DETERMINACIÓN DEL NIVEL DE SERVICIO EN VÍAS INTERURBANAS (ININTERRUPIDAS)
Este proceso de cálculo se basa en asignar una capacidad genérica, definida para unas determinadas condiciones ideales de circulación, y que se verá modificada por una serie de coeficientes de reducción en función de la desviación de las características particulares de la vía sometida a estudio con respecto a las ideales. Las características ideales de circulación interurbana son las siguientes:
Ø Carriles de anchura igual o superior a 3.60 mts.
Ø Arcense libres de obstáculos de al menos 1.80 mts. De anchura.
Ø Tráfico formado por vehículos ligeros exclusivamente.
Ø Reparto proporcional del tráfico en ambos sentidos (50%-50%)
Ø Inexistencia de tramos con prohibición de adelantamiento.
Ø Circulación a través de terreno llano.
Ø En el caso de autopistas, se suponen de velocidad libre superior a 88 km/h y una población de conductores habituales con estas vías.
También es necesario apuntar que la metodología de cálculo debe emplearse exclusivamente para tramos genéricos de carretera. En el caso de querer realizar un análisis de segmentos singulares, como pueden ser las rampas prolongadas, sería necesario introducir una formulación análoga a la expuesta, aunque con diferentes valores para los factores de corrección.
INFLUENCIA DEL FACTOR HORA PUNTA (FHP)
Los criterios para calcular intensidades de servicio se refieren a intensidades horarias medidas en los 15 minutos de mayor tráfico, por lo que es necesario aplicar el factor de hora punta (FHP) a la intensidad aforada durante la hora punta (IHP) en la vía sometida a estudio o que pretende proyectarse.
I = IHP
FHP
El FHP puede determinarse empíricamente, realizando los correspondientes aforos, o bien estimarse en el caso de no disponer de datos de campo, en función de la intensidad horaria total de la calzada:
ESTIMACIÓN DEL FACTOR HORA PUNTA | |
INTENSIDAD (VEH/H) | FHP |
0 - 100 | 0.83 |
100 – 200 | 0.87 |
200 – 300 | 0.90 |
300 – 500 | 0.91 |
500 – 700 | 0.92 |
700 - 1000 | 0.93 |
1000 - 1400 | 0.94 |
1400 - 1900 | 0.95 |
1900 - | 0.96 |
CAPACIDAD DE VÍAS DE DOS CARRILES
En este grupo se incluyen tanto las carreteras de dos carriles como aquellas que poseen tres, uno de ellos empleado en ambos sentidos. Estudios anteriormente realizados han arrojado un valor para la capacidad ideal de 2.800 vehículos por hora. Para poder determinar las distintas intensidades de servicio se plantean los factores de corrección en función del nivel de servicio que se desee, obteniendo la siguiente expresión:
Ii = 2800*fC*fA*fP*fR*(I/c)i
Donde:
Ii es la intensidad horaria para el nivel de servicio i
fC es el factor de corrección por anchura de carriles
fA es el factor de corrección por anchura de los arcenes
fP es el factor de corrección por la composición del tráfico
fR es el factor de corrección por reparto de circulación por sentido
(I/c)i es la relación entre intensidad y capacidad ideal para el nivel de servicio i.
De manera análoga se obtiene la expresión empleada para el cálculo de la capacidad en vías que no cumplan las condiciones ideales:
C = 2800*fC*fA*fP*fR*(I/c)E
Es de recordar que la capacidad de una vía corresponde a la intensidad calculada para el nivel de servicio E, es decir, IE.
