TRÁFICO El tráfico es parte de la Ingeniería civil que se encarga del estudio del comportamiento y la circulación vehicular. El tráfico es un importante factor que influenciará mucho en el diseño geométrico, ya que determina la demanda que hará uso de la carretera, a tra vés de diversas formas de medición o evaluación. El tráfico vehicular y las características de los vehículos, constituyen uno de los factores determinantes en el tipo de vía a proyectarse, además gobiernan los elementos geométricos de la vía, como el pavimento a diseñar Figura 14. Composición Vehicular Automóviles y Vagonetas Camionetas (hasta 2 Tn.) Minibuses (hasta 15 pasajeros) Microbuses (hasta 21 pasajeros; de 2 ejes) Buses Medianos (hasta 35 pasajeros; de 2 ejes) Buses Grandes (más de 35 pasajeros; de 3 ejes)
Camiones Medianos (de 2,5 a 10,0 t; de 2 ejes) Camiones Grandes (más de 10,0 t; de 2 ejes) Camiones Grandes (más de 10,0 t; de 3 ejes) Camiones Semirremolque Camiones con Remolque Otros Vehículos
2.4.1 Flujos Vehiculares.
Existen dos tipos de flujos vehiculares:
Continuos, poseen la característica de que la velocidad de circulación es constante, (más común en vías rurales).
Discontinuos, las velocidades no son constantes. Representan la circulación en áreas urbanas, con muchas interrupciones.
Existen dos maneras de describir los flujos vehiculares:
Cuantitativamente. Mediante la definición del volumen de tráfico (V), la velocidad de circulación (v) y la concentración vehicular (K).
Cualitativamente. Mediante la capacidad vial (números de vías) o mediante el nivel de servicio. Cuando se habla de congestionamiento u otro tipo de situaciones de dicho orden, se entiende como una situación cualitativa.
2.4.2 Métodos De Determinación De Volúmenes De Tráfico
Para la determinación de los volúmenes de tráfico de una vía existen varios métodos, los más comunes son: Aforos o conteos vehiculares Se denomina aforo al proceso de medir la cantidad de vehículos y/o peatones que pasan por un tramo en una carretera en una unidad de tiempo. Los Aforos son conteos vehiculares y pueden ser:
Aforos cortos: Conteo de periodo donde hay mayor flujo de vehículos.
Aforos largos: Registro vehicular entre 16 y 24 horas al día en periodos que oscilan entre 7 y 10 días.
Aforos continuos: Se obtiene volúmenes de tráfico para un año completo.
2.4.3 Volúmenes De Tráfico
Se define como el número de vehículos que pasan por un punto o sección transversal, durante un periodo de tiempo determinado. El volumen de tráfico vehicular que circula por un camino se determinará a través del análisis del número y tipo de vehículos que pasan por un punto dado durante un periodo de tiempo específico. El volumen ayudara a dar una clasificación a la carretera mediante el TPDA (tráfico promedio diario anual).
Figura 15. Planilla Tipo Para Aforo De Tránsito Diario PLANILLA DE CONTEO PARA AFORO VEHICULAR Proyecto:... Estación:... Hora de aforo: ... TIPO DE VEHÍCULO
Fecha:... CONTEO
TOTAL
Automóviles y Vagonetas Camionetas (hasta 2 Tn.) Minibuses (hasta 15 pasajeros) Microbuses (hasta 21 pasajeros; de 2 ejes) Buses Medianos (hasta 35 pasajeros; de 2 ejes) Buses Grandes (más de 35 pasajeros; de 3 ejes) Camiones Medianos (de 2,5 a 10,0 t; de 2 ejes) Camiones Grandes (más de 10,0 t; de 2 ejes) Camiones Grandes (más de 10,0 t; de 3 ejes) Camiones Semirremolque Camiones Remolque Otros Vehículos Fuente: Manual de carreteras del ABC
Para el presente proyecto se tomará en cuenta el tráfico semanal explicado a continuación:
2.4.4 Tráfico Promedio Diario Semanal
Es el número de vehículos que pasan durante una semana representada a continuación por la ecuación: TPDS
TS 7
Ec.1
Dónde: TS = Sumatoria tráfico durante 7 días.
