Este documento presenta información sobre la historia de las carreteras y la ingeniería de tránsito. Comienza con una breve reseña histórica del desarrollo de las carreteras desde las primeras civilizaciones hasta el siglo XX. Luego, introduce conceptos básicos de ingeniería de tránsito como volúmenes de tránsito, elementos que componen el tránsito, y clasificación de carreteras. Finalmente, explica métodos para medir y analizar volúmenes de tránsito.
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Índice
Reseña Histórica de las carreteras y actualidad ....................................................................................3
Generalidades..........................................................................................................................................6
1. Introducción ........................................................................................................................................8
2. Definiciones .........................................................................................................................................9
3. Elementos de la ingeniería de Tránsito ...........................................................................................12
3.1 El peatón..........................................................................................................................................12
3.2 El Conductor ...................................................................................................................................13
3.2.2 Visión ............................................................................................................................................14
3.2.3 Reacciones Física y Psicológica....................................................................................................14
3.3 Vehículo...........................................................................................................................................15
3.3.1 Vehículos representativos.............................................................................................................15
3.4 La Vía ..............................................................................................................................................17
3.4.1 Definiciones...................................................................................................................................18
3.4.2 Otros términos..............................................................................................................................18
4. Distancia Mínima de frenado............................................................................................................19
5. Volúmenes de tránsito.......................................................................................................................22
5.1 Volúmenes de Transito Horario .....................................................................................................24
5.2 Hora pico y sus variaciones.............................................................................................................24
5.3 Factor de Hora de Máxima Demanda (FHMD) o Factor Pico Horario .......................................24
5. 3 Composición de los volúmenes de tránsito ....................................................................................27
5.4 Características de los volúmenes de tránsito.................................................................................29
5.4.1 Distribución y composición del volumen de tránsito...................................................................30
5.5 Volúmenes a futuro .........................................................................................................................32
5.6 Incremento del tránsito...................................................................................................................34
5.6.1 El crecimiento normal del tránsito (CNT)...................................................................................35
5.6.1 El tránsito generado (TG)............................................................................................................35
5.6.2 El tránsito desarrollado (TD).......................................................................................................36
5.6.3 Tránsito a futuro ..........................................................................................................................36
5.7 Tránsito Promedio Diario (TPDA) .................................................................................................37
5.8 Ejercicios .........................................................................................................................................38
5.9 Clasificación de la Carreteras.........................................................................................................44
Clasificación vial en el ámbito urbano .................................................................................................52
Por tipo de superficie o de Construcción .....................................................................................54
Por su funcionalidad .........................................................................................................................54
Por competencia ................................................................................................................................54
Inventario vial:......................................................................................................................................55
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Reseña Histórica de las carreteras y actualidad
Las carreteras son una vía de comunicación que por lo general mantiene la autoridad
gubernamental para el paso de vehículos, personas o animales. Las carreteras se pueden
clasificar en varias categorías y según la importancia de los centros de población que
comunican. Estas son una inversión a largo plazo, por lo que se construyen pensando en
necesidades futuras. Las carreteras tienen una importancia calve en el crecimiento de una
zona. El conjunto de todas las carreteras constituyen el sistema o red vial de la nación, unas se
complementan de otras y por tanto ninguna es de menor importancia.
La vía Apia fue construida hace más de 2.200 años. Aunque estos grandes bloques de piedra
volcánica tal vez no formen parte del material original, la calzada no ha sido modificada desde
su construcción.
Desde la antigüedad, la construcción de carreteras ha sido uno de los primeros signos de
civilización avanzada. Cuando las ciudades de las primeras civilizaciones empezaron a
aumentar de tamaño y densidad de población, la comunicación con otras regiones se tornó
necesaria para hacer llegar suministros alimenticios o transportarlos a otros consumidores.
Entre los primeros constructores de carreteras se encuentran los mesopotámicos, hacia el año
3500 a.C.; los chinos, que construyeron la Ruta de la Seda (la más larga del mundo) durante
2.000 años, y desarrollaron un sistema de carreteras en torno al siglo XI a.C., y los incas de
Sudamérica, que construyeron una avanzada red de caminos que no pueden ser considerados
estrictamente carreteras, ya que los incas no conocían la rueda. Esta red se distribuía por todos
los Andes e incluía galerías cortadas en rocas sólidas. En el siglo I, el geógrafo griego Estrabón
registró un sistema de carreteras que partían de la antigua Babilonia; los escritos de Heródoto,
historiador griego del siglo V a.C., mencionan las vías construidas en Egipto para transportar los
materiales con los que construyeron las pirámides y otras estructuras monumentales levantadas
por los faraones.
Según la ley romana toda persona tenía derecho a usar las calzadas pero los responsables del
mantenimiento eran los habitantes del distrito por el que pasaba. Este sistema era eficaz para
mantener la calzadas en buen estado mientras existiera una autoridad central que lo impusiera;
durante la edad media ( del siglo X al XV) , con la ausencia de la autoridad central del Imperio
romano , el sistema de calzadas nacionales empezó a desaparecer.
A mitad del siglo XVII, el gobierno francés instituyo un sistema para reforzar el trabajo local en
las carreteras, y con este método construyo aproximadamente 24,000Km. de carreteras
principales. Más o menos al mismo tiempo, el parlamento instituyo un sistema de conceder
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franquicias a compañías privadas para el mantenimiento de las carreteras, permitiendo a las
compañías que cobraran un peaje o cuatas por el uso de las mismas.
Durante las tres primeras décadas del siglo XIX dos ingenieros británicos, Thomas Telford y
John Loudon McAdam, y un ingeniero de camino francés, Pierre Marie Jerome Tresaguet
perfeccionaron los métodos y técnicas de construcción de carreteras. El sistema de Telford
implicaba cavar una zanja e instalar cimientos de roca pesada. Los cimientos se levantaban en
el centro para que la carretera se inclinara hacia los bordes permitiendo el desagüe. La parte
superior de la carretera consistía en una capa de 15 cm de piedra quebrada compactada.
McAdam mantenía que la tierra bien drenada soportaría cualquier carga. En el método de
construcción de carretera de Mc Adam la capa final de piedra quebrada se colocaba
directamente sobre un cimiento de tierra que se elevaba del terreno circundante para
asegurarse de que el cimiento desaguaba. El sistema de McAdam, llamado macadamización,
se adopto en casi todas partes sobre todo en Europa. Sin embargo, los cimientos de tierra de
las carreteras macadamizadas no pudieron soportar los camiones pesados que se utilizaron en
la I guerra mundial. Como resultado, para construir carreteras de carga pesada se adopto el
sistema de Telford, ya que proporcionaba una mejor distribución de la carga de la carretera
sobre el subsuelo subyacente.
Programa de Construcción de Carreteras en el siglo xx.
La popularidad de la bicicleta, que comenzó en la década de 1880 y la introducción del
automóvil una década mas tarde llevaron a la necesidad de tener más y mejores carreteras. El
considerable aumento del tráfico de automóviles durante la siguiente década demostró la
ineficacia de los viejos métodos de pavimentación. Como medida correctiva se utilizaron
alquitrán de hulla, alquitrán y aceites en primer lugar como aglomerantes de superficie y en
segundo lugar como soportes de penetración en el pavimento macadán. El pavimento
bituminoso se utilizaba mucho en las ciudades; este tipo de material consistía en tallas
niveladas de piedra quebrada que se recubría antes de colocarlas con un material bituminoso,
como el asfalto o el alquitrán y se apisonaban después con rodillos pesados. El pavimento
bituminoso es más duradero que el pavimentación macadán con soportes aglomerantes.
Durante la I guerra mundial la construcción de carreteras incluía el drenaje del subsuelo, una
cimentación adecuada una base de hormigón y una capa superficial adicional de hormigón o
pavimento bituminoso para soportar el repentino aumento del tráfico pesado.
El sistema italiano de autostradas constituyo la primera red de autopistas construidas durante la
década de 1920 como calzadas con tres carriles individuales. El sistema de autopistas
verdaderamente moderno fue el autobahn alemán, construido en los años treinta. Consiste en
tres rutas Norte –Sur, tres rutas Este- Oeste y calzadas de dos carriles, la red auto van fue
diseñada para grandes volúmenes de tráfico (sobre todo militares) y velocidades que
sobrepasaran los 165 kilómetros por hora. Hacia 1950 la mayoría de los países europeos tenía
una red de carreteras principales de los cuales la de Alemania era las más avanzada
Las variables más importantes a tener en cuenta en la ingeniería de caminos moderna son la
inclinación de la tierra sobre la que se construye la carretera, la capacidad del pavimento para
soportar la carga esperada, la predicción de la intensidad de uso de la carretera, la naturaleza
del suelo que la sostiene y la composición y espesor de la estructura de pavimentación. El
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pavimento puede ser rígido (permitiendo poca latitud de flexión) o flexible. El pavimento flexible
utiliza una mezcla de agregado grueso o fino (piedra machacada, grava y arena) con material
bituminoso obtenido del asfalto o petróleo y de los productos de la hulla. Esta mezcla es
compacta pero lo bastante plástica para absorber grandes golpes y soportar un elevado
volumen de Tráfico pesado.
Los pavimentos rígidos se construyen con una mezcla de cemento Pórtland y agregado grueso
y fino. El espesor del pavimento puede variar de 15 a 45 cm, dependiendo del volumen de
Tráfico que deba soportar y a veces se utiliza un refuerzo de acero para evitar la formación de
grietas, bajo el pavimento se emplea arena o grava fina como base para reforzarlo. Las
principales características de algunas autopistas y autovías modernas son señales luminosas
adecuadas para la conducción nocturna, amplios arcenes carriles con distintas velocidades,
carriles para autobuses, señales reflectoras, marcas en el pavimento y señales de control de
tráfico, entre otras.
Por necesidad los primeros vehículos fueron de tipo peatonal (veredas) que las tribus nómadas
formaban al deambular por las regiones que les proporcionaban sus alimentos, posteriormente
al tornarse en sedentarias estos caminos peatonales tuvieron finalidades religiosas, comerciales
y de conquista; en América y México en particular se tuvieron ejemplos de estos caminos en las
civilizaciones Maya y Azteca en forma respectiva. Con la invención de la rueda apareció la
carreta jalada, ya fuera por humanos o por bestias, para la cual fue necesario acondicionar los
caminos para que el transito se desarrollara lo mas rápido y cómodo que fuera posible, allí los
espartanos y fenicios construyeron los primeros caminos de que se tiene noticia como en varios
puntos de Europa de África y Asia para poder extender sus dominios.
Cuando en los caminos peatonales las tribus tenían terrenos blandos o de lodazales,
seguramente que trataba de mejorar las condiciones colocando piedras en el camino que les
evitaran resbalar o que sus pies se sumergieran en el lodo; los caminos de carreteras fueron
revestidos de tal forma que las ruedas no se incrustaban en el terreno , estos revestimientos
fueron desde piedras machacadas, hasta empedrados, como los de la vía Apia en los que se
realizaban carreras de carretas, estas piedras de los caminos peatonales en lodazales de los
vestimientos tenia la finalidad de recibir cargas sin rupturas estructural y de distribuir los
esfuerzos en las zonas cada vez mas amplias , para que pudiera ser soportado por el terreno
natural que son las funciones de los pavimentos actuales.
