Manual de Análisis de Capacidad de Carreteras: Guía Paso a Paso

Clasificado en Electrónica

Escrito el 7 de Junio de 2024 en español con un tamaño de 15,27 KB

Carretera Convencional

Clase 1

Pasos: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8

Clase 2

Pasos: 1, 2, 5, 6, 8

Clase 3

Pasos: 1, 2, 3, 4, 7, 8

Interpolación

X₁ Y₁

X₂ Y₂

X Y??

Fórmula:

Y=Y₁+(((X-X₁)/(X₂-X₁))*(Y₂-Y₁))

Paso 1: Imput de Datos

Paso todos los datos que estén en metros a pies (ft) y todos los datos que estén en km a millas.

1m=3,28ft
1km=0,621 millas

Paso 2: Estimar FFS

FFS(millas/h)=BFFS-fls-fa

BFFS: dato enunciado
fls: tabla 15-7 ancho carril y ancho arcén
fa: tabla 15-8 acceso por milla

Paso 3: Ajuste de Demanda para ATS

V_i,ATS(pc/h)=V_i/(FHP*f_g,ATS*f_HV,ATS)

Si el reparto es 50/50, la V_i = el volumen de tráfico dividido entre 2, si el reparto es otro tendré que hacerlo todo 2 veces para cada porcentaje (todos los pasos)

FHP: dato enunciado
F_g,ATS: miro tabla 15-9 V_i/FHP que es el flujo en una dirección y miro para terreno llano o ondulado
f_HV,ATS = 1/(1+PT*(ET-1)+PR*(ER-1))
PT: dato enunciado porcentaje camiones/100
PR: dato enunciado porcentaje vehículos de recreo/100
ET: tabla 15-11 miro V_i/FHP para terreno llano o ondulado
ER: tabla 15-11 miro abajo para terreno llano o ondulado

Paso 4: Estimar ATS

ATS(millas/h)=FFS-0,00776*(V_d+V₀)-f_np,ATS

FFS: la que hemos calculado en el paso 2
V_i,ATS=V_d= V₀, la calculada en el apartado anterior
f_np,ATS: tabla 15-15 miro para la FFS calculada en el paso 2, porcentaje prohibición adelantamiento y V_d,ATS calculada anteriormente (cuando tenga varias cosas para interpolar haré otra tabla)

Paso 5: Ajuste de Demanda para PTSF

f_HV,PTSF=1/((1+PT*(ET-1)+PR*(ER-1))
f_g,PTSF: table 15-16 miro V_i/FHP
ET y ER: tabla 15-18 miro V_i/FHP
PT y PR: porcentaje camiones y porcentaje vehículos de recreo
V_i,PTSF(pc/h)=V_i/(PHF*f_g,PTSF*f_HV,PTSF)
V_i,PTSF=V_d,PTSF=V_0,PTSF

Paso 6: Estimación de PTSF

BPTSF(%)=100(1-exp(a*V_i^b))
a y b: table 15-20 miro la V_i/FHP (si no me da exacto tendré que interpolar 2 veces)
PTSF(%)=BPTSF+f_np,PTSF*(V_d,PTSF/(V_d,PTSF+V_0,PTSF))
f_np,PTSF: tabla 15-21 miro el volumen de tráfico para ambos sentidos, porcentaje prohibición adelantamiento y la FFS (cuando tenga varias cosas para interpolar haré otra tabla)

Paso 7: Estimación de PFFS

PFFS(%)=ATS_d/FFS (resultado *100)

Paso 8: Determinar el NDS

El NDS se determina comparando los valores ATS y PTSF con los criterios de la tabla 15-3, pondré que letra me sale.

Si no salen iguales tendré que utilizar las fórmulas:

C_d,ATS=1700*f_g,ATS*f_h,ATS
C_d,PTSF=1700*f_g,PTSF*f_h,PTSF
Capacidad Total= C_d/mayor porcentaje

Carretera Multicarril

Paso 1: Imput de Datos

Paso todos los datos que estén en metros a pies (ft) y todos los datos que estén en km a millas.

