Clasificación del Sistema Vial Urbano - Apuntes de Ingeniería Civil

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DISEÑO VIAL URBANO
CLASIFICACIÓN DEL SISTEMA VIAL URBANO
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CLASIFICACIÓN DEL SISTEMA VIAL URBANO
La clasificación de una vía, al estar vinculada a su funcionalidad y al papel que se espera desempeñe en la red vial urbana, implica de por si el establecimiento de parámetros relevantes para el diseño como son:
• Velocidad de diseño;
• Características básicas del flujo que transitara por ellas;
• Control de accesos y relaciones con otras vías;
• Numero de carriles;
• Servicio a la propiedad adyacente;
• Compatibilidad con el transporte publico; y,
• Facilidades para el estacionamiento y la carga y descarga de mercaderías.
CLASIFICACIÓN DEL SISTEMA VIAL URBANO
Vías Arteriales
• Función
Las vías arteriales permiten el tránsito vehicular, con media o alta fluidez, baja accesibilidad y relativa integración con el uso del suelo colindante. Estas vías deben ser integradas dentro del sistema de vías expresas y permitir una buena distribución y repartición del tráfico a las vías colectoras y locales. El estacionamiento y descarga de mercancías está prohibido.
Vías Colectoras
• Función
Las vías colectoras sirven para llevar el tránsito de las vías locales a las arteriales y en algunos casos a las vías expresas cuando no es posible hacerlo por intermedio de las vías arteriales. Dan servicio
tanto al tránsito de paso, como hacia las propiedades adyacentes.
CLASIFICACIÓN DEL SISTEMA VIAL URBANO
Vías Locales
Son aquellas cuya función principal es proveer acceso a los predios o lotes, debiendo llevar únicamente su tránsito propio, generado tanto de ingreso como de salida.
Por ellas transitan vehículos livianos, ocasionalmente semipesados; se permite estacionamiento
vehicular y existe tránsito peatonal irrestricto. Las vías locales se conectan entre ellas y con las vías colectoras.
¿PARA QUE SIRVE LA CLASIFICACIÓNN VIAL?
CAPACIDAD DE VÍAS
La capacidad vial (qmáx) se define como la tasa máxima de flujo que puede soportar una vía o calle, introduciéndose aquí el concepto de nivel de servicio. De manera particular, la capacidad de una infraestructura vial es el máximo número de vehículos (peatones) que pueden pasar por un punto o sección uniforme de un carril o calzada durante un intervalo de tiempo dado, bajo las condiciones prevalecientes de la infraestructura vial, del tránsito y de los dispositivos de control.
CONDICIONES PREVALECIENTES
La capacidad vial se define para condiciones prevalecientes, los cuales son factores que al variar la modifican. Estos se agrupan en tres tipos:
Condiciones de infraestructura vial.
Condiciones de tránsito.
Condiciones de control.
CONCEPTO DE NIVEL DE SERVICIO
Es una medida cualitativa que describe las condiciones de operación de un flujo vehicular, y de su percepción por los motoristas y/o pasajeros. Estas condiciones se describen en términos de factores tales como la velocidad y el tiempo de recorrido, la libertad de realizar maniobras, la comodidad, la conveniencia y la seguridad vial.
CAPACIDAD DE VÍAS
CRITERIOS DE ANÁLISIS DE CAPACIDAD Y NIVELES DE SERVICIO
Los factores que afectan el nivel de servicio, se distinguen los internos y los externos.
Los factores externos que afectan el nivel de servicio, como son físicos, pueden ser medidos en una hora conveniente (geometría). En cambio los factores internos, por ser variables, deben ser medidos durante el periodo de mayor flujo, como por ejemplo el factor de la hora de máxima demanda.
CAPACIDAD DE VÍAS
NIVELES DE SERVICIO DE UN SISTEMA VIAL, RURAL O URBANO (Manual de Diseño Geométrico de Vías Urbanas)
El nivel de servicio de un sistema vial, rural o urbano, es definido en términos de la demora, la cual es una medida de la disconformidad del conductor, frustración, consumo de combustible y el tiempo perdido de viaje.
