrar
en el segmento del 2%.
Equivalentes para degradaciones específicas
El conocimiento de los impactos específicos de los vehículos pesados en las condiciones de
funcionamiento en las rebajas de categoría es limitado. En general, si la degradación no es lo
suficientemente severa como para hacer que los camiones cambien a un ge ar más bajo(para activar el
frenado del motor), los vehículos pesados pueden ser tratados como si estuvieran en segmentos de
terreno llanos. Cuando una degradación es severa, los camiones a menudo deben usar engranajes bajos
para evitar ganar demasiada velocidad y salirse de control. En tales casos, su efecto en las condiciones
de funcionamiento es más significativo que en el terreno llano. En la Prueba documental 14 a 15 se dan
valores de ET para esta situación.
Proporción de Camiones y
Autobuses 5% 10% 15%
1.5
1.5
1.5
por ciento
degradar
<4
Duración del
grado (mi)
todo
4-5
<4
>4
1.5
1.5
1.5
2.0
2.0
2.0
1.5
1.5
>5-6
<4
>4
1.5
5.5
1.5
4.0
1.5
4.0
1.5
3.0
>6
<4
>4
1.5
7.5
1.5
6.0
1.5
5.5
1.5
4.5
20%
1.5
En las degradaciones, los vehículos recreativos siempre se tratan como si estuvieran
en terrenos llanos; ER es por lo tanto siempre 1.2 en rebajas sin importar la longitud o la
severidad de las rebajas o el porcentaje de RVs en la secuencia de tráfico.
Prueba documental 14-15
PCEs para camiones y autobuses
(£r)en degradaciones específicas
ER es siempre 1.2 en downgrades.
Equivalentes para grados compuestos
La alineación vertical de la mayoría de las carreteras de varios carriles da como
resultado una serie continua de grados. A menudo es necesario determinar el efecto de
una serie de grados en sucesión. La técnica más sencilla es calcular la calificación media,
definida como el aumento total desde el principio de la calificación compuesta hasta el
punto de interés dividido por la longitud de la calificación (hasta el punto de interés).
La técnica de grado promedio es un enfoque aceptable para los grados en los que
todas las subsecciones son menos del 4% o la longitud total del grado es inferior a 4,000
pies. Para grados compuestos más severos, una técnica detallada se presenta en el
Apéndice A del Capítulo 11, Segmentos básicos de autopistas. Esta técnica utiliza curvas
de rendimiento del vehículo y velocidades equivalentes para determinar el grado simple
equivalente para el análisis. Se puede aplicar a grados compuestos en Carretera de varios
carriles.
El grado promedio se puede utilizar cuando todos los
grados de componentes están <4% o la longitud total
de los grados es de <4,000 pies.
El Apéndice A del Capítulo 11 proporciona un
método para abordar los grados compuestos más
severos.
Ajuste para la población del conductor
Las características básicas de la corriente de tráfico para los segmentos de carreteras
de varios carriles son representativas de los conductores regulares en una corriente de
tráfico compuesta sustancialmente por viajeros o conductores que están familiarizados con
la instalación. Es generalmente aceptado
Capítulo 14/Carreteras
multilane
Diciembre 2010
Página 14-17
metodología
Manual de capacidad de carreteras 2010
que las corrientes de tráfico compuestas por poblaciones de conductores con diferentes
características (por ejemplo, conductores recreativos) utilizan las autopistas de manera
menos eficiente. Aunque los datos son escasos y los resultados comunicados varían
sustancialmente, se ha informado de capacidades significativamente menores los fines de
semana, especialmente en las zonas recreativas. En general, se puede suponer que la
capacidad reducida (LOS E) se extiende a las velocidades de flujo de servicio y los
volúmenes de servicio para otros LOS también.
Generalmente se debe usar un fp-va/ue de 1.00,
que refleje a los conductores que son usuarios
habituales de la autopista.
El factor de ajuste fp se utiliza para reflejar el efecto de la población de conductores.
Los valores de/suelen oscilar entre 0,85 y 1,00, aunque en algunos casos se han observado
valores más bajos. En general, el analista debe usar un valor de LOO, que refleje a los
viajeros o conductores familiares, a menos que haya pruebas suficientes de que se debe
usar un valor más bajo. Cuando se necesita una mayor precisión, se recomiendan estudios
comparativos de campo del flujo y las velocidades del tráfico de cercanías y recreativos.
¿LosFExist?
En este punto, el caudal de demanda se ha calculado y se indica en unidades de
turismos por hora y carril en condiciones de base equivalentes. Este caudal de demanda
debe compararse con la capacidad base (en las mismas unidades). Si la demanda supera la
capacidad, se asigna LOS Fy finaliza el análisis. Si la demanda es menor que la capacidad,
LOS F no existe y el análisis continúa.
Paso 5: Estimar velocidad y densidad
En este punto de la metodología, se han determinado los siguientes factores: a) la FFS
y la curva FFS apropiada para su uso en el análisis, yb)el caudal de demanda expresado en
turismos por hora por carril en condiciones de base equivalentes. Con esta información, se
puede determinar la velocidad y densidad estimadas del flujo de tráfico.
Con las ecuaciones especificadas en la Prueba documental 14-3, se puede calcular la
velocidad media prevista del flujo de tráfico. También se puede realizar una solución gráfica
utilizando la Prueba documental 14-2.
Con la velocidad estimada determinada, la ecuación 14-5 se utiliza para estimar la
densidad de la corriente trafica:
Vp
D= —
S
Ecuación 14-5
Dónde
D = densidad (pc/mi/ln), vp = caudal de demanda (pc/h/ln) y
S = velocidad media del flujo de tráfico (mi/h).
Paso 6: Determinar LOS
La Prueba documental 14-4 se introduce con la densidad obtenida de la
ecuación 14-5 para determinar el LOS prevaleciente esperado.
metodología
Página 14-18
Capítulo 14/Carreteras
multilane
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Manual de capacidad de carreteras 2010
MODO BICICLETA
El cálculo de la bicicleta LOS en carreteras de varios carriles y dos carriles
comparte la misma metodología, ya que las autopistas de varios carriles y dos
carriles operan fundamentalmente de la misma manera para ciclistas y
conductores de automóviles. Los ciclistas viajan mucho más despacio que el
flujo de tráfico predominante y se mantienen lo más a la derecha posible,
incluso utilizando arcenes pavimentados cuando están disponibles. Esta
similitud indica la necesidad de un solo modelo.
Siga la descripción paso a paso del método LOS de
bicicleta que figura en el Capítulo 15, Carreteras de dos
carriles, cuando se calcula la bicicleta LOS en carreteras
de varios carriles.
El modelo LOS de bicicleta para carreteras de varios carriles utiliza un índice
de percepción del viajero calibrado mediante un modelo de regresión lineal. El
modelo ajusta las variables independientes asociadas a las características de las
carreteras a los resultados de una encuesta a los usuarios que califica la
comodidad de varias instalaciones para bicicletas. El índice LOS de bicicleta
resultante calcula una puntuación numérica de LOS, que generalmente va de 0,5
a 6,5, que se estratifica para producir un resultado de LOS A a F mediante el uso
de Exhibit 14-6.
Los detalles completos sobre la metodología y los procedimientos de cálculo
de las bicicletas se dan en el Capítulo 15, Carreteras de dos carriles.
Capítulo 14/Carreteras
multilane
Diciembre 2010
Página 14-19
metodología
Manual de capacidad de carreteras 2010
3.
Aplicaciones
La metodología de análisis para los segmentos de carreteras de varios carriles es relativamente
sencilla. Por lo tanto, se puede utilizar directamente en cualquiera de las cuatro aplicaciones:
1. Análisis operativo: Todas las condiciones del tráfico y de la calzada se especifican para una
instalación existente o una instalación futura con condiciones de previsión. El LOS existente o
esperado es determinado.
2. Análisis de diseño: se utiliza un volumen de demanda previsto y se especifican parámetros de diseño
clave (por ejemplo, ancho de carril y espacio libre lateral). Se determina el número de carriles
necesarios para entregar un LOS objetivo.
3. Planificación e ingeniería preliminar: El escenario básico es el mismo que para el análisis de diseño,
excepto que el análisis se lleva a cabo en una etapa mucho más temprana del proceso de desarrollo.
Las entradas incluyen valores predeterminados y el volumen de demanda normalmente se indica
como un AADT.
4. Tasas de flujo de servicio y volúmenes de servicio: la tasa de flujo de servicio, el volumen de servicio, el
volumen de servicio diario o los tres se estiman para cada LOS para una instalación existente o
futura. Todas las condiciones del tráfico y de la calzada deben especificarse para este tipo de
análisis.
Debido a que la metodología y los algoritmos its son simples y no implican iteraciones, todos los
tipos de análisis citados se pueden completar sin el enfoque iterativo requerido por muchas otras
metodologías de HCM.
VALORES PREDETERMINADOS
Para la metodología de este capítulo, se necesita una gama de datos de entrada. La mayoría de
estos datos deben ser valores medidos en el campo o estimados para el segmento específico
considerado. Cuando algunos de los datos no están disponibles, se pueden utilizar valores
predeterminados. Sin embargo, el uso de valores predeterminados afectará a la precisión de la
salida. En la Prueba documental 14 a 16 se muestran los datos necesarios para realizar un análisis
operacional y los valores por defecto recomendados cuando no se dispone de datos específicos del
sitio (4).
Prueba documental 14-16
Datos de entrada necesarios y
valores predeterminados para
segmentos de autopistas de
varios carriles
Datos requeridos
Valores predeterminados
Datos geométricos
Número de carriles en una dirección
Anchura del carril
2 o 3 (en una dirección), debe tener un valor específico del sitio
12 pies
Tlc
12 pies
8 puntos de acceso/mi (rural)
Densidad de puntos de acceso
16 puntos de acceso/mi (suburbano de baja densidad) 25 puntos de
acceso/mi (suburbano de alta densidad)
Terreno o pendiente específica (%, longitud) Sin valor predeterminado, debe tener un valor específico del sitio de 65
Base FFS
mi/h
Datos de demanda
Duración del período de análisis PHF
15 minutos
0,88, rural; 0,95, suburbano
Porcentaje de vehículos pesados Factor de
10%, rural; 5%, urbano* 1,00
población del conductor
Nota: *Los valores predeterminados alternativos específicos del estado para el porcentaje de vehículos
pesados se dan en el Capítulo 26, Autopista y Segmentos de carreteras: Suplementarios.
Aplicaciones
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Capítulo 14/Carreteras
multilane
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Manual de capacidad de carreteras 2010
El analista también puede reemplazar los valores predeterminados del Anexo 14-16 por
valores predeterminados que han sido calibrados localmente.
ESTABLECIMIENTO DE LÍMITES DE ANÁLISIS
La metodología de este capítulo se aplica a un segmento de flujo ininterrumpido de
carretera de varios carriles con condiciones prevalecientes uniformes. Por lo tanto, cualquier
punto en el que una o más de las condiciones prevalecientes cambien debe marcar el
comienzo de un nuevo segmento de análisis. Las siguientes condiciones generalmente
requieren segmentar la carretera:
• Un cambio en el número básico de carriles de viaje en la carretera;
• Un cambio en el tratamiento medio de la carretera;
• Un cambio de grado de 2% o más o una actualización constante de más de 4,000 pies;
• La presencia de una señal de tráfico, señal de stop o rotonda a lo largo de la carretera
de varios carriles;
Los cambios de grado del 2% o más, los cambios en las
características geométricas de la autopista, los cambios
en el límite de velocidad, el control de señales o
PARADAS de la autopista y los principales puntos de
acceso son lugares donde las autopistas muitiiane
deben segmentarse.
• Un cambio significativo en la densidad del punto de acceso;
• Un cambio en el límite de velocidad;
• Un punto de acceso en el que un número significativo o porcentaje de vehículos entra
o sale de la carretera; y
• La presencia de una condición de cuello de botella.
En general, cuando se establecen los límites del análisis, la longitud mínima de un
segmento de estudio debe ser de 2.500 pies. El límite de un segmento de estudio no debe estar
más cerca de 0,25 millas de una signal de tráfico.
TIPOS DE ANÁLISIS
Análisis operacional
La aplicación de análisis operacional se especificó completamente en la sección
metodología de este capítulo. El análisis operacional comienza con todos los parámetros de
entrada especificados y se utiliza para encontrar el LOS esperado que resultaría de las
condiciones prevalecientes de la carretera y el tráfico.
Los análisis operacionales encuentran el LOS
esperado para las condiciones especificadas de la
calzada y del tráfico.
Análisis de diseño
En el análisis de diseño, se utiliza un volumen de demanda conocido para determinar el
número de carriles necesarios para entregar un LOS objetivo. Se requieren dos modificaciones
en el análisis operacional metologíco. En primer lugar, dado que el número de carriles está
por determinar, el volumen de demanda se convierte en un caudal de demanda en
automóviles de pasajeros por hora, no en automóviles de pasajeros por hora por carril,
Los análisis de diseño encuentran el número de carriles
utilizando la ecuación 14-6 en lugar de la ecuación 14-3:
necesarios para un LOS objetivo, dado un volumen de
demanda especificado.
donde v es el caudal de demanda en turismos por hora y todas las demás variables
son las definidas anteriormente.
Capítulo 14/Carreteras
multilane
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Página 14-21
Ecuación 14-6
Aplicaciones
Manual de capacidad de carreteras 2010
En segundo lugar, se selecciona un caudal de servicio máximo para el LOS
objetivo de la Prueba documental 14-17. Estos valores se seleccionan de las
curvas de velocidad-flujo de base de la Prueba documental 14-5 para cada LOS.
Prueba documental 14-17
Caudales de servicio máximos
(pc/h/ln) para Multilane
Segmentos de carreteras bajo
Condiciones básicas
Ffs
(mi/h)
un
B
Taraet LOS
C
D
E
60
55
660
600
1,080
990
1,550
1,430
1,980
1,850
2,200
2,100
50
45
550
290
900
1,300
1,170
1,710
1,550
2,000
1,900
810
A continuación, el número de carriles necesarios para entregar el LOS
objetivo se puede encontrar en la ecuación 14-7:
Ecuación 14-7
donde N es el número de carriles requeridos y MSF, es la velocidad máxima de
flujo de servicio para los
LOS i de la Prueba documental 14-17. La ecuación 14-6 y la ecuación 14-7 se
pueden combinar convenientemente como ecuación 14-8:
Ecuación 14-8
donde todas las variables son como se definieron previamente.
Todos los valores fraccionarios de N deben
redondearse hacia arriba.
Debido a que solo se pueden construir carriles
enteros, es posible que no sea posible alcanzar
el LOS objetivo para un volumen de
demanda determinado.
El valor de N resultante de la ecuación 14-7 o la ecuación 14-8 muy probablemente
será fraccionario. Dado que solo se pueden construir números enteros de carriles, el
resultado siempre se redondea al siguiente valor más alto. Por lo tanto, si el resultado es
de 2,1 carriles, se deben proporcionar 3 carriles. En efecto, el número mínimo de carriles
necesarios para proporcionar el LOS objetivo es 2,1. Si el resultado se redondeara a 2,
resultaría un LOS más pobre que el valor objetivo.
Este proceso de redondeo producirá ocasionalmente un resultado interesante: es
posible que no se pueda lograr un LOS objetivo (por ejemplo, LOS C) para un volumen de
demanda determinado. Si se requieren 2.1 carriles para producir LOS C, siempre que dos
carriles caigan el LOS, lo más probable es que D. ITowever, sise proporcionan tres carriles,
el LOS podría mejorar realmente a B. Por lo tanto, se puede requerir algún juicio para
interpretar los resultados. En este caso, se podrían proporcionar dos carriles a pesar de
que resultarían en un LOS D. Límite Las consideraciones económicas podrían llevar a un
responsable de la toma de decisiones a aceptar una condición operativa ligeramente
inferior a la originalmente prevista.
Planificación e Ingeniería Preliminar
Las aplicaciones de planificación e ingeniería
preliminar también encuentran el número de
carriles necesarios para entregar un LOS
objetivo, pero proporcionan valores de
entrada más generalizados almetodólogo y.
Aplicaciones
El objetivo de la planificación o la ingeniería preliminar es tener una idea
general del número de carriles que se requerirán para entregar un LOS objetivo.
Las principales diferencias son que se utilizarán muchos valores
predeterminados y el volumen de demanda se expresará normalmente como un
AADT. Por lo tanto, una planificación y un análisis preliminar de ingeniería
comienzan convirtiendo la demanda expresada como AADT en una estimación
del volumen de demanda direccional en hora punta (DDITV), como se muestra
en la economización 14-9.
Página 14-22
Capítulo 14/Carreteras
muitilane
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Manual de capacidad de carreteras 2010
V = DDHV = AADT x K x D
donde K es la proporción de AADT que ocurre durante la hora pico, D es la
proporción del volumen de la hora pico que viaja en la dirección del
pico, y todas las demás variables son como se
definieron previamente.
Ecuación 14-9
El Capítulo 3, Características modales,
proporciona orientación adicional s o b r e l o s
factores K - yD.
Una vez estimado el volumen de demanda horaria, la metodología sigue la
ruta
Velocidades
flujo
deanálisisde
servicio,diseño.
volúmenes de servicio y volúmenes de
de samede
como
la del
servicio diarios
La metodología de este capítulo se puede manipular fácilmente para producir caudales de servicio,
volúmenes de servicio o volúmenes de servicio diarios, o los tres, para un segmento de autopista multilane.
En la Prueba documental 14 a 17 se dan los valores de las tasas máximas de flujo de servicio de MSF, para
cada LOS para carreteras de varios carriles de diversas SSF. Estos valores se dan en términos de turismos por
hora por carril en condiciones básicas equivalentes. Un caudalde servicio SF, es la velocidad máxima de flujo
que puede existir mientras los LOS i se mantienedurante el período de análisis de 15 minutos en condiciones
prevalecientes. Se puede calcular a partir de la velocidad de flujo de servicio máxima utilizando la ecuación 1410:
SFi = MSFi
Ecuación 14-10
x N x fHV x fv
donde todas las variables son como se definieron previamente.
Un caudal de servicio se puede convertir en un volumen de servicio S V. aplicando un PHF, como se
muestra en la ecuación 14-11. Un volumen de servicio es elvolumen máximo por hora que puede existir
mientras LOS i se mantiene durante el peor período de
15minutos de la hora de análisis.
SVl = SF, x PHF
Ecuación 14-11
donde todas las variables son como se definieron previamente.
Un volumen de servicio diario DSV, es el AADT máximo que puede ser
acomodado por la instalación en las condiciones prevalecientes, mientras que
LOS i se mantiene durante el peor período de 15 minutos del día de análisis. Se
estima a partir de la ecuación 14-12:
Ecuación 14-12
donde todas las variables son como se definieron previamente.
VOLÚMENES DE SERVICIO DIARIOS GENERALIZADOS
Las Pruebas documentales 14 a 18 y 14 a 19 son tablas de volumen de servicio diario
generalizado para segmentos o instalaciones de carreteras de varios carriles. Se basan en
un conjunto de condiciones típicas especificadas para las carreteras rurales y urbanas de
varios carriles:
• Porcentaje de HV = 10% (rural), 5% (urbano);
• FFS = 60 mi/h;
• PHF = 0,88 (rural), 0,95 (urbano); y
• Factor de población del conductor/ = 1,00.
Capítulo 14/Carreteras
multilane
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Página 14-23
Aplicaciones
Manual de capacidad de carreteras 2010
Los valores de los volúmenes de servicio diario rurales y urbanos se proporcionan para las
carreteras de cuatro y seis carriles en terrenos llanos y ondulados. Se proporciona una gama de
factores K y D. Los usuarios deben ingresar las Pruebas documentales 14-18 y 14-19 con valores
locales o regionales de los factores para el tamaño adecuado de la carretera de varios carriles en el
terreno apropiado.
Prueba documental 1418
Volúmenes de servicio
diarios generalizados para
carreteras rurales de varios
carriles (1,000 veh / día)
K-
factor
D-
factor
LOS B
Hiahwavs de cuatro
carriles
LOSC
LOS D
LOS E
LOS B
Hiahwavs de seis
carriles
LOSC
LOS D
perder
Terreno nivelado
0.09
0.10
0.11
0.12
0.50
0.55
0.60
0.65
33.2
30.2
27.7
25.5
48.0
43.6
40.0
36.9
63.1
57.4
52.6
48.5
73.8
67.1
61.5
56.8
49.8
45.3
41.5
38.3
71.9
65.4
60.0
55.3
94.6
86.0
78.9
72.8
110.7
100.6
92.2
85.1
0.50
29.9
43.2
56.8
66.4
44.8
64.8
85.2
99.6
0.55
27.2
24.9
39.2
36.0
51.6
47.3
60.4
55.3
40.8
37.4
58.9
54.0
77.4
71.0
90.6
83.0
0.60
0.65
23.0
33.2
43.7
51.1
34.5
49.8
65.5
76.6
0.50
0.55
27.2
24.7
39.2
35.7
51.6
46.9
60.4
54.9
40.8
37.0
58.9
53.5
77.4
70.4
90.6
82.3
0.60
0.65
22.6
20.9
32.7
43.0
50.3
34.0
49.1
64.5
75.5
30.2
39.7
46.4
31.3
45.3
59.6
69.7
0.50
0.55
0.60
0.65
24.9
22.6
20.8
19.2
36.0
32.7
30.0
27.7
47.3
43.0
39.4
36.4
55.3
50.3
46.1
42.6
37.4
34.0
31.1
28.7
54.0
49.1
45.0
41.5
71.0
64.5
59.2
54.6
83.0
75.5
69.2
63.9
0.50
0.55
0.60
0.65
29.8
27.1
24.9
22.9
43.1
39.2
35.9
33.1
56.7
51.5
47.2
43.6
66.3
60.3
55.2
51.0
44.7
40.7
37.3
34.4
64.6
58.8
53.9
49.7
85.0
77.3
70.8
65.4
99.4
90.4
82.9
76.5
0.50
26.8
38.8
51.0
59.7
40.3
58.2
76.5
89.5
0.55
24.4
22.4
35.3
32.3
46.4
42.5
54.2
49.7
36.6
33.6
52.9
48.5
69.6
63.8
81.4
74.6
20.7
29.8
39.2
45.9
31.0
44.7
58.9
68.8
24.4
35.3
32.0
46.4
42.2
54.2
49.3
36.6
33.3
52.9
48.1
69.6
63.2
81.4
74.0
29.4
38.6
45.2
30.5
44.1
58.0
67.8
Terreno ondulado
0.09
0.10
0.11
0.12
Nota:
Aplicaciones
0.60
0.65
0.50
0.55
0.60
0.65
22.2
20.3
18.8
27.1
35.7
41.7
28.2
40.7
53.5
62.6
0.50
0.55
22.4
20.3
49.7
45.2
41.4
38.2
52.9
48.1
44.1
40.7
63.8
58.0
53.1
49.0
74.6
67.8
18.6
17.2
42.5
38.6
35.4
32.7
33.6
30.5
0.60
0.65
32.3
29.4
26.9
24.9
28.0
25.8
62.1
57.4
Supuestos clave: 12% camiones, 0.88 PHF, FFS de 60 millas / h, factor de población de conductores 1.0.
Página 14-24
Capítulo 14/Carreteras
multilane
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
K-
factor
D-
factor
Hiahwavs de cuatro
carriles
LOS B LOS C
LOS D
perder
Hiahwavs de seis
carriles
LOS B LOS C
LOS D
perder
Terreno nivelado
0.08
0.09
0.10
0.12
0.50
0.55
0.60
0.65
48.3
43.9
40.2
37.1
69.3
63.0
57.8
53.3
88.5
80.5
73.8
68.1
0.50
0.55
42.9
39.0
61.6
56.0
0.60
0.65
35.8
33.0
0.50
0.55
104.0
94.5
82.0
75.7
72.4
65.8
60.4
55.7
102.1
147.5
134.1
123.0
113.5
78.7
71.5
87.4
79.5
64.4
58.5
92.4
84.0
118.0
107.3
131.2
119.2
51.3
65.6
72.9
53.7
77.0
98.4
109.3
47.4
60.5
67.3
49.5
71.1
90.8
100.9
38.6
35.1
55.4
50.4
70.8
64.4
78.7
71.5
57.9
52.7
83.2
75.6
106.2
96.6
118.0
107.3
0.60
0.65
32.2
46.2
59.0
65.6
48.3
69.3
88.5
98.4
29.7
42.6
54.5
60.5
44.6
64.0
81.7
90.8
0.50
0.55
35.1
31.9
29.3
50.4
45.8
42.0
64.4
58.5
53.7
71.5
65.0
59.6
52.7
47.9
43.9
75.6
68.7
63.0
96.6
87.8
80.5
107.3
97.6
89.4
27.0
38.8
49.5
55.0
40.5
58.2
74.3
82.5
0.60
0.65
98.4
89.4
86.6
80.0
132.8
120.7
110.7
Prueba documental 14-19
Volúmenes de servicio diarios
generalizados para carreteras
urbanas de varios carriles (1,000
veh / día)
Terreno ondulado
0.08
0.09
0.10
0.12
Nota:
0.50
0.55
0.60
0.65
44.8
40.8
37.4
34.5
64.4
58.5
53.6
49.5
82.2
74.7
68.5
63.2
91.3
83.0
76.1
70.3
67.3
61.1
56.0
51.7
96.5
87.8
80.4
74.3
123.3
112.1
102.8
94.9
137.0
124.6
114.2
105.4
0.50
0.55
39.9
36.2
57.2
52.0
73.1
66.4
81.2
73.8
59.8
54.4
85.8
78.0
109.6
99.6
121.8
110.7
0.60
0.65
33.2
47.7
60.9
67.7
49.8
71.5
91.3
101.5
30.7
44.0
56.2
62.5
46.0
66.0
84.3
93.7
0.50
0.55
35.9
32.6
51.5
46.8
65.8
59.8
73.1
66.4
53.8
48.9
77.2
70.2
98.6
89.7
109.6
99.6
29.9
42.9
54.8
60.9
44.8
64.4
27.6
32.6
29.6
27.2
25.1
39.6
46.8
42.5
39.0
36.0
50.6
59.8
54.4
49.8
46.0
56.2
66.4
60.4
55.4
51.1
41.4
48.9
44.5
40.8
37.6
59.4
77.2
70.2
64.4
59.4
0.60
0.65
0.50
0.55
0.60
0.65
82.2
75.9
89.7
81.5
74.7
69.0
91.3
84.3
99.6
90.6
83.0
76.6
Supuestos clave: 8% de camiones, 0.93 PHF, FFS de 60 millas /h, factor de población de conductores 1.0.
Las Pruebas documentales 14 a 18 y 14 a 19 deben utilizarse con cuidado. Debido a que las características
de cualquier carretera multilane dada pueden o no ser típicas, los valores no se deben utilizar en el análisis de
un segmento específico de la carretera multilane. Las pruebas documentales tienen por objeto permitir una
evaluación general de muchas instalaciones dentro de una determinada jurisdicción sobre la base de la primera
pasada para identificar los segmentos o instalaciones que podrían necesitar reparación. Los segmentos o
instalaciones así identificados deberán someterse a un análisis específico utilizando la metodología de este
capítulo y las características específicas de cada segmento. Las Pruebas documentales 14 a 18 y 14 a 19 no deben
utilizarse para tomar decisiones definitivas sobre los segmentos o instalaciones que se han de actualizar o sobre
los diseños específicos propuestos para esas mejoras.
Los volúmenes de servicio diarios se calculan con la ecuación 14-10 a través
de la ecuación 14-12, que combinó la ecuación ecuación 14-13:
Ecuación 14-13
Capítulo 14/Carreteras
multilane
Diciembre 2010
Página 14-25
Aplicaciones
Manual de capacidad de carreteras 2010
donde todas las variables son como se definieron previamente. Los valores de MSF se seleccionan de las
Pruebas documentales 14 a 18 o 14 a 19 para las SFP típicas de 60 mi/h. Las Pruebas documentales 14 a 18
y las Pruebas documentales 14 a 19 no muestran los LOS A, ya que este nivel rara vez es de interés para
evaluar los programas de mejora.
Para las autopistas de varios carriles, las tablas de volumen de servicio diario son bastante fáciles de
construir mediante el uso de valores típicos localizados y valores predeterminados locales. La ecuación 1413 se aplica fácilmente. Todas las variables en la ecuación simplemente tienen que ser definidas para un
FFS dado. El ajuste del vehículo pesado depende de los PCEs, que se obtienen fácilmente para cada una de
las categorías del terreno.
USO DE HERRAMIENTAS ALTERNATIVAS
Con excepción de los efectos de la interacción con otras instalaciones, las limitaciones de la
metodología que se indicaron anteriormente en el capítulo tienen un potencial mínimo que se puede
abordar mediante instrumentos alternativos. Por lo tanto, no hay experiencia suficiente con las
herramientas alterativas para apoyar el desarrollo de una guía útil para su aplicación a las carreteras de
varios carriles.
Aplicaciones
Página 14-26
Capítulo 14/Carreteras
multilane
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 20
4.
problema
número
1
2
3
4
5
PROBLEMAS DE EJEMPLO
descripción
aplicación
LOS en una carretera indivisa de cuatro carriles
LOS en una autopista de cinco carriles con TWLTL
Análisis operacional
Análisis operacional
Sección transversal de diseño necesaria para proporcionar los los objetivos
Prueba documental
14-20
Lista de problemas de
ejemplo
Análisis de diseño
Modernización de carreteras multilane
Análisis de planificación
Se requiere una futura sección transversal para proporcionar el OBJETIVO LOS
Análisis de planificación
EJEMPLO PROBLEMA 1: LOS EN LA CARRETERA INDIVISA DE CUATRO CARRILES
Una carretera de cuatro carriles indivisa de 3,25 millas está principalmente en terreno llano. La
carretera, sin embargo, contiene un grado sostenido de 2.5% que es 3,200 pies de largo. ¿En qué
LOS se espera que opere la autopista?
Los hechos
® Nivel del terreno; 3,200 pies, 2.5% grado incluido;
® Base FFS = 65 mi/h; e Ancho de carril: 11 pies;
® Despeje al borde de la carretera: 4 pies;
•
Puntos de acceso por milla: 20;
•
Volumen en hora punta: 1.900 veh/h;
•
Composición del tráfico: 13% camiones, 2% vehículos recreativos;
® PHF = 0,90; y
® Usuarios de instalaciones familiares.
Comentarios
Se necesitarán tres soluciones en este caso: (a) para la parte de terreno nivelado de la carretera,
(b) para la parte de actualización del 2,5% de la carretera, y (c) para la parte de degradación del
2,5% de la carretera. El factor que variará para cada uno de ellos es el factor de ajuste de vehículos
pesados.
Paso 1: Datos de entrada
Todos los datos de entrada se especifican en la instrucción de problema de ejemplo.
Paso 2: Calcular FFS
El FFS se estima con la ecuación 14-1. El BFFS se da como 65 mi/h. Se necesitan ajustes para
® Ancho de carril fLW = 1,9 mi/h (Prueba documental 14-8, con carriles de 11 pies);
® Espacio libre lateral fLC = 0,4 mi/h (Prueba documental 14-9, con TLC = 4 + 6 = 10 pies,
cuatro carriles);
« Tipo medio/M = 1,6 mi/h (Prueba documental 14-10, para carreteras indivisas); y
® Densidad de puntos de acceso fA = 5,0 mi/h (Prueba documental 14-11, con 20 puntos de
acceso/mi).
Capítulo 14/Carreteras
multilane
Diciembre 2010
Página 14-27
Problemas de ejemplo
Manual de capacidad de carreteras 2010
entonces
FFS = BFFS - fLW - fLC - fM-fA
FFS = 65. 0-1. 9-0. 4-1. 6-5,0 = 56,1 mi/h
Paso 3: Seleccione la curva FFS
Los FFS se redondean a las 5 mi/h más cercanas. Por lo tanto, el FFS
utilizado en el cálculo será de 55 mi/h.
