Proyecto Final de Ingeniería de transito Elliot

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA.
INSTITUTO DE ESTUDIOS SUPERIORES.
FACULTAD DE TECNOLOGÍA DE LA CONSTRUCCIÓN.
INGENIERÍA DE TRÁNSITO.
Integrantes:

Elliot Josué Bonilla Reyes
2017-0600I



Docente:

Ing. Keving Roberto Sánchez Rocha.
Grupo: 3M1-C.
1
INDICE.
Introducción.
Objetivos.
MARCO TEÓRICO.
Introducción ...................................................................................................... 4
Objetivos ........................................................................................................... 5
1. Estudio de tráfico...........................................................................................6
1.1 Metodología ............................................................................................................ 6
1.1.2 Metodología empleada por el MTI ..................................................................... 6-7
1.2 Hoja de campo ........................................................................................................ 8
1.3 Clasificación de vehículos ....................................................................................... 8
2. Procesamiento de datos .............................................................................. 9
2.1 Tránsito Promedio Diurno Semanal (TPDS) ................................................. 9
2.2 Determinación del Tránsito Promedio Diario Anual (TPDA) .........................10
2.3 Tasas de crecimiento .................................................................................. 11
2.4 Determinación de la tasa de crecimiento del Producto Interno Bruto (PIB) ...........12
2.5 Tasa de crecimiento vehicular ...................................................................12
2.6 Tasa de Crecimiento poblacional ..............................................................12
3. Análisis de la información obtenida ........................................................ 13
3.1 Análisis de la tasa de crecimiento a utilizar .............................................. 13
4. Proyección de tráfico ................................................................................ 13
4.1 Período de diseño (N) .............................................................................. 13
4.2 Factores de distribución de dirección (FD) ...............................................14
4.3 Factor de distribución por carril (Fc) ........................................................ 14
4.4 Factor de crecimiento (Fc)............................................................................ 14
4.5 Tráfico de diseño (TD) ............................................................................... 15
4.6 Análisis de capacidad....................................................................... 15-16
4.7 Niveles de servicio ................................................................................. 16
1. Nivel de Servicio A .................................................................................... 16
2. Nivel de Servicio B ..................................................................................... 16
2
3. Nivel de Servicio C ..................................................................................... 16
4. Nivel de Servicio D ..................................................................................... 16
5. Nivel de Servicio E ..................................................................................... 17
6. Nivel de Servicio F ..................................................................................... 17
5 Conclusiones ............................................................................................. 18
6 Bibliografía.................................................................................................. 18
7 Anexos ................................................................................................... 19-22
3
Introducción.
El presente informe está constituido a través de nuestro último proyecto de curso
de Ing. de Tránsito, asignado por el Ing. Kevin Sánchez.
Dicho informe consiste en el estudio de tráfico, el cual nos detalla el flujo de
tráfico en cualquier tramo de la red vial de Nicaragua, siendo nuestro caso la
estación Paiwas - Villa Siquia
Determinando el flujo de tráfico consideramos el aforo asignado corresponde, a
un intervalo de una semana, de 12hrs completas, constituida por vehículos
livianos, vehículos de pasajeros y vehículos de carga.
Los estudios sobre los volúmenes de tránsito se realizan con el propósito de
obtener información relacionada con el movimiento de vehículos en puntos
específicos dentro del sistema vial, todo a fin de conocer el Tránsito Promedio
Diurno Semanal (TPDS) y Tránsito Promedio Diario Anual (TPDA) de cada una
de las vías.
Una de las principales fuentes de información disponibles para analizar datos de
tráfico es la preparada por el Ministerio de Transporte e Infraestructura (MTI) de
Nicaragua, el MTI mantiene un programa de conteos de tráfico de cobertura
nacional desde hace ya varios años para sustentar los esfuerzos de planificación
dentro del sector vial.
4
Objetivos.






