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UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS
ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL
TRABAJO DE TITULACIÓN
PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TITULO DE
INGENIERO CIVIL
VÍAS
TEMA:
ANÁLISIS DE LA CAPACIDAD Y NIVEL DE SERVICIO DEL BYPASS DE
BABAHOYO (TRAMO ENTRE LA CALLE JAIME ROLDOS Y JUAN JOSÉ FLORES)
AUTOR
PARRALES QUINTO JEFFERSON IVAN
TUTOR
ING. CIRO ANDRADE NÚÑEZ, M.Sc.
2016
GUAYAQUIL – ECUADOR
ii
Dedicatoria
Este pequeño esfuerzo tiene como dedicatoria a:
Dios: Mi Creador, que me fortalecía en cada oración; tuvo misericordia
de este humilde servidor, brindándome la salud y la sabiduría,
Mi Madre: Mujer sabia, que supo guiarme y educarme con amor, y
motivadora en los momentos duros de mi carrera. Confió en mí
desde el principio.
Mi Padre: Hombre luchador, que se ha esforzado para que yo pueda
cumplir una meta.
Mi Esposa: Mujer de mucha fe y carisma, que camina día a día a mi lado y
me fortalece con su corazón.
Mi Hijo: Jesús, el regalo divino que me fue concedido; la inspiración de
lucha.
iii
Agradecimiento
Agradezco especialmente a mi Señor Dios, por la vida y las fuerzas para lograr
este objetivo muy importante para mí.
Agradezco a mis padres el Sr. Joffre Parrales Villamar y la Sra. María Quinto
Villegas, por sus esfuerzos en mi formación como hombre y profesional.
A mi esposa la Sra. Karla Salinas Valencia y mi hijo Jefferson Parrales Salinas,
que me motivan a superarme en todos los aspecto de la vida.
A mis compañeros y amigos los cuales compartíamos las mismas metas y
supimos llevar en conjunto esta lucha para avanzar y lograrla.
A los docente de la Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas que nos
compartían sus conocimiento y sabidurías, y nos inculcaban el motivo por el cual
luchábamos, el de servir a la sociedad.
.
iv
Tribunal de titulación
Ing. Eduardo Santos Baquerizo, M.Sc. Ing. Ciro Andrade Núñez, M.Sc.
Decano Tutor
Ing. David Stay Coello, M.Sc. Ing. Julio Vargas Jiménez, M.Sc.
Vocal Vocal
v
Declaración de expresa
Art. XI.- Del Reglamento Interno de Graduación de la Facultad de Ciencias
Matemáticas y Físicas de la Universidad de Guayaquil.
La responsabilidad de los hechos, ideas y doctrinas expuestos en este trabajo de
Titulación corresponde exclusivamente al autor, y el patrimonio intelectual de la
Universidad de Guayaquil.
Jefferson Ivan Parrales Quinto CI: 120567584 - 4
vi
Índice general
Capítulo I
1.- Generalidades
1.1.- Introducción. ............................................................................................... 1
1.2.- Objetivos. ................................................................................................... 2
1.2.1.- Generales. ........................................................................................... 2
1.2.2.- Específicos. ......................................................................................... 2
1.3.- Alcance y condiciones del estudio. ............................................................. 2
1.3.1.- Alcance. ............................................................................................... 2
1.3.2.- Condiciones. ........................................................................................ 3
1.4.- Justificación. ............................................................................................... 3
1.5.- Delimitación del estudio. ............................................................................ 4
1.6.- Área de estudio. ......................................................................................... 5
Capitulo II
2.- Marco teórico
2.1.- Capacidad y nivel de servicio de intersección semaforizadas. ................... 6
2.1.1.- Capacidad. ........................................................................................... 6
2.1.2.- Concepto de nivel de servicio. ............................................................. 6
2.2.- Tipo de análisis en las intersecciones semaforizadas. ............................... 8
2.2.1.- Análisis operacional. ............................................................................ 8
2.2.2.- Análisis de planificación. ...................................................................... 8
2.3.- Análisis de la capacidad y nivel de servicio. ............................................... 8
2.3.1.- Parámetros de entrada. ....................................................................... 8
2.3.2.- Tipo de llegada. ................................................................................. 10
vii
2.3.3- Factor de hora pico. ............................................................................ 12
2.3.4.- Volumen ajustado. ............................................................................. 12
2.3.5.- Determinación del flujo saturado. ...................................................... 13
2.4.- Determinación de la capacidad. ............................................................... 15
2.4.1.- Calculo de la capacidad. .................................................................... 15
2.4.2.- Relación (v/c). .................................................................................... 15
2.5.- Determinación nivel de servicio. ............................................................... 16
2.5.1.- Ecuación del tiempo de demora. ....................................................... 16
2.5.2.- Factor de ajuste por progresión. ........................................................ 18
2.5.3.- Nivel de Servicio. ............................................................................... 19
Capitulo III
3.- Metodología
3.1.- Modulo geométrico. .................................................................................. 21
3.1.1.- Características de la intersección. ..................................................... 21
3.2.- Modulo del tráfico y controlador. .............................................................. 24
3.2.1.- Aforo Vehicular. ................................................................................. 24
3.2.2.- Composición del tráfico. .................................................................... 24
3.2.3.- Vehículos livianos equivalentes. ........................................................ 28
3.2.4.- Determinación de los grupo de carriles. ............................................ 29
3.2.5.- Analisis de la semaforizacion. ............................................................ 30
3.3.- Modulo de ajuste de volumen................................................................... 31
3.3.1.- Calculo del FHP. ................................................................................ 31
3.3.2.- Calculo del volumen ajustado. ........................................................... 32
3.4.- Modulo de flujo saturado. ......................................................................... 32
viii
3.5.- Modulo de la capacidad. .......................................................................... 35
3.6.- Módulos del nivel de servicio. .................................................................. 37
3.6.1.- Demora d1. ......................................................................................... 37
3.6.2.- Demora d2 .......................................................................................... 38
3.6.3.- Análisis del PF. .................................................................................. 39
3.6.4.- Cálculo del nivel de servicio. .............................................................. 40
Capitulo IV