Paso 4: Ajustar el volumen de demanda
El volumen de demanda, expresado en vehículos por hora en las condiciones
prevalecientes, debe convertirse en un caudal de demanda en turismos por hora
en condiciones básicas utilizando la ecuación 14-3:
Dónde
V = volumen de demanda (veh/h) (1.900 veh/h, dado),
PHF = factor de hora pico (0,90, dado), y
/ = factor de población del conductor (1,00, usuarios conocidos).
El factor de ajuste de vehículos pesados se calcula utilizando la ecuación 14-
Hay que determinar tres conjuntos de ECP: para el terreno llano, para la mejora del 2,5% y para la
degradación del 2,5%.
• Terreno llano: Er = 1,5 (Prueba documental 14-12); ER = 1,2 (Pruebas documentales 14 y 12);
• Actualización: Er = 1,5 (Prueba documental 14-13, con camiones del 13 por ciento y una ley del 2,5 por
ciento; 3.200/5.280 = 0,61 millas); ER = 3,0 (Prueba documental 14-14 con 2% de vehículos recreativos y
2,5% de grado para 0,61 millas); y
• Degradación: Er = 1,5 (Prueba documental 14-15 con menos del 4 por ciento de camiones de grado y del
13 por ciento); ER = 1,2 (del texto que siguea la Prueba documental14-15).
En este caso, los equivalentes son los mismos para los segmentos de terreno llano y la rebaja del 2,5%.
En consecuencia, solo hay dos factores de ajuste diferentes para vehículos pesados con los que trabajar:
Problemas de ejemplo
Página 14-28
Capítulo 14/Carreteras
multilane
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carretera 20
Por lo tanto, hay dos valores de caudal en los turismos por hora en
condiciones básicas:
Paso 5: Estimar velocidad y densidad
La velocidad para los dos niveles de demanda puede estimarse utilizando las ecuaciones de las
Pruebas documentales 14 y 3 o gráficamente utilizando las Pruebas documentales 14 y 5. En este caso,
ambos caudales de demanda, 1.129 pc/h y 1.166 pc/h, son inferiores a 1.400 pc/h. De la Prueba
documental 14-3, la velocidad para ambas situaciones es la FFS, o 55 mi/h.
Las densidades de los segmentos general-terreno y especificamente-grande se calculan entonces
con la ecuación 14-5:
Paso 6: Determinar LOS
Como se muestra en la Prueba documental 14-4, la LOS para ambas densidades es C.
discusión
La carretera de varios carriles descrita aquí opera en LOS C en toda el área de estudio, incluida la
actualización y la degradación dentro de ella. En cierto sentido, este problema implicas una instalación
en lugar de un segmento. La instalación contiene varios segmentos de componentes: segmentos de
terreno llano a cada lado del 2.5%, grado de 3,200 pies y las porciones cuesta arriba y cuesta abajo de la
pendiente del 2.5% en sí.
La metodología de este capítulo se aplica a los segmentos de carreteras multilane. En este
problema de ejemplo, había tres segmentos, que juntos formaron una instalación de más de 3 millas.
LOS C en todos los segmentos es muy probablemente aceptable y generalmente no requeriría una
remediación inmediata.
EJEMPLO PROBLEM 2: LOS EN LA CARRETERA DE CINCO CARRILES CON TWLTL
Un segmento de 11,000 pies de una carretera de cinco carriles (dos carriles de viaje en cada
dirección más un TWLTL) incluye un grado del 4% de 6,000 pies seguido de 5,000 pies de terreno
llano. ¿En qué LOS se espera que opere la instalación?
Los hechos
• Ancho de carril: 12 pies;
• Espacio libre lateral, ambos lados de la carretera: 12 pies;
Capítulo 14/Carreteras multilane
29
Diciembre 2010
Página
14-
Problemas de ejemplo
Manual de capacidad de carreteras 2010
• Composición del tráfico: 6% camiones, 0% RVs;
® Puntos de acceso por milla en el segmento de nivel: hacia el este, 10; hacia el oeste,
13;
® Puntos de acceso por milla en el segmento de grado específico: hacia el este, 10; en
dirección oeste, 0;
® PHF = 0,90;
a Usuarios conocidos de la instalación;
® Demanda en horas pico: 1.500 veh/h;
® La actualización se produce en dirección oeste; y ® Límite de velocidad publicado
= 45 mi/h.
Comentarios
Este problema es similar al problema de ejemplo 1 en que hay tres segmentos en la
instalación como se describe, cada uno de los cuales debe ser analizado. La actualización y
degradación en el grado 4% debe analizarse por separado, así como el segmento de
terreno nivelado. Este caso es un poco más complejo, ya que no todas las características de
los segmentos son iguales, particularmente los puntos de acceso. Debido a que no se da
BFFS, se estimará como el límite de velocidad más 7 mi/h, o 45 + 7 = 52 mi/h.
Paso 1: Datos de entrada
Todos los datos de entrada se dan en la instrucción de problema de ejemplo.
Paso 2: Calcular FFS
El FFS se estima utilizando la ecuación 14-1:
FFS = BFFS — fLW — fLC - f u - f A
En este caso, el BFFS se estima para ser 52 mi/h. El ancho del carril es de 12 pies, que es la condición
base; por lo tanto, fLW = 0,0 mi/h (Prueba documental 14-8). La distancia lateral es de 12 pies en cada
lado de la carretera, pero se puede utilizar un valor máximo de 6 pies. Un TWLTL se considerad para
tener una holgura lateral mediana de 6 pies. Por lo tanto, el TLC es 6 + 6 = 12 pies, que también es una
condición base. Por lo tanto, fLC = 0,0 mi/h (Prueba documental 14-9). El ajuste de tipo mediano fM es
también de 0,0 mi/h (Prueba documental 14-10).
Para este problema de ejemplo, sólo la densidad de punto s de acceso produce un ajuste distinto de
cero en el BFFS. Ambos segmentos en dirección este (EB) (terreno nivelado, 4% de degradación) tienen 10
puntos de acceso/mi. De las Pruebas documentales 14 a 11, el factor de ajuste correspondiente es de 2,5
mi/h. El segmento de terreno nivelado hacia el oeste (BM) has 13 puntos de acceso/mi, y un factor de
ajuste de 3,3 mi/h (por interpolación en las Pruebas documentales 14 a 11). La actualización WB tiene 0
puntos de acceso/mi y un factor de ajuste de 0,0 mi/h. Por lo tanto
Problemas de ejemplo
Página 14-30
Capítulo 14/Carreteras
multilane
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
Paso 3: Seleccione la curva FFS
A pesar de que existen ligeras diferencias en FFS, los tres análisis de segmento utilizarán la curva de
velocidad-flujo de 50 millas/h.
Paso 4: Ajustar el volumen de demanda
El volumen de demanda se ajusta mediante la ecuación 14-3:
Dónde
V = 1.500 veh/h (dado),
P H F = 0,90 (dado),
N = 2 carriles (dado), y
f p = 1,00 (usuarios conocidos, dado).
Para calcular el factor de ajuste de vehículos pesados (Ecuación 14-4), se
necesitan PCEs para camiones para ( a ) terreno nivelado, ( b ) una actualización
de 4%, 6,000 pies, y (c) una degradación de 4%, 6,000 pies. Se obtienen los
siguientes valores:
® nivel del terreno: 1.5 (Prueba documental 14-12);
® Upgrade: 3.0 (Anexo 14-13, con 6% de camiones y un grado de 4%,
6,000/5,280 = 1.14 mi); y
® Downgrade: 1.5 (Anexo 14-15 con un grado del 4% de menos de 4 millas
de largo).
Como en el ejemplo de problema 1, el equivalente de degradación es el
mismo que el equivalente para el terreno nivelado. Porlo tanto, sólo hay dos
factores de ajuste de vehículos pesados (Ecuación 14-4):
Paso 5: Estimar velocidad y densidad
La velocidad se estima utilizando las ecuaciones de las Pruebas documentales 14 y 3 o el gráfico de las
Pruebas documentales 14 y 5. Con las ecuaciones de la Prueba documental 14-3, ambos caudales de demanda
son inferiores a 1.400 pc/h/ln. Por lo tanto, las velocidades son iguales a the FFSs, ambos de los cuales son 50
mi/h.
Capítulo 14/Carreteras multilane
31
Diciembre 2010
Página 14-
Problemas de ejemplo
Manual de capacidad de carreteras 2010
La densidad se calcula utilizando la ecuación 14-5:
Paso 6: Determine los LOS
La LOS se constata comparando las densidades de los segmentos con los criterios de la Prueba
documental 14-4. Los segmentos de terreno nivelado y degradación operan en LOS B. El segmento
de actualización funciona en LOS C.
discusión
Aunque la actualización funciona técnicamente en LOS C, está muy cerca del límite de LOS B
(18.0 pc/mi/ln). Todos los segmentos de la instalación de carreteras de varios carriles descritas
funcionan bien. Es probable que no se necesite ninguna remediación.
EJEMPLO PROBLEMA 3: DISEÑO ENTRE SECCIONESNECESARIAS PARA PROPORCIONAR
LA PÉRDIDA DE DESTINO
Un nuevo segmento de 2 millas de la carretera de varios carriles se construirá dentro de un
derecho de vía de 150 pies. Sesenta pies de derecho de vía se reservarán para zonas despejadas; por
lo tanto, 90 pies de ancho estarán disponibles para carriles de viaje, hombros, unamediana.
¿Cuántos carriles de viaje se necesitan para proporcionar LOS D durante la hora pico?
Los hechos
•
AADT = 60.000 veh/día;
•
D = 0,10; K = 0,55;
•
límite de velocidad de 50 millas/h;
•
Terreno ondulado;
•
Composición del tráfico: 5% camiones, sin vehículos recreativos;
•
PHF = 0,90;
•
Densidad de punto de acceso = 10,0 puntos de acceso/mi; y
•
Usuarios de instalaciones familiares.
Comentarios
Este problema es potencialmente iterativo. Se desconoce la sección transversal exacta, no solo el
número de carriles, sino también los despejes laterales y el tratamiento mediano. Por lo tanto, se
harán suposiciones y habrá que comprobarlo cuando se complete el análisis del ensayo. Para
comenzar la solución, se asumirá que se proporcionarán carriles de 12 pies y que también se
proporcionarán espacios libres de 6 pies al borde de la carretera y la mediana (TLC = 6 + 6 = 12
pies). Una carretera dividida será un solo ser asumido para los cómputos iniciales.
Paso 1: Datos de entrada
Todos los datos de entrada se especifican en la instrucción de problema de ejemplo.
Probl
emas
de
ejem
plo
Página 14-32 Capítulo 14/Carreteras multilane
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
Paso 2: Calcular FFS
No se da ningún BFFS. Se asumirá que el BFFS será 5 mi/h más que el límite
de velocidad publicado, o 50 + 5 = 55 mi/h. FFS se estima utilizando la Ecuación
141. Dado que el ancho del carril, el espacio libre lateral y los tratamientos
medianos asumidos son condiciones básicas, no hay ningún ajuste para estos. El
único ajuste es para la densidad del Punto de acceso. Sobre la base de la Prueba
documental 14-11 para 10 puntos de acceso/mi, el ajuste es de 2,5 mi/h. Por lo
tanto
FFS = BFFS - fLW - fLC — fM - f A
FFS = 55,0 - 0,0 - 0,0 - 0,0 - 2,5 = 52,5 mi/h
Paso 3: Seleccione la curva FFS
Siguiendo las directrices de este capítulo, para un FFS de 52,5 mi/h, se
utilizará en este análisis la curva de velocidad-flujo base de 55 mi/h.
Paso 4: Determinar el número de carriles necesarios para LOS D
El paso 4 tiene una serie de cálculos intermedios. En primer lugar, el volumen de demanda se
indica como un AADT. Este volumen se debe convertir en un volumen de hora de diseño direccional
estimado (V = DDHV) utilizando la ecuación 14-9:
V = DDHV = AADT x Kx D
V = DDHV = 60.000 x 0,10 x 0,55 = 3.300 veh/h
El número de carriles necesarios para cumplir con un LOS objetivo se estima
con la ecuación 14-8:
Dónde
MSF = 1.850 pc/h/ln (Prueba documental 14-17, con LOS D y 55 mi/h);
PHF = 0,90 (dado); y
fp = 1,00 (usuarios familiares).
El factor de ajuste de los vehículos pesados se estima utilizando la ecuación
14-4 y
el PCE para camiones en terreno ondulado de la Prueba documental 14-12, que es
2.5. Entonces
Este resultado significa que para cumplir con los criterios para LOS D dentro de la hora pico, se tendrán
que proporcionar tres carriles en cada dirección y la instalación será una carretera de seis carriles de varios
carriles.
Es necesario considerar si la sección transversal asumida (ahora se sabe que son seis carriles) puede caber
en el ancho disponible de 90 pies. Los anchos de carril son de 12 pies, con 6 pies
Capítulo 14/Carreteras multilane
33
Diciembre 2010
Página
14-
Problemas de ejemplo
Manual de capacidad de carreteras 2010
despejes laterales en ambos bordes de carretera y en la mediana. Si se asume una mediana de 12
pies, el ancho total se convierte en (6 x 12) + (6 x 2) + 12 = 72 + 12 + 12 = 96 pies, que es superior al
derecho de vía de 90 pies.
El tratamiento mediano podría ser reconsiderado. No es necesario tener una mediana de 12pies con espacios libres de 6 pies a los bordes interiores del pavimento de viaje para producir
laración de opedeseada. Una barrera mediana de concreto con amortiguadores de 2 pies a cada
lado ocuparía un total de solo 6 pies y no se esperaría que tuviera ningún impacto en el
comportamiento del conductor o el FFS. Entonces el ancho total requerido sería (6 x 12) + (6 x 2)
+ 6 = 90 pies. Esta es lasección transversal de diseño e. Ninguno de los cálculos realizados hasta
este punto sería alterado por este diseño.
Es probable que proporcionar una carretera de seis carriles resulte en mejores operaciones que
los mínimos de LOS D. Con el número de carriles conocidos, el caudal de demanda en condiciones
base se puede calcular con la ecuación 14-3:
Paso 5: Estimar velocidad y densidad
La velocidad del flujo de tráfico puede determinarse utilizando las ecuaciones de las Pruebas
documentales 14 y 3 o el gráfico de las Pruebas documentales 14 a 5. Sobre la base de las
ecuaciones, debido a que el caudal de demanda es inferior a 1.400 pc/h/ln, la velocidad es el FFS,
o 55 mi/h en este caso.
La densidad ahora se puede calcular utilizando la ecuación 14-5:
Paso 6: Determinar LOS
De los criterios de la Prueba documental 14-4, el LOS proporcionado es C, un grado mejor que
el objetivo de diseño de LOS D.
discusión
El diseño resultó en una sección transversal de seis carriles en una carretera dividida de varios
carriles sin obstrucciones de separación. El LOS proporcionado es mejor que el objetivo de diseño,
ya que se proporcionaron tres carriles en cada dirección, mientras que solo se necesitaron 2,13
carriles.
EJEMPLO DE PROBLEMA 4: MODERNIZACIÓN DE CARRETERAS MULTILANE
Un segmento de 2.5 millas de una carretera multilane subestándar debe mejorarse
proporcionando arcenes más anchos, ensanchando los carriles a 12 pies, mejorando la alineación
en algunas curvas cerradas, restringiendo el número de puntos de acceso al borde de la carretera y
agregando una mediana. Estas mejoras aumentarán el FFS de la instalación de 50 mi/h a 60 mi/h.
¿Cuánto tráfico adicional se puede acomodar mientras se mantiene el LOS en la mejora de costos?
Los hechos
® Caudal de demanda = 1.400 pc/h/ln en condiciones básicas.
Proble
mas de
ejempl
o
Página 14-34 Capítulo 14/Carreteras multilane
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
Comentarios
Este problema es relativamente sencillo. La mayoría de los pasos en un
análisis estándar se pueden omitir, ya que se dan los FFS presentes y futuros, y el
caudal de demanda ya se ha reducido a condiciones básicas.
Paso 1: Encontrar LOS existentes
Con las ecuaciones de la Prueba documental 14-3, la velocidad de los
vehículos en la configuración existente será la FFS, o 50 mi/h. Con la ecuación
14-5, la densidad se calcula como
De la Prueba documental 14-4, se trata de LOS D.
Paso 2: Encontrar los perdedores esperados después de la mejora
Con las ecuaciones de la Prueba documental 14-3, la velocidad de los
vehículos en la sección transversal mejorada también será la FFS, o 60 mi/h. La
densidad se calcula con la ecuación 14-5:
De la Prueba documental 14-4, se trata de LOS C.
Paso 3: Encontrar volumen adicional en LOS C
De la Prueba documental 14-5, la velocidad máxima de flujo de servicio para
LOS C en una carretera multilane de 60 millas/h es de 1.550 pc/h/ln. El caudal
de demanda existente es de 1.400 pc/h/ln. El flujo de demanda adicional posible
mientras se mantiene LOS C es de 1.550 -1.400 = 150 pc/h/ln. Dado que hay tres
carriles en cada dirección, el caudal de demanda puede aumentar en 3 * 150 =
450 pc / h sin deslizarse en LOS D.
discusión
Este problema de ejemplo ilustra cómo se puede adaptar la metodología a
diferentes usos, en este caso, evaluando el impacto de una propuesta de mejora
en una autopista de varios carriles. El LOS mejora de D a C, y un caudal de
demanda adicional en hora punta de 450 pc/h puede ser acomodado por la
autopista mejorada mientras se mantiene LOS C.
EJEMPLO DE PROBLEMA 5: SECCIÓN TRANSVERSAL FUTURA
NECESARIA PARA PROPORCIONAR LA PÉRDIDA OBJETIVO
Se está planeando una nueva autopista suburbana de varios carriles. El
pronóstico del día de apertura AADT es de 42,000 vehículos por día. ¿Cuántos
carriles se utilizarán para proporcionar LOS C durante la hora punta del día de
apertura?
Los hechos
Puesto que se trata de una aplicación de planificación, muchos detalles no se
pueden basar en la información actual. Como resultado, algunos de los "hechos"
son pronósticos, y los valores predeterminados basados en datos regionales se
utilizan para completar la lista de hechos necesarios para el análisis.
Capítulo 14/Carreteras multilane
35
Diciembre 2010
Página 14-
Problemas de ejemplo
Manual de capacidad de carreteras 2010
• Demanda = 42.000 veh/día;
• K = 0,10; D = 0,60;
• Composición deltráfico: 10% de camiones, sin vehículos recreativos;
• Terreno ondulado;
• Base FFS = 55 mi/h;
• Ancho de carril: 12 pies; espacio libre lateral al borde de la carretera: 6
pies;
• Carretera indivisa;
• Densidad de puntos de acceso = 6 puntos de acceso/mi;
• PHF = 0,90; y
• Tráfico de cercanías.
Comentarios
El volumen de demanda, dado como un AADT, debe convertirse en un DDHV. Una vez hecho
esto, el ejemplo se convierte en una aplicación de diseño para determinar el número de carriles
necesarios para entregar LOS C.
Paso 1: Datos de entrada
Todos los datos de entrada para este problema se especifican en la instrucción del problema.
Paso 2: Calcular FFS
El FFS se calcula mediante la ecuación 14-1. Se da el BFFS. Los anchos de carril y las holguras
laterales se ajustan a las condiciones de base, y no será necesario realizar ajustes. entonces
Dónde
BFFS = 55 mi/h (dado);
fLW = 0,0 mi/h (Prueba documental 14-8, con carriles de 12 pies);
fic = 0-0 mi/h (Prueba documental 14-9, con espacios libres de 6 pies);
fM = 1,6 mi/h (Prueba documental 14-10, indivisa);
fA = 1,5 mi/h (Prueba documental 14-11, con 6 puntos de acceso/mi, interpolados);
y
F F S = 55.0 - 0.0 - 0.0 -1.6 -1.5 = 51.9 mi/h
Paso 3: Seleccionar curva FFS
Sobre la base de los criterios dados en la sección de metodología, se utilizará la curva FFS de 50
millas/h para esta solución.
Paso 4: Determinar el número de carriles necesarios para proporcionar LOS C
El número de carriles necesarios para entregar LOS C el día de la apertura se estima con la
ecuación 14-8:
Problemas de ejemplo
Página 14-36
Capítulo 14/Carreteras
multilane
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carretera 20 JO
El volumen de demanda se debe convertir a una base horaria mediante la ecuación
14-9:
V = DDHV = AADT x K x D
V
DDHV = 42.000 x 0,10 x 0,60 = 2.520 veh/h
El valor de MSF se selecciona de la Prueba documental 14-17 para una
carretera de 50 millas por hora y la EOS C: 1.300 pc/h. El factor de ajuste para
vehículos pesados fHV se calcula utilizando la ecuación 14-4 con un PCE de 2,5
seleccionado de la Prueba documental 14-12 para camiones en terreno ondulado:
Debido a que el volumen de demanda se compone principalmente de
viajeros, el factor de ajuste para la población de conductores ^ es 1.00. El PHF
fue dado como 0,90. entonces
Este resultado implica que habrá que proporcionar una sección transversal
de seis carriles. Dado que esta sección transversal es mayor que el mínimo
calculado, el caudal de demanda real en condiciones base debe calcularse
utilizando la ecuación 14-3:
Paso 5: Estimar velocidad y densidad
De las ecuaciones de la Prueba documental 14-3, la velocidad esperada para el
caudal de la demanda es el FFS de 50 mi/h. La densidad ahora se puede calcular
con la ecuación 14-5:
Paso 6: Determinar LOS
A partir de la Prueba documental 14-4, se espera que la autopista de seis
carriles de varios carriles opere en LOS C, que era el objetivo del diseño.
discusión
En este caso, el OBJETIVO LOS se ha logrado con la sección transversal de
seis carriles. La carretera, sin embargo, operará en la mejor partede LOS C en
lugar de en el límite.
Capítulo 14/Carreteras multilane
37
Diciembre 2010
Página
14-
Problemas de ejemplo
Manual de capacidad de carreteras 2010
Algunas de estas referencias se pueden
encontrar en la Biblioteca de Referencia Técnica
en el Volumen 4.
5. REFERENCIAS
1. Reilly, W., D. Harwood, J. Schoen, and M. Holling. Capacity and LOS
Procedures for Rural and Urban Multilane Highways. NCHRP Project 3-33, Final
Report. JHK &Associates, Tucson, Arizona, mayo de 1990.
2. Landis, B. W., V. R. Vattikuti, and M. T. Brannick. Real-Time Human
Perceptions: Toward a Bicycle Level of Service. En Transportation Research
Record 1578, Transportation Research Board, National Research Council,
Washington, D.C., 1997, págs. 119 a 126.
3. Robertson, H. D. (ed.). Manual de Estudios de Ingeniería de Tráfico. Institute of
Transportation Engineers, Washington, D.C., 2000.
4. Zegeer, J. D., M. A. Vandehey, M. Blogg, K. Nguyen, and M. Ereti. NCHRP
Report 599: Defaidt Values for Highway Capacity and Level of Service Analyses.
Transportation Research Board of the National Academies, Washington, D.C.,
2008.
Referencias
Página 14-38
Capítulo 14/Carreteras
multilane
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
Características
Tipos
Volúmenes
Ejemplo
Participación
de de
análisis
problema
.............................................................................................................................................
de.......................................................................................................................................
las autopistas
1: Clase I Carretera
de dos
de ................................................................................................
LOS ....................................................................................
servicio
carriles
15-39
15-44
15-59
diario
5.
REFERENCIAS
15-58
15-1
Ejemplo
Uso
....................................................................................................................................................................
del
............................................................................................................................................................
hombro
de problema
........................................................................................................................................
2: Clase II carretera LOS ....................................................................................
general
15-48
15-60
CAPÍTULO
15 .................................................................................................
Datos
Velocidades
Uso
dede
herramientas
entrada
de flujo
necesarios
de
alternativas
servicio,
y valores
volúmenes
....................................................................................................
predeterminados
de servicio...............
...............................................................
y volúmenes de servicio diarios
15-42
15-9
15-40
AUTOPISTAS
DE Secciones
DOSTRATAMIENTOS
Capacidad
izados
Ejemplo
15-41
de
transversales
yproblema
LOS .....................................................................................................................................
3:anchas
Clase III
...............................................................................................................
carretera LOS ..................................................................................
15-5
15-51
15-60
APÉNDICE
OPERATIVOS
...................... 15-59
VolúmenesA:
deDISEÑO
demanda y Y
caudales ................................................................................................
15-10
4.
PROBLEMAS DE EJEMPLO .......................................................................... 15-44
CARRILES
Ejemplo Problema
Intersección
gire carriles
4: Clase
.........................................................................................................................
I Carretera LOS with un carril de paso .................................................. 15-61
15-53
2. METODOLOGÍA ............................................................................................. 15-11
Ejemplo de
Carriles
de giro
problema
a la izquierdade
5: Bicicleta dos
de carretera
vías .............................................................................................
de dos carriles LOS ................................................... 15-62
15-55
Alcance de la metodología ............................................................................................................... 15-11
Referencias ................................................................................................................................................ 15-64
contenido
Limitaciones de la metodología .......................................................................................................
15-11
Modo ................................................................................................................................
automóvil 15-12
1. INTRODUCCIÓN
..............................................................................................
15-1
Modo bicicleta .................................................................................................................................... 15-36
3. APLICACIONES .............................................................................................. 15-39
Valores predeterminados ................................................................................................................. 15-39
Capítulo 15/Carreteras de dos
carriles
Diciembre 2010
Página 15-i
contenido
Manual de capacidad de carreteras 2010
LISTA DE EXPOSICIONES
Prueba documental 15-1 Clasificación de carreteras de dos carriles Ilustrada ................................................................................................ 15-4
Prueba documental 15-2 relación velocidad-flujo y PTSF para segmentos direccionales
con condiciones base............................................................................................................................................................................................... 15-6
Prueba documental 15-3 Automobile LOS for Two-Lane Highways ............................................................................................................... 15-7
Prueba documental 15-4 Bicycle LOS para carreteras de dos ............................................................................................................................ carriles
15-9
Anexo 15-5 Datos de entrada requeridos y valores predeterminados para dos carriles
Carreteras ................................................................................................................................................................................................................. 15-9
Diagrama de flujo de la ruta de dos carriles presentada 15-6 - Diagrama de flujo de la metodología de la autopista de dos .................. carriles
15-13
Prueba documental 15-7 Factor de ajuste para la anchura de carril y hombros (fLS) ....................................................................................... 15-15
Prueba documental 15-8 Factor de ajuste para la densidad de los puntos de acceso (fA)................................................................................ 15-15
Prueba documental 15-9 del factor de ajuste de grado ATS si&ars) para terreno nivelado, balanceo
Terreno y degradaciones específicas .................................................................................................................................................................... 15-17
Prueba documental 15-10 de factor de ajuste de grado ats (fgATS) para mejoras específicas 15-18
Prueba documental 15-11 equivalentes de automóviles de pasajeros ATS para camiones (ET) y vehículos recreativos (ER)
para terrenos llanos, terrenos ondulados y degradaciones específicas ............................................................................................................ 15-18
Prueba documental 15-12 de los equivalentes de automóviles de pasajeros ats para camiones (ET)sobre específicos
Actualizaciones ....................................................................................................................................................................................................... 15-20
Prueba documental 15-13 de los equivalentes de automóviles de pasajeros ATS para vehículos recreativos ( ER) sobre vehículos específicos
Actualizaciones ....................................................................................................................................................................................................... 15-20
Prueba documental 15-14 equivalentes de automóviles de pasajeros ATS (ETC)para camiones en
Rebajas viajando a velocidad de rastreo............................................................................................................................................................... 15-21
Prueba documental 15-15 del ats factor de ajuste para las zonas sin paso (f"PrATs) .......................................................................................... 15-22
Prueba documental 15-16 factor de ajuste de grado ptsf (f:iimr) para terreno nivelado,
Terreno rodante y degradaciones específicas ...................................................................................................................................................... 15-23
Anexo 15-17 Factor de ajuste de grado de PTSF (/^PTSF)para actualizaciones específicas ... 15-24
Prueba documental 15-18 Ptsf de equivalentes de automóviles de pasajeros para camiones (ET) y vehículos recreativos (ER)
para terrenos llanos, terrenos ondulados y rebajas específicas ......................................................................................................................... 15-24
Prueba documental 15-19 Ptsf equivalentes de automóviles de pasajeros para camiones (Er) y vehículos recreativos (ER) on Specific
Upgrades .................................................................................................................................................................................................................. 15-25
Prueba documental 15-20 Coeficientes de PTSF para su uso en la ecuación 15-10 para la estimación
BPTSF ....................................................................................................................................................................................................................... 15-26
Prueba documental 15-21 Factor de ajuste de la zona de no paso (fnp,PTSF)para
Determinación de PTSF .......................................................................................................................................................................................... 15-26
Prueba documental 15-22 Efecto operacional de un carril de paso en PTSF ................................................................................................... 15-29
Prueba documental 15-23 Longitud aguas abajo de la carretera afectada por los carriles de paso en segmentos direccionales en terreno llano
y ondulado ............................................................................................................................................................................................................... 15-29
Prueba documental 15-24 Longitudes óptimas de los carriles de paso en las carreteras de dos ................................................................... carriles
15-30
Prueba documental 15-25 Efecto de un carril de paso en PTSF......................................................................................................................... 15-31
contenido
Página 15-ii
Capítulo 15/Carreteras de dos
carriles
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
Prueba documental 15-27 Impacto de un carril que pasa en ats ....................................................... 15-32
Prueba documental 15-28 Factor de ajuste para estimar el impacto de una pasada
Carril en ATS (fpUTs) ................................................................................................................................. 15-33
Prueba documental 15-29 factores de ajuste (fpl)para estimar los ATS y los PTSF
Dentro de un carril de escalada ............................................................................................................. 15-34
Prueba documental 15-30 Volúmenes de servicio diario generalizados para carreteras de dos carriles..
15-42
Prueba documental 15-31 Lista de problemas de ejemplo ................................................................. 15-44
Prueba documental 15-32 Interpolación del factor de ajuste ............................................................. de
los
IOS 15-46
Prueba documental 15-33 Interpolación para exponentes a y b para la ecuación 15-10 .............. 15-47
Prueba documental 15-34 Interpolación para fnPrPTSF para la ecuación 15-9 ................................. 15-47
Anexo 15-35 Longitudes de región para su uso en el ejemplo problema 4 ...................................... 15-54
Prueba documental 15-A1 Participación típica ilustrada ................................................................... 15-60
Anexo 15-A2 Típica intersección de carretera de dos carriles con giro a la izquierda
Carril ......................................................................................................................................................... 15-61
Exhibit 15-A3 Efecto de los retrasos de giro en las intersecciones en PTSF ..................................... 15-62
Anexo 15-A4 Carril típico de derivación de hombro en una intersección de tres piernas en
una carretera de dos................................................................................................................................ carriles
15-62
Prueba documental 15-A5 típica de TWLTL en una carretera de dos .............................................. carriles
15-63
Prueba documental 15-A6 Reducción estimada del retrasocon un TWLTL en un carril de dos carriles
Carretera sin arcenes pavimentados ..................................................................................................... 15-63
Capítulo 15/Carreteras de dos
Página 15-iii
Diciembre 2010
carriles
contenido
Manual de capacidad de carreteras 2010
1. Introducción
Las autopistas de dos carriles tienen un carril para el uso del tráfico en cada sentido. La principal
característica que separa el tráfico de vehículos de motor en las carreteras de dos carriles de otras
instalaciones de flujo ininterrumpido es que las maniobras de paso tienen lugar en el carril opuesto del
tráfico. Los que pasan están limitados por la disponibilidad de huecos en la corriente de tráfico opuesta y
por la disponibilidad de una distancia de visión suficiente para que un conductor pueda discernir la
aproximación de un vehículo contrario de forma segura. A medida que aumentan los flujos de demanda y
las restricciones geométricas, disminuyen las oportunidades de pasar. Esto crea pelotones dentro de la
corriente de tráfico, con vehículos que se arrastran sujetos a retrasos adicionales debido a la incapacidad de
pasar los vehículos principales.
