ESTUDIOS DE TRAFICO M.Sc.Ing. Fanny Eto DISEÑO VIAL – TV 761 • EL TRÁNSITO • El diseño de una carretera o de cualquiera de sus partes se debe basar en datos reales del tránsito, o sea, del conjunto de vehículos que circulan o circularán por ella • El tránsito índica para qué servicio se va a construir la vía y afecta directamente las características geométricas del diseño. No es racional el diseño de una carretera sin información suficiente sobre el tránsito, como tampoco lo es diseñar una viga sin conocer las cargas que debe soportar; la información sobre el tránsito permite establecer las cargas para el diseño geométrico, lo mismo que para el diseño de su estructura o afirmado. • Los datos del tránsito deben incluir las cantidades de vehículos o volúmenes por días del año y por horas del día, como también la distribución de los vehículos por tipos y por pesos, es decir, su composición. Volumen de tránsito En el estudio del volumen de tránsito se deben tener en cuenta varios conceptos: Tránsito promedio diario. Se abrevia con las letras TPD (IMD) y representa el tránsito total que circula por la carretera durante un año dividido por 365, o sea que es el volumen de tránsito promedio por día. • Este valor es importante para determinar el uso anual como justificación de costos en el análisis económico y para diseñar elementos estructurales de la carretera. En el Perú, se hacen controles de ese tipo en los peajes, que se ubican por diversos tramos de las carreteras nacionales. • En Proyectos se realizan aforos durante una semana; con esos datos se obtienen TPD semanales. Para el diseño de la mayoría de nuestras carreteras se usan valores de TPD en lugar de los volúmenes horarios que mencionaremos después, principalmente en razón de los bajos volúmenes que se presentan en ellas. • Se puede observar que los conteos por lo general son realizados en un periodo de siete días: días laborables de lunes a viernes, sábado y domingo, en este caso para calcular el IMD se ha considera el flujo diario: • IMD= (dl*5+ds+dd)/7*FC • • • • • Donde: IMD = Volumen Promedio diario anual dl = día laboral ds = día no laboral (Sábado). dd = día no laboral (Domingo). FC = Factor de Corrección del mes que se efectuó el Conteo. https://www.inei.gob.pe/biblioteca-virtual/boletines/flujo-vehicular/1/ Volumen de tránsito b) Volumen de la hora pico. Es el volumen de tránsito que circula por una carretera en la hora de tránsito más intenso. El tránsito en una carretera presenta variaciones considerables en las diferentes horas del día y del año. En los países donde hay volúmenes grandes, como los EE.UU., con el fin de acomodar bien el volumen de tránsito a la capacidad de la carretera se utilizan para el diseño volúmenes por hora, o volúmenes horarios; entonces es necesario determinar cuál de los 8.760 volúmenes horarios del año es el que se debe utilizar: Aunque aparentemente se debería utilizar el volumen horario máximo del año, o de la hora pico del año, no es así pues eso constituiría un desperdicio de recursos dado que la carretera se utilizaría en toda su capacidad solamente una hora durante el año. 14:00 14:15 14:15 14:30 14:30 14:45 14:45 15:00 15:00 15:15 15:15 15:30 15:30 HORA 15:45 15:45 16:00 INICIO FINAL 16:00 16:15 00:00 00:15 16:15 16:30 00:15 00:30 16:30 16:45 00:30 00:45 16:45 17:00 00:45 01:00 17:00 17:15 01:00 01:15 17:15 17:30 01:15 01:30 17:30 17:45 01:30 01:45 17:45 18:00 01:45 02:00 18:00 18:15 02:00 02:15 18:15 18:30 02:15 02:30 18:30 18:45 02:30 02:45 18:45 19:00 02:45 03:00 19:00 19:15 03:00 03:15 19:15 19:30 03:15 03:30 19:30 19:45 03:30 03:45 19:45 20:00 03:45 04:00 20:00 20:15 04:00 04:15 20:15 20:30 04:15 04:30 20:30 20:45 04:30 04:45 20:45 21:00 04:45 05:00 21:00 21:15 05:00 05:15 21:15 21:30 05:15 05:30 21:30 21:45 05:30 05:45 21:45 22:00 05:45 06:00 22:00 22:15 06:00 06:15 22:15 22:30 06:15 06:30 22:30 22:45 06:30 06:45 22:45 23:00 06:45 07:00 23:00 23:15 07:00 07:15 23:15 23:30 07:15 07:30 23:30 23:45 07:30 07:45 23:45 00:00 07:45 08:00 SUMA 08:00 08:15 285 330 320 335 345 349 340 335 AU PART 330 98 335 78 345 82 350 75 355 62 370 53 365 58 370 68 360 35 377 38 369 50 377 99 370 76 355 83 365 91 260 58 320 62 265 79 230 81 215 62 230 68 205 112 225 147 205 59 209 172 210 156 203 147 209 194 192 223 189 241 162 232 172 248 23319 814 145 150 155 150 155 145 120 