4.- Conclusiones y recomendaciones
4.1.- Conclusiones. ........................................................................................... 43
4.2.- Recomendaciones. ................................................................................... 44
Anexos
Bibliografía
ix
Índice de tabla
Tabla 1: Tipos de llegadas. ................................................................................. 10
Tabla 2: Ecuaciones para los factores de ajustes en flujo saturado. ................... 14
Tabla 3: Valores k para tipos de controladores ................................................... 18
Tabla 4: Relación entre el tipo de llegada y relación del pelotón. ........................ 18
Tabla 5: Factor de ajuste por progresión de demora, calculo uniforme. .............. 19
Tabla 6: Criterio para niveles de servicios en intersecciones semaforizadas ...... 19
Tabla 7: Datos geométricos de la intersección A. ............................................... 22
Tabla 8: Datos geométricos de la intersección B ................................................ 23
Tabla 9: Coeficientes de transformación a vehículos livianos ............................. 28
Tabla 10: Diagrama de grupo de carriles en las intersecciones A y B................. 29
Tabla 11: Análisis de la semaforización en los accesos de las intersecciones. .. 30
Tabla 12: Calculo del FHP. .................................................................................. 31
Tabla 13: Cálculo de Vp en intersección A. ......................................................... 32
Tabla 14: Cálculo de Vp en intersección B. ......................................................... 32
Tabla 15: Determinación de flujo saturado en la intersección A. ......................... 34
Tabla 16: Determinación de flujo saturado en la intersección B. ......................... 35
Tabla 17: Determinación de la capacidad, intersección A. .................................. 36
Tabla 18: Determinación de la capacidad, intersección B. .................................. 36
Tabla 19: Calculo de demora uniforme, d1. .......................................................... 38
Tabla 20: Calculo de la demora por incremento, d2. ............................................ 39
Tabla 21: Calculo del factor de progresión por default. ....................................... 40
Tabla 22: Cálculo del nivel de servicio en intersección A. ................................... 41
Tabla 23: Cálculo del nivel de servicio en intersección B. ................................... 41
Tabla 24: Proyección a 20 años, volumen del acceso O-E intersección A .......... 45
Tabla 25: Recomendación1, aumento a dos carriles, intersección A .................. 46
Tabla 26: Recomendación 1, aumento de la capacidad en intersección A. ........ 46
Tabla 27: Recomendación 1, mejora del nivel de servicio en intersección A ...... 47
Tabla 28: Recomendación 1, volumen futuro afectado ....................................... 47
Tabla 29: Recomendación 1, grado de saturación proyectado a 20 años con
mejora .................................................................................................................. 48
Tabla 30: Recomendación 1, nivel de servicio en 20 años de vía con carril
ampliado .............................................................................................................. 48
Tabla 31: Recomendación 2, aumento de 15 s en tiempo de verde. .................. 49
Tabla 32: Recomendación 2, mejora del nivel de servicio................................... 50
Tabla 33: Recomendación 2, volumen futuro afectado por FHP. ........................ 50
Tabla 34: Recomendación 2, capacidad proyectada a 20 años. ......................... 51
x
Índice de figuras
Figura 1: Bypass de Babahoyo y sus intersecciones A y B .................................. 5
Figura 2: Esquema de procedimiento de análisis de
interseccionessemaforizadas. .............................................................................. 20
Figura 3: Intersección A entre Bypass y Calle Jaime Roldos. ............................. 22
Figura 4: Sección típica de la calle Jaime Roldos ............................................... 22
Figura 5: Intersección B entre Bypass y calle Juan José Flores. ........................ 23
Figura 6: Sección típica de la calle Juan José Flores. ........................................ 23
Figura 7: Sección típica del Bypass de Babahoyo .............................................. 24
Figura 8: Composición de tráfico en la intersección A – acceso O-E .................. 25
Figura 9: Composición de tráfico en la intersección A – acceso E-O .................. 25
Figura 10: Composición de tráfico en la intersección A – acceso N-S ................ 26
Figura 11: Composición de tráfico en la intersección B – acceso O-E ................ 26
Figura 12: Composición de tráfico en la intersección B – acceso E-O ................ 27
Figura 13: Composición de tráfico en la intersección B – acceso N-S ................ 27
Figura 14: Recomendación 3, ejemplo de implementación de canalizadores. .... 52
Figura 15: Recomendación 4, ejemplo de implementación de un redondel en
las intersecciones. ............................................................................................... 53
xi
Resumen
El siguiente trabajo analiza la capacidad como el mayor volumen de vehículos
que puede soportar y el nivel de servicio como la calidad que brinda al usuario
respecto al tiempo de demoras del bypass de Babahoyo; de acuerdo a las
características del tránsito se empleara la metodología adecuada en base al
Highway Capacity Manual (HCM 2000) por la Transportation Research Board y
demás fuentes necesarias.
En el primer capítulo se presenta de forma generalizada el contenido del trabajo,
su finalidad y la explicación de lo que buscamos obtener de forma general y
específica, la importancia del estudio, a que contribuirá y la delimitación del análisis.
En el segundo capítulo se presenta el marco teórico del análisis, sus conceptos
respecto a capacidad y niveles de servicios, los parámetros para el análisis respecto
al tránsito, su estructura de acuerdo a la HCM 2000 y todas sus fórmulas y tablas.
En el tercer capítulo se presenta el desarrollo del análisis, la obtención de datos
en el campo de acuerdo al conteo de tráfico, el análisis de la semaforización, la
geometría de la avenida y sus características, y procediendo a los cálculos
respectivos.
En el cuarto capítulo se presenta las conclusiones en base a los objetivos
alcanzados o los resultados relevantes y para las recomendaciones haciendo un
análisis de un acceso de la intersección proyectando a 20 años su volumen y
conociendo su nivel de servicio futuro, en base a estos resultados dar las soluciones
de manera conceptual, para mejorar el nivel de servicio en las intersecciones.
Palabras Claves: Capacidad, Nivel de servicio, Demora.
1
Capítulo I
1.- Generalidades
1.1.- Introducción
El desarrollo de las ciudades tiene una relación con el crecimiento de vehículos
locales, esto presenta un aumento en los volúmenes de vehículos en las vías
urbanas; a su vez, las congestiones cada vez se presentan más intensas, causando
molestias a los usuarios. Estas acumulaciones de vehículos ha sido una
problemáticas para muchos accesos urbanos que se enfrentan al crecimiento o al
mal dimensionamiento geométrica y la falta de ordenamiento del tráfico.
Para un cantón como Babahoyo que se encuentra en crecimiento es importante
medir la capacidad que ofrece una de las vías más importantes de su localidad, y
calificar el nivel de servicio a la que opera.
