Trabajo monográfco: ESTUDIO DEL VOLUMEN Y TRANSITO VEHICULAR IMD Y EL ESSAL
CÁTEDRA
:
PAVIMENTOS
CATEDRÁTICO
:
Ing. …………………..
CICLO
:
VII
ALUMNOS
:
TRUJILLO CAMPO, Fabian Noe
HUANUCO !"#
UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDI$AN FACULTAD DE IN%ENIERIA CIVIL & AR'UITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE IN%ENIERIA CIVIL
INTRODUCCI(N En el siguiente trabajo de tema “Estudio del volumen y transito vehicular y el Essal”, es un tema de mucha importancia para el curso de pavimentos, por el cual se obtendrá mucha información y datos indispensables sobre el trafico vehicular que servirán como referencia para la elaboración de diseño de carreteras, generalmente entendemos que el concepto de caminos de bajo volumen de tránsito aquellos con un I! proyectadas menores a "#$ veh%culos, con superficie de rodadura afirmados, que se presentan en la v%as rurales o departamentales sobre los cuales no nos referir&mos por no ser materia del presente análisis' El estudio de tráfico hace parte de los estudios para los e(pedientes, su principal objetivo es el de determinar la demanda vehicular esperada para las v%as nuevas a construir y o mejorar, teniendo como base el transito que circula por las v%as principales es decir un transito generado' El estudio de tráfico tiene por objetivo directo determinar el )ndice edio !iario *I!+ que circulara por las v%as alternas materia del presente proyecto y el nmero de Ejes de -arga Equivalentes *E./+ que soportará la v%a dentro de su periodo de vida, en el caso del I! de la v%a, por su parte la obtención del E./ permite el diseño del pavimento de carreteras'
ESTUDIO DE TRANSITO
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UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDI$AN FACULTAD DE IN%ENIERIA CIVIL & AR'UITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE IN%ENIERIA CIVIL El tráfico de la v%a es uno de los aspectos más importantes a tener en cuenta en el diseño del pavimento, el cual se va ver afectado con el mejoramiento que se en la 0ona de proyecto' /a información necesaria para el estudio de tráfico vehicular y el sistema de transporte en la 0ona de estudio fue reali0ada de los aforos reali0ados en distintos puntos que comprende el jirón .btao con las intersecciones con los jirones 1un%n, .yacucho y .lamedade todos estos ubicados en la provincia de 2uánuco departamento 2uánuco' . partir de esta información se pudo conocer la actual situación de la 3ona y la demanda de transporte por tipo de flujo que requiere ser satisfecha, de acuerdo a la
composición
vehicular por la ruta' 4asándose en estos datos fue posible, posteriormente, reali0ar el diseño de la estructura necesaria del pavimento para cumplir con las condiciones futuras a las que estará sometido a lo largo de su periodo de diseño'
/ugares de aforo
AFOROS DE TRÁFICO 5ara poder reali0ar el diseño estructural de un pavimento, es necesario conocer el volumen de tráfico e(istente en la 0ona de proyecto, el cual se define como el nmero de veh%culos que pasan por un punto de la v%a durante un periodo especifico' Este volumen es proyectado a futuro, para poder conocer las condiciones a las que estará sometido el pavimento' 3
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UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDI$AN FACULTAD DE IN%ENIERIA CIVIL & AR'UITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE IN%ENIERIA CIVIL !ado que las condiciones de tránsito son distintas para cada 0ona en particular, aun dentro deuna misma ciudad, es dif%cil tipificarlas, debido más que nada a las condiciones variables de crecimiento poblacional y de la actividad económica particular inherente a cada 0ona urbana' /as ra0ones para efectuar estos recuentos son tan variadas como los lugares donde se reali0an, en este caso es necesario conocer el volumen y la composición del tránsito en la 0ona de proyecto' 6eniendo esto en cuenta, se reali0aron conteos manuales con el procedimiento de conteo alternado, en el cual se intercalan periodos de conteo y de descanso de la misma duración dentro del periodo total de conteo'
COMPOSICI(N VEHICULAR /a composición del tráfico se refiere al tipo de veh%culos que transitan en la 0ona, es decir, de un determinado volumen de tráfico, que porcentaje corresponde a los veh%culos de cada tipo y clasificación' /a composición vehicular considerada es la establecida por el 7ervicio 8acional de -aminos y que se detalla a continuación9 a+ b+ c+ d+ e+ f+ g+ h+ i+ j+ B+