85 TAXI 150 62 170 45 175 52 190 47 180 58 190 62 170 71 175 35 180 42 175 39 140 40 130 32 185 26 170 20 180 12 165 16 120 20 120 13 125 21 105 32 125 38 120 74 115 97 2895 9286 101 74 9795 86 172 96 208 84 216 92 224 96 237 20812 150 70 93 81 108 94 83 95 35 CR 4665 1065 545 654 120 9 106 8 595 105 2 105 4 132 5 142 2 149 5 160 11 110 15 160 5 123 9 150 8 141 9 1593 115 35 130 60 109 98 5985 7986 7392 86 106 80 105 76 143 53 139 62 131 73 121 79 115 1307 574 32 30 35 33 38 29 31 46 MI 648 849 250 631 558 136 038 231 641 034 339 534 239 035 434 230 338 236 828 918 2212 2917 2915 1614 1016 2921 298 4311 2912 338 2210 399 45 2 360 17 26 19 16 19 19 19 33 OM 119 122 019 023 016 021 021 022 023 021 025 022 017 018 025 011 010 121 09 113 167 189 2010 106 59 185 205 283 186 208 215 142 21 1 264 222 183 137 132 38 53 31 23 8 18 9 19 6 22 6 21 2 22 1 13 5 13 TIPO DE VEHICULO 8 12 OM INTERP OTROS 5 8 38 9 5 211 7 4 513 4 9 09 511 24 7 4 613 7 5 39 10 6 013 6 3 012 10 5 011 12 2 06 6 0 05 7 5 03 13 2 07 5 9 03 811 03 10 2 03 6 6 14 6 10 00 6 12 00 4 29 90 4 25 70 8 15 91 1 18 55 5 4 06 1 25 72 152 90 1 18 41 2 22 55 5 18 32 4 12 50 9 10 01 755 8 1 452 38 60 59 60 48 63 35 36 2 EJES 1273 874 1095 1652 580 476 653 834 1352 742 361 637 232 442 839 619 928 525 1230 1019 1720 2216 1919 139 69 228 195 148 235 196 376 268 23 2 491 20 11 15 39 12 14 11 10 3 EJES 1020 518 814 213 620 1024 411 67 513 89 621 715 511 910 67 411 011 27 611 22 63 48 34 23 25 42 34 72 83 75 132 151 4 4 2 8 3 7 3 4 4 EJES 66 106 57 47 86 69 52 23 45 76 24 01 18 37 21 05 15 20 01 11 42 23 41 30 20 21 42 90 31 91 162 120 14 6 3 13 10 5 11 4 5 EJES 69 220 46 57 06 27 511 39 112 211 411 213 511 012 211 111 812 510 23 36 28 77 94 11 26 72 94 62 61 40 92 72 29 26 32 31 27 28 22 13 6 EJES 2634 2027 2031 1617 2425 1629 2024 2426 1525 1228 1417 1522 827 1426 620 911 711 1011 1612 105 128 1811 1616 157 1612 1810 168 1313 2410 219 2316 218 18 1 841 680 764 749 820 775 756 705 SUM 621 15 MIN 767 284 806 194 807 197 757 186 881 184 888 172 806 182 805 156 834 128 856 123 847 126 811 171 870 141 805 150 850 145 660 113 718 120 646 135 548 171 505 177 549 283 509 416 503 427 432 249 455 384 449 468 416 473 412 651 386 708 379 722 374 735 387 744 70550 810 50 783810 Aforos de 24 horas en periodo de 15 minutos 08:15 08:30 08:30 08:45 252 210 15 16 0 4 31 23 3 903 8 6 6 509 9 12 9 697 13 11 27 19 692 Determinación de la Hora Punta Factor de Hora Punta • Se determina en base a la relación entre el volumen total horario y la intensidad pico por cuarto de hora, según la siguiente fórmula: F.H.P. = Q/ (4*Q15) • Siendo Q el volumen de máxima demanda (veh/h) y Q15 representa la máxima demanda de 15 minutos dentro de la hora de máxima demanda. Volumen de tránsito c) Volumen horario de diseño. Se representa como VHD y es el volumen horario que se utiliza para diseñar, es decir, para comparar con la capacidad de la carretera en estudio. Se acaba de decir que no se debe utilizar el volumen de la hora pico del año, como tampoco se utiliza el TPD pues durante muchos días del año el volumen real es bastante mayor que el TPD; a veces puede llegar a ser el doble. El volumen horario que se use para el diseño no debe ser excedido demasiado ni muy a menudo por la capacidad ele la carretera (que así estaría subutilizada); pero tampoco debe ser tan alto que la capacidad sea siempre inferior a él, de tal forma que la carretera no sea convenientemente utilizada por estar congestionada mucho tiempo. Para hallar el tránsito horario que se acomode mejor a la economía de la vía se ha usado la curva que presenta los volúmenes horarios del año en orden descendente; en ella los volúmenes horarios aparecen como porcentajes del TPD. Figura. Volúmenes horarios de tránsito • Esta curva lleva a la conclusión de que el volumen horario que se debe usar en el diseño ha de ser el trígésimo más alto del año, abreviado como 30VH. En las carreteras estadounidenses este 30VH es aproximadamente igual al 15% del TPD. Como puede observarse en la gráfica, en este punto la curva tiende a horizontalizarse; quiere decir que a partir del valor del 30 VH los demás volúmenes horarios difieren poco enhe sí, mientras que los anteriores son bastante diferentes, y son pocos los demasiado grandes En Colombia no se ha esrudiado todavía muy bien el comportamiento del tránsito