Control de Intersecciones
-
Upload
pablo-parodi -
Category
Documents
-
view
2.113 -
download
1
Transcript of Control de Intersecciones
Facultad de Ingeniería – Cátedra Transportes – Transporte Urbano
Msc. Ing. Gustavo Di Rado 1
CONTROL DE UNA INTERSECCIÓN
La localización más compleja en cualquier sistema de calles o autopistas son
las intersecciones a nivel.
En un cruce de dos calles de dos sentidos, tenemos 12 movimientos posibles de
vehículos, es decir, giro a la izquierda, cruce y giro a la derecha en los cuatro carriles y
cuatro movimientos de pedestres, como se indica en la figura 1, en la cual se ve el
conflicto existente entre vehículos y peatones que tratan de interaccionar en el mismo
espacio al mismo tiempo.
Como se ve también en la figura, hay 16 movimientos vehiculares conflictivos:
cuatro entre cruces de las dos calles, cuatro entre giros a la izquierda de las dos calles, y
ocho entre giros a la izquierda y cruce de las dos calles, además de ocho conflictos de
unión al final de los movimientos de giro a la izquierda y derecha ingresando a cada
carril. A esto se suman los movimientos de los peatones
El trabajo del ingeniero es entonces elegir un control lo más adecuado posible
para proveer seguridad y mínima espera, es decir, movimientos eficientes a través de la
intersección.
Jerarquía de Control:
Existen tres niveles básicos de control que pueden ser implementados en una
intersección:
• Nivel 1: Reglas básicas de paso.
• Nivel 2: Asignación directa del derecho de paso a través de la
colocación señales de CEDA EL PASO o PARE.
• Nivel 3: Semaforización.
Facultad de Ingeniería – Cátedra Transportes – Transporte Urbano
Msc. Ing. Gustavo Di Rado 2
La selección del nivel apropiado tiene que ver con la determinación de cuales y
cuantos conflictos un conductor es capaz de percibir y evitar, y en donde no lo pueda
hacer, colocar un control de asistencia.
Dos factores afectan la habilidad del conductor para eludir un conflicto:
1. El conductor tiene que ser capaz de visualizar el potencial conflicto a
tiempo para efectuar la maniobra evasiva.
2. El volumen de tránsito debe ser tal que permita realizar una maniobra
segura.
El primer punto tiene que ver con la posibilidad de tener una distancia de
visualización adecuada y la conformación de maniobras que eviten la colisión.
El segundo punto involucra el aforo y estudio de la intensidad de la demanda y
la potencialidad de eventuales conflictos por esta causa.
El lugar en donde este emplazada la intersección es un elemento importante a
considerar, esto es, si su colocación es en una zona rural en donde pocos conflictos
pueden ser generados o una zona urbana compleja.
Nivel 1:
Las reglas básicas de derecho de paso son implementadas en toda intersección
a nivel en donde no existan señales verticales o semaforización.
Estas reglas son determinadas por cada país o estado, aunque hay un
seguimiento general a un formato establecido.
• En ausencia de una señal de alto, el vehículo que circula por la
izquierda debe ceder el paso a aquel que viene por la derecha, es decir,
que la responsabilidad por evitar una posible colisión es asignada al
conductor que circula por la izquierda de la intersección.
• El vehículo que cruza la intersección tiene el derecho de paso sobre
aquel que retoma la vía girando desde la calle que cruza.
Para operar de manera segura bajo las reglas básicas los conductores deben
visualizarse mutuamente con tiempo para analizar si un peligro inminente se presenta y
tomar la acción correspondiente.
Facultad de Ingeniería – Cátedra Transportes – Transporte Urbano
Msc. Ing. Gustavo Di Rado 3
En las intersecciones, las distancias de visualización están normalmente
impedidas por construcciones u otras líneas de obstrucción de la visual localizadas cerca
o sobre las esquinas. Hay cuatro triángulos de visualización en cada intersección con
cuatro accesos.
En el punto en el que los dos conductores se ven mutuamente por primera vez,
el vehículo A se encuentra a una distancia “dA” de la colisión y el vehículo B a una
distancia “dB”. El triángulo de visualización debe ser suficientemente grande para
asegurar que en ningún momento los vehículos entren en camino de colisión a
distancias y velocidades que puedan conducir a un accidente sin suficiente tiempo y
distancia para lograr la maniobra evasiva.
