Republica Bolivariana de Venezuela

Ministerio del poder popular para la defensa

Universidad Nacional Experimental politécnica de la Fuerza Armada

Guanare-Portuguesa

Integrantes:

Guanare; Abril de 2013

1

Yogenys hernandez

Willy Gudiño

Marbelis Rivero

Carrera: Ing. Civil, semestre VI “A”

Prof: Ing. Manosalva

Índice Pág.

Introducción…………………………………………………………………..….3

Capacidad y niveles de servicio.…………………………………………….4-5

Niveles de servicio.……………………………………………………………5-8

Cálculo del nivel de servicio………………………………………………..8-10

El volumen de servicio………………………………..………………….. 10-11

Factores que afectan a la capacidad y a los niveles de servicio……..11-13

Capacidad y volumen de servicios en vías de tráfico ininterrumpido..13-14

Capacidad y volumen de servicios en vías de tráfico interrumpido………14

Factores que afectan a la capacidad y los niveles de servicio………..14-16

Capacidad y volumen de servicio en zonas de entrecruzamiento……16-17

Conclusión………….…………………………………………………...…...…18

Anexos…………………………………………………………………………..19

Bibliografía………………………………………………………………….…..20

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Introducción

La capacidad de una infraestructura de transporte refleja su facultad para

acomodar un flujo de vehículos o personas. Cuando interactúa la oferta

con la demanda se tendrán unas condiciones que definen la calidad del

flujo, a esto se le llama nivel de servicio.

Las evaluaciones de la capacidad y el nivel de servicio (NS) son

necesarios para la toma de decisiones y acciones en la ingeniería de

tránsito y planteamiento de transporte. El análisis de capacidad, nivel de

servicio y volumen de servicio permite conocer cuál será la calidad del

servicio proporcionado por una vía durante las horas pico, el tipo de vía

necesaria para absorber un flujo dado, la cantidad de vehículos de

servicio público necesarios para transportar una demanda de pasajeros, y

entre tantas variables también permite determinar el momento en que una

vía requiere ser ampliada y de ser necesario su semaforización.

El nivel de servicio se puede definir como el confort o la comodidad con

que los conductores operan en una vía. En las carreteras urbanas de dos

carriles existen parámetros que reflejan el nivel de servicio de una vía,

estos son: la velocidad media de los automóviles y la relación entre el

volumen y la capacidad de la vía.

La velocidad media describe el grado de movilidad, mientras que la

relación volumen/capacidad permite vigilar la proximidad de congestión.

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Capacidad vial

1. Capacidad y niveles de servicio.

*Capacidad: Se define la capacidad de una carretera de dos carriles

como el máximo número de vehículos que puede circular, por un punto o

tramo uniforme de la vía en los dos sentidos, durante cierto periodo de

tiempo , en las condiciones imperantes de la vía y del tránsito. La

capacidad se expresa en vehículos por hora, aunque puede medirse en

periodos menores de una hora. El valor de la capacidad depende de la

duración del periodo en que se mida.

Este valor de la capacidad definido para condiciones imperantes difiere

del volumen máximo que puede circular por la vía en un momento dado.

El volumen máximo posible depende de factores tales como la

composición vehicular, la velocidad de circulación y las condiciones

atmosféricas, que pueden cambiar en cualquier momento. Si el volumen

máximo posible disminuye y resulta momentáneamente menor que la

demanda del tránsito, ocurrirá congestión, al no poder pasar por un punto

de una vía todos los vehículos que llegan a ese punto. En este caso

muchos vehículos deberán detenerse lo que disminuye la velocidad de la

corriente vehicular y por ende el volumen máximo posible. Estas

circunstancias suelen originar una onda perturbadora de detenciones que

se propaga cuesta arriba hasta que la falta de demanda lo disipe. Por

consiguiente es muy peligroso que la demanda de tránsito se aproxime a

la capacidad de una vía.

Debe tenerse en cuenta que se consideran condiciones promedio, y que

las características de los conductores, los vehículos y ambientales, puede

diferir de una región a otra. La capacidad esta dada bajo condiciones

prevalecientes de la vía (características geométricas, tipo de sección,

pendientes, dimensiones de carriles, bermas, etc.), del control

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(dispositivos de control de tránsito como semáforos, señales, movimientos

permitidos).