Debido a que la capacidad de paso disminuye a medida que aumenta la demanda de paso, los
caminos de dos carriles exhiben una característica única: la calidad operativa a menudo disminuye
precipitadamente a medida que aumenta el flujo de demanda, y las operaciones pueden volverse
"inaceptables" con relaciones de volumen a capacidad relativamente bajas. Por esta razón, pocas autopistas
de dos carriles funcionan aprecios de altura que se acercan a su capacidad; en la mayoría de los casos, la
mala calidad de funcionamiento ha dado lugar a mejoras o a la reconstrucción mucho antes de que se
alcance la demanda de capacidad.
VOLUMEN 2;
FLUJO ININTERRUMPIDO
10, Instalaciones de la autopista
11, Segmentos básicos de autopistas
12. Segmentos
de
tejido
de
autopistas
13. Segmentos de fusión y
divergencia de autopistas
14, Autopistas multilane
15. Autopistas de dos carriles
Las autopistas de dos carriles tienen un carril para el
uso del tráfico en cada sentido. El paso tiene lugar en el
carril opuesto del tráfico cuando la distancia de visión
es apropiada y los huecos seguros en la corriente de
tráfico opuesta están disponibles.
La calidad del servicio para bicicletas se ve afectada principalmente por la velocidad y el volumen del
tráfico adyacente y por el grado de separación entre el tráfico ciclista y el de vehículos de motor permitido
por la geometría de la calzada.
El Capítulo 15, Carreteras de dos carriles, presenta metodologías para el análisis, diseño y
planificación de instalaciones de carreteras de dos carriles que operan bajo flujo no lesionado, tanto para
automóviles como para bicicletas. El flujo ininterrumpido existe cuando no hay dispositivos de control de
tráfico que interrumpan el tráfico y donde no hay pelotones formados por señales ascendentes. En general,
cualquier segmento que es 2.0 a 3.0 mi de la intersección señalizada Mas cercana encajaría en esta categoría.
Cuando las intersecciones señalizadas están a menos de 2.0 millas de distancia, la instalación debe
clasificarse como una calle urbana y analizarse con las metodologías del Capítulo 16, Instalaciones de calles
urbanas, y el Capítulo 17, Segmentos de calles urbanas, que se encuentran en el Volumen 3. Se supone que
no se produce ningún paso en el carril contrario en las calles urbanas.
El capítulo 15 también incluye una metodología para predecir el efecto de los carriles de paso y subida
de camiones en las carreteras de dos carriles.
CARACTERÍSTICAS DE LAS AUTOPISTAS DE DOS CARRILES
Funciones de las autopistas de dos carriles en los sistemas de carreteras
Las autopistas de dos carriles son un elemento clave en los sistemas de carreteras de la mayoría de los
estados y condados. Se encuentran en muchas áreas geográficas diferentes y sirven a una amplia variedad
de funciones de tráfico. Las autopistas de dos carriles también sirven a una serie de viajes en bicicleta,
particularmente viajes recreativos. Cualquier consideración de los criterios de calidad de funcionamiento
debe tener en cuenta estas funciones dispares.
Capítulo 15/Carreteras de dos
carriles
Diciembre 2010
Página 15-1
Introducción
Manual de capacidad de carreteras 2010
Las funciones de las autopistas de dos
carrilesincluyen la movilidad eficiente, la
accesibilidad, el disfrute escénico y recreativo, y
el servicio a las pequeñas ciudades y
comunidades.
La movilidad eficiente es la función principal de las principales autopistas de dos
carriles que conectan los principales generadores de viajes o que sirven como enlaces
principales en las redes de carreteras estatales y nacionales. Estas rutas tienden a servir a
viajeros comerciales y recreativos de larga distancia, y la sección largas puede pasar a
través de áreas rurales sin interrupciones del control de tráfico. Las operaciones
consistentes de alta velocidad y los retrasos poco frecuentes son deseables para este tipo de
instalaciones.
Otras carreteras rurales pavimentadas de dos carriles proporcionan principalmente
accesibilidad a áreas remotas o escasamente pobladas. Tales carreteras proporcionan un
acceso confiable para todo tipo de clima y a menudo atienden bajas demandas de tráfico.
El acceso rentable es una preocupación primordial. Aunque la alta velocidad es
beneficiosa, no es el objetivo principal. El retraso, como indícala formación de pelotones, es
una medida más relevante de la calidad del servicio.
Las carreteras de dos carriles también sirven a áreas escénicas y recreativas en las que la
vista y el medio ambiente están destinados a ser experimentados y disfrutados sin
interrupción del tráfico o retraso. Lalación de operacion de alta velocidad no se espera ni
se desea. Los retrasos en el paso, sin embargo, distraen significativamente del disfrute
escénico de los viajes y deben minimizarse siempre que sea posible.
Las carreteras de dos carriles también pueden pasar a través y servir a pequeñas
ciudades y comunidades. Estas zonas tienen un desarrollo de mayor densidad de lo que
normalmente se esperaría a lo largo de una carretera rural, y los límites de velocidad en
estas zonas suelen ser más bajos. En estos casos, los conductores esperan poder mantener
velocidades cercanas al límite establecido. Dado que los segmentos de carreteras de dos
carriles que se encuentran en estas zonas desarrolladas suelen tener una longitud limitada,
los retrasos en el paso no son un problema significativo.
Las autopistas de dos carriles cumplen una amplia gama de funciones y sirven a una
variedad de áreas rurales, así como a áreas más desarrolladas. Por lo tanto, los criterios
metodólogo y de nivel de servicio (LOS) de este capítulo proporcionan flexibilidad para
abarcar la gama resultante de expectativas del conductor.
Clasificación de las autopistas de dos carriles
Debido a la amplia gama de funciones que sirven las autopistas de dos carriles, la
metodología del automóvil establece tres clases de autopistas.
Las dos primeras clases se refieren a las carreteras rurales de dos carriles. La metodología
para ellos se desarrolló como parte del Proyecto 3-55(3) del Programa Nacional de
Investigación Cooperativa de Carreteras (NCHRP) en 1999 (1) y se revisó como parte del
Proyecto 20-7(160) del NCHRP en 2003 (2).
La tercera clase se refiere a las autopistas de dos carriles en áreas desarrolladas. El
enfoque de análisis para estas carreteras es una modificación del método de carreteras
rurales mencionado anteriormente y fue desarrollado por el Departamento de Transporte
de Florida (FDOT) (3). Esta modificación no ha sido sometida a un estudio nacional de
calibración y se basa en el procedimiento desarrollado y adoptado por el FDOT. Se
presenta aquí como un procedimiento alternativo, ya que se basa enteramente en la
información recopilada en Florida. Sin embargo, en busca de claridad, el material se
integra en la presentación general y no se examina por separado como procedimiento
alternativo.
Introducción
Página 15-2
Capítulo 15/Carreteras de dos
carriles
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
Las tres clases de autopistas de dos carriles se definen de la siguiente manera:
• Las autopistas de dos carriles de clase I son autopistas donde los automovilistas
esperan viajar a velocidades relativamente altas. Las autopistas de dos carriles que
son las principales rutas interurbanas, los conectores primarios de los principales
generadores de tráfico, las rutas diarias de cercanías o los principales enlaces en
las redes de carreteras estatales o nacionales generalmente se asignan a la Clase I.
Estas instalaciones sirven principalmente viajes de larga distancia o proporcionan
las conexiones entre las instalaciones que sirven viajes de larga distancia.
• Las autopistas de dos carriles de clase II son autopistas en las que los automovilistas
no necesariamente esperan viajar a altas velocidades. Las autopistas de dos
carriles que funcionan como rutas de acceso a las instalaciones de clase I, que
sirven como rutas escénicas o recreativas (y no como arterias primarias), o que
pasan por terreno accidentado (donde la operación de alta velocidad sería
imposible) son un destino de la clase II. Las instalaciones de clase II a menudo
sirven viajes relativamente cortos, las porciones de inicio o final de viajes más
largos, o viajes para los que el turismo juega un papel importante.
• Las autopistas de dos carriles de clase III son autopistas que sirven a áreas de
desarrollo moderado. Pueden ser porciones de una carretera de Clase I o Clase II
que pasan a través de pequeñas ciudades o áreas recreativas desarrolladas. En
estos segmentos, el tráfico local a menudo se mezcla con el tráfico a través, y la
densidad de los puntos de acceso no autorizados al borde de la carretera es
notablemente mayor que en una zona puramente rural. Las carreteras de clase III
también pueden ser segmentos más largos que pasan por áreas recreativas más
dispersas, también con mayores densidades al borde de la carretera. Estos
segmentos suelen ir acompañados de límites de velocidad reducidos que reflejan
el nivel de actividad más elevado.
La Prueba documental 15-1 muestra ejemplos de las tres clases de autopistas de dos carriles.
La definición de clases de autopistas de dos carriles se basa en su función. La mayoría
de las arterias o carreteras troncales se consideran carreteras de Clase I, mientras que la
mayoría de los colectores y carreteras locales se consideran carreteras de Clase II o Clase
III. El principal determinante de la clasificación de una instalación es la expectativa del
automovilista, que podría no estar de acuerdo con la categoría funcional general de la
ruta. Por ejemplo, una ruta interurbana importante que pasa por una zona montañosa
escarpada podría describirse como clase II si los conductores reconocen que la operación a
alta velocidad no es factible debido al terreno, pero la ruta aún podría considerarse de
clase I.
Incluso las carreteras de Clase III se casan solo con segmentos de flujo ininterrumpido
de autopistas de dos carriles. Las intersecciones ocasionales señalizadas o no señalizadas
en cualquier autopista de dos carriles deben analizarse por separado con las metodologías
apropiadas del Manual de Capacidad de Carreteras (HCM) en el Capítulo 18,
Intersecciones señalizadas, capítulo 20, Intersecciones controladas por parada en todos los
sentidos, o capítulo 21, Rotondas. Los resultados deben considerarse cuidadosamente
junto con los de las porciones de flujo ininterrumpido de la instalación para obtener una
imagen completa de la operación probables.
Capítulo 15/Carreteras de dos
Página 15-3
Diciembre 2010
carriles
Introducción
Manual de capacidad de carreteras 2010
Prueba documental
15-1
Clasificación de
carreteras de dos
carriles ilustrada
a) Ejemplos de autopistas de dos carriles de clase I
b) Ejemplos de autopistas de dos carriles de clase II
c) Ejemplos de autopistas de dos carriles de clase III
Condiciones básicas
Las condiciones básicas para las autopistas de dos carriles son la ausencia de factores geométricos, de
tráfico o ambientales restrictivos. Las condiciones base no son las mismas que las condiciones típicas o
predeterminadas, las cuales pueden reflejar restricciones comunes.
Las condiciones de base están más cerca de lo que se puede considerar como condiciones ideales (es decir, las
mejores condiciones que se pueden esperar dado el diseño normal y la práctica operativa). La metodología del
capítulo da cuenta de los efectos de los factores geométricos, de tráfico y ambientales que son más restrictivos
que las condiciones base. Las condiciones básicas para las autopistas de dos carriles son las siguientes:
• Anchos de carril mayores o iguales a 12 pies,
• Hombros claros más anchos o iguales a 6 pies,
• No hay zonas de no paso,
• Todos los coches de pasajeros en la corriente del tráfico,
Introducción
Página 15-4
Capítulo 15/Carreteras de dos
carriles
Diciembre 2010
Capacidad de carreteras Man ual 2010
• Terreno llano, y
• No hay impedimentos para el tráfico a través (por ejemplo, señales de tráfico, vehículos
que giran).
El tráfico puede operar idealmente solo si los carriles y los arcenes son lo suficientemente
anchos como para no restringir las velocidades. Se ha demostrado que los carriles más estrechos
que 12 pies y los hombros más estrechos que 6 pies reducen las velocidades, y también pueden
aumentar el porcentaje de tiempo empleado después (PTSF).
La longitud y la frecuencia de las zonas de no paso son el resultado de la alineación de la
carretera. Las zonas sin paso pueden estar marcadas por líneas centrales de barrera en una o
ambas direcciones, pero cualquier segmento con una distancia de visión de paso de menos de
1,000 pies también debe considerarse una zona de no paso.
En una autopista de dos carriles, puede ser necesario pasar por el carril de flujo opuesto. Es
la única forma de llenar los huecos que se forman delante de los vehículos que se mueven
lentamente en el flujo de tráfico. Las restricciones en la capacidad de pasar aumentan
significativamente la velocidad a la que se forman los pelotones en el flujo de tráfico, ya que los
automovilistas no pueden pasar vehículos más lentos frente a ellos.
Relaciones básicas
La Prueba documental 15-2 muestra la relación entre el caudal, la velocidad media de viaje
(ATS) y el PTSF para un segmento direccional extendido de la autopista de dos carriles en
condiciones básicas. Mientras que las dos direcciones de flujo interactúan en una autopista de
dos carriles (debido a las maniobras de paso), la metodología de estos capítulo analiza cada
dirección por separado.
La Prueba documental 15-2 b) ilustra una característica crítica que afecta a las autopistas de
dos carriles. Los volúmenes direccionales bajos crean valores altos de PTSF. Con sólo 800 pc/h,
PTSF oscila entre el 60% (con 200 pc/h de flujo opuesto) a casi el 80% (con 1.600 pc/h de flujo
opuesto).
En el flujo ininterrumpido de varios carriles, las velocidades típicamente aceptables se
pueden mantener en proporciones relativamente altas de capacidad. En las autopistas de dos
carriles, la calidad del servicio (medida por PTSF) comienza a deteriorarse con flujos de
demanda relativamente bajos.
CAPACIDAD Y PÉRDIDA
capacidad
La capacidad de una autopista de dos carriles en condiciones de base es de 1.700 pc/h en
una dirección, con un límite de 3.200 pc/h para el total de las dos direcciones.
Debido a las interacciones éntrelos flujos direccionales, cuando se alcanza una capacidad de
1.700 pc/h en una dirección, el flujo máximo contrario se limitaría a 1.500 pc/h.
Sin embargo, las condiciones de capacidad rara vez se observan, excepto en segmentos
cortos. Debido a que la calidad del servicio se deteriora a tasas de flujo de demanda muy bajas,
la mayoría de las autopistas de dos carriles se actualizan antes de que la demanda se acerque a
la capacidad.
Capítulo 15/Carreteras de dos
carriles
Diciembre 2010
Página 15-5
La capacidad de una autopista de dos carriles
en condiciones de base es de 1.700 pc/h en
una dirección, con un máximo de 3.200 pc/h
en las dos direcciones.
Introducción
Manual de capacidad de carreteras 2010
Prueba documental 15-2
Relaciones velocidad-flujo y
PTSF para segmentos
direccionales
con condiciones
base
a) ATS versus caudal direccional
b) PTSF frente a caudal direccional
La capacidad es importante para la
evacuación y la planificación de eventos
especiales.
Introducción
Sin embargo, la estimación de las condiciones de capacidad es importante
para la planificación de la evacuación, la planificación de eventos especiales y la
evaluación de los impactos aguas abajo de los cuellos de botella de incidentes
una vez despejados.
Se pueden observar caudales bidireccionales de hasta 3.400 pc/h para
segmentos cortos alimentados por altas demandas de instalaciones múltiples o
de varios carriles. Esto puede ocurrir en túneles o puentes, por ejemplo, pero
tales caudales no se pueden esperar en segmentos extendidos.
La capacidad no está definida para las bicicletas en las autopistas de dos
carriles debido a la falta de datos. Los volúmenes de bicicletas que se acercan a la
capacidad no suelen producirse en las autopistas de dos carriles, excepto durante
los eventos de bicicletas, y se dispone de poca información en la que basar una
definición.
Página 15-6
Capítulo 15/Carreteras de dos
carriles
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 20
Niveles de servicio
Modo automóvil
Debido a la amplia gama de situaciones en las que se encuentran las autopistas de dos carriles, se
incorporan tres medidas de efectividad en la metodología de este capítulo para determinar los
automóviles LOS.
1. ATS refleja la movilidad en una autopista de dos carriles. Se define como la longitud del
segmento de la carretera dividida por el tiempo promedio de viaje que tardan los vehículos en
atravesarlo durante un intervalo de tiempo designado.
2. PTSF representa la libertad de maniobra y la comodidad y comodidad de los viajes. Es el
porcentaje promedio de tiempo que los vehículos deben viajar en pelotones detrás de
vehículos más lentos debido a la imposibilidad de pasar. Debido a que esta característica es
difícil de medir en el campo, una medida sustituta es el porcentaje de vehículos que viajan a
una altura de menos de3.0 s en una ubicación representativa dentro del segmento de carretera.
PTSF también representa el porcentaje aproximado de vehículos que viajan en pelotones.
3. El porcentaje de velocidad de flujo libre (PFFS)representa la capacidad de los vehículos para viajar
en o cerca del límite de velocidad publicado.
En las autopistas de dos carriles de Clase I, la velocidad y el retraso debido a las restricciones de
paso son importantes para los automovilistas. Por lo tanto, en estas carreteras, LOS se define en
términos de ATS y PTSF. En las carreteras de clase II, la velocidad de viajes no es un problema
significativo para los conductores. Por lo tanto, en estas carreteras, LOS se define en términos de PTSF
solamente. En las autopistas de Clase III, no se esperan altas velocidades.
Debido a que la longitud de los segmentos de clase III es generalmente limitada, la aprobación de
restricciones tampoco es una preocupación importante. En estos casos, a los conductores les gustaría
hacer un progreso constante en o cerca del límite de velocidad. Por lo tanto, en estas carreteras, PFFS
se utiliza para definir los LOS. Los criterios de los LOS para las autopistas de dos carriles se muestran
en la Prueba documental 15-3.
LOS
un
B
C
D
E
Clase I Hiahwavs ATS (mi/hf PTSF
(%)
>55
>50-55
>45-50
>40-45
<40
<35
>35-50
>50-65
>65-80
>80
Clase II
Hiahwavs
PTSF (%)
<40
>40-55
>55-70
>70-85
>85
Clase
Hiahwavs
(%)
III
PFFS
Prueba documental 15-3
Automóvil
LOS
para
autopistas de dos carriles
>91.7
>83.3-91.7
>75,0-83,3
>66.7-75.0
<66.7
Debido a que las expectativas de los conductores y las características operativas en las tres
categorías de autopistas de dos carriles son bastante diferentes, es difícil proporcionar una
definición única de las condiciones de operación en cada LOS.
Dos características, sin embargo, tienen un impacto significativo en las operaciones reales y
las percepciones del servicio por parte de los conductores:
• Capacidad de paso: Dado que las maniobras de paso en carreteras de dos carriles se realizan
en la dirección opuesta del flujo, la capacidad de pasar está limitada por el caudal
Opuesto y por la distribución de huecos en el flujo opuesto.
• Demanda de paso: A medida que el pelotón y el PTSF aumentan en una dirección
determinada, la demanda de maniobras de paso aumenta. A medida que más conductores
se ven atrapados en un
Capítulo 15/Carreteras de dos
carriles
20 de diciembre10
Página 15-7
Introducción
Manual de capacidad de carreteras 2010
pelotón detrás de un vehículo de movimiento lento, que deseará hacer más maniobras de
paso.
Tanto la capacidad de paso como la demanda de paso están relacionadas con las tasas de flujo.
Si el flujo en ambas direcciones aumenta, se establece una tendencia difícil: a medida que
aumenta la demanda de paso, disminuye la capacidad de paso.
En LOS A, los automovilistas experimentan altas velocidades de operación en las carreteras
de Clase I y poco dificil en el paso. Los pelotones de tres o más vehículos son raros. En las
carreteras de Clase II, la velocidad sería controlada principalmente por las condiciones de la
carretera. Se esperaría una pequeña cantidad de pelotón. En las autopistas de clase III, los
conductores deben poder mantener velocidades operativas cercanas o iguales a la velocidad de
flujo libre (FFS) de la instalación.
En LOS B, la demanda de paso y la capacidad de paso están equilibradas. Tanto en las
carreteras de Clase I como en las de Clase II, el grado de pelotón se hace notable. Algunas
reducciones de velocidad están presentes en las carreteras de Clase I. En las carreteras de Clase
III, se hace difícil mantener el funcionamiento de FFS, pero la reducción de velocidad es todavía
relativamente pequeña.
En LOS C, la mayoría de los vehículos viajan en pelotones. Las velocidades se reducen
notablemente en las tres clases de carreteras.
En LOS D, el pelotón aumenta significativamente. La demanda de paso es alta tanto en las
instalaciones de Clase I como en las de II, pero la capacidad de paso se acerca a cero. Un alto
porcentaje de vehículos ahora viajan en pelotones, y PTSF es bastante notable. En las carreteras
Class III, la caída de FFS es ahora significativa.
En LOS E, la demanda se acerca a su capacidad. Pasar en las carreteras de Clase I y II es
prácticamente imposible, y PTSF es más del 80%. Las velocidades se reducen
considerablemente. En las carreteras de Clase III, la velocidad es menos de dos tercios de la FFS.
El límite inferior de este LOS representa la capacidad.
LOS F existe siempre que el flujo de demanda en una o ambas direcciones supere la
capacidad del segmento. Las condiciones de funcionamiento son inestables, y existe una gran
congestión en todas las clases de autopista de dos carriles.
Modo bicicleta
Bicycle LOS se basa en un
modelo de percepción del
viajero.
Los niveles de servicio de bicicletas para los segmentos de carreteras de dos carriles se
basan en una puntuación de LOS (BLOS) de bicicletas, que a su vez se basa en un modelo de
percepción del viajero. Esta puntuación se basa, por orden de importancia, en cinco variables:
• Anchura efectiva media del exterior a través del carril,
• Volúmenes de vehículos motorizados,
• Velocidades de los vehículos motorizados,
• Volúmenes de vehículos pesados (camiones), y
• Estado del pavimento.
Los rangos los de LOS para bicicletas en carreteras de dos carriles se dan en la Prueba
documental 15-4. La misma puntuación LOS se utiliza para las carreteras de varios carriles,
como se describe en el capítulo 14.
Introducción
Página 15-8
Capítulo 15/Carreteras de dos
carriles
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2
LOS
Puntuación BLOS
un
B
C
D
E
F
<1.5
>1.5-2.5
>2.5-3.5
>3.5-4.5
>4.5-5.5
>5.5
Prueba documental 154
Bicicleta
LOS
para
autopistas de dos carriles
DATOS DE ENTRADA NECESARIOS Y VALORES PREDETERMINADOS
En las Pruebas documentales 15 a 5 se enumera la información necesaria para aplicar la
metodología. También contiene valores predeterminados sugeridos para su uso cuando la información
específica del segmento no está disponible. Sin embargo, se advierte al usuario que cada uso de un
valor predeterminado en lugar de una variable específica del segmento medida por el campo hace que
los resultados del análisis sean más aproximados y menos relacionados con las condiciones específicas
que describen el sitio de estudio. Los valores predeterminados solo se deben usar cuando no se pueden
recopilar mediciones de campo.
pertinente
Modos
Datos requeridos
Valor predeterminado recomendado
Clase highway
Anchura del carril
Ancho de los hombros
Densidad del punto de acceso (un
lado)
terreno
Debe seleccionar según corresponda
12 pies
6 pies
Automático
Auto, bicicleta
Auto, bicicleta
Clases I y II: 8/mi, Clase III: 16/mi
Nivel o balanceo
Automático
Automático
Porcentaje de zona de no paso3
límite de velocidad
Velocidad de diseño base
Longitud del carril de paso (si está
presente)
Estado del pavimento
Nivel: 20%, rodando: 40%, más extremo: 80%
límite de velocidad
Límite de velocidad + 10 mi/h
Debe ser específico del sitio
4 en la escala de calificación de 5 puntos de la
FHWA (buena)
Datos de demanda
Automático
bicicleta
Automático
Automático
bicicleta
Volumen cada hora del automóvil
Duración del período de análisis
Factor de hora pico
Debe ser específico del sitio
15 minutos (0,25 horas)
0.88
60/40
6% camiones
0%
Auto, bicicleta
Auto, bicicleta
Auto, bicicleta
Datos geométricos
División direccional
Porcentaje de vehículos pesados*
Porcentaje ocupado en la carretera
aparcamiento
Prueba documental 15-5
Datos de entrada necesarios y
valores predeterminados para
carreteras de dos carriles
Auto, bicicleta
Auto, bicicleta
bicicleta
Notas: La zona de no paso del 3 por ciento puede ser diferente en cada dirección.
* Véase el Capítulo 26 del Volumen 4 para conocer los porcentajes de vehículos
pesados por defecto específicos del estado.
El uso de algunos valores predeterminados es menos problemático que otros. Los anchos de carril
y hombros de 12 y 6 pies, respectivamente, son comunes, particularmente en las carreteras de Clase I.
Sin embargo, estas variables tienen grandes impactos en la bicicleta LOS, lo que aumenta la importancia
de los datos específicos del segmento. Una evaluación general del terreno suele ser sencilla y sólo
requiere un conocimiento general de la zona a través de la cual se construye la carretera. Las
densidades de puntos de acceso son más difíciles y tienden a variar ampliamente sitio por sitio. Estimar
el porcentaje de zonas de no paso sobre la base de una evaluación generalizada del terreno también es
un desafío, ya que los detalles de la alineación vertical y horizontal pueden tener un impacto
significativo en este factor.
FFS se mide mejor en el sitio o en un sitio similar. Aunque los ajustes a una velocidad de flujo
libre de base (BFFS) se proporcionan como parte de la metodología, no se proporciona ninguna
orientación firme sobre la determinación del BFFS. Las sugerencias por defecto de la Prueba
documental 15-5 son muy aproximadas.
Capítulo 15/Carreteras de dos
carriles
Diciembre 2010
Página 15-9
Introducción
Manual de capacidad de carreteras 2010
En términos de datos de demanda, la duración del período de análisis es un
estándar de HCM recomendado de 15 minutos (aunque se pueden examinar
períodos más largos). El factor de la hora punta (PHF) es típico, pero podría
funcionar significativamente sobre la base de las características de generación de
viajes localizadas. La división direccional se observa mejor directamente, ya que
puede variar ampliamente con el tiempo, incluso en la misma ubicación. El valor
por defecto recomendado para la presencia de vehículos pesados también es muy
próximo. Este factor varía ampliamente con las condiciones locales; El Capítulo
26, Segmentos de autopistas y autopistas: Suplementarios, proporciona valores
predeterminados específicos del estado (4).
Como es el caso con todos los valores predeterminados, estos valores deben
usarse con cuidado, y solo cuando los datos específicos de sitio no se pueden
adquirir por ningún medio razonable.
VOLÚMENES DE DEMANDA Y CAUDALES
Los volúmenes de demanda se indican generalmente en vehículos por hora
en las condiciones prevalecientes. Se convierten en la metodología para exigir
caudales en turismos por hora en condiciones base. El PHF, en particular, se
utiliza para convertir volúmenes por hora en caudales.
Si los volúmenes de demanda se miden en incrementos de 15 minutos, el uso
del PHF para convertir a caudales es innecesario. Se selecciona el peor período de
15 minutos, y las tasas de flujo son los volúmenes de 15 minutos multiplicados
por 4. Cuando se hace esto, el PHF se establece en 1,00 para el resto de la
aplicación.
En la medición de los volúmenes de demanda o las tasas de flujo, el flujo
puede estar restringido por cuellos de botella aguas arriba o incluso señales que
están a más de 2 millas de distancia del sitio de estudio (si están más cerca, esta
metodología no es aplicable). La congestión aguas abajo también puede afectar a
los flujos en un segmento de estudio. En la medida de lo posible, los volúmenes
de demanda y los caudales deben reflejar la situación que existiría sin factores
limitantes posteriores o descendentes.
Introducción
Página 15-10
Capítulo 15/Carreteras de dos
carriles
Diciembre 2010
Manual de capacidad de carreteras 2010
2. metodología
En esta sección se presentan los detalles de la metodología para las autopistas de dos carriles y se
documenta su uso en aplicaciones de planificación y análisis operativo.
ALCANCE DE LA METODOLOGÍA
Este capítulo presenta una metodología de análisis operacional para segmentos direccionales de autopistas
de dos carriles para automóviles y ciclistas. Ambas direcciones se pueden analizar por separado en la
instalación o segmento para obtener una estimación completa de las condiciones de operación.
La metodología automotriz de este capítulo aborda el análisis de
• Segmentos direccionales en terreno general (nivelado o rodante),
• Segmentos direccionales en grades específicos, y
• Segmentos direccionales que incluyen carriles de paso y de subida de camiones.
Todos los segmentos en terreno montañoso, y todos los grados de 3% o más que cubren una longitud de 0,6
millas o más, deben analizarse como grados específicos.
La metodología se utiliza más directamente para determinar el LOS en un segmento direccional uniforme
de la autopista de dos carriles mediante la estimación de las medidas de eficacia que definen los LOS (ATS,
PTSF, PFFS). Este análisis también puede utilizarse para determinar la capacidad del segmento direccional o la
tasa de servicio baja que se puede acomodar en cualquier LOS dado.
Este capítulo incluye un apéndice que aborda los tratamientos especializados para las carreteras de dos
carriles que no se pueden evaluar con la metodología básica. También se proporcionan procedimientos
especiales para determinar el impacto de los carriles de paso o los carriles de subida de camiones en segmentos
de carreteras de dos carriles.
LIMITACIONES DE LA METODOLOGÍA
Las metodologías de análisis operacional de este capítulo no abordan las autopistas de dos carriles con
intersecciones señalizadas. Las intersecciones aisladas señalizadas en carreteras de dos carriles pueden
evaluarse con la metodología del Capítulo 18, Intersecciones señalizadas. Las autopistas de dos carriles en áreas
urbanas y suburbanas con múltiples intersecciones señalizadas a 2 millas o menos de distancia deben analizarse
como ciudades urbanas o arterias con la metodología del Capítulo 17, Segmentos de calles urbanas.
La metodología de la bicicleta se desarrolló con datos recopilados en calles urbanas y suburbanas, incluidas
las instalaciones que se definirían como carreteras suburbanas de dos carriles. fuera del rango de valores
utilizados para desarrollar el modelo bicicleta LOS. Los rangos de valores utilizados en el desarrollo del modelo
bicicleta LOS (5) se muestran a continuación:
• Ancho del carril exterior a través: 10 a 16 pies;
• Ancho de hombros: 0 a 6 pies;
Capítulo 15/Carreteras de dos
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Diciembre 2010
carriles
metodología
Manual de capacidad vial 2010
• Volúmenes de vehículos motorizados: hasta 36.000 tráfico medio diario
anual (AADT);
• Velocidad fijada: 45 a 50 mi / h;
• Porcentaje de vehículos pesados: 0% a 2%; y
• Condición del pavimento: 1 a 5 en la escala de calificación de pavimento
de 5 puntos de la Administración Federal de Carreteras (FHWA).
La metodología LOS de bicicletas tampoco toma en consideración las
diferencias en el comportamiento predominante del conductor, aunque el
comportamiento del conductor puede variar considerablemente tanto a nivel
regional como por instalación. En particular, la probabilidad de que los
conductores reduzcan la velocidad o proporcionen un espacio horizontal
adicional mientras los ciclistas pasan juega un papel importante en la calidad
percibida del servicio de una instalación.
MODO AUTOMÓVIL
Descripción general
La figura 15-6 ilustra los pasos básicos en la metodología para carreteras de
dos carriles. Debido a que las tres clases de carreteras utilizan diferentes medidas
de servicio para determinar LOS, no todos los pasos se aplican a cada clase de
instalación.
Tenga en cuenta que el paso de cálculo para estimar ATS se aplica solo a las
carreteras Clase I y Clase III, mientras que el paso para estimar PTSF se aplica
solo a las carreteras Clase I y Clase II. El paso para estimar PFFS se aplica solo a
las carreteras Clase III.
Segmentos para análisis
La metodología de este capítulo se aplica a segmentos direccionales
uniformes de carreteras de dos carriles. Si bien las dos direcciones del flujo
interactúan a través de maniobras de paso (y limitaciones en las maniobras de
paso), cada dirección debe analizarse por separado.