2.4.5 Tráfico Promedio Diario Anual (TPDA)
Es el número de vehículos que pasan en uno y otro sentido, en un punto determinado del camino, durante las 24 horas del día. Numéricamente el T.P.D.A. es el volumen total anual dividido para el número de días del año. TPDA TPDS k *
Ec. 2
Dónde: K = Número de desviaciones estándar correspondiente al nivel de confiabilidad deseado. σ = Desviación estándar poblacional definida por:
S *
Ec. 3
Dónde: N = Tamaño de la población en número de días del año. n = Tamaño de la muestra en número de días del aforo. S = Desviación estándar de la distribución de los volúmenes de tránsito expresada por:
Dónde TDi = tráfico diario 2.4.6 Tráfico Generado – Proyecciones El tráfico generado es aquel que se produce por las mejoras del proyecto. Puede ser de diferente magnitud. a) Generado por el proyecto. Una mejor superficie de rodadura o geometría más
plana y recta, puede lograr la atracción de volúmenes adicionales de tráfico. b) Tráfico generado atraído o transferido de otros medios de transporte. Son
aquellos volúmenes de tráfico adicionales que normalmente circulaban por otro medio de transporte (aéreo, férreo, fluvial), o au n de aquellos tramos carreteros que se conectan al nuevo proyecto. c) Generación de Tráfico debido a un polo de desarrollo. Son aquellos volúmenes
que se generan por la producción industrial o por las facilidades que ofrece la carretera al desarrollo ganadero, agrícola, industrial, etc. d) Tráfico generado desviado. Generalmente se aplican estos conceptos a
volúmenes vehiculares que circulan por otros tramos carreteros y que ahora son desviados hacia el nuevo proyecto.
Tráfico proyectado. Para los proyectos viales no sólo es importante el tráfico existente en la vía, si se trata de un mejoramiento, sino más bien del tráfico que la carretera va a servir a lo largo de su funcionamiento. Generalmente se estima como período de vida de una carretera 15 a 20 años, pero en todo caso prevalece el criterio del diseñador, luego del correspondiente análisis técnico especializado. Para la proyección se pueden utilizar los siguientes métodos de crecimiento como ser:
Método Crecimiento Aritmético: Ec. 5
Método Crecimiento Geométrico:
TPDA * 1
100
Ec. 6
Método Crecimiento Exponencial:
Ec. 7 Dónde: TPDAf = Tráfico proyectado. TPDAo = Tráfico correspondiente al año base. i = Índice de crecimiento del tráfico. t = Número de años.
Tráfico Generado. Es el que se origina por las novedades que ofrecen una nueva carretera o las mejoras en una existente. Es decir, el uso de la carretera por su mejor servicio, por novedad en vez de necesidad; se ha estimado que este tráfico se produce hasta un tiempo de dos años.
Tráfico Atraído. Que sería aquel atraído desde otras carreteras o medios de transporte; una vez que entre en servicio la vía mejorada, en razón de ahorros en tiempo, distancia o costos.
Tráfico Desarrollado. Es el volumen de tránsito que se incrementa por las mejoras en el suelo adyacentes a la vía. A diferencia del tráfico generado, el tráfico desarrollado continúa actuando por muchos años después que la nueva carretera ha sido puesta en servicio.
2.4.7. Nivel de Servicio.
Para medir la calidad del flujo vehicular se usa el concepto de nivel de servicio. Es una medida cualitativa que describe las condiciones de operación de un flujo vehicular. Estas condiciones se describen en términos de factores tales como la velocidad y el tiempo recorrido, la libertad de realizar maniobras, la comodidad, la conveniencia y la seguridad vial. De los factores que afectan el nivel de servicio, se distinguen los internos y los externos:
Los internos son aquellos que corresponden a variaciones en la velocidad, en el volumen, en la composición del tránsito, en el porcentaje de movimientos de entrecruzamiento o direccionales, etc.
Entre los externos están las características físicas, tales como el ancho de los carriles, la distancia libre lateral, las pendientes, etc.
En el Manual de Diseño Geométrico de Vías Urbanas de Perú y en el Manual de Diseño Geométrico de la Administradora Bolivia de Carreteras, se han establecido seis niveles de servicio denominados: A, B, C, D, E y F, que van del mejor al peor, los cuales se definen según que las condiciones de operación sean de circulación continua o discontinua. (High Capacity Manual, 2002) 2.4.8. Elección del vehículo tipo.
La elección del vehículo tipo tiene marcada importancia en prácticamente todos los elementos del diseño geométrico, y mayor o menor gravitación según la natura leza del elemento a diseñar. En algunos de esos elementos, la elección del vehículo tipo de diseño se debe realizar identificando el más representativo dentro de la corriente de la carretera (como para el caso de los radios mínimos de curvas de enlace en intersecciones), siempre que se asegure que los otros vehículos, que exigirán mejoras en otros elementos del proyecto, queden satisfechos.