*Cálculo de la capacidad: Parte de una capacidad máxima en

condiciones ideales que se va viendo afectada por las características

imperantes de la vía y del tránsito, los cuales se traducen en factores

menores que la unidad por los cuales se va multiplicando la capacidad

ideal para así obtener una capacidad real amoldada a las condiciones del

tramo estudiado.

2. Niveles de servicio.

El concepto de nivel de servicio se utiliza para evaluar la calidad del flujo.

Es “una medida cualitativa que descubre las condiciones de operación de

un flujo de vehículos y/o personas, y de su percepción por los

conductores o pasajeros”. Estas condiciones se describen en términos de

factores como la velocidad y el tiempo de recorrido, la libertad de

maniobra, las interrupciones a la circulación, la comodidad, las

conveniencias y la seguridad vial. Para cada tipo de infraestructura se

definen 6 niveles de servicio, para los cuales se disponen de

procedimientos de análisis, se les otorga una letra desde la A hasta la F

siendo el nivel de servicio (NS) A el que representa las mejores

condiciones operativas, y el NS F, las peores.

Las condiciones de operación de estos niveles, para sistemas de flujo

ininterrumpido son las siguientes:

*Nivel de Servicio A

Representa una circulación a flujo libre. Los usuarios, considerados en

forma individual, están virtualmente exentos de los efectos de la presencia

de otros en la circulación. Poseen una altísima libertad para seleccionar

sus velocidades deseadas y maniobrar dentro del tránsito.

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El nivel general de comodidad y conveniencia proporcionado por la

circulación al motorista, pasajero o peatón, es excelente.

Nivel de Servicio B

Está dentro del rango del flujo estable, aunque se empiezan a observar

otros vehículos integrantes de la circulación. La libertad de selección de

las velocidades deseadas, sigue relativamente inafectada, aunque

disminuye un poco la libertad de maniobra en relación con la del nivel de

servicio A. El nivel de comodidad y conveniencia es algo inferior a los del

nivel de servicio A, porque la presencia de otros comienza a influir en el

comportamiento individual de cada uno.

*Nivel de Servicio C

Pertenece al rango del flujo estable, pero marca el comienzo del dominio

en el que la operación de los usuarios individuales se ve afectada de

forma significativa por las interacciones con los otros usuarios. La

selección de velocidad se ve afectada por la presencia de otros, y la

libertad de maniobra comienza a ser restringida. El nivel de comodidad y

conveniencia desciende notablemente.

*Nivel de Servicio D

Representa una circulación de densidad elevada, aunque estable. La

velocidad y libertad de maniobra quedan seriamente restringidas, y el

conductor o peatón experimenta un nivel general de comodidad y

conveniencia bajo. Los pequeños incrementos del flujo generalmente

ocasionan problemas de funcionamiento.

Nivel de Servicio E

El funcionamiento está en el, o cerca del, límite de su capacidad. La

velocidad de todos se ve reducida a un valor bajo, bastante uniforme. La

libertad de maniobra para circular es extremadamente difícil, y se

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consigue forzando a un vehículo o peatón a “ceder el paso”. Los niveles

de comodidad y conveniencia son enormemente bajos, siendo muy

elevada la frustración de los conductores o peatones. La circulación es

normalmente inestable, debido a que los pequeños aumentos del flujo o

ligeras perturbaciones del tránsito producen colapsos.

*Nivel de Servicio F

Representa condiciones de flujo forzado. Esta situación se produce

cuando la cantidad de tránsito que se acerca a un punto o calzada,

excede la cantidad que puede pasar por él. En estos lugares se forman

colas, donde la operación se caracteriza por la existencia de ondas de

parada y arranque, extremadamente inestables.

Normalmente se acepta que el volumen de tránsito al que se puede dar

servicio en las condiciones de parada y arranque del NS F es inferior que

el posible al NS E; en consecuencia el flujo de servicio E es el valor que

corresponde a la capacidad de la infraestructura.

