Método Colombiano Para Determinar La Capacidad y Niveles de Servicio en Carreteras de Dos Carriles

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MÉTODO COLOMBIANO PARA DETERMINAR LA CAPACIDAD Y

NIVELES DE SERVICIO EN CARRETERAS DE

NIVELES DE SERVICIO EN CARRETERAS DE DOS CARRILES

DOS CARRILES

(INVIAS, 1996).

RAUDE NIEVES ACENDRA

COD. 1118856581

LEONARDO CORENA

DOCENTE

UNIVERSIDAD DE LA GUAJIRA

PROGRAMA DE INGENIERÍA

INGENIERIA CIVIL

RIOHACHA

_–_–

LA GUAJIRA

2015

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EJERCICIO

RUTA: 90 San Bernardo del Viento

_–

Paraguachón.

TRAMO: San Onofre

_–

El Amparo (Cartagena).

SECTOR: Cruz del Viso (km 62)

_–

Arjona (km 81).

ABSCISA: Km76+100.

• Características de la vía:

Ancho de carril = 3,65 m

Anchura de berma = 1,80 m.

Tipo de terreno y pendiente promedio = Plano, 0%.

Radio de la curva más cerrada = 40 m.

Deflexión de la curva = 60º.

Estado de la superficie de rodadura = 4,0 mm/m.

• Características del tránsito:

Distribución por sentidos = 50/50.

Porcentaje de zonas de no rebase = 20%.

Composición vehicular: 60% de autos y 40% de camiones.

Volumen horario total en ambos sentidos = 247 vehículo/h.

¿Cuál es la capacidad?

¿Qué nivel de servicio brinda el sector de la vía?

Los procedimientos para calcular la capacidad y el nivel de servicio de

este tramo de vía se resume en la Hoja de Trabajo Nº 1 y Nº2 de las

Figuras 7-15 y 7-16, respectivamente.

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CARRETERAS DE DOS CARRILES

DETERMINACIÓN DE CAPACIDAD Y NIVELES DE SERVICIO

TRAMO: 9005___________ SECTOR: 03____ NOMBRE: Raude Nieves Acendra___________ CALCULO: Raude Nieves.____ REVISO: Eduardo Corena. FECHA: 5 de dic. Del 2015_____

SECTOR: TÍPICO: ___

1. DATOS GEOMÉTRICOS Y DE TRANSITO CRÍTICO:_ X _

_ 1.8 __ m TIPO DE TERRENO (P,O,M,E): P__

PENDIENTE (%): ___0__

_7.0__ m LONGITUD (km): ___2__

RADIO DE LA CURVA MAS CERRADA (m): __40 _ DEFLEXION DE LA CURVA (grados): __60__ _1.8__ m

ESTADO SUPERFICIE RODADURA: IRI __4.0_(mm/m) o ÁREA AFECTADA _____(%) o N.F. _____(2 a 5) VOLUMEN TOTAL EN AMBOS SENTIDOS (Q): ______247_______ veh/h

DISTRIBUCIÓN POR SENTIDOS (Ascenso/Descenso): ____50___ / ____50__ %

COMPOSICIÓN DEL TRANSITO: A: ___60__% B: ___10___% C: ____30___% B+C: ____40 % ZONAS DE NO REBASE: _____20_____%

2. CALCULO DE LA CAPACIDAD (C60 y C5)

Fpe x

(TABLA 1) (TABLA 2)Fd x (TABLA 3)Fcb x (TABLA 4)Fp x (veh/h)Ci = _(veh/h)C60

1.00 1.00 0.99 0.84 3.200 2661 C60 x (veh/h) FPH = (TABLA 5) _(veh/h)C5 2661 0.963 2563 Q ÷ C60 = Q/C60 Q ÷ C5 = Q/C5 247 2661 0.09 247 2563 0.10

3. CALCULO DEL NIVEL DE SERVICIO

Vi x

(TABLA 6)

f u =

(TABLA 7) _(km/h)V1 (TABLA 8)f sr x (TABLA 9)f cb x _(km/h)V1 = _(km/h)V2 

90 0.99 89.1 0.756 0.97 89.1 65.3 f p1 x (TABLA 10) (TABLA 11)f p2 = f p x V₂ = DE  V3  (km/h) Vc(km/h) (TABLA 12) 0.945 0.975 0.921 65.3 60.14 46 Si fp > 1.00 hacer fp = 1.00 COMPARAR SiV3 = Vc , V = V3 (DE 2)