Aún antes de que se reconociera la ingeniería de tránsito como una profesión, se han estado
tratando de aplicar principios científicos para caracterizar “debidamente” los fenómenos de la
circulación vehicular, o para ayudar a la solución de problemas de tránsito mediante el
enfoque científico. Para ello ha sido preciso muchas veces simplificar y hacer más regular la
concepción de corrientes vehiculares, idealizándolas en forma de lo que llamamos flujos
vehiculares, a fin de poder representar ciertos aspectos de las mismas mediante funciones
matemáticas. Todo esto ha dado origen a una rama científica que se ha llamado teoría del flujo
vehicular o teoría del flujo de tráfico. Se ha definido esta subdisciplina como la descripción del
mecanismo del tránsito, principalmente por medio de la aplicación de las leyes de la física, las
matemáticas y la teoría de las probabilidades. Es importante resaltar la importancia de la
estadística en la ingeniería de tránsito debido al carácter aleatorio de todos los eventos de
tránsito.
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Generalidades
Los estudios sobre volúmenes de tránsito se realizan con el propósito de obtener datos reales
relacionados con el movimiento de vehículos y/o personas, sobre puntos o secciones
específicas dentro de un sistema vial de carreteras o calles. Dichos datos se expresan en
relación con el tiempo, y de su conocimiento se hace posible el desarrollo de metodologias que
permiten estimar de manera razonable, la calidad la cálida del servicio que el sistema presta a
los usuarios.
Los estudios varían desde un amplio conocimiento del sistema vial, hasta los sencillos en los
lugares específicos, como lo son: intersecciones aisladas, puentes, peajes, etc.
El tipo de datos recolectados durante este estudio depende de la utilización que se le valla a
dar. Así por ejemplo, algunos estudios requieren de talles de la composición vehicular y los
movimientos direccionales mientras que otros sólo exigen los volúmenes totales. También, en
algunos casos, solo son indispensables los conteos durante periodos de una hora o menos,
otras veces de un día, una semana, un mes o inclusive un año.
Las distintas formas para obtener los volúmenes de tránsito, varían desde el uso de aparatos de
medición de diversa índole; otras, se basan en el conteo manual a cargo de personas que se
interesan especialmente en los movimientos direccionales en las intersecciones, los volúmenes
por carriles y la composición vehicular. También tenemos los conteos por combinación de
métodos manuales y mecánicos; dispositivos mecánicos, los cuales automáticamente
contabilizan y registran los ejes de los vehículos; y los conteos con utilización de técnicas
sofisticadas como cámaras fotográficas, filmaciones y equipos adaptados a computadoras.
Es un hecho que el aumento tanto de la población como la actividad económica y social en un
territorio o zona trae como consecuencia problemas en la circulación vehicular, lo que se
manifiesta en un aumento de la densidad vehicular, el número y la gravedad de accidentes.
El transporte tiene una gran importancia desde el punto de vista económica principalmente por
que aumenta la cantidad de bienes y servicios, los hace mas barato y aumenta su calidad.
Desde el punto de vista social y político el transporte reviste también gran importancia por que
es un factor de difusión cultural y de unificación nacional. La planeación consiste en hacer las
consideraciones conducentes a determinar si conviene o no conviene construir un camino.
La planificación tiene como meta el mejoramiento de la situación económica, el desarrollo de
más oportunidades de trabajo y el mejoramiento de la calidad de vidas.
Así mismo la ingeniería de transito es la rama de la ingeniería que estudia la forma de dar al
usuario una circulación segura y eficiente tanto para la forma peatones como vehículos por las
vías terrestres y es la llamada a contribuir a solucionar estos problemas mediante acciones
coordinadas que tomen en cuenta los impactos económicos, sociales y ambientales. Por tal
razón la realización de los inventarios de los medios de transporte se pueden realizar para los
datos sobre el volumen de Tráfico y las características de las redes viales y son necesarios
para comprobar la información que se utiliza en el modela de transporte.
A nivel general las carreteras de Nicaragua fueron construidas con especificaciones modestas y
de bajo costo lo cual ha provocado que se deterioren en poco tiempo. Esto trajo como
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consecuencia la aplicación de políticas de priorización en cuanto a mantenimiento y mejores
controles de calidad en la ejecución de los proyectos viales.
Toda la problemática anterior se evitaría si se dotaran a nuestras carreteras de especificaciones
que respondan a las demandas de tráfico actuales y proyecciones futuras.
Los rangos de las características fisiogeométricas de las carreteras pavimentadas del país se
detallan a continuación:
CARACTERÍSTICAS RANGO
Ancho de corona: 6 – 10 mt
Ancho de pavimento: 6 –7.3 mt
Derecho de via : 20 – 40 mt
Bombeo: 2 – 3 mt
Velocidad de diseño: 60 - 80 Kmp
Pendiente máxima: 3 - 8 %
Pendiente ponderada: 0.5 – 4.5 %
Carga de puente: HS 15 – 44, HS –20 –44,HS 20- 44 +
25%
Extensión de la red vial
La red vial de Nicaragua ha estado ligada al desarrollo económico del país. Desde 1939, año en
que se dieron los primeros pasos para la construcción de la carretera panamericana, el ascenso
de la red vial ha obedecido a la necesidad de explotar zonas o polos de desarrollo que a su vez
necesitan de la existencia de tan importante medio para lograr los objetivos propuestos.
Actualmente la Red Vial Nacional está constituida por:
18,418 kms de carretera
163 kms son adoquinados (0.9%)
2,018 kms asfaltados (11%)
2,764 kms caminos revestidos (15%)
5,981 kms camino de todo tiempo (32.5%)
7,491 kms de estación seca (40.7 %).
En los últimos años se presta una mayor atención al movimiento fluido de los vehículos de
transporte público y se tiende a compartir los automóviles. Son objetivos que están
alcanzándose de diversas formas. Hay carriles para la utilización exclusiva del autobús y, en
algunas ciudades, para automóviles con más de un ocupante; las calles del centro de la ciudad
pueden reservarse sólo a autobuses o a determinados tipos de vehículos. También se usan
sistemas de señales de tráfico que detectan y dan preferencia a los autobuses. El uso general
de las autopistas se restringe mediante las autopistas de peaje para reducir la contaminación
atmosférica y la circulación.
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1. Introducción
El objetivo de los estudios de tráfico es el de obtener a través de métodos sistemáticos de
colecta de datos, datos relativos a los elementos fundamentales del tráfico (Hombre
(conductor y peatón), vehículo y vía, aunque hoy en día se debe tomar en consideración el
entorno ambiental y su interrelación.
Por medio de los estudios de tráfico es posible conocer el número de vehículos que circulan por
una vía en un determinado período, sus interacciones, las zonas de estacionamiento, los sitios
de incidencia de accidentes, permiten el cálculo de la Capacidad y Niveles de Servicio de las
vías y en consecuencia la recomendaciones de los medios constructivos que permitan la
mejoría de la circulación vehicular y de la operativa de la vía.
A través de investigaciones se pueden conocer los diferentes orígenes y destinos desde donde
se originan los vehículos, haciendo posible la determinación de las líneas de deseos de viajes
de losa pasajeros y las mercancías. En conjunto con las investigaciones de campo, que
proporcionan los datos sobre el tráfico actual y a través del conocimiento de la forma de
generación y/o atracción de ese tráfico, se obtienen los pronósticos de las necesidades de
circulación en el futuro, dato fundamental para la planificación de la red de vías.
Los datos de tráfico obtenidos generalmente durante la etapa de la Planificación Sectorial y de
la ejecución de estudios de Factibilidades Técnicas, Económicas, ambientales y los Diseños
finales de una carretera o vía, debido a su utilización en los análisis económicos. En los casos
en que el proyecto final de Ingeniería no fue precedido de estudios de Factibilidad o porque su
plazo de diseño fue demasiado corto, la obtención de los datos de tráfico pueden ser
restringidas a los siguientes aspectos:
Elaboración de Flujogramas de Intersección; indicándose los volúmenes de tráfico por
tipo de vehículo, mostrándose los volúmenes por giro.
Cuantificar los ejes de repetición o ejes equivalentes, para la determinación del paquete
estructural de la carretera.
Verificación mediante estudios de Capacidades y Niveles de Servicio, de la eficiencia y
compatibilidad del diseño de la sección típica con el nivel de servicio que se está
estableciendo para iniciar la operación de la vía y su decrecimiento en el tiempo de vida
útil.
En resumen los estudios de tráfico se constituyen en el instrumento de que se
sirve a la ingeniería de Tráfico para cumplir con sus objetivos, definidos como la
planificación de la red viaria y la circulación del tránsito vehicular por las
mismas, de cara a su empleo para la transportación de personas y mercancías de
forma eficiente, económicas y segura.
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De existir estudios de Factibilidad, la obtención de los datos en la fase de diseño podrán ser
únicamente para fines de actualización o comprobación de los datos levantados en la fase de
factibilidad.
En los casos de proyectos de mejoramiento o rehabilitación de carreteras existentes, con miras
a mejorar la capacidad vial, los estudios de tráfico deberán ser iguales a los realizados en la
etapa de factibilidad.
La red vial actualmente no tiene un estándar de seguridad vial adecuado, debido al rápido
crecimiento de la flota vehicular y la mezcla del tráfico entre vehículos, peatones y animales. Es
deber de los planificadores de transporte estudiar el comportamiento del tránsito y aplicar
criterios de diseños adecuados a nuestra realidad.
Nicaragua carece de recursos suficientes para conservar y mantener en buen estado el buen
funcionamiento de una red vial integral acorde con las necesidades, planes de desarrollo y
progreso del país. Las asignaciones financieras que el gobierno destina para el mantenimiento
y conservación de caminos provienen de la recaudación de los impuesto y por lo general son
ilimitados e insuficientes para que las autoridades encargadas de la gestión vial cumplan con
las expectativas de proveer vías transitables por los usuarios con bajos costos de operación.
Ante tal situación y con el convencimiento de que la tarea de hoy es dar el mantenimiento
sostenido a la infraestructura vial a fin de preservar las inversiones realizadas con anterioridad.
El estudio de transito y el inventario vial son un paso preliminar y una herramienta muy
importante para la toma de decisiones .
El objetivo de estos estudios es proveer a la administración vial de una completa, actualizada y
exacta información en atención a la ubicación, descripción física y geométrica de los caminos y
carreteras que integran nuestra red vial, así mismo una información actualizadas de las obras
físicas de drenaje mayor y menor, permitiendo de esta forma la selección y priorización de
ayuda para un planeamiento futuro con la disponibilidad económica y las necesidades de
progreso y desarrollo de nuestro país.
2. Definiciones
El Proyecto Geométrico de calles y carreteras, es el proceso de correlación entre sus elementos
físicos y las características de operación de los vehículos, mediante el uso de las matemáticas,
la física y la geometría. En este sentido, vialidad queda definida geométricamente por el
proyecto de su eje en planta (alineamiento horizontal) y en perfil (alineamiento vertical), y por el
proyecto de su sección transversal.
Algunas expresiones utilizadas en estudios de tráfico, carecen de una definición precisa, estas
definiciones fueron elaboradas para un pequeño grupo de términos empleados en los estudios
de tráfico.
Ingeniería de Transporte: Es la aplicación de los principios tecnológicos y científicos a la
planeación, al proyecto funcional, a la operación y a la administración de las diversas partes de
cualquier modo de transporte, con el fin de proveer la movilización de personas y mercancías
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de una manera segura, rápida, confortable, conveniente, económica y compatible con el medio
ambiente.
Ingeniería de Tránsito: Es aquella fase de la ingeniería de transporte que tiene que ver con la
planeación, el proyecto geométrico y la operación del tránsito por calles y carreteras, sus redes,
terminales, tierras adyacentes y su relación con otros modos de transporte. Es decir que la
Ingeniería de Tránsito es un subconjunto de la Ingeniería de Transporte, y a su vez el Proyecto
Geométrico es una etapa de la Ingeniería de Tránsito.
Carriles de Transito: La parte de la carretera asignada al movimiento de los vehículos.