Unos de los parámetros fundamentales es conocer el tráfico actual en los puntos
de mayor paso vehicular en donde existan semáforos que brindan seguridad a los
conductores; aplicando las metodologías que nos recomienda la HCM 2000, se
obtendrán datos de campos para ser evaluados y analizados, y así determinar la
capacidad y niveles de servicios. Conocer a tiempo las demandas nos ayudará a
tomar prontas decisiones o prepararnos a largo plazo, para seguir dando buen
servicio a los conductores.
2
1.2.- Objetivos
1.2.1.- Generales.
Analizar la capacidad y conocer el nivel de servicio del bypass del cantón
Babahoyo en sus intersecciones semaforizadas con las calles Jaime Roldos y la
calle Juan José Flores, aplicando la metodología HCM 2000.
1.2.2.- Específicos.
Determinar el comportamiento del tráfico en las intersecciones con
semáforos, mediante conteo manual para obtener el volumen de tráfico.
Determinar la capacidad vehicular y la relación v/c.
Determinar el nivel de servicio de los accesos y las intersecciones mediante
el tiempo de demoras.
Recomendar soluciones viales mediantes modelaciones conceptuales, para
mejorar las condiciones de tráfico.
1.3.- Alcance y condiciones del estudio
1.3.1.- Alcance.
Realizar un análisis y diagnosticar la capacidad y nivel de servicio del Bypass de
Babahoyo entre las intersecciones con las calles Jaime Roldos y calle Juan José
Flores, recogiendo información de campo para aplicar la metodología de la Highway
Capacity Manual 2000 (HCM 2000) con la finalidad de servir con resultados para
que tomen medidas de planificación, modificaciones y diseños en la vía estudiada.
3
1.3.2.- Condiciones.
El Bypass de Babahoyo es la primera alternativa para la circulación de vehículos
pesados como volquetas y tráiler que se les restringe el paso dentro de la ciudad, y
buses intercantonales e interprovinciales que debido a su actividad de transporte de
pasajeros puede conectarse directo al Terminal Terrestre de Babahoyo, esto
produce que la circulación de los vehículos pesados sea a bajas velocidades que las
de un vehículo pequeño, a esto se suma los acceso con control de tráficos como los
semáforos.
La primera condiciones del estudio para el trabajo de análisis se plantean
recopilar datos de las condiciones geometría de la vía, su característica y sus
accesos; los números de carriles, pendientes y demás.
La segunda condición es el tráfico y su composición, el conteo de vehículos que
pasan por la vía y en sus accesos.
La tercera condición es la composición de las señalizaciones, el comportamiento
de los semáforos y los tiempos de cambio de color.
1.4.- Justificación
Conocer la forma de operaciones de los principales puntos de accesos de una
vía, contribuye al control del tráfico, evitando a los usuarios mayor tiempo de
demoras para llegar a sus destinos, y brindar seguridad y confort al conductor que
circula en un vehículo sin descuidar de la seguridad vial.
El presente trabajo de Análisis de la Capacidad y Nivel de Servicio del Bypass de
Babahoyo entre las calles Jaime Roldos y calle Juan José Flores, se plantea por el
alto crecimiento de vehículos que circulan en la vía de estudio y en sus
intersecciones donde existen señales que regulan el tráfico de vehículos que salen y
4
entran al Bypass, esto para conocer en las condiciones de servicios que opera la vía
estudiada como la oferta vial que brinda a los usuarios.
La información que se obtendrá servirá para determinar soluciones en el control
del tráfico, esto en las señalizaciones o en modificaciones que se desean ejecutar
para mejorar las condiciones del tráfico y nivel de servicio.
1.5.- Delimitación del estudio
El bypass de Babahoyo es una vía en operación y se ha convertido en una vía
muy importante de la ciudad, siendo una de las más representativas, con mucha
circulación de vehículos privados y públicos, livianos y pesados. En el presente
estudio se aplicaran conocimientos de ingeniería de tránsito para evaluar la
capacidad que tiene en la actualidad la vía, y la calificación en el nivel de servicio
que brinda al usuario.
El análisis comprende en dos puntos críticos de la vía como son:
Bypass y Calle Roldos: intersección con semáforo.
Bypass y Calle Flores: intersección con semáforo.
Para el desarrollo de la metodología, se analizarán las condiciones que presentan
cada punto para determinar la metodología correcta.
Se implementaran estaciones en cada punto para la obtención del conteo de
carros tanto en las dos direcciones del bypass y conteos de carros en sus
intersecciones, se verificara la sección de los accesos y analizara los controles de
tránsitos como semáforos o señales.
Este trabajo tiende a realizar un Análisis de la Capacidad y Nivel de Servicio del
Bypass de Babahoyo (tramo entre la calle Jaime Roldos y Juan José Flores) y es
5
netamente encontrar la capacidad y niveles de servicios, se realizarán
recomendaciones de acuerdo a sus resultados.
1.6.- Área de estudio
La vía urbana estudiada se encuentra en el perímetro del centro de la ciudad,
empezando desde la intersección con la calle Jaime Roldos con coordenadas UTM
N=9800012; S=662735 hasta la intersección Juan José Flores con coordenadas
N=9800167; S663245, teniendo una distancia de 0.5 Km; los puntos de intersección
cuenta con semáforos que regulan el tráfico. En la Figura 1 se observa el área de
estudio.
Figura 1: Bypass de Babahoyo y sus intersecciones A y B
Fuente: Google Earth, 2016
6
Capítulo 2
2.- Marco teórico
2.1.- Capacidad y nivel de servicio de intersección semaforizadas
2.1.1.- Capacidad.
De acuerdo a lo que nos indica (Cal y Mayor & Cardenas, 2007). “la capacidad de
una infraestructura vial es el máximo número de vehículos (peatones)
razonablemente pueden pasar por un punto o sección uniforme de un carril o
calzada durante un intervalo de tiempo dado.” Tomando en cuenta también la
condiciones de la sección de la vía y el tránsito.
La capacidad es la circulación o flujo máximo que sufre una vía rural o urbana en
un determinado tiempo, y esta capacidad varía por la zona, la actividad, el tráfico y
de tipo de controladores en vías discontinuas.
2.1.2.- Concepto de nivel de servicio.
Para determinar el grado de eficacia de la circulación vehicular en una vía se usa
el término de nivel de servicio y es una medida de la calidad que se le asigna a una
vía debido a la operación de su tráfico vehicular y las condiciones que experimentan
los conductores; su calificación esta entre un rango de A hasta F, siendo A el nivel
óptimo, y F el nivel más bajo.
“El nivel de servicio en una intersección semaforizadas se define a través de la
demora, las cuales representan para el usuario una medida del tiempo perdido de
viaje, del consumo del combustible, de la incomodidad y de la frustración.