Notemos que la línea de visualización forma tres triángulos similares sobre los
elementos de obstrucción: ∆ 123, ∆147, y ∆645. De la similitud de triángulos, puede ser
establecida una relación entre las distancias críticas de la figura 2.
bdda
da
bdad
b
A
AB
A
B −⋅
=⇒−
=−
(1)
Donde:
dA : Distancia del vehículo A al punto de colisión, pies.
dB : Distancia del vehículo B al punto de colisión, pies.
a : Distancia de la posición del conductor en el vehículo A a la obstrucción
medida paralela a la dirección de recorrido del vehículo B.
Facultad de Ingeniería – Cátedra Transportes – Transporte Urbano
Msc. Ing. Gustavo Di Rado 4
b: Distancia de la posición del conductor en el vehículo B a la obstrucción
medida paralela a la dirección de recorrido del vehículo A.
El triángulo de visualización es dinámico, es decir que la posición de un
vehículo afecta la posición del otro cuando la visibilidad es alcanzada.
La Asociación Americana de Carreteras del Estado y Transportes Oficiales
(AASHTO) sugiere que para lograr una operación segura, ambos conductores deben ser
capaces de detenerse antes del punto de colisión cuando tienen su primera percepción
mutua, es decir, que las distancias dA y dB deben ser iguales o mayores que la distancia
de frenado segura, expresada como:
( )( )Gfg
StSd iis ⋅±⋅⋅
⋅+⋅⋅=
01.0247.147.1
2
(2)
Donde:
ds: distancia segura de frenado, pies.
Si: Velocidad inicial del vehículo, mi/h.
G: Inclinación de la vía.
t: Tiempo de reacción del conductor, 2.5 seg. Según AASHTO standards.
f: Factor de fricción estándar para maniobras de frenado en pavimento húmedo
a seco (0.348 – 0.62).
g: aceleración de la gravedad, 32.2 pies/seg2.
1.47: Factor de conversión enter mi/h a pies/seg.
Usando esta ecuación realizamos los siguientes pasos para determinar si los
triángulos de visualización son correctos:
1. Asumimos que el vehículo A (se considera el que viene por la vía
secundaria), está ubicado a la distancia segura de frenado, es decir, dA =
ds usando ecuación (2).
2. Usando la ecuación (1), determinar la posición del vehículo B, es decir
cuando los conductores se ven por primera vez, lo que determina la
posición real del vehículo B cuando la visualización es establecida,
dBreal.
3. Con la ecuación (2) calcular la distancia segura de frenado del vehículo
B, dB, y de ahí verificar que dBreal ≥ dB.
Facultad de Ingeniería – Cátedra Transportes – Transporte Urbano
Msc. Ing. Gustavo Di Rado 5
De no cumplirse este requisito se debe proceder a rediseñar la intersección,
cambiar la velocidad máxima permitida o pasar a nivel 2.
Nivel 2:
Este nivel es alcanzado cuando las condiciones de la intersección no son
seguras, por las razones anteriormente explicadas o por una demanda elevada de tráfico
o por condiciones de medio ambiente.
El MUTCD Manual of Uniform Traffic Devices da una guía para el diseño y
colocación de señales de PARE o CEDA EL PASO.
La señal de PARE de dos manos es la más común, y el MUTCD sugiere las
siguientes garantías de uso:
Garantía A: Intersección entre una calle secundaria y una principal donde los
derechos de paso normales no se espera que operen con seguridad.
Garantía B: Calles que entren a autopistas u otras calles de tránsito continuo.
Garantía C: Intersecciones sin semáforos en áreas semaforizadas.
Garantía D: Altas velocidades, visión restringida o exceso de accidentes.
La señal de CEDA EL PASO, asigna el derecho de paso a la calle principal en
una intersección no controlada. Requiere que los vehículos que circulan por la calle
secundaria, disminuyan la velocidad y den el derecho de paso a los de la calle principal.
La velocidad de circulación en el acceso debe ser de 8 – 10 mi/h (12 a 16 km/h).
Las garantías de colocación son las siguientes:
Garantía A: Cuando la capacidad de ver todo potencial conflicto de tráfico es
suficiente para permitir a una calle circular a la velocidad del 85 percentil pasando la
intersección o detenerse de manera segura.
Garantía B: Si se controla que la posibilidad de incorporación de la calle
secundaria en giros a la derecha no es adecuada por la condición geométrica (por
ejemplo carril muy corto para lograr la aceleración adecuada) o visualización.
Garantía C: En un cruce secundario de una autopista dividida, donde el ancho
medio es de 9 mts, debe colocarse una señal de PARE en la entrada a la autopista
principal y uno de CEDA EL PASO en la entrada a la calle secundaria.
Garantía D: En una intersección en donde exista algún problema especial
donde la consideración del ingeniero indique que el problema se puede corregir con esta
señal.