Existen procedimientos que intentan explicar cómo estimar el máximo

flujo que puede circular por distintas infraestructuras para cada nivel de

servicio, excepto para el NS F, para el que los flujos son inestables. Por

tanto, para cada infraestructura se tienen 5 flujos de servicio, uno para

cada nivel de servicio, desde el A hasta el E. Así, el flujo de servicio es la

tasa máxima horaria a la que se puede razonablemente esperar que las

personas o vehículos atraviesen un punto o sección uniforme de una

calzada o carril durante un período de tiempo dado, bajo condiciones

prevalecientes de la vía, el control y el tránsito, a la vez que se mantiene

un nivel de servicio concreto.

Para cada tipo de infraestructura se definen los niveles de servicio sobre

la base de uno o más parámetros operativos que son los que mejor

describen las calidades de utilización de ese tipo de infraestructura.

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Se denominan medidas o indicadores de eficacia a los parámetros

seleccionados para definir los niveles de servicio de cada tipo de

instalación.

*Cálculo del nivel de servicio:

Este se realiza independientemente del cálculo de la capacidad. Al igual

que la capacidad, el nivel de servicio se calcula partiendo de una

velocidad en condiciones ideales, la que se va reduciendo mediante la

aplicación de distintos factores de corrección.

Para el cálculo del nivel de servicio según el manual colombiano, se

procede tomando una velocidad ideal de las tablas y multiplicándola por

cada uno de los factores correspondientes a las condiciones de la vía y el

tránsito. En el caso del manual americano se compara la intensidad actual

de la vía con las intensidades teóricas calculadas para cada nivel de

servicio y se toma el nivel de servicio que más se acerque a la capacidad

actual real, luego con este valor se entra a las tablas y se obtiene la

velocidad de operación.

*Método para el cálculo de la capacidad y el nivel de servicio

*Cálculo de la capacidad: El manual colombiano establece que la

capacidad ideal (Ci) de una carretera de dos carriles, es de 3000veh /h en

ambos sentidos, mientras que el americano trabaja con una capacidad

ideal de 2800veh/h; los requisitos para que la capacidad se considere

ideal son los siguientes:

*Repartición del tránsito por igual en ambos sentidos

*Terreno plano y rasante horizontal

*Carriles de no menos de 3.65 metros de ancho

*Bermas de no menos de 1.80 metros de ancho

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*Superficie de rodadura en condiciones óptimas

*Sector recto

*Ausencia de vehículos pesados

*Visibilidad adecuada para adelantar

El método especifica que esta capacidad se ve afectada por ciertos

factores de corrección, que transforman la capacidad ideal, convirtiéndola

en la capacidad para las condiciones estudiadas.

*Las características geométricas de la vía y del tránsito que se tienen en

cuenta son las siguientes:

*Distribución de tránsito por sentidos: La condición ideal para este

factor es que la distribución por sentidos sea 50/50 ya que existe la

posibilidad de que la vía se sature en un sentido mientras esté libre en el

otro y esto disminuye el volumen máximo posible disminuyendo a su vez

la capacidad.

*Pendientes: El efecto de las pendientes consiste en una reducción de la

velocidad que pueden desarrollar los vehículos en la rasante aumentando

así la brecha entre los vehículos y disminuyendo por ende la capacidad.

*Anchos de carril y berma utilizable: La presencia de carriles y bermas

muy pequeños así como la falta de las últimas producen una

desconfianza en el conductor hecho que se traduce en una fricción mayor

entre los automóviles y a la vez una separación mayor preferida por los

usuarios.

*Estado de la superficie de rodadura: la superficie de rodadura influye

muy poco en el cálculo de la capacidad debido a que el espacio original

de la vía se mantiene.

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*Curvatura: Muchas veces la curvatura en una vía puede influir más que

el efecto combinado de las características anteriores, si esto sucede se

debe tomar como factor relevante la curvatura y obviar los parámetros

anteriores.

*Presencia de vehículos pesados: En el caso del manual colombiano se

presentan dos factores cuya multiplicación no debe ser mayor que la

unidad. En el caso del manual americano se da una fórmula para el

cálculo de este factor. La presencia de vehículos pesados influye

fuertemente ya que el paso de éstos es más demorado que el de los

vehículos livianos y además, por s modo de operación, retrasan a estos

últimos provocando una caída en la capacidad.