Capacidad: Es el número máximo de vehículos que pueden pasar por un determinado espacio
de una vía durante un período de tiempo, bajo las condiciones reales predominantes de vía y
tráfico.
Curvas Horizontales: Son aquellas que se utilizan como acuerdo entre dos alineaciones
rectas, con el objetivo de suavizar las deflexiones en las alineaciones de los ejes de la
carretera.
Curvas Verticales: Las curvas verticales serán parábolas de eje vertical y están definidas por
su longitud y por la diferencia algebraica de las pendientes de las tangentes verticales que
unen. Las curvas verticales son las que se utilizan para servir de acuerdo entre la rasante de
distintas pendientes en los ferrocarriles, carreteras y otros caminos. Tiene como objetivo
suavizar el cambio en el movimiento vertical, es decir, que en su longitud se efectúe el paso
gradual de la pendiente de la tangente de entrada a la de la tangente de salida. Casi siempre se
usan arcos parabólicos, en vez de arcos circulares como en las curvas horizontales.
Densidad: Es el número de vehículos que ocupan una unidad de longitud de carretera
en un instante dado. Por lo general se expresa en vehículos por kilómetro.
Derecho de Vía: Es la superficie de terreno cuyas dimensiones fija el MTI, que se requiere para
la construcción, reconstrucción, ampliación, protección y en general para el uso adecuado de
una vía de comunicación y/o de sus servicios auxiliares. Este se mide de cerca de cerca de la
via, y se hace cambios de sección si se nota una variación de 1 mt.
Espaciamiento: Distancia entre dos vehículos sucesivos.
Factor de Hora Pico (FHP): Es el volumen de la hora de máxima demanda horaria, dividido
entre el flujo de 15.0 min. de la hora de máxima demanda.
Intervalo de Tiempo: Es el tiempo transcurrido entre el paso de dos vehículos sucesivos, por
un punto determinado.
Pendiente: Es la relación entre el desnivel y la distancia horizontal que hay entre dos puntos.
Superficie de Rodamiento: La capa superior de la estructura de un pavimento diseñada para
soportar las cargas de tránsito y resistir el deslizamiento de los vehículos y la brasión que
ellos producen, así como el intemperismo.
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Tiempo de Viaje: Período de tiempo durante el cual un vehículo recorre un determinado
espacio de vía, e incluye los tiempos de parada.
Transito promedio diario anual ( TPDA) : Consiste en convertir los valores de los conteos
realizados durante periodos de tiempo limitados a valores característicos y representativos del
ciclo anual. Dicho de otra manera es el numero de vehículos que pasan por un lugar dado
durante un año, dividido entre el numero de días.
Velocidad: Es la relación existente entre el espacio recorrido por un vehículo “d” y el tiempo en
recorrerlo “t”, entonces:
Velocidad Directriz: o Velocidad de Proyecto: Es la velocidad seleccionada para fines de
proyecto, de la cual se derivan los valores mínimos de determinadas características físicas y
geométricas de la carretera. Normalmente es la velocidad con que un vehículo puede ser
recorrido un trecho de vía con seguridad, cuando el vehículo estuviese sometido a las
condiciones geométricas de la carretera.
Velocidad de Flujo Libre: Es la velocidad media de los vehículos cuando presentan
volúmenes bajos de tráfico, y no hay imposición de restricciones de sus velocidades, ni por
interrupción vehiculares ni por regulaciones del tráfico.
Velocidad Instantánea: Velocidad de un vehículo en un instante determinado, correspondiente
a un trecho de vía, cuya longitud tiende a cero.
Velocidad Media de Recorrido: Velocidad en un trecho de vía, determinada por la razón de la
longitud del trecho, por el tiempo medio utilizado para recorrerlo, incluyendo solamente los
tiempos en que los vehículos están en movimiento.
Velocidad media de Viaje: Es la velocidad en un trecho de vía determinada por la razón de la
longitud del trecho, por el tiempo medio gastado en recorrerlo, incluyendo los tiempos en que
los vehículos están detenidos.
Velocidad de Operación: Es la velocidad mas alta con que el vehículo puede recorrer una vía
atendiendo las limitaciones impuestas por el tráfico, bajo las condiciones favorables de tiempo.
No puede exceder la velocidad de proyecto.
Velocidad Puntual: Velocidad instantánea de un vehículo cuando pasa por un punto
determinado o sección de vía.
Tráfico Promedio Diario Anual (TPDA): Es el tráfico medio que recorre la vía por un día
durante un cierto período de tiempo, que generalmente es un año, una semana, un mes.
Volumen de Tráfico: Número de vehículos que pasan por una sección de vía o un carril
durante una unidad de tiempo. Puede ser una hora, día, una semana un mes o un año.
Trigésimo Volumen Horario Más Alto: El volumen horario que es excedido sólo por 29
volúmenes horarios durante un año dado.
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Volumen Horario de Diseño (VHD): Es el volumen horario futuro utilizado para diseño. Por lo
general se usa el trigésimo volumen horario más alto para el año futuro de diseño.
Relación entre el Volumen Horario de Diseño (VHD) y el Volumen Medio Diario
(VMD): El volumen horario de diseño se expresa a menudo como un porcentaje del
volumen medio diario. El rango normal está entre un 10 % y un 18 % para ambos sentidos, y
un 16% a un 24% para un solo sentido.
Distribución Direccional: Es el volumen durante una hora en particular en el
sentido predominante expresado como un porcentaje del volumen en ambos sentidos
durante la misma hora.
Composición del Tránsito: Vehículos pesados o de transporte público expresados
(excluyendo vehículos livianos, con una relación peso/potencia similar a vehículos
privados) como un porcentaje del volumen horario de diseño.
3. Elementos de la ingeniería de Tránsito
La Ingeniería de Transito es una rama de la ingeniería que estudia los elementos del tránsito,
tiene que ver con la planeación, el proyecto geométrico, carreteras y calles. Estos elementos
hacen que se produzcan los flujos de transito y que por lo tanto interactúen entre si, estos
elementos son los siguientes:
3.1 El peatón
Se puede considerar como peatón potencial a la población en general, también puede decirse
que el número de peatones equivale casi equitativamente en un país al censo de la población.
Es cualquier ser humano o persona que circula por la vía pública y que no conduce vehículos,
incluyendo a niños y discapacitados. Es importante evaluar la presencia de los peatones en las
inmediaciones de las intersecciones y tramos de vía, utilizadas generalmente por éstos para
cruzar.
En algunos casos donde se presentan elevados volúmenes peatonales y serios conflictos
peatón - vehículo, puede ser necesario construir pasos peatonales a desnivel o implementar
medidas específicas para garantizar la seguridad de las personas que circulan a pie facilitando
su circulación, como lo es la implementación del paso peatonal regulado por un semáforo. Para
fines del análisis de programación de los semáforos comúnmente se considera una velocidad
de marcha de los peatones de 1,2 a 1,5 m/s y un tiempo de reacción de 5,0 a 7,0 segundos.
Los diseños de los planes semafóricos se realizan de acuerdo con la demanda vehicular y
peatonal en cada una de las intersecciones a lo largo del día, garantizando la seguridad de los
peatones al cruzar la vía.
Por ser el más vulnerable dentro de los elementos de tráfico, es indispensable tomar en
consideración todas las medidas de seguridad en un diseño vial. Por Ejemplo: El diseño De
barandillas en los puentes, la señalización, cruce peatonal, etc.
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3.2 El Conductor
Toda persona natural que conduce un vehículo del tipo para que esta autorizada, de
conformidad a la licencia de conducir. Es importante conocer las principales características de
los conductores para lograr un buen proyecto y una operación eficaz del sistema del transporte,
sobre todo en lo relacionado con su interacción con el vehículo y el resto del tránsito.
Un conductor se enfrenta a múltiples decisiones en un recorrido dado, las cuales son tomadas
con base en su experiencia en situaciones similares y la influencia de una serie de factores
externos, de cierta variabilidad, como la presencia de otros vehículos y las condiciones
climatológicas y en general al entorno.
El conductor requiere de una serie de condiciones físicas para realizar la acción de conducir
entre estas tenemos: condiciones ópticas, sensaciones acústicas, odoríficas y musculares.
La información que percibe un conductor influye en su tiempo de reacción. En general, el
tiempo de reacción aumenta con la complejidad de la decisión que se debe tomar y la
información recibida. Cuando se espera o se prevé un suceso, el tiempo de reacción es menor
que ante una situación súbita e inesperada.
Para el caso de una reacción súbita e inesperada, el tiempo de reacción de los conductores
puede variar de 1 a 4,5 segundos. Mientras mayor sea el tiempo de reacción mayor será la
probabilidad de cometer un error en la conducción de un vehículo. La respuesta de los
conductores es muy variable y éstos se toman más tiempo cuando las decisiones son
complejas o cuando se enfrentan a situaciones inesperadas.
Los tiempos de percepción-reacción de los conductores generalmente aumentan con los
siguientes factores:
• Fatiga
• Enfermedades o deficiencias físicas
• El alcohol y las drogas
• Estado emocional
• El clima
• Época del año
• Edad
• Condiciones del tiempo
• Altura sobre el nivel del mar
• El cambio del día a la noche y viceversa.
Cuando una persona ha consumido substancias alcohólicas o drogas antes de conducir un
vehículo comúnmente no se percata que su tiempo de percepción-reacción aumenta a más tres
veces el correspondiente a una condición normal. Ésta es una de las razones por las que se
incrementa significativamente la probabilidad de accidentes viales. La velocidad de circulación
reduce el ángulo visual, restringe la visión periférica y limita el tiempo disponible para que un
conductor reciba y procese información. El campo de visión aguda o clara, en el cual se pueden
leer adecuadamente los textos en una señal vial, varía normalmente de 3 a 5 grados en el
sentido vertical, con respecto a la línea central de los ojos.
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14
Para efectos de reconocimiento de formas y colores, el campo de visión aumenta entre 10 y 12
grados. El campo de la visión periférica varía entre 120 y 180 grados para la mayor parte de las
personas, aunque esta última variable depende de la velocidad.
Por las anteriores razones es importante reducir la saturación de información al conductor, y así
minimizar la posibilidad de errores de su parte, pero al mismo tiempo se debe proporcionar la
información suficiente para auxiliarlo a guiar correctamente su vehículo.
3.2.2 Visión
El órgano visual se asemeja mucho a una cámara fotográfica. De la facultad de enfocar
depende el reaccionar, significa que el mensaje es enviado del ojo al cerebro y este ordena el
movimiento a los músculos para accionar.
Los defectos más comunes son: miopía, presbicia, astigmatismo y estrabismo, todos estos se
pueden corregir con uso de lentes.
El Daltonismo es la dificultad de distinguir ciertos colores y en grado crítico no distinguen
ningún color. Por lo que se llego al cuerdo para que la luz de la parte superior fuera roja y de
esta manera evitar accidentes.
La visión normal abarca un ángulo de 180 grados.
Los detalles se identifican absolutamente en un ángulo más cerrado, llamado ángulo central de
visión periférica que varia entre 120 y 160 grados.
También hay personas que padecen de visión de túnel, consiste en que no distinguen
absolutamente nada fuera de cierto cono de visión. Si la visión de túnel es menor de 140 no
debe manejar.
Algo semejante a la visión de túnel les ocurre a todos los conductores a alta velocidad.
3.2.3 Reacciones Física y Psicológica
Hay dos tipos de reacciones en el individuo:
La reacción condicionada, es cuando el conductor ha desarrollado ciertos hábitos o
habilidades, el conductor de un vehiculo reacciona de acuerdo con los hábitos buenos o malos
que se ha formado. Por lo general el hábito o la experiencia que ha adquirido el usuario, es la
mejor defensa contra los accidentes.