SiV3 > Vc , CALCULARV CON LA HOJA DE TRABAJO No.2 (3)

V (DE 2 ó 3) NIVEL DE SERVICIO (TABLA 13) 54.88 D HOJA DE TRABAJO N° 1 FIGURA 7 -15 BERMA BERMA CALZADA

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CARRETERAS DE DOS CARRILES

ESTIMACIÓN DE CAPACIDAD Y NIVELES DE SERVICIO VELOCIDAD MEDIA CUANDO LA CURVATURA LA LIMITA

DESCRIPCIÓN VARIABLE PROCEDENCIA SÍMBOLO VALOR UNIDAD

Longitud del sector Hoja de Trabajo Nº 1 L = 2 km

Deflexión de la curva Hoja de Trabajo Nº 1 (Df* ¶ / 180) Df = 1.047 rad

Velocidad en tangente Hoja de Trabajo Nº 1 V3 = 60.14 km/h

Radio de la curva Hoja de Trabajo Nº 1 R = 40 m

Longitud curva R * Df (radianes) Lc  42 m

Longitud acelerando y

decelerando 130 + Lc Lda = 172 m

Recorrido con velocidad V3 1000 * L - Lda L3 = 1828 m

si L3 < 0 Velocidad media = Vc V = - km/h

si L3 > 0 proseguir los cálculos

Tiempo de velocidad V3 3.6 * L3 / V3 T3 = 109.4 s Tiempo decelerando y acelerando td1 = [- 0.278 V3 + (0.077 * V²3 - 49.40)½] * 2 - 0.19 td2= - 0.267 V3 + (0.071 * V²3 - 0.60 Lc)½ - 0.30 tda= - 0.256 V3 + (0.065 * V²3 + 0.20 * Lc)½ 0.10 Tda = td1+ td2+ tda Tda = 21.6 s

Tiempo total de recorrido T3+ Tda T = 131.2 s

Velocidad media 3600 * L / T V = 54.88 km/h

HOJA DE TRABAJO Nº 2 FIGURA 7,16

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SOLUCIÓN

CALCULO DE LA CAPACIDAD

Capacidad en condiciones ideales (C i )

en ambos sentidos = 3200 veh/hora a) F pe = 1.00 (tabla 1, pendiente 0%, tránsito cuesta arriba 50 %)

b) F d = 1.00 (tabla 2, zonas de no rebase 20%, distribución por sentidos 50 %)

c) F cb = 0.99 (tabla 3, ancho berma 1.80 m y ancho de carril 3.50 m)

d) F p = 0.84 (tabla 4, pendiente 0%, longitud del sector 2 km, porcentaje vehículos pesados

40%)

CAPACIDAD DEL SECTOR EN VEHÍCULOS MIXTOS POR HORA EN AMBOS SENTIDOS, SIN TENER EN CUENTA VARIACIONES ALEATORIAS

e) C 60 = C i * F pe * F d * F cb * F p

C 60 = 3200 * 1.00 * 1.00 * 0.99 * 0.84 = 2661 veh/h

CAPACIDAD DEL SECTOR EN VEHÍCULOS MIXTOS POR HORA EN AMBOS SENTIDOS, TENIENDO EN CUENTA LAS VARIACIONES DEL VOLUMEN DURANTE EL PERIODO DE CINCO MINUTOS DE LA HORA PICO

f) C 5 = C 60 * FPH

FPH = 0.963 (tabla 5, volumen horarioC 60 = 2661 veh/h) C 5 = 2661 * 0.963 = 2563 veh/h

g) Q / C 60 = 247 / 2661 = 0.09

h) Q / C 5 = 247 / 2563 = 0.10

Ver figura 5 (formato de Hoja de Trabajo No. 1).