Específicamente, el nivel de servicio se expresa en términos de la demora media
7
por vehículos debida a las detenciones para un periodo de análisis de 15 minutos,
considerando como periodo de máxima demanda” (Cal y Mayor & Cardenas, 2007).
2.1.2.1.- Nivel de servicio A.
Acción con muy bajo el tiempo de demoras, la gran parte de los vehículos llegan
en tiempo de verde y aún pueden circular sin parar, el flujo es muy bueno.
2.1.2.2.- Nivel de servicio B.
Acción con bajo tiempo de demoras, las mayoría de los vehículos pueden
empezar a detenerse de repente y el flujo es bueno.
2.1.2.3.- Nivel de servicio C.
Acción con tiempo de demoras, los vehículos pueden detenerse en cantidad
considerables, el flujo se vuelve regular.
2.1.2.4.- Nivel de servicio D.
El tiempo de acción de demora de operación se eleva, se comienza a observar
mayor cantidad de vehículos detenidos, los ciclos se vuelven largos, mayor cantidad
de vehículos en fase de rojo.
2.1.2.5.- Nivel de servicio E.
La acción empieza a tener un tiempo de demoras más elevado, se presenta
avances de vehículos muy lentos, ciclos se vuelven más largos, la capacidad es
alta.
8
2.1.2.6.- Nivel de servicio F.
Acción con muy alto tiempo de demoras, el flujo está saturado en su capacidad,
avances de vehículos ineficientes, se forma una congestión en la intersección.
2.2.- Tipo de análisis en las intersecciones semaforizadas
De acuerdo a la metodología que se aplica en la (HCM 2000, Transportation
Research Board, 2000) existen dos tipos: análisis operacional y análisis de
planificación de una intersección.
2.2.1.- Análisis operacional.
El análisis operacional se basa en estudiar el volumen existente, determinar la
capacidad y nivel de servicio con la que opera en los accesos de toda la
intersección, esta tipo de análisis nos permite desarrollar soluciones o correcciones
en caso de ser necesario.
2.2.2.- Análisis de planificación.
El análisis de planificación estudia las posibles demandas de acuerdo a las
estimaciones del tráfico y sus capacidades en los grupos de carriles o accesos para
dimensionar la intersección.
2.3.- Análisis de la capacidad y nivel de servicio
2.3.1.- Parámetros de entrada.
Los parámetros de entrada de acuerdo a las (HCM 2000, Transportation
Research Board, 2000) en análisis operacional son los siguientes:
9
2.3.1.1.- Geométricos.
Se detallan las secciones típicas de los accesos en el punto de intersección y se
debe incluir todos los detalles que la conforman, según lo siguiente:
El tipo del área.
Los números de carriles.
Los anchos de los carriles.
Las pendientes en los accesos.
La existencia exclusiva de carriles que giran a la derecha e izquierda.
Longitud de los carriles exclusivos.
Análisis de los estacionamientos.
2.3.1.2.- Tráfico.
La obtención del volumen de vehículos detallados en cada línea de carril, con los
giros a la derecha e izquierda; el análisis del mayor volumen de vehículos por hora
en un periodo de estudio de 15 minutos, la descomposición de los vehículos por sus
características de la intersección en una hora.
Volumen de la demanda en los distintos movimientos.
Flujo de saturación base.
Factor de hora pico.
Porcentaje de vehículos pesados.
El número de autobuses urbanos que paran por la intersección.
Proporción de vehículos que llegan en verde.
10
2.3.1.3.- Control o semáforo.
Se analizará el tiempo de verde para el paso de los vehículos, el ciclo del
semáforo en cada grupo de carril y análisis de semáforos para peatones.
El tiempo del ciclo.
Tiempo de verde.
Tiempo de color amarillo con todo rojo.
Análisis del periodo.
2.3.2.- Tipo de llegada.
En una intersección semaforizadas es importante conocer el estado de la
progresión por eso se analiza el tipo de llegada en cada acceso que conforman la
intersección, por eso le HCM 2000 ha establecido seis tipo de llegada.
Tabla 1: Tipos de llegadas.
Tipos de Llegadas
Descripción
1
Pelotón denso que contiene más del 80 % del volumen del
grupo del carril, llegando al inicio de la fase en rojo. Este tipo de
llegada es representativa de los enlaces de red que pueden
experimentar muy baja calidad de progresión como resultado de
condiciones tales como optimización global de la señal de red.
2
Moderadamente denso pelotón de llegan a la mitad de la fase
de color rojo o pelotón disperso, contiene el 40 a 80 % del volumen
del grupo de carril, llegando a través de la fase de rojo. Este tipo
de llegada es representativa de la progresión desfavorable sobre
calles de doble sentido.
11
3
Pelotón principal contiene menos del 40 % del volumen del
grupo del carril. Este tipo de llegada es representativa de las
operaciones en las intersecciones con semáforo aislado y
caracterizados por los pelotones altamente dispersos. También
puede ser usado para representan el funcionamiento coordinado
en el que los beneficios son progresiones mínimos.
4
Pelotón moderadamente denso de llegar a la mitad de la fase
en verde o pelotón disperso, contiene el 40 a 80 % del volumen del
grupo de carril, llegando a través de la fase en verde. Este tipo de
llegada es representativo de una evolución satisfactoria, en una
calle de dos vías.
5
Pelotón moderadamente denso que contiene el 80 % del
volumen del grupo de carril, llegando al inicio de la fase de verde.
Este tipo de llegada es representativo de la calidad de progresión
muy favorable.
6
Este tipo de llegada se reserva para una excepcional calidad de
la progresión en las rutas de progresión con características casi
ideales. Es representativo de pelotones muy densos que
progresan a través de una serie de intersecciones muy próximas
entre sí con entradas mínimas o insignificantes a lado de la calle.
Fuente: (HCM 2000, Transportation Research Board, 2000)
El tipo de llegada se lo define con aproximación, ya que no tiene forma de ser
calculada con precisión, por este motivo se lo debe definir lo más exacto posible ya
que será fundamental para calcular el tiempo de retardo para la determinación del
nivel de servicio.
La relación del pelotón se lo calcula con la siguiente formula:
Ecuación 1: Relación de pelotón
𝑅𝑝 = 𝑃𝑔𝑖𝐶
12
Rp = Relación del pelotón.
P = Proporción de los vehículos en movimiento que llegan a la fase de
verde.
gi = Tiempo de verde efectivo para movimiento en el grupo de carril (s).