A continuación se muestran las diferentes tablas que deben emplearse para el cálculo de capacidades, intensidades y niveles de servicio en tramos genéricos de carreteras de dos carriles:
FACTORES DE CORRECCIÓN PARA CARRETERAS DE DOS CARRILES
ANCHO DE CARRILES (fC) | |||||||||||||||
ANCHURA (mts) | NIVEL DE SERVICIO | ||||||||||||||
A - D | E | ||||||||||||||
3.60 | 1.00 | 1.00 | |||||||||||||
3.30 | 0.93 | 0.94 | |||||||||||||
3.00 | 0.84 | 0.87 | |||||||||||||
2.70 | 0.70 | 0.76 | |||||||||||||
ANCHO DE ARCENES (fA) | |||||||||||||||
ANCHURA (mts) | NIVEL DE SERVICIO | ||||||||||||||
A - D | E | ||||||||||||||
1.80 | 1.00 | 1.00 | |||||||||||||
1.20 | 0.92 | 0.97 | |||||||||||||
0.60 | 0.81 | 0.93 | |||||||||||||
0.00 | 0.70 | 0.88 | |||||||||||||
COMPOSICIÓN DEL TRÁFICO (fP) fP = _________________1__________________ 1 + PC*(EC – 1)+ PR*(ER – 1) + PB*(EB -1) Pi = Porcentaje de vehículos de tipo i Ei = Equivalente en ligeros de vehículos del tipo i | |||||||||||||||
TIPO DE VEHICÚLO | NIVEL DE SERVICIO | TIPO DE TERRENO | |||||||||||||
LLANO | ONDULADO | MONTAÑOSO | |||||||||||||
CAMIONES (EC) | A B – C D - E | 2.0 2.2 2.0 | 4.0 5.0 5.0 | 7.0 10.0 12.0 | |||||||||||
VEHÍCULOS DE RECREO (ER) | A B – C D - E | 2.2 2.5 1.6 | 3.2 3.9 3.3 | 5.0 5.2 5.2 | |||||||||||
AUTOBUSES (EB) | A B – C D - E | 1.8 2.0 1.6 | 3.0 3.4 2.9 | 5.7 6.0 6.5 | |||||||||||
REPARTO ENTRE SENTIDOS | |||||||||||||||
REPARTO (%) | 50 – 50 | 60 – 40 | 70 - 30 | 80 – 20 | 90 – 10 | 100 - 0 | |||||||||
fR | 1.00 | 0.94 | 0.89 | 0.83 | 0.75 | 0.71 | |||||||||
INDICE DE SERVICIO
Una vez determinada la capacidad de la vía puede calcularse el nivel de servicio de la vía para una determinada intensidad. También puede plantearse el problema a la inversa, es decir, cuál será la máxima intensidad capaz de soportar la vía en un determinado nivel de servicio.
Para ello, se establecen los valores de índice de servicio, que es la relación entre intensidad y capacidad, que corresponden a distintos niveles de servicio para carreteras en condiciones ideales, dato con el que pueden obtenerse las intensidades de servicio correspondientes. El valor de este índice va en función del tipo de terreno y del porcentaje de tramo con prohibición de adelantamiento, así como, del nivel de servicio deseado.
INDICE DE SERVICIO (I/C) EN CARRETERAS DE DOS CARRILES | |||||||||
NIVEL DE SERVICIO | CONDICIONES CIRCULACIÓN | TIPO DE TERRENO | (%) PORCENTAJE PROHIBIDO ADELANTAR | ||||||
TIPO | Vm | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 | ||
A | LIBRE | ≥ 93 | LL | 0.15 | 0.12 | 0.09 | 0.07 | 0.05 | 0.04 |
≥ 91 | O | 0.15 | 0.10 | 0.07 | 0.05 | 0.04 | 0.03 | ||
≥ 90 | M | 0.14 | 0.09 | 0.07 | 0.04 | 0.02 | 0.01 | ||
B | ESTABLE A ALTA VELOCIDAD | ≥ 88 | LL | 0.27 | 0.24 | 0.21 | 0.19 | 0.17 | 0.16 |
≥ 86 | O | 0.26 | 0.23 | 0.19 | 0.17 | 0.15 | 0.13 | ||
≥ 86 | M | 0.25 | 0.20 | 0.16 | 0.13 | 0.12 | 0.10 | ||
C | ESTABLE | ≥ 83 | LL | 0.43 | 0.39 | 0.36 | 0.34 | 0.33 | 0.32 |
≥ 82 | O | 0.42 | 0.39 | 0.35 | 0.32 | 0.30 | 0.28 | ||
≥ 78 | M | 0.39 | 0.33 | 0.28 | 0.23 | 0.20 | 0.16 | ||
D | CASI INESTABLE | ≥ 80 | LL | 0.64 | 0.62 | 0.60 | 0.59 | 0.58 | 0.57 |
≥ 78 | O | 0.62 | 0.57 | 0.52 | 0.48 | 0.46 | 0.43 | ||
≥ 70 | M | 0.58 | 0.50 | 0.45 | 0.40 | 0.37 | 0.33 | ||
E | INESTABLE | ≥ 72 | LL | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 |
≥ 64 | O | 0.97 | 0.94 | 0.92 | 0.91 | 0.90 | 0.90 | ||
≥ 56 | M | 0.91 | 0.87 | 0.84 | 0.82 | 0.80 | 0.78 | ||
F | FORZADA | < 72 | LL | - | - | - | - | - | - |
< 64 | O | - | - | - | - | - | - | ||
< 56 | M | - | - | - | - | - | - | ||
En caso de que la velocidad de proyecto de la carretera sea inferior a 95 km/h, el valor de la velocidad media (Vm) existente en la tabla deberá reducirse en 6.4 km/h.