Los segmentos uniformes tienen las mismas condiciones de tráfico y
carreteras o similares. Los límites de los segmentos deben establecerse en los
puntos donde ocurre un cambio en cualquiera de los siguientes: terreno, ancho de
carril o ancho de arcén, clasificación de la instalación o tasa de flujo de demanda.
Metodología
Página 15-12
Capítulo 15 / Carreteras de dos
carriles
Diciembre de 2010
Manual de capacidad vial 2010
Figura 15-6
Diagrama de flujo de la
metodología de la ruta de
vuelo de dos carriles
Pasos computacionales
Paso 1: datos de entrada
El Cuadro 15-5 enumera la información que debe estar disponible antes de
que se pueda analizar un segmento de carretera de dos carriles. La exposición
también enumera los valores predeterminados sugeridos para usar cuando los
datos específicos del sitio no están disponibles.
Capítulo 15 / Flighways de dos
carriles
Diciembre de 2010
Página 15-13
Metodología
Manual de capacidad vial 2010
Paso 2: Estime la ECA
El paso clave en el análisis de una carretera de dos carriles es la
determinación del FFS para el segmento. Hay tres formas de estimar la ECA.
Medición de campo directa
Se prefiere la medición de campo directa en el segmento de la autopista en
cuestión. Las mediciones deben tomarse solo en la dirección bajo análisis; si se
van a analizar ambas direcciones, se realizan mediciones separadas en cada
dirección. Cada medición direccional debe basarse en una muestra aleatoria de al
menos 100 velocidades de vehículos. El FFS se puede medir directamente como la
velocidad media en condiciones de baja demanda (es decir, el caudal
bidireccional es menor o igual a 200 vehículos / h).
Si el segmento de análisis no se puede observar directamente, entonces se
pueden usar mediciones de una instalación similar (misma clase de carretera,
mismo límite de velocidad, entorno similar, etc.).
Mediciones de campo a tasas de flujo más altas
Para algunas carreteras, puede resultar difícil o imposible observar caudales
totales inferiores a 200 vehículos / h. En tales casos, se puede tomar una muestra
de velocidad a velocidades de flujo más altas y ajustar en consecuencia. Se adopta
el mismo enfoque de muestreo: cada dirección se observa por separado, con cada
muestra direccional que incluye al menos 100 velocidades observadas. La
velocidad media medida se ajusta luego con la Ecuación 15-1:
Ecuación 15-1
dónde
FFS = velocidad de flujo libre (mi / h);
SFM = velocidad media de la muestra(v > 200 veh / h) (mi / h);
v =caudal de demanda total, en ambas direcciones, durante el período de
medidas de velocidad (veh / h); y
/ HV, ATS = factor de ajuste de vehículos pesados para ATS, de la Ecuación 15-4 o la
Ecuación 15-5.
Estimación de FFS
El FFS en carreteras de dos carriles
varía desde 45 mi / ha hasta 70 mi /
h. BFFS refleja la alineación de la
instalación y la naturaleza del tráfico.
Metodología
La ECA se puede estimar indirectamente si no se dispone de datos de
campo. Este es un desafío mayor en las carreteras de dos carriles que en otros
tipos de instalaciones de flujo ininterrumpido. El FFS en carreteras de dos carriles
cubre un rango significativo, desde tan solo 45 mi / h hasta tan alto como 70 mi /
h. Para estimar el FFS, el analista debe caracterizar las condiciones operativas de
la instalación en términos de un BFFS que refleje la naturaleza del tráfico y la
alineación de la instalación. Desafortunadamente, debido a la amplia gama de
velocidades que ocurren y la importancia de los factores locales y regionales que
influyen en las velocidades deseadas por el conductor, se puede dar poca
orientación para estimar la BFFS.
Página 15-14
Capítulo 15 / Carreteras de dos
carriles
Diciembre de 2010
Manual de capacidad vial 2010
Las estimaciones de BFFS se pueden desarrollar sobre la base de los datos de
velocidad y el conocimiento local de las condiciones de operación en instalaciones
similares. Como se verá, una vez que se determina el BFFS, se aplican ajustes para los
anchos de carril y arcén y para la densidad de los puntos de acceso no señalizados
para estimar el FFS. En concepto, el BFFS es la velocidad que se esperaría sobre la
base de la alineación horizontal y vertical de la instalación, si estuvieran presentes
anchos de carril y arcenes estándar y no hubiera puntos de acceso al borde de la
carretera. Por lo tanto, lavelocidad de diseñode la instalación podría ser un estimador
aceptable de BFFS, ya que se basa principalmente en la alineación horizontal y
vertical. Los límites de velocidad indicados pueden no reflejar las condiciones
actuales o los deseos del conductor. Se puede tomar una estimación aproximada de
BFFS como el límite de velocidad indicado más 10 mi / h.
Una vez que se determina una BFFS, la FFS real puede estimarse de la siguiente
manera:
Ecuación 15-2
FFS = BFFS- fLS-fA
dónde
FFS = velocidad de flujo libre (mi / h),
BFFS = velocidad base de flujo libre (mi / h),
fLS = ajuste de ancho de carril y arcén (mi / h), y fA = ajuste de la densidad del
punto de acceso (mi / h).
Cuando se utilizan mediciones de campo para estimar la ECA, se deben aplicar
enfoques estándar y técnicas de muestreo. Se proporciona orientación sobre estudios
de velocidad de campo en textos estándar de ingeniería de tráfico y en otros lugares
(3).
Los factores de ajuste para usar en la Ecuación 15-2 se encuentran en la Figura
15-7
(ancho de carril y arcén) y en la Figura
15-8
Ancho
de (densidad
hombro Iff)del punto de acceso).
Ancho de carril
(pie)
> 9 <10
> 10 <11
> 11 <12
> 12
> 0 <2
6.4
5.3
4,7
4.2
> 2 <4> 4 <6
4.8
3,7
3,0
2.6
Puntos de acceso por milla (dos direcciones)
0
10
20
30
40
Nota: Se recomienda la interpolación al 0,1 más cercano.
3,5
2.4
1,7
1.3
>6
2.2
1.1
0.4
0.0
Reducción de FFS (mi / h)
0.0
2.5
5,0
7.5
10.0
Figura 15-7
Factor de ajuste para ancho de
carril y arcén (fis)
Figura 15-8
Factor de ajuste para
la densidad del punto
de acceso (fa)
La densidad del punto de acceso se calcula dividiendo el número total de intersecciones y caminos de
acceso no señalizados en ambas cosaslados del segmento de la calzada por la longitud del segmento (en
millas). Por lo tanto, al analizar las dos direcciones de la carretera y estimar el FFS, el FFS será el mismo
enambas cosasdirecciones. Si el FFS se mide en el campo, el valor podría ser diferente en cada dirección.
Si una carretera contiene curvas horizontales pronunciadas con velocidades de diseño sustancialmente
inferiores a las del resto del segmento, puede ser conveniente
Capítulo 15 / Flighways de dos
carriles
Diciembre de 2010
Página 15-15
Metodología
Autopista Capacidad Manual 20 J0
determinar el FFS por separado para curvas y tangentes y calcular un FFS promedio ponderado
para el segmento como un todo.
Los datos de las relaciones de FFS en este capítulo incluyen tanto el tráfico de pasajeros como
de los que no lo son. No hubo diferencias significativas entre los dos. Sin embargo, se espera que
los viajeros y otros usuarios habituales utilicen una instalación de manera más eficiente que los
usuarios recreativos y ocasionales. Si el efecto de la población de conductores es una preocupación,
el FFS debe medirse en el campo.
Paso 3: Ajuste de la demanda para A TS
Este paso computacional se aplica solo en casos de carreteras de dos carriles
Clase I y Clase III. LOS en las carreteras de Clase II no se basa en ATS y, por lo
tanto, este paso se omite para esas carreteras.
Los volúmenes de demanda en ambas direcciones (dirección de análisis y
dirección opuesta) deben convertirse a tasas de flujo en condiciones base
equivalentes con la Ecuación 15-3:
Ecuación 15-3
dónde
V
YO, ATS = caudal de demanda Ipara la estimación de ATS (pc / h);
i = "d" (dirección de análisis) o "o"(dirección opuesta);
Vj = volumen de demanda por dirección I(veh / h); fg, ATs= factor de ajuste de grado, de la
Figura 15-9 o la Figura 15-10; yfw.ATs= factor de ajuste de vehículos pesados, de la Ecuación 15-4 o la
Ecuación 15-5.
PHF
El PHF representa la variación en el flujo de tráfico dentro de una hora. El análisis de carreteras
de dos carriles se basa en las tasas de flujo de demanda para un período máximo de 15 minutos
dentro de la hora de análisis, generalmente (pero no necesariamente) la hora pico. Si los caudales
para el pico de 15 min se han medido directamente, el PHF utilizado en la Ecuación 15-3 se establece
en 1,00.
Un factor de ajuste de grado TS
El factor de ajuste de grado f ATSdepende del terreno. Los factores se definen para
•
Segmentos extendidos (> 2 millas) de terreno llano,
•
Segmentos extendidos (> 2 millas) de terreno ondulado,
® Actualizaciones específicas y
• Degradaciones específicas.
Cualquier pendiente del 3% o más empinada y 0,6 millas o más deberanalizarse como una
actualización o degradación específica, según la dirección del análisis que se esté considerando. Sin
embargo, una calificación del 3% o más mayo ser analizado como un grado específico si es 0.25 mi o
más.
Metodología
Página 15-16
Capítulo 15 / Carreteras de dos
carriles
Diciembre de 2010
Manual de capacidad vial 2010
La figura 15-9 muestra los factores de ajuste de pendiente para segmentos extendidos de terreno
nivelado y ondulado, así como para rebajas específicas. La figura 15-9 se ingresa con la tasa de flujo de
demanda unidireccionalvvph, en vehículos por hora.
Caudal de demanda
unidireccional, vvph
(veh / h)
Figura 15-9
Factor de ajuste
Nivel terreno y
Bajas de calificación específicas
<100
200
300
400
500
600
700
800
> 900
Terreno ondulado
0,67
0,75
0,83
0,90
0,95
0,97
0,98
0,99
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
Nota: Se recomienda la interpolación al 0.01 más cercano.
Factor de ajuste de grado ATS [fg,
ATs) para terreno llano, terreno
ondulado y degradaciones
específicas
Si la demanda se expresa como un volumen por hora, debe dividirse por el
PHF (vvph = V / PHF)para obtener el factor apropiado. Otras tablas de factores de
ajuste asociadas con la Ecuación 15-3 también se ingresan con este valor.
Tenga en cuenta que el factor de ajuste para terreno llano es 1,00, ya que el
terreno llano es una de las condiciones básicas. A los efectos del ajuste de la
pendiente, los tramos de pendiente específicos se tratan como terreno nivelado.
El Cuadro 15-10 muestra los factores de ajuste de calificaciones para
actualizaciones específicas. El impacto negativo de las mejoras en las velocidades
de las carreteras de dos carriles aumenta a medida que aumentan la gravedad de
la mejora y su longitud. Sin embargo, el impacto disminuye a medida que
aumenta la tasa de flujo de la demanda. A tasas de flujo de demanda más altas,
ya se producirían velocidades más bajas y el impacto adicional de las
actualizaciones es menos severo.
Un factor de ajuste de vehículos pesados TS
Las condiciones básicas para las carreteras de dos carriles incluyen el 100%
de vehículos de pasajeros en el flujo de tráfico. Esta es una ocurrencia rara y la
presencia de vehículos pesados en el flujo de tráfico reduce el ATS.
En general, un vehículo pesado se define como cualquier vehículo (o unidad
de vehículo-remolque) con más de cuatro ruedas en el suelo durante el
funcionamiento normal. Los vehículos pesados se clasifican como camiones o
vehículos recreativos (RV). Los camiones cubren una amplia variedad de
vehículos, desde camionetas pequeñas y camionetas de panel con más de cuatro
ruedas hasta unidades de tractor-remolque dobles y triples. Las camionetas
pickup y camionetas pequeñas con solo cuatro ruedas se clasifican como
automóviles de pasajeros. Todos los autobuses escolares, de tránsito o
interurbanos se clasifican como camiones. La clasificación de RV también cubre
una amplia gama de vehículos, incluidos los campistas motorizados, las casas
rodantes y los automóviles o camiones pequeños que remolcan remolques.
Capítulo 15 / Carreteras de dos
carriles
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Página 15-17
Metodología
Manual de capacidad vial 2010
Figura 15-10
Factor de ajuste de grado
ATS (fgATs) para
actualizaciones
específicas
Calificac
Califica ión
ción
Largo
(%)
(mi)
0,25
0,50
0,75
1,00
1,50
2,00
3,00
> 4,00
0,25
0,50
0,75
1,00
1,50
2,00
3,00
> 4,00
0,25
0,50
0,75
1,00
1,50
2,00
3,00
> 4,00
0,25
0,50
0,75
1,00
1,50
2,00
3,00
> 4,00
0,25
0,50
0,75
1,00
1,50
2,00
3,00
> 4,00
<100
0,78
0,75
0,73
0,73
0,73
0,73
0,73
0,73
0,75
0,72
0,67
0,65
0,63
0,62
0,61
0,61
0,71
0,60
0,55
0,54
0,52
0,51
0,51
0,51
0,57
0,52
0,49
0,46
0,44
0,43
0,41
0,40
0,54
0,43
0,39
0,37
0,35
0,34
0,34
0,33
Tasa de flujo de demanda direccional. fveh / hl
200300400500600700800
0,84
0,83
0,81
0,79
0,79
0,79
0,78
0,78
0,83
0,80
0,77
0,73
0,72
0,70
0,69
0,69
0,79
0,70
0,65
0,64
0,62
0,61
0,61
0,60
0,68
0,62
0,57
0,56
0,54
0,53
0,51
0,50
0,64
0,53
0,49
0,45
0,45
0,44
0,44
0,43
0,87
0,86
0,85
0,83
0,83
0,82
0,82
0,81
0,86
0,84
0,81
0,77
0,76
0,74
0,74
0,73
0,83
0,74
0,70
0,69
0,67
0,66
0,65
0,65
0,72
0,66
0,62
0,60
0,59
0,58
0,56
0,55
0,68
0,57
0,54
0,50
0,49
0,48
0,48
0,47
0,91
0,90
0,89
0,88
0,87
0,86
0,85
0,85
0,90
0,88
0,86
0,81
0,80
0,79
0,78
0,78
0,88
0,79
0,75
0,74
0,72
0,71
0,70
0,69
0,77
0,71
0,68
0,65
0,64
0,63
0,61
0,61
0,73
0,62
0,59
0,54
0,54
0,53
0,53
0,52
1,00
1,00
1,00
1,00
0,99
0,98
0,95
0,94
1,00
1,00
1,00
0,94
0,93
0,93
0,92
0,91
1,00
0,94
0,91
0,91
0,88
0,87
0,86
0,84
0,93
0,87
0,85
0,82
0,81
0,81
0,79
0,79
0,88
0,79
0,77
0,74
0,71
0,71
0,70
0,70
1,00
1,00
1,00
1,00
0,99
0,98
0,96
0,94
1,00
1,00
1,00
0,95
0,95
0,94
0,93
0,91
1,00
0,95
0,93
0,93
0,90
0,89
0,88
0,86
0,94
0,90
0,88
0,85
0,84
0,83
0,82
0,82
0,90
0,82
0,80
0,77
0,75
0,74
0,73
0,73
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
0,99
0,96
0,95
1,00
1,00
1,00
0,97
0,96
0,96
0,94
0,92
1,00
0,97
0,95
0,95
0,93
0,92
0,91
0,88
0,96
0,92
0,90
0,88
0,87
0,86
0,85
0,85
0,92
0,85
0,83
0,81
0,79
0,78
0,77
0,77
>
900
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
0,97
0,95
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
0,98
0,96
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
0,99
0,98
0,95
1,00
1,00
1,00
1,00
0,98
0,97
0,97
0,97
1,00
0,98
0,96
0,96
0,96
0,94
0,93
0,91
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
0,98
0,96
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
0,99
0,97
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
0,99
0,99
0,99
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
0,99
0,98
0,95
Nota: Se permite la interpolación en línea recta de 4 / ire para la longitud de la pendiente y el flujo de demanda al 0.01 más cercano.
Figura 15-11
Equivalentes de vehículos
de pasajeros ATS para
camiones (£ 9 y vehículos
recreativos (5 «) para terreno
llano, terreno rodante y
degradaciones específicas
tipo de vehiculo
Camiones, Et
RVs, Er
Tasa de flujo de demanda
direccional, vVDh (veh /
h)
<100
200
300
400
500
600
700
800
> 900
Todos los flujos
Terreno nivelado y
degradaciones
específicas
1,9
1,5
1.4
1.3
1.2
1.1
1.1
1.1
1.0
1.0
Terreno ondulado
2,7
2.3
2.1
2.0
1.8
1,7
1,6
1.4
1.3
1.1
Nota: Se recomienda la interpolación al 0,1 más cercano.
Metodología
Página 15-18
Capítulo 15 / Carreteras de dos
carriles
Diciembre de 2010
Manual de capacidad vial 2010
La determinación del factor de ajuste del vehículo pesado es un proceso de dos pasos:
1. Los equivalentes de automóviles de pasajeros se encuentran para camiones (ET) y vehículos
recreativos (ER) en las condiciones imperantes.
2. Un factor de ajuste de vehículos pesados se calcula a partir de los equivalentes de automóviles de
pasajeros con la Ecuación 15-4:
1
Ecuación 15-4
dónde
fuv.ATS ~ factor de ajuste de vehículos pesados para la estimación ATS,
PT = proporción de camiones en el flujo de tráfico (decimal),
PR = proporción de vehículos recreativos en el flujo de tráfico (decimal),
ET = equivalente de automóvil de pasajeros para los camiones del Anexo 15-11 o el Anexo 1512, y
ER = equivalente de automóvil de pasajeros para vehículos recreativos de la ilustración 15-11 o
la ilustración 15-13.
El equivalente de automóvil de pasajeros es el número de automóviles de pasajeros
desplazados de la corriente de tráfico por un camión o RV. Los equivalentes de vehículos de
pasajeros se definen para varias situaciones:
• Secciones extendidas de terreno llano o ondulado,
• Actualizaciones específicas y
• Degradaciones específicas.
El Cuadro 15-11 contiene los equivalentes de automóviles de pasajeros para camiones y
vehículos recreativos en segmentos de terreno general y para rebajas específicas, que se tratan
como terreno nivelado en la mayoría de los casos. En la siguiente sección se proporciona un
procedimiento especial para evaluar degradaciones específicas en las que un número significativo
de camiones deben reducir su velocidad a velocidad lenta para mantener el control.
El Anexo 15-12 y el Anexo 15-13 muestran los equivalentes de automóviles de pasajeros para
camiones y vehículos recreativos, respectivamente, en actualizaciones específicas.
Equivalentes de un automóvil de pasajeros TS para degradaciones específicas donde los camiones viajan a
velocidad lenta
Como se señaló anteriormente, cualquier degradación del 3% o más y0,6 mi o más deben
analizarse como una degradación específica. Si la pendiente de la pendiente varía, debe analizarse
como un solo compuesto utilizando una pendiente promedio calculada dividiendo el cambio total
en la elevación por la longitud total de la pendiente y expresando el resultado como un porcentaje.
La mayoría de las degradaciones específicas se tratarán como terreno nivelado para fines de
análisis. Sin embargo, algunas rebajas son lo suficientemente severas como para forzar a algunos
camiones a avanzar lentamente. En tales casos, los conductores de camiones se ven obligados a
operar en una marcha baja para aplicar el freno motor, ya que el sistema de frenos normal no sería
suficiente para desacelerar o evitar que un vehículo pesado gane demasiado impulso mientras
desciende una pendiente pronunciada. No existen pautas generales para identificar cuándo o
dónde ocurrirán estas situaciones, aparte de la observación directa de las operaciones de vehículos
pesados.
Capítulo 15 / Carreteras de dos
carriles
Diciembre de 2010
Página 15-19
Metodología
Manual de capacidad vial 2010
Figura 15-12
Equivalentes de
automóviles de pasajeros
ATS para camiones (£ r) en
actualizaciones específicas
Califica
ción
(%)
> 3,5
<4.5
> 4.5
<5,5
> 5,5
<6,5
Califica
ción
Largo
(mi)
0,25
0,50
0,75
1,00
1,50
2,00
3,00
> 4,00
0,25
0,50
0,75
1,00
1,50
2,00
3,00
> 4,00
0,25
0,50
0,75
1,00
1,50
2,00
3,00
> 4,00
0,25
0,50
0,75
1,00
1,50
2,00
3,00
> 4,00
0,25
0,50
0,75
1,00
1,50
2,00
3,00
> 4,00
<100
Tasa de flujo de demanda direccional, y „„>, fveh / h)
200 300 400 500 600 700 800
> 900
2.6
3,7
4.6
5.2
6.2
7.3
8.4
9.4
3.8
5.5
6.5
7,9
9,6
10,3
11,4
12,4
4.4
6.0
7.5
9.2
10,6
11,8
13,7
15,3
4.8
7.2
9.1
10,3
11,9
12,8
14,4
15,4
5.1
7.8
9,8
10,4
12,0
12,9
14,5
15,4
2.4
3.4
4.4
5,0
6.0
6,9
8.0
8.8
3.4
5.3
6.4
7,6
9.2
10.1
11,3
12,2
4.0
6.0
7.5
9.2
10,6
11,8
13,7
15,3
4.6
7.2
9.1
10,3
11,9
12,8
14,4
15,4
5.1
7.8
9,8
10,4
12,0
12,9
14,5
15,4
1.1
2.0
1,9
1,6
2.9
3,5
3.9
3,7
1,5
2.2
2.6
4,7
5.9
6,7
7.0
7.5
2.5
4.2
7,5
8.8
10.1
10,9
11,3
10.0
2.9
7.2
9.1
10.1
11,6
12,5
14,1
14,8
4.4
7.8
9,8
10,2
11,7
12,6
14,2
15,1
2.3
3.3
4.3
4.9
5.9
6,7
7.7
8,6
3.2
5.1
6.5
7.4
9.0
10.0
11,2
12,2
3,7
6.0
7.5
9.1
10,6
11,8
13,6
15,2
4.5
7.2
9.1
10,3
11,9
12,8
14,4
15,3
5,0
7.8
9,8
10,4
12,0
12,9
14,5
15,4
2.2
3.2
4.2
4.9
5.8
6.5
7.5
8.3
3,0
5,0
6.5
7.3
8,9
9,9
11,2
12,1
3,5
6.0
7.5
9.1
10,6
11,8
13,6
15,2
4.4
7.2
9.1
10,3
11,9
12,8
14,4
15,3
5,0
7.8
9,8
10,4
12,0
12,9
14,5
15,4
1.8
2,7
3,7
4.4
5.3
5.7
6.5
7.2
2.3
4.4
6.3
6,7
8.1
9.4
10,7
11,5
2,7
5.9
7.5
9.0
10,5
11,6
13,3
14,6
4.0
7.2
9.1
10,3
11,8
12,7
14.3
15,2
4.8
7.8
9,8
10,4
11,9
12,8
14,4
15,3
1.8
2.6
3.6
4.2
5,0
5.5
6.2
6,9
2.2
4.2
5.9
6.6
7,9
9.1
10,3
11,2
2,7
5.7
7.5
9.0
10,4
11,6
13,1
14,2
3.9
7.2
9.1
10,3
11,8
12,7
14.3
15,1
4,7
7.8
9,8
10,4
11,9
12,8
14,4
15,3
1,7
2.6
3.4
4.1
4.8
5.3
6.0
6.6
2.2
4.0
5,6
6.4
7.7
8,9
10.0
10,8
2,7
5,6
7.5
9.0
10,4
11,5
13,0
13,8
3.8
7.2
9.1
10,3
11,8
12,7
14.3
15,1
4,7
7.8
9,8
10,4
11,9
12,8
14,4
15,3
1.3
2.3
2.4
3,0
3.6
4.1
4.6
4.8
1,7
2.8
3.6
5.3
6.5
7.4
8.0
8,6
2.6
4.6
7.5
8,9
10,2
11,1
11,9
11,3
3.2
7.2
9.1
10,2
11,7
12,6
14,2
14,9
4.5
7.8
9,8
10,3
11,8
12,7
14.3
15,2
Nota: Se recomienda la interpolación para la longitud de la pendiente y el caudal de demanda al 0,1 más cercano.
Figura 15-13
Equivalentes de vehículos
de pasajeros ATS para
vehículos recreativos (ER)
sobre actualizaciones
específicas
Califica Calificación
Largo
ción
(mi)
(%)
<100
Caudal de demanda direccional, ^ /. Fveh / hl
200300400500600700800
<0,25
> 0,25 <0,75
> 3 <3,5 > 0,75 <1,25
> 1,25 <2,25
> 2,25
<0,75
> 3,5 <4,5 > 0,75 <3,50
> 3,50
<2,50
> 2,50
<0,75
> 0,75 <2,50
NU, J > 2,50 <3,50
> 3,50
<2,50
> 6,5 > 2,50 <3,50
> 3,50
1.1
1.2
1.2
1.3
1.4
1.2
1.3
1.4
1.4
1,5
1.4
1,5
1,5
1,6
1,5
1,5
1,6
1.1
1.2
1.3
1.4
1,5
1.3
1.4
1,5
1,5
1,6
1,5
1,6
1,6
1,6
1,6
1,6
1,6
1.1
1.1
1.2
1.2
1.3
1.2
1.2
1.3
1.3
1.4
1.3
1.4
1.4
1,6
1.4
1.4
1,6
1.0
1.1
1.1
1.1
1.2
1.1
1.1
1.2
1.2
1.2
1.1
1.2
1.3
1,5
1.2
1.2
1,5
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.2
1,5
1.0
1.3
1,5
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.1
1.4
1.0
1.3
1,5
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.3
1.0
1.3
1.4
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.2
1.0
1.3
1.4
> 900
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.1
1.0
1.3
1.4
Nota: No se recomienda la interpolación en esta exhibición.
Metodología
Página 15-20
Capítulo 15 / Carreteras de dos
carriles
Diciembre de 2010
Manual de capacidad vial 2010
Cuando existe esta situación, el factor de ajuste del vehículo pesado /HV.ATSse
encuentra con la Ecuación 15-5 en lugar de la Ecuación 15-4:
Ecuación 15-5
dónde
PTC = proporción de camiones que operan a velocidad lenta (decimal); y
ETC = equivalente de automóvil de pasajeros para camiones que operan a
velocidad lenta, de la Figura 15-14.
Todas las demás variables son como se definieron anteriormente. Tenga en
cuenta quePTC es el caudal de los camiones que se desplazan a velocidad
lenta dividido por el caudal de todos los camiones.
Diferencia entre FFS
y la velocidad de
avance del camión <100
(mi<15
/ h)
4,7
20
25
30
35
> 40
9,9
15,1
22,0
29,0
35,9
Figura 15-14
Tasa de flujo de demanda direccional. ic „/, fveh / h)
200 300 400 500 600 700 800
4.1
8,7
13,5
19,8
26,0
32,3
3.6
7.8
12,0
17,5
23,1
28,6
3.1
6,7
10,4
15,6
20,1
24,9
2.6
5.8
9.0
13,1
17.3
21,4
2.1
4.9
7.7
11,6
14,6
18,1
1,6
4.0
6.4
9.2
11,9
14,7
> 900
1.0
2,7
5.1
6.1
9.2
11,3
1.0
1.0
3.8
4.1
6.5
7,9
Equivalentes de automóviles de
pasajeros
ATS
(etc.)
para
Viajar
a velocidad
lenta
camiones
en rebajas
Nota: Se recomienda la interpolación contra la diferencia de velocidad y el caudal de demanda al 0,1 más cercano.
Paso 4: Estime el ATS
Como fue el caso con el Paso 3, este paso se aplica solo a las carreteras de
dos carriles Clase I y Clase III. Las carreteras de Clase II no utilizan ATS como
medida de LOS.
El ATS se estima a partir del FFS, la tasa de flujo de demanda, la tasa de
flujo opuesta y el porcentaje de zonas de no paso en la dirección del análisis. El
ATS se calcula a partir de la Ecuación 15-6:
dónde
Ecuación 15-6
ATS „ = FFS -0,00776b`` TS + voMS) ~ f „ratas
ATSd = velocidad media de desplazamiento en la dirección de análisis (mi / h);
FFS = velocidad de flujo libre (mi / h);
, ATS = caudal de demanda para la determinación de ATS en la dirección
del análisis (pc / h);
VCI
V
AVENA= caudal de demanda para la determinación de ATS en la dirección
opuesta (pc / h); y
ftp, ats = factor de ajuste para la determinación de ATS para el porcentaje
de zonas prohibidas en la dirección del análisis, de la Figura 1515.
Capítulo 15 / Carreteras de dos
carriles
Diciembre de 2010
Página 15-21
Metodología
Manual de capacidad vial 2010
Figura 15-15
Factor de ajuste ATS para
zonas prohibidas (fmATs)
Tasa de flujo de demanda
opuesta,
v0 (pc / h)
<20
40
Porcentaje de zonas prohibidas
60
80
100
FFS> 65 mi / h
<100
200
400
600
800
1.000
1200
1.400
> 1.600
1.1
2.2
1,6
1.4
2.2
3.3
2.3
1,5
2.8
3.9
2,7
1,7
3,0
4.0
0,7
0,6
0,6
0,6
0,6
1.0
0,8
0,8
0,7
0,7
1.2
1.1
0,9
0,9
0,7
1.4
1.1
1.0
0,9
0,7
2.0
1,5
1.2
1.1
0,9
0,8
2.5
3,7
2.5
2.8
4.0
2,7
2.9
4.2
3.9
1,6
1.1
0,9
0,9
1,9
0,9
0,7
0,7
0,6
0,6
0,8
0,7
0,8
0,7
2.0
1.4
1.2
1.1
0,9
0,7
2.8
1,9
3.1
4.2
2.9
FFS = 60 mi / h
<100
200
400
0,7
1,9
1.4
1,7
2.9
600
800
1.000
1200
1.400
> 1.600
1.1
0,6
0,6
0,5
0,5
0,5
<100
0,5
1,5
1.3
1.2
2.4
1,9
2.2
3,5
2.4
2.6
3.9
2,7
600
800
1.000
1200
1.400
> 1.600
0,9
0,5
1.1
0,7
0,5
0,6
0,6
0,6
0,6
1,6
1.1
0,8
0,7
0,7
0,6
1.8
1.2
0,9
0,9
0,7
0,6
1.1
1.0
0,9
0,7
<100
200
400
0,2
1.2
1.1
0,6
0.4
1,9
3.3
2.4
3.9
2.5
4.0
2.2
1.4
0,9
2.6
1,7
2,7
1,9
1.3
2.0
1.3
1.3
1.1
0,9
FFS = 55 mi / h
200
400
0,5
0,5
0,5
2,7
4.1
2.8
1,9
1.4
FFS = 50 mi / h
600
800
1.000
1200
1.400
> 1.600
0.4
0.4
0.4
0.4
0,7
2.0
1,6
0,9
0,6
0.4
0.4
0.4
0.4
0,7
0,7
0,6
0,5
1.2
0,9
0,8
0,7
0,5
1.1
1.0
0,8
0,5
FFS <45 mi / h
<100
200
400
600
800
1.000
1200
1.400
> 1.600
0,1
0,9
0,9
0.4
0.4
1,6
0,5
0,3
1,7
3.1
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
0,8
0,6
0,6
0,6
0.4
2.0
1.3
2.2
3.8
2.5
1,7
1.1
0,8
0,7
0,6
0.4
2.4
4.0
2,7
1.8
1.2
1.1
1.0
0,7
0,6
Nota: interpolación de f „P / Arspara el porcentaje de zonas prohibidas, el caudal de demanda y el FFS al 0,1
más cercano es recomendado.
El Anexo 15-15 se ingresa con v0 en turismos por hora, no vvphen vehículos por hora. En este punto del
proceso computacional, los caudales de demanda completamente ajustados están disponibles y se utilizan en la
determinación deATS.Como se muestra en esta exhibición, el efecto de las zonas de no paso es mayor cuando los
caudales opuestos son bajos. A medida que aumentan los caudales opuestos, el efecto disminuye a cero, ya que las
zonas de paso y de no paso se vuelven irrelevantes cuando el caudal opuesto no permite ninguna oportunidad de
paso.