La reacción psicológica, en cambio es un proceso intelectual que culmina, en un juicio. Se
trata de estímulos que son percibidos y enviados al cerebro. Después de obtener una reacción
se llega a una decisión para actuar. Son reacciones intelectuales del individuo pero están
afectadas por las emociones y otras causas que pueden modificar las facultades del mismo.
Existe un tiempo mínimo de reacción en estos procesos. Este tiempo de reacción es el que
corresponde al Estimulo Simple. No a una situación complicada, si no a una situación sencilla
cuando existe un estimulo único.
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Se llama es este caso, estimulo a cualquier emergencia que se presenta a n la carretera o en la
calle. Por ejemplo:
Un peatón que cruza la calle, un animal, cualquier obstáculo, etc. Es el estímulo que percibe el
usuario y que lo anima a cruzar.
El tiempo mínimo de reacción que se ha encontrado en el promedio de los individuos cuando el
vehiculo no esta en movimiento, es de 0.25 ; este es el tiempo que tarda un conductor que esta
parado en espera del cambio de luz del semáforo, para reaccionar y coloque velocidad.
Factores que pueden modificar las facultades del individuo en el tiempo de reacción son los
siguientes:
La fatiga
Las enfermedades
El clima
Las condiciones del tiempo
El alcohol y las drogas
Su estado emocional
La época del ano
La altura sobre el nivel del mar
El cambio del día a la noche y viceversa.
3.3 Vehículo
Es todo aparato que circule por la vía pública, excepto los comprendidos en la definición de
peatón.
Estos por su naturaleza se dividen en tres grandes grupos:
a) Tracción Animal: movidos por animales de tiro, silla o cualquier clase, tales como coche, o
carreta.
b) Tracción Humana: Los que se impulsan por fuerza muscular del hombre, como carretillas o
carretones de mano, bicicletas Velocípedos.
c) Tracción Mecánica: Los movidos por cualquier fuerza motriz, provengan o no de acción
exterior, tales como: automóviles, camiones, buses y motos.
3.3.1 Vehículos representativos
En general, se establecen vehículos representativos de cada categoría principal, a los cuales se
les denomina vehículos de proyecto. Estos vehículos tienen el peso, las dimensiones y las
características de operación utilizadas para fijar las variables de control para el proyecto de la
infraestructura vial, de tal manera que representen a todos los vehículos de la categoría
respectiva. En cuanto a las categorías básicas de vehículos, la principal división utilizada es la
de automóviles (o vehículos ligeros), buses (o transporte público) y camiones (o vehículos
pesados).
La primera clasificación incluye a los vehículos compactos, así como a todos los vehículos
ligeros y las camionetas. Los buses están representados como los que son utilizados para el
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transporte de pasajeros y la categoría identificada como camiones abarca a las unidades
utilizadas para transportar carga.
En el caso de los camiones, las altas relaciones peso/potencia se traducen en las condiciones
más desfavorables de operación y generalmente se presentan en los vehículos sobrecargados
que exceden los límites legales de peso. La presencia de vehículos con diferentes capacidades
de aceleración en el tránsito mixto es una condición frecuente que no permite un manejo
eficiente de la infraestructura vial. Estos problemas se perciben más claramente en las
intersecciones semaforizadas con alta proporción de vehículos pesados en el tránsito y en
tramos con pendiente longitudinal positiva.
En general, se establecen vehículos representativos de cada categoría principal, a los cuales se
les denomina vehículos de proyecto. Estos vehículos tienen el peso, las dimensiones y las
características de operación utilizadas para fijar las variables de control para el proyecto de la
infraestructura vial, de tal manera que representen a todos los vehículos de la categoría
respectiva.
En cuanto a las categorías básicas de vehículos, la principal división utilizada es la de
automóviles (o vehículos ligeros), buses (o transporte público) y camiones (o vehículos
pesados). La primera clasificación incluye a los vehículos compactos, así como a todos los
vehículos ligeros y las camionetas. Los buses están representados como los que son utilizados
para el transporte de pasajeros y la categoría identificada como camiones abarca a las
unidades utilizadas para transportar carga.
En el caso de los camiones, las altas relaciones peso/potencia se traducen en las condiciones
más desfavorables de operación y generalmente se presentan en los vehículos sobrecargados
que exceden los límites legales de peso. La presencia de vehículos con diferentes capacidades
de aceleración en el tránsito mixto es una condición frecuente que no permite un manejo
eficiente de la infraestructura vial. Estos problemas se perciben más claramente en las
intersecciones semaforizadas con alta proporción de vehículos pesados en el tránsito y en
tramos con pendiente longitudinal positiva.
Como veremos más adelante todos tienen su clasificación, en el caso de Nicaragua, el MTi ha
codificado los pesados de carga.
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* Fuente Ministerio de Transporte e Infraestructura
3.4 La Vía
Se considera Vía o Red Vial, a toda superficie terrestre, pública o privada, por donde circulan
peatones y vehículos, que está señalizada y bajo jurisdicción de las autoridades nacionales y/o
municipales, responsables de la aplicación de las leyes de tránsito. Los elementos principales,
podrán estar diseñados en forma de autopistas, semiautopistas, rutas nacionales o provinciales,
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18
caminos vecinales, avenidas, calles, veredas y plazas de zona urbana y rural. Se incluyen
también, elementos secundarios, como son: Los puentes, las rotondas, las plazas públicas, y
todo tipo de construcción vial, que utilicemos las personas o vehículos para circular.
3.4.1 Definiciones
Acera: La orilla de la calle o de otra vía pública, generalmente urbana, sita junto al parámetro
de las casas o a la baranda de los puentes y destinada para el tránsito de peatones.
Avenida: Vía pública de una zona urbana de más de un carril por mano. La característica de
las avenidas, es su ancho mayor que las calles.
Bocacalle: Entrada o embocadura de alguna calle. Corresponde al nacimiento de una calle,
generalmente numeradas, figurando siempre los números impares en la vereda derecha, y los
impares en la vereda izquierda, teniendo en cuenta como crece la numeración, desde la
bocacalle con el número 1, hasta que finaliza la misma.
Calle: Acera más calzada; espacio afectado a la vía pública y sus instalaciones anexas;
comprendido entre líneas municipales de propiedades frentistas o espacios públicos en áreas
urbanizadas.
Calzada: Parte de la vía pública destinada al tránsito de vehículos.
Parada: Lugar señalado para ascenso y descenso de pasajeros, de automotores del servicio
público.
Senda peatonal: La prolongación longitudinal de la acera sobre la calzada, esté delimitada o no
y el espacio demarcado en la calzadas, destinado al cruce peatonal.
Separador de transito: Obra o espacio vial destinado a otorgar mayor seguridad a la
circulación y distribución del desplazamiento vehicular.
3.4.2 Otros términos
Ciclista: Otro elemento importante que de alguna manera, debe desplazarse de un lugar a otro,
sobre facilidades exclusivas o mezclado con el transito peatonal o vehicular. Con el crecimiento
poblacional y el aumento de la contaminación ambiental debido a los vehículos automotores,
son necesarios medios no motorizados. Para que esto se logre las Ciclovías y los carriles
para ciclistas deberán llenar todos los requisitos necesarios en su diseño y operación, de tal
manera que su vulnerabilidad sea la más mínima posible. La ciclovía es el nombre genérico
dado a ala infraestructura pública u otra área destinada de forma exclusiva para la circulación
de bicicletas. Los criterios de diseño, son algo similares a los de las calles y carreteras, pero
gobernadas por las características de las bicicletas.
Las consideraciones de diseño para que se consideren seguras incluyen:
El ancho de la vía
La velocidad del proyecto.
El alineamiento: horizontal, vertical.
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Por el contrario un carril para bicicleta es aquella parte de la carretera o calle específicamente
reservada también para el uso exclusivo o preferencial de los ciclistas.
Los carriles para bicicletas pueden delimitarse con franjas, señaladas o marcas en el
pavimento. Estos carriles siempre deben seguir el mismo sentido del tránsito.
Ventajas que justifican el uso de la bicicleta
Disminución de la contaminación atmosférica
Disminución de la congestión vehicular
Ahorro de costos de transporte
N se congestiona, el tiempo de desplazamiento
Ecológicamente sostenible.
No se requiere de la construcción de infraestructura costosa.
4. Distancia Mínima de frenado
La distancia total para detener un vehículo llamada distancia de Parada Dp, depende de los
tiempos de Percepción, de Reacción y de Frenado.
Se expresa como:
Dp= dp+dr+df
dp = distancia recorrida durante el tiempo de percepción.
dr = distancia recorrida durante el tiempo de reacción.
df = distancia recorrida durante el tiempo de frenado.
La distancia recorrida durante los tiempos de percepción y reacción ( dp+dr = dpr). Se lleva
cabo mediante el proceso denominado PIEV (Percepción, Intelección, Emoción, Volición), que
describe los cuatro componentes de la reacción en respuesta un estímulo exterior:
1. Percepción
Impresión material producida en los sentidos por un estímulo exterior. Es una recepción
sensorial de información; se percibe la situación. Para un conductor, es el intervalo de tiempo
comprendido entre la aparición del objeto exterior y su reconocimiento a través de una
sensación visual.
2. Intelección
Acto de entender o concebir, se entiende la situación. Es el tiempo requerido para comparar y
registrar las nuevas sensaciones.
3. Emoción
Agitación del ánimo producto de la percepción y el entendimiento de la situación. Durante este
tiempo el conductor utiliza el juicio y la experiencia para tomar una actitud o llegar a una
decisión.
4. Volición
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Acto por el cual la voluntad determina hacer algo. Es el tiempo necesario para llevar a la acción
la decisión tomada.
Los diferentes componentes para el cálculo de la distancia de parad Dp, Aparecen
esquematizados en la siguiente figura:
Distancia para detener un vehículo
Dependiendo de la complejidad del problema y de las características del conductor, el tiempo
de percepción – reacción tpr, o tiempo durante el PIEV, TPIEV, varía entre 0.5 y 4.0 segundos.
Según la AASTO 13, tanto en estudios anteriores como en investigaciones recientes, muestra
que en un tiempo de percepción reacción de 2.5 segundos para situaciones de distancias de
paradas, ante presencia de obstáculos, quedan incluidas las características de la mayoría de
los conductores. Por lo tanto, el uso de un tiempo de percepción reacción de 2.5 segundos,
excede el percentil (página 26 del libro de estadística para ingenieros) 90 de los tiempos de
percepción – reacción de todos los conductores, y por consiguiente se recomienda para fines
de proyecto. Durante este tiempo se considera que la velocidad del vehículo Vo, se mantiene
constante, pues su variación es muy pequeña. Por lo tanto, la distancia de percepción –
reacción dpr, para movimiento uniforme, en general se expresa como:
dpr = V0 (tpr)
Que para el caso de distancia de parada, ante obstáculos, se convierte en:
dpr = V0 (t PIEV)
Reemplazando a t PIEV por 2.5 segundos, para la velocidad V0 en kilómetros por hora y la
distancia dpr en metros, se tiene:
V0 (km/h)(2.5 s)(1000m/1 km)(1 h/3600 s) = 0.694 Vo
Posición inicial:
Percibe la situación
Aplica los
frenos
Posición final:
Para o continúa
Vo Vo Vf
F
P
dp + dr df
Dp
F1
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La distancia de frenado df, depende de muchos factores: la fricción entre llantas y pavimento; el
peso del vehículo; el número de ejes; el tipo de pavimento; etc. Sin embargo, estableciendo
ciertas condiciones, es posible calculas dicha distancia. La potencia de frenado del vehículo y la
fricción longitudinal de las llantas y el pavimento, controlan su capacidad para disminuir la
velocidad o parar. Un vehículo que se aproxima a un ALTO con el motor desengranado y sin la
aplicación de los frenos, es desacelerado solamente por la resistencia al rodamiento y la
resistencia del aire.