Nivel 3:
La última forma de control de una intersección son los semáforos.
Facultad de Ingeniería – Cátedra Transportes – Transporte Urbano
Msc. Ing. Gustavo Di Rado 6
Ventajas:
1. Colaboran con el movimiento ordenado del tráfico.
2. Incrementan la capacidad del manejo de tránsito en las intersecciones si
son usados diseños físicos correctos y mediciones de control adecuadas
controlando los tiempos de la señal por lo menos cada 2 años para
asegurar su readecuación a la demanda de tráfico.
3. Reduce la frecuencia y severidad de ciertos tipos de colisiones,
especialmente a 90 grados.
4. Son coordinados para proveer un tránsito continuo o casi continuo a
cierta velocidad a lo largo de una vía dada.
5. Son usados para interrumpir el tránsito pesado, y así permitir que los
otros vehículos, bicicletas, o peatones crucen.
Desventajas:
El mal diseño de la geometría de la intersección, así como de la señal de
tráfico, o la colocación de un semáforo en donde no se justifica, puede conducir a una
reducción significativa de las ventajas mencionadas o hacerlas desaparecer totalmente,
1. Demora excesiva.
2. Desobediencia excesiva de las indicaciones de las señales.
3. Incremento en el uso de calles no adecuadas para evitar los semáforos.
4. Significativo incremento en las frecuencias de las colisiones
(especialmente desde atrás).
El último punto es interesante, ya que ocurre el fenómeno de que los semáforos
instalados correctamente evitan mayormente colisiones de costado, frontales, en giro, o
con ciclistas o peatones, pero dada las condiciones de frenado cíclico de la corriente de
tránsito, tiende a incrementar los choques traseros.
Las garantías de colocación son las siguientes:
El MUTCD establece ocho garantías de instalación de semáforos, y establece
que no deben ser instalados a menos que uno o más factores detallados a continuación
se cumplan luego de que un estudio de ingeniería indique que se producirá una mejora
en la capacidad y seguridad de la intersección.
Para el análisis de las garantías, los ciclistas que comparten la circulación son
los demás vehículos se consideran como un vehículo más, y los que circulan por
instalaciones propias, como peatones.
Facultad de Ingeniería – Cátedra Transportes – Transporte Urbano
Msc. Ing. Gustavo Di Rado 7
Garantía 1: Volumen Vehicular de ocho horas
Las ocho horas no tienen que ser continuas, y normalmente se toman las cuatro
horas de la mañana y las cuatro horas de la tarde que son más significativas.
Volumen vehicular mínimo: Este requisito se aplica cuando el factor principal
a considerar en la intersección es el volumen de tránsito. El requisito se satisface cuando
los volúmenes de tránsito en las calles principales y en los accesos secundarios de
mayor volumen para cualquier período de ocho horas de un día promedio, son por lo
menos iguales al 100% de los volúmenes especificados en la tabla 1 (condición A). Un
día promedio es un día de la semana cuyos volúmenes de tránsito se observan normales
y en forma repetida en la localidad.
Tabla 1 Volumen Vehicular de 8 Horas
Interrupción de tránsito continuo: Este requisito cuando el tránsito en la calle
secundaria presenta una demora excesiva debido al pesado volumen de tránsito de la
calle principal. El tránsito pesado de la calle principal puede hacer que sea peligroso
para el tránsito de la calle secundaria ingresarla o cruzarla. El requisito se satisface
cuando el volumen de tránsito de la calle principal así como el de la calle secundaria de
mayor volumen para cada una de las 8 horas del día promedio sean por lo menos iguales
al 100% de los volúmenes especificado en la tabla 2.
Facultad de Ingeniería – Cátedra Transportes – Transporte Urbano
Msc. Ing. Gustavo Di Rado 8
Tabla 2 Volumen Vehicular de 8 Horas
NOTA: Si la velocidad del 85 percentil en la calle principal excede los 70 km/h o si la intersección está dentro de un área en desarrollo, de una comunidad aislada de menos de 10 mil habitantes, se puede usar la columna del 70 % para medir el volumen de vehículos de manera individual para la condición A o la condición B. En el caso de combinación de condiciones se usa la columna del 56 %.
En la aplicación de cada condición, la calle principal y la calle secundaria
deberán medirse para las mismas 8 horas. En la calle secundaria, el mayor volumen no es necesario que sea en el mismo acceso durante cada una de las ocho horas.
La combinación de las condiciones A y B se aplica en casos en que la
condición A y la condición B no son satisfechas y que luego de efectuar pruebas
adecuadas de otras alternativas se determina que no son efectivas para disminuir la
demora o inconvenientes en el tráfico.