Paso 5: Ajuste de la demanda para PTSF
Este paso computacional se aplica solo en casos de carreteras de dos carriles Clase I y Clase II. LOS en las
carreteras de Clase III no se basa en PTSF y, por lo tanto, este paso se omite para esas carreteras.
Metodología
Página 15-22
Capítulo 15 / Carreteras de dos
carriles
Diciembre de 2010
Manual de capacidad de autopista 2010
El proceso de ajuste del volumen de demanda para estimar el PTSF es estructuralmente similar al
de ATS. El enfoque general es el mismo, pero se utilizan diferentes factores de ajuste y los caudales
ajustados resultantes serán diferentes de los utilizados para estimar ATS. Por lo tanto, aquí no se
incluye una discusión detallada del proceso, ya que es el mismo que se describe para las estimaciones
de ATS.
La Ecuación 15-7 y la Ecuación 15-8 se utilizan para determinar las tasas de flujo de demanda para
la estimación de PTSF:
Ecuación 15-7
Ecuación 15-8
dónde
iPTSF = caudal de demanda I para la determinación de PTSF (pc / h);
v
i = "d" (dirección de análisis) o "o" (dirección opuesta);
fg.PTSF = factor de ajuste de grado para la determinación del PTSF, de la Figura 15-16 o la Figura 15-17; y
FHV.PTSF = factor de ajuste de vehículos pesados para la determinación del PTSF, de la Figura 15-18 o la Figura
15-19.
Todas las demás variables son como se definieron anteriormente.
Factor de ajuste de grado PTSF
Al igual que en el caso del proceso de ajuste ATS, los factores de ajuste de pendiente se definen para segmentos
generales del terreno (nivelado o ondulado), mejoras específicas y rebajas específicas. La Figura 15-16 muestra los
factores de ajuste para segmentos de terreno generales y degradaciones específicas (que se tratan como terreno
nivelado). La Figura 15-17 muestra los factores de ajuste para actualizaciones específicas. Estos ajustes se utilizan para
calcular las tasas de flujo de la demanda, y las exhibiciones se ingresan nuevamente convvph = V / PHF.
Figura 15-16
Tasa de flujo de demanda
direccional, vVBh (veh / h)
Terreno nivelado y
degradaciones específicas
Terreno ondulado
<100
200
300
400
500
600
700
800
> 900
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
0,73
0,80
0,85
0,90
0,96
0,97
0,99
1,00
1,00
Nota: Se recomienda la interpolación al 0.01 más cercano.
Capítulo 15 / Carreteras de dos
carriles
Diciembre de 2010
Página 15-23
Factor de ajuste de grado PTSF (fg,
PT5F) para terreno llano, terreno
ondulado y degradaciones
específicas
Metodología
Manual de capacidad vial 2010
Figura 15-17
Factor de ajuste de grado
PTSF (fg, pTsr) para
actualizaciones
específicas
Calific
ación
(%)
>3
<3,5
> 3,5
<4.5
> 4.5
<5,5
> 5,5
Califica
ción
Largo
(mi)
0,25
0,50
0,75
1,00
1,50
2,00
3,00
> 4,00
0,25
0,50
0,75
1,00
1,50
2,00
3,00
> 4,00
0,25
> 0,50
Todas
<100
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
Caudal de demanda direccional, WmiTveh / hl
200300400500600700800
0,99
0,99
0,99
0,99
0,99
0,99
1,00
1,00
0,99
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
0,97
0,98
0,98
0,98
0,98
0,98
0,99
1,00
0,98
0,99
0,99
0,99
0,99
0,99
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
0,96
0,97
0,97
0,97
0,97
0,98
0,99
1,00
0,97
0,99
0,99
0,99
0,99
0,99
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
0,92
0,93
0,93
0,93
0,94
0,95
0,97
1,00
0,94
0,97
0,97
0,97
0,97
0,98
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
0,92
0,93
0,93
0,93
0,94
0,95
0,97
0,99
0,93
0,97
0,97
0,97
0,97
0,98
1,00
1,00
0,99
1,00
1,00
0,92
0,93
0,93
0,93
0,94
0,95
0,97
0,99
0,93
0,97
0,97
0,97
0,97
0,98
1,00
1,00
0,99
1,00
1,00
> 900
0,92
0,93
0,93
0,93
0,94
0,95
0,96
0,97
0,92
0,96
0,96
0,97
0,97
0,98
1,00
1,00
0,97
1,00
1,00
0,92
0,93
0,93
0,93
0,94
0,95
0,96
0,97
0,92
0,95
0,96
0,97
0,97
0,98
1,00
1,00
0,97
1,00
1,00
Nota: Se recomienda la interpolación para la longitud de la pendiente y el caudal de demanda al 0.01 más cercano.
Factor de ajuste de vehículos pesados PTSF
El proceso para determinar el factor de ajuste de vehículos pesados usado para estimar PTSF
(Ecuación 15-8) es similar al usado para estimar ATS. Se deben encontrar equivalentes de
automóviles de pasajeros para camiones (ET) y vehículos recreativos(Er).Los equivalentes para
camiones y vehículos recreativos en segmentos de terreno general (nivelado, rodante) y en rebajas
específicas (que se tratan como terreno nivelado) se encuentran en la Figura 15-18. Al estimar el
PTSF, no existe un procedimiento especial para los camiones que viajan a velocidad lenta en rebajas
específicas. Los equivalentes para camiones y vehículos recreativos en actualizaciones específicas se
encuentran en el Anexo 15-19.
Figura 15-18
Equivalentes de vehículos
de pasajeros PTSF para
camiones (£ r) y vehículos
recreativos (£ *) para terreno
nivelado, terreno rodante y
degradaciones específicas
tipo de vehiculo
Camiones, Et
RVs, Er
Tasa de flujo de demanda
direccional, ifW> (veh / h)
Nivel y degradación
específica
Laminación
<100
200
300
400
500
600
700
800
> 900
Todas
1.1
1.1
1.1
1.1
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1,9
1.8
1,7
1,6
1.4
1.2
1.0
1.0
1.0
1.0
Nota: No se recomienda la interpolación en esta exhibición.
Metodología
Página 15-24
Capítulo 15 / Carreteras de dos
carriles
Diciembre de 2010
Manual de capacidad vial 2010
Calific
ación
(%)
<3,5
> 3,5
<4.5
>45
C;
> 5,5
<6,5
> 6,5
Califica
ción
Largo
Figura 15-19
Tasa de flujo de demanda
fveh /
direccional, v „„ h
hl
<10
200
300
400
500
600
700
800
0
Equivalentes de vehículos de pasajeros para camiones {£ »
<2,00
3,00
> 4,00
<1,00
1,50
2,00
3,00
> 4,00
<1,00
1,50
2,00
3,00
> 4,00
<0,75
1,00
1,50
2,00
3,00
> 4,00
<0,50
0,75
1,00
1,50
2,00
3,00
> 4,00
1.0
1,5
1,6
1.0
1.1
1,6
1.8
2.1
1.0
1.1
1,7
2.4
3,5
1.0
1.0
1,5
1,9
3.4
4.5
1.0
1.0
1.3
2.1
2.9
4.2
5,0
1.0
1.3
1.4
1.0
1.1
1.3
1.4
1,9
1.0
1.1
1,6
2.2
3.1
1.0
1.0
1,5
1,9
3.2
4.1
1.0
1.0
1.3
2.1
2.8
3.9
4.6
1.0
1.3
1.3
1.0
1.0
1.0
1.1
1.8
1.0
1.1
1,6
2.2
2.9
1.0
1.1
1,5
1,9
3,0
3.9
1.0
1.0
1.3
2.1
2,7
3,7
4.4
1.0
1.2
1.3
1.0
1.0
1.0
1.2
1,7
1.0
1.2
1,6
2.1
2,7
1.0
1.1
1,6
1,9
2.9
3,7
1.0
1.0
1.4
2.1
2,7
3.6
4.2
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.2
1.4
1.0
1.2
1,5
1,9
2.1
1.0
1.2
1,6
1,9
2.4
2.9
1.0
1.1
1.4
2.0
2.4
3,0
3.3
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.2
1.4
1.0
1.2
1.4
1.8
2.0
1.0
1.2
1,6
1,9
2.3
2,7
1.0
1.1
1,5
2.0
2.4
2.8
3.1
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.2
1.4
1.0
1.2
1.4
1.8
2.0
1.0
1.2
1,6
1,9
2.3
2.6
1.0
1.1
1,5
2.0
2.3
2,7
2.9
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.2
1.4
1.0
1.2
1.3
1,7
1.8
1.0
1.2
1,6
1.8
1,9
2.0
1.0
1.0
1.4
2.0
2.3
2.2
2,7
> 900
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.2
1.4
1.0
1.2
1.3
1,7
1.8
1.0
1.2
1,6
1.8
1,9
2.0
1.0
1.0
1.4
2.0
2.3
2.2
2.5
Equivalentes de turismos PTSF para
camiones (E-fj y vehículos
recreativos (£ «) en actualizaciones
específicas
Equivalentes de vehículos de pasajeros para vehículos recreativos (miles de libras
esterlinas)
Todas
Todas
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
Nota: Se recomienda la interpolación para la longitud de la pendiente y el caudal de demanda al 0,1 más cercano.
Paso 6: Estime el PTSF
Este paso solo se aplica a las carreteras de dos carriles Clase I y Clase II. Las carreteras de Clase III
no utilizan PTSF para determinar LOS.
Una vez que se calculan los flujos de demanda para estimar el PTSF, el PTSF se estima con la
Ecuación 15-9:
Ecuación 15-9
dónde
PTSFd = porcentaje de tiempo de seguimiento en la dirección del análisis (decimal);
BPTSFd = porcentaje base de tiempo dedicado a seguir en la dirección del análisis, de la Ecuación 15-10;
fnp.PTSF = ajuste a PTSF para el porcentaje de zonas prohibidas en el segmento de análisis, del Anexo 1521;
d, PTSF= caudal de demanda en la dirección del análisis para la estimación de PTSF (pc / h); y
v
, PTSF = caudal de demanda en la dirección opuesta para la estimación de PTSF (pc / h).
VO
El porcentaje base de tiempo invertido en seguimiento (BPTSF) se aplica a las condiciones base y se
estima mediante la Ecuación 15-10:
Capítulo 15 / Carreteras de dos
carriles
Diciembre de 2010
Página 15-25
Metodología
Manual de capacidad vial 2010
Ecuación 15-10
BPTSFd = ioo [i- -exp (az ^
donde a y b son constantes extraídas de la figura 15-20 y todos los demás términos son como
previamente definido.
Figura 15-20 y Figura 15-21 se ingresan con caudales de demanda completamente
convertidos a turismos por hora en condiciones base (v y V,).
0 iV
Figura 15-20
Coeficientes de PTSF para
uso en
Ecuación 15-10 para estimar
BPTSF
Caudal de demanda opuesto, v
„(pc / h)
<200
400
Coeficiente a
Coeficiente b
-0,0014
-0,0022
0.973
0,923
600
-0,0033
0,870
800
-0,0045
0,833
1.000
-0,0049
0,829
1200
-0,0054
0,825
1.400
-0,0058
0,821
> 1.600
-0,0062
0,817
Nota: Se recomienda la interpolación en línea recta de a al 0,0001 más cercano y de b al 0,001 más
cercano.
Figura 15-21
Factor de ajuste de la zona
de no paso {f „p, FTSFj para
la determinación del PTSF
Tasa de flujo bidireccional
total, v = vd + v0 (pc / h)
Porcentaje de zonas sin passina 20 40 60
80
0
División direccional
<200
400
600
800
1.400
2.000
2600
3200
9.0
16,2
15,8
15,8
12,8
10.0
5.5
3.3
29,2
41,0
38,2
33,8
20,0
13,6
7.7
4,7
División direccional
<200
400
600
800
1.400
2.000
2600
11,0
14,6
14,8
13,6
11,8
9.1
5.9
30,6
36,1
36,9
28,2
18,9
13,5
7.7
División direccional
<200
400
600
800
1.400
2.000
9,9
10,6
10,9
10,3
8.0
7.3
28,1
30,3
30,9
23,6
14,6
9,7
División direccional
<200
400
600
800
1.400
2.000
8,9
6.6
4.0
3.8
3,5
3,5
27,1
26,1
24,5
18,5
10,3
7.0
División direccional
100
= 50/50
43,4
54,2
47,8
40,4
23,8
15,8
8,7
5.1
49,4
61,6
53,2
44,0
26,2
17,4
9.5
5.5
51,0
63,8
55,2
44,8
27,4
18,2
10.1
5.7
52,6
65,8
56,8
46,6
28,6
18,8
10,3
6.1
51,2
53,4
51,1
38,6
25,4
16,0
9,6
52,3
55,0
52,8
39,9
26,4
16,8
10.0
53,5
56,3
54,6
41,3
27,3
17.3
10,2
47,8
46,7
43,9
33,3
20,8
13,3
48,5
47,7
45,4
34,5
21,6
14.0
49,0
48,8
47,0
35,5
22,3
14,5
47,0
42,7
38,1
28,4
16,3
10.1
47,4
43,5
39,1
29,1
16,9
10,4
47,9
44,1
40,0
29,9
32,2
10,7
= 60/40
41,0
44,8
44,0
33,4
22,1
15,6
8,6
= 70/30
38,0
38,6
37,5
28,4
17,7
11,7
= 80/20
37,1
34,5
31,3
23,5
13,3
8.5
= 90/10
<200
4.6
24,1
33,6
43,1
43,4
43,6
400
0.0
20,2
28,3
36,3
36,7
37,0
-3,1
23,5
30,1
30,6
31,1
600
16,8
800
-2,8
10,5
15,2
19,9
20,3
20,8
1.400
5.5
8.3
11,5
11,9
-1,2
11,0
Nota: Se recomienda la interpolación en línea recta de fnp, FT5F ^ por ciento de zonas sin paso, tasa
de flujo de demanda y división direccional al 0.1 más cercano.
Metodología
Página 15-26
Capítulo 15 / Carreteras de dos
carriles
Diciembre de 2010
Manual de capacidad vial 2010
Tenga en cuenta que en la figura 15-21, el factor de ajuste depende del caudal de demanda
bidireccional total, aunque el factor se aplica a un análisis direccional único. El factor refleja no solo el
porcentaje de zonas prohibidas en el segmento de análisis, sino también la distribución direccional
del tráfico. La medida de distribución direccional es la misma independientemente de la dirección
que se esté considerando. Así, por ejemplo, las divisiones de 70/30 y 30/70 dan como resultado el
mismo factor, siendo todas las demás variables constantes. Sin embargo, la ecuación 15-9 ajusta el
factor para reflejar el equilibrio de los flujos en el análisis y direcciones opuestas.
Paso 7: Estimar la PFFS
Este paso se incluye solo en el análisis de carreteras de dos carriles de Clase
III. PFFS no se utiliza en la determinación de LOS para instalaciones de Clase I o
Clase II. El cálculo es sencillo, ya que tanto el FFS como el ATS ya se han
determinado en pasos anteriores. La PFFS se estima a partir de la Ecuación 15-11:
Ecuación 15-11
donde todos los términos son como se definieron previamente.
Paso 8: Determine la LOS y la capacidad
Determinación de LOS
En este punto del análisis, se han determinado los valores de cualquier
medida necesaria. La LOS se encuentra comparando las medidas apropiadas con
los criterios del Anexo 15-3. La (s) medida (s) utilizada (s) deben ser apropiadas
para la clase de la instalación que se estudia:
• Clase I: ATS y PTSF;
• Clase II: PTSF; y
• Clase III: PFFS.
Para las carreteras Clase I, se aplican dos medidas de servicio. Cuando se
ingresa el Anexo 15-3, por lo tanto, se pueden obtener dos designaciones de LOS.
El peor de los dos es el LOS que prevalece. Por ejemplo, si ATS da como
resultado una designación LOS C y PTSF da como resultado una designación
LOS D, se asigna LOS D.
Determinación de capacidad
La capacidad, que existe en el límite entre LOS E y F, no está determinada
por una medida de efectividad. En condiciones básicas, la capacidad de una
carretera de dos carriles (en una dirección) es de 1.700 pc / h. Para determinar la
capacidad bajo las condiciones prevalecientes, se deben aplicar los factores de
ajuste relevantes a la Ecuación 15-3 y la Ecuación 15-7. En este caso, sin embargo,
se conoce el caudal de demanda de 1700 pc / h en las condiciones básicas y se
busca el caudal de demanda en las condiciones predominantes.
Primero, la capacidad se define como una tasa de flujo, por lo que el PF1F en
la Ecuación 15-3 y la Ecuación 15-7 se establece en 1.00. Luego, se aplican la
Ecuación 15-12 o la Ecuación 15-13 (o ambas), como se describe a continuación.
Capítulo 15 / Carreteras de dos
carriles
Diciembre de 2010
Página 15-27
Metodología
Manual de capacidad vial 2010
Ecuación 15-12
Ecuación 15-13
dónde
dATs = capacidad en la dirección del análisis bajo las condiciones predominantes
basadas en ATS (pc / h), y
C
IIPTSF =
C
capacidad en la dirección del análisis en las condiciones prevalecientes
basadas en PTSF (pc / h).
Para las carreteras de Clase I, se deben calcular ambas capacidades. El valor
más bajo representa la capacidad. Para las carreteras de Clase II, solo se calcula la
capacidad basada en PTSF. Para las carreteras de Clase III, solo se calcula la
capacidad basada en ATS.
Una complicación es que los factores de ajuste dependen del caudal de
demanda (en vehículos por hora). Por lo tanto, se deben utilizar factores de ajuste
para un caudal base de 1.700pc / h. Técnicamente, este valor debe ajustarse para
reflejar la pendiente y los ajustes del vehículo pesado. Esto crearía un proceso
iterativo en el que se adivina un resultado y luego se verifica.
La capacidad puede estar limitada
por la distribución direccional del
tráfico y la capacidad base total de
dos vías de 3.200pc / h.
La longitud efectiva de un carril de
paso es mayor que su longitud real.
Metodología
En términos prácticos, esto es innecesario, ya que el grupo de flujo más alto en
todas las exhibiciones de ajuste es superior a 900 veh / h. Es muy poco probable
que cualquier ajuste reduzca 1.700 pc / ha menos de 900 veh / h. Por lo tanto, las
determinaciones de incapacidad, todos los factores de ajuste deben basarse en un
índice de flujo superior a 900 vehículos / h.
Otra característica de esta metodología debe tenerse en cuenta al evaluar la
capacidad. Cuando la distribución direccional es distinta de 50/50 (en terreno
llano y ondulado), la capacidad bidireccional implícita en cada capacidad
direccional puede ser diferente. Además, la capacidad bidireccional implícita de
una o ambas direcciones puede superar el límite de 3200 pc / h. En tales casos, las
capacidades direccionales estimadas no son alcanzables con la distribución
direccional establecida. Si este es el caso, entonces la capacidad base se restringe a
1700 pc / h en la dirección con el flujo más pesado, y la capacidad en la dirección
opuesta se encuentra utilizando la proporción de flujo opuesta, con un límite
superior de 1,500 pc / h.
Página 15-28
Capítulo 15 / Carreteras de dos
carriles
Diciembre de 2010
Manual de capacidad de autopista 2010
Figura 15-22
Efecto operativo de un carril
de adelantamiento en el PTSF
Fuente: Harwood y Hoban (6).
La Figura 15-23 muestra la longitud del segmento aguas abajo afectado por el carril de adelantamiento tanto
para ATS como para PTSF. En el caso de ATS, el efecto se limita a 1,7 mi en todos los casos. Sin embargo, en lo que
respecta al PTSF, el efecto puede ser mucho más prolongado que el propio carril de adelantamiento: hasta 13 millas
para tasas de flujo de baja demanda.
Caudal de demanda
direccional, vd (pc / h)
<200
300
400
500
600
700
800
900
> 1000
Lenoth corriente abajo de Roadwav afectado. (mil
PTSF
ATS
13,0
11,6
8.1
7.3
6.5
5.7
5,0
4.3
3.6
1,7
1,7
1,7
1,7
1,7
1,7
1,7
1,7
1,7
Figura 15-23
Longitud de la calzada corriente
abajo afectada por carriles de paso
en segmentos direccionales en
terreno llano y ondulado
Nota: Se recomienda la interpolación al 0,1 más cercano.
El procedimiento aquí está destinado al análisis de segmentos direccionales
en terreno llano o ondulado que abarcan todo el carril de adelantamiento. Los
segmentos de la carretera aguas arriba y aguas abajo del carril de adelantamiento
pueden incluirse en el análisis. Se recomienda que el segmento de análisis incluya
la longitud total del efecto corriente abajo del carril de adelantamiento.
El segmento de análisis debe incluir toda la
longitud del efecto corriente abajo del carril
de adelantamiento.
Debido al efecto corriente abajo en PTSF, la LOS en un segmento de carretera
de dos carriles que está determinada por PTSF (Clase I y Clase II) puede
mejorarse significativamente mediante la adición de un carril para adelantar. Sin
embargo, se debe tener cuidado al considerar el impacto de un carril de
adelantamiento en los volúmenes de servicio o las tasas de flujo del servicio. El
resultado depende en gran medida de las longitudes relativas del segmento de
análisis y del carril de adelantamiento. Si el segmento de análisis incluye solo la
longitud del carril de adelantamiento y su longitud efectiva corriente abajo (en
PTSF), el carril de adelantamiento puede parecer que aumenta drásticamente las
tasas de flujo de servicio en LOS AD (la capacidad y, por lo tanto, LOS E, no se
verían afectados). Sin embargo, si se incluyen longitudes adicionales en el
segmento de análisis, este impacto se reduce, a veces considerablemente. Por lo
tanto,
Se debe tener cuidado al considerar el efecto
de los carriles de rebasar en las tasas de flujo
de servicio; se ven muy afectados por la
longitud del carril de adelantamiento en
relación con la longitud del segmento de
análisis.
Los pasos de este procedimiento de análisis especial son los siguientes.
Capítulo 15 / Carreteras de dos carriles Páginas 15-29
Diciembre de 2010
Metodología
Manual de capacidad vial 2010
Paso 1: realizar un análisis sin el carril de adelantamiento
El primer paso en el análisis operativo del impacto de un carril de adelantamiento es realizar los
pasos de análisis básicos descritos anteriormente. El resto del procedimiento predice esencialmente la
mejora causada por el carril de adelantamiento en comparación con un segmento similar sin carril de
adelantamiento.
Paso 2: Divida el segmento en regiones
El segmento de análisis se puede dividir en cuatro regiones, de la siguiente manera:
1. Longitud aguas arriba del carril de adelantamiento Lu,
2. Longitud del carril de adelantamiento L u
3. Longitud aguas abajo del carril de adelantamiento dentro de su longitud efectiva Lde, y
4. Longitud aguas abajo del carril de adelantamiento más allá de su longitud efectiva Ld.
Algunas de estas regiones pueden no estar involucradas en un análisis en particular. La región 2, el
carril de adelantamiento, debe incluirse en todos los análisis. Además, se recomienda encarecidamente,
pero no es absolutamente necesario, que se incluya la Región 3. Las regiones 1 y 4 son opcionales y la
inclusión queda a discreción del analista.
Las cuatro longitudes deben sumar la longitud total del segmento de análisis. Las regiones de análisis
y sus longitudes serán diferentes para las estimaciones de ATS y PTSF, ya que los efectos posteriores
indicados en la Figura 15-23 difieren para cada una.
La longitud del carril de adelantamiento Lples la longitud del carril de adelantamiento tal como se
construyó o la longitud planificada. Debe incluir la longitud de la adición del carril, así como la longitud
de los conos de entrada y salida. El procedimiento está calibrado para pasar carriles dentro de las
longitudes óptimas que se muestran en la Figura 15-24. Pasar carriles que son sustancialmente más cortos
o más largos que los óptimos mostrados puede proporcionar un beneficio operativo menor que el
predicho por este procedimiento.
Figura 15-24
Longitudes óptimas de
carriles de paso en
carreteras de dos carriles
Caudal de demanda direccional, vd (pc / h)
Longitud óptima del carril para adelantar
(mi)
<100
> 100 <400
> 400 <700
> 700
<0,50
> 0,50 <0,75
> 0,75 <1,00
> 1,00 <2,00
La longitud del segmento de carretera convencional de dos carriles aguas arriba del carril
de adelantamiento L „está determinada por la ubicación real o planificada del carril de
adelantamiento dentro del segmento de análisis. La longitud del segmento de la carretera aguas
abajo dentro de la longitud efectiva del carril de adelantamiento.Ldese determina a partir de la
figura 15-23. Cualquier longitud restante del segmento de análisis aguas abajo del carril de
adelantamiento se incluye enLd, que se calcula a partir de la ecuación 15-14:
Ecuación 15-14
Ld = Lt ~ {Lu + Lpl + LDl)
dónde Teniente es la longitud total del segmento de análisis en millas y todos los
demás términos son como se definieron previamente.
Paso 3: Determine el PTSF
PTSF dentro de longitudes Lu y Ld se supone que es igual a la PTSFdsegún lo previsto por el
procedimiento de análisis normal (sin un carril de adelantamiento). Dentro del segmento con el carril de
adelantamientoLpl, El PTSF es generalmente igual al 58% al 62% de su
Metodología
Página 15-30
Capítulo 15 / Carreteras de dos
carriles
Diciembre de 2010
Manual de capacidad vial 2010
valor aguas arriba. Este efecto es una función del caudal de demanda direccional. DentroLde,Se supone que el
PTSF aumenta linealmente desde el valor del carril de adelantamiento hasta el valor normal aguas arriba. Esta
distribución se ilustra en la Figura 15-25.
Figura 15-25
Efecto de un carril de
adelantamiento en el PTSF
Sobre la base de este modelo, el PTSF para todo el segmento de análisis, afectado por el
carril de adelantamiento, viene dado por la Ecuación 15-15:
Ecuación 15-15
dónde
PTSFp,= porcentaje de tiempo de seguimiento para el segmento afectado por la presencia de un carril de
adelantamiento (decimal); y
fpi, ptsf = factor de ajuste para el impacto de un carril para adelantar en el porcentaje de tiempo dedicado
al seguimiento, de la Figura 15-26.
Todas las demás variables son como se definieron anteriormente.
Caudal de demanda direccional, K? (Pc / h)
fol.PTSF
<100
200
300
400
500
600
700
800
> 900
0,58
0,59
0,60
0,61
0,61
0,61
0,62
0,62
0,62
Nota: no se recomienda la interpolación; utilice el valor más cercano.
Figura 15-26
Factor de ajuste para el impacto de
un carril de adelantamiento en el
PTSF
{fpisrsd
Si el segmento de análisis no puede abarcar toda la longitud Mentir
porque está truncado por una ciudad o una intersección importante dentro de
ella, la distancia Ldno se utiliza. Por lo tanto, la longitud real aguas abajo dentro
del segmento de análisisL'de es menor que el valor de Ldetabulado en la figura
15-23. En este caso, se debe utilizar la Ecuación 15-16 en lugar de la Ecuación
15-15:
Capítulo 15 / Flighways de dos
carriles
Diciembre de 2010
Página 15-31
Metodología
Manual de capacidad vial 2010
Ecuación 15-16
donde todos los términos son como se definieron previamente.
En general, la distancia efectiva corriente abajo del carril de adelantamiento no debe truncarse. Se debe
considerar un límite aguas abajo por debajo de la distancia efectiva aguas abajo en el punto donde ocurra
cualquiera de las siguientes situaciones:
• El entorno de la carretera cambia radicalmente, como en el caso de ingresar a un pueblo pequeño o
área desarrollada desde un segmento rural;
• Existe una importante intersección no señalizada, que conduce a un cambio en la tasa de flujo de la
demanda;
• Una intersección señalizada próxima comienza a afectar el funcionamiento del segmento de dos
carriles;
• El terreno cambia significativamente; y
• El ancho de los carriles o de los hombros cambia significativamente.
Paso 4: Determine el A TS
El ATS dentro de las longitudes L „y Ld se supone que es igual a ATSd,la velocidad que existiría sin el
carril de adelantamiento. Dentro del carril de paso, el ATS es generalmente entre un 8% y un 11% más alto
que su valor aguas arriba, dependiendo del caudal de demanda direccional. Dentro de la longitud efectiva
corriente abajo, se supone que L &, ATS disminuye linealmente con la distancia desde el carril de
adelantamiento, desde el valor del carril de adelantamiento hasta el valor normal. La figura 15-27 ilustra el
impacto de un carril para adelantar en ATS.
Figura 15-27
Impacto de un carril de
adelantamiento en ATS
El ATS se calcula con la Ecuación 15-17:
Ecuación 15-17
Metodología
Página 15-32
Capítulo 15 / Carreteras de dos
carriles
Diciembre de 2010
Manual de capacidad vial 2010
dónde
ATSp, =velocidad de desplazamiento promedio en el segmento de análisis afectada por un carril de
adelantamiento (mi / h); y
fpi, ats = factor de ajuste para el efecto de un carril para adelantar en ATS, de la Figura 15-28.
Todas las demás variables son como se definieron anteriormente.
Tasa de flujo de demanda direccional, i ^ (pc / h)
<100
200
300
400
500
600
700
800
> 900
fpi, ATS
1.08
1.09
1,10
1,10
1,10
1,11
1,11
1,11
1,11
Nota: no se recomienda la interpolación; utilice el valor más cercano.
Figura 15-28
Factor de ajuste para estimar el
impacto de un carril de
adelantamiento en
ATS ( fpi, A TS)
En el caso de que el segmento de análisis no pueda incluir toda la
distancia efectiva corriente abajo, Mentiroso debido a que una ciudad o
intersecciones importantes hacen que el segmento se trunque, la distancia
L'de es menor que el valor de Lde. En este caso, se usa la Ecuación 15-18 en
lugar de la Ecuación 15-17 para calcular ATS.
Ecuación 15-18
J
donde todos los términos son como se definieron previamente.
Paso 5: Determine la LOS
Determinar la LOS para un segmento con un carril de adelantamiento no es diferente de determinar la LOS
para un segmento normal, excepto que ATSp, y PTSFp, se utilizan como medidas de servicio con los criterios del
Anexo 15-3.
Al igual que con un segmento normal, LOS para carreteras de Clase I se basa tanto en PTSF como en ATS.
LOS para carreteras de Clase II se basa únicamente en PTSF. Las carreteras de Clase III normalmente no tendrían
carriles de paso, pero si surgiera tal situación, se usaría PFFS = ATS / FFS para determinar LOS.
Segmentos direccionales con carriles de escalada en mejoras
Un carril para subir es, en efecto, un carril para adelantar agregado en una mejora para permitir que el
tráfico pase a vehículos pesados cuyas velocidades se reducen. Generalmente, se agrega un carril a la derecha, y
todos los vehículos que se mueven lentamente deben moverse a este carril, permitiendo que los vehículos más
rápidos pasen por el carril normal.
La Asociación Estadounidense de Funcionarios Estatales de Carreteras y Transporte (7) indica que los
carriles para subir en las carreteras de dos carriles están justificados cuando
• El caudal direccional en la mejora supera los 200 vehículos / h;
• La tasa de flujo direccional para camiones en la mejora excede los 20 vehículos / h; y
Capítulo 15 / Carreteras de dos
carriles
Diciembre de 2010
Página 15-33
Metodología
Manual de capacidad vial 2010
• Se aplica cualquiera de las siguientes condiciones:
o Existe una reducción de velocidad de 10 mi / ho más para un camión típico; o LOS E o F
existen en la mejora sin un carril de escalada; o
o Sin un carril de ascenso, el LOS es dos o más niveles más bajo en la mejora que en el segmento de
aproximación a la pendiente.