.utomóviles y trufis' inibuses, -amionetas y camiones pequeños de una a dos toneladas' :tros /ivianos icro buses ;< = <; asientos 4us mediano << = "# asientos 4us >rande mas de "# asientos -amiones pequeño <'# ? #'# ton' -amiones mediano @'$ ? A'# ton' -amión grande más de ;$ ton' -amión con eje tándem otocicletas y otros hasta " ton'
ESTUDIO DE VOLUMEN DE TRANSITO /os estudios sobre volmenes de tránsito son reali0ados con el objetivo de obtener información relacionada con el movimiento de veh%culos yCo personas sobre puntos o secciones espec%ficas dentro de un sistema vial' 7irven además como medida para determinar9 • • •
/a utili0ación vial, /a capacidad vial /a demanda del tránsito'
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UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDI$AN FACULTAD DE IN%ENIERIA CIVIL & AR'UITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE IN%ENIERIA CIVIL /os errores que se cometan en la determinación de volmenes de tránsito se traducirán en problemas como congestionamiento por volmenes muy superiores a los proyectados'
VOLUMEN DEL TRÁNSITO 7e define como el nmero el nmero de veh%culos o peatones que pasan por un punto o sección transversal dado de un carril o de una cal0ada, durante un per%odo determinado de tiempo' 7e e(presa como9 D 8C6 !onde9 D9 Feh%culos que pasan por unidad de tiempo *Feh%culosCper%odo+ 89 8mero total de veh%culos que pasan'
UNIDADES /as unidades del tránsito son los veh%culos de toda clase9 automóviles, .utobuses, camiones, bicicletas, motocicletas, etc' y los peatones' 5ero con el objetivo de simplificar lanomenclatura se entenderá que “F:/GE8” se refiere nicamente a veh%culos' En dependencia de la duración del tiempo se tienen los siguientes volmenes de tránsito9 Folumen 2orario veh' Chr Folumen diario veh' Cd%a Folumen semanal veh' Csem Folumen anual veh' Caño
• • • •
TRANSITO PROMEDIO DIARIO )TPD* 7e define como el nmero total de veh%culos que pasan durante un per%odo dado *en d%as completos+ igual o menor a un año y mayor que un d%a, dividido entre el nmero de d%as del per%odo' 7e utili0a en trabajos de planeación'
TRÁNSITO PROMEDIO DIARIO ANUAL )TPDA* 7e define como el volumen total de veh%culos que pasan por un punto de una carretera en un per%odo de un año' 65!. 6.C"@# !onde9 6a 6ránsito .nual
TRÁNSITO PROMEDIO DIARIO MENSUAL )TPDM* 65! 6C*
TRÁNSITO PROMEDIO DIARIO SEMANAL )TPDS* 5
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VARIACI(N DE LOS VOL+MENES DE TRÁNSITO Es fundamental en la planeación y operación de la circulación vehicular, conocer las variaciones periódicas de los volmenes dentro de las horas de má(ima demanda, en las horas del d%a, en los meses del año, etc' !icha variación se anali0a en función de su distribución por carriles, su distribución direccional y composición'
VARIACI(N DEL VOLUMEN DE TRÁNSITO EN LA HORA DE MÁIMA DEMANDA Es importante conocer la variación del volumen del tránsito dentro de las horas pico y cuantificar la duración de los flujos má(imos *qmá(+, para as% reali0ar la planeación de los controles de tránsito para estos per%odos durante el d%a, tales como prohibición de estacionamientos, disposición de los tiempos de los semáforos' 5ara la hora de má(ima demanda se llama Jactor de la hora de á(ima demanda *J2!+ o Jactor de 2:K. 5I-:'
FACTOR HORARIO DE MÁIMA DEMANDA )FHMD* J2! F2!C8 L*qmá(+ !onde9 89
8mero
de
per%odos
durante
la
hora
de
má(ima
demanda
*2!+
qmá(9 Jlujo má(imo *nmero de veh%culos+ /os per%odos dentro de la hora de má(ima demanda pueden ser de #,;$ ó ;# minutos, utili0ándose este ltimo con mayor frecuencia' El factor de la hora de má(ima demanda es9 J2! F2!CM L*qmá(+ 5ara per%odos de ;# minutos J2! F2!C;< L*qmá(+ 5ara per%odos de # minutos
CONTEO DE TRÁFICO VEHICULAR /uego de la consolidación y consistencia de la información recogida de los conteos, se obtuvo los resultados de los volmenes de tráfico en la v%a, por d%a, tipo de veh%culo, por sentido, y el consolidado de ambos sentidos' /os resultados obtenidos del conteo de veh%culos serán e(presados en t&rminos de I! .nual, corregidos por su factor correspondiente'
CÁLCULO DEL IMD 6
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UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDI$AN FACULTAD DE IN%ENIERIA CIVIL & AR'UITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE IN%ENIERIA CIVIL /os conteos volum&tricos reali0ados tienen por objeto conocer los volmenes de tráfico que soporta la carretera en estudio, as% como su composición vehicular y variación diaria' 5ara convertir el volumen de tráfico obtenido del conteo, en )ndice edio !iario *I!+, reutili0ó la siguiente fórmula9 IMD
=
5 PL
+ S + D 7
xFC
!onde9 5/9 5romedio de volumen de tránsito de d%as laborables 79 Folumen de tránsito del sábado !9 Folumen de tránsito del domingo J-9 Jactor de -orrección Estacional'
