Intersecciones viales 3
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25/06/2014
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EldesarrolloeconmicodelPerpresentadificultadescuandohablamosdelimpulsodelparqueautomotor,debidoaqueesteyasuperalaconstruccindeinfraestructuravialEstudioArellano(2013): 32%piensaqueprincipalproblemadeltransporteeselexceso
devehculos. 20%piensaqueeltransportenomejoradebidoaqueexisten
interesesdegruposeconmicosyempresariales. 19%piensaquelainfraestructuravialnoesacordeconla
realidaddeltransporte. 17%depersonassealanqueexisteuninadecuado
planeamientovial. 16%consideraquehayunadeficienteeducacinvial.
mientrasustedesperasentadoaquesubusavanceenlosinterminablescongestionamientosproducidosenlascallesarequipeas,laeconomasedetieneysegeneraprdidasirreparablesCmaradeComercioeIndustriadeArequipa:seestimanprdidasmensualesdeS/.39millones.Costodeoportunidad?Lasconsecuenciasdelcaosvehicularnosololearrebataalosarequipeoslaoportunidaddegenerarmsdinero,tambinlossumeenunarealidadinsoportable.
72,303 72,587 72,456 73,408 75,37979,324 83,865
91,678103,969
115,876
0
20,000
40,000
60,000
80,000
100,000
120,000
140,000
2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
Unida
des
Ao
ParqueAutomotor
Nmerodeunidades(2012)115,876unidadesparatransportedepasajeros.18,657unidadesparatransportedecarga.Tasasdecrecimientoanual(20032012)5.38%unidadesparatransportedepasajeros.13.73%unidadesparatransportedecarga.
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Quhacer? Elementosdeldiseogeomtricode
interseccionesviales
MBA,Ing.JuanCarlosBarredaRosado
Interseccionesviales
Definicin:reacompartidapordosomsvas,cuyafuncinprincipalesposibilitarelcambiodedireccinenlatrayectoriadelosvehculos,demaneraquelosmovimientossellevenacaboconcomodidad yseguridad.
Interseccionesviales
Trayectoriasdelosvehculos: Movimientodepaso,conuna
trayectoriamsomenosrectayquecruzaaotras.
Ungiroaladerecha,normalmentesinproblemas.
Ungiroalaizquierda,cuyatrayectoriacruzaaladepasocorrespondientealsentidoopuesto.
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Interseccionesviales
Puntosdeconflicto: Convergencia:dostrayectorias
seunenenunacomn. Divergencia:dostrayectoriasse
separandeunacomn. Cruce:dostrayectorias
ocupanelmismolugareninstantesdiferentes.
Dependende: Nmerodeaccesos. Movimientosdegiropermitidos. Tipodecontroldetrnsito.
Interseccionesviales
Solucionestpicasapuntosdeconflicto:Conflictosdeconvergenciaydivergencia: ngulosreducidosentretrayectorias
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Interseccionesanivel Sincanalizar
InterseccinencruzoX
Interseccionesanivel Sincanalizar
Criteriosdediseo Elngulodeentrada()debeestarcomprendidoentre60
90. ElradiomnimodelascurvasR1,R2,R3yR4debe
corresponderalRmn degirodelvehculodediseo. Lapendientelongitudinaldelascalzadasqueconfluyandebe
ser,enloposible30m.
Lainterseccindebesatisfacerladistanciadevisibilidaddecruce(Dc).
InterseccionesanivelCanalizadas
InterseccinenToY
InterseccionesanivelCanalizadas
InterseccinenToYconseparadorycarrildegiroizquierda
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InterseccionesanivelCanalizadas
InterseccinencruzoX
InterseccionesanivelCanalizadas
InterseccinencruzoXconseparadorycarrildegiroizquierda
InterseccionesanivelCanalizadas
Criteriosdediseo Elngulodeentrada()debeestarcomprendidoentre60
90. ElradiomnimodelascurvasR1,R2,R3yR4debe
corresponderalRmn degirodelvehculodediseo. Lapendientelongitudinaldelascalzadasqueconfluyandebe
ser,enloposible30m.
Lainterseccindebesatisfacerladistanciadevisibilidaddecruce(Dc).
InterseccionesanivelCanalizadas
Criteriosdediseo Carrilesdecambiodevelocidad.Carrilesdeaceleraciny
deceleracin. Islascanalizadoras(splitter islands). Ramalesdeentradaosalida. Carrilesdegiroizquierda. Separadorcentral,medianasybandejones. Barrerasviales(NewJersey).