Para adoptar esta situación se deben considerar para el acceso principal y el
acceso secundario la columna correspondiente al 80 % de las tablas 1 y 2 con respecto a
la intersección.
En la aplicación de esta combinación, la calle principal y la calle secundaria deberán medirse para las mismas 8 horas en cada condición, sin embargo, las 8 horas que satisfacen a la condición A, no deberán ser las mismas que satisfacen a la condición B. En la calle secundaria, el mayor volumen no es necesario que sea en el mismo acceso durante cada una de las ocho horas.
Garantía 2: Volumen Vehicular de cuatro horas
Esta condición se aplica en donde el volumen del tráfico que se cruza es la
principal razón de colocación del semáforo.
Cuando se mida que para cualquiera de las 4 horas de un día promedio, los
puntos graficados representando los vehículos por hora en la calle principal (ambos
sentidos) y los correspondientes al acceso secundario de mayor volumen (un solo
sentido) caen todos por arriba de la curva que le corresponde para la combinación
número de carriles. En la calle secundaria, el mayor volumen no tiene que corresponder
al mismo acceso durante cada una de las cuatro horas.
Facultad de Ingeniería – Cátedra Transportes – Transporte Urbano
Msc. Ing. Gustavo Di Rado 9
Garantía 3: Hora Pico
Se ocupa de dos situaciones que pueden ocurrir durante una hora de un día
típico. La primera es la condición de volumen, similar a la garantía 2, solo que en este
caso la toma horaria es de solo una hora, y es mostrada en figura 5 y 6. La segunda es la
demora. Si alguna de estas situaciones es satisfecha, la garantía de hora pico se cumple.
Esta garantía debe ser aplicada solo en casos inusuales, tales como lugares
donde existan complejos de oficinas, complejos industriales, o instalaciones con alta
ocupación de vehículos que atraen o descargan en corto tiempo.
Facultad de Ingeniería – Cátedra Transportes – Transporte Urbano
Msc. Ing. Gustavo Di Rado 10
La colocación de un semáforo por garantía 3 se da solo si el estudio determina
que existen tres condiciones para la misma hora (cualquier período consecutivo de 15
minutos) de un día promedio:
1. El tiempo total de demora para la calle secundaria de mayor volumen
(solo un sentido) controlada por una señal de PARE es igual o excede
los 4 vehículos-hora para un carril o 5 vehículos-hora para dos carriles,
esto es, cantidad de tiempo de retardo que experimenta un cierto
número de vehículos para pasar por una intersección.
2. El volumen en el mismo acceso secundario (solo una dirección) es igual
o excede 100 vph para un carril o 150 vph para dos carriles.
3. El volumen total de servicio durante la hora iguala o excede 650 vph
para intersecciones con tres accesos y 800 vph para intersecciones con
cuatro o más accesos.
Facultad de Ingeniería – Cátedra Transportes – Transporte Urbano
Msc. Ing. Gustavo Di Rado 11
Garantía 4: Volumen de Peatones
Es aplicada en donde el volumen de tráfico en la calle principal es tan elevado
que los peatones experimentan excesiva demora en el cruce de la calle.
La necesidad de colocación de un semáforo considerando esta garantía se da
cuando el estudio de ingeniería encuentra que los siguientes criterios son cumplidos:
1. el volumen de peatones que cruzan la intersección durante un día
promedio es de 100 o más en cada una de las cuatro horas o 190 o más
durante cualquiera de las horas.
2. hay menos de 60 intervalos por hora en el flujo de tránsito de longitud
adecuados para permitir a los peatones cruzar durante el mismo período
en que el criterio de volumen de peatones es satisfecho. Cuando existe
una calle dividida con una plazoleta de ancho suficiente para que los
peatones descansen, el requerimiento se aplica por separado para cada
dirección de flujo vehicular.
La garantía de volumen de peatones no debe ser aplicada donde la distancia a
la señal de control mas cercano a lo largo de la calle principal es menor de 90 metros
(300 pies), a menos que la señal propuesta no restrinja el movimiento permanente del
tránsito.
El criterio de volumen de pedestres puede reducirse en un 50 % si la velocidad
promedio de los peatones es menor de 4 pies/seg (4.32 kph; 1.2 m/s).
Cuando se verifique esta condición los semáforos deberán ir equipados con la
señal para pedestres según se indica en el MUTCD. Deberá además contener un botón
para peatones a menos que los tiempos de reparto para vehículos permitan el cruce
seguro.
Es probable que el estudio indique solo la colocación se un semáforo para
peatones con botón de mando.