Cuando la anterior maniobra es realizada por el vehículo con el motor engranado, la
desaceleración se lleva a cabo con la resistencia al rodamiento, la resistencia del aire y la
resistencia del motor. Ensayos hechos para medir la desaceleración con el vehículo engranado
y sin la aplicación de los frenos, indican que ella varía de 3.5 km / h / s a 1.4 km / h / s, para
velocidades comprendidas entre 110 km / h y 30 km / h, respectivamente. Adicionalmente, si se
aplican los frenos, aparece una cuarta resistencia, denominada resistencia por fricción de
frenado. En el caso de que los frenos sean aplicados súbitamente, las llantas quedaran
bloqueadas o inmovilizadas y el vehículo derrapara. La longitud de las huellas dejadas por las
llantas sobre el pavimento, permitirá conocer la velocidad que traía el vehículo al inicio del
derramamiento.
Por lo tanto, la distancia de frenado df, es recorrida por el vehículo en movimiento
uniformemente desacelerado, y puede ser calculada a partir de la acción mecánica de pisar los
frenos en una superficie horizontal, despreciando las resistencias al rodamiento, del aire y el
motor En la siguiente figura ilustra la relación que existe entre la velocidad, el tiempo y la
distancia, en movimiento uniformemente desacelerado.
Esta demostración según al y Mayor La ecuación de la recta es igual a
V = V0 - at
Donde :
v = Velocidad después de un tiempo
v0 = Velocidad en el momento de aplicar los frenos
a = tasa de desaceleración
Si al final del frenado se tiene una velocidad vf, entonces V = V0 - at:
El área bajo la recta representa la distancia de frenado, esto es:
df = vf t + 1/2(V0 - Vf)
Finalmente,
df = V0 (tpr) + V2
0
254 (f1 ± p)
Donde tpr representa el tiempo de percepción - reacción de la situación específica analizada
Para fines de proyectos pueden tomarse estos coeficientes de fricción. Para condiciones
de pavimento mojado y sin pendiente se pueden considerar estas
Velocidad
de
Percepción reacción Coeficiente
de fricción
Distancia
de
Distancia de parada
Dp (metros)
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proyecto Tiempo Distancia longitudinal frenado
km /h t pr (s) d (pr) m f1 df (m) calculada proyecto
30 2.5 20.8 0.400 8.9 29.7 30
40 2.5 27.8 0.380 16.6 44.4 45
50 2.5 34.7 0.360 27.3 62 60
60 2.5 41.6 0.340 41.7 83.3 85
70 2.5 48.6 0.325 59.4 108 110
80 2.5 55.5 0.310 81.3 136.8 135
90 2.5 62.5 0.305 104.6 167.1 165
100 2.5 69.4 0.300 131.2 200.6 200
110 2.5 76.3 0.295 161.5 237.8 240
120 2.5 83.3 0.290 195.5 278.8 280
5. Volúmenes de tránsito
Se define como volumen de transito, como el número de vehículos que pasan por un punto o
sección transversal dado, durante un periodo de tiempo y se expresa como: Q= N/T donde,
Q: es el número de vehículos que pasan por unidad de tiempo
N: es el número de vehículos que pasan
T: es el periodo determinado (Unidad de tiempo).
Dependiendo de la duración del lapso de tiempo se tienen los siguientes volúmenes de transito:
Transito Anual
Transito mensual
Transito semanal
Transito diario
Transito horario
TQ (Inferior a una hora)
Transito Promedio Diario (TPD): se define como el numero de vehículos que pasan durante un
periodo dado (en días completos) igual o menor que un año y mayores que un día, dividido por
el numero de días del periodo. De manera general este se expresa como:
TPD = N/(T) ; 1 dia < T < 1 año
N: representa el numero de vehiculos que pasan durante T dias. De acuerdo al numero de dias
del periodo, se representan los siguientes volumenes de transito promedio diario, dados en
vehiculos por dia.
Transito Promedio Diario Anual (TPDA): TPDA = TA/365
Transito Promedio Diario Mensual (TPDM) : PTDM = TM/30
Transito Promedio Diario Semanal (TPDS): TPDS = TS/7
Los medios físicos y estáticos del transito tales como las carreteras, calles, intersecciones entre
otros. Están sujetos a ser solicitados y cargados por volúmenes de transito. Las distribuciones
temporales de los volúmenes de transito son el producto de los estilos y formas de vida que
hacen que la gente sigan determinando patrones de viaje basados en el tiempo, realzando sus
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desplazamientos en ciertas épocas del año y en determinados días de la semana e incluso a
horas especificas de la misma.
Al proyectar la construcción de una carretera o calle, la selección del tipo de vialidad, las
intersecciones y los servicios dependen fundamentalmente del volumen de transito o demanda
que circulara durante un intervalo de tiempo dado, de su variación, de su tasa de crecimiento y
de su composición.
El volumen de tráfico y su comportamiento son los que definen los alcances y las demandas de
un proyecto vial, por lo que se debe dar importancia a la determinación del volumen de tránsito,
los tipos de vehículos, el comportamiento de éstos y sus formas de operación, como así
también a las características socioeconómicas de los usuarios, a las características particulares
de los vehículos y a las formas de explotación de los mismos. Las estimaciones de las
cantidades y características del tráfico se logran sobre la base de las características
topográficas de los tramos de carretera, de la geometría de la vía, de las condiciones del flujo
vehicular, y de la circulación vial y peatonal la carretera en estudio.
Para la determinación y proyección del volumen de tráfico y los tipos de vehículos que circulan
por la vía en estudio, se pueden realizar análisis de la información existente en el Sistema
Nacional de Conteos Volumétricos de Tránsito (SNCVT), desarrollado por el Ministerio de
Transporte e Infraestructura (MTI). Debemos reconocer que El mejoramiento sostenido de la
economía nacional genera el incremento de la circulación vehicular en los diferentes corredores
del país.
También es necesario conocer la clasificación vehicular del MTI en función de los diagramas
de carga permisible, esta clasificación puede verse en la tabla siguiente:
Los errores que se comenten en la determinación de estos datos ocasionarán que la carretera o
calle funcione durante un periodo de proyecto, bien con volúmenes de transito muy inferiores a
aquellos para los que se proyecto, o mal con problemas de congestionamiento por volúmenes
de transito alto muy superiores a los proyectados.
Conteo o Aforo: en ingeniería de transito, la medición básica mas importante es el conteo o
aforo, ya sea de vehículos, ciclistas, pasajeros y/o peatones. Los conteos se realizan con el fin
de obtener estimaciones de:
Volumen
Tasa de flujo
Demanda
Capacidad
Estos cuatro parámetros se relacionan estrechamente entre si y se expresan en las mismas
unidades similares, sin embargo no significan lo mismo.
El volumen: es el numero de vehículos o personas que pasan por un punto durante un tiempo
especifico.
Tasa de flujo: es la frecuencia a la cual pasan vehículos durante un tiempo menor a una hora.
La demanda: es el número de vehículos que desean viajar y pasan por un punto en un tiempo
específico.
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Ing. Sergio Navarro Hudiel
24
La capacidad: es el numero máximo de vehículos que pueden pasar por un punto durante un
tiempo determinado.
En general los volúmenes pueden ser:
1. Tránsito anual (TA): Es el número total de vehículos que pasan durante un año. En este
caso T=1 año.
2. Tránsito mensual (TM): Es el número total de vehículos que pasan durante un mes. En este
caso T=1 mes.
3. Tránsito semanal (TS): Es el número total de vehículos que pasan durante una semana. En
este caso T=1 semana.
4. Tránsito diario (TD): Es el número total de vehículos que pasan durante un día. En este
caso T=1 día.
5. Tránsito horario (TH): Es el número total de vehículos que pasan durante una hora. En este
caso T=1 hora.
5.1 Volúmenes de Transito Horario
Con base en la hora seleccionada se definen los siguientes volúmenes de transito horario,
dados en vehículos por hora:
1. Volumen Horario Máximo Anual (VHMA): es el máximo volumen horario que ocurre en un
punto o sección de un carril o de una calzada durante un año determinado. Es la hora de mayor
volumen de las 8760 horas del año.
2. Volumen Horario de Máxima Demanda(VHMD): es el máximo numero de vehículos que
pasan por un punto o sección de un carril o de una calzada durante 60 minutos consecutivos.
3. Volumen Horario de Proyecto (VHP): es el volumen de transito horario que servirá de
base para determinar las características geométricas de la vía. Básicamente este se proyecta
como un volumen horario pronosticado.
5.2 Hora pico y sus variaciones
La hora pico es la hora máxima demanda vehicular , para una calle, puede llegar a ser repetitiva
durante varios días de la semana. Sin embargo, puede ser diferente de un tipo de calle a otro
para el mismo periodo máximo. Por lo que es necesario realizar la planeación de los controles
de transito tales como:
Prohibiciones de estaciones
Prohibiciones de ciertos movimientos de vueltas
Disposiciones de los tiempos de semáforos.
5.3 Factor de Hora de Máxima Demanda (FHMD) o Factor Pico Horario
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Se le llama así a la relación entre el volumen horario de máxima demanda (VHMD) y el volumen
máximo (Vmax) que se representa durante un periodo dado dentro de dicha hora, este se
representa a través de la ecuación:
FHMD = VHMD/(N * Vmax)
Donde,
N: es el número de periodos durante la hora de máxima demanda.
Los periodos dentro de la hora de máxima demanda pueden ser de 5,10 o 15 minutos,
utilizando este último con mayor frecuencia en cuyo caso de la hora de máxima demanda es
FMHD = VHMD/ (4 * V15 max)
Para el periodo de 5 minutos el factor de la hora de máxima demanda es FHMD = VHMD/ (12 *
V5 max)
El factor de la hora de máxima demanda es un indicador de las características del flujo de
transito en periodos máximos. Su mayor valor es la unidad, lo que significa i que existe una
distribución uniforme de flujos máximos durante toda la hora. Valores bastantes menores que la
unidad indican concentraciones de flujos máximos en periodos cortos dentro de la hora.
Es común estudiar esta variación que no es cíclica solo para las horas pico ni para todas las
vias urbanas. Las variaciones en la intensidad del tráfico durante la hora pico puede tener
valores bastante altos en algunas fracciones de la hora y relativamente bajos en otras. Este
comportamiento se cuantifica a través del factor pico horario. Este es un indicador de las
características del flujo de transito en periodos de máxima demanda. Teóricamente el Fph varía
entre 0.25 -1. Un fph de 1 indica un tráfico completamente uniforme en toda la hora pico.
Valores menores indican concentraciones de flujos máximos en periodos cortos dentro de la
hora.
En general este está alrededor de 0,85; este es un valor aproximado del 30 % del volumen total
de la hora pico.
El factor pico horario como se menciono anteriormente es el 30 % del volumen total de la hora
pico. Este factor es de vital importancia en el diseño de semáforos e intersecciones. Por
supuesto, la variación de este estará en función del tamaño de la ciudad, ya que cuanto menor
sea esta, menor será la duración del periodo pico.
Es importante mencionar la importancia de la nomenclatura de las horas picos ya que la
práctica común es a identificar esta en periodos de una hora cerrados ejemplo de 04:00-05:00,
05:00-06;00. Para efectos de ejemplo y por la cantidad de datos presentes trabajaremos en
periodos de cinco y quince minutos.
Ejemplo. Determine la hora pico para los siguientes valores.