Un análisis operativo del impacto de un carril de ascenso en una carretera de dos carriles se
realiza con los mismos procedimientos que los carriles de adelantamiento en terreno llano o
ondulado, con tres diferencias principales:
1. Los factores de ajuste para la existencia del carril de escalada se toman de la Figura 15-29,
2. El análisis sin un carril de escalada se realiza mediante el uso de procedimientos de grado
específicos, y
Distancias Luy Ldse ponen a cero.
3.
La distancia efectiva corriente abajo Ldegeneralmente también se establece en cero a menos que el
carril de escalada termine antes que la pendiente. En este caso, se debe considerar un valor menor
que los valores típicamente usados.
Figura 15-29
Factores de ajuste (fpi)
para
Estimación de ATS y PTSF
Dentro de un carril de
escalada
¡En!
Caudal de demanda direccional, ird
(pc / h}
ATS
PTSF
0-300
> 300-600
> 600
1.02
1.07
1,14
0,20
0,21
0,23
Evaluación LOS para instalaciones direccionales de dos carriles
Los tramos de carreteras de dos carriles tienen características uniformes que proporcionan
una base para su análisis. Se pueden combinar varios tramos contiguos de carreteras de dos
carriles (en las mismas direcciones) para considerar una sección más larga (con características
variables) como una instalación. Debería realizarse un análisis operativo por separado para cada
segmento uniforme dentro de la instalación.
Los valores promedio ponderados de PTSF y ATS pueden estimarse para la instalación. La
ponderación se basa en el tiempo total de viaje dentro del período de análisis de 15 minutos. El
tiempo total de viaje de todos los vehículos dentro del período de análisis de 15 min se estima con
la Ecuación 15-19 y la Ecuación 15-20:
Ecuación 15-19
Ecuación 15-20
dónde
VMT, 1S = total de millas recorridas por todos los vehículos en el segmento
direccionalI durante el período de análisis de 15 min (veh-mi),
Vj = volumen de demanda en segmento direccional I (veh / h),
PHF = factor de hora pico,
Lt = longitud total del segmento direccional I (mi),
Metodología
Página 15-34
Capítulo 15 / Carreteras de dos
carriles
Diciembre de 2010
Manual de capacidad vial 2010
TT, 15 = tiempo total de viaje consumido por todos los vehículos que
atraviesan el segmento direccional
I durante el período de análisis de 15 min (veh-h), y
ATS, = velocidad de desplazamiento media para el segmento direccional I (mi / h).
Una vez que se calcula el tiempo total de viaje para todos los vehículos en
cada segmento, se pueden obtener valores promedio ponderados de PTSF y ATS
con la Ecuación 15-21 y la Ecuación 15-22:
Ecuación 15-21
dónde
Ecuación 15-22
ATSF = velocidad media de desplazamiento de la instalación (mi / h),
PTSFF = porcentaje de tiempo dedicado al seguimiento de la instalación (decimal),
PTSFi = porcentaje de tiempo dedicado al seguimiento del segmento I (decimal),
VMT, = millas de vehículo recorridas por segmento I (veh-mi) y TT, = tiempo total de viaje de todos
los vehículos en el segmento I (veh-h).
Cuando se arma una instalación, los segmentos de carreteras de dos carriles de diferentes clases no
deben combinarse. Los niveles de servicio para la instalación todavía se basan en los criterios del
Anexo 15-3. Las carreteras de dos carriles de Clase III generalmente solo existen en tramos cortos y no
se espera que cubran una distancia lo suficientemente larga como para formar una instalación.
Otras medidas de desempeño
Este capítulo proporciona metodologías detalladas para estimar tres medidas de efectividad
que se utilizan (según la clase de carretera) para determinar LOS:
• ATS (mi / h, carreteras Clase I y Clase III),
• PTSF (autopistas decimales, Clase I y Clase II), y
• PFFS (decimal, carreteras Clase III).
En la sección anterior, se introdujeron dos medidas adicionales que pueden considerarse
medidas de desempeño, aunque no se utilizan para determinar la LOS. La ecuación 15-19 y la
ecuación 15-20 se pueden utilizar para estimar
• Total de millas recorridas por todos los vehículos en el segmento de análisis durante el
período de análisis de 15 minutos VMTils (veh-mi), y
• Tiempo total de viaje consumido por todos los vehículos que atraviesan el segmento de
análisis durante el período de análisis de 15 minutos TT, 15 (veh-h).
Estos valores también pueden ser de interés para comprender plenamente la calidad operativa
del segmento de estudio.
Un volumen a capacidad (v / c)El ratio también es una medida de rendimiento común de
interés en LOS y análisis de capacidad. Se calcula más fácilmente para carreteras de dos carriles
con la ecuación 15-23:
Capítulo 15 / Carreteras de dos
carriles
Diciembre de 2010
Página 15-35
Metodología
Manual de capacidad vial 2010
Ecuación 15-23
dónde enfermedad venérea es el caudal de demanda direccional, convertido a condiciones base
equivalentes.
La dificultad en esto es que puede haber dos valores de vD: uno para estimar ATS y otro para
estimar PTSF (dependiendo de la clase de carretera). Para las carreteras de Clase I, donde se utilizan
ambas medidas, el resultado que arroja el mayorrivalizarse utilizaría la proporción. Para las carreteras de
Clase II, solo se usa PTSF y solo existiría un valor. Para las carreteras de Clase III, solo se usa ATS y solo
existiría un valor.
MODO BICICLETA
El cálculo de la LOS para bicicletas en carreteras de varios carriles y de dos carriles comparte la
misma metodología, ya que las carreteras de varios carriles y de dos carriles operan fundamentalmente
de la misma manera para los ciclistas. Los ciclistas viajan mucho más lentamente que el flujo de tráfico
predominante, permaneciendo lo más a la derecha posible y usando arcenes pavimentados cuando están
disponibles, lo que indica la necesidad de un solo modelo.
El modelo LOS de bicicletas para carreteras de dos carriles y de varios carriles utiliza un modelo de
percepción del viajero calibrado mediante una regresión lineal (4). El modelo ajusta las variables
independientes asociadas con las características de la carretera a los resultados de una encuesta de
usuarios que calificó la comodidad de varias instalaciones para bicicletas. La puntuación de LOS de
bicicleta resultante generalmente varía de 0.5 a 6.5 y se estratifica para producir un resultado de LOS AF,
sobre la base de la Figura 15-4.
Paso 1: recopile los datos de entrada
La metodología requiere recopilar los siguientes datos de entrada para la instalación en cuestión:
1. Ancho de carril (pies),
2. Ancho de hombros (pies),
3. Volumen del vehículo motorizado direccional en forma de harina (veh / h),
4. Número de carriles de paso direccionales (necesarios para carreteras de varios carriles),
5. Porcentaje de vehículos pesados (decimal),
6. Límite de velocidad publicado (mi / h),
7. Porcentaje del segmento con estacionamiento ocupado en la carretera (decimal), y
8. Calificación del pavimento.
La calificación del pavimento se determina utilizando la escala de calificación de capacidad de
servicio actual de 5 puntos de la FFIWA (8):1 (muy deficiente), 2 (deficiente), 3 (regular), 4 (bueno) y 5
(muy bueno). Cuando no se dispone de datos para variables específicas, se pueden usar valores
predeterminados como se muestra en la Figura 15-5.
Paso 2: Calcule la tasa de flujo direccional en el carril exterior
Sobre la base del volumen direccional por hora, el factor de hora pico y el número de carriles
direccionales (uno para carreteras básicas de dos carriles, dos o más para
Metodología
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Capítulo 15 / Carreteras de dos
carriles
Diciembre de 2010
Manual de capacidad vial 2010
carriles de paso o carreteras de varios carriles), calcule la tasa de flujo de
demanda direccional del tráfico motorizado en el carril exterior con la Ecuación
15-24:
Ecuación 15-24
dónde
v0L = caudal de demanda direccional en el carril exterior (veh / h),
V = volumen direccional horario (veh / h),
PHF = factor de hora pico, y
N = número de carriles direccionales (= 1 para carreteras de dos carriles).
Paso 3: Calcule el ancho efectivo
El ancho efectivo del carril pasante exterior depende tanto del ancho real del carril pasante
exterior como del ancho del hombro, ya que los ciclistas podrán viajar en el hombro donde se
proporciona uno. Además, los hombros rayados de 4 pies o más brindan más seguridad a los
ciclistas al brindarles un lugar exclusivo para viajar fuera de la vía de circulación del vehículo
motorizado. Por lo tanto, un carril de 11 pies y un arcén pavimentado adyacente de 5 pies dan
como resultado un ancho efectivo mayor para los ciclistas que un carril de 16 pies sin arcén
adyacente.
El estacionamiento ocasionalmente existe a lo largo de carreteras de dos carriles,
particularmente en áreas desarrolladas (carreteras Clase III) y cerca de entradas a áreas recreativas
(carreteras Clase II y Clase III) donde se cobra una tarifa por estacionamiento fuera de la carretera
o donde se encuentra el estacionamiento fuera de la carretera. inadecuado para la demanda de
estacionamiento. El estacionamiento en la carretera reduce el ancho efectivo, porque los vehículos
estacionados ocupan espacio en los hombros y los ciclistas dejan una distancia tímida entre ellos y
los automóviles estacionados.
La ecuación 15-25 a la ecuación 15-29 se utilizan para calcular el ancho efectivo, Nosotros, sobre
la base del ancho de arcén pavimentado, Ws, y el volumen direccional horario, V:
Si Ws es mayor o igual a 8 pies:
Ecuación 15-25
Ecuación 15-26
Ecuación 15-27
Ecuación 15-28
Ecuación 15-29
Capítulo 15 / Carreteras de dos
carriles
Diciembre de 2010
Página 15-37
Metodología
Manual de capacidad vial 2010
Paso 4: Calcule el factor de velocidad efectiva
Ecuación 15-30
El efecto de la velocidad de los vehículos de motor en la calidad del servicio
de las bicicletas está relacionado principalmente con la diferencia entre las
velocidades de desplazamiento de los vehículos de motor y las de las bicicletas.
Por ejemplo, un ciclista típico puede viajar en el rango de 15 mi / h. Un aumento
en la velocidad de los vehículos de motor de 20 a 25 mi / h se percibe más
fácilmente que un aumento de velocidad de 60 a 65 mi / h, ya que la diferencia de
velocidad aumenta en un 100% en el primer caso en comparación con solo un
11% en el segundo. La ecuación 15-30 muestra el cálculo del factor de velocidad
efectivo que explica este efecto de disminución.
S t = 1,1199 ln (Sp- 20) + 0,8103
dónde
St = factor de velocidad
efectivo, y Sp = límite de
velocidad indicado (mi / h).
Paso 5: Determine la LOS
Ecuación 15-31
Con los resultados de los Pasos 1-4, la puntuación de LOS de la bicicleta se
puede calcular a partir de la Ecuación 15-31:
BLOS = 0.507 ln (v0L) + 0.1999Sf (1 + 10.38HV)ˆ2
+ 7.066 (1 IP)ˆ2 -0,005 (wc)ˆ2 +0,057
dónde
BLOS = puntuación del nivel de servicio de la bicicleta;
v0L = caudal de demanda direccional en el carril exterior (veh / h);
HV =porcentaje de vehículos pesados (decimal); SiV <200 veh / h, luego HV
debe limitarse a un máximo del 50%;
PAG= Calificación de la condición de la superficie del
pavimento de 5 puntos de la FHWA; y 14 /, = ancho efectivo
promedio del carril exterior a través (pies).
Finalmente, el valor de la puntuación BLOS se usa en la figura 15-4 para
determinar la LOS de bicicleta para el segmento.
Metodología
Página 15-38
Capítulo 15 / Carreteras de dos
carriles
Diciembre de 2010
Manual de capacidad vial 2010
3. APLICACIONES
Este capítulo proporciona metodologías para el análisis de segmentos de flujo ininterrumpido de
carreteras de dos carriles que sirven para una amplia variedad de propósitos de viaje. Los procedimientos se
aplican más fácilmente en el modo de análisis operativo para determinar la capacidad y LOS de un segmento
de carretera de dos carriles con características conocidas. También son posibles otras aplicaciones.
VALORES PREDETERMINADOS
En otro lugar se ofrece un informe detallado sobre el uso de valores predeterminados en el análisis de flujo
ininterrumpido, incluido el análisis de carreteras de dos carriles. (4).Los valores predeterminados específicos
para su uso con la metodología de este capítulo se dan en la Figura 15-5. Los valores predeterminados también
pueden basarse en estimaciones locales desarrolladas a partir de observaciones pasadas de un sitio específico o
sitios similares en una jurisdicción determinada.
Para el análisis operativo y el análisis de diseño, el uso de valores predeterminados debe minimizarse
siempre que sea posible. Cada valor predeterminado utilizado para reemplazar un valor medido en campo u
otro valor específico del sitio introduce incertidumbre adicional en el proceso de estimación y en la precisión de
los resultados. No obstante, cuando no se dispone de valores específicos del sitio, los valores predeterminados
permiten al menos un análisis aproximado de la situación. Para la planificación y el análisis de diseño
preliminar, generalmente se requiere el uso de valores predeterminados, ya que hay pocos detalles disponibles
en esta etapa de consideración.
TIPOS DE ANALISIS
Análisis operacional
Se proporcionan todas las características geométricas, de desarrollo y de demanda de tráfico. Se estima la
LOS que se espera que exista durante el período de análisis. También se pueden estimar varias medidas de
desempeño alternativas. La metodología de este capítulo se utiliza más fácilmente en este modo.
Análisis de diseño
En el análisis de diseño, las características de la demanda son generalmente conocidas. El análisis está
destinado a proporcionar información sobre los parámetros de diseño necesarios para proporcionar una LOS
objetivo para las características de la demanda como se indica. Para las carreteras de dos carriles, las decisiones
de diseño son relativamente limitadas. Los anchos de carril y arcén tienen un impacto moderado en las
operaciones, pero generalmente no dan como resultado una LOS marcadamente diferente.
Los proyectos de diseño típicos incluyen realineamientos de curvas horizontales o verticales, que pueden
afectar el porcentaje de zonas sin paso y las velocidades de flujo libre.
Los procedimientos especiales descritos en este capítulo para considerar los impactos de los carriles de
adelantamiento y los carriles de ascenso se pueden utilizar para proporcionar información crítica sobre el
diseño. Sin embargo, los cálculos se realizan en el modo de análisis operativo, lo que lleva a una comparación
de las operaciones con o sin el carril de adelantamiento o ascenso.
Capítulo 15 / Carreteras de dos carriles Páginas 15-39
Diciembre de 2010
Aplicaciones
Manual de capacidad vial 2010
El apéndice de este capítulo trata sobre algunos problemas especiales de diseño relacionados con las
carreteras de dos carriles. Sin embargo, en este momento no existe una metodología para estimar el impacto
de estos tratamientos de diseño en la calidad operativa.
Dados los relativamente pocos parámetros de diseño involucrados en una carretera de dos carriles, la
mayoría de los análisis de diseño se llevan a cabo como una serie iterativa de análisis operativos.
Planificación y análisis de ingeniería preliminar
La planificación y el análisis de ingeniería preliminar tienen los mismos objetivos que el análisis de
diseño, excepto que ocurre al principio del proceso cuando se conocen pocos detalles de la demanda y otras
características. Por lo tanto, el análisis de diseño se ve reforzado por el uso de valores predeterminados para
muchas entradas.
La otra característica principal de la planificación y el análisis de ingeniería preliminar es que las
demandas se describen generalmente en términos de AADT bidireccional.
Este capítulo incluye tablas de volumen de servicio diario generalizadas que cubren un rango específico
de valores predeterminados. Se pueden usar para una evaluación general y aproximada de la probable LOS
para una carretera de dos carriles en varios entornos bajo una demanda de AADT esperada. Estas tablas son
útiles solo para los análisis más preliminares. Por ejemplo, todos los segmentos de carreteras de dos carriles
en una región en particular se pueden considerar utilizando estos criterios. Cualquier segmento que parezca
estar operando en una LOS indeseable debe someterse a un estudio específico del sitio con un análisis
operativo más detallado antes de que se tomen decisiones importantes de diseño, reconstrucción o
inversión.
TASAS DE FLUJO DE SERVICIO, VOLÚMENES DE SERVICIO Y VOLÚMENES DE SERVICIO
DIARIO
Las tasas de flujo de servicio, los volúmenes de servicio y los volúmenes de servicio diario son
conceptos útiles que se pueden utilizar en el análisis de muchos tipos de instalaciones, incluidas las
carreteras de dos carriles. Los tres términos deben entenderse claramente, porque son muy diferentes.
1. Los índices de flujo de servicio ST, representan el índice de flujo direccional máximo que puede ser
acomodado por un segmento mientras se mantiene el LOS designado I.
2. Los volúmenes de servicio SV representan el volumen máximo por hora direccional que puede ser
acomodado por un segmento mientras se mantiene la LOS designada I durante el peor período de 15
minutos de la hora.
3. Los volúmenes de servicio diario DSL, representan el AADT máximo que puede ser acomodado por
un segmento mientras se mantiene la LOS designada I durante los peores 15 min de la hora pico del
día, en la dirección de flujo más alto.
En general, las tasas de flujo de servicio y los volúmenes de servicio son valores direccionales, mientras
que el volumen de servicio diario generalmente se expresa como tráfico total en ambas direcciones (ya que
así es como se establece AADT).
El caudal de servicio para una LOS en particular se estima utilizando la metodología para el tipo de
segmento en estudio (carreteras de dos carriles en este
Aplicaciones
Página 15-40
Capítulo 15 / Carreteras de dos
carriles
Diciembre de 2010
Manual de capacidad vial 2010
capítulo). La ecuación 15-32 se usa luego para estimar el volumen de servicio
para un segmento, y la ecuación 15-33 se usa para estimar el volumen de servicio
diario para un segmento.
Ecuación 15-32
Ecuación 15-33
dónde K es la proporción de tráfico que ocurre en la hora pico para el segmento de estudio y D es la
proporción de tráfico que ocurre en la dirección pico para el segmento de estudio.
Para las carreteras de dos carriles, surgen varias complicaciones. Si bien todos los análisis de carreteras
de dos carriles son para una dirección, las dos direcciones interactúan. Por lo tanto, si se estima un
volumen de servicio diario bidireccional utilizando el caudal de servicio en una dirección y luego
nuevamente en la otra dirección, se podrían obtener fácilmente resultados diferentes.
Como con todos los segmentos de flujo ininterrumpido, la capacidad es sinónimo de la tasa de flujo de
servicio para LOS E. Por lo tanto, la Ecuación 15-12 y la Ecuación 15-13, presentadas anteriormente, pueden
usarse para estimar las tasas de flujo de servicio para LOS E. Incluso en este En este caso, hay dos ecuaciones,
ya que el valor dependerá de si ATS o PTSF es el parámetro LOS determinante.
Para otros niveles de servicio, el proceso de determinar la tasa de flujo del servicio es más complicado.
Sería beneficioso si la metodología de este capítulo pudiera usarse a la inversa, es decir, comenzar con un valor
de ATS o PTSF y trabajar hacia atrás hasta la tasa de flujo de demanda que crearía ese valor.
Desafortunadamente, prácticamente todos los factores de ajuste utilizados en este proceso dependen del flujo
de demanda, que es lo que el analista estaría tratando de encontrar. Por tanto, dichos cálculos serían iterativos.
Encontrar los caudales de servicio apropiados para cada LOS requiere un proceso iterativo en el que se utilizan
de forma incremental diferentes caudales hasta que se encuentra el umbral para un LOS en particular.
Una vez que se encuentran las tasas de flujo del servicio, la Ecuación 15-32 y la Ecuación 15-33 pueden
usarse para inferir los volúmenes de servicio y los volúmenes de servicio diarios.
VOLÚMENES DE SERVICIO DIARIO GENERALIZADOS
El Cuadro 15-30 muestra los volúmenes de servicio diarios generalizados para su uso en la planificación
y el diseño preliminar. La exhibición proporciona valores de volumen de servicio diario para tres tipos de
segmentos: (a) una carretera Clase I en terreno nivelado, (B) una carretera de Clase I en terreno ondulado, y
(c) una carretera de Clase II en terreno ondulado.
Las condiciones típicas asumidas para cada uno se dan debajo de la tabla. Varios valores deK-y se dan los
factores D. Dado que estos valores varían mucho de una región a otra, el analista debe seleccionar los valores
más apropiados para la aplicación en particular. Se puede utilizar la interpolación, si se desea, para obtener
valores intermedios.
Capítulo 15 / Carreteras de dos
carriles
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Aplicaciones
Manual de capacidad vial 2010
Figura 15-30
Clase
Clase I- —Nivel
-Rollina
Clase I- -Rollina PERDE
PERDE
PERDE
KDII- LOS B
LOS D R
LOSC LOS D R
LOS D R
Factor Factor LOS B LOSC
LOS B
LOSC
50%
5.5
9.3 16,5
31,2
4.2
8.4 15,7
30,3
5,0
9,8 18,2
31,2
55%
4.9
8,7 14,9
30,2
3,7
7,9 14.0
29,2
4.1
8,7 16,0
30,2
60%
4,4
27,6
3,7
3,7
7,9 14,6
27,6
8.1 13,9
6.2 12,8
26,8
sesenta
4.1
7,9 12,9
25,5
3.4
5.9 11,4
24,7
3.3
5.9 13,2
25,5
y
El ejemplo de nivel Clase I supone velocidades más altas,
con oportunidades
de adelantamiento
50%
5,0
8.4
14,8
28,0 significativas.
3.8
7,6 14,2
27,2
4.4
8.8 16,3
28,0
cinco%
55%
4.4
7,9 13,4
27,1
3.3
7.1 12,6
26,3
3,7
7,9 14,4
27,1
60%
4.0
7.3 12,5
24,9
3.3
5,6 11,5
24,1
3.3
7.1 13,1
24,9
sesenta
3,7
7.1
23,0
3,0
5.3 10,3
22,3
3,0
5.3 11,9
23,0
11,6
y
El ejemplo de la Clase I — rodante supone velocidades
más moderadas
oportunidades
al terreno.
cinco%
50%
4.1 y menos
7.0 12,4
23,4 de rebasar
3.1 debido6.3
11,8
22,7
3,7
7.4 13,6
23,4
55%
3,7
6.5 11,2
5.9 10,5
21,9
3.1
6.5 12,0
22,6
2.8
22,6
60%
3.3
20,7
2,7
4,7
9,6
2,7
5.9 10,9
20,7
6.1 10,4
20,1
sesenta
3.1
5.9
9,6 19,1
2.5
4.4
8.5
18,5
2.4
4.4
9,9
19,1
y
50%
3,5
6.0 10,6
20,0
2,7
5.4 10.1
19,4
3.2
6.3 11,7
20,0
cinco%
55%
3.1
5,6
9,6 19,4
2.4
5.1
9.0
5,6 10,3
19,4
2.6
El ejemplo de la Clase II: rodar es similar a una carretera escénica o recreativa con velocidades más bajas y oportunidades de 18,8
60%
5.2
8,9
17,7
2.3
4.0
17.2
2.3
5.1
9.4
17,7
2.8
8.2
paso limitadas.
sesenta
5.1
3.8
7.3
15,9
3.8
8.5
16,4
2.6
8.2 16,4
2.1
2.1
y
Notas: Los
volúmenes son miles de vehículos por día.
cinco%
Valores asumidos para todas las entradas: 10% camiones, PHF = 0,88, carriles de 12 pies, arcenes de 6
pies, 10 puntos de acceso / mi. Valores asumidos para el nivel Clase I: BFFS = 65 mi / h, 20% de zonas
de no rebasar. Valores asumidos para la Clase I — rodando: BFFS = 60 mi / h, 40% de zonas de no
rebasar. Valores asumidos para la Clase II — rodando: BFFS = 50 mi / h, 60% de zonas de no rebasar.
Volúmenes de servicio
diario generalizado para
autopistas de dos carriles
En el cuadro 15-30 se muestran varias características interesantes:
1.
LOS A no se muestra. Incluso en terreno llano, es posible alcanzar este nivel solo con caudales de
demanda muy bajos (casi siempre inferiores a 50 veh / h, direccional).
2.
El rango de flujos de demanda que caen dentro de LOS E es amplio en comparación con otros niveles de
servicio. Esto se debe a que la calidad del servicio en las carreteras de dos carriles tiende a volverse
inaceptable a niveles relativamente bajos.v / cratios. Se observan pocas carreteras de dos carriles
operando a su capacidad o cerca de ella (excepto en los tramos cortos), porque la mayoría se habrá
expandido antes de que se desarrollen los flujos de demanda de capacidad.
La ilustración 15-30 debe usarse solo en planificación generalizada y análisis de ingeniería preliminar. Es
mejor utilizarlo para examinar una serie de carreteras de dos carriles dentro de una jurisdicción determinada
para determinar cuáles necesitan un examen más detenido. Si las AADT anticipadas en un segmento o
instalación determinados parecen poner al segmento o instalación en una LOS indeseable, entonces se deben
obtener (o pronosticar) más datos específicos del sitio y realizar un análisis operativo completo antes de cualquier
compromiso firme para reconstruir o mejorar la carretera. son hechos.
USO DE HERRAMIENTAS ALTERNATIVAS
No hay herramientas deterministas alternativas de uso común para el análisis de carreteras de dos carriles.
Las herramientas de simulación de carreteras de dos carriles se encuentran en varias etapas de desarrollo, pero la
experiencia del usuario con estas herramientas es insuficiente para respaldar la formulación de una guía útil para
su aplicación a fin de ampliar el alcance de los procedimientos descritos en este capítulo.
Una de las características potencialmente útiles de la simulación de carreteras de dos carriles es la capacidad
de modelar configuraciones específicas de una serie de zonas de no rebasar, carriles de rebase exclusivos y
puntos de acceso, todos los cuales ahora se describen en términos generales (p. Ej., Porcentaje no -pasar zonas) en
este capítulo. Las herramientas de simulación de red también pueden incluir dispositivos de control de tráfico en
puntos específicos.
Aplicaciones
Página 15-42
Capítulo 15 / Carreteras de dos
carriles
Diciembre de 2010
Manual de capacidad vial 2010
Es posible obtener medidas de rendimiento adicionales a partir de los resultados de la simulación.
Un ejemplo esdensidad de seguidores, que se define en términos del número de seguidores por milla por
carril. Este concepto, que se analiza con más detalle en el Capítulo 24, Conceptos: Suplementario, ha
atraído un interés internacional cada vez mayor. Algunos ejemplos que ilustran los usos potenciales de
la simulación de carreteras de dos carriles se presentan en otra parte (9).
Capítulo 15 / Carreteras de dos carriles Páginas 15-43
Diciembre de 2010
Aplicaciones
Manual de capacidad vial 2010
4. PROBLEMAS DE EJEMPLO
Figura 15-31
Lista de problemas de
ejemplo
Problema
Número Descripción ________________________________
1
Encuentre la pérdida de una autopista de Clase I
en terreno ondulado
2
Encuentre la pérdida de una autopista de Clase II
en terreno ondulado
3
Encuentra la pérdida de una autopista Class III
en terreno llano
4
Encuentre la pérdida de una autopista de Clase I
con unDE
carril
para adelantar1: CARRETERA CLASE I LOS
EJEMPLO
PROBLEMA
Tipo de análisis
Análisis operativo Análisis operativo
Análisis operativo Análisis operativo
iPlanninc | _anal ^ sis__
Los hechos
Un segmento de autopista de dos carriles Clase I tiene las siguientes características conocidas:
• Volumen de demanda = 1,600 pc / h (total en ambas direcciones)
• División direccional (durante el período de análisis) = 50/50
• PHF = 0,95
• 50% de zonas prohibidas en el segmento de análisis (ambas direcciones)
• Terreno ondulado
• 14% camiones; 4% vehículos recreativos
• Anchos de carril de 11 pies
• Hombros utilizables de 4 pies
• 20 puntos de acceso / mi
• BFFS de 60 mi / h
• Longitud del segmento de 10 millas
Encuentre el LOS esperado en cada dirección en el segmento de carretera de dos carriles como
se describe.
Comentarios
El planteamiento del problema exige encontrar la LOS en cada dirección en un segmento en
terreno ondulado. Debido a que la división direccional es 50/50, la solución en una dirección será la
misma que la solución en la otra dirección, por lo que solo se debe realizar un análisis operativo. El
resultado se aplicará igualmente a cada dirección.
Debido a que esta es una carretera de Clase I, tanto ATS como PTSF deben estimarse para
determinar la LOS esperada.
Paso 1: datos de entrada
Todos los datos de entrada se especificaron anteriormente.
Paso 2: Estime la ECA
El FFS se estima con la Ecuación 15-2 y los factores de ajuste que se encuentran en la Figura 15-7
(para el ancho de carril y arcén) y la Figura 15-8 (para puntos de acceso en ambas direcciones). Para
anchos de carril de 11 pies y arcenes utilizables de 4 pies, el factor de ajuste
Problemas de ejemplo
Página 15-44
Capítulo 15 / Carreteras de dos
carriles
Diciembre de 2010
Manual de capacidad vial 2010
para estas características fLSes de 1,7 mi / h; para 20 puntos de acceso / mi, el factor
de ajustefaes de 5,0 mi / h. Luego
Paso 3: Ajuste de la demanda de ATS
El volumen de demanda debe ajustarse a un caudal en automóviles de pasajeros por hora en
condiciones base equivalentes. Esto se logra con la Ecuación 15-3:
Dado que la división de la demanda es 50/50, tanto la dirección del análisis
como los volúmenes de demanda opuestos son 1,600 / 2 = 800 veh / h.
El factor de ajuste de grado fgiATSse selecciona del Anexo 15-9 para terreno
ondulado. La tabla se ingresa con un caudal de demandavvphen vehículos por
hora, o 800 / 0,95 = 842 vehículos / h. Por interpolación en la figura 15-9 entre 800 y
900 veh / h, el factor es 0,99 al 0,01 más cercano.
El equivalente de automóvil de pasajeros para camiones y vehículos recreativos se obtiene del Anexo
1511, nuevamente para una tasa de flujo de demanda de 842 vehículos / h. Nuevamente, por interpolación
entre 800 y 900 veh / h, los valores obtenidos sonET = 1,4 y ER= 1,1. Luego, el ajuste del vehículo pesado se
calcula con la Ecuación 15-4:
Paso 4: Estimar ATS
El ATS se estima con la Ecuación 15-6. El factor de ajustef „p, ATsse encuentra
en la Figura 15-15 para un FFS de 53.3 mi / h, 50% de zonas de no paso y un flujo
de demanda opuesto de 902 veh / h. Esta selección debe utilizar la interpolación en
las tres escalas. Tenga en cuenta que la interpolación es solo al 0.1 más cercano
para este factor de ajuste. La figura 15-32 ilustra la interpolación.
Capítulo 15 / Carreteras de dos carriles Páginas 15-45
Diciembre de 2010
Problemas de ejemplo
Autopista Capacidad Manual 20 i0
Figura 15-32
Interpolación para
ATS
Factor de ajuste
Vo
(veh / h)
800
902
1.000
Factor para FFS = 55 mi / h
40% NPZ
0,7
0,6
50% NPZ
0,9
0,8
0,7
60% NPZ
1.1
0,8
Factor para FFS = 50 mi / h
40% NPZ
0,6
0.4
50% NPZ
0,75
0,65
0,55
60% NPZ
0,9
0,7
Notas: f „PiATs = 0,65 + (0,8 - 0,65) (3,3 / 5,0) = 0,749 = 0,7.
NPZ = zonas de no rebasar.
Entonces, la Ecuación 15-6 da lo siguiente:
ATS = FFS - 0,00776 (vd + v0) - fmATS
ATS = 53,3 - 0,00776 (902 + 902) - 0,7
ATS = 53,3 -14,0 - 0,7 = 38,6 millas / h
Paso 5: Ajuste de la demanda para PTSF
La demanda ajustada utilizada para estimar el PTSF se encuentra con la
Ecuación 15-7 y la Ecuación 15-8. El factor de ajuste de la ley se toma de la Figura
15-16 para terreno ondulado y una tasa de flujo de demanda de 800 / 0.95 = 842 pc
/ h. Los equivalentes de automóviles de pasajeros para camiones y vehículos
recreativos se toman del Anexo 15-18. En ambas exhibiciones, la tasa de flujo de
demanda de 842 pc / h se interpola entre 800 pc / hy 900 pc / h para obtener los
valores correctos. Se obtienen los siguientes valores:
Paso 6: Estimar el PTSF
El PTSF se estima con la Ecuación 15-9 y la Ecuación 15-10. La ilustración 1520 se usa para obtener exponentesa y Bpara la ecuación 15-10, y la ilustración 1521 se utiliza para obtener el ajuste de la zona de no rebasar para la ecuación 15-9.