1m=3,28ft
1km=0,621 millas

Paso 2: Estimar la FFS

FSS(mi/h)=BFFS-f_LW-f_LC-f_M-f_A

BFFS: dato
f_LW: tabla 14-8 miro ancho carril
f_LC: tabla 14-9 miro despeje lateral*2 o *3 y número de carriles
f_M: tabla 14.10 miro tipo de calzada
f_A: tabla 14-11 miro accesos por milla

Paso 3: Seleccionar la Curva FFS

Miro la FFS y cojo la curva mas cercana mirando en la tabla 14-3

Paso 4: Determinar el Número de Carriles para Tener NDS C

N(carriles por sentido)=V/(MSF_i*PHF*f_HV*f_p)

Cuando me dan de dato la IMD:

V(vel/h)=DDHV=AADT*K*D
AADT: IMD
K y la D: dato
MSF_i: tabla 14-17 miro la FFS que me he quedado de la curva para NDS C
f_HV=1/(1+PT-(ET-1)+PR*(ER-1))
ET y ER en la tabla 14-12
PT y PR: dato
f_p= 1 para conductores habituales

El resultado de la N (número de carriles por sentido) la redondeo para arriba.

V_p(pc/mi/ln)=v/(PHF*N*f_HV*f_p)

PHF: dato

O Ajuste para Demanda de Tráfico

En este caso se hace la f_HV para los 3 casos, para terreno llano ET y ER tabla 14-12, Rampa ET tabla 14-13, pendiente ET tabla 14-15 y ambas ER en la tabla 14-14

Hago la V_p para las f_HV que salgan, pero dividiendo los carriles si tengo 4 carriles y hago la V_p para dos casos de f_HV hare N=2 en cada caso

Paso 5: Estimar la Densidad

D(pc/mi/ln)=V_p/S

V_p: la calculada antes
S: velocidad curva

Paso 6: Determinar el Nivel de Servicio

Miro la densidad en la tabla 14-4 y saco la letra

Autopistas Tramos Básicos

Si me dicen que el trafico tiene un aumento de %anual, hago este porcentaje año por año y voy sumando.

Paso 1: Imput de Datos

Paso todos los datos que estén en metros a pies (ft) y todos los datos que estén en km a millas.

1m=3,28ft
1km=0,621 millas
Enlace trébol por milla es 4 entradas-salidas

Paso 2: Obtención de la FFS

FFS(mi/h)=75,4-f_LW-f_LC-3,22*TRD^0,84

f_LW: tabla 11-8 miro anchura de carril
f_LC:tabla 11-9 miro despeje lateral derecho
TRD: 1 enlace trébol por milla =4

Paso 3: Elegir la Curva FFS

Escojo la curva mas aproximada en la tabla 11-3

Paso 4: Ajuste de Demanda de Tráfico

V_p(pc/h/carril)=V/(PHF*N*f_HV*f_p)

PHF: dato
N: número de carriles por sentido
f_p=1
f_HV: 1/(1+PT*(ET-1)+PR*(ER-1))
PT y PR: dato
ET y ER: tabla 11-10 según tipo de terreno

Si me piden para dos años tendré que calcular la V_p dos veces.

Miro la V_p en la tabla 11-3 y miro si supera la capacidad si la supera tendré que emplear las formulas de la tabla (la que corresponda) para hallar una nueva S. Si es para dos años calculo dos veces

Paso 5: Estimación de Velocidad y Densidad

D(pc/mi/carril)=V_p/S

Si es para dos años calculo dos veces

Paso 6: Determinación del NDS

Tabla 11-5 y saco la letra del nivel

Paso 7: Cuando te piden Cuando se Alcanzará la Capacidad

Tabla 11-17 miro la FFS y saco la capacidad para el nivel E
SFE=MSFE*N*f_HV*f_p
MSFE: capacidad nivel E
N: numero de carriles por sentido
f_HV: la calculada antes
f_p=1
SVE(veh/h)=SFE*PHF