Facultad de Ingeniería – Cátedra Transportes – Transporte Urbano
Msc. Ing. Gustavo Di Rado 12
Fig. 7 Intervalo de cruce aceptable
Garantía 5: Cruce de escuela
Es similar a la garantía anterior, solo que la adecuación de los intervalos de
cruce debe estar relacionada con la cantidad de escolares que cruzan la calle principal en
grupos.
El número mínimo de escolares cruzando la calle principal en el período de
cruce pico es de 20. La frecuencia aceptable es no menos de un intervalo por cada
minuto durante el cuál los chicos cruzan.
Los semáforos “rara vez” se implementan por este motivo, ya que los niños no
observan y respetan las señales de tránsito, por lo general salvo circunstancias muy
especiales es suficiente con que personas adultas especialmente designadas con carteles
de PARE interpongan en el tránsito.
Garantía 6: Sistema de semáforos coordinados
El objetivo de un sistema de coordinación es la de mantener un pelotón denso
moviéndose por una “onda verde”. Si la distancia entre semáforos es muy grande, el
pelotón comienza a disiparse y esto impacta en la coordinación.
Por esta razón es a veces necesario contar con semáforos intermedios para
garantizar el esquema de coordinación y mantener al pelotón lo más denso posible.
Su aplicación se da de la siguiente manera:
1. En una calle de una sola mano los semáforos adyacentes están tan
separados que no garantizan un pelotón de circulación compacto.
Facultad de Ingeniería – Cátedra Transportes – Transporte Urbano
Msc. Ing. Gustavo Di Rado 13
2. En una calle de dos manos, los semáforos adyacentes no garantizan un
movimiento en pelotón y el semáforo propuesto proveerá una
operación progresiva.
Esta garantía no será aplicada cuando la distancia entre semáforos adyacentes
sea menor de 1000 pies (300 m).
Garantía 7: Existencia de colisiones
Se utiliza en donde la severidad y frecuencia de accidentes es la principal causa
para la colocación de una intersección semaforizada.
Esta garantía debe ser satisfecha si el estudio de ingeniería determina que las
siguientes condiciones se cumplen en totalidad:
1. Una adecuada serie de alternativas con observación cuidadosa fallaron
en disminuir la frecuencia de colisiones; y
2. Cinco o más colisiones del tipo susceptibles de corregir mediante
semáforos fueron reportadas en un período de 12 meses, cada accidente
involucra daños personales y a la propiedad; y
3. Para cada una de las 8 horas de un día promedio, los vehículos por hora
dados en ambos 80 % de la condición A de la tabla 1 y el 80 % de la
condición B de la tabla 2 existen en la calle principal y en la calle
secundaria de mayor volumen, o el volumen de peatones no es menos
del 80 % de los requerimientos especificados en la garantía 4. Estos
volúmenes de la calle principal y la secundaria deberán ser para las
mismas 8 horas.
Garantía 8: Red de caminos
La instalación de semáforos en una intersección podría ser justificada para
alentar la concentración y organización de una red de calles.
Puede aplicarse a la intersección de dos o más calles o caminos principales
cuando:
1. La intersección tiene actualmente o inmediatamente proyectado un
volumen de por lo menos 1000 vph durante la hora pico de un día
promedio y tiene un volumen de tránsito proyectado de 5 años, basado
en un estudio de ingeniería, que cumple con una o mas de las garantías
1, 2, y 3 durante un día promedio; o
Facultad de Ingeniería – Cátedra Transportes – Transporte Urbano
Msc. Ing. Gustavo Di Rado 14
2. La intersección tiene actualmente o inmediatamente proyectado un
volumen de al menos 1000 vph para cada una de las 5 horas de un día
no normal de negocios (sábado o domingo).
Conceptos Generales
Los semáforos modernos asignan tiempos en varias formas, desde la más
simple de dos fases prefijadas hasta la más compleja multi fase actuada.
Se describe a continuación la termología básica, y brevemente los varios tipos
de operación de semáforos.
Terminología básica:
Ciclo (duración del ciclo): es el tiempo en segundos que se requiere para una
secuencia completa de color en un cambio del semáforo.
Fase (fase de señal): es la parte de un ciclo que se asigna a un flujo vehicular,
o a una combinación de dos o más flujos vehiculares, que tienen simultáneamente el
derecho de paso durante uno o más intervalos.
Fase Permitida: Movimiento de vehículos realizado a través del flujo de
peatones u otros vehículos en conflicto.
Fase Protegida: Movimiento de vehículos realizado sin conflicto con otros.
Intervalo: es cualquier parte de la duración del ciclo durante la cuál no
cambian los colores.