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.
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 vehículos comienza a influir en el comportamiento individual de cada uno.
CAPACIDAD DE VÍAS
NIVELES DE SERVICIO DE UN SISTEMA VIAL, RURAL O URBANO (Manual de Diseño Geométrico de Vías Urbanas)
Nivel de servicio C Pertenece al rango del flujo estable, pero marca el conocimiento 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 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.
CAPACIDAD DE VÍAS
NIVELES DE SERVICIO DE UN SISTEMA VIAL, RURAL O URBANO (Manual de Diseño Geométrico de Vías Urbanas)
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.
Nivel de servicio F Representa condiciones de flujo forzado. Esta situación se produce cuando la cantidad de tránsito que se acerca a un punto, 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.
CAPACIDAD DE VÍAS
ELEMENTOS CRITICOS QUE CONDICIONAN EL NIVEL DE SERVICIO
Los factores externos que afectan el nivel de servicio, como son físicos, pueden ser medidos a una hora conveniente. En cambio los factores internos, por ser variables, deben ser medidos durante el período de mayor flujo, como por ejemplo el factor de la hora de máxima demanda.
Tradicionalmente se ha considerado la velocidad como el principal factor usado para identificar el nivel de servicio. Sin embargo, los métodos modernos introducen, además de la velocidad media de recorrido, dos nuevos factores: la densidad para casos de circulación continua y la demora para casos de circulación discontinua.
La capacidad de una infraestructura vial es tan variable como pueden serlo las variables físicas del mismo, o las condiciones del tránsito. Por esta razón, los análisis de capacidad se realizan aislando las diversas partes del sistema vial, como un tramo recto; un tramo con curvas; un tramo con pendientes; el acceso a una intersección; un tramo de entrecruzamiento; una rampa de enlace; etc.
Para fines de interpretación uniforme y metodología ordenada, se han establecido los siguientes criterios:
El flujo y la capacidad, bajo condiciones prevalecientes, se expresan en vehículos mixtos por hora para cada tramo de la vía o calle.
El nivel de servicio se aplica a un tramo significativo de la vía. Dicho tramo puede variar en sus condiciones de operación, en diferentes puntos, debido a variaciones en el flujo de vehículos o en su capacidad.
ELEMENTOS CRITICOS QUE CONDICIONAN EL NIVEL DE SERVICIO
 Los elementos usados para medir la capacidad y los niveles de servicio son variables, cuyos valores se obtienen fácilmente de los datos disponibles. Por lo que corresponde a la capacidad, se requieren el tipo de infraestructura vial, sus características geométricas, la velocidad media de recorrido, la composición del tránsito y las variaciones del flujo, por lo que toca al nivel de servicio,los factores adicionales que se requieren incluyen la densidad, la velocidad media de recorrido, las demoras y la relación flujo a capacidad. 
Por razones prácticas se han fijado valores de densidades, velocidades medias de recorrido, demoras y relaciones de flujo a capacidad, que definen los niveles de servicio para autopistas, carreteras de carriles múltiples, carreteras de dos carriles, calles intersecciones con semáforos e intersecciones sin semáforo o de prioridad.
El criterio utilizado para una identificación práctica de los niveles de servicio de las diversas infraestructuras viales, establece que se deben considerar las medidas de eficiencia mostradas en la siguiente tabla
CAPACIDAD DE VÍAS
NIVELES DE SERVICIO EN INTERSECCIONES SEMAFORIZADAS (Higway Capacity Manual HCM, 2010)
El nivel de servicio de intersecciones semaforizadas es definido en términos de la demora, la cual es una medida de la disconformidad del conductor, frustración, consumo de combustible y el tiempo perdido de viaje.