en este sentido y por eso no está aún definido el volumen horario que se debe utilizar en el diseño, aunque se nota que las diferencias enhe los volúmenes horarios más altos son menores que en el tránsito norteamericano. • Para diseñar la mejora de una carretera se deben hacer conteos de tránsito y determinar el volumen correspondiente a la 30a hora más alta. Si solamente se conoce el TPD, se puede determinar el porcentaje del TPD que le corresponde al 30 VH de vías similares, que usualmente está comprendido entre el 12 y el 18%. Con este factor K = VHD/TPD y, conocido el TPD futuro, se puede calcular el VHD Al graficar estos valores se podrá establecer el volumen horario de demanda máxima normal, que para la mayoría de los caminos de tránsito mixto (aquellos que no presentan un componente especializado preponderante, por ejemplo: turismo), coincide con el volumen asociado a la trigésima hora de mayor demanda. Los volúmenes asociados a las horas, que ocupan las primeras posiciones en el ordenamiento decreciente, se consideran máximos extraordinarios, en los que se acepta cierto grado de congestión al final de la vida útil del proyecto. El volumen asociado a la trigésima hora será mayor aunque muy similar, a los volúmenes previsibles en una gran cantidad de horas al año que figuran a continuación de la trigésima hora, de allí su definición como máximo normal. De esta forma, si se ordenan por magnitudes decrecientes los volúmenes horarios en ambos sentidos de circulación de las 8760 horas de un año, se denomina Volumen de la Hora Trigésima al que ocupa el rango trigésimo de dicho ordenamiento. En otros términos es el volumen horario que durante el transcurso del año sólo es superado 29 veces. De lo anteriormente expuesto se infiere que el VHD considera las demandas críticas tomando en cuenta las variaciones estacionales y diarias que normalmente presenta una carretera. Por otra parte el VHD debe ser proyectado al término del período de diseño a fin de considerar su evolución en el tiempo. El volumen horario de proyecto corresponde a un porcentaje entre el 12% y el 18% del IMDA estimado para el año horizonte del proyecto. A falta de información estadística que permita elaborar el análisis detallado del comportamiento horario actual de una ruta existente o para estimar el VHD, de una nueva ruta, se podrá utilizar la relación empírica extensamente comprobada en caminos de tránsito mixto, que relaciona el IMDA con el VHD: VHD año i = 0,12 ~ 0,18 IMDA añoi Coeficientes del orden de 0,12 corresponden por lo general a carreteras de tránsito mixto con variaciones estacionales moderadas. Coeficientes del orden de 0,18 se asocian a carreteras con variaciones estacionales marcadas, causadas normalmente por componentes de tipo turístico. Es importante hacer notar que mientras no se prevea un cambio importante en las proporciones en que participan los diferentes componentes de tránsito (industrial, agrícola, minero, turístico, etc.), la relación entre el VHD y el IMDA se mantendrá razonablemente constante. En cuanto a la composición por categoría de vehículo, es necesario tener presente que los volúmenes horarios máximos se producen por un incremento de los vehículos ligeros, y en los casos con componente turística, este incremento se da en días coincidentes con una baja en el volumen de camiones. En definitiva el VHD presentará una composición porcentual diferente de la que se observa para el IMDA, situación que deberá analizarse en cada caso particular. • d) Distribución direccional. Para las carreteras de dos carriles el VHD se considera en total para ambas direcciones; sin embargo, en las de cuatro carriles o más, este volumen se da por carril. En este último caso, para el diseño es necesario conocer el volumen horario de tránsito en cada sentido de viaje, y esto es lo que se conoce con el nombre de distribución direccional del tránsito y se representa con D • Durante las horas pico en las carreteras rurales, aproximadamente dos tercios del volumen de tránsito van en un sentido (y obviamente un tercio en el otro), aunque muchas veces este valor puede llegar a ser del 80%: D = 0,80. e) Proyección del tránsito Las carreteras nuevas o los mejoramientos de las existentes se deben diseñar con base en el tránsito que se espera que va a usarlas. Es deseable, entonces, que el