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Interseccionesadesnivel
Interseccintipotrompetaencarreterasnodivididas
Interseccionesadesnivel
Interseccintipotrompetaencarreterasdivididas
Interseccionesadesnivel
Interseccintipotrbolencarreterasnodivididas
Interseccionesadesnivel
Interseccintipotrbolencarreterasdivididas
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Interseccionesadesnivel
ResultadosdelEstudiodeTrfico Diagramadeflujosvehicularesincluyendosuintensidad,composicinvehicularyautomvilesdirectosequivalentes.
FactorHorariodeMximaDemanda(FHMD). Proyeccionesalaometa. Anlisisdecapacidadvial. Predimensionamiento decadaalternativapropuesta.
Interseccionesadesnivel
Criteriosdediseo Carrilesdecambiodevelocidad Segmentocentraldelramaldeenlace Seccindeentrecruzamiento
Carrilesdeaceleracin
SisetratadeunainterseccincanalizadaanivelsedenominaRamaldeentradaalacalzadaprincipal,ysisetratadeunainterseccinadesnivelsedenominaRamaldeenlace.Elanchodeuncarrildeaceleracindebecorresponderaldelcarriladyacente,peronomenorde3.30m.
CarrilesdeaceleracinLongitudmnimadecarrilesdeaceleracin
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Carrilesdedeceleracin
Elanchodeuncarrildedeceleracindebecorresponderaldelcarriladyacente,peronomenorde3.30m.
CarrilesdedeceleracinLongitudmnimadecarrilesdedeceleracin
Islascanalizadoras(Splitter islands)
Islacanalizadorasinberma
Islascanalizadoras(Splitter islands)
Islacanalizadoraconberma
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Islascanalizadoras(Splitter islands)
IslasdireccionalesDebenserlosuficientementegrandesparallamarlaatencindelosconductores.Debentenerunasuperficiemnimade4.5m2,preferiblemente7.0m2.Lostringulosdebentenerunladomnimode2.40mypreferiblementede3.60m.
Islascanalizadoras(Splitter islands)
IslasseparadorasDebentenerunalongitudmnimade30mypreferiblementede100moms,sobretodocuandosirvenasuvezparalaintroduccindeuncarrildegiro.Sinopudierantenerlalongitudrecomendadadebenirprecedidasdeunpavimentorugosonotorio,resaltossobrelacalzadao,almenos,demarcasbienconservadassobreelpavimento.
Ramalesdesalidaoentrada
Peralte entre2%y4%deacuerdoconelbombeodelascalzadasenlazadas.
Carrilesdegiroizquierda
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Separadorcentral,medianasybandejones
Transicindebombeosyperaltes
Transicindebombeosyperaltes
Separadorcentral,medianasybandejones
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Separadorcentral,medianasybandejones
Barrerasviales(NewJersey)
Tringulodevisibilidad Es la zona libre de obstculos, que permite a los
conductores que acceden simultneamente a unainterseccin a nivel, verse mutuamente a unadistancia tal, que permita la maniobra de crucecon seguridad.
Cualquier objeto que quede dentro del tringulode visibilidad requerida, debe removerse oreducirse a una altura lmite, la cual debeestablecerse durante el diseo para cada caso.
Si el tringulo de visibilidad es imposible deobtener, se debe limitar la velocidad deaproximacin a valores compatibles con lavisibilidad existente.
Visibilidaddecruce
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Coordinacindeltrazoenplantayperfil
Los puntos de tangencia de toda curva vertical,en coincidencia con una curva horizontal, estarnsituados dentro de la clotoide en planta y lo msprximos al punto de radio infinito.
En general los PIs en planta y perfil debenaproximadamente coincidir y ser iguales encantidad a lo largo de un tramo.
Debe cumplirse la siguiente relacin:
Donde:L: Longitud de curva vertical (m)A: Diferencia algebraica de pendientesR: Radio de curva circular en planta (m)
ARLA 105
Coordinacindeltrazoenplantayperfil
Para tramos con velocidades de diseo V < 60Km/h, se debe cumplir la condicin:
Donde:L: Longitud de curva vertical (m).A: Diferencia algebraica de pendientes.R: Radio de curva circular en planta (m).p: peralte de curva circular.
pARL 100
Coordinacindeltrazoenplantayperfil
Coordinacindeltrazoenplantayperfil
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Rotondas
Es una interseccin caracterizada por laconfluencia de ramales en un anillo de circulacinrotatoria en sentido antihorario alrededor deuna isla central, con prioridad de paso del trficode circulacin.
MovimientosenRotondas
Sonrecomendables: En intersecciones de 5 o ms ramales, con
intensidades de trfico aproximadamente iguales. En intersecciones con predominio de
movimientos de giro. Donde confluyen vas de diferente jerarqua. Por su elevada capacidad (reserva para demanda
futura). Como transicin entre zonas urbanas y rurales. En cambios bruscos del alineamiento. En reas extensas y horizontales.