C = Tiempo del ciclo (s).
2.3.3- Factor de hora pico.
El factor de hora pico es la relación del volumen total en una hora pico, sobre el
producto del número de intervalos analizados dentro del tiempo, con el volumen
máximos de los intervalos, este factor nos indica el momento más crítico en la
intersección donde soporta el mayor volumen en el tiempo de análisis.
Ecuación 2: Factor de hora pico
Vt = Volumen total durante una hora pico
I15 = Intensidad con mayor demanda en los 15 min.
2.3.4.- Volumen ajustado.
El volumen que se desarrolla durante una hora se lo afecta bajo una relación con
el factor de hora pico para que se transforme en un volumen ajustado desarrollado
en el intervalo de 15 minutos.
Ecuación 3: Volumen afectado
𝑉𝑝 = 𝑉
𝐹𝐻𝑃
𝐹𝐻𝑃 = 𝑉𝑡
4 ∗ 𝐼15
13
Vp = Volumen Ajustado en un periodo de 15 min. (veh/h)
V = Volumen durante la hora de estudio.
FHP = Factor de hora pico.
2.3.5.- Determinación del flujo saturado.
“La capacidad ideal de una intersección se considera 1.900 vehículos ligeros por
hora de verde y carril (vl/hv/c). Dicha capacidad se verá modificada por una serie de
factores”. (Bañón Blázquez & Beviá Garcia, 2000). El flujo de saturación puede
determinarse para cada grupo de carril con la siguiente ecuación
Ecuación 4: Flujo saturado
Dónde:
S = Flujo saturado para carril (veh/h).
N = Número de carriles en el grupo de carril.
fA = Factor por ancho de carril.
fp = Factor de ajuste por vehículos pesado.
fi = Factor de ajuste por inclinación en el acceso.
fe = Factor de ajuste por estacionamientos.
fbb = Factor de ajuste por paradas de buses.
fgd = Factor de ajuste por giros a la derecha.
fgi = Factor de ajuste por giros a la izquierda.
far = Factor de ajuste por la tipo de área o zona.
𝑆 = 1900 𝑁 𝑓𝐴 𝑓𝑃 𝑓𝑖 𝑓𝑒 𝑓𝑏𝑏 𝑓𝑔𝑑 𝑓𝑔𝑖 𝑓𝑎𝑟
14
2.3.5.1.- Ecuaciones de factores de ajustes.
De acuerdo a la HCM 2000 se pueden determinar los siguientes factores de
ajustes para el flujo de saturación con las siguientes ecuaciones, y es como se
detalla en la tabla.
Tabla 2: Ecuaciones para los factores de ajustes en flujo saturado.
Factor Ecuación Variables Notas
Ancho de
Carril
𝑓𝐴 = 1 + (𝑊 − 3.6)
9
W = ancho de carril
(m)
W≥2.4 si
W≥4.8 un
análisis de
2 carriles
Vehículos
Pesados
𝑓𝑝 =100
100 +%𝑃𝑝(𝐸𝑇 − 1)
%Pp= % de
vehículos pesados
por grupo de carril
ET=2.0
pc/HV
Pendiente
𝑓𝑖 = 1 −%𝐺
200
%G= %grado en un
enfoque de grupo
de carril
6≤%G≤+10
Negativo es
cuesta a
bajo
Estacionamiento
𝑓𝑒 =𝑁 − 0.1 −
18𝑁𝑚3600
𝑁
N= número de
carriles en grupo de
carriles
Nm=número de
aparcamiento/h
0≤Nm≤180;
fp≥0.050;
fp=1.000
para no
parqueo
Bloqueo por
autobuses
𝑓𝑏𝑏 =𝑁 −
14.4𝑁𝐵3600𝑁
N=número de
carriles por grupo
de carriles
NB=número de
buses parando/h
0≤NB≤250
fbb≥0.050
Tipo de área
Far=0.900 Centro de
ciudad en zona de
negocio
Far=1.000 en otra
zona.
15
Giros a la
izquierda
Carril exclusivo
𝑓𝑔𝑖 = 0.95
Carril compartido
𝑓𝑔𝑖 =1
1.0 + 0.05𝑃𝐿𝑇
PLT= proporción
de giros a la
izquierda por grupo
de carril
Giros a la
derecha
Carril exclusivo
𝑓𝑔𝑑 = 0.85
Carril compartido
𝑓𝑔𝑑 = 1.0 − (0.15)𝑃𝑅𝑇
Carril único
𝑓𝑔𝑑 = (0.135)𝑃𝑅𝑇
PRT= proporción
de vehículos que
giran a la derecha
en el grupo de carril
Fgd≥0.05
0
Fuente: (HCM 2000, Transportation Research Board, 2000)
2.4.- Determinación de la capacidad
2.4.1.- Calculo de la capacidad.
La capacidad es el producto del flujo de saturación del grupo de carril con la
relación del verde efectivo, esta capacidad se determina para cada grupo de carril.
En intersecciones con semáforos se calcula para cada acceso.
Ecuación 5: Capacidad vial
Ci = Capacidad en el grupo de carril (veh/h).
Si = Flujo saturado por grupo de carril (veh/h).
gi/C = Relación de verde efectiva.
2.4.2.- Relación (v/c).
La relación volumen sobre capacidad (v/c) también se la conoce como grado de
saturación y se representa por el símbolo Xi para cada grupo carril. Debe
𝐶𝑖 = 𝑆𝑖𝑔𝑖𝐶
16
entenderse que cuando el volumen es igual a la capacidad Xi=1, cuando el volumen
es cero, Xi = 0; y si Xi > 1, entonces el volumen es mayor que la capacidad.
Ecuación 6: Relación volumen capacidad
Xi = Relación para grupo de carril.
vi = Volumen del grupo de carril (veh/h).
si = Flujo saturado (veh/h).
gi = Tiempo de verde efectivo (s).
C = Ciclo del semáforo (s).
2.5.- Determinación nivel de servicio
2.5.1.- Ecuación del tiempo de demora.
El tiempo de demoras promedio que pierde un vehículo estando sin movimiento
en una intersección a la espera de avanzar se calcula de la siguiente forma:
Ecuación 7: Demora promedio
Dónde:
d = tiempo de demora de vehículos (s/veh).
d1 = Tiempo de control uniforma asumiendo llegadas uniforme (s/veh).
PF = Factor de ajuste por tiempo de progresión uniforme.
d2 = Tiempo de demora gradual por efecto de llegadas aleatoria (s/veh).
Demora uniforme.