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26
Hora Volumen (Q5) V15
12:00 12:05 102
314
12:05 12:10 104
12:10 12:15 108
12:15 12:20 152
476
12:20 12:25 158
12:25 12:30 166
12:30 12:35 171
550
12:35 12:40 187
12:40 12:45 192
12:45 12:50 206
693
12:50 12:55 223
12:55 13:00 264
13:00 13:05 327
825
13:05 13:10 291
13:10 13:15 207
13:15 13:20 146
363
13:20 13:25 112
13:25 13:30 105
Total 3221
Volumen Hora Pico 2544
V15 = 825
FPH = 0.77
V5 = 327
FPH = 0.65
El hecho de que el factor pico horario sea menor para intervalos de cinco minutos indica que el
flujo de paso es corto en periodos cortos. Existe un flujo más uniforme al estudiar periodos de
quince minutos.
Gráficamente puede apreciarse mejor el comportamiento vehicular.
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27
0
50
100
150
200
250
300
350
Volumen (Q5)
Determine el factor pico horario y cree los histogramas
Hora
Vol
Dia 1 Dia 2
07:00 - 07:05 81 50
07:05-07:10 58 50
07:10-07:15 58 42
07:15 – 07:20 122 27
07:20 – 07:25 97 63
07:25-07:30 83 63
07:30-07:35 114 63
07:35-07:40 78 49
07:40-07:45 78 49
07:45-07:50 78 38
07:50-07:55 63 38
07:55-08:00 93 38
08:00-08:05 112 38
08:05-08:10 89 123
08:10-08:15 51 160
08:15-08:20 28 102
08:20-08:25 28 74
08:25-08:30 55 25
Gráficamente los histogramas se aprecian en la siguiente tabla
Dia V5 V15 VTHP FPh Real V5
FPh Real
V15
I 122 302 1065 0.727 0.882
II 160 385 835 0.435 0.542
28. Universidad Nacional de Ingeniería (UNI - Norte)
Ing. Sergio Navarro Hudiel
28
07:15–07:20
07:20–07:25
07:25-07:30
07:30-07:35
07:35-07:40
07:40-07:45
07:45-07:50
07:50-07:55
07:55-08:00
08:00-08:05
08:05-08:10
08:10-08:15
08:15-08:20
08:20-08:25
08:25-08:30
Volumen de Vehiculos Dia 1
Volumen de Vehiculos
07:15–07:20
07:20–07:25
07:25-07:30
07:30-07:35
07:35-07:40
07:40-07:45
07:45-07:50
07:50-07:55
07:55-08:00
08:00-08:05
08:05-08:10
08:10-08:15
08:15-08:20
08:20-08:25
08:25-08:30
Volumen de Vehiculos Dia 2
Volumen de Vehiculos
29. Universidad Nacional de Ingeniería (UNI - Norte)
Ing. Sergio Navarro Hudiel
29
5. 3 Composición de los volúmenes de tránsito
La composición vehicular se mide en términos de porcentaje con respecto al volumen total por
ejemplo el porcentaje buses, camiones, etc. En los países de desarrollados con mayor grado
del parque automotor, los porcentajes de autobuses y camiones en los volúmenes de transito
son bajos. Caso contrario en los países poco desarrollados en los cuales este porcentaje es
mayor, el que a su ves constituye vehículos representativos usados como indicadores para
diseños de carreteras.
Observemos la siguiente tabla donde se muestra una clasificación realizada por una consultroa
Tipo de Vehículos
Malpaisillo – Los Zarzales
TPDA 2005 %
Vehículos de Pasajeros:
AP2 Autos 84 9.77
CJV2 Camionetas/Jeep/Van 396 46.04
MB2 Buses pequeños 36 4.19
AB2 Buses/Autos Camiones dos Ejes 87 10.12
Vehículos de Carga:
C2LI
V
Camiones C2 Liviano (dos ejes) 81 9.42
C2 Camiones C2 (dos ejes) 100 11.63
C3 Camiones C3 (tres ejes) 15 1.74
TS32 Camiones Tx-Sx (<=5e)* 61 7.09
TOTAL 860 100
* Fuente: Consultora Prointec & Edico, S.A.
Existe información histórica existente de las Estaciones de Conteos Volumétricos de Tráfico del
Sistema de Administración de Pavimentos – SAP, de la División General de Planificación - DGP
del Ministerio de Transporte e Infraestructura - MTI, localizadas en la red de Carreteras que
aportarán parte de sus flujos vehiculares actuales a la corriente vehicular de las Carreteras.
Estos archivos podrán descargarse desde los enlaces de ubicados en el blog docente.
5.4 Características de los volúmenes de tránsito
Los volúmenes de tránsito siempre deben ser considerados como dinámicos, por lo que
solamente son precisos para el periodo de duración de los aforos. Sin embargo, debido a que
sus variaciones son generalmente rítmicas y repetitivas, es importante tener un conocimiento de
sus características, para así programar aforos, relacionar volúmenes en un tiempo y lugar con
volúmenes de otro tiempo y lugar, y prever con la debida anticipación la actuación de las
fuerzas dedicadas al control del tránsito y labor preventiva, así como las de conservación.
30. Universidad Nacional de Ingeniería (UNI - Norte)
Ing. Sergio Navarro Hudiel
30
Por lo tanto, es fundamental, en la planeación y operación de la circulación vehicular, conocer
las variaciones periódicas de los volúmenes de tránsito dentro de las horas de máxima
demanda, en las horas de día, en los días de la semana y en los meses del año. Aún más,
también es importante conocer las variaciones de los volúmenes de tránsito en función de su
distribución por carriles, su distribución direccional y su composición.
En los estudios de volúmenes de tránsito es muy útil conocer la composición y variación de los
distintos tipos de vehículos. La composición vehicular se mide en términos de porcentajes sobre
el volumen total. Por ejemplo, porcentaje de automóviles, de autobuses y de camiones. En los
países más adelantados, con un mayor grado de motorización, los porcentajes de autobuses y
camiones en los volúmenes de tránsito son bajos.
En cambio, en países con menor grado de desarrollo, el porcentaje de estos vehículos grandes
y lentos es mayor.
El transito que circula por una infraestructura vial no es uniforme a través del tiempo ni con respecto al
espacio, ya que hay variaciones de un mes a otro, variaciones diarias, variaciones horarias, variaciones en
intervalos de tiempo menor a la hora y variaciones en la distribución del transito en los carriles. Estas
variaciones son el reflejo de las actividades sociales y económicas de la zona en estudio.
Es de suma importancia considerar estas fluctuaciones en la demanda del transito si se desea que las
infraestructuras viales sean capaces de dar cabida a las demandas vehiculares máximas.
Variaciones en el tiempo
Estaciónales y mensuales
Diarias
Horarias
Intervalos menores a la hora
Variaciones en el espacio
Distribución por sentidos
Distribución por carriles
Variación en composición
Automobiles y pick up
Vehículos recreativos
Camiones
Autobuses
5.4.1 Distribución y composición del volumen de tránsito.
La distribución de los volúmenes de tránsito por carriles debe ser considerada, tanto en el
proyecto como en la operación de calles y carreteras. Tratándose de tres o más carriles de
operación en un sentido, el flujo se asemeja a una corriente hidráulica. Así, al medir los
volúmenes de tránsito por carril, en zona urbana, la mayor velocidad y capacidad, generalmente
se logran en el carril del medio; las fricciones laterales, como paradas de autobuses y taxis y las
vueltas izquierdas y derechas causan un flujo más lento en los carriles extremos, llevando el
menor volumen el carril cercano a la acera.
31. Universidad Nacional de Ingeniería (UNI - Norte)
Ing. Sergio Navarro Hudiel
31
En carretera, a volúmenes bajos y medios suele ocurrir lo contrario, por lo que se reserva el
carril cerca de la faja separadora central para vehículos más rápidos y para rebases, y se
presentan mayores volúmenes en el carril inmediato al acotamiento. En autopistas de tres
carriles con altos volúmenes de tránsito, rurales o urbanas, por lo general hay mayores
volúmenes en el carril inmediato a la faja separadora central.
En cuanto a la distribución direccional, en las calles que comunican el centro de la ciudad con la
periferia de la misma, el fenómeno común que se presenta en el flujo de tránsito es de
volúmenes máximos hacia el centro en la mañana y hacia la periferia en las tardes y noches. Es
una situación semejante al flujo y reflujo que se presenta los fines de semana cuando los
vacacionistas salen de la ciudad el viernes y sábado y regresan el domingo en la tarde. Este
fenómeno se presenta especialmente en arterias del tipo radial.
En cambio, ciertas arterias urbanas que comunican centros de gravedad importantes, no
registran variaciones direccionales muy marcadas en los volúmenes de tránsito. La distribución
direccional es bastante equilibrada, tanto en las horas de máxima demanda de la mañana,
como en las de la tarde, es decir, no hay mucha diferencia entre los volúmenes en uno u otro
sentido.
Se han estudiado cuáles son los días de la semana que llevan los volúmenes normales de
tránsito. Así, para carreteras principales de lunes a viernes los volúmenes son muy estables los
máximos, generalmente se registran durante el fin de semana, ya sea el sábado o el domingo,
debido a que durante estos días por estas carreteras circula una alta demanda de usuarios de
tipo turístico y recreacional.
En carreteras secundarias de tipo agrícola, los máximos volúmenes se presentan entre
semana. En las calles de la ciudad, la variación de los volúmenes de tránsito diario no es muy
pronunciada entre semana, esto es que están más o menos distribuidos en los días laborales,
sin embargo, los más altos volúmenes ocurren el viernes.
El patrón de variación de cualquier vialidad no cambia grandemente de año a año, a
menos que ocurran cambios importantes en suelo, en los usos de la tierra, o se
construyan nuevas calles o carreteras que funcionen como alternas.
También vale la pena mencionar, con referencia a la variación diaria de los volúmenes de
tránsito tanto a nivel urbano como rural, que se presentan máximos en aquellos días de eventos
especiales como Semana Santa, Navidad, fin de año, competencias deportivas nacionales e
internacionales, etc.
Hay meses que las calles y carreteras llevan mayores volúmenes que, presentando variaciones
notables. Los más altos volúmenes de tránsito se registran en Semana Santa, en las
vacaciones escolares y a fin de año por las fiestas y vacaciones navideñas del mes de
diciembre. Por razón los volúmenes de tránsito promedio diarios que caracterizan cada mes son
diferentes, dependiendo también, en cierta manera, de la categoría y del tipo de servicio que
presten las calles y carreteras.
32. Universidad Nacional de Ingeniería (UNI - Norte)
Ing. Sergio Navarro Hudiel
32
5.5 Volúmenes a futuro
El objetivo principal es la cuantificación de los volúmenes de tránsito que serán atraídos,
generados y desarrollados por el proyecto. La práctica normal de las proyecciones del tráfico es
desarrollada en base a estimaciones de viajes. Algunos factores utilizados para las
proyecciones del tráfico y que impactan fuertemente; son el crecimiento poblacional, el
consumo de combustible, el parque automotor y el Producto Interno Bruto (PIB).
Mínimas variaciones en los datos que se asumen para los crecimientos de las TAC (Tasa Anual
de Crecimiento) poblacionales y de crecimiento económico, pueden provocar cambios
significativos en el volumen vehicular proyectado y su composición.
Estas premisas son de mucha importancia para el diseño de los espesores de pavimento,
debido a que estos cambios provocan alteraciones en las concentraciones e intensidades del
tráfico. Es por ello que los volúmenes de tráfico en el año horizonte, su comportamiento y
composición, son los elementos que definen las características geométricas y estructurales con
que será diseñada la nueva vía.