FACTOR DE CORRECCI(N ESTACIONAL -omo los volmenes de trafico var%an cada mes debido a las estaciones del año ocasionados por las &pocas de cosecha, lluvias, ferias semanales, festividades, etc', es necesario afectar los valores obtenidos durante un periodo de tiempo, por un factor de corrección que lleve estos al promedio diario anual' El factor utili0ado es ;'$
PRO&ECCIONES DEL TRÁFICO 5ara efectuar las proyecciones del tráfico se tomarán en cuenta diversos indicadores, tales como9 las tasas de crecimiento del tráfico, las variables macroeconómicas como el 54I, la población y el 54I per cápita de todos los departamentos que contribuyen en la generación recepción del flujo de veh%culos por la carretera en estudio' /a tasas obtenidas serán ponderadas en función a la estructura porcentual de su participación, registrada en la encuestas origen C destino, que se reali0ó para la carretera en estudio' /os resultados obtenidos por tipo de veh%culo serán multiplicados por las elasticidades correspondientes' /os resultados finales de la proyección del tráfico serán utili0ados para el hori0onte del planeamiento establecido en los t&rminos de referencia'
TRÁFICO DEL TRÁFICO NORMAL /a proyección del tránsito de los veh%culos en el área de influencia para cada carretera vecinal en estudio corresponderá para un hori0onte de planeamiento de ;$ años, establecido para este tipo de proyectos y e(presado en t&rminos de )ndice medio !iario I!'
PRO&ECCIONES DEL TRÁFICO %ENERADO 7
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UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDI$AN FACULTAD DE IN%ENIERIA CIVIL & AR'UITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE IN%ENIERIA CIVIL En la proyección del trafico generado, se ha estimado que por la ejecución del proyecto sedará un impacto en la actividad económica de relativo orden de importancia, que impulsará a la población a incrementar sus áreas de cultivos disponibles, que le permitirá tener un e(cedente e(portable mayor a la situación actual, pero que no amerita un análisis del m&todo del e(cedente del productor' .demás, la 0ona es tur%stica y minera, por lo que se considera un incremento del orden del ;$$'$$ N del tráfico normal para un hori0onte de ;$ años'
METODOLO%-A DE CÁLCULO DEL IMD 5ara la determinación del Folumen edio .nual *I!+, se aplicó la metodolog%a indicada a continuación9
!onde9 I! Folumen 5romedio diario anual dl d%a laboral dnl d%a no laboral *7ábado o !omingo+' J'- Jactor de -orrección del mes que se efectuó el -onteo' /a aplicación del Jactor de -orrección *J-+, tiene por objeto eliminar el factor de estacionalidad que afecta los movimientos de carga y pasajeros' El factor de estacionalidad depende de una diversidad de factores e(ógenos como son9 las &pocas de vacaciones para el caso de movimientos de pasajerosO las &pocas de cosecha y los factores climáticos para el transporte de productos agropecuariosO la &poca navideña para la demanda de todo tipo de bienes' /a determinación de la estacionalidad del tráfico debe ser anali0ado con atención para definir la &poca en la cual se están reali0ando los aforos y encuestas y poder e(pandir o proyectar los tráficos y e(presarlos en t&rminos de un tráfico promedio diario anual *I!+, de tal forma que se eliminen los picos alto y ba jos que podr%an presentarse al momento de tomar la información' -on la información de conteos recopilada en campo y con las series históricas de tránsito de las estaciones de peaje ubicadas en la red de análisis, es posible caracteri0ar este comportamiento' !e acuerdo con esto se determinó el factor de estacionalidad para los meses de junio, julio y agosto, en los cuales se llevaron a cabo los estudios, aplicando diferentes 8
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UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDI$AN FACULTAD DE IN%ENIERIA CIVIL & AR'UITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE IN%ENIERIA CIVIL factores al tráfico ligero y al tráfico pesado' !ebido a que el “Jactor de -orrección ensual” aplicado a los veh%culos ligeros del mes de julio se hallaba altamente influenciado por los feriados de Jiestas 5atrias, se utili0ó para veh%culos ligeros, el factor de corrección del mes de junio' /os Jactores de -orrección, para hallar el I!, segn mes de ejecución de los conteos son indicados en los cuadros adjuntos'
-NDICE MEDIO DIARIO En base a la información e(istente se calcularon los %ndices medio anuales para cada tipo de veh%culo y por cada año' 5ara reali0ar el -álculo del )ndice edio !iario, se aplicó la siguiente formula9 I! *F:/' C "@#+LJ'-' !onde9 I!