diseño se haga para acomodar el volumen de tránsito que se espera que se presente en el último año de vida útil de la vía, con mantenimiento razonable, suponiendo que el volumen esperado para cada año es mayor que el del ai'lo anterior. La determinación del tránsito futuro es lo que se llama proyección del tránsito. Es difícil determinar la vida útil de una carretera, puesto que cada una de sus partes está sujeta a variaciones en su vida esperada, por varias causas, como obsolescencia, cambios inesperados en los usos del terreno, etc. Se considera que la zona o derechos de vía tiene una vida de 100 años (para los cálculos económicos); el pavimento, entre 10 y 30 años; los puentes, entre 25 y 100 años, y las estructuras de drenaje menores, de 50 años, siempre suponiendo un mantenimiento adecuado. Es muy discutible el establecimiento del tiempo para el cual debe hacerse el diseño de una carretera; esta decisión está muy influida por el aspecto económico. Por ejemplo, una carretera se puede diseñar para un lapso de 50 años, sabiendo que el pavimento debe remplazarse a los 25 años; pero si el costo adicional con respecto al diseño para sólo 25 años es apreciable, no sería prudente hacerlo, pues el sobrecosto podría producir, por ejemplo, intereses durante 25 años, antes de que la carretera más costosa se haga necesaria. Por otra parte, no es conveniente diseñar para un tiempo mayor que aquel para el cual se pueda estimar el tránsito esperado con precisión razonable. Muchos proyectistas creen que el período de diseño debe estar entre 15 y 25 años; 20 años es el valor más usado. Estimar el volumen de tránsito para un tiempo mayor generalmente no se justifica, por causa de los posibles cambios de la población, la economía o el desarrollo de la región, que harían que las predicciones fallaran. Metodología A continuación se describe el método que recomienda la AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Officials) para proyectar el tránsito, para estimarlo con precisión razonable para un año futuro, cuando se tienen datos suficientes para ello. Los volúmenes de tránsito futuro para diseño se derivan de la corriente de tránsito actual y del crecimiento esperado de esa corriente durante el período seleccionado para el diseño los componentes del tránsito futuro son: • 1) El tránsito normal, compuesto de • a) el tránsito actual y • b) el tránsito atraído • 2. El aumento de tránsito, conformado por • a) el crecimiento normal • b) el tránsito producido (o inducido) y • c) el tránsito de desarrollo El tránsilo normal es aquel que utilizaría la carretera nueva o mejorada si ahora se pusiera en servicio. El tránsito actual es el que está utilizando la carretera antes de la mejora. En el caso de una carretera nueva, el tránsito actual no existe. El tránsito atraído es el que viene de otras vías al terminar de construirse la carretera o al hacerse las mejoras. Así, el volumen de tránsito que empieza a usar una carretera nueva es completamente atraído. Para determinar el tránsito normal se puede utilizar alguno de los siguientes procedimientos, según el tipo de carretera y su localización: 1 Contar los volúmenes de tránsito de carreteras existentes que puedan afectar el volumen de tránsito de la mejora. 2 Realizar estudios de origen y destino en las propias vías. • Cuando se va a proyectar una carretera nueva, no hay, naturalmente, un tránsito actual. • Este habrá que determinarlo indirectamente a partir de estadísticas de producción y de consumo de lo que se llama el área de influencia de la futura carretera; estos datos permitirán determinar principalmente el volumen de vehículos de carga. • En forma parecida, utilizando estadísticas de población y con la ayuda de encuestas de "origen y destino" (0-D), se puede establecer el volumen posible de vehículos de pasajeros: automóviles y buses. Establecido el tránsito normal, se debe determinar el volumen futuro aplicando los incrementos correspondientes al crecimiento normal, al tránsito producido y al tránsito de desarrollo. El crecimiento normal del tránsito es el incremento en el volumen del tránsito debido al incremento general en el número y utilización de los vehículos. üCRECIMIENTO NORMAL DEL TRÁNSITO: es un incremento en el tránsito producto de progresos técnicos, económicos, sociales y demográficos en la comunidad. Normalmente hay crecimiento en esos dos aspectos hasta que en una fecha futura, y posiblemente remota, se llegue a un punto de saturación y cese ese crecimiento, como está sucediendo ya en Estados Unidos. En la figura se muestran valores estadísticos de viajes, en vehículoskilómetros de una región, obtenidos entre 1960 y 2000 Estos valores se proyectan hasta el año futmo para el cual se va a diseñar; como aparece en la recta a trazos hasta el año 2020 1960 70 80 90 2000 10 Figura. Viajes en vehiculos-Kilómetros (datos históricos y proyección al futuro). 