Desfasamiento: es el lapso de tiempo en segundos o el porcentaje de la
duración del ciclo, entre el inicio de la fase verde en la intersección y el inicio de la fase
verde correspondiente a la otra intersección.
Tiempo Perdido: Es un tiempo durante la cuál la intersección no está
efectivamente usada por movimiento alguno (intersección despejada). Este tiempo
ocurre durante el intervalo de cambio y al principio de cada fase cuando se empieza a
mover la fila de automóviles.
Intervalo de Cambio y Paso Libre: es la duración total del tiempo en
segundos de los colores amarillo y todo rojo. Esto ocurre entre fases para proveer un
período de tiempo que permite el despeje de la intersección antes que se produzcan
movimientos conflictivos.
Intervalo Totalmente Rojo: en este caso aparece el color rojo en todos los
semáforos de la intersección. Se puede utilizar para permitir el cruce de los peatones o
Facultad de Ingeniería – Cátedra Transportes – Transporte Urbano
Msc. Ing. Gustavo Di Rado 15
para despejar vehículo y peatones en intersecciones muy grandes, antes de ofrecer color
verde a los accesos opuestos.
Tiempo de Verde Efectivo: es el tiempo durante una fase dada que es
efectivamente disponible a los movimientos permitidos. Esto es generalmente tomado
como el tiempo de verde más el intervalo de cambio menos el tiempo perdido para una
fase designada, establecido en segundos.
Tasa de Tiempo de Verde: la tasa del tiempo efectivo de verde contra el
tiempo de ciclo.
Tiempo de Rojo Efectivo: es el tiempo durante el cuál un movimiento dado o
grupo de movimientos es efectivamente no permitido, establecido en segundos. Esto es
la longitud de ciclo menos el tiempo efectivo de verde para una fase dada.
Factor de Hora Pico: es una medida de la variabilidad de la demanda durante
la hora pico. Es el cociente del volumen durante la hora pico, entre la máxima de flujo
durante un período de tiempo dado, dentro de la hora pico. Para las intersecciones, el
período que se utiliza es de 15 minutos, y el factor de hora pico está dado por:
VpicoVtFHP⋅
=4
(3)
Donde:
Vt: Volumen durante la hora pico.
Vpico: Volumen durante el pico de 15 minutos dentro de la hora pico.
El FHP puede usarse en el diseño de la sincronización del semáforo, para
compensar la posibilidad de que las tasas de llegada del pico, para períodos cortos
durante la hora pico, puedan ser mucho mayores que el promedio para la hora
completa, de esta forma el Volumen Horario de Diseño puede obtenerse como:
FHPVtVHD = (4)
No se han identificado todos los factores que afectan al FHP, pero se sabe que
el FHP es una función de los generadores de tránsito a los que sirve la carretera, de las
distancias de estos generadores a la carretera, y de la población del área metropolitana
en la cuál se ubica la carretera.
Facultad de Ingeniería – Cátedra Transportes – Transporte Urbano
Msc. Ing. Gustavo Di Rado 16
Grupo de Carriles: un grupo de carriles consta de uno o más carriles en el
acceso de una intersección y que tiene la misma fase verde, los grupos de carriles se
establecen para cada acceso con el uso de los siguientes lineamientos:
1. Deben establecerse grupos de carriles por separado para los carriles
exclusivos para dar vuelta a la izquierda, a menos que el acceso tenga un
carril compartido de paso y para dar vuelta a la izquierda. En este caso,
debe considerarse la división del volumen de tránsito entre los
movimientos. Estos mismos lineamientos se aplican para los carriles de
giro a la derecha.
2. Cuando se instalan en un acceso uno o varios carriles exclusivos para dar
vuelta a la izquierda, uno o varios carriles exclusivos para dar vuelta a la
derecha o ambos, generalmente todos los demás carriles se instalan como
un grupo individual de carriles.
3. Cuando un acceso con más de un carril también tiene un carril compartido
para dar vuelta a la izquierda, la operación para dar vuelta a la izquierda
debe ser evaluada para determinar si las condiciones permiten equilibrio o
si hay tantos giros a la izquierda que el carril actúa como un carril de vuelta
a la izquierda exclusivo. Básicamente se tiene:
vovlVle
−⋅=1400
1800 (5)
Vle: Tasa de flujo de vuelta a la izquierda aproximado equivalente en vph.
vl: Verdadera tasa de flujo de vuelta a la izquierda en vph.
vo: Tasa de flujo opuesto, descontando los giros a la izquierda de un carril
exclusivo o de un acceso de un solo carril. El máximo valor de vo es 1399; este es el
valor usado para cuando vo≥1399, vo = 0 para una fase protegida.