*Variaciones aleatorias en el volumen: Existe la posibilidad de que los

volúmenes de demanda en un punto de una vía excedan su capacidad y

se produzca una congestión. Para tener en cuenta estas variaciones en el

manual colombiano se reduce la capacidad horaria de la vía

multiplicándola por un Factor de Hora Pico para así incluir estas

variaciones dentro de los cálculos

La influencia de cada una de estas características se refleja en unos

factores determinados para datos de campo, estos factores deberán ser

menores o iguales a la unidad.

3. El volumen de servicio

La ecuación que relaciona el volumen con la velocidad hallada en forma

empírica, constituye la relación más importante en los primeros manuales

de capacidad, pues la velocidad era el parámetro más utilizado para

determinar el nivel de servicio, mientras que el volumen es el que designa

la capacidad. Últimamente la velocidad ha perdido importancia como

parámetro de nivel de servicio, pero continua siendo relevante la relación

entre el volumen y el parámetro de nivel de servicio, cualquiera que sea

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éste, porque sirve para establecer los llamados volúmenes de servicio. El

HCM del 2000 (TRB, 2000) define el volumen de servicio como:

El máximo volumen horario de personas o vehículos que razonablemente

se pueda esperar pasen por un punto o tramo uniforme de un carril o

calzada durante un período de tiempo dado (generalmente 15 minutos) en

condiciones imperantes de vía, tránsito y control dentro de un nivel de

servicio especificado. Se expresan en vehículos por hora o vehículos por

hora y por carril.

El volumen de servicio constituye el límite superior del volumen que

puede circular a un nivel de servicio para unas condiciones determinadas.

Una vez establecidos los volúmenes de servicio y conocido o estimado el

volumen de demanda, es posible determinar el nivel de servicio presente

o futuro.

El volumen de servicio se evalúa por medio del índice de servicio, el cual

viene dado por:

Is=Vs/C (C: capacidad)

4. Factores que afectan a la capacidad y a los niveles de servicio

*Condiciones ideales:

Muchos de los procedimientos utilizados proporcionan unas formulaciones

sencillas para un conjunto de condiciones definidas como estándar

(ideales), que deben corregirse para tener en cuenta las condiciones

prevalecientes que no coincidan con ella. En principio, una condición es

ideal cuando su mejora no produce un incremento en la capacidad. En

estas condiciones se presume buen clima, pavimento en buen estado,

usuarios “racionales” y la inexistencia de incidentes que obstruyan el flujo.

Las siguientes son las condiciones ideales para infraestructuras de flujo

ininterrumpido:

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*Repartición del tránsito por igual en ambos sentidos

*Carriles de no menos de 3.65 m

*Una distancia (bermas) de 1.8 m entre el borde de la calzada exterior y

los obstáculos u objetos adyacentes a la vía o separador

* Velocidad de proyecto de 100 k/h para vías de 2 carriles y de 110 k/h

para vías multicarril y autopista

*Flujo constituido únicamente por vehículos ligeros. Ausencia de

vehículos pesados.

*Superficie de rodadura en condiciones óptimas

*Visibilidad adecuada para adelantar

* Señalización horizontal y vertical óptima.

*Terreno llano y rasante horizontal

En la mayoría de los análisis las condiciones existentes difieren de las

condiciones ideales, por lo cual se deben incluir correcciones que reflejen

la inexistencia de las condiciones ideales.

*Condiciones de la vía ó la infraestructura:

Las condiciones que afectan a la vía comprenden las condiciones

geométricas y los elementos del proyecto. Estos factores son los

siguientes:

*El tipo de vía y el medio urbanístico en que está inmersa

*La anchura de carril

*El ancho de las bermas y los despejes laterales

*La velocidad de proyecto

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*El alineamiento horizontal y el alineamiento vertical

*La disponibilidad de espacio para esperar en cola en las intersecciones

*Condiciones del tránsito:

Las condiciones del tránsito que influencia la capacidad y los niveles de

servicio son el tipo de vehículo y las distribuciones de los vehículos entre

carriles.

Se definen como vehículos pesados aquellos que tienen más de cuatro

ruedas sobre el pavimento; Se agrupan en tres categorías: camiones,

vehículos recreaciones y autobuses.