Ecuación 8: Demora uniforme
𝑑1 =0.5𝐶 (1 −
𝑔𝐶)
2
1 − [min (1, 𝑥)𝑔𝐶]
𝑋𝑖 = (𝑣
𝑐) =
𝑣𝑖
𝑠𝑖 (𝑔𝑖𝐶 )
=𝑣𝑖𝐶
𝑠𝑖𝑔𝑖
𝑑 = 𝑑1(𝑃𝐹) + 𝑑2
17
Dónde:
d1 = Tiempo de demora uniforme de asumiendo llegadas uniforme (s/veh).
C = Ciclo del semáforo (s).
g = Tiempo de verde efectivo (s).
X = Relación v/c en grupo de carril.
Incremento de Demora.
Ecuación 9: Demora por incremento
Dónde:
d2 = Tiempo de demora gradual (s/veh).
T = Periodo de análisis (h).
K = Factor de retardo gradual, depende del controlador accionado. Pre
Grabado K=0.5
I = Factor de ajuste de mediciones aguas arribas. Factor se obtiene con la
Relación Xi. Siempre que existan señales ascendente, si no es el caso
I Será 1.00
c = Capacidad del grupo de carril (veh/h).
X = Relación v/c del grupo de carril.
𝑑2 = 900𝑇 [(𝑋 − 1) + √(𝑋 − 1)2 +8𝑘𝐼𝑋
𝑐𝑇 ]
18
Tabla 3: Valores k para tipos de controladores
Fuente: (HCM 2000, Transportation Research Board, 2000)
2.5.2.- Factor de ajuste por progresión.
Este factor afecta a cada grupo de carril debido a su tipo de progresión por el
tiempo de demoras, este factor afecta a d1 y se puede determinar con la siguiente
formula:
Ecuación 10: Factor de ajuste por progresión
PF = Factor de ajuste por progresión.
P = Proporción de vehículos que llegan en verde.
g/C = Factor de verde efectivo.
fPA = Factor de ajuste adicional por llegada de pelotón en verde.
Tabla 4: Relación entre el tipo de llegada y relación del pelotón.
Fuente: (HCM 2000, Transportation Research Board, 2000)
≤ 0.50 0.6 0.7 0.8 0.9 ≥ 1.0
≤ 2.0 0.04 0.13 0.22 0.32 0.41 0.5
2.5 0.08 0.16 0.25 0.33 0.42 0.5
3 0.11 0.19 0.27 0.34 0.42 0.5
3.5 0.13 0.2 0.28 0.35 0.43 0.5
4 0.15 0.22 0.29 0.36 0.43 0.5
4.5 0.19 0.25 0.31 0.38 0.44 0.5
5 0.23 0.28 0.34 0.39 0.45 0.5
Unidad de
extension
Grado de Saturacion (X)
pre grabada o
no el
movimiento
0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
1 ≤0.50 0.333 Muy pobre
2 ˃0.50-0.85 0.667 Desfavorable
3 ˃0.85-1.15 1 Llegadas aleatorias
4 ˃1.15-1.50 1.333 Favorable
5 ˃1.50-2.00 1.667 Muy Favorable
6 ˃2 2 Excepcional
Tipo de
llegada
Relación
RP
Valor por
defecto RP
Calidad por
Progresión
𝑃𝐹 = (1 − 𝑃)𝑓𝑃𝐴
1 − (𝑔𝐶)
19
Tabla 5: Factor de ajuste por progresión de demora, calculo uniforme.
Fuente: (HCM 2000, Transportation Research Board, 2000)
2.5.3.- Nivel de Servicio.
El nivel de servicio se determina con el tiempo de demora calculado por un
promedio ponderado en cada grupo de carril y luego de la intersección general. En
la siguiente tabla se obtienen los rangos y la calificación.
Tabla 6: Criterio para niveles de servicios en intersecciones semaforizadas
Fuente: (HCM 2000, Transportation Research Board, 2000)
1 2 3 4 5 6
0.2 1.167 1.007 1 1 0.833 0.75
0.3 1.286 1.063 1 0.986 0.714 0.571
0.4 1.445 1.136 1 0.895 0.555 0.333
0.5 1.667 1.24 1 0.767 0.333 0
0.6 2.001 1.395 1 0.576 0 0
0.7 2.556 1.653 1 0.256 0 0
fca. 1 0.93 1 1.15 1 1
Defecto, RP 0.333 0.667 1 1.333 1.667 2
Relación de
verde
TIPO DE LLEGADA
LOS Demora de control por vehiculo (s/veh) Detalles
A ≤10 Flujo libre
B ˃10-20 Flujo estable (poca demora)
C ˃20-35 Flujo estable (demora aceptable)
D ˃35-55 Flujo poco inestable (demora tolerable)
E ˃55-80 Flujo inestable (demora no aceptable)
F ˃80 Flujo forzado (demoras con atascado)
20
Capitulo III
3.- Metodología
Para el desarrollo o metodología de este trabajo se aplicará el análisis
operacional de la intersección debido a la existencia propia del Bypass de Babahoyo
y las calles con las que intersectan; se analizará el comportamiento del tráfico y se
determinará los parámetros geométricos y señalizados de la intersección. El
esquema de procedimiento para el análisis que recomienda el HCM 2000 es el
siguiente:
Figura 2: Esquema de procedimiento de análisis de intersecciones semaforizadas.
Fuente: (HCM 2000, Transportation Research Board, 2000)
PARÁMETROS DE ENTRADA - Datos geométricos - Datos de transito - Datos de semáforos
MEDIDAS DE EFECTIVIDAD - Demoras - Colas - Niveles de servicios
TASAS DE FLUJOS DE DEMANDA
- Grupo de carriles - FHP - Giros a la derecha en rojo
TASAS DE FLUJO DE SATURACIÓN
- Ecuación de saturación - Factores de ajustes
CAPACIDAD Y RELACION - Capacidad - Relación v/c
21
Para desarrollar este capítulo y dar una mejor explicación de la misma, se irá
desarrollando los cálculos del acceso O-E de la intersección A.
3.1.- Modulo geométrico
3.1.1.- Características de la intersección.
El Bypass de Babahoyo es una vía de dos carriles en sentidos opuestos, cada
carril tiene un ancho de 3.65 m y espaldones de 2.20 m, las pendientes
longitudinales varía en cada acceso de sus intersecciones, las pendientes
trasversales en la intersección con la calle Roldos es del 2%, y la intersección con la
calle Flores es de 2% el acceso OE y 4% el acceso EO. Las pendientes se las tomo
midiendo distancia y alturas y aplicando relación.