Nosonrecomendables: En zonas urbanas o semiurbanas reguladas
mediante semforos. En vas principales de alta velocidad. En caso de predominio de uno de los trficos de
acceso sobre el resto. En reas con fuertes pendientes, superiores al
3%. Si en hora punta se prev la formacin de colas
excesivas en alguna de las entradas a lainterseccin.
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Ventajas:
Posibilidad de interseccin de mltiples ramales. Sencillez y uniformidad de funcionamiento. Mayor capacidad. Tiempos de espera menores. Menor accidentalidad. Menores costos de mantenimiento. Mejor integracin ambiental. A igual capacidad ofrece mayor fluidez y
seguridad. Repetida a lo largo de un tramo, es un elemento
moderador de la velocidad. Conecta vas de distinto rgimen y categora. Lamina el trfico entrante a una poblacin.
Desventajas:
Ocasionan la prdida de prioridad de todos lostramos que acceden a ella.
Uniformiza los criterios funcionales de las vas,desvirtuando su jerarqua.
Impone demoras a todos los usuarios. Plantea problemas de desplazamiento a los
peatones. Dificulta la gestin del transporte pblico. Se adeca muy poco al trfico de ciclistas. Sensible a las condiciones de circulacin. Modelos de simulacin poseen limitaciones para
su anlisis.
Elementosgeomtricosdeunarotonda
Parmetrosdediseo
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Vehculosdediseo Visibilidad
Deflexindetrayectoria SimulacionesdeflujoenRotondas
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RotondasenunaRedNodalVial
ConceptoscomplementariosalDiseoGeomtrico
Flujodetrfico. Relacionesflujo,velocidadydensidad. Capacidadvial. Nivelesdeservicio. Trade offs.
Modelosbsicosdeflujovehicular
Ecuacin fundamental:
Variables principales: flujo (q), velocidad (V) ydensidad (k).Combinaciones: (V,k), (q,k) y (V,q).Se considera k como la variable dependiente.
kVq
VariablesrelacionadasconelFlujo
Tasadeflujo(q)yvolumen(Q):Latasadeflujo,q,eslafrecuenciaalacualpasanlosvehculosporundeterminadopuntooseccintransversaldeuncarrilocalzada.EselnmeroN devehculosquepasanduranteunintervalodetiempoespecficoT
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VariablesrelacionadasconelFlujo
Hora Hora Flujo Tasas de flujoinicio fin (veh) qi (veh/h)
08:00 08:15 315 1,26008:15 08:30 567 2,26808:30 08:45 433 1,73208:45 09:00 284 1,136
Volumen horario Q (veh/h) = 1,599
Q como q (veh/h) = 400periodo de 15 minutos
0
100
200
300
400
500
600
08:1508:00
08:3008:15
08:4508:30
09:0008:45
Flujo(
veh/15
min)
Intervalodetiempo(15min)
Flujo
0
5
10
15
20
25
30
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59
Intervalo(
s)
#Vehculo
Intervalos
VariablesrelacionadasconelFlujo
Nmero total de vehculos N = 60 vehIntervalo de tiempo T = 5 minTasa de f lujo q = 720 veh/hIntervalo promedio hm = 5.07 s/veh
VariablesrelacionadasconelFlujo
Factordehorapico(FHP):El factor de hora pico es la relacin entre elvolumen horario de mxima demanda (VHMD) y elflujo mximo (qmx), que se presenta en un periododado dentro de dicha hora.
En vas multicarriles, los valores tpicos del factor dehora pico, FHP varan entre 0.80 y 0.95. Si estevalor es igual a 1 significa uniformidad, en cambiovalores muy pequeos indicarn concentracionesde flujos mximos.
NqVHMDFHPmx
VariablesrelacionadasconlaVelocidad
Velocidad instantnea(Vi):Es la velocidad de un vehculo a su paso por undeterminado punto de una carretera o calle.
Velocidad media temporal (Vmt):Es el promedio de velocidades instantneas detodos los vehculos que pasan por un puntoespecfico durante un intervalo de tiemposeleccionado.
n
VV
n
ii
mt
1
n
VfV
m
iii
mt
1
Paramgruposdevelocidaddefivehculosc/u.
m
iifn
1
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VariablesrelacionadasconlaVelocidad
Velocidad media espacial (Vme):Es el promedio de velocidades instantneas detodos los vehculos que en un instante dado pasanpor un tramo de carretera o calle. Indicador msapropiado para anlisis de flujo vehicular.
Tiempo empleado por el vehculo i en recorrer ladistancia d:
mme t
dV
ii V
dt
n
tt
n
ii
m
1
ni
ime
dt
nV
1
n
i i
me
V
nV
1
1
VariablesrelacionadasconlaDensidad
Intervalo entre vehculos headway h (seg)Tiempo que transcurre entre la llegada del vehculolder y el siguiente vehculo al punto de control,entre parachoques delanteros.