Analizar Tránsito Promedio Diario Anual (TPDA).
Plantear el resultado de nuestras tasas de crecimiento, tasa de
crecimiento del Producto Interno (PIB), tasa de crecimiento vehicular, tasa
de crecimiento poblacional.
Obtener proyección de tránsito, período de diseño, factores de
distribución de dirección (FD), factor de distribución por carril (Fc).
Analizar TPDA con respecto a PIB.
Analizar Ejes Equivalentes (ESSAL).
Determinar comportamiento de tráfico.
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1. Estudio de tráfico.
1.1 Metodología.
En el presente informe se dará a conocer los datos asignados y los datos
obtenidos luego de cumplir con cada uno de los estudios de tráfico, considerando
que se trata de un aforo realizado por una semana durante 12horas, datos de
suma importancia para una mejor comprensión de realización.
Dicha información nos permitirá conocer el flujo de tránsito en la estación
asignada, siendo clasificada en una Estación de Corta Duración (ECD y/o
Estación de Conteo Sumaria (ECS), es decir tantos para las estaciones de Corta
Duración y de Conteo Sumaria, se realizan conteos clasificados por 12 horas
continúas, en este caso, de una semana completa.
En cuanto a los volúmenes de tránsito siempre deben ser considerados como
dinámicos, por lo que solamente son precisos para el período 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.
1.1.2 Metodología empleada por el MTI.
En la actualidad existen un total de 598 estaciones de conteo de tráfico y se
clasifican de la siguiente manera:



Estaciones permanentes.
Estaciones sumarias.
Estaciones de control.
Los datos históricos que nos proporcionan el Ministerio de Transporte e
Infraestructura (MTI) vienen siendo recolectados desde 1995, debido a que la
ejecución anual de los conteos requeridos había sido descontinuada desde 1977.
Por definición las estaciones permanentes deberían llevar un registro de tal
magnitud, en cuanto al personal de aforos, éste realiza dos conteos clasificados
anuales durante 7 días continuos, cubriendo todas las horas del día. El número
total de estaciones permanentes en la red vial de Nicaragua es 11 y éstas se
ubican sobre la red troncal de carreteras.
Las estaciones sumarias están ubicadas en caminos no pavimentados pero que
tienen un flujo vehicular moderado, cuyas necesidades de mantenimiento vial
son atendidas por el MTI o el Fondo de Mantenimiento Vial (FOMAV). Se realizan
conteos de 12hrs de duración (6am-6pm) durante tres días (martes, miércoles y
jueves) al menos una vez al año.
Las estaciones de control están ubicadas en los caminos asfálticos o
adoquinados que presentan volúmenes menores que los de la red troncal. En
esta estación se hacen dos conteos, uno en verano y otro en invierno, durante
tres días continuos, únicamente se realizan conteos durante 12hrs en estos tres
días y puede ser que solamente se realicen una vez al año.
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Cada estación sumaria o de control está asociada con una estación permanente
de la cual se obtienen los factores de ajuste necesarios para convertir los
volúmenes de tráfico contabilizados para cada categoría de vehículo en valores
TPDA (Tránsito Promedio Diario Anual).
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1.2 Hoja de campo.
El conteo vehicular se realizó a través de un formato facilitado en el Anuario de
Aforos de Tráfico emitido por el Ministerio de Transporte e Infraestructura (MTI),
dónde podemos encontrar datos generales referentes al punto donde se realizó
el conteo, nombre de estación, sentido, fecha y nombre del aforador, destacando
los cuadros que contienen, éstos conformados de columnas correspondientes a
diferentes categorías de vehículos según la clasificación de tránsito nacional.
1.3 Clasificación de vehículos.
En cuanto a la clasificación de vehículos, el Ministerio de Transporte e
Infraestructura (MTI) designa terminologías para los vehículos que circulan a
través de la infraestructura vial en el país, en nuestro conteo asignado tenemos
que:

Vehículos livianos: Hay bastante variedad, pero suelen ser un tamaño
relativamente pequeño. Desde motocicletas, autos, Jeep, entre otros de
al menos 4 ruedas.