CALCULO DEL NIVEL DE SERVICIO

a) V i = 90 km/h (tabla 6, pendiente 0%, longitud del sector 2 km)

b) f u= 0.99 (tabla 7, Q / C 60 = 0.09)

Volumen total en ambos sentidos (Q) = 247 veh/h

Capacidad C 60 = 2661 veh/h, entonces: Q / C 60 = 247 / 2661 = 0.09

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c) V 1 = V i * f u

V 1 = 90 * 0.99 = 89.1 km/h

d) f sr = 0.756 (tabla 8, IRI = 4.0 mm/m, velocidad V 1: 89.1 km/h)

e) f cb = 0.97 (tabla 9, ancho berma 1.80 m y ancho de carril 3.50 m)

f) V 2 = V 1 * f sr * f cb

V 2 = 89.1 * 0.756 * 0.97 = 65.3 km/h

g) f p1 = 0.945 (tabla 10, velocidad V 2 : 65.3 km/h, longitud del sector 2 km y

pendiente 0%)

h) f p2 = 0.975 (tabla 11, 40% de vehículos pesados, volumen en ambos

sentidos : 247 veh/h)

i) f p = f p1 * f p2 ; si f p > 1 entonces f p = 1 f p = 0.945 * 0.975 = 0.921

j) V 3 = V 2 * f p

V 3 = 65.3 * 0.921 = 60.14 km/h

k) V c = 46 km/h (tabla 12, radio de la curva más cerrada del sector 40 m)

l) Se comparaV 3 con Vc

SiV 3 > V c , calcularV siguien

do el procedimiento indicado en la Hoja de Trabajo No. 2. (Figura 7, 16). 60.14 > 46, entonces se calcula V con la Hoja de Trabajo N°. 2.

 PROCEDIMIENTO INDICADO EN LA HOJA DE TRABAJO No. 2

m) Cálculo de la longitud Lc , longitud de la curva: Lc = R * Df (m)

Lc = 40 * (60 * ¶ / 180) Lc = 40 * 1.047 = 42 m

n) Cálculo de la longitud Lda, requerida para decelerar y acelerar en la entrada y salida a una

curva:

Lda = (130 + Lc ) (m) Lda = (130 + 42) = 172 m

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o) Longitud L3, del sector que se recorre con velocidad (V 3) no limitada por la curvatura: L3 = 1000 * L - Lda (m)

L3 = 1000 * 2 - 172 = 1828 m

Si L3 0 Velocidad media =Vc y por lo tanto se continúa con el paso t). En caso

contrario si L3 > 0 Proseguir cálculos, paso p).

1828 m > 0

p) Cálculo del tiempo de recorrido (T 3) con velocidad en tangente (V 3) T 3 = 3.6 * L3 / V 3 (s)

T 3 = 3.6 * 1828 / 60.14 = 109.4 s

q) Cálculo de los tiempos de recorrido en curva, en aceleraciones y deceleraciones

t _d1 ₌ [- 0.278 V ₃ + ( 0.077 * V ₃² - 49.4 )½ ] * 2 -0.19 t _d2₌ - 0.267 V ₃ + [ 0.071 * V ₃² - 0.60 * LC ] ½ - 0.30 t _a ₌ - 0.256 V ₃ + [ 0.065 * V ₃² + 0.20 * LC ] ½ 0.10 t _d1₌ [- 0.278 * 60.14 + ( 0.077 * 60.14² - 49.4 )½ ] * 2 _{= 16.7 s} - 0.19 t d2 ₌ - 0.267 * 60.14 + [ 0.071 * 60.14² - 0.60 * 42 ]½ _{= 2.8 s} - 0.30 t _a ₌ - 0.256 * 60.14 + [ 0.065 * 60.14² + 0.20 * 42 ]½ _{= 2.1 s} 0.10 T da = t d1 + t d2 + t a (s) T da= 16.7 + 2.8 + 2.1 = 21.6 s

r) El tiempo total (T ) invertido para recorrer el sector es la suma de los tiempos anteriores: T = T 3 + T da (s)

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T = 109.4 + 21.6 = 131.2 s

VELOCIDAD MEDIA DEL TRANSITO MIXTO A FLUJO RESTRINGIDO s) La velocidad media de recorrido (V ) será entonces:

V = 3600 * L / T (km/h)

V = 3600 * 2 / 131.2 = 54.88 km/h

NIVEL DE SERVICIO

t) Entrando a la tabla 13, conociendo tipo de terreno (plano) y velocidad media V = 54.88

km/h, se obtiene un nivel de servicio D.

El sector Cruz del Viso - Arjona ofrece un nivel de servicio D.

Ver figura 7, 15 (formato Hoja de Trabajo Nº. 1) y figura 7, 16 (formato Hoja de Trabajo Nº. 2)