Espacio spacing d (m)Distancia fsica entre el parachoques frontal delvehculo lder y el parachoques frontal del vehculosiguiente.
VariablesrelacionadasconlaDensidad
Hueco o brecha gap g (seg)Similar al headway excepto por ser el tiempoentre el parachoques trasero del primer vehculo yel parachoques delantero del segundo vehculo.
Despeje clearence c (m)Similar al spacing excepto que es la distanciaentre el parachoques trasero del vehculo lder y elparachoques frontal del siguiente vehculo. Equivaleal spacing menos la longitud del vehculo lder.
VariablesrelacionadasconlaDensidad
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CapacidadVial LaCapacidadVialsedefinecomolatasamxima
deflujoquepuedesoportarunaautopistaocalle.
Eselmximonmerodevehculosquerazonablementepuedenpasarporunpuntooseccinuniformedeuncarrilocalzadaduranteunintervalodetiempodado,bajolascondicionesprevalecientesdelainfraestructuravial,deltrnsitoydelosdispositivosdecontrol.
ElintervalodetiempoutilizadoenlamayoradelosanlisisdeCapacidadesde15minutos(intervalomscortoduranteelcualpuedepresentarseunflujoestable).
NivelesdeServicio
NivelesdeServicio
Nivel de Servicio ARepresentacirculacinaflujolibre.Losusuarios,consideradosenformaindividual,estnvirtualmenteexentosdelosefectosdelapresenciadeotrosenlacirculacin.Poseenunaaltsimalibertadparaseleccionarsusvelocidadesdeseadasymaniobrardentrodeltrnsito.ElNivelgeneraldecomodidadyconvenienciaproporcionadoporlacirculacinesexcelente.
NivelesdeServicioNiveldeServicioBEstaaundentrodelrangodeflujolibre,aunqueseempiezanaobservarotrosvehculosintegrantesdelacirculacin.Lalibertaddeseleccindelasvelocidadesdeseadassiguerelativamenteinafectada,aunquedisminuyeunpocolalibertaddemaniobrar.ElNiveldecomodidadyconvenienciacomienzaainfluirenelcomportamientoindividualdecadauno.NiveldeServicioCPertenecealrangodeflujoestable,peromarcaelcomienzodeldominioenquelaoperacindelosusuariosindividualesseveafectadadeformasignificativaporlasinteraccionesconlosotrosusuarios.Laseleccindevelocidadseveafectadaporlapresenciadeotros,ylalibertaddemaniobracomienzaaserrestringida.ElNiveldecomodidadyconvenienciadesciendenotablemente.
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NivelesdeServicioNiveldeServicioDRepresentaunacirculacindedensidadelevada,aunqueestable.Lavelocidadylibertaddemaniobraquedanseriamenterestringidas,yelusuarioexperimentaunNivelgeneraldecomodidadyconvenienciabajo.Pequeosincrementosenelflujogeneralmenteocasionanproblemasdefuncionamiento,inclusoconformacindepequeascolas.NiveldeServicioEElfuncionamientoestenl,ocercadel,lmitedesuCapacidad.Lavelocidaddetodossevereducidaaunvalorbajo,bastanteuniforme.Lalibertaddemaniobraparacircularesextremadamentedifcil,yseconsigueforzandoalosvehculosacederelpaso.LosNivelesdecomodidadyconvenienciasonenormementebajos,siendomuyelevadalafrustracindelosconductores.Lacirculacinesnormalmenteinestable,debidoaquelospequeosaumentosdelflujooligerasperturbacionesdeltrnsitoproducencolapsos.
NivelesdeServicioNiveldeServicioFRepresentacondicionesdeflujoforzado.Estasituacinseproducecuandolacantidaddetrnsitoqueseacercaaunpunto,excedelacantidadquepuedepasarporl.Enestoslugaresseformancolas,dondelaoperacinsecaracterizaporlaexistenciadeondasdeparadayarranque,extremadamenteinestables,tpicasdeloscuellosdebotella.
TradeoffsEldiseadortomalasdecisionesrespectodeunouotroparmetroenfavordelosprincipalesobjetivosdelproyecto.DependiendodelamagnituddelasinversionesModelodeanlisisdedecisiones.TeoremadeBayes.
Quesvalor?Sepuedecuantificar?
Perspectivasdefuturo Transportemultimodal. Redesnodalesdetransporte. Hubs logsticoseindustriales. Hubs portuariosyaeroportuarios. Interseccionessininterferenciadeflujos.
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Interseccionessininterferenciadeflujos
Interseccionessininterferenciadeflujos
Fin