Vehículos de pasajeros: Son destinados al transporte público de
pasajeros de dos, cuatro, seis y más ruedas, en nuestro caso tenemos
Mbus, Mb>15 pasajeros, buses.

Vehículos de carga: Son vehículos que se utilizan para transporte de
mercancías sea esta carga seca o líquida, en nuestro caso tenemos LivC2, C2 y C3.
Pesaje de vehículos: El peso es transmitido a la estructura del pavimento
mediante el contacto entre las llantas y la superficie de rodadura, razón por la
que generalmente se clasifican los vehículos de acuerdo con el número de ejes
y el número de llantas, éstas variables están relacionadas con la capacidad
máxima de carga de los vehículos.
Para efectos de diseño de pavimentos se acostumbra a estandarizar los pesos
de los vehículos de carga mediante el uso de “Cargas Equivalentes de Ejes
Estándares” los cuales expresan en función de diversos parámetros del
pavimento y de las cargas.
Velocidad promedio.
Convencer a los conductores de que conduzcan dentro de los límites de
velocidad permitidos no siempre es fácil, pero es un desafío que debe
enfrentarse, pues se ha comprobado que las velocidades elevadas aumentan el
número de siniestros viales y por lo tanto, de lesionados y fallecidos, y que la
disminución de la velocidad los reduce.
En las zonas urbanas, los usuarios más vulnerables comparten el mismo espacio
con vehículos potentes y pesados, por lo que los límites de velocidad en esas
zonas no deben superar los 50 km/h, tal y como reconocen los consensos
internacionales de buenas prácticas. En las Américas, ya son diecisiete países
los que han fijado estos límites máximos en las zonas urbanas. Las leyes sobre
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los límites de velocidad deben ir acompañados de un cumplimiento estricto para
que sean eficaces y permitan salvar vidas. Lamentablemente, según el informe
de la OPS sobre la seguridad vial en las Américas, solo en uno de estos países
se calificó el cumplimiento de estas leyes como “bueno” (8 puntos o más enuna
escala del 0 al 10) en dónde efectivamente Nicaragua no cumple con éstas leyes.
2. Procesamiento de datos
Según los datos del aforo asignado se realizará el trabajo de gabinete, en base
a los métodos estudiados en la asignatura de Ingeniera de tránsito.
Con ayuda del programa Microsoft Excel corroboramos nuestros datos de forma
segura y concisa, previendo errores de cálculos al ser realizados a mano.
2.1 Transito Promedio Diurno Semanal (TPDS Semanal)
Ecuaciones Aplicadas
 TPDA (semanal)
𝐶𝐴𝑁𝑇𝐼𝐷𝐴𝐷 𝑇𝑂𝑇𝐴𝐿 𝑃𝑂𝑅 𝑇𝐼𝑃𝑂 𝐷𝐸 𝑉𝐸𝐻𝐼𝐶𝑈𝐿𝑂𝑆
𝐶𝐴𝑁𝑇𝐼𝐷𝐴𝐷 𝐷𝐸 𝐷𝐼𝐴𝑆 𝐷𝐸 𝐴𝐹𝑂𝑅𝑂
 Transito Promedio Diario Anual
TPDA = TD12H × FD × FT
 Tasa de Crecimiento
TC = (( ) − 1 × 100
 Factor de Crecimiento
[(1 + 𝑇𝐶)𝑛 − 1]
𝐹𝐶 =
𝑇𝐶
 Trafico de diseño
TD = TPDA ∗ FC ∗ FD ∗ fC ∗ 365
 Ejes equivalentes
W18 = TD ∗ FESAL
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2.2 Determinación del Transito Promedio Diario Anual (TPDA)
Para la realización del Transito Promedio Diario Anual, se procedió a revisar las
tablas del Anuario de Trafico 2018, y localizamos las estaciones más cercanas,
una de carácter de mayor cobertura y una de corta cobertura.
Decidimos ocupar la de mayor cobertura Mayor cobertura y a la vez Factores de
(San Marcos- Masatepe), y de corta duración Rio Blanco-Bocanas de Paiwas.
Según el aforo de realizado durante 7 días para ejecutar el cálculo del TPDA,
solo se utilizarán el factor día, para pasar de 12 horas a 24, y el factor temporada
para la expansión a TPDA. Ya que nuestro tramo solo determino el aforo de una
semana, no se utiliza el factor semana, ni el fin de semana.
TPDA: TD12H * FD *F E
Donde:
TD12H: Trafico Promedio Diario 12 horas.
FD: Factor día.
FE: Factor de expansión a TPDA
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2.3-Tasas de crecimiento.
Si tenemos como perspectiva que el país está en vía de desarrollo, es de suma
importancia tomar en cuenta el crecimiento vehicular del tramo que se tiene en
estudio, el crecimiento poblacional, el Producto Interno Bruto (PIB) y las
condiciones actuales que está viviendo el país y el resto del mundo, que
comúnmente se ve afectado por la crisis económica.
𝐓𝐂 = [(
𝐀ñ𝐨𝐧
) − 𝟏] ∗ 𝟏𝟎𝟎
𝐀ñ𝐨𝐧−𝟏
Donde:
TC: Tasa de crecimiento.