SVE=V(futuro)*(1,04)ⁿ – y despejo la n que son los años y sumo los años que me sale a los años futuro, que es cuando se alcanzará esta capacidad

Tramos de Convergencia-Divergencia en Autopista

Convergencia carril de entrada

Divergencia carril de salida

Paso 1

Imput de datos y calculo:

Para la autopista

v_f(pc/h)=V/(PHF*f_HV*f_p)
V:dato / PHF:dato / f_p=1 dato
f_HV= 1/(1+PT*(ET-1)+PR*(ER-1))
El valor de ET y ER tabla 11-10
PT y PR: dato

Para el carril de entrada

Vuelvo a calcular f_HV y v con los datos del carril de entrada

Paso 2: Estimar la Intensidad que Permanece en los Carriles 1 y 2 de la Autopista Inmediatamente Aguas Arriba de la Zona de Influencia de la Convergencia o Divergencia

V₁₂(pc/h)= v_F*PFM

v_F: la v de la autopista calculada antes
PFM=1

Paso 3: Estimar la Capacidad de la Zona de Convergencia o Divergencia y Comparar la Capacidad con las Intensidades Convertidas

v_F0(pc/h)=v_F+v_R

v_F: la v de la autopista
v_R: la v del carril de entrada

En la tabla 13-8, miro con la FFS de la autopista la capacidad para 2 carriles por sentido y comparo con v_F0

En la tabla 13-10 miro la FFS del carril de entrada y miro la capacidad (rampa sencilla) y comparo con la v del carril

Si el nivel F no se alcanza estamos en NDS estables.

Si el carril fuera de salida resto: VF₀=v_F-v_R

v_R: carril de salida

Paso 4: Estimar la Densidad en el Área de Influencia del Carril de Entrada o Salida y Determinar el NDS Predominante

D_R(pc/mi/h)=5475+0,00734*V_R+0,0078*v₁₂-0,00627*LA

v_R: es la v del carril
LA: carril de aceleración es dato

Si el carril es de salida es de divergencia:

D_R= 4,252+0,0086*V₁₂-0,009*LD

Miro el resultado en la tabla 13-2 para determinar la letra del NDS

Paso 5: Estimar la Velocidad en las Proximidades de las Uniones Autopista-Carril de Entrada o Salida

S_R=FFS-(FSS-42)*M_s

FFS de la autopista
M_s=0,321+0,0039*e^(VF0/1000)-0,002*(LA*FFS/1000)
FFS: del carril de entrada

Si el carril es de salida:

S_R(mi/h)=FFS-(FFS-42)*D_S

FSS: autopista
D_S=0,883+0,00009*v_R-0,013SFR
v_R: vcarril
SFR:FSS carril

Tramos de Trenzado en Autopistas

Paso 1: Imput de Datos

Paso 2: Ajuste de Gráfico

f_HV=1/(1+PT*(ET-1)+PR*(ER-1)
ET y ER table 11-10

Calculo para todas las v que me dan (V_FF, V_RF, V_FR, V_RR)

V(pc/h)=V/(PHF*f_HV*f_p)

Entonces:

v_W=v_RF+v_FR
v_W:carriles que se trenzan
v_NW=v_FF+v_RR
v_NW: carriles que no trenzan
v=v_W+v_NW
VR=v_W/v

Paso 3: Determinar las Características de la Configuración

Movimientos carril entrada-autopista pueden hacerse sin cambiar de carril LCRF₁=0, si es que no LCRF₁=1
Movimiento autopista-carril salida debe hacerse al menos con un cambio de carril LCFR₂=1
Numero de carriles desde los que pueden hacer los movimientos de trenzado con uno o ningún cambio de carril NWL= 3 o 2 (suele)
LC_min(lc/h)=(LCRF₁v_RF)+(LCFR₂*v_FR)

Paso 4: Determinar la Longitud de Afección de Trenzado

L_MAX(ft)=(5728*(1+VR)^1,6)-(1566*NWL)