Los tres requieren interpolación.
Exponentes a y Bse basan en el caudal opuesto de 842 pc / h, que se interpola
entre valores tabulados de 800 pc / hy 1000 pc / h. Esto se ilustra en la figura 1533.
Problemas de ejemplo
Página 15-46
Capítulo 15 / Carreteras de dos
carriles
Diciembre de 2010
Manual de capacidad vial 2010
Tasa de flujo opuesta (pc / hl
800
842
1.000
a
-0,0045
Figura 15-33
B
0,833
-0,0046
0,832
-0,0049
0,829
Interpolación de exponentes a y B
para la ecuación 15-10
Entonces, el uso de la Ecuación 15-10 da
El factor de ajuste para las zonas de no rebasar también debe interpolarse en
dos variables. La Figura 15-21 se ingresa con un 50% de zonas de no paso, una
división direccional del tráfico de 50/50 y una tasa de flujo de demanda
bidireccional total de 842 + 842 = 1,684 pc / h. La interpolación se ilustra en la
figura 15-34.
(Pc / h)
Factor de
ajuste para
40% NPZ
1.400
23,8
1,684
2.000
15,8
Tasa de flujo total
Factor de ajuste para 50% NPZ
25,0
Factor de
ajuste para
60% NPZ
26,2
Figura 15-34
Interpolación
para
fnRPTSF paraEcuación 15-
9
16,6 + (25,0 - 16,6) (316/600) = 21,0
16.6
Nota: NPZ = zonas de no rebasar.
17,4
Entonces, el uso de la Ecuación 15-9 da
Paso 7: Estimar PFFS
Este paso solo se usa para carreteras Clase III.
Paso 8: Determine la LOS y la capacidad
LOS se determina comparando los valores estimados de ATS y PTSF con los criterios del Anexo 15-3. Un
ATS de 38.6 mi / h sugiere que existirá LOS E. Un PTSF del 81,8% sugiere que existirá LOS E. Así, ambos
criterios llevan a concluir que el segmento operará en LOS E.
La capacidad se determina mediante la Ecuación 15-12 o la Ecuación 15-13, la que produzca la estimación
más baja. Sin embargo, tenga en cuenta que todos los factores de ajuste para usar en estas ecuaciones se basan en
un caudal direccional superior a 900 pc / h. Por lo tanto, el factor de calificación será 1.00 tanto para ATS como
para PTSF. El equivalente de automóvil de pasajeros para camiones es 1.3 para ATS y 1.00 para PTSF; el
equivalente de automóvil de pasajeros para vehículos recreativos es 1.1 para ATS y 1.00 para PTSF.
Los factores de ajuste para vehículos pesados son los siguientes:
Capítulo 15 / Carreteras de dos carriles Páginas 15-47
Diciembre de 2010
Problemas de ejemplo
Manual de capacidad de autopista 2010
Obviamente, el primer valor se mantiene y la capacidad direccional de esta
instalación es de 1.632 vehículos / h. Dada la distribución direccional 50/50, la
capacidad bidireccional del segmento es 1,632 + 1,632 = 3,264 veh / h. Debido a que
esto excede la capacidad límite de 3200 pc / h, la capacidad direccional no se puede
lograr con una distribución direccional 50/50. Prevalecería una capacidad
bidireccional total de 3200 pc / h. En términos de las condiciones imperantes, la
capacidad sería de 3.200 x 1,00 x 0,960 = 3.072 vehículos / h. Con una división
direccional 50/50, esto implica una capacidad direccional de 3.072 / 2 = 1.536
vehículos / h.
Discusión
Se espera que el segmento de la carretera de dos carriles como se describe
funcione mal, dentro de LOS E. La operación es deficiente a pesar de que la
demanda es de solo 842 / 1,536 = 0.55 de capacidad. Tanto ATS como PTSF se
encuentran en niveles inaceptables (38,6 mi / hy 81,8%, respectivamente). Esta
solución destaca nuevamente la característica de las carreteras de dos carriles de
tener operaciones deficientes a relativamente bajasrivalizarratios. Este segmento
debe examinarse claramente en busca de posibles mejoras.
Dada la división direccional 50/50 del tráfico, los resultados para la segunda
dirección serían idénticos.
EJEMPLO DE PROBLEMA 2: CARRETERA DE CLASE II LOS HECHOS
Un segmento de la carretera Clase II es parte de una ruta escénica y
recreativa y tiene las siguientes características conocidas:
• Autopista clase II
• 1.050 veh / h (ambas direcciones)
• División direccional 70/30
• 5% camiones; 7% vehículos recreativos
• PHF = 0,85
• Carriles de 10 pies; Hombros de 2 pies
• BFFS = 55.0 millas / h
• Terreno ondulado
• 10 puntos de acceso / mi
• 60% de zonas prohibidas
Problemas de ejemplo
Páginas 15-48 Capítulo 15 / Carreteras de dos carriles
Diciembre de 2010
Manual de capacidad vial 2010
Comentarios
No se incluirán los Pasos Computacionales 3 y 4, que se relacionan con la
estimación de la velocidad promedio de la carretera. LOS para carreteras de
Clase II depende únicamente del PTSF. El análisis se realizará tanto para la
dirección del flujo del 70% como para la dirección del flujo del 30%. Esto se
logra simplemente invirtiendo la dirección del análisis y oponiendo los flujos.
Paso 1: datos de entrada
Todos los datos de entrada se han resumido anteriormente.
Paso 2: Estime la ECA
La FFS se estima con la Ecuación 15-2. Se utilizan factores de ajuste para
ancho de carril y arcén (Figura 15-7) y puntos de acceso por milla (Figura 15-8).
Se ingresa al Cuadro 15-7 con carriles de 10 pies y arcenes de 2 pies. El
ajuste resultante es 3,7 mi / h. Se ingresa al Cuadro 15-8 con 10 puntos de acceso
/ mi. El ajuste resultante es de 2,5 mi / h. Luego, la ECA se estima de la siguiente
manera:
FFS = 55,0- 3,7 -2,5 = 48,8 millas / h
Pasos 3 y 4
Los pasos 3 y 4 no son necesarios para las carreteras de Clase II.
Paso 5: Ajuste de la demanda para PTSF
La Ecuación 15-7 y la Ecuación 15-8 se utilizan para ajustar la dirección del
análisis y las demandas opuestas a los caudales en condiciones de base
equivalentes. Con una división de tráfico de 70/30, las dos demandas son las
siguientes:
V70% = V, = 1.050 x 0,70 = 735 m/h
V30% = V2= 1.050 x 0.30 =315m/h
En esta solución, las direcciones
vehículos /seh denominarán 1 y 2. Dado que ambas
direcciones deben analizarse, su posición como "dirección de análisis" y "opuesta"
dependerá de la dirección que se esté estudiando.
Se necesitan factores de ajuste tanto para grados (Figura 15-16) como para
vehículos pesados (Figura 15-18). Los Anexos 15-16 y 15-18 se ingresan con un
caudal direccional de 735 / 0.85 = 865 veh / h (Dirección 1) y 315 / 0.85 = 371 veh /
h (Dirección 2). Se requiere interpolación en ambos. Se obtienen los siguientes
valores:
fg, PTsr= 1-00 (Dirección 1); 0.89 (Dirección 2)
ET =1.0 (Dirección 1); 1.6 (Dirección 2)
ER =1.0 (Dirección 1); 1.0 (Dirección 2)
El factor de ajuste del vehículo pesado para ambas direcciones se calcula
con la Ecuación 15-8:
Capítulo 15 / Carreteras de dos
carriles
Diciembre de 2010
Página 15-49
Problemas de ejemplo
Manual de capacidad vial 2010
Paso 6: Estimar el PTSF
El PTSF se estima con la Ecuación 15-9 y la Ecuación 15-10 con valores a y B
tomado de la ilustración 15-20 y f „p, PTsF tomado de la ilustración 15-21.
La Figura 15-20 se ingresa con caudales opuestos de 429 pc / h (para la
Dirección 1) y 865 pc / h (para la Dirección 2). Ambos valores deben interpolarse.
Los valores resultantes son los siguientes:
La Figura 15-21 se ingresa con el caudal de demanda total de 865 + 429 = 1294
pc / h, una división direccional de 70/30 y 60% de zonas sin paso. Se requiere
interpolación. El factor es el mismo para las direcciones 1 y 2:
Paso 7
El Paso 7 solo se usa para carreteras Clase III.
Paso 8: Determine la LOS y la capacidad
La LOS se determina comparando los valores de PTSF obtenidos con los
criterios del Cuadro 15-3. La aplicación de estos criterios revela que la Dirección 1
opera en LOS D, mientras que la Dirección 2 opera en LOS C.
Usando el ajuste seleccionado para> 900 veh / h, la capacidad se calcula con la
Ecuación 15-13:
Problemas de ejemplo
Página 15-50
Capítulo 15 / Carreteras de dos
carriles
Diciembre de 2010
Manual de capacidad vial 2010
Discusión
El LOS es, en el mejor de los casos, algo marginal en este segmento de carretera de dos carriles, basado
únicamente en el PTSF.
El valor de la capacidad debe considerarse cuidadosamente. Si las capacidades direccionales se expandieran
a capacidades bidireccionales basadas en la división de demanda dada, la capacidad en la dirección del 30%
implicaría una capacidad bidireccional muy por encima de la limitación de 3200 pc / h para ambas direcciones.
Por lo tanto, aunque es posible una capacidad de 1.700 vehículos / h en la dirección del 30%, no podría ocurrir
con una división de demanda de 70/30. En este caso, la capacidad bidireccional estaría limitada por la capacidad
en la dirección del 70% y sería 1,700 / 0,70 = 2,429 veh / h. La capacidad práctica para el 30% de la dirección del
flujo se estima mejor en 2.429 - 1.700 o 729 vehículos / h. Dado que la división direccional 70/30 se mantiene,
cuando la dirección del 30% alcanza un caudal de demanda de 729 vehículos / h, la dirección opuesta (el lado del
70%) estaría a su capacidad.
EJEMPLO DE PROBLEMA 3: CARRETERA DE CLASE III LOS Hechos
Una carretera de dos carriles Clase III atraviesa una comunidad rural en un terreno llano. Tiene las
siguientes características conocidas:
• Autopista clase III
• Volumen de demanda = 900 veh / h (ambas direcciones)
• 10% camiones; sin vehículos recreativos
• FFS medido = 40 mi / h
• Carriles de 12 pies; Hombros de 6 pies
• PHF = 0,88
• 80% de zonas prohibidas
• División direccional 60/40
• 40 puntos de acceso / mi
• Terreno llano
Comentarios
Debido a que esta es una carretera de Clase III, LOS se basará en PFFS. Por lo tanto, no se utilizarán los Pasos
5 y 6, que se relacionan con la estimación del PTSF.
Paso 1: datos de entrada
Todos los datos de entrada se especifican arriba.
Paso 2: Estimar las ECA
Se especifica un FFS medido: 40 mi / h.
Capítulo 15 / Carreteras de dos carriles Páginas 15-51
Diciembre de 2010
Problemas de ejemplo
Manual de capacidad vial 2010
Paso 3: Ajuste de la demanda de ATS
El volumen total de demanda de 900 veh / h debe separarse en dos flujos direccionales. Dado que se
evaluarán ambas direcciones, las direcciones están etiquetadas como 1 y 2.
La tasa de flujo de demanda ajustada en automóviles de pasajeros por hora en condiciones de base
equivalentes se estima con la Ecuación 15-3. Se selecciona un factor de ajuste de grado de la Figura 15-9, y
los equivalentes de automóviles de pasajeros para camiones se seleccionan de la Figura 15-11. Ambas
exhibiciones se ingresan con un caudal de demanda en vehículos por hora:
v, = 540 / 0,88 = 614 vehículos / h
v2 = 360 / 0,88 = 409 vehículos / h
Los siguientes valores se seleccionan de la Figura 15-9 y la Figura 15-11. En todo
casos, se requiere interpolación:
Paso 4: Estimar ATS
ATS se estima con la Ecuación 15-6 con un factor de ajuste para las zonas de
no paso tomado de la Figura 15-15. El factor de ajuste se basa en un FFS de 40 mi
/ h y un 80% de zonas de no rebase. La interpolación para un caudal de demanda
opuesto de 422 pc / h (dirección 1) y 620 pc / h (dirección 2) da lo siguiente:
Problemas de ejemplo
Página 15-52
Capítulo 15 / Carreteras de dos
carriles
Diciembre de 2010
Manual de capacidad vial 2010
Entonces, el uso de la Ecuación 15-6 da
ATS, = 40,0 - 0,00776 (620 + 422) - 2,4 = 29,5 millas /h
ATS2 = 40,0-0,00776 (422+ 620) -1,6 = 30,3 millas /h
Pasos 5 y 6
Los pasos 5 y 6 no se utilizan para carreteras Clase III.
Paso 7: Estimar PFFS
La LOS para instalaciones de Clase III se basa en la PFFS lograda o ATS / FFS. Para este segmento, la
PFFS es la siguiente:
PFFS1 = 29,5 / 40,0 = 73,8%
PFFS2 = 30,3 / 40,0 = 75,8%
Paso 8: Determine la LOS y la capacidad
De la figura 15-3, la LOS para la dirección 1 es D, mientras que la LOS para la dirección 2 es C. Los
dos valores de PFFS están cerca, pero la condición de límite entre LOS C y D es 0,75. Para ser LOS C,
PFFS debe exceder 0,75, y está justo por debajo del umbral en la Dirección 1 y justo por encima del
umbral en la Dirección 2.
La capacidad se evalúa con factores de ajuste para> 900 pc / h en terreno llano. Esto hace que todos
los factores de ajuste sean 1.00 (para ATS). Por lo tanto, la capacidad en cualquier dirección es la
siguiente:
Los valores de capacidad bidireccional implícitos son 1.700 / 0,60 = 2.833 vehículos / h (Dirección 1) y
1.700 / 0,40 = 4.250 vehículos / h (Dirección 2). Evidentemente, la capacidad bidireccional implícita es de
2.833 veh / h. Además, esto sugiere que la capacidad direccional en la Dirección 2 no se puede lograr con
una división de demanda de 60/40. Más bien, la capacidad direccional en la Dirección 2 ocurre cuando
ocurre la capacidad en la Dirección 1, o 2.833 x 0,40 = 1.133 vehículos / h.
Discusión
Este segmento de la carretera de dos carriles Clase III opera justo en el límite de LOS CD.
Dependiendo de la longitud del segmento y las expectativas locales, esto puede ser aceptable o no.
PROBLEMA DE EJEMPLO 4: CARRETERA DE CLASE I LOS CON UN CARRIL DE PASO Los
hechos
El segmento de 10 millas de la carretera de dos carriles analizado en el problema de ejemplo 1 se
mejorará con carriles de adelantamiento de 2 millas (uno en cada dirección), ambos instalados a 1.00
millas desde el comienzo del segmento. El segmento sin carril de adelantamiento ya ha sido analizado y
los resultados de ese análisis se enumeran a continuación:
• Volumen de demanda = 800 veh / h en cada dirección
• Caudal de demanda (ATS) = 902 pc / h en cada dirección
• Caudal de demanda (PTSF) = 842 pc / h en cada dirección
Capítulo 15 / Carreteras de dos carriles Páginas 15-53
Diciembre de 2010
Problemas de ejemplo
Manual de capacidad vial 2010
• FFS = 53,3 millas / h
• ATS = 38,6 mi / h
• PTSF = 81,8%
• Terreno ondulado
• PHF = 0,95
Comentarios
Ambas direcciones involucrarán los mismos cálculos, ya que la distribución
direccional es 50/50, y en ambos casos, el carril de adelantamiento comenzará 1.00
mi después del comienzo del segmento (de 10 mi) y terminará 3.00 mi después
del comienzo del tramo. segmento.
Paso 1: realizar un análisis sin el carril de adelantamiento
Completado como problema de ejemplo 1.
Paso 2: Divida el segmento en regiones
La figura 15-35 muestra la división del segmento de 6 millas en regiones. La
longitud efectiva corriente abajo del carril de adelantamiento se selecciona de la
Figura 15-23 (el valor es diferente para ATS y PTSF) para una tasa de flujo de
demanda de 800 / 0.95 = 842 vehículos / h.
Figura 15-35
Longitudes de región
para uso en
Problema de ejemplo 4
Para determinar
Mmi)
ATS
PTSF
1,00
1,00
Lo, {mi)
2,00
2,00
Lde (mi) Figura 15-23
1,7
4,7
Mmi)
Ecuación 15-14
5.3
2.3
Paso 3: Determine el PTSF
El PTSF, afectado por la presencia de un carril para adelantar, se estima con la
Ecuación 15-15 y un factor de ajuste seleccionado de la Figura 15-26. El factor de
ajustefpi ^ rspes 0,62. Luego
Paso 4: Determine el ATS
El ATS afectado por la presencia de un carril para adelantar se encuentra con
la Ecuación 15-17 y un factor de ajuste seleccionado de la Figura 15-28. El factor
de ajuste seleccionado es 1,11. Luego
Problemas de ejemplo
Página 15-54
Capítulo 15 / Carreteras de dos
carriles
Diciembre de 2010
Manual de capacidad vial 2010
Paso 5: Determine la LOS
La Figura 15-3 muestra que la LOS, según lo determinado por PTSF, ha mejorado a D. La LOS
determinada por ATS sigue siendo E. Por lo tanto, mientras que PTSF ha mejorado significativamente,
el ATS no ha mejorado lo suficiente como para mejorar la LOS general, que sigue siendo E.
Discusión
Agregar un carril de adelantamiento de 2 millas a un segmento de 10 millas de la autopista Clase I
que opera en LOS E fue insuficiente para mejorar el LOS general, aunque el PTSF mejoró del 81,8% al
68,3%. Es probable que se necesite un carril de adelantamiento más largo (o un segundo) para mejorar el
ATS lo suficiente como para resultar en LOS C o LOS D.
EJEMPLO DE PROBLEMA 5: BICICLETA DE CARRETERA DE DOS CARRILES LOS
Se está evaluando un segmento de carretera de dos carriles (sin carriles de rebasar) para su posible
ampliación, realineación y repavimentación. Analizar los impactos del proyecto propuesto en la LOS de
bicicletas en la dirección pico.
Los hechos
Actualmente la calzada tiene las siguientes características:
• Ancho del carril = 12 pies
• Ancho de hombro = 2 pies
• Calificación del pavimento = 3 (aceptable)
• Límite de velocidad publicado = 50 mi / h
• Volumen direccional por hora = 500 vehículos / h (no se espera crecimiento)
• Porcentaje de vehículos pesados = 5%
• PHF = 0,90
• No hay estacionamiento en la carretera
Capítulo 15 / Carreteras de dos carriles Páginas 15-55
Diciembre de 2010
Problemas de ejemplo
Manual de capacidad vial 2010
El diseño de la calzada propuesto tiene las siguientes características:
• Ancho del carril = 12 pies
• Ancho de hombro = 6 pies
• Calificación del pavimento = 5 (muy bueno)
• Límite de velocidad publicado = 55 mi / h
• No hay estacionamiento en la carretera
Paso 1: recopile los datos de entrada
Todos los datos necesarios para realizar el análisis se enumeran arriba.
Paso 2: Calcule la tasa de flujo direccional en el carril exterior
Usando el volumen direccional por hora y el PHF, calcule el caudal de
demanda direccional con la Ecuación 15-24. Debido a que este es un segmento de
carretera de dos carriles sin un carril para adelantar, la cantidad de carriles
direccionalesnorte es 1. Dado que no se espera que aumenten los volúmenes de
tráfico durante el período del análisis, vol es el mismo para las condiciones
actuales y futuras.
Paso 3: Calcule el ancho efectivo
Para las condiciones actuales, la demanda direccional horaria V es mayor que
160 veh / hy el ancho del hombro pavimentado es de 2 pies; por lo tanto, la
Ecuación 15-27 y la Ecuación 15-28 se utilizan para determinar el ancho efectivo
del carril exterior. En condiciones futuras, el ancho del hombro pavimentado
aumentará a 6 pies; por lo tanto, se utilizan la Ecuación 15-26 y la Ecuación 15-28.
Paso 4: Calcule el factor de velocidad efectiva
La ecuación 15-30 se utiliza para calcular el factor de velocidad efectivo. En
las condiciones actuales:
S t = 1,1199 ln (Sp-20) + 0,8103
Problemas de ejemplo
Página 15-56
Capítulo 15 / Carreteras de dos
carriles
Diciembre de 2010
Manual de capacidad vial 2010
Paso 5: Determine la LOS
La ecuación 15-31 se usa para calcular la puntuación de LOS de la bicicleta,
que luego se usa en la figura 15-4 para determinar la LOS. Bajo las condiciones
existentes:
Por lo tanto, la LOS de bicicletas para las condiciones existentes es LOS E.
El uso del mismo proceso para el diseño propuesto da como resultado lo
siguiente:
La LOS correspondiente para el diseño propuesto es LOS C.
Discusión
Aunque la velocidad publicada aumentaría como resultado del diseño
propuesto, este impacto negativo en los ciclistas sería más que compensado por
el ensanchamiento de arcén propuesto, como lo indica la mejora de LOS E a
LOS C.
Capítulo 15 / Carreteras de dos carriles Páginas 15-57
Diciembre de 2010
Problemas de ejemplo
Manual de capacidad vial 2010
5. REFERENCIAS
Muchas de estas referencias se
pueden encontrar en la Biblioteca de
referencia técnica en el Volumen 4.
1. Harwood, DW, AD May, Jr., IB Anderson y AR Archilla. Capacidad y Calidad de
Servicio de Carreteras de Dos Vías.
Informe final, Proyecto NCHRP 3-55 (3). Instituto de Investigación del Medio
Oeste, Kansas City, Missouri, 1999.
2. Harwood, DW, IB Potts, KM Bauer, JA Bonneson y L. Elefteriadou.
Metodología de análisis de carreteras de dos carriles en el Manual de capacidad de
carreteras.Informe final, Proyecto NCHRP 20-7 (160). Midwest Research
Institute, Kansas City, Missouri, septiembre de 2003.
3. Washburn, SS, DS McLeod y KG Courage. Adaptación deHighwayCapacity
Manual
2000 para Análisis a nivel de planificación de carreteras de dos carriles y de
varios carriles en Florida. En
Registro de investigación de transporte: Revista de la Junta de investigación de
transporte, núm.
Junta de Investigación del Transporte de las Academias Nacionales,
Washington DC, 2002, págs. 62-68.
4. Zegeer, JD, MA Vandehey, M. Blogg, K. Nguyen y M. Ereti. NCHRPReport
599: Valores predeterminados para análisis de capacidad de carreteras y nivel de
servicio.
Junta de Investigación en Transporte de las Academias Nacionales,
Washington, DC, 2008.
5. Petritsch, TA, BW Landis, HF Huang, PS McLeod, DR Lamb, W.Farah y M.
Guttenplan. Nivel de servicio de bicicleta para arterias. En
Registro de investigación de transporte: Revista de la Junta de Investigación de
Transporte, No 2031,
Junta de Investigación del Transporte de las Academias Nacionales,
Washington, DC, 2007, págs. 34-42.
6. Harwood, DW y CJ Hoban. Métodos de bajo costo para mejorar las condiciones del
tráfico en carreteras de dos carriles: guía informativa.
Informe FHWA-IF-87/2, Departamento de Transporte de EE. UU.,
Washington, DC, enero de 1987.
7. Política de diseño geométrico de calles y carreteras. Asociación Estadounidense de
Funcionarios Estatales de Carreteras y Transporte, Washington, DC, 2004.
8. Manual de campo del sistema de monitoreo de desempeño en carreteras, Capítulo 4.
Administración Federal de Carreteras, Washington, DC, mayo de 2005.
Referencias
9. Courage, KG, S. Washburn,
L. Elefteriadou y D. Nam.Capítulo
Orientación
para el uso de
15 / Carreteras de dos
Página 15-58
herramientas alternativas de análisis de tráfico en análisis de capacidad de carreteras.
carriles
Diciembre de 2010
Informe final del Proyecto 3-85 del Programa Nacional de Investigación de
Carreteras Cooperativas, Universidad de Florida, Gainesville, 2010.
Manual de capacidad vial 2010
APÉNDICE A: DISEÑO Y TRATAMIENTOS OPERATIVOS
Las carreteras de dos carriles constituyen aproximadamente el 80% de todas las carreteras rurales
pavimentadas en los Estados Unidos, pero transportan solo alrededor del 30% de todo el tráfico. En su
mayor parte, las carreteras de dos carriles tienen volúmenes livianos y experimentan pocos problemas
operativos. Algunas carreteras de dos carriles, sin embargo, experimentan periódicamente importantes
problemas operativos y de seguridad provocados por una variedad de causas de tráfico, geométricas y
ambientales. Tales carreteras pueden requerir mejoras operativas o de diseño para aliviar la congestión.
Cuando ocurren problemas operativos de tráfico en carreteras de dos carriles, muchas agencias
consideran ampliar a cuatro carriles. Otro método eficaz para aliviar los problemas operativos es
proporcionar carriles de adelantamiento a intervalos en cada dirección de viaje o proporcionar carriles de
ascenso en las mejoras empinadas. Pasar y subir carriles no puede aumentar la capacidad de una carretera
de dos carriles, pero pueden mejorar su LOS. Las secciones cortas de una autopista de cuatro carriles
pueden funcionar como un par de carriles para adelantar en direcciones opuestas de viaje. En este
capítulo se incluyen los procedimientos de análisis operativo para los carriles de adelantamiento y
ascenso.
Varios otros tratamientos operativos y de diseño son eficaces para aliviar la congestión operativa en
las carreteras de dos carriles, que incluyen
• Participaciones,
• Uso del hombro,
• Secciones transversales anchas,
• Intersección de carriles de giro, y
• Carriles de doble sentido para dar vuelta a la izquierda.
En este capítulo no se proporcionan metodologías de cálculo para estos tratamientos; sin embargo, los
tratamientos se analizan a continuación para indicar su potencial para mejorar las operaciones de tráfico
en carreteras de dos carriles.
TURNOUTS
Un desvío es un área de arcén ensanchada y sin obstáculos en una carretera de dos carriles que
permite que los vehículos lentos salgan del carril de paso para que los vehículos que los siguen puedan
pasar. Los desvíos son relativamente cortos, generalmente menos de 625 pies. En un desvío, se espera que
el conductor de un vehículo de movimiento lento que está retrasando a uno o más de los vehículos
siguientes salga del carril de paso, permitiendo que los vehículos pasen. Se espera que el conductor del
vehículo de movimiento lento permanezca en el desvío solo el tiempo suficiente para permitir que pase el
siguiente vehículo antes de regresar al carril de circulación. Cuando solo hay uno o dos vehículos
siguientes, esta maniobra generalmente se puede completar sin problemas, sin necesidad de que el
vehículo se detenga en el desvío. Cuando hay tres o más vehículos siguientes, sin embargo, el vehículo en
el desvío generalmente tendrá que detenerse para permitir que todos los vehículos pasen. En este caso, se
espera que el conductor del vehículo más lento se detenga antes del final del desvío, de modo que el
vehículo desarrolle algo de velocidad antes de volver a ingresar al carril. Los letreros informan a los
conductores sobre la ubicación del desvío y refuerzan los requisitos legales relacionados con el uso del
desvío.
Capítulo 15 / Carreteras de dos
carriles
Diciembre de 2010
Página 15-59
Apéndice A: Diseño y tratamientos operativos
Manual de capacidad vial 2010
Los desvíos se han utilizado en varios países para brindar oportunidades
adicionales de adelantamiento en carreteras de dos carriles. En los Estados
Unidos, los desvíos se han utilizado ampliamente en los estados del oeste. El
Anexo 15-A1 ilustra una participación típica.
Anexo 15-A1
Participación típica
ilustrada
Los desvíos se pueden usar en casi cualquier tipo de carretera de dos carriles que ofrezca
oportunidades limitadas para adelantar. Para evitar confundir a los conductores, los desvíos y los
carriles para adelantar no deben mezclarse en la misma carretera.
Se puede esperar que un solo desvío bien diseñado y bien ubicado se adapte al 20% al 50% de
la cantidad de pases que ocurrirían en un carril de adelantamiento de 1.0 mi en terreno nivelado
(Al, A2). Se ha descubierto que los desvíos funcionan de forma segura, con expertos (A2-A4)
señalando que los accidentes de participación ocurren a una tasa de solo 1 por cada 80.000 a
400.000 usuarios.
USO DE HOMBROS
El propósito principal del arcén en carreteras de dos carriles es proporcionar un área de
parada y recuperación para vehículos discapacitados o errantes. Sin embargo, los arcenes
pavimentados también se pueden usar para aumentar las oportunidades de rebasar en las
carreteras de dos carriles.
En algunas partes de los Estados Unidos y Canadá, si los arcenes pavimentados son
adecuados, existe una costumbre de larga data de que los vehículos más lentos se muevan hacia
el arcén cuando un vehículo se acerca por la parte trasera. El vehículo más lento luego regresa al
carril de circulación una vez que los vehículos que pasan se han despejado. La costumbre se
considera una cortesía y requiere poco o ningún sacrificio de velocidad por parte de los
conductores. Algunas agencias de carreteras alientan a los conductores de vehículos lentos a usar
el arcén de esta manera porque mejora la LOS de las carreteras de dos carriles sin el gasto de
agregar carriles para adelantar o ensanchar la carretera. Por otro lado, hay agencias que
desaconsejan esta práctica porque sus hombros no están diseñados para un uso frecuente de
vehículos pesados.
Una agencia de carreteras en el oeste de los Estados Unidos generalmente no permite el uso
del arcén por vehículos lentos, pero designa secciones específicas en las que el arcén se puede
usar para este propósito. Estos segmentos de arcén tienen una longitud de 0,2 a 3,0 millas y están
identificados por señales de tráfico.
Investigar (Al, AX) ha demostrado que un segmento de uso de hombros es aproximadamente
un 20% más efectivo en la reducción de pelotones que un carril de paso de longitud comparable.
AMPLIAS SECCIONES TRANSVERSALES
Las carreteras de dos carriles con carriles aproximadamente un 50% más anchos de lo normal
se han utilizado en varios países europeos como una alternativa menos costosa a los carriles para
adelantar. Suecia, por ejemplo, construyó aproximadamente 500 millas de carreteras con dos
carriles de circulación de 18 pies y arcenes relativamente estrechos (3,3 pies). El carril más ancho
permite que los vehículos más rápidos rebasen a los más lentos mientras invaden ligeramente el
carril opuesto del tráfico. Los vehículos opuestos deben moverse hacia el arcén para permitir tales
maniobras. Los tramos de carreteras con carriles más anchos se pueden proporcionar en
Apéndice A: Diseño y tratamientos operativos
Página 15-60
Capítulo 15 / Carreteras de dos
carriles
Diciembre de 2010
Manual de capacidad vial 2010
intervalos, como carriles para adelantar, para aumentar las oportunidades de adelantar en carreteras de
dos carriles.
La investigación ha demostrado que las velocidades en volúmenes de tráfico bajos tienden a
aumentar en carriles más anchos, pero el efecto sobre las velocidades en volúmenes más altos varía
(A5).Más del 70% de los conductores indicaron que aprecian las mayores oportunidades de
adelantamiento disponibles en los carriles más amplios. No se han asociado problemas de seguridad
con los carriles más amplios.
Aún no se han desarrollado procedimientos formales para evaluar la efectividad operativa del
tráfico de carriles más amplios para aumentar las oportunidades de rebasar en una carretera de dos
carriles. Es razonable estimar el desempeño operativo del tráfico en un segmento de carretera
direccional de dos carriles que contiene carriles más anchos a medio camino entre el segmento con y sin
un carril de adelantamiento de longitud comparable.