Nivel de servicio A describe operaciones con un control de demoras de 10 s/veh o menos y una proporción volumen capacidad no superior a 1,0. Este nivel se asigna normalmente cuando la proporción volumen-capacidad es baja y la progresión es excepcionalmente favorable o la duración del ciclo es muy corto. Si es debido a la favorable progresión, la mayoría de los vehículos llegan durante la indicación verde y viajan a través de la intersección sin parar.
Nivel de servicio B describe operaciones con control demora entre 10 y 20 s/veh y una proporción volumen-capacidad no superior a 1,0. Este nivel se asigna normalmente cuando la proporción volumen-capacidad es baja y la progresión es altamente favorable o la duración del ciclo es corto. Más vehículos parados que con Nivel de servicio A.
CAPACIDAD DE VÍAS
NIVELES DE SERVICIO EN INTERSECCIONES SEMAFORIZADAS (Higway Capacity Manual HCM, 2010)
Nivel de servicio C
describe operaciones con control demora entre 20 y 35 s/veh y una proporción volumen-capacidad no superior a 1.0. Este nivel se asigna normalmente cuando la progresión es favorable o la duración del ciclo es moderada. Fallas de ciclo individual (es decir, uno o más vehículos en cola no son capaces de salir como resultado de la insuficiencia de la capacidad durante el ciclo) pueden comenzar a aparecer en este nivel. El número de vehículos parando es importante, aunque muchos vehículos pasan a través de la intersección sin parar.
Nivel de servicio D
describe operaciones con control demora entre 35 y 55 s/veh y una proporción volumen-capacidad no superior a 1.0. Este nivel se asigna normalmente cuando la proporción volumen capacidad es alta y la progresión es ineficaz o la duración del ciclo es largo. Muchos vehículos paran y las fallas ciclo individual son perceptibles.
CAPACIDAD DE VÍAS
NIVELES DE SERVICIO EN INTERSECCIONES SEMAFORIZADAS (Higway Capacity Manual HCM, 2010)
Nivel de servicio E
describe operaciones con control, demora entre 55 y 80 s/veh y una proporción volumen-capacidad no superior a 1,0. Este nivel se asigna normalmente cuando la proporción volumen capacidad es alta, la progresión es desfavorable, y la duración del ciclo es larga. Las fallas Ciclo individual son frecuentes.
Nivel de servicio F
describe operaciones con control demora superior a 80 s/veh o una proporción volumen-capacidad superior a 1.0. Este nivel se asigna normalmente cuando la proporción volumen-capacidad es muy alta, la progresión es muy pobre, y la duración del ciclo es larga. La mayoría de los ciclos no permiten borrar la cola
CAPACIDAD DE VÍAS
METODOLOGÍA DE ANÁLISIS OPERACIONAL DE AUTOPISTAS
CAPACIDAD DE VÍAS
METODOLOGÍA DE ANÁLISIS OPERACIONAL DE INTERSECCIONES SEMAFORIZADAS (Metodología HCM)
• Paso 1: Determinar grupo de movimientos y grupo de Carriles.
• Paso 2: Determinar la tasa de flujo de Grupo de Movimientos.
• Paso 3: Determinar la tasa de Flujo de Grupo de Carriles.
• Pasó 4: Determinar los Ajustes de la Tasa de Flujo de Saturación.
• Paso 5: Determinar la proporción que llegan durante el verde.
• Paso 6: Determinar la duración de la fase de señal.
• Paso 7: Determinar la capacidad y la relación de volumen y capacidad.
• Paso 8: Determinar demoras.
• Paso 9. Determinar El Nivel de Servicio.
CAPACIDAD DE LAS VÍAS
ELEMENTOS DE LA VIALIDAD URBANA
Se pretende precisar los términos o expresiones usadas como elementos en la especialidad de Diseño Vial Urbano.
CLASIFICACION BASICA.
En función de la frecuencia de uso, los términos o expresiones técnicas para el diseño de vías Urbanas, fueron clasificados según los siguientes aspectos:
De la Vía 
Del Vehículo 
Del Usuario 
De los Dispositivos de Seguridad 
Del Transporte 
De la Operación 
De la Ingeniería de Tráfico.