Además de la composición vehicular, se tiene en cuenta el reparto por

sentidos de circulación, que es especialmente crucial en vías de dos

carriles, donde las condiciones ideales se producen cuando la distribución

es 50/50 (50% en cada sentido). La distribución entre carriles y entre

calzadas en estructuras multicarril y autopistas es importante, ya que en

estos casos el análisis se hace en forma independiente para cada sentido

de circulación.

* Condiciones de control:

En vías para circulación continuas el control y normas que afectan

significativamente la capacidad y los niveles de servicio, como la

justificación de estacionar las restricciones para el rebase, la prohibición

de giros, los sentidos de circulación permitidos.

5. capacidad y volumen de servicios en vías de tráfico

ininterrumpido

La capacidad es óptima y cubre con la necesidad vial abordando así el

volumen de servicio para la cual la vía se creo, es decir; cuando no hay

elementos externos que detengan el flujo de vehículos; siendo esto una

circulación ininterrumpida de tráfico.

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Las vías de tráfico ininterrumpido no tienen elementos fijos, como los

semáforos, que sean externos al flujo y que lo puedan interrumpir. Las

condiciones de circulación son el resultado de las interacciones entre los

vehículos en el flujo y entre los vehículos y las características geométricas

y de entorno de la carretera. Aquí se incluyen autopistas, vías multicarril,

vías de dos carriles.

6. capacidad y volumen de servicios en vías de tráfico interrumpido

Las infraestructuras de este tipo tienen elementos fijos que pueden

interrumpir el flujo vehicular. Estos elementos incluyen intersecciones de

prioridad, intersecciones semaforizadas y paraderos de buses. Estos

dispositivos obligan a parar el transito forma periódica o a reducir

significativamente su velocidad, independiente de la magnitud del tránsito.

Son ejemplos las arterias urbanas.

Es necesario aclarar que los términos ininterrumpido e interrumpido

describen el tipo de infraestructura y no la calidad del flujo. Por ejemplo,

una autopista puede congestionarse al extremo que su velocidad es muy

baja, y sigue siendo una infraestructura de flujo ininterrumpido, pues las

causas de la congestión son internas a la corriente de circulación.

7. factores que afectan a la capacidad y los niveles de servicio:

A) Factores que dependen de la calzada:

*Ancho de Carril: cuando disminuye el ancho de carril, disminuye la

capacidad y el confort.

*Distancia a Obstrucciones Laterales: los obstáculos laterales ubicados

a menos de 1.84 m del borde reducen el ancho efectivo del carril (excepto

los de altura menor a 15 cm). Algunos obstáculos comunes son:

*Pilares

*Muros

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*Postes de señalización

*Columnas de iluminación

*Vehículos estacionados

*Banquinas: a medida que disminuye el ancho de la banquina, disminuye

el ancho efectivo del carril. Las banquinas pavimentadas en un ancho de

1.22 m aumentan en 0.30 m el ancho efectivo del carril.

*Carriles Auxiliares: existen distintos tipos de carriles:

*Para estacionamiento: se tratan como un problema de obstrucción

lateral.

*De Cambio de velocidad: se debe analizar cada caso en forma

particular

*de acumulación de vehículos lentos y de distintos grados de

rampas: se analizan como problemas de pendientes

*Condiciones Superficiales de la Calzada: ya que el estado de la

calzada es algo difícil de cuantificar, se necesita experiencia para poder

estimar un factor de corrección.

*Alineamiento: sus efectos sobre la capacidad están relacionados con:

Velocidad promedio de Diseño: promedio de las velocidades de diseño

de cada una de las distintas secciones de la carretera.

*Restricciones a la visibilidad: deben estudiarse dos distancias:

*de Frenado: debe existir en toda la carretera

*de Sobrepaso: en carreteras bidireccionales

*Pendientes: las pendientes pronunciadas afectan mayormente a los

vehículos comerciales y no a los automóviles.

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B) factores que dependen del tránsito:

*Camiones: reducen la capacidad de la carretera pues cada camión

desplaza a varios automóviles, por esto se los considera por medio de

automóviles equivalentes.

Cualquier volumen de transito mixto se puede convertir en automóviles

equivalentes por medio de la fórmula:

fT = (100 - PT + ET x PT)/100

Donde:

*PT: porcentaje de camiones

*ET: automóviles equivalentes por camión

La capacidad se verá reducida por un factor que viene dado por:

CT = 1/fT .