La vía que se estudia se ubica en el perímetro de la ciudad siendo una zona sin
actividad comercial, no cuenta carriles exclusivos para giros; también existen una
zona de paradas para vehículos buses interprovinciales a 40 metros desde la
intersección B en el acceso E-O, en esta zona no estacionaron ningún vehículo
durante las horas de estudios. Las zonas despejadas son exclusiva para vehículos
que necesiten estacionarse por cualquier situación pero prohibido para dejar o
recoger pasajeros.
En las siguientes grafica se muestra los detalles de los accesos en cada
intersección, la cual la hemos denominado A y B para identificarlos.
22
Figura 3: Intersección A entre Bypass y Calle Jaime Roldos. Fuente: El Autor.
Figura 4: Sección típica de la calle Jaime Roldos Fuente: El Autor.
Tabla 7: Datos geométricos de la intersección A.
Fuente: El Autor
Acceso N° de carriles
Ancho de carril
% Pendiente
Zona de parqueo
O-E 1 3.65 0 no
E-O 1 3.65 0 no
N-S 2 3.12 +7 no
23
Figura 5: Intersección B entre Bypass y calle Juan José Flores. Fuente: El autor.
Figura 6: Sección típica de la calle Juan José Flores. Fuente: El autor.
Tabla 8: Datos geométricos de la intersección B Acceso N° de
carriles Ancho de carril
% Pendiente
Zona de parqueo
O-E 1 3.65 0 no
E-O 1 3.65 0 si
N-S 1 5 +10 no
Fuente: El Autor
24
Figura 7: Sección típica del Bypass de Babahoyo Fuente: El Autor
3.2.- Modulo del tráfico y controlador
3.2.1.- Aforo Vehicular.
El conteo de vehículo se lo realizo de forma manual registrados por horas y cada
hora con periodos de 15 minutos en distintos días; el proceso de conteo se dividió
en tres personas por intersección, cada uno ubicados en los acceso al entrada del
punto, de esta manera se tomaban lectura de los vehículos que circulaban,
orientados de acuerdo a lo puntos cardinales, siendo los accesos de O-E, E-O y N-S
en cada punto de estudio. En los anexos 1, 2, 3, 4, 5 y 6 se verán los datos
obtenidos en el campo.
3.2.2.- Composición del tráfico.
Los datos se registraban en una hoja de campo de acuerdo a sus estaciones
correspondientes, y se escogieron las horas de mayor demanda para el estudio.
Para la intersección A y B se escogió la segunda hora por tener mayor cantidad
de vehículos en ambos casos; y el tráfico se descompone como se presenta en las
siguientes figuras.
25
Figura 8: Composición de tráfico en la intersección A – acceso O-E Fuente: El Autor
Figura 9: Composición de tráfico en la intersección A – acceso E-O Fuente: El Autor
26
Figura 10: Composición de tráfico en la intersección A – acceso N-S Fuente: El Autor
Figura 11: Composición de tráfico en la intersección B – acceso O-E Fuente: El Autor
27
Figura 12: Composición de tráfico en la intersección B – acceso E-O Fuente: El Autor.
Figura 13: Composición de tráfico en la intersección B – acceso N-S Fuente: El Autor.
28
3.2.3.- Vehículos livianos equivalentes.
Para entrar en el análisis es necesario convertir el volumen de los vehículos
mixtos a volumen de vehículos livianos equivalentes, esto debido al que el flujo
saturado base está en términos de vehículos livianos sobre hora sobre carril, y la
capacidad en la misma afectación cuando calculamos v/c.
Para esta transformación afectamos a los volúmenes de cada vehículo por los
factores que se encuentran en la tabla siguiente.
Tabla 9: Coeficientes de transformación a vehículos livianos
Fuente: (Ministerio de Obras Publicas, 2003)
Liviano 1
Motocicletas 0.5
2000 1.5
5000 2
8000 2.5
14000 3.5
mayor a 14000 4.5
6000 3
12000 3.5
20000 4
30000 5
mayor a 30000 6
buses pesados con
capacidades de carga
en kg:
Remolque con
capacidad de carga en
kg:
TIPO DE VEHICULO COEFICIENTE DE TRANSFORMACION
29
3.2.4.- Determinación de los grupo de carriles.
Para determinar los grupos de carriles es importante conocer la circulación de los
vehículos en tiempo de verde en donde ellos pueden maniobra, y reconocer el flujo
de circulación.
En el caso de las dos intersecciones que estamos estudiando los grupos son
iguales en su mismo flujo, porque no existen carriles exclusivos en ninguno de los
accesos de esta manera cada intersección queda definido de lo siguiente:
Tabla 10: Diagrama de grupo de carriles en las intersecciones A y B.
Intersección A
O-E fase 1 E-O
GRUPO M-I GRUPO M-D
N-S fase 2
GRUPO I-D
Intersección B
O-E fase 1 E-O
GRUPO M-I GRUPO M-D
N-S fase 2
GRUPO I-D
Fuente: El Autor.
30
3.2.5.- Analisis de la semaforizacion.
Para el análisis de la semaforización se registraron los tiempos en segundos de
cada color de los semáforos, estos datos se tomaron en campo; cada grupo de carril
presenta una fase de tiempo el cual corresponde el tiempo en que los vehículos
pueden realizar sus maniobras, esto corresponde al color verde; la suma de los
colores representan el ciclo del semáforo, en las siguientes figuras se muestras las
fases con sus tiempos.
Tabla 11: Análisis de la semaforización en los accesos de las intersecciones.
Intersección
A Ciclo = 76 s
Fase 1 = 30 s
Acceso E-O y O-E
Fase 2 = 20 s
Acceso N-S
Intersección B
Ciclo = 69.5 s
Fase 1 = 30 s
Acceso E-O y O-E
Fase 2 = 20 s Acceso N -S Acceso N-S
Fuente: El Autor
43 s
3 s
30 s
53 s
3 s
20 s
37 s
30 s
47 s
2.5 s 2.5 s
20 s
31
3.3.- Modulo de ajuste de volumen
3.3.1.- Calculo del FHP.
Para este cálculo del volumen es necesario conocer el factor de hora pico en
cada Intersección por lo que procedemos a calcular en cada acceso; para la
aplicación de la formula hay que conocer las horas de máxima demanda, los
intervalos de 15 minutos de máxima demanda dentro de la hora analizada y
calculamos los factores.