Notar que cuando vo es igual o mayor que 1400, Vle no tiene sentido. En estos
casos, los movimientos de giro a la izquierda contra el flujo opuesto no son factibles, y
se requiere la inclusión de un carril exclusivo protegido para efectuar estos giros.
Si la tasa de flujo equivalente (Vle), excede la tasa de flujo promedio del
acceso en los carriles restantes, es asumido que el carril actúa como un carril exclusivo
de vuelta a la izquierda y se lo separa del resto.
Facultad de Ingeniería – Cátedra Transportes – Transporte Urbano
Msc. Ing. Gustavo Di Rado 17
)1()(
−−
≥N
vlvaVle (6)
va: Tasa de flujo total en el acceso en vph.
N: Número total de carriles en el acceso.
Si la tasa de flujo equivalente (Vle) es menor que la tasa de flujo promedio en
los carriles restantes, es asumido que los vehículos que atraviesan la intersección
pueden compartir el carril izquierdo y establecer un equilibrio.
)1()(
−−
<N
vlvaVle (7)
Capacidad del acceso: Máximo flujo de vehículos que pueden pasar a través
de la intersección bajo condiciones de tránsito y vía preestablecidas, dado un tiempo de
verde efectivo determinado.
Tipos de operaciones del semáforo: (ver tutorial: flujo vehicular en una arteria
con semáforo)
Análisis Operacional para Determinar la Capacidad y Nivel de servicio
1. Módulo de Entrada: Este módulo de análisis focaliza en toda la información
requerida sobre la cuál todos los cómputos subsiguientes se basan. Incluye los
datos necesarios acerca de la geometría de la intersección, volúmenes y
condiciones de tráfico, y semaforización.
En la planilla de entrada de datos se deben ingresar los siguientes datos:
Facultad de Ingeniería – Cátedra Transportes – Transporte Urbano
Msc. Ing. Gustavo Di Rado 18
Ejemplo de llenado de planilla de entrada de datos.
Facultad de Ingeniería – Cátedra Transportes – Transporte Urbano
Msc. Ing. Gustavo Di Rado 19
_ Pendiente en porcentaje de la calle de acceso (ángulo + sube, ángulo – baja)
_ Porcentaje de vehículos pesados (con más de cuatro ruedas)
Facultad de Ingeniería – Cátedra Transportes – Transporte Urbano
Msc. Ing. Gustavo Di Rado 20
_ Maniobras de estacionamiento (Si/No) y Número de maniobras de
estacionamiento (dentro de los 75 mts. de la intersección)
_ Número de Buses por hora que paran en la intersección para subir o bajar
pasajeros.
_ Factor de Hora Pico
_ Peatones por hora en conflicto con los giros
_ Verde mínimo para el cruce de peatones:
⎥⎦⎤
⎢⎣⎡ ⋅++=
WeNpeat
SpLGp 7.22.3 P/We > 10 pies (8)
[ ]NpeatSpLGp ⋅++= 27.02.3 P/We ≤ 10 pies (9)
Gp: Mínimo de tiempo de verde en segundos
L: Longitud de la franja peatonal (pies)
Sp: Velocidad promedio de peatones (4 pies/seg)
3.2: Tiempo de inicio de marcha del peatón
We: Ancho efectivo de la senda peatonal (pies)
Npeat: Nº de peatones que cruzan durante un intervalo
_ Tipo de arribo de vehículos:
Puede ser obtenido de la tabla:
TIPO DE ARRIBO Rp Calidad del avance
1 ≤ 0.50 Muy mala
2 0.51 A 0.85 Desfavorable
3 0.86 A 1.15 Legadas aleatoria
4 1.16 A 1.50 Favorable
5 1.51 A 2.00 Muy Favorable
6 > 2.00 Excepcional
Tipo de arribo 1: Es un pelotón denso llegando a la intersección en el comienzo de
la fase roja y contiene más del 80% del volumen del grupo de carriles.
Tipo de arribo 2: Es un pelotón denso que llega a la mitad de la fase de luz roja, o un
pelotón disperso que llega durante la fase de luz roja y contiene del 40% al 80% del
volumen del grupo de carriles.
Tipo de arribo 3: Generalmente se da en intersecciones aisladas y que no están
interconectadas, se caracteriza por pelotones muy dispersos, lo que implica llegadas
Facultad de Ingeniería – Cátedra Transportes – Transporte Urbano
Msc. Ing. Gustavo Di Rado 21
aleatorias de los vehículos, en el cuál el grupo principal contiene menos del 40% del
volumen del grupo de carriles. Las llegadas a intersecciones coordinadas con
beneficios mínimos en el avance, pueden describirse mediante este tipo de llegada.