*Ómnibus: al igual que los camiones se evalúan por medio de

automóviles equivalentes utilizando las mismas fórmulas.

*Distribución del tránsito en los carriles: en carreteras multicarriles el

volumen de transito en uno en todos los carriles no es el mismo, por lo

general sucede que el carril izquierdo evacua grandes volúmenes de

transito para condiciones ideales (este efecto disminuye a medida que la

calidad de servicio).

8. Capacidad y volumen de servicio en zonas de entrecruzamiento

Debe entenderse por entrecruzamiento el cruce de corrientes de tráfico

que se mueven en la misma dirección general, logrado mediante

maniobras sucesivas de convergencia. Por lo tanto un tramo de

entrecruzamiento es el tramo de camino, de un solo sentido de

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circulación, que permite el cruce de corrientes de tráfico, en uno de cuyos

extremos convergen dos caminos con el mismo sentido de circulación y

en el otro se separan. Casi todos los tramos de entrecruzamiento se

presentan en intersecciones, a nivel o a desnivel, y pueden ir desde un

tramo para cambio e carriles, hasta una intersección rotatoria o glorieta.

En caso de que existan tramos de entrecruzamiento en un camino deben

ser analizados, en cuando a capacidad o nivel de servicio, para tener un

estudio completo y equilibrado de todo el camino.

Las zonas de entrecruzamiento pueden ser simples o múltiples. En las

primeras se tiene un solo punto entrada y otro de salida. En el segundo

caso habrá puntos adicionales de entrada o de salida, o de ambos. Las

zonas de entrecruzamiento múltiple existen frecuentemente. Son tramos

de camino, de un solo sentido, que tienen dos ramales consecutivos de

entrada seguidos de uno o más ramales de salida inmediatos; o bien por

un ramal de entrada seguido inmediatamente de dos o más ramales de

salida.

Un tramo de entrecruzamiento maneja dos clases de corrientes de tráfico:

la que pasa a través, sin cruzar con la trayectoria normal de otros

vehículos y la que se cruza con otros vehículos que usan el tramo. En

tramos bien proyectados estas dos clases de corrientes tienden a

funcionar separadamente y, por lo tanto, pueden analizarse en forma

independiente.

Mediante observaciones directas en muchos tramos de diversas

carreteras y calles se han relacionado los aspectos geométricos de estos

tramos de entrecruzamiento con los factores funcionales de volumen y

velocidad de operación. Estas relaciones, que se han seguido verificando

a través de los años, quedan expresadas, en forma grafica, en la serie de

curvas que relacionan los volúmenes de trafico que se cruzan, con la

longitud requerida del tramo de entrecruzamiento. A diferentes valores del

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“Factor de Influencia del Entrecruzamiento”, corresponden sendas curvas;

además, estas están agrupadas por Calidad de flujo.

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Conclusión

Es de gran importancia tener noción y entender los aspectos viales que

abarca la ingeniería de transito, ya que a partir de allí se conocen amplios

aspectos y técnicas que se pueden aplicar a la hora de algún

inconveniente concerniente al tránsito.

Por su parte los niveles de servicio evalúan la calidad del flujo para

estudiar el modo de operación de un flujo vehicular y peatonal, y de su

percepción por los conductores o pasajeros.

Finalmente se hace énfasis en que el hecho de que una vía posea

semaforización trae consigo disminución de la velocidad vehicular y

aumento de la densidad de dicho flujo vehicular debido a la pausa que

hacen los vehículos en cada semáforo, esto conlleva a que en horas picos

la capacidad de la vía colapse; por otra parte se menciona que cuando

una vía es ininterrumpida es porque no posee elementos que obstaculicen

o detengan el flujo vehicular, como por ejemplo los autopistas,

garantizando así una circulación continua del tránsito.

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Anexos

Trafico interrumpido por semáforos

Trafico ininterrumpido (ej. en un autopista)

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Bibliografía

http://html.rincondelvago.com/transporte.html

http://www.mtc.gob.pe/portal/transportes/caminos_ferro/manual/

DG-2001/volumen1/cap5/seccion502.htm

http://www.ingenieria.unam.mx/~disyp/10/0906it.pdf

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