Deben utilizarse los parámetros más críticos de los vehículos que circulan o circularan en el futuro, independientemente de cuan pequeña sea su participación en la composición actual o futura del tránsito; el caso más evidente es el de los gálibos verticales mínimos que deben preverse en el proyecto, para considerar las alturas máximas permitidas a los vehículos. (Administradora Boliviana de Carreteras, 2010) Tabla 6. Características Básicas De Los Vehículos. Características del vehículo
Automóviles (VP)
Camiones y Ómnibuses convencional (CO)
Ómnibuses interurbanos (O)
Camión Semiremolque (SR)
Ancho total
2.10
2.60
2.60
2.60
Largo total
5.80
9.10
12.20
16.80
Radio mínimo de la rueda externa delantera
7.30
12.80
12.80
13.70
Radio mínimo de la rueda interna trasera
4.70
8.70
7.10
6.00
Fuente: Administradora Boliviana de Carreteras.
3.1.6.1.
Determinación Del Volumen De Trafico
En las siguientes tablas se indica el tráfico promedio para los 7 días de la semana.
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Tabla 47. Trafico Promedio Diario Para Los 7 Días
Fuente: Elaboración Propia
T.S. = Trafico Semanal 27575 vehículos T.D. = Tráfico Diario T.P.D.S. = Trafico Promedio diario Semanal 3939 vehículo
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Los días de mayor actividad en la vía corresponden a los días laborales como ser de lunes a sábado, mientras que los fines de semana la actividad del flujo vehicular disminuye. Generalizando, los días de mayor actividad corresponden a los días laborales. Como se tiene los datos de la estación de aforo en la tabla 45, para los cálculos posteriores se utilizara los resultados del aforo, por tanto se tiene un total de 27575 vehículos por semana; con los datos obtenidos se procede a determinar el Tráfico Promedio Diario Anual de acuerdo a las siguientes fórmulas (1); (2): (3); (4) especificados en los acápites 2.4.4. y 2.4.5 del capitulo 2 en la página 30. 3.1.6.2.
Cálculo del TPDA
Los días de mayor actividad en la vía corresponden a los días laborales como ser de lunes a sábado, mientras que los fines de semana la actividad del flujo vehicular disminuye. Generalizando, los días de mayor actividad corresponden a los días laborales. Como se tiene los datos de la estación de aforo en la tabla 45, para los cálculos posteriores se utilizara los resultados del aforo, por tanto se tiene un total de 27575 vehículos por semana; con los datos obtenidos se procede a determinar el Tráfico Promedio Diario Anual de acuerdo a las siguientes fórmulas (1); (2): (3); (4) especificados en los acápites 2.4.4. y 2.4.5 del capitulo 2 en la página 30. 3.1.6.2. a)
Cálculo del TPDA
Trafico promedio diario semanal TPDS
TS 7
TPDS
do nde TS 27575
27575
3939.3 vehículos
7
TP DS = 3939,3 vehículos
Redondeando el valor al inmediato superior obtenemos un TPDS = 3939 vehículos. b)
Desviación estándar muestral (S) S
Reemplazando en la ecuación los valores de T.D. de cada uno - el valor obtenido del T.P.D.S. = 3939 Veh., elevado al cuadrado y n = 7 (cantidad de días de aforo) obtenemos: S
2 2 2 2 2 2 2 (4625 3939 ) (3767 3939 ) (4307 3939 ) (4128 3939 ) (4111 3939 ) (4366 3939 ) (2271 3939 )
7 1 S
S
= 781.6
= 782 [vehículos mixtos/día.]
173 - 256
Una vez calculado la desviación estándar, podemos determinar: c)
Desviación estándar poblacional estimada ( ) N = cantidad de días 365 días, n = cantidad de días de la semana 7 días s = 782 [vehículos mixtos/día.]
n * N 1
N
S n
365 7 782 * 365 1 σ = 293 [Vehículos mixtos/día] d)
Intervalo de confiabilidad Por tanto el tráfico promedio diario anual será de: TPDA A TPDS
A K * E
Como
Para un nivel de confiabilidad del 95% se tomará un valor de
k
igual a 1,96; por tanto:
TPDA = A TPDS TPDA = (1.96*293)+ 3939 TPDA=4515 vehiculos/dia
El TPDA obtenido es el volumen actual que circula por el camino en estudio a partir del cual se debe proceder a estimar su evolución futura.