Tipo de arribo 4: Se puede considerar un pelotón moderadamente denso que llega a
la mitad de la fase de luz verde o un grupo disperso que contiene del 40% al 80%
del volumen del grupo de carriles que llega durante la totalidad de la fase de luz
verde.
Tipo de arribo 5: Es un pelotón denso que contiene más del 80% del volumen del
grupo de carriles que llega durante el inicio de la fase verde.
Tipo de arribo 6: Es un pelotón que avanza a través de varias intersecciones
cercanas con muy poco tránsito proveniente de las calles laterales.
Rp es la proporción de pelotón y es definida por:
PtgPvgRp = (10)
Pvg. Porcentaje de todos los vehículos que llegan durante la fase verde.
Ptg: Porcentaje del ciclo que es verde durante la fase.
100⋅=CGPtg (11)
2. Módulo de Ajuste de Volumen: los volúmenes de demanda son generalmente
establecidos en vehículos por hora para la hora pico. El módulo de ajuste de
volumen convierte estos flujos a proporciones de flujo para un período de
análisis pico de 15 minutos (VHD), y toma en cuenta el efecto de la distribución
de los carriles.
3. Módulo de tasa de flujo de Saturación: este módulo es usado para computar
la tasa de flujo de saturación para cada grupo de carriles establecidos en el
análisis. La tasa de flujo de saturación es el flujo en vehículos por hora que
podría ser acomodado por el grupo de carriles asumiendo que la fase verde está
siempre disponible, es decir, g/C = 1. El cálculo comienza con la selección de
una ideal, que se toma como 1900 vph de tiempo de verde por carril, luego se
ajusta este valor por una serie de condiciones prevalecientes que no son ideales.
Facultad de Ingeniería – Cátedra Transportes – Transporte Urbano
Msc. Ing. Gustavo Di Rado 22
RpbLpbRTLTLUabbpgHVw fffffffffffNsos ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅= (12)
Donde:
s = flujo de saturación para el grupo de carriles considerado, expresado como un
total para todos los carriles en el grupo, bajo las condiciones prevalecientes
(vehículos/hora/grupo).
so = flujo de saturación ideal por carril, generalmente tomado como 1900 vphpc
(vehículo por hora por carril).
N = número de carriles en el grupo de carriles
fw = factor de ajuste del ancho de carril.
fHV = factor de ajuste por vehículos pesados.
fg = factor de ajuste por pendiente del acceso
fp = factor de ajuste por estacionamiento
fbb = factor de ajuste por obstrucción de autobuses
fa = factor de ajuste por tipo de áera.
fLU = factor de ajuste por utilización de carril.
fLT = factor de ajuste por giro a la izquierda.
fRT = factor de ajuste por giro a la derecha.
fLpb = factor de ajuste de peatones para movimientos de giroa a la izquierda.
fRpb = factor de ajuste de peatones para movimientos de giro a la derecha.
4. Módulo de Análisis de Capacidad: en este módulo, los volúmenes y de flujo
de saturación son manipulados para computar la capacidad y v/c
(volumen/capacidad) para cada grupo de carriles y la v/c crítica para la
intersección.
)/( Cgisici ⋅= (13)
La relación de flujo a capacidad de denomina grado de saturación y se expresa
como:
icvXi ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛= (14)
Facultad de Ingeniería – Cátedra Transportes – Transporte Urbano
Msc. Ing. Gustavo Di Rado 23
5. Módulo de Nivel de Servicio: son estimadas aquí las demoras para cada grupo
de carriles para cada acceso y para la intersección completa y determinados los
niveles de servicio.
Consigna:
Realizar el estudio de una intersección a determinar en la ciudad de Resistencia
mediante el aforo de vehículos y utilización del procedimiento visto en clase, para
definir el nivel adecuado de control.
El conteo debe ejecutarse discriminando vehículos que giran a la izquierda
atraviesan la intersección o giran a la derecha así como también separando cantidad
de motos y bicicletas.
El tiempo del aforo debe ser desde las 11:30 a 20:30 hs., volcando los datos horarios
sobre la planilla que se adjunta.
Verificar los grupos de carriles mediante las ecuaciones (5), (6) y (7) y dibujarlas en
la misma planilla.
Formar grupos de dos o tres personas para tomar los datos.
Facultad de Ingeniería – Cátedra Transportes – Transporte Urbano
Msc. Ing. Gustavo Di Rado 24