OBTENCIÓN DE LA IMD DE SERVICIO
Una vez hallada la intensidad horaria para u determinado nivel de servicio, puede obtenerse fácilmente la IMD correspondiente aplicando la siguiente fórmula:
IMDi = _Ii_
K
Donde: IMDi es la intensidad media diaria en el nivel de servicio i
Ii es la intensidad horaria para el mismo nivel de servicio
K es el factor de la hora de proyecto, que es el porcentaje de IMD que se
espera que se produzca en la hora de proyecto (hora punta). Este valor
oscila normalmente entre 0.10 y 0.15.
Igualmente se puede usar la siguiente expresión para obtener la intensidad horaria proyecto (I) que circula por la vía a analizar, de la que se conoce únicamente el valor de su IMD y el valor de K:
I = _K*IMD_ = _IHP_
FHP FHP
CAPACIDAD EN CARRETERAS MULTICARRIL
Dentro de este grupo de vías se encuentran aquellas que están compuestas por más de un carril por sentido de circulación, pero no pueden clasificarse como autopistas al no poseer separación de sentidos o control localizado de accesos. Se engloban dentro de esta categoría: Autovía, vías rápidas y arterias urbanas.
La metodología de cálculo es similar a la empleada en carreteras de dos carriles, aunque se basa en la determinación de la densidad de tráfico, resultyado de dividir por la velocidad libre de recorrido del tramo (VL), la intensidad equivalente en vehículos ligeros del tramo (I), de forma que:
D = _I_
VL
Donde: D es la densidad de tráfico en vehículos/Km
I es la intensidad equivalente en vehículos ligeros/hora/carril (vl/h/carril)
VL es la velocidad libre de recorrido en km/h
OBTENCIÓN DE LA VELOCIDAD LIBRE DE RECORRIDO
La velocidad libre de recorrido (VL) se define teóricamente como la que lñlevaría un vehículo al circular en solitario por un tramo de carretera. A efectos prácticos, esta velocidad puede hallarse mediante aforos en condiciones de flujo bajo o moderado, hasta 1400 v/h/c, donde permanece constante.
Si no se dispone de datos de campo, puede estimarse una velocidad libre en condiciones ideales (VLI) empleando dos sencillas reglas empíricas:
Ø Partiendo de la velocidad de Proyecto (VP): La velocidad libre viene dada por la siguiente expresión:
VLI = 0.96*(VP – 1)
Ø Partiendo del límite legal de velocidad (V): En este caso, la velocidad libre se obtendrá sumando a la velocidad límite un determinado valor:
60 < v < 70 km/h ; VLI = V + 11 km/h
70 < v < 80 km/h ; VLI = V + 9.5 km/h
80 < v < 90 km/h ; VLI = V + 8 km/h
En este caso donde la velocidad libre tiene que estimarse, existen diversos condicionantes geométricos que afectan el valor final de la velocidad libre en dicho tramo, reflejados en la siguiente expresión:
VL = VLI – FM – FC – FDL - FPA
Donde: VL es la velocidad libre real de la vía en km/h
VLI es la velocidad libre del tramo estimada en condiciones ideales en km/h
FM es el factor de corrección por el tipo de mediana
FC es el factor de corrección por la anchura del carril.
FDL es el factor de ajuste por despeje lateral.
FPA es el factor de corrección por el número de puntos de acceso al tramo.