Ajuste De Volumen De Tránsito TPDi TPDA* fe
ƒe = índice estacionario
Se adoptara un índice estacionario de 1.019 (dato proporcionado por la A.B.C) TPDi = 3939 vehículos mixtos por día TPDA = TPDi + TA TA = tráfico atraído 174 - 256
Se considera el tráfico atraído por las mejoras de la vía adoptándose el 10 % del tráfico que circula por la vía Elías Meneses hacia la Blanco Galindo la cual se muestra en el
ANEXO E, dando como resultado 27575 vehículos a la semana. TA = 10 % de 27575 TA = 2758 vehículos TPDA = TPDi + TA TPDA = 3939 + 2758
TPDA = 6697 vehículos mixtos por día 3.1.6.3.
Calculo De Tráfico Proyectado.
La matriz de proyección de tráfico se realiza con el índice de crecimiento del parque automotor que nos proporciona el Instituto Nacional de Estadística el cual es 4.45 % El cálculo del tráfico de diseño proyectado al año 2032, fue realizado considerando el tráfico actual y el tráfico atraído, por lo que su proyección se calcula con los métodos; aritmético, Geométrico y exponencial como se explica en acápite 2.4.6. del capítulo 2 de la pagina 31, empleando las ecuaciones (5), (6), (7). 1)Método de crecimiento aritmético
Pf = Po*(1+i*t/100) 2)Método de crecimiento geométrico Pf = Po*(1+i/100) t 3)Método de crecimiento exponencial Pf = Po*e (i*t / 100) Dónde: Pf = población futura expresada en # de vehículos Po = población inicial expresada en # de vehículos e = base del logaritmo neperiano. i = índice de crecimiento anual expresado en % t = periodo de diseño expresado en años. Se considera para los primeros dos años solo el tráfico existente (TPDi), a partir del tercer año se considerara el tráfico atraído.
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Tabla 48. Planilla De Datos Para El Cálculo Del Tráfico Proyectado CALCULO DEL TRAFICO PROYECTADO Trafico Existente 3939 Trafico Atraído 6697 Índice De Crecimiento 4.45 Base Del Logaritmo Neperiano 2,718281828
Fuente: Elaboración Propia Tabla 49. Planilla De Cálculo Tráfico Proyectado CALCULO DEL TRÁFICO PROYECTADO trafico existente trafico atraído índice de crecimiento base del logaritmo neperiano Nº AÑOS ARITMÉTICO 2013 1 4114 2014 2 4290 3 2015 7591 4 2016 7889 2017 5 8187 2018 6 8485 7 2019 8783 2020 8 9081 9 2021 9379 10 2022 9677 11 2023 9975 12 2024 10273 13 2025 10571 14 2026 10869 15 2027 11167 16 2028 11465 17 2029 11763 18 2030 12061 19 2031 12359 20 2032 12657 TPDA adoptado =
3939 6697 4.45 2,718281828 GEOMÉTRICO EXPONENCIAL 4114 4297 7631 7971 8326 8696 9083 9487 9910 10351 10811 11292 11795 12320 12868 13440 14039 14663 15316 15997 16308
Fuente: Elaboración Propia
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4118 4306 7653 8002 8366 8747 9145 9561 9996 10451 10926 11423 11943 12487 13055 13649 14270 14919 15598 16308 vehículos
Por lo tanto el valor del tráfico proyectado mediante las tres fórmulas difieren en cierta cantidad uno del otro por lo cual debe considerarse el mayor valor de los mismos, por lo tanto el tráfico proyectado es 16308 [Vehículos mixtos/día]. 3.1.6.4.
Elección del Vehículo Tipo.
Como se mencionó el acápite 2.4.8. en la tabla 6 de la página 34, la vía en diseño tendrá como función principal el de dar una mejor vinculación entre ambos municipios ya que el tráfico que más circula por esta vía es el del transporte liviano, por lo cual el vehículo tipo seleccionado es el más representativo, dentro del flujo que transitara por esta vía, este el camión semi - remolque, del cual se muestran sus características principales en la Tabla 50 y en la Figura 56. Las caracte rísticas de este tipo de vehículo fueron extraídas del Manual de Diseño Geométrico de Car reteras de la Administradora Boliviana de Carreteras, debido a que las características de los vehículos de esta norma de acomodan a nuestro país y son estos los vehículos que transitaran por la vía. Figura 56. Camión Semi - Remolque.
16.80 [m]
Fuente: Manual y normas para el diseño geométrico de carreteras.
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Tabla 50. Características del Vehículo Tipo. Características Ancho Total 2.60 metros Largo Total 16,80 metros Radio de Giro Mínimo 6,00 metros Radio de Giro Máximo 14.10 metros Fuente: Manual y normas para el diseño geométrico de carreteras.
Estas características deberán ser tomadas en cuenta para establecer los parámetros de diseño y poder realizar el diseño y verificar el mismo con los parámetros establecidos.
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