)ndice edio !iario .bsoluto'
F:/' Folumen 5romedio del .ño por 6ipo de Feh%culo' J'-'
Jactores de -orrección'
FACTORES DE CORRECCI(N /os volmenes de tráfico obtenidos en una estación de -ontrol en la carretera, var%an durante el año debido a diferentes causas *cosecha, festividades c%vicas o religiosas, &pocas de lluvias o sequ%as, costumbres regionales, etc+, por lo que es necesario afectar por un factor de corrección los volmenes hallados'
FACTOR DE CORRECCI(N ESTACIONAL 5ara efectos de reali0ación del presente estudio no corresponde, dado que la información proporcionada proviene de una base de datos anuales'
FACTOR DE CORRECCI(N DIARIO 8o corresponde la utili0ación de factores de corrección diario, dado que la información proporcionada proviene de una base de datos diaria'
FACTOR DE CORRECCI(N HORARIO 8o corresponde la utili0ación de factores de corrección horario, dado que la información proporcionada proviene de una base de datos horaria'
TASA DE CRECIMIENTO ANUAL 7e graficó el I! para cada tipo de veh%culo y para cada año registrado, para observar su comportamiento y obtener la tasa de crecimiento anual' !ebido a que la información e(istente de tráfico presenta variabilidad en el comportamiento por cada tipo de veh%culo, tasas decrecientes y crecientes muy elevadas, se estimó ra0onable y conservador establecer el criterio económico para la tasa anual de 9
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UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDI$AN FACULTAD DE IN%ENIERIA CIVIL & AR'UITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE IN%ENIERIA CIVIL crecimiento del tráfico, el cual asume el mismo crecimiento del 54I de los datos del Instituto 8acional de Estad%stica e Informática, el cual se establece e l valor de #N para el periodo proyectado de servicio *<$$H+' 5ara el cálculo de la 6asa de -recimiento .nual se aplicó la siguiente fórmula9
( ) T 2 T 1
Rt =
1 – 1
m
!onde9 Kt'
6asa de -recimiento .nual
6;
I! del .ño 4ase por tipo de Feh%culo'
6n
I! del .ño n por tipo de Feh%culo'
m
8mero de periodos desde el año base *m n=;+'
TRÁFICO PRO&ECTADO El 6ráfico obtenido corresponde al tráfico normal, el tráfico inducido o generado es el que se obtiene en forma adicional, como resultado de aquel que se va estableciendo como consecuencia de la rehabilitación y pol%tica de mantenimiento que ese imponga' Este tráfico, en forma proyectada es el que conjuntamente con el 8ormal, queda establecido, como consecuencia de la aplicación de variables socioeconómicas representadas por los factores y tasa empleadas en las proyecciones' En este caso no se da un tráfico desviado' El tráfico proyectado se efecta para el )ndice edio !iario .nual obtenido en cada sector de conteo vehicular' El periodo de proyección corresponde al per%odo de servicio de la v%a considerado en " años de acuerdo a los 6&rminos de Keferencia más < años de vida remanente, por lo tanto el periodo es de # años' Esta proyección del tráfico es utili0ado para el cálculo de refuer0o que se colocará en las 0onas donde se requiera, como medida de mantenimiento' 5or lo tanto sólo consideraremos el 6ráfico 8ormal' 5ara el cálculo del tráfico futuro se utili0ará la siguiente fórmula9 Tr
=T ( 1 + Rt ) n
!onde9 10
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UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDI$AN FACULTAD DE IN%ENIERIA CIVIL & AR'UITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE IN%ENIERIA CIVIL 6r
6ráfico en el año n
6
6ráfico actual o en el año base
Kt
6asa de crecimiento