Año n: Año actual.
Año n-1: Año anterior
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2.4-Determinación de la tasa de crecimiento del Producto Interno Bruto (PIB).
Al revisar la información que está disponible en el informe 2018 del Banco Central
de Nicaragua; se ha elaborado una tabla donde se logra apreciar el
comportamiento histórico del Producto Interno Bruto (PIB), en el periodo del año
2004 al año 2018.
De acuerdo a los datos históricos que se recopilaron del Banco Central de
Nicaragua, desde el año 2004 hasta el año 2018 se obtiene un PIB Promedio de
9,684 millones de dólares y una tasa de crecimiento anual promedio de 8%, una
vez analizado el comportamiento de los datos que son mostrados a continuación.
2.5 Tasas de crecimiento vehicular.
Las tasas de crecimiento vehicular varían dependiendo de los tipos de vehículos,
la determinación se realiza a partir de historial de tráfico, en base a estudios
anteriores del tramo.
2.6 Tasa de crecimiento Poblacional.
Para la tasa de crecimiento Poblacional se hace un análisis a los datos
publicados por el Banco Central de Nicaragua (BCN).
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3. Análisis de la información obtenida.
Es el proceso mediante el cual se hace uso de los criterios para comprender de
mejor manera los resultados obtenidos del aforo vehicular.
3.1. Análisis de la tasa de crecimiento a utilizar.
Tomando en cuenta la situación en la que se encuentra el país, en vías de
desarrollo considerando el crecimiento del Producto Interno Bruto, el crecimiento
vehicular y poblacional del tramo en estudio, Se utilizara la tasa de crecimiento,
pero este se verá afectada en dependencia a la crisis económica que tenga el
país.
4. Proyección del tráfico
Las proyecciones del tráfico no solo se relacionan con las tasas de crecimiento
esperado para el tráfico normal. También deben contemplar las estimaciones
correspondientes, así como sus respectivas tasas de crecimiento. Todas estas
consideraciones se hacen con el fin de estimar volúmenes de tráfico al cual será
sometida a estructura del pavimento.
4.1 Periodo de diseño (N):
Se define como el tiempo en el cual se deberá proyectar el volumen de tráfico,
en un periodo de diseño elegido, para determinar las características del
pavimento y evaluar su comportamiento a largo plazo, con el objetivo principal
de satisfacer las exigencias de servicio al incremento del tráfico final del periodo
de diseño.
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4.2. Factores de distribución de dirección (FD).
El factor de distribución direccional, se puede obtener mediante estudios como
aforos manuales o también mecánicos en el cual nos proporcionara la cantidad
de Vehículos que viajan en una dirección y la cantidad de vehículos que viajan
en la contraria.
Por lo general se estima el 0.5 ya que la cantidad de vehículos en ambas
direcciones es la misma, pero hay ciertos casos donde en una dirección puede
ser mayor que la opuesta.
4.3 Factores de distribución por carril (FC)
El ESAL (Equivalent Single Axle Load) que en español será carga por ejes
equivalentes. El ESAL de diseño es una estadística de resumen de carga de
tráfico acumulado, representando una corriente mixta de tráfico de cargas por
eje diferentes y configuraciones de eje previsto durante el periodo de diseño o
de análisis.
El factor de distribución de carriles se utiliza para reducir el estimado ESAL
acumulativo de una dirección para las secciones que tienen tres o más carriles
en una dirección. Para estas secciones el tráfico, el diseño será externo, por el
hecho de que los vehículos pesados van en ese carril.
Para el caso del tramo en estudio por ser de un solo carril por sentido, dicho
factor a usarse será igual a 1.00.
4.4 Factor de crecimiento (Fc)
El factor de diseño nos indicará de qué manera el tráfico será afectado al pasar
del tiempo, el cual estará determinado por el periodo de diseño y la tasa anual
de crecimiento vehicular.
((𝟏+𝑻𝒄) 𝒏−𝟏)
Fc=
𝑻𝒄
Donde:
n = Periodo de Diseño.
Tc= Tasa de crecimiento.
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4.5 Trafico de diseño (TD)
El tráfico de diseño se obtiene de la información básica suministrada por el