2020 Se pueden dibujar también curvas separadas de población, de vehículos por habitante y de kilómetros de viaje por vehículo, y el producto de estos tres valores tomados de las curvas del año escogido da el total de vehículos-kilómetros para este año. Gráficas o cálculos semejantes se pueden hacer con los conteos de tránsito para, al fin, hallar la tasa de crecin1iento para calcular los volúmenes de tránsito futuros Análisis semejantes con otros datos estadísticos de la región pueden llevar indirectamente a la obtención de una tasa de crecimiento igualmente aplicable. Estimación de la tasa de crecimiento, para ello se establecen varios criterios en base al crecimiento del parque automotor tanto del departamento como de la tipología del vehículo, así mismo, la tasa de crecimiento asumida para proyección del tráfico (Período Año 1 – Año n) se toma en base al crecimiento de servicios, salud, agricultura, pesca, minería, etc de la región debido a que en la zona de estudio es la actividad que prima en el sector, siendo esta tasa de crecimiento en %, así mismo, el promedio de las tasas de crecimiento del PBI de servicios del departamento, distrito o localidad para el período previo, u otras estimadas sobre la información base publicada por la INEI-Dirección Nacional de Cuentas Nacionales. Parque Automotor CLASE DE VEHICULO 2002 R/ 2003 R/ 1 162 859 1 209 006 1 342 288 1 361 403 1 440 017 AUTOMOVIL 597 306 610 270 643 848 646 497 673 647 681 538 696 897 STATION WAGON 153 304 173 315 197 700 209 908 227 338 237 562 CMTA. PICK UP 144 353 144 454 155 251 155 951 165 875 CMTA. RURAL 115 002 118 934 126 391 129 077 CMTA. PANEL 20 408 21 729 23 515 OMNIBUS 44 752 44 337 CAMION 102 901 REMOLCADOR REMOLQUE Y TOTAL 2001 2004 R/ 2005 R/ 2006 R/ 2007 R/ 2008 R/ 2009 1 473 530 1 534 303 1 640 970 2010 1 732 834 1 849 690 735 314 766 742 809 967 250 979 261 441 274 566 285 300 168 756 176 111 187 940 196 833 210 988 137 941 146 434 159 829 184 328 207 067 235 889 24 930 26 850 28 177 29 684 32 498 34 172 36 184 46 198 45 851 47 788 47 873 48 542 49 882 51 563 54 389 102 714 109 862 109 019 115 576 116 485 120 661 129 295 137 407 147 293 14 565 15 312 17 107 17 282 17 602 18 319 20 872 24 890 26 457 28 679 16 415 17 447 22 416 22 888 27 400 28 386 30 728 35 382 38 027 41 001 Tasa de Crecimiento CLASE DE VEHICULO AUTOMOVIL STATION WAGON CMTA. PICK UP CMTA. RURAL CMTA. PANEL OMNIBUS CAMION REMOLCADOR REMOLQUE Y 2002 R/ 2003 R/ 2004 R/ 2005 R/ 2006 R/ 2007 R/ 2008 R/ 2009 2010 2% 6% 0% 4% 1% 2% 6% 4% 6% 13% 0% 3% 6% -1% 0% 5% 6% 14% 7% 6% 8% 4% 7% 12% 28% 6% 0% 2% 6% -1% -1% 1% 2% 8% 6% 7% 8% 4% 6% 2% 20% 4% 2% 6% 5% 0% 1% 4% 4% 6% 4% 9% 5% 1% 4% 14% 8% 4% 7% 15% 9% 3% 7% 19% 15% 5% 5% 12% 5% 3% 6% 6% 7% 4% 7% 14% 6% 5% 7% 8% 8% TIPO DE VEH. TASA ANUAL AUTOMOVIL 3% 7% 4% 8% 7% 2% 4% 8% 11% STATION WAGON CMTA. PICK UP CMTA. RURAL CMTA. PANEL OMNIBUS CAMION REMOLCADOR REMOLQUE Y Tránsito producido ü TRANSITO ATRAIDO: es el que se desviará de otras vías hacia la nueva. Este tránsito se determina en base a la economía de tiempo que ofrece el nuevo servicio. ü TRANSITO GENERADO: es el tránsito de viajes totalmente nuevos y viajes que antes se hacían por otro medio de transporte. • El tránsito producido consiste en los viajes de vehículos diferentes de los de transporte público, que no se habrían realizado si la vía no se hubiera hecho o mejorado. Comprende lo siguiente: los viajes que de ninguna manera se habrían hecho antes; los que se habrían hecho antes por transporte público, y los viajes que anteriormente se habrían hecho a otros sitios y que ahora se realizan por la comodidad de la nueva vía y no por cambio en los usos del terreno. • Es poca la información que se puede obtener sobre el tránsito producido; al hacer los estudios