n
.ño para el cual se calcula el volumen de tráfico
FACTORES DESTRUCTIVOS 5ara el cálculo de los factores destructivos para cada tipo de veh%culo se utili0ó las relaciones siguientes9 EE *5sCH'<$+M'# EE *5dC;#'"$+M'# EE *5tC<<'A#+M'# !onde9 EE Jactores !estructivos o Ejes Equivalentes' 5s -arga por Eje 7imple' 5d -arga por Eje !oble' 5t -arga por Eje 6riple' /os factores destructivos considerados son el factor de carga y el factor de presión neumática, debido a que ambos influyen sobre las superficies asfaltadas' 5ara conocer las cargas por ejes de cada tipo de veh%culo, se considera la información contenida en las “8:K.7 !E 5E7: P !IE87I:8E7 5.K. -IK-G/.-I:8 E8 /.7 -.KKE6EK.7 !E /. KE! FI./ 8.-I:8./ segn KE7:/G-I:8 I8I76EKI./ "# = AH = 6-C;#'$<
CÁLCULO DE EJES E'UIVALENTES En base a esta información básica se calculará el nmero acumulado de repeticiones de carga *E7./+' /os cálculos de E./ se reali0aron para " años de acuerdo a los 6&rminos de Keferencia y más < años de vida remanente, es decir para # años' /a fórmula general de cálculo se detalla a continuación, teniendo en cuenta que esta formula es para cada tipo de veh%culo y luego se efectuara la sumatoria de los mismos teniendo el E./ para diseño9
=( 365 x IMD ((1 +( Rt . / 100)) N ° − 1))/( N ° / 100) x EE
ESAL
!onde9 11
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UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDI$AN FACULTAD DE IN%ENIERIA CIVIL & AR'UITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE IN%ENIERIA CIVIL I!
)ndice edio !iario -orregido'
Kt'
6asa de -recimiento .nual e(presada en 5orcentaje'
8Q
5eriodo de .nálisis = .ños
EE
Jactores !estructivos o Ejes Equivalentes segn tipo de veh%culo'
-NDICE MEDIO DIARIO )I.M.D.* El )ndice edio !iario es el volumen de tránsito que circula durante las
=
+
VDL VS 7
+ VD
x Fc
!onde9 F!/ Folumen promedio d%as laborales F7 Folumen d%a 7ábado F! Folumen d%a !omingo Jc Jactor de -orrección al mes de 7eptiembre <$$M es de $'AHM<@ *Juente9 :ficina de !esarrollo Fial '6'-'+ /unes
9 @"M Feh%culos
artes
9 @<# Feh%culos
i&rcoles
9 #HH Feh%culos
1ueves
9 #" Feh%culos
Fiernes
9 ##A Feh%culos
7ábado
9 #"" Feh%culos
!omingo
9 "A< Feh%culos 12
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UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDI$AN FACULTAD DE IN%ENIERIA CIVIL & AR'UITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE IN%ENIERIA CIVIL Keempla0ando en la fórmula9 F!/ *@"MS @<#S #HH S #" S ##A+ C # #HA Feh%culos I! *#(#HAS #"" S"A<+ C ( $'AHM<@ #MM Feh%culos I! #MM Feh%culosC!%a
RESUMEN
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CONCLUSIONES •
Es estudio de volumen de transito es de mucha utilidad como información, porque a pesar de ser utili0ados para la velocidad de diseño, son indispensables para la reali0ación de un proyecto de carretera, en el cual están adjuntados junto a los cuadros anuales y mensuales de los %ndices medio de trafico de veh%culos'
•
/a información será de acuerdo a los requerimientos, la magnitud del proyecto vial será de mucha consideración, y el análisis y diseño estarán basadas en el estudio I!, los cuales estarán en cuadros de anuales, mensuales, y semanales'
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SU%ERENCIAS •
El tema de I! y estudio de volumen de transito no son los nicos temas indispensables para el estudio de v%as y proyectos de carreteras'
ILIO%RAF-A • • • •
http9CCTTT'slideshare'netCflaviocesarCestudio=de=trfico
ANEOS
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