INTERSECCIÓN DE CARRILES DE GIRO
Los carriles de intersección para dar vuelta son deseables en ubicaciones seleccionadas en carreteras
de dos carriles para reducir las demoras a través de los vehículos encerrados por vehículos que giran y
para reducir los accidentes al girar. Se pueden proporcionar carriles separados para dar vuelta a la
derecha y a la izquierda, según corresponda, para quitar a los vehículos que giran de los carriles de
circulación. Los carriles para dar vuelta a la izquierda, en particular, brindan un lugar protegido para
que los vehículos que giran esperen un espacio aceptable en la corriente de tráfico opuesta. Esto reduce
la posibilidad de colisiones por detrás y puede alentar a los conductores de vehículos que giran a la
izquierda a esperar un espacio adecuado en el tráfico opuesto antes de girar. El Cuadro 15-A2 muestra
una carretera típica de dos carriles con carriles para dar vuelta a la izquierda en una intersección.
Anexo 15-A2
Intersección típica de autopista
de dos carriles con carril de giro
a la izquierda
La investigación recomienda autorizaciones operativas específicas para
carriles para dar vuelta a la izquierda en las intersecciones en carreteras de dos
carriles según los volúmenes direccionales y el porcentaje de vueltas a la
izquierda. (A6).Las metodologías de análisis de intersecciones del HCM se
pueden utilizar para cuantificar los efectos de los carriles de giro en las
intersecciones en las intersecciones señalizadas y no señalizadas. Sin embargo,
no existe una metodología para estimar el efecto de los carriles de giro en la
velocidad promedio de la carretera. El modelado de los retrasos en las
intersecciones muestra la magnitud relativa de los efectos probables de los
retrasos en los giros en el PTSF.(A7);los resultados se muestran en el Anexo 15A3. La línea superior de la exposición muestra que los vehículos que giran
pueden aumentar sustancialmente el PTSF en un segmento de carretera corto.
Sin embargo, cuando estos efectos se promedian en un segmento de carretera
más largo, el aumento de PTSF se reduce en gran medida, como lo indica la línea
discontinua en la exhibición. La provisión de carriles de giro en las
intersecciones tiene el potencial de minimizar estos efectos.
Capítulo 15 / Carreteras de dos
carriles
Diciembre de 2010
Página 15-61
Apéndice A: Diseño y tratamientos operativos
Manual de capacidad vial 2010
Anexo 15-A3
Efecto de los retrasos en
los giros en las
intersecciones en el PTSF
Tasa de flujo bidireccional (veh / h)
Fuente: Hoban {A).
Varias agencias en los Estados Unidos proporcionan carriles de circunvalación en las intersecciones de
tres tramos como una alternativa de bajo costo a un carril para dar vuelta a la izquierda. Como se muestra en
el Anexo 15-A4, una parte del arcén pavimentado puede estar marcado como un carril para que el tráfico
atraviese los vehículos que disminuyen la velocidad o se detienen para dar vuelta a la izquierda. Los carriles
de desvío pueden ser apropiados para intersecciones que no tienen volúmenes lo suficientemente altos como
para justificar un carril de giro a la izquierda.
No se han cuantificado los beneficios de demora de los carriles de circunvalación de arcén, pero los
estudios de campo han indicado que el 97% de los conductores que necesitan evitar retrasos utilizarán un
carril de derivación de arcén disponible. Un estado ha informado una marcada disminución en las colisiones
traseras en las intersecciones donde se proporcionaron carriles de circunvalación del hombro (A8).
Anexo 15-A4
Carril de circunvalación de
arcén típico en una
intersección de tres tramos
en una autopista de dos
carriles
EnfoqueAproximaciónSalidaSalida
TaperLaneLane
CARRILES DE DOBLE VUELTA A LA IZQUIERDA
Un carril de doble sentido para dar vuelta a la izquierda (TWLTL) es un área pavimentada en la mediana
de la carretera que se extiende continuamente a lo largo de un segmento de la carretera y está marcada para
proporcionar un área de desaceleración y almacenamiento para los vehículos que viajan en cualquier
dirección que están girando a la izquierda en las intersecciones y calzadas.
Los TWLTL se han utilizado durante muchos años en calles urbanas y suburbanas con altas densidades
de entrada de vehículos y demandas de giro para mejorar la seguridad y reducir
Apéndice A: Diseño y tratamientos operativos
Página 15-62
Capítulo 15 / Carreteras de dos
carriles
Diciembre de 2010
Manual de capacidad vial 2010
retrasos a través de vehículos. Los TWLTL se pueden utilizar en carreteras de
dos carriles en áreas periféricas rurales y urbanas para obtener los mismos tipos
de beneficios operativos y de seguridad, particularmente en carreteras de dos
carriles Clase III. El Anexo 15-A5 ilustra un TWLTL típico.
Anexo 15-A5
TWLTL
típico
en
autopista de dos carriles
una
No existe una metodología formal para evaluar la efectividad operativa del tráfico de un TWLTL en una
carretera de dos carriles. La investigación ha encontrado que la reducción de demoras proporcionada por un
TWLTL depende tanto de la demanda de giro a la izquierda como del volumen de tráfico opuesto (A2). Sin un
TWLTL u otro tratamiento de giro a la izquierda, los vehículos que disminuyen la velocidad o se detienen para
girar a la izquierda pueden generar demoras para seguir a los vehículos. Un TWLTL minimiza estos retrasos y
hace que el segmento de la carretera opere más como segmentos bidireccionales y direccionales con zonas 100%
prohibidas para rebasar. Los resultados de esta investigación se aplican a sitios que no tienen arcenes
pavimentados disponibles para que los vehículos siguientes pasen por alto los vehículos que giran. Los
hombros pavimentados pueden aliviar tanto el retraso como un TWLTL.
La investigación ha encontrado poca reducción de demoras en los segmentos TWLTL rurales con
volúmenes de tráfico por debajo de 300 vehículos / h en una dirección (A2).En varios sitios de bajo volumen, no
se observó reducción. La mayor reducción de retraso observada fue de 3,4 s por vehículo que gira a la
izquierda. Por lo tanto, en sitios rurales de bajo volumen, se deben considerar los TWLTL para reducir los
accidentes, pero no se debe esperar que mejoren el desempeño operativo de la carretera.
En los sitios marginales urbanos de mayor volumen, se encontró una mayor reducción de demoras con
TWLTL en una carretera de dos carriles. El Cuadro 15-A6 muestra la reducción de demora esperada por
vehículo que gira a la izquierda como una función del volumen opuesto. A medida que aumenta la reducción
de la demora, se puede justificar un TWLTL para mejorar tanto la seguridad como las operaciones.
Anexo 15-A6
Reducción estimada del retraso
con un TWLTL en una carretera
de dos carriles sin arcenes
pavimentados
Fuente: Harwood y St. John (A2).
Capítulo 15 / Carreteras de dos
carriles
Diciembre de 2010
Página 15-63
Apéndice A: Diseño y tratamientos operativos
Manual de capacidad vial 2010
Algunas de estas referencias se pueden
encontrar en la Biblioteca de referencia
técnica en el Volumen 4.
REFERENCIAS
Alabama. Harwood, DW y CJ Hoban.Métodos de bajo costo para mejorar las
operaciones de tráfico en carreteras de dos carriles.Informe FHWA-IP-87/2.
Departamento de Transporte de EE. UU., Washington, DC, enero de 1987.
A2. Harwood, DW y AD St. John.Pasar carriles y otras mejoras operativas en
carreteras de dos carriles.Informe FHWA / RD-85/028. Departamento de
Transporte de EE. UU., Washington, DC, julio de 1984.
A3. Rooney, FDDesvíos - Informe resumido: Informe operativo de tráfico No. 1.
Departamento de Transporte de California, Sacramento, noviembre de 1976.
A4. Rooney, FDDesvíos: Informe Operacional de Tráfico No. 2. Departamento de
Transporte de California, Sacramento, noviembre de 1976.
A5. Bergh, T. Carreteras 2 + 1 con barrera de cable para mejorar la seguridad
vial.Proc., Tercer Simposio Internacional sobre Capacidad Vial, Dirección de
Carreteras de Dinamarca, Copenhague, junio de 1998.
A6. Harmelink, MD Garantías de volumen para carriles de almacenamiento que
giran a la izquierda en
Intersecciones de pendientes no señalizadas. EnRegistro de investigación de carreteras
211, Junta de Investigación de Carreteras, Consejo Nacional de Investigación,
Washington, DC, 1967, págs.118.
A7. Hoban, CJUn modelo para predecir retrasos en los giros y pelotones.Informe
interno AIR 359-16. Junta de Investigación de Carreteras de Australia, 1986.
A8. Sebastian, OL y RS Pusey.Carriles de desvío de giro a la izquierda con arcén
pavimentado: A Informe sobre la experiencia de Delaware. Departamento de
Transporte de Delaware, octubre de 1982.
Apéndice A: Diseño y tratamientos operativos
Página 15-64
Capítulo 15 / Carreteras de dos
carriles
Diciembre de 2010
Manual de capacidad vial 2010
ÍNDICE DE VOLUMEN 2
El índice del Volumen 2 enumera las citas de texto de los términos definidos
en el Glosario (Volumen 1, Capítulo 9). Los volúmenes 1, 2 y 3 se indexan por
separado. En las listas de índices, el primer número de cada par de números con
guión indica el capítulo y el número después del guión indica la página dentro
del capítulo.
A
B
Carril de aceleración, 10-20,10-40,10-49,
10- 54,10-59, 13-1,13-2, 13-3,13-6,
13- 10,13-11, 13-19,13-21, 13-22,13-23,
13- 26,13-28, 13-29,13-31, 13-33, 13-36,
13- 43,13-48, 13-49,13-51 Punto de acceso,
14-2,14-5,14-10,14-11,
14- 12,14-17, 14-20,14-21, 14-27,14-30,
14- 32,14-33, 14-34,14-36,15-3,15-15,
15- 42,15-44,15-48, 15-49,15-51
Accesibilidad, 15-2
Densidad del punto de acceso, 14-2,14-6,1410,
1412,14-13, 14-20, 14-21, 14-27,14-30,
14-32,14-33, 14-36,15-9,15-15 Precisión, 1017,11-18 , 11-21,13-28,
14- 18,14-20,15-39
Gestión activa del tráfico (ATM), factor de
ajuste 10-14, 10-6,10-12,10-26,
11- 13,11-14,11-18, 12-13,12-18,12-26,
13- 10,13-25,14-13,14-14,15-14,15-15,
Algoritmo, 11-11,11-44,12-17,12-19,
12- 21
Control de parada en todas direcciones, 1018,15-3 Herramienta alternativa, 10-33,1042,10-43,
1044,10-45,10-47, 11-9,11-25,11-28,
12- 27, 12-28,12-29, 12-30, 13-31,13-33,
13- 35,14-26
Hora de análisis, 11-8,11-24,12-51,13-29,
1330,14-6, 14-23, 15-16 Periodo
de análisis, 10-7,10-16,10-17,
10- 23,11-8,11-21,11-24, 12-17,12-18,
13- 6, 14-6,14-20,14-23, 15-9,15-10,
15- 34,15-35,15-39,15-44 Tráfico diario
medio anual (AADT),
11- 21,13-30,14-7,15-12 Carril auxiliar,
10-1,10-14, 10-21,10-25,
1042, 10-48,11-26, 12-4,12-5,12-6,
12- 7, 12-37
Calificación promedio, 11-17,11-45,11-46,
14- 17,15-19
Velocidad de desplazamiento media, 15-5,1521,15-33,
15- 35
Barrera, 11-12,12-3,12-13,14-8, 14-34,
155
Condiciones base, 10-31,10-32,11-1,11-3,
114,11-13, 11-18, 11-19,11-24,11-30,
1133, 11-35,11-41,13-3,13-9, 14-1,
142,14-4,14-13,14-18, 14-23,14-28,
14- 29,14-33,14-34,14-35,14-36, 14-37,
15- 4,15-5,15-10,15-16,15-17,15-25, 1526, 15-27,15-36,15-45,15-49, 15-52
Longitud de la base, 10-2,10-23,12-3
Segmento básico de la autopista, 10-1,11-1,122,
13- 3,14-2
Bicicleta, 14-5,14-7,14-8,14-19,14-38,
156,15-8,15-9,15-36,15-55,15-58 Nivel
de servicio de bicicletas (LOS), 14-1,14-5,
14- 7,14-8,14-19,15-8,15-9,15-11,
15- 12, 15-36,15-38,15-44,15-55, 15-57
Cuello de botella, 11-44
Desglose, 10-4,10-8,10-9,10-16,11-1,
11- 6,11-7,11-18,11-19,12-16,12-44,
12- 49, 13-2,13-8,13-20,13-27, 14-5 Parada
de autobús, 14-8
Carril de derivación, 15-62
Volumen 2 / Flujo ininterrumpido Página V2-1
Diciembre de 2010
C
Calibración, 10-44,10-45, 12-15,12-28,
12- 30, 13-15, 13-26, 13-34,14-13,15-2
Capacidad, 10-1,11-1,11-3, 11-4,12-3,
13- 3,14-1,14-4,15-1,15-5
Carreteras de dos carriles Clase III, 15-3,15-16,
1521, 15-27,15-35,15-63 Carril de
escalada, 11-9, 11-26,11-39, 15-1, 15-11, 15-28,
15-33,15-34, 15- 39,15-59 Intercambio de hojas
de trébol, 11-20, 11-29,
123,12-19
Grado compuesto, 10-49,11-15,11-16,
1117, 11-22, 11-36, 11-45,11-46, 11-47,
14- 15,14-17
Motor computacional, 10-17,10-40
Índice del volumen 2
Manual de capacidad vial 2010
Índice del volumen 2
Congestión, 10-14,10-16,10-21,10-24,
1025,10-33, 10-43,10-50,10-54,10-58,
10- 59,11-6,11-25,12-9, 12-28,13-3,
13- 7,13-33,13-42,15-8, 15-10,15-59
Precios de congestión, 10-14
Condición de control, 10-4,10-6,10-10
Pasillo, 10-47,12-41
Velocidad de rastreo, 11-14, 11-15,11-37,11-46,
11- 47,14-15,15-19, 15-21,15-24 Segmento
crítico, 10-6,10-8,10-10
Diverge, 10-1,10-2,11-1,12-2, 12-3,12-5,
131,13-2,133 Segmento
divergente
ver Fusionar y divergir segmento Aguas
abajo, 10-2,10-3,11-1,11-2,12-3, 13-2,13-3,134,15-6 Factor de población de conductores, 1019,11 -10,
11- 30,11-32,11-40, 11-42,13-5, 13-37, 1344,13-53,14-10,14-24,14-25,14-28
D
mi
Volumen de servicio diario, 10-12,11-25,
1143, 12-51,14-25, 15-40 Carril de
desaceleración, 10-20,10-40,12-3,
131,13-3, 13-5,13-6,13-10,13-11,
1314, 13-20,13-21,13-23, 13-24,13-28,
1329, 13-31,13-33, 13-38, 13-39,13-43
Valor predeterminado, 10-28, 10-40,10-49,1110,
1121, 11-22,11-23, 11-24, 11-39,11-40,
1143, 12-3, 12-25, 12-26,12-32,13-28,
13- 30, 13-34,13-36, 13-39, 13-43,14-10,
14- 20, 14-21,14-22, 14-35,15-9, 15-10,
15- 13, 15-36,15-39, 15-40
Retraso, 10-39,10-43, 11-26, 12-29,13-33,
151,15-2,15-7,15-62,15-63
ver también Retraso de tráfico
Demanda
ver Caudal de demanda Caudal de
demanda, 10-4,10-5,10-6,11-1,
11- 4,11-7,12-1,13-4,14-4,14-6,15-5, 1510
Hambre de demanda, 10-34,12-9 Relación
demanda / capacidad, 10-17,10-32,
10- 43, 10-51,10-55, 10-57, 10-59, 10-60,
11- 6
Densidad, 10-3,10-4,11-4,11-5,12-3,13-4, 135,14-4,14-5,15-2,15-3 Hora de diseño, 12- 26
Velocidad de diseño, 14-11,15-9,15-15 Factor
D, 10-11,10-12,11-8, 11-24,11-41,
12- 54,13-30, 14-6, 14-23, 14-24,15-41
Intercambio de diamantes, 11-20,12-19
Volumen horario de diseño direccional, 12-26
Distribución direccional, 15-27,15-28,
15-48,15-54
Caudal direccional, 15-33,15-47,15-49
Segmento direccional, 15-5,15-11,15-12, 1529,15-34, 15-35,15-63 División direccional, 1510,15-26,15-44, 15-47,15-48,15-50, 15-51
Rampa de entrada, 10-25,10-27,10-41,12-9,
12- 28
Condiciones ambientales, 10-29 Rampa de
salida, 12-29,13-35 Extensión de la congestión,
10-43,11-25,12-28,
1333
Página V2-2
F
Instalación, 10-4,10-5,10-6
Tasa de flujo, 10-3,10-4,10-5,11-1,11-3,
12- 1,13-2,13-4,14-3,14-4,15-1 Densidad de
seguidores, 15-43
Velocidad de flujo libre, 10-2,10-3,10-4,10-6,
107, 10-28,10-31,10-40, 10-45, 10-46,
10- 47,11-3,11-4,12-1,12-11,13-1,
13- 21,14-2,15-7,15-8, 15-9, 15-14, 15-15,
15-21,15-39
Carril auxiliar de la autopista, 12-4,12-5,12-6,
12- 7
Segmento de divergencia de autopista,
instalación de autopista 10-4, unión de
autopista 10-1,10-3, 10-20, 11-22,13-1,
13- 2,13-3,13-4
Sección de autopista, 10-20,10-24,10-49,13-7
Segmento de tejido de autopista, 12-2, 12-9,
12- 23,12-25, 12-27, 12-28,12-30
ver tambiénCostura; Segmento de tejido
múltiple; Tejido de dos caras
G
Terreno general, 10-49,11-8,11-14,11-15,
11- 22,14-6,14-14,14-15,15-11,15-19,
1523,15-24
Tabla de volumen de servicio generalizado,
10-11,
1012,10-13, 10-14 ver también
Volumen de servicio diario Área de Gore, 1039,12-3,12-6,12-13,12-47,
13- 23
Factor de crecimiento, 10-41
Volumen 2 / Flujo
ininterrumpido
Diciembre de 2010
Manual de capacidad vial 2010
H
Headway, 10-45,11-25,11-28,13-32, 13-35
Vehículo pesado, 10-6,10-7,11-2,12-25, 13-4,136, 14-2,14-10,15-9,15-10, Vehículo de alta
ocupación (HOV) , 10-14, 13-7
I
Incidente, 10-14,10-30,10-31, 10-32, 11-6,
11- 28,15-6
Área de influencia, 10-2,10-20,10-21, 10-22,
1023, 10-48, 10-49,11-1,12-16,13-2,
13-3,13-4, 13-7,13-8,13-9,13-10,
13-11,13-12
Intercambio, 11-20, 11-29,12-3,12-11,
12- 19,12-20,12-24, 12-41, 12-50, 13-10,
13- 19
Densidad de intercambio, 12-11,12-19,12-20,
12- 41
Terminal de rampa de intercambio, 13-19
Retardo de intersección, 15-61
K
Factor K, 10-11,11-24, 11-41, 12-54, 13-30,
14- 6
L
Carril 1,13-3,13-23,13-50
Equilibrio de carril, 12-6,12-7,12-8
Distribución de carriles, 10-46,13-10,13-11,
13- 12,13-24,13-40,13-41,13-45,13-50
Utilización de carriles, 11-26,13-33
Ancho de carril, 10-6, 10-12,10-20,10-28,
10- 40, 10-45,11-2, 11-4,11-11,12-13,
12- 27,13-5,14-2, 14-10,15-12
Holgura lateral, 10-6,10-11,10-12,
11- 8,11-10, 13-4,13-5,14-2,14-6,
Nivel de servicio (LOS), 10-1,10-8,10-9,
11- 1,11-5,11-6,11-7,12-9,12-10,
12- 13,13-2,13-4,13-7,13-8,13-9,14-1,
14- 3, 14-4,14-5,14-7,14-8,14-9,15-2,
15- 5,15-7,15-8,15-9
Puntaje de nivel de servicio (puntaje LOS), 1538 Terreno nivelado, 10-24, 11-17,11-32,11-34,
1232,13-37,13-44, 13-49, 13-53,14-17,
14- 27, 14-28, 14-29, 14-30,14-31,14-32,
15- 16, 15-17, 15-19, 15-23, 15-24,15-41,
15- 42,15-44,15-51, 15-53, 15-60
Volumen 2 / Flujo ininterrumpido Página V2-3
Diciembre de 2010
Rampa de bucle, 12-3 LOS
ver Nivel de servicio (LOS)
M
Modelo macroscópico, 12-29
Línea principal, 10-8, 10-19,10-24,10-27, 10-35,
10- 36,10-37,10-38,10-49,10-54,10-59,
11- 8,12-5,13-1,13-3,13-4,13-5,13-26,
13- 27,13-35 Salida
de línea principal, 10-37
Área de divergencia mayor, 13-26,13-27
Área de fusión principal, 13-26
Segmento de tejido principal, 12-5,12-7,12-8,
12- 31
Carriles administrados, 10-43
Longitud máxima de tejido, 10-51,10-61,
12- 28,12-29,12-41
Mediana, 14-1,14-2,14-6,14-8,14-10,
14- 11, 14-12, 14-21,14-30,14-32, 14-33,
14- 34, 15-62
Fusionar, 10-1,10-2,10-3,10-4,11-1,11-6,
11- 9, 12-1,12-2,12-3,12-5,12-7,13-1,
13- 2,13-3,13-4
Fusionar segmento
ver Fusionar y divergir segmento Fusionar
y divergir segmento, 10-1,10-7,
1021, 10-45, 10-49,12-1 Modelo
microscópico, 11-26, 12-29,13-33 Movilidad,
15-2, 15-7
Terreno montañoso, 11-15,14-15,15-11
Carretera de varios carriles, 14-1 Segmento de
tejido múltiple, 12-23
N
Flujo no tejido, 10-46, 12-20, 12-25,
12-
32
Movimiento sin tejer, 12-2,12-28, 12-29
Zona de no rebasar, 15-4,15-5,15-9
o
Rampa de salida, 10-1,10-3,10-4,11-1,11-4, 124,12-5,12-6,13-1,13-2,13-3,13- 4 segmento de
tejido de una cara, 12-4,12-6, 12-8,12-10,1214,12-15 rampa de entrada, 10-1,10-3,11-1,11-4,
12-4, 12-5,12-6,13-1,13-2,13-4,13-5 Caudal
opuesto, 15-7,15-21, 15-22,
15- 46,15-50
Índice del volumen 2
Manual de capacidad vial 2010
Flujo sobresaturado, 10-17,10-43,11-2,
13-
7
P
Equivalente de automóvil de pasajeros, 1027,11-14,
14- 14
Carril de adelantamiento, 14-8,15-9, 15-11,1528,
15- 29,15-30,15-31, 15-32,15-33,15-34,
15- 37, 15-39, 15-42,15-44,15-53,15-54, 1555,15-56,15-59,15-60, 15-61
Paso de distancia de visión, 15-5 Peatón, 14-8
Porcentaje de tiempo dedicado a seguir, 15-5,
15-25, 15-31,15-35 Medida de desempeño, 1032,10-34,
1036, 10-39, 10-41,10-42,10-43,10-44,
10- 51,10-54,10-56,10-57, 10-60,11-7,
11- 25,11-27,12-29,13-20,13-33,15-35, 1539,15-43
Pelotón, 11-15,12-24,13-1,13-27, 14-15, 15-8
Condición predominante, 10-10,10-12,11-2,
1113, 12-9,12-13,14-13, 14-14,14-21, 1510,15-19,15-27,15-28, 15-48
Q
Calidad de servicio, 15-1,15-12,15-38, 15-42
Cola, 10-8,10-16,10-24, 10-36,10-37,
10- 38, 10-39, 10-43, 10-45,10-56,11-2,
11- 7,11-26,12-29,12-30, 13-19,13-33 Flujo
de descarga de cola, 11-2
Longitud de la cola, 10-39, 10-43, 11-26,12-29,
1333
R
Rampa
verVía de salida; Rampa de entrada;
Medidor de rampa; Calzada de rampa; Cruce
de rampa-calle Medidor de rampa, 10-14,119,13-27,13-32,
1335, 13-55
Calzada con rampa, 10-25, 10-38,10-39,
1041,13-1,13-2,13-4,13-5,13-17,
1318, 13-19,13-36,13-50, 13-52,13-54
Cruce de rampa-calle, 10-33,13-1,13-4, 13-19
Vehículo recreativo, 10-11, 11-2,12-31, 13-5,142,15-17,15-24 Obstrucción en el borde de la
carretera, 14-11 Característica de la carretera,
14-19,15-36
Índice del volumen 2
Página V2-4
Terreno ondulado, 10-11,11-30,11-40,
11- 42,12-41,13-39,14-24,14-33,14-37, 1516, 15-17,15-19, 15-28,15-29,15-34, 15-41,
15-44,15-45,15-46
Rotonda, 14-21
Cuello de goma, 10-26,10-30, 10-31, 11-2
s
Escenario, 10-4,10-51, 10-62,11-21,11-35,
12- 14,12-42, 12-47,12-48,13-30,14-20
Segmento, 10-1,10-2,10-3,11-1,11-2,
113,12-1,12-2,12-3,13-1,13-2,13-4,
141,14-3,15-1,15-5,15-7 Inicialización
de segmento, 10-36 Análisis de sensibilidad,
10-41 Caudal de servicio, 10-4,10-10, 10-12,
1118, 11-21,11-23,11-24,11-32,11-35,
11- 40, 11-41,11-42,12-26,12-27,12-50,
12- 51, 12-52,12-53,13-30,13-31,13-51,
13- 52,13-53, 13-54, 13-55,14-9, 14-18,
14- 20,14-22, 14-23, 14-35,15-11,15-29,
15- 40,15-41
Medida de servicio, 10-22,10-39, 10-51,
1052, 10-53, 10-54,10-56,10-58,10-61,
10- 62, 11-7,13-33,13-43, 15-12, 15-27,
15- 33
Volumen de servicio, 10-4,10-10,10-11,10-12,
11- 18, 11-20,11-21,11-24,11-25,11-29,
11- 35, 11-41,11-42,11-43,12-26,12-27,
12- 50, 12-51,12-52,12-53,12-54,13-30,
13- 31, 13-36,13-51, 13-52,13-53,13-54,
13- 55, 14-9,14-18,14-20,14-23, 14-24,
14- 25,15-29, 15-40, 15-41
Tabla de volumen de servicio
verTabla de volumen de servicio
generalizado Onda de choque, 10-37,10-39,1056 Longitud corta, 10-23,10-49, 10-51, 10-61,
123,12-11,12-15,12-19 hombro, 1042,10-45,10-46,11-4,11-9,
12- 13,15-9,15-12,15-15, 15-32, 15-37,
15- 38,15-39, 15-44,15-49,15-56,15-57, 1559, 15-60, 15-62
Carril de derivación del hombro, 15-62
Distancia tímida, 15-37 Segmento de tejido
simple, 12-9,12-24 Espacio, 10-1,10-5,10-9,1016,10-17,
1019,10-20, 10-21,10-24,10-25,10-32,
1033, 10-34,10-39,10-41,10-42,10-44,
10- 50, 10-52, 10-53, 10-54, 10-55,11-6,
11- 7,11-26,12-3,12-21,12-22,13-19,
13- 20, 13-33, 15-37
Volumen 2 / Flujo
ininterrumpido
Diciembre de 2010
Manual de capacidad vial 2010
Velocidad media espacial, 10-34,10-42,10-52,
10- 53,11-7, 11-26, 12-21, 12-22, 13-33
Espaciado, 10-2,10-11,14-1
Grado específico, 10-24,10-40,11-8,11-21,
11- 36,13-5, 13-29,14-6,14-20,14-30, 1511,15-16,15-28,15-34
Velocidad, 10-2,10-3,10-4,11-1,11-3,11-4,
12- 1,12-9, 13-1,13-4,13-7,14-1, 14-2,
14- 3,14-4, 15-1,15-2,15-3,15-5
ver tambiénVelocidad de viaje media;
Velocidad de rastreo; Velocidad de diseño;
Velocidad de flujo libre; Velocidad media
espacial; Armonización de velocidad;
Velocidad media del tiempo; Velocidad de
viaje
Armonización de velocidad, modelo
estocástico 10-14, 11-25
T
Área cónica, 10-27
Terreno, 10-11, 10-24,11-8,11-10,12-32,
12- 41,13-6, 13-29,13-36,14-6,14-10,
14- 14,15-3,15-5,15-9
Intervalo de tiempo, 10-17,10-20,10-24,10-25,
1032,10-33, 10-34,10-35,10-36,10-37, 1038,10-39, 10-40,10-41, 10-43,10-44, 10-50, 1051, 10-52,10-53,10-56,10-57, 10-58,10-59,1061,11-26,12-28,13-32,
15- 7
Factor de escala del intervalo de tiempo, 10-24
Velocidad media del tiempo, 10-42,11-26
Dominio espacio-temporal, 10-17,10-19,10-20,
10-21,10-24,10-25,10- 32,10-33, 10-34, 10-39, 1041,10-42,10-50,10-54, 10-55 Espacio libre lateral
total (TLC), 14-2 Densidad total de rampa, 103 , 10-4,10-6,
10- 7, 10-12,11-10,11-11,11-12, 11-19,
11- 20,11-29, 11-32, 12-19, 13-5
Herramienta de análisis de tráfico, 10-42,1125,12-27,
13- 31
Condición del tráfico, 10-25,11-1, 11-22,
12- 26,14-9, 14-21
Dispositivo de control de tráfico, i, 10-1,121,15-1,
1542
Velocidad de desplazamiento, 15-5,15-7, 1521,15-33, 15-35, 15-38
Tiempo de viaje, 10-43,10-44,15-7, 15-34, 15-35
Camión, 10-14, 11-9,11-14, 11-15, 11-26,
1136,11-37,11-39,11-45, 11-46, 11-47,
14- 14,14-15,15-1,15-8,15-11,15-19,
15- 34
Carril de giro, 14-1, 15-59, 15-61,15-62
Volumen 2 / Flujo ininterrumpido Página V2-5
Diciembre de 2010
Participación, 15-59,15-60 Carretera de dos
carriles, 15-1 Segmento de tejido de dos caras,
12-4,12-5,
126,12-8,12-10,12-12,12-14,12-15,
12- 16, 12-31,12-41,12-42,12-43,12-44
t-u
Flujo insaturado, 10-21,10-33,11-32 Flujo
ininterrumpido, 14-1, 14-4,15-1,
15-5
Aguas arriba, 10-2,10-3, 10-5, 11-1,11-2,
11- 4,11-5,11-6,12-3,12-9,13-1, 13-2,
13- 3,15-1,15-10
Urbano, 10-2,10-11,11-13,11-19,12-9,
131,14-1,14-8,15-1,15-11,15-62
V
Variabilidad, 11-15, 11-25, 11-26,11-27,
1333,
13-34 Volumen
ver Volumen de demanda
w
Velocidad de onda, 10-37,10-56 Tejido, 101,10-2,10-3, 11-1,11-2,
12- 1, 12-2,12-3,12-4,13-7
Configuración de tejido, 10-22, 10-23,
125, 12-6,12-19,12-27 Flujo de tejido,
10-55, 12-5,12-8,12-12,
1216, 12-17, 12-34, 12-41,12-42, 12-47,
1249, 12-52
Longitud de tejido, 10-51,10-61,12-20,12-21,
12-22, 12-28, 12-29, 12-41 Movimiento de
tejido, 11-1,12-2,12-4,12- 5,12-6,12-7, 12-8,129,12-12,
12-14, 12-23, 12-24,12-28, 12-33
Índice del volumen 2