generalmente quedan incluidas otras formas de crecimiento. La mayor parte de este volumen se presenta dentro de los dos primeros años de vida de la via y se considera que puede tener valores del 5% o ligeramente mayores en relación con el volumen de tránsito normal. • Tránsito Inducido, es aquel que en la actualidad usa otros caminos pero que utilizará el nuevo, para llegar al mismo destino, es decir es el tránsito que ahora rodea la zona, pero que al abrirse utilizará el camino nuevo por ser más Tránsito de desarrollo üTRANSITO DESARROLLADO: es aquel que se le debe asignar al camino en virtud del desarrollo del “Uso del Suelo” producido por la nueva facilidad vial. • El tránsito de desarrollo es el debido a mejoras en las zonas adyacentes, que no se habrían presentado si la carretera no se hubiera construido o mejorado. Este componente del tránsito futuro se continúa presentando por muchos años, después de que la mejora vial se haya realizado, a diferencia del tránsito producido que, como ya se dijo, se presenta sólo por un par de años después de la construcción. • El desarrollo de la zona se puede estudiar con la ayuda de mapas que presentan los usos actuales de la tierra y sus posibles mejoras, y otros mapas de los usos futuros debidos a la vía Predicho el uso futuro de la tierra se puede deducir el número probable de viajes y la proporción de ellos entre los diversos puntos de origen y destino. En las áreas rurales este tipo de crecimiento es menos importante que en zonas urbanas o cercanas a éstas. A veces se puede despreciar haciendo la suposición de que queda involucrado dentro del crecimiento normal del tránsito. Factor de proyección del tránsito. Es la relación entre el tránsito futuro y el tránsito normal para un proyecto de carretera, y establece el crecimiento del tránsito debido al incremento normal más el tránsito producido y el de desarrollo. El factor de proyección se obtiene sumando los porcentajes de crecimiento de cada ítem de incremento del tránsito en relación con el tránsito normal; esta suma se divide por 100 y se añade 1 al resultado Hallado el factor de proyección del tránsito, si se multiplica por el volumen de tránsito normal se obtiene el volumen de tránsito futuro. Los valores del factor de proyección del tránsito son muy variables y pueden valer desde 1,5 hasta 3,0. Los siguientes ejemplos, tomados del Libro de la AASHTO', deben aclarar un poco los conceptos anteriores. Ejemplo 1 Se va a reconstruir una carretera en su misma localización pero mejorándole superficie, pendientes, drenajes, etc. El TPD presente es de 360 vehículos y el diseño se hará para 12 años. Una carretera paralela a ésta tiene un TPD de unos 100 vehículos. Se estima que la mitad de éstos serán atraídos al mejorar la primera, con lo cual el tránsito normal será de unos 410 vehículos por día (vpd). Las estadísticas señalan para la región un crecimiento normal del 45% hasta el año de diseño. Como la reconstrucción mejorará notablemente las condiciones de operación de los vehículos, especialmente en invierno, se estima que el tránsito producido será de un 25%. Se espera que las mejoras en el uso de la tierra sigan como hasta ahora en toda la región, con lo cual el aumento del volumen del tránsito debido a un desarrollo más rápido de la región se considera que será muy pequeño y, por eso, se desprecia. De acuerdo con lo anterior; el crecimiento total del: volumen de tránsito será 45 + 25 + O = 70% y, así, el factor de proyección será 0,70 + 1 = 1,70. El IPD para dentro de 12 años será: 410 x 1,70 = 697 vehículos Ejemplo 2. Se proyecta una autopista cerca de una ciudad y, de acuerdo con el análisis de un estudio de 0-D, el volumen de tránsito en un punto de dicha vía tendrá un TPD de 24,000 vehículos. El año de diseño será dentro de 20 años. Según una predicción de tránsito para la zona, similar al mostrado en la figura, el crecimiento normal del volumen de tránsito de aquí a 20 años será el 68% del volumen de tránsito de este año. Con base en experiencias previas en la zona, se supone que el tránsito producido será el 18% del volumen de tránsito normal. Se supone que el volumen de tránsito de desarrollo será de 8,200 viajes por día en este punto de la autopista dentro de 20 años, o sea que por este aspecto el volumen de tránsito se incrementará en 8.200/24.000 = 