Si L_max>L_s se dan condiciones de trenzado

Paso 5: Determinar la Capacidad

Se controlan los factores que alcanzan la densidad max de 43 pc/mi/carril o que la intensidad alcance los 3500 pc/h para NWL=3 y 2400 para NWL=2

Capacidad controlada por la densidad:

CIWL(pc/h/ln)=CIFL-(438,2*(1+VR)^1,6)+(0.0765*L_s)+(119,8*NWL)

CIFL:dato, L_s(longitud): dato

CW(veh/h)=CIWL*N*f_HV*f_p

N: numero de carriles

Capacidad controlada por la intensidad max:

CIW(pc/h)= I_max/VR

I_max= 3500 o 2400 segun NWL

CW(veh/h)=CIW*f_HV*f_p

Nos quedamos con el menor valor de los dos

Sumo las v iniciales para sacar la demanda total (v_FF+v_RR+v_RF+v_FR), si la demanda es menor que la capacidad menor la capacidad es suficiente y el nivel de servicio no es F

Paso 6: Determinar el Número de Cambios de Carril

Cambios de carril de los vehículos que trenzan:

LC_W=LC_min+0,39*((L_s-300)^0,5*(N²)*(1+ID)^0,8)

Cambios de carril de los vehículos que no trenzan:

IN_W=(L_s*ID*v_NW)/10000

LC_NW=(0,206*v_NW)+(0,542*L_s)-(192*N)

Numero total de cambios de carril:

LC_ALL(lc/h)=LC_W+LC_NW

Paso 7: Determinar la Velocidad Media de los Vehículos que Trenzan y que no Trenzan

W=0,226*(LC_ALL/L_s)^0,789
S_W= 15+((FFS-15)/(1+W))
S_NW(mi/h)=FFS-(0,0072*LC_min)-(0,0048*(v/N))

Velocidad media:

S(mi/h)=(v_NW+v_W)/((v_NW/S_NW)+(v_W/S_W))

Paso 8: Determinar el NDS

D(pc/mi/h)=(v/N)/(S)

Miro el resultado en la tabla 12-10 y miro la letra del NDS

Glorietas

Paso 1: Convertir Volúmenes de Demanda en Intensidades de Tráfico

v_NBL=v_NBL/PHF

divido todos los v entre PHF

Paso 2: Ajustar la Intensidad de Tráfico para los Vehículos Pesados

f_HV=1/(1+PT*(ET-1)+PR*(ER-1)

Para todas las v calculadas antes las divido entre el f_HV

Dibujo el resultado final con los números y flechas

Paso 3: Determinar la Intensidad de Tráfico de Circulación

V_c,NB,pce= V_WBLI;pce+V_SBL,pce+V_SBLI,pce+V_EBL,pce+v_EBLI,pce

Sumo: los dos primeros números de arriba (de derecha a izquierda), tres primeros de la izquierda y el ultimo de la derecha. Mirando hacia el norte.

Paso 4: Determinar la Intensidad de Entrada

V_e,NB,pce=v_NBLI,pce+v_NBL,pce+v_NBT,pce+v_NBR,pce

Sumo: los 4 numeros de abajo que son los que entran por el sur

Paso 5: Determinar la Capacidad de Entrada

C_e,pce(pc/h)=1130*e^{(-0,7*10^-3)}*v_C,NB,pce

Paso 7: Convertir a VE/H

C_NB=C_e,pce*f_HV
v_NB=V_e,NB,pce*f_HV

Paso 8: Ratio Intensidad/Capacidad

X_NB=v_NB/C_NB

Paso 9: Espera

d(s)=(3600/c)+ 900*T*(x-1+√((x-1)²+((3600/c)*x/(450*T)))+5*x

c=C_NB x=X_NB

T=0,25 (100/4)

Paso 10: Determinar el NDS

Miro la d en la tabla 21-1

Si me pide que haga el percentil 95 lo hago con la formula del formulario y redondeo el resultado para que quede un numero entero

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