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ELEMENTOS DE LA VIALIDAD URBANA
VOLÚMENES DE TRÁNSITO
VOLÚMENES DE TRÁNSITO
VOLÚMENES DE TRÁNSITO
Ejemplo:
El croquis de la siguiente figura ilustra parte de la red vial de cierta región, que une los puntos B, L, P, M, C, en tramos carreteros de dos carriles.
El punto B es un importante puerto marítimo, lugar de transferencia de un alto porcentaje de las importaciones y exportaciones de la región. El punto M es un crucero obligado de paso de los camiones de carga que van y vienen de B desde y hacia el centro, norte y sur de la región. Los camiones con origen y destino el punto B y el sur de la región no circulan por el tramo C-L, sino que operan la ruta C-M-L-B.
Ejemplo:
En las épocas invernales en el tramo L-B se producen deslizamientos, que en algunos casos han obstruido la carretera hasta por varios días, dejando incomunicados el puerto B y el interior de la región. Estos antecedentes han planteado la necesidad de realizar un estudio sobre la facilidad de una nueva carretera que operaría como alterna entre los puntos P y B en una longitud aproximada de 75 kilómetros.
Por encuestas de origen y destino previas en el tramo M-L, y de acuerdo al movimiento de carga en la red de carreteras, se parte de la premisa de que la nueva carretera será una excelente alternativa para los vehículos que actualmente utilizan la ruta M-P-L-B en los dos sentidos, mas no así para los que circulan por la ruta C-L-B. Esto hace pensar que una buena cantidad de los vehículos que circulan por el tramo M-L, que incluye todos los camiones de carga hacia y desde B, serán atraídos por la nueva carretera.
Por todo lo anterior y mediante estudios preliminares de las series históricas del TPDS para el tramo M-L, se llegó a la siguiente recta de regresión:
		y = 70.38(x) – 138146
Donde:	y = TPDS (Vehículos mixtos/día/ambos sentidos).
	x = año calendario.
Ejemplo:
Para la futura carretera se han adoptado los siguientes parámetros:
Año de estudios preliminares: 2020.
Año de proyecto: 2050.
Tiempo de planeación, estudios, proyecto y construcción: 2 años.
Año de apertura de la nueva carretera: 2024.
Por estudios previos de atracción en el área, se espera que la nueva carretera atraerá el 65% de los volúmenes de tránsito del tramo M-L.
Se supone que el crecimiento normal del tránsito de la nueva carretera conservará la misma tasa de crecimiento del tramo M-L.
Se espera un tránsito generado del 19% del tránsito anual, y un tránsito desarrollado del 12% del tránsito anual.
Se desea realizar un estimado preliminar del volumen de tránsito futuro para el año 2050 en la carretera alterna y calcular los factores de proyección para los años 2050, 2040, 2060.
PREGUNTA 1
A continuación, se muestra el volumen total de vehículos en ambos sentidos durante un año, y se muestra un gráfico en el que se observa la variación mensual de los volúmenes de tránsito. Asimismo, se muestra una tabla de volúmenes de transito diario que corresponde a la semana 4 del mes de octubre.
Calcular los factores de ajuste mensual (todos los meses) y diario y su aplicación en los volúmenes de tránsito promedio diario de todos los días de la semana 4 del mes de octubre.
	VARIACIÓN DEL VOLUMEN TOTAL DE TRANSITO 	
	DIA DE LA SEMANA	Volumen de tránsito
	LUNES2916
	MARTES	2605
	MIÉRCOLES	2720
	JUEVES	2594
	VIERNES	3051
	SÁBADO	3169
	DOMINGO	2134
3303347268461684272340905383804414741067371384224846860430163473151667504634669944712419524825644889405954618251215470200100002000030000400005000060000VOLÚMENES DE TRÁNSITOSENTIDO N-SSENTIDO S-N