0,34 = 34% del volumen de tránsito normal. Así, el incremento total del volumen de tránsito será de 68 + 18 + 34 = 120% y el factor de proyección del tránsito será de 1,20 + 1 = 2,20. El TPD futuro (dentro de 20 años) será 24.000 x 2,20 = 52 800 vehículos. Composición del tránsito En el diseño de las carreteras se deben tener en cuenta también las características de operación de los vehículos, que son diferentes según los diversos tamaños y pesos de los mismos, y permiten formar con ellos varias clases. La cantidad relativa de las diferentes clases de vehículos en el tránsito total es lo que se llama composición del tránsito. Los camiones, por ser generalmente más pesados que los buses y automóviles, son más lentos y ocupan mayor espacio; por tanto, tienen mayor efecto en el tránsito que los vehículos más pequeños El efecto de operación de un camión es equivalente al de varios vehículos livianos; se acostumbra representarlo con la letra J y depende principalmente de la pendiente de la canetera y de la distancia de visibilidad existente en el tramo considerado. En términos generales, se puede decir que J = 2 en terreno plano y J = 4 en terreno montañoso. Así, a mayor proporción de camiones en el tránsito, mayor es la carga del mismo y, entonces, se requiere mayor capacidad de la carretera Composición del tránsito Las dos clases más generales de vehículos son: 1 Vehículos livianos, que incluye automóviles y otros vehículos pequeños como camionetas y pickups, con capacidad hasta de ocho pasajeros y ruedas sencillas en el eje trasero 2. Vehículos pesados, como camiones, buses y combinaciones de camiones (semirremolques y remolques), de más de cuatro toneladas de peso y doble llanta en las ruedas traseras. Generalmente se relaciona con el diseño geométrko de la carretera el dato del porcentaje de camiones, sobre el tránsito total, que se espera va a utilizar la vía. Composición del tránsito Se llama vehículo de diseño un tipo de vehículo cuyos peso, dimensiones y características de operación se usan para establecer los controles de diseño que acomoden vehículos del tipo designado. Con propósitos de diseño geométrico, el vehículo de diseño debe ser uno, se podría decir que imaginario, cuyas dimensiones y radio mínimo de giro sean mayores que los de la mayoría de vehículos de su clase La AASHTO, en su Libro verde, considera los siguientes vehículos de diseño: el P (automóvil o de pasajeros), el SU (camión sencillo), el BUS, el A-BUS (bus articulado), los WB-40, WB50 y WB-60 (semirremolques), el MH (vehículo vivienda), el P/T (con h·áiler o remolque) y el P/B (con remolque para bote). El Ministerio de Transporte de Colombia considera varios tipos de vehículos de diseño, más o menos equivalentes a Jos de la AASHTO, así: • • • • 1 Vehículo liviano o automóvil (A) 2. Buses y busetas (B), que sirven para transportar pasajeros en forma masiva. 3. Camiones (C) para el transporte de carga, que pueden ser de dos ejes (C-2), camiones o tractocamiones de h·es ejes (C-3) y también de cuatro, cinco o más ejes (C-4, C-5, > C-5). 4. Remolques (R), con uno o dos ejes verticales de giro y una unidad completamente remolcada. Para determinar los radios mínimos de giro se supone que los vehículos se mueven a una velocidad de 15 kph. Por otra parte, parece que hay tendencia a hacer más largos los remolques y a permitir aumento en la altura máxima legal. En el cuadro 3.1 se presentan las principales características de los cuatro tipos a que se pueden reducir los mencionados antes. Ejemplo Continuando la solución del segundo de los ejemplos anteriores, se tenía que el TPD para dentro de 20 años será de 52,800 vehículos. Si la relación K = VHD/ TPD = 0,13 = 13%; si el factor direccional D = 0,61= 61 %, y si el porcentaje de camiones es del 26%, resulta lo siguiente: El volumen horario de diseño será: VHD = KTPD = 0,13 x 52,800 = 6.870 vehículos/hora (vph) La cantidad de vehículos en el sentido de mayor volumen (en la hora pico) será 6.870 x 0,61 = 4.190 vph. Y, de esta cantidad, el número de camiones será 4.190 x 0,26 = 1.090, y el resto, 4.190 x 0,74 = 3,100, serán automóviles (A). En este caso, como el número de camiones es considerable, este tipo se tomará como vehículo de diseño. • Tránsito Inducido, es aquel que en la actualidad usa otros caminos pero que utilizará el nuevo, para llegar