Todos los factores se obtienen mediante la aplicación de las tablas siguientes:
FACTORES DE CORRECCIÓN DE LA VELOCIDAD LIBRE (VL):
MEDIANA (FM) | ||||||||||||||
TIPO DE MEDIANA | REDUCCIÓN VELOCIDAD LIBRE | |||||||||||||
CALZADA ÚNICA | 2.6 km/h | |||||||||||||
CALZADAS SEPARADAS | 0.0 km/h | |||||||||||||
CARRILES (FA) | ||||||||||||||
ANCHO DEL CARRIL | REDUCCIÓN VELOCIDAD LIBRE | |||||||||||||
3.00 m | 10.62 km/h | |||||||||||||
3.30 m | 3.06 km/h | |||||||||||||
3.60 m | 0.00 km/h | |||||||||||||
DESPEJE LATERAL (FDL) | ||||||||||||||
CUATRO CARRILES | SEIS CARRILES | |||||||||||||
DESPEJE TOTAL | REDCUCCIÓN VL | DESPEJE TOTAL | REDUCCIÓN VL | |||||||||||
3.60 m 3.00 m 2.40 m 1.80 m 1.20 m 0.60 m 0.00 m | 0.00 km/h 0.64 Km/h 1.45 km/h 2.09 km/h 2.90 km/h 5.79 km/h 8.69 km/h | 3.60 m 3.00 m 2.40 m 1.80 m 1.20 m 0.60 m 0.00 m | 0.00 km/h 0.64 Km/h 1.45 km/h 2.09 km/h 2.73 km/h 4.50 km/h 6.28 km/h | |||||||||||
El despeje lateral total (DT) se calcula como la suma de los despejes laterales en el lado de la mediana (DM) y en lado del Arcén (DA): DL = DM + DA Si cualquiera de los dos valores del despeje supera 1.80 mts., se tomará 1.80 mts. como valor correspondiente a dicho despeje. En consecuencia, el valor del despeje total (DT), nunca puede superar a 3.60 mts. | ||||||||||||||
PUNTOS DE ACCESO (FPA) | ||||||||||||||
No. DE ACCESOS /KM | 0.0 | 6.2 | 12.4 | 18.6 | ≥ 24.9 | |||||||||
REDUCCIÓN VL | 0.00 | 4.02 | 8.04 | 12.06 | 16.09 | |||||||||
SI NO SE DISPONE DE DATOS EMPÍRICOS, PUEDE EMPLEARSE LA TABLA DE LA DERECHA PARA HALLAR EL NÚMERO DE ACCESOS POR KM EN FUNCIÓN DEL TIPO DE DESARROLLO TERRITORIAL. | RURAL | 0 – 6.2 | ||||||||||||
SUBURBANA BAJA DENSIDAD | 6.2 - 12.4 | |||||||||||||
SUBURBANA ALTA DENSIDAD | > 12.4 | |||||||||||||
CÁLCULO DE LA INTENSIDAD EQUIVALENTE
La intensidad equivalente en vehículos ligeros se define como aquella obtenida después de aplicar los coeficientes de mayoración correspondientes a la hora punta y al porcentaje de vehículos pesados:
I = ____Q____
N*FHP*fP
Donde: I es la intensidad equivalente en vehículos ligeros en vl/h/c
Q es la intensidad de tráfico que circula por la sección analizada en veh/h
N es el número de carriles de la sección de la vía analizada
FHP es el factor de hora punta
fP es el factor de corrección por vehículos pesados
El valor de Q puede obtenerse mediante la realización de aforos de volumen de tráfico en el punto deseado o, en caso de no ser esto posible, a través de la IMD estimada en dicha zona:
Q = __IMD__*2R
K
K es el porcentaje de IMD en la hora de proyecto (0.10 y 0.15). El valor de R hace referencia al reparto de la circulación en el sentido más cargado. Por ejemplo, para una distribución de sentidos de 55 – 45, el valor de R sería de 0.55.
El factor de pesados se calcula de igual forma que en el caso de carreteras de dos carriles, aunque aplicando una nueva tabla de equivalencias:
fP = _____________1______________
1 + PC*(EC – 1)+ PR*(ER – 1)
EQUIVALENTE EN LIGEROS PARA VÍAS MULTICARRIL | |||
TIPO DE VEHÍCULO | TIPO DE TERRENO | ||
LLANO | ONDULADO | MONTAÑOSO | |
CAMIONES Y AUTOBUSES (EC) | 1.5 | 3.0 | 6.0 |
VEHÍCULOS DE RECREO (ER) | 1.2 | 2.0 | 4.0 |
La capacidad de la vía puede obtenerse aplicando la siguiente expresión, que no es más que una adaptación de la empleada en el cálculo de la intensidad equivalente.
C = cv*N*fP
Donde: cV es la capacidad por carril en función de la velocidad libre de la vía
DETERMINACIÓN DEL NIVEL DE SERVICIO
Una vez halladas la velocidad de servicio y la intensidad equivalente, el nivel de servicio de la vía puede calcularse mediante dos métodos:
Ø Gráfico: Está basado en el diagrama de velocidad- Intensidad- Densidad, y tiene la ventaja de ser más rápido e intuitivo de manejar.
Ø Analítico: La obtención del nivel de servicio se realiza mediante una tabla confeccionada de forma similar a la vista en carreteras de dos carriles.
El método gráfico se resume en la aplicación de los siguientes pasos sobre el mencionado diagrama:
· Partiendo de la velocidad libre (VL) de la vía a analizar, se dibuja una curva de velocidad- intensidad con la misma forma que las curvas típicas ya graficadas para distintas velocidades.
· Localizar el punto en el eje de las abcisas correspondiente a la intensidad equivalente (I) hallada previamente, trazando una línea vertical hasta que corte a la curva dibujada en el paso anterior en un punto.
· El nivel de servicio se determinará en función de la región de la gráfica donde se encuentre dicho punto.
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