El comportamiento de cualquier fenómeno ó suceso estará naturalmente mucho mejor
caracterizado cuando se analiza todo su universo. En este caso, el tamaño de su población está
limitado en el espacio y en el tiempo por las variables asociadas al mismo. Con respecto a
volúmenes de tránsito, para obtener el tránsito promedio diario anual, TPDA, es necesario
disponer del número total de vehículos que pasan durante el año por el punto de referencia,
mediante aforos continuos a lo largo de todo el año, ya sea en periodos horarios, diarios,
semanales ó mensuales.
Muchas veces esta información anual es difícil de obtener, al menos en todas las vialidades por
los costos que ello implica, sin embargo se pueden obtener datos en las casetas de cobro para
las carreteras de cuota y mediante contadores automáticos instalados en estaciones maestras
de la gran mayoría de las carreteras de la red vial primaria de la nación.
Las variaciones del tránsito dependen del tipo de la ruta, según las actividades que prevalezcan
en ellas (agrícola, turística, comercial, etc). Así las Zonas Agrícolas presentan variaciones
periódicas dentro de la época de cosecha extraordinaria poco transito en ciertas horas de la
noche y en algunas horas del día puede llegar a saturarse el Tráfico. En el caso de las turísticas
durante de los días de semanas existe un tráfico normal pero los sábado y domingos puede
llegar a volúmenes En Zonas urbanas para el caso de intersecciones, se acostumbra a tomar
datos de volúmenes de transito según sus movimientos direccionales.
Uno de los factores más importantes que debe considerarse en el análisis de la sección
transversal de un camino y en general en un proyecto de todo tipo de obra vial es estimar el
volumen de transito que circula y circulara a lo largo de la misma. El monitoreo permanente de
las infraestructuras viales proporciona la información básica para la toma de decisiones
respecto a su mantenimiento y ampliación. Existen dos métodos básicos de aforo, el mecánico,
que es aquel que realiza los aforos automáticamente y el manual.
33. Universidad Nacional de Ingeniería (UNI - Norte)
Ing. Sergio Navarro Hudiel
33
Los anteriores métodos permiten conocer el grado de ocupación y las condiciones en que
operan las vialidades; así como el análisis de la evolución histórica de la demanda permite
definir las tendencias de crecimiento y el momento a partir del cual ciertos segmentos dejaran
de prestar un servicio adecuado, convirtiéndose en cuellos de botella que propicien el
estancamiento del desarrollo en lugar de propiciarlo.
Con el objeto de actualizar y detallar las características de transito, en un tramo de carretera
deben realizarse aforos de corta duración bajo la observación de importantes aspectos locales
como puede ser el entorno agrícola, en cuyo caso ha de procurarse realizar aforos en las
épocas de siembra y cosecha; o si la zona es de influencia turística, estudiar los periodos
normales y los de mayor afluencia del turismo.
No se ha establecido una duración estándar para efectuar un aforo de transito, esto supone una
cierta libertad para elegirlo. El criterio que debe seguirse en la elección debe considerar el
grado de precisión que se desee y la variabilidad de los volúmenes a lo largo de la semana, en
general, se recomienda periodos de tres horas y cinco o siete días. Los aforos de tres horas se
realizan dentro del periodo de mayor demanda y sirven para determinar el volumen de la hora
de máxima demanda, así como para estimar la composición vehicular. Los aforos de 15 horas
se realizan de siete de la mañana a diez de la noche en lugares con gran variabilidad en él
transito durante el transcurso del día. Los aforos de 48 horas se efectúan con medios
mecánicos y deben realizarse en días hábiles. Los aforos de cinco o siete días se efectúan
también con medios mecánicos y deben abarcar también los días sábado y domingo.
Los puntos de medición o estaciones de aforo han de corresponder a puntos importantes y
representativos del tramo. Una carretera entre dos centros de población puede tener dos
caminos alimentadores, en este caso se recomienda contar con tres puntos de medición, con
este sistema se puede determinar de manera confiable los niveles promedio de transito en
ambas direcciones.
La demanda de transporte es producto de la interacción en el espacio de las actividades
socioeconómicas y él pronostico de su magnitud es decisivo para predecir los volúmenes de
Tráfico que se manifestaran en una instalación de transporte cualquiera.
El estudio de la evolución de la demanda de transporte puede efectuarse a partir de dos
perspectivas: desagregada y agregada. La primera, que se basa en el análisis del
comportamiento individual para estimar la magnitud de la demanda total de un sistema,
constituye un enfoque de reciente aparición que aun no se aplica en forma generalizada en
países en vías de desarrollo. Por sus menores requerimientos en materia de información, en
estos países se usa el enfoque desagregado que pronostica directamente la demanda futura a
partir de los valores conocidos de variables de interés.
En el campo de las carreteras, algunos modelos de frecuente utilización son los siguientes:
A. Modelos de crecimiento lineal
Es un método que supone en la demanda en base a una tasa de interés simple. Es el
método que actualmente emplea la Secretaria de Comunicaciones y Transportes, su
expresión matemática es:
Tn = To (1 + r / 100 * n)
Donde:
34. Universidad Nacional de Ingeniería (UNI - Norte)
Ing. Sergio Navarro Hudiel
34
Tn: transito en el año
To: transito en el año o
r: tasa de crecimiento anual del tránsito en porcentaje
B. Modelos de crecimiento exponencial
Son los modelos que anteriormente se usaban, y son de la forma:
Tn = To (1 + r / 100)^n
Donde:
Tn: transito en el año n
To: transito en el año o
r: tasa de crecimiento anual del tránsito en porcentaje
C. Modelos logísticos
Su expresión analítica es la siguiente:
Tn = Tmax / (1 + e + Bn)
Donde:
Tn: transito en el año n
Tmax: transito máximo que puede atender la instalación analizada
B: parámetros estadísticos
e: 2.71828
Según este modelo, independientemente del valor de n, Tn nunca podrá exceder el valor
de Tmax.
D. Modelos de crecimiento por analogía
La evolución de la demanda en una instalación dada se aplica en función del crecimiento
ya registrado en alguna otra instalación o país determinado, con condiciones análogas a
las de la instalación en estudio pero en un estado más avanzado de desarrollo.
E. Modelos de crecimiento con base en variables.
Variables de mayor jerarquía, tales como producto interno bruto (PIB), población (P),
empleo, etc. en estos casos, el crecimiento del tránsito se escribe como:
Tn = f (PIB, P, etc)
Y el problema consiste, por una parte, en predecir la evolución de las variables agregadas, y
por otra parte determinar la expresión matemática que sirva para predecir tránsitos de manera
confiable, lo que generalmente se lleva a cabo con ayuda técnica estadística.
5.6 Incremento del tránsito
Según Cal y Mayor el incremento del tránsito (IT) es el volumen de tránsito que se espera use
la nueva carretera en el año futuro seleccionado como de proyecto. Este incremento se
compone del crecimiento normal del tránsito (CNT) del tránsito generado (TG) y del tránsito
desarrollado.
Es importante describir que el Tránsito Actual: Es el volumen de transito que usara la nueva
carretera o una carretera mejorada. Este se compone del tránsito existente (TE) antes de las
35. Universidad Nacional de Ingeniería (UNI - Norte)
Ing. Sergio Navarro Hudiel
35
mejoras; más el transito atraído (TAt) a ella de otras, una vez finalizada (TD). Es el tráfico que
se produce en la vía independiente de las condiciones existentes geométricas y estructurales.
Cuando se lleva a cabo la sustitución de una carretera S por otra C en mejor estado,
sirviendo ambas a los mismos centros de población, se tiene la existencia de un transito de
vehículos, previo a la construcción de la nueva carretera o a la modernización de la existente,
llamado transito normal. Si no se construye la carretera C, él transito en la carretera actual
aumentara de acuerdo a una tasa de crecimiento dada, cuyo valor seria completamente
distinto si se llevara a cabo el proyecto. De estas observaciones se ha determinado la
existencia de tres conceptos básicos en la tipología del transito relacionado con cualquier
proyecto. Estos son
Tránsito normal: Es aquel que circula normalmente por la carretera. El crecimiento normal
del tránsito es el incremento del volumen debido al aumento en número y uso de vehículos
de motor. El crecimiento del tránsito debido al desarrollo normal del tránsito.
Transito inducido: Es aquel transito que no se hubiera presentado sin el proyecto; aparecen
gracias a la disminución de los costos de operación de los vehículos y debido al
mejoramiento en el uso del suelo adyacente al camino.
Transito desviado: Corresponde a aquel existente en otras vías de transporte como rutas
alternas, ríos, ferrocarriles y aviones, que dada la reducción de los costos de operación en la
nueva carretera se transfiere a esta.
5.6.1 El crecimiento normal del tránsito (CNT)
Es el incremento del volumen de tránsito debido al aumento normal en el uso de los vehículos.
El deseo de las personas por movilizarse, la flexibilidad ofrecida por el vehículo y la producción
industrial de más vehículos cada día, hacen que esta componente del tránsito siga
aumentando. Sin embargo, deberá tenerse gran cuidado en la utilización de los indicadores del
crecimiento del parque vehicular nacional para propósitos de proyecto, ya que no
necesariamente reflejan las tasas de crecimiento en el área local bajo estudio, aunque se ha
comprobado que existe cierta correlación entre el crecimiento del parque vehicular y el
crecimiento del TPDA.
El incremento del tránsito (IT) se expresa así:
IT = CNT + TG + TD
5.6.1 El tránsito generado (TG)
Consta de aquellos viajes vehiculares, distintos a los del transporte público, que no se
realizarían si no se construye la nueva carretera. El tránsito generado se compone de tres
categorías: el tránsito inducido, o nuevos viajes no realizados previamente por ningún modo de
transporte; el tránsito convertido, o nuevos viajes que previamente se hacían masivamente en
taxi, autobús, tren, avión o barco, y que por razón de la nueva carretera se harían en vehículos
particulares; y el tránsito trasladado, consistente en viajes previamente hechos a destinos
completamente diferentes, atribuibles a la atracción de la nueva carretera y no al cambio en el
uso del suelo. Al tránsito generado se le asignan tasas de incremento entre el 5 y el 25 % del
36. Universidad Nacional de Ingeniería (UNI - Norte)
Ing. Sergio Navarro Hudiel
36
tránsito actual, con un periodo de generación de uno ó dos años después de que la carretera
ha sido abierta al servicio.
Es el tráfico compuesto por los viajes que se producirán debido al desarrollo de nuevas áreas
en la zona de influencia del proyecto o por mejoramiento de las condiciones socioeconómicas
del país.
5.6.2 El tránsito desarrollado (TD)
Es el incremento del volumen de tránsito debido a las mejoras en el suelo adyacente a la
carretera. A diferencia del tránsito generado, el tránsito desarrollado continua actuando por
mucho años después que la nueva carretera ha sido puesta al servicio. El incremento del
tránsito debido al desarrollo normal del suelo adyacente forma parte del crecimiento normal del
tránsito, por lo tanto, éste no se considera como una parte del tránsito desarrollado. Pero la
experiencia indica que en carreteras construidas con altas especificaciones, el suelo lateral
tiende a desarrollarse más rápidamente de lo normal, generando valores del orden del 5 % del
tránsito actual.
5.6.3 Tránsito a futuro
Los volúmenes de tránsito futuro (TF), para efectos de proyecto se derivan a partir del tránsito
actual (TA) y del incremento del tránsito (IT), esperado al final del periodo ó año meta
seleccionado. De acuerdo a esto, se puede plantear la siguiente expresión:
TF = TA + IT
Sustituyendo en la ecuación del tránsito futuro (TF), encontramos que:
TF = TA + IT
TF = (TE + TAt) + (CNT + TG + TD)
37. UNI (Norte) - Ingeniería de Tránsito – Ing. Sergio Navarro Hudiel
Ing. Sergio Navarro Hudiel
37
El pronóstico de los volúmenes de transito futuro, por ejemplo el TPDA del año 201, deberá
basarse no solamente en el volumen normales actuales, sino también en los incrementos del
transito que se espera utilicen la nueva carretera proyectada o la existente. Los volúmenes de
transito futuro (TF) para efectos de proyecto se obtendrán de apartir del transito actual (TA) y
del incremento del transito (IT) esperados al final del periodo o anos metra que seleccionemos.