al mismo destino, es decir es el tránsito que ahora rodea la zona, pero que al abrirse utilizará el camino nuevo por ser más directo o dá mayores facilidades para llegar al sitio deseado. • Tránsito Generado. Para conocer con bastante aproximación este tipo de tránsito, se realizan estudios de origen y destino en los caminos que operan en la actualidad, tanto a los conductores como a los pasajeros. • Con la suma de ambos tránsito inducido y generado se determinará el TDPA (IMD, Índice Medio Diario) para caminos futuros. Es factible medir las tendencias de los crecimientos de estas vías, al tomar en cuenta las correspondientes a los caminos ya existentes de la zona. 203.05 Crecimiento del tránsito Una carretera debe estar diseñada para soportar el volumen de tráfico que es probable que ocurra en la vida útil del proyecto. No obstante, el establecimiento de la vida útil de una carretera, requiere la evaluación de las variaciones de los principales parámetros en cada segmento de la misma, cuyo análisis reviste cierta complejidad por la obsolescencia de la propia infraestructura o inesperados cambios en el uso de la tierra, con las consiguientes modificaciones en los volúmenes de tráfico, patrones, y demandas. Para efectos prácticos, se utiliza como base para el diseño un periodo de veinte años. La definición geométrica de las nuevas carreteras, o en el caso de mejoras en las ya existentes, no debe basarse únicamente en el volumen de tránsito actual, sino que debe considerar, el volumen previsto que va a utilizar esta instalación en el futuro. De esta forma, deberán establecerse los volúmenes de tránsito presentes en el año de puesta en servicio del proyecto y aquellos correspondientes al año horizonte de diseño. Ello, además de fijar algunas características del proyecto, permite eventualmente, elaborar un programa de construcción por etapas. Crecimiento del tránsito A continuación se establece la metodología para el estudio de la demanda de tránsito: Pf = P0 (1+Tc)n Dónde: Pf : tránsito final. P0 : tránsito inicial (año base). Tc : tasa de crecimiento anual por tipo de vehículo. n : año a estimarse. (*) La proyección debe también dividirse en dos partes. Una proyección para vehículos de pasajeros que crecerá aproximadamente al ritmo de la tasa de crecimiento de la población y una proyección de vehículos de carga que crecerá aproximadamente con la tasa de crecimiento de la economía. Ambos índices de crecimiento correspondientes a la región que normalmente cuenta con datos estadísticos de estas tendencias. Cálculo del tránsito durante la vida útil de una obra • En la actualidad, con los métodos que utilizan el criterio de tránsito mezclado se calcula el total de ejes que usarán la vía durante los (n) años de vida útil. Este volumen se determina de la siguiente manera: TRÁFICO PROYECTADO • El Tráfico 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 política de mantenimiento que ese imponga. Este tráfico, en forma proyectada es el que conjuntamente con el Normal, 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 efectúa para el Índice Medio Diario Anual obtenido en cada sector de conteo vehicular. El periodo de proyección corresponde al período de servicio de la vía considerado en 10 años. FORMATO DE CLASIFICACION VEHICULAR ESTUDIO DE TRAFICO FORMATO DE CLASIFICACION VEHICULAR ESTUDIO DE TRAFICO Volumen horario de proyecto o diseño (VHP) Es el volumen de tránsito horario que servir. de base para determinar las caracter.sticas geom.tricas de la vialidad. Fundamentalmente se proyecta con un volumen horario pronosticado. No se trata de considerar el máximo número de vehículos por hora que se puede presentar dentro de un año, ya que exigir.a inversiones demasiado cuantiosas, sino un volumen horario que se pueda presentar un número máximo de veces en el año, previa convención al respecto. Ejemplo La tabla 1 presenta los volúmenes de tránsito semanal (vehículos mixtos por semana) durante las 52 semanas de los 12 meses de un año, realizados con un contador autom.tico en una carretera rural. Para estos datos se desea calcular los indicadores de los volúmenes de tránsito anual, tránsito mensual, tránsito semanal, tránsito promedio diario anual, tránsito promedio diario mensual y tránsito promedio diario semanal Tabla 1 Volúmenes de tránsito semanal durante un año