Transito Promedio Diurno (TPDA), el Factor de Crecimiento (FC), factor de
distribución (FD) y factor Carril.
TD= TPDA * Fc* Fd * Fc * 365
Donde:
TPDA: transito Promedio diario del año en base
Fc= Factor de crecimiento.
Fd: Factor de distribución
Fc: Factor carril
365: Contante equivalente a los 365 días del año.
Tránsito para el carril de diseño
4.6 Análisis de capacidad
Para determina la capacidad de un sistema vial, rural o urbano, no solo es
necesario conocer sus características físicas o geométricas, sino también las
características de los flujos vehiculares, bajo una variedad de condiciones de
operación sujetas a los dispositivos de control y el medio circundante.
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Así mismo, no puede tratarse la capacidad de un sistema vial sin hacer referencia
a otras consideraciones importantes que tienen que ver con la calidad del servicio
proporcionado.
Teóricamente la capacidad se define como la tasa máxima de flujo que puede
soportar una carretera o calle. De manera particular, la capacidad de una
infraestructura vial es el máximo número de vehículos que razonablemente
pueden pasar por un punto o sección uniforme de un carril o calzada durante un
intervalo de tiempo dado.
4.7 Niveles de servicio
Es una medida cualitativa que describe las condiciones de operación de un flujo
vehicular, y de su percepción por los motoristas y/o pasajeros. Estas condiciones
se describen en términos de factores tales como la velocidad y el tiempo de
recorrido, la libertad de realizar maniobras, la comodidad y la seguridad vial.
El Manual de Capacidad Vial HCM 2000, estableció seis niveles se servicios
denominados: A, B, C, D, E y F, que van del mejor al peor, los cuales se definen
según las condiciones de operación sean de circulación o continuas.
1. Nivel de Servicio A
Representa circulación a flujo libre. Los usuarios, considerados en forma
individual, están virtualmente exentos de los efectos de la presencia de otros en
la circulación. Poseen una altísima libertad para seleccionar sus velocidades
deseadas y maniobrar dentro del tránsito.
2. Nivel de Servicio B
Esta aun dentro del rango de flujo libre, aunque se empiezan a observar otros
vehículos integrantes de la circulación. La libertad de selección de las
velocidades deseadas sigue relativamente inafectada, aunque disminuye un
poco la libertad de maniobrar.
3. Nivel de Servicio C
Pertenece al rango de flujo estable, pero marca el comienzo del dominio en que
la operación de los usuarios individuales se ve afectada de forma significativa
por las interacciones con los otros usuarios. La selección de velocidad se ve
afectada por la presencia de otros, y la libertad de maniobra comienza a ser
restringida. El Nivel de comodidad y conveniencia desciende notablemente.
4. Nivel de Servicio D
Representa una circulación de densidad elevada, aunque estable. La velocidad
y libertad de maniobra quedan seriamente restringidas, y el usuario experimenta
un Nivel general de comodidad y conveniencia bajo. Pequeños incrementos en
el flujo generalmente ocasionan problemas de funcionamiento, incluso con
formación de pequeñas colas.
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5. Nivel de Servicio E
El funcionamiento está en él, o cerca del, límite de su Capacidad. La velocidad
de todos se ve reducida a un valor bajo, bastante uniforme. La libertad de
maniobra para circular es extremadamente difícil, y se consigue forzando a los
vehículos a “ceder el paso”. Los Niveles de comodidad y conveniencia son
enormemente bajos, siendo muy elevada la frustración de los conductores. La
circulación es normalmente inestable, debido a que los pequeños aumentos del
flujo o ligeras perturbaciones del tránsito producen colapsos.
6. Nivel de Servicio F
Representa condiciones de flujo forzado. Esta situación se produce cuando la
cantidad de tránsito que se acerca a un punto, excede la cantidad que puede
pasar por él. En estos lugares se forman colas, donde la operación se caracteriza
por la existencia de ondas de parada y arranque, extremadamente inestables,
típicas de los “cuellos de botella”.
Nota. En los anexos se presentan unas figuras ilustrativas para cada nivel de
servicio.
Medidas de eficiencia:



Densidad (vehículos livianos /km/ carril)
Velocidad media de los vehículos livianos
Relación de volumen a capacidad (v/c)
Cada una de estas tres medidas, es un indicador de como el flujo vehicular es
acomodado por la autopista.
Figura 12. Curvas velocidad – flujo y niveles de servicio en segmentos básicos de
autopistas
Fuente: Highway Capacity Manual. HCM200
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5. Conclusiones:
Luego de realizar el análisis del tramo de la estación (Villa SIQUIA-PAIWAS),
asignado por el Ing. Kevin Sánchez, concluimos lo siguiente:
Se logró satisfacer cada uno de los objetivos que planteamos al inicio del
documento, analizando dicho tramo en base a las Normativas emitidas en el
Anuario de tráfico del 2018.
Bibliografías




Documento base otorgado por el Ing. Keving Sánchez.
Anuario de Tráfico del 2018 emitido por MTI.
Rafael Cal y Mayor R. (2007). Ingeniería de tránsito. México: Alfaomega
Grupo Editor, S.A de C.V.
3ra. Edición (2011). Manual Centroamericano de Normas para el Diseño
Geométrico de Carreteras, Centroamérica.
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Anexo N°1: Formato utilizado para aforo vehicular.
Fuente: Anuario de aforos de tráfico. MTI, Año 2018.
Anexo N°2: Tipología y descripción vehicular.
Fuente: Anuario de aforos de tráfico. MTI, Año 2018.
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Anexo N°3: Cargas permisibles para Vehículos pesados.
Fuente: Ministerio de Transporte e Infraestructura (MTI).
Anexo N°4: Cargas permisibles para Vehículos Livianos y Pasajeros.
Fuente: Ministerio de Transporte e Infraestructura (MTI).
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Anexo N°5: CALCULOS E INTERPRETACIÓN DE DATOS ELABORADOS
Tabla del Crecimiento Vehicular
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Tabla de Crecimiento del PIB
Tabla de Crecimiento Poblacional
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