En base a esto podemos plantear que: TF= TA+IT
Para la estimación del transito atraído se debe tener un conocimiento completo de las
condiciones locales motivados por una mejora en los tiempos de recorrido y en la comodidad. A
este volumen de transito también se le conoce transito desviado. En base a lo antes
mencionado establecemos que:
TA=TE+TAt
.Por lo tanto:
T=CNT+TG+TD
Sustituyendo:
TF=(TE+TAT)+(CNT+TG+TD)
También se define el factor de proyección FP del transito como la relación del TF al TA
FP= TF/TA
FP= TA+IT/TA= TA+CNT+TG+TD/TA
FP=1+CNT/TA+TG/TA+TD/TA
El factor de la proyección FP, deberá especificarse para cada ano futuro. El valor utilizado sobre
la base de un periodo de proyecto de 20 anos (intervalo de 1.5 a 2.5)
TF= (FP)(TA)
5.7 Tránsito Promedio Diario (TPDA)
Este es uno de los elementos primarios más importantes, el cual se define cono el volumen
total de vehículos que pasan por un punto o sección en un tiempo determinado, el cual es
mayor de un día o menor o igual a un año, dividido por el número de días comprendidos en
dicha medición.
El TPDA se ha tomado como un indicador numérico para diseño, tanto por constituir una
medida característica de la circulación de vehículos como por su facilidad de obtención. Es
muy valioso indicador en la cantidad de vehículos de diferentes tipos y funciones que se
sirve de la carretera existente como su tránsito normal y que continuar haciendo uso de
dicha carretera una vez que esta sea ampliada o mejorada, o bien la que se estima utilizara
la carretera al entrar en servicio para los usuarios. El cálculo del TPDA para cada uno de los
corredores de Nicaragua sirve como parámetro para la planeación de las futuras
intervenciones en la red vial.
38. UNI (Norte) - Ingeniería de Tránsito – Ing. Sergio Navarro Hudiel
Ing. Sergio Navarro Hudiel
38
Aun y cuando la mayoría de los accidentes son causados por el comportamiento de
conductores y peatones, la probabilidad de accidentes y su severidad puede ser reducida
con el uso de equipos para el control de tránsito y un buen diseño Geométrico.
Se define el volumen de tránsito promedio diario (TPD), como el número total de vehículos que
pasan durante un periodo dado igual o menor a un año y mayor que un día, dividido entre el
número de días del periodo. De a cuerdo al número de días de este periodo, se presentan los
siguientes volúmenes de transito promedio diarios, dados en vehículos por día.
Tránsito promedio diario anual (TPDA)
TPDA = TA/365
Transito promedio diario mensual (TPDM)
TPDM = TM/30
Transito promedio diario semanal (TPDS)
TPDS = TS/7
5.8 Ejercicios
En la siguiente tabla se muestran los volúmenes de tránsito de un mes
Determine el tránsito promedio diario mensual.
Determine el tránsito promedio diario semanal.
Mes/ días Semanas Tránsito semanal
(vehs mixtos / día)
Julio
(31)
1 20418
2 26514
3 25761
4 28661
5 25091
a) TPDM =
31
4
1
n
i
iTS
b) TPDS1 = díaveh
Ts i
/
7
Relación entre los volúmenes de tránsito promedios diario anual y semanal.
El desarrollo de cualquier suceso o fenómeno estará naturalmente mucho mejor caracterizado cuando
se analiza todo su universo. En este caso de volúmenes, el tamaño de su población está limitado en el
espacio y en el tiempo por las variables asociadas al mismo.
39. UNI (Norte) - Ingeniería de Tránsito – Ing. Sergio Navarro Hudiel
Ing. Sergio Navarro Hudiel
39
Para obtener el transito promedio diario anual es necesario disponer del número total de vehículos que
pasan durante un año por el punto de referencia, mediante aforos continuos a lo largo de todo el año, ya
sea en periodos horarios, diarios, semanales o mensuales. Muchas veces esta información es difícil de
obtener, al menos en todas las vialidades, por los costos que ellos implican. Sin embargo, se pueden
conseguir datos en las casetas de cobro para las carreteras de cuotas y mediante contadores
automáticos instalados en estaciones deseadas de la nación.
En estas situaciones, muestras de los datos sujetas a las mismas técnicas de análisis permiten
generalizar el comportamiento de la población. No obstante antes de generalizar los resultados, se debe
analizar la variabilidad de la muestra para así estar seguros, con cierto nivel de confiabilidad, que esta
se puede aplicar a otro número de casos no incluidos y que forman parte de las características de la
población.
Por tanto, en el análisis de volúmenes de tránsito, la media poblacional o tránsito promedios diario anual
(TPDA), se estima con base en la media muestral o TPDS según la siguiente ecuación:
TPDA = TPDS A
Donde:
A: máxima diferencia entre TPDA y TPDS
Nota:
Como se puede observar, el valor de A, sumado o restado del TPDS, define el intervalo de confianza
dentro del cual se encuentra el TPDA. Para un determinado nivel de confianza el valor de A es:
A = K E
Donde:
K: # de desviaciones estándar correspondiente al nivel de confiabilidad deseado.
E: error estándar de la media.
E =
: Estimador de la desviación estándar poblacional ( )
1N
nN
n
S
Donde:
S: desviación estándar de la distribución de los volúmenes de tránsito diario o desviación estándar
muestral.
N: tamaño de la población en # de días del año.
n: tamaño de la población en # de días del aforo.
Por tanto, la desviación estándar muestral (S) se calcula mediante la siguiente expresión:
40. UNI (Norte) - Ingeniería de Tránsito – Ing. Sergio Navarro Hudiel
Ing. Sergio Navarro Hudiel
40
S =
1
)(
1
2
n
TPDSTD
n
i
i
TD i: volumen de tránsito del día i
Finalmente, la relación entre los volúmenes de tránsito promedio diario anual y semanal es:
TPDA = TPDS A
= TPDS K E
= TPDS K
Nota: en la distribución normal, para niveles de confiabilidad del 90% y 95%, los valores de la constante
(K) son 1.64 y 1.96 respectivamente.
Se desea determinar, para los niveles de confiabilidad del 90% y 95%, los intervalos en que se
encuentra el TPDA en función del TPDS, utilizando los volúmenes diarios totales que se
muestran a continuación obtenidos para los 7 días desde el sábado hasta el viernes.
sábado domingo lunes martes miércoles jueves viernes
12 307 11 147 10 121 9 630 8 546 9 849 10 918
a) TPDS =
7
TD
t
TS
b) Determinación de la desviación estándar muestral (S)
S =
1
)(
1
2
n
TPDSTD
n
i
i
c) Determinación del estimador de la desviación estándar poblacional ( )
1N
nN
n
S
d) Determinación de los intervalos del TPDA para niveles de confiabilidad del 90% y 95%.
Para nivel de confiabilidad del 90% (K = 1.64) y para el 95 % (K = 1.96)
Valor máximo y mínimo
TPDA = TPDS K
Valor mínimo TPDA Valor máximo
41. UNI (Norte) - Ingeniería de Tránsito – Ing. Sergio Navarro Hudiel
Ing. Sergio Navarro Hudiel
41
Se presentan los volúmenes semanales en tres meses del año y se quiere determinar el intervalo
del tránsito promedio diario anual en la provincia de Holguín para los niveles de confianza del 90
y 95%. De los tres meses que se presentan, cuál usted considera que es el adecuado para
determinar el tránsito promedio diario anual. Justifique su respuesta.
Mes Semana Tránsito Semanal
Numero de días Número (Veh/semana)
Marzo 1 12425
31 2 11624
3 13719
4 12824
5 12327
1 25091
Agosto 2 35220
31 3 32474
4 31823
31 1 27624
2 30784
3 22000
4 29463
42. UNI (Norte) - Ingeniería de Tránsito – Ing. Sergio Navarro Hudiel
Ing. Sergio Navarro Hudiel
42
Cálculo de factores de Expansión
Mes Semana Tránsito SemanalMes Semana Tránsito Semanal
1 15424 27 23418
2 16728 28 25614
3 16415 29 27516
4 14827 30 26618
5 10424 31 25091
6 11728 32 35220
7 10439 33 32474
8 11314 34 31823
9 12425 35 29427
10 11624 36 26324
11 13719 37 24715
12 12824 38 22074
13 12327 39 21981
14 28472 40 19424
15 34214 41 18716
16 27628 42 19418
17 24482 43 18473
18 18431 44 20422
19 19157 45 19744
20 18472 46 18429
21 19454 47 17716
22 21623 48 26428
23 22613 49 27624
24 22714 50 30784
25 23408 51 33424
26 23718 52 29463
TA (veh/año) = ∑TS = ∑TM = ∑TD = ∑TH 1126964 Veh/año
Mes TM TPDM (veh/dia)
Enero 63394 2045
Febrero 43905 1568
Marzo 62919 2030
Abril 114796 3827
Mayo 97137 3133
Junio 92453 3082
Julio 128257 4137
Agosto 128944 4159
Septiembre 95094 3170
Octubre 76031 2453
Noviembre 76311 2544
Diciembre 147723 4765
Abril Octubre
Mayo
Noviembre
DiciembreJunio
Enero
Julio
Febrero
Agosto
Marzo Septiembre
43. UNI (Norte) - Ingeniería de Tránsito – Ing. Sergio Navarro Hudiel
Ing. Sergio Navarro Hudiel
43
Mes
Enero 63445 2046 0.89 1.12
Febrero 61918 2211 0.97 1.04
Marzo 66258 2137 0.93 1.07
Abril 72101 2403 1.05 0.95
Mayo 69542 2243 0.98 1.02
Junio 62527 2084 0.91 1.10
Julio 72907 2351 1.03 0.97
Agosto 70897 2287 1.00 1.00
Septiembre 67880 2262 0.99 1.01
Octubre 74011 2387 1.04 0.96
Noviembre 72531 2417 1.05 0.95
Diciembre 82374 2657 1.16 0.86
836391
2291
2290 La diferencia es en truncado de TPDM
El factor mensual toma las variaciones del trafico a lo lago de todo el año
Lunes 1278 0.96 1.04
Martes 1083 0.81 1.23
Miércoles 1014 0.76 1.31
Jueves 1079 0.81 1.23
Viernes 1389 1.04 0.96
Sábado 1636 1.23 0.81
Domingo 1831 1.38 0.73
9310
1330
Para propositos de diseno podemos proyectar y encontrar el TPDA. Por ejemplo
El dia Jueves 08 de Marzo se realizo un aforo de 24 horas cuyo volumen se indica. TPD proyecto?
Datos TD (veh/dia) = 2800
Dia Lunes Fm = 0.95
Mes Noviembre Fd = 1.04
TP(Veh/dia)= 2762
TPDA =∑ TPDM/12
TMMes TPDM TPDM/ TPDA Fm =
1/TPDM/TPDA
TPDA =∑ ™/365
TPD = Tdi (Fm) Fd
TPD = Td Jueves (Fm Noviembre)
Dia Transito
Diario
TD/ TPDS Fd = 1/TD/TPDS
TS =∑ TD (veh/Semana)
TPDS =∑ TD/7 (veh/dia)