Aplicando la fórmula de la hora pico con los datos andes descripto calculamos en
cada acceso y promediamos el factor de hora pico para la interseccion como vemos
en lo siguiente:
𝐹𝐻𝑃 = 𝑉𝑡
4 × 𝐼15
𝐹𝐻𝑃 = 614
𝑣𝑒ℎℎ
4 × (183 𝑣𝑒ℎ/15min)
𝐹𝐻𝑃 = 0.9
Tabla 12: Calculo del FHP.
Intersección
Acceso Intervalo de tiempo de mayor demanda
(15 min)
Volumen (veh/h)
I15 (veh/15min)
FHP cal.
FHP
A
O-E 10:45 – 11:00 614 183 0.9 0.9 E-O 10:45 – 11:00 629 184 0.9
N-S 10:45 – 11:00 163 46 0.9
B
O-E 12:30 – 12:45 700 183 0.95 0.95 E-O 12:30 – 12:45 659 173 0.95
N-S 12:30 – 12:45 221 58 0.95
Fuente: El Autor.
32
3.3.2.- Calculo del volumen ajustado.
Para calcular el volumen ajustado por el factor de hora pico se realiza la relación
del volumen de la hora estudiada sobre el FHP en cada acceso.
𝑉𝑝 = 𝑉𝑡
𝐹𝐻𝑃
𝑉𝑝 = 614
𝑣𝑒ℎℎ
0.9
𝑉𝑝 = 682 𝑣𝑒ℎ/ℎ
Tabla 13: Cálculo de Vp en intersección A.
Fuente: El Autor.
Tabla 14: Cálculo de Vp en intersección B.
Fuente: El Autor.
3.4.- Modulo de flujo saturado
Para el cálculo del flujo saturado se adopta el flujo de saturación base como
recomienda el HCM 2000 de 1900 (v/hv/carril) que es lo ideal para el análisis en
intersección semaforizadas; también se calculan los factores que afectaran al flujo
ideal de acuerdo a los diferentes casos de los accesos, como zonas de parqueo,
ACCESO O-E E-O N-S
VOLUMEN (veh/h) 614 629 163
PHF 0.9 0.9 0.9
VOLUMEN AJUSTADO Vp (veh/h) 682 699 181
GRUPO DE CARRILES M-I M-D I-D
NUMERO DE CARRILES N 1 1 2
FLUJO DEL GRUPO Vi (veh/h) 682 699 181
ACCESO O-E E-O N-S
VOLUMEN (veh/h) 700 659 221
PHF 0.95 0.95 0.95
VOLUMEN AJUSTADO Vp (veh/h) 737 694 233
GRUPO DE CARRILES M-I M-D I-D
NUMERO DE CARRILES N 1 1 1
FLUJO DEL GRUPO Vi (veh/h) 737 694 233
33
carriles exclusivos para giros, ancho de carriles, pendientes del acceso y los
vehículos pesados en la intersección.
𝑆 = 1900 𝑁 𝑓𝐴 𝑓𝑃 𝑓𝑖 𝑓𝑒 𝑓𝑏𝑏 𝑓𝑔𝑑 𝑓𝑔𝑖 𝑓𝑎𝑟
N=1, un solo carril en el acceso O-E
𝑓𝐴 = 1 + (𝑊−3.6)
9 = 1; debido a que el ancho de carril es 3.65 m.
𝑓𝑝 =100
100+%𝑃𝑝(𝐸𝑇−1) =
100
100+7(2−1) = 0.94
fi = 1; porque su pendiente es igual a cero.
𝑓𝑒 = 1; No existe zona de estacionamiento
𝑓𝑏𝑏= 1; los buses no realizan paradas.
fgd = 1; no existen giros a la derecha.
𝑓𝑔𝑖 =1
1.0+0.05𝑃𝐿𝑇 =
1
1.0+0.05(0.19) = 0.99
far = 1; porque el área no es zona comercial.
Entonces el flujo saturado es:
S = 1900 (1) (1) (0.94) (1) (1) (1) (1) (0.99) (1) = 1768 veh/h.
En las siguientes tablas se detallan los flujos saturados de todos los accesos.
34
Tabla 15: Determinación de flujo saturado en la intersección A.
Fuente: El Autor.
ACCESO O-E E-O N-S
INTERSECCION A
GRUPO DE CARRILES M-I M-D I-D
ANCHO DE CARRIL 3.65 3.65 3.12
PROPORCION VEH. PESADOS 7 5 3
PENDIENTE 0 0 7
Nm 0 0 0
NB 0 0 0
PROPORCION VEH. GIROS A LA DERECHA 0 19 53
PROPORCION VEH. GRIOS A LA IZQUIERDA 19 0 47
NUMERO DE CARRILES N 1 1 2
FLUJO DE SATURACION BASE 1900 1900 1900
FACTOR POR ANCHO DE CARRIL 1 1 0.95
FACTOR POR VEHICULOS PESADOS 0.94 0.95 0.97
FACTOR POR MANIOBRA DE AUTOBUSES 1 1 1
FACTOR POR PENDIENTE 1 1 0.97
FACTOR POR ESTACIONAMIENTO 1 1 1
FACTOR POR TIPO DE AREA 1 1 1
FACTOR POR GIRO A LA DERECHA 1 0.97 0.92
FACTOR POR GIRO A LA IZQUIERDA 0.99 1 0.98
FLUJO SATURADO Si 1768 1751 3062
35
Tabla 16: Determinación de flujo saturado en la intersección B.
Fuente: El Autor.
3.5.- Modulo de la capacidad.
En la determinación del cálculo de la capacidad se debe conocer el verde efectivo
de cada grupo de carril y los ciclos para hacer la relación del verde efectivo, este
factor afectara al flujo saturado para obtener la capacidad, y es como se muestra en
la tabla.
𝐶𝑖 = 𝑆𝑖𝑔𝑖𝐶
𝐶𝑖 = (1768𝑣𝑒ℎ
ℎ) 0.4 = 707 veh/h
ACCESO O-E E-O N-S
INTERSECCION B
GRUPO DE CARRILES M-I M-D I-D
ANCHO DE CARRIL 3.65 3.65 5
PROPORCION VEH. PESADOS 8 7 6
PENDIENTE 0 0 10
Nm 0 0 0
NB 0 0 0
PROPORCION VEH. GIROS A LA DERECHA 0 19 54
PROPORCION VEH. GRIOS A LA IZQUIERDA 19 0 46
NUMERO DE CARRILES N 1 1 1
FLUJO DE SATURACION BASE 1900 1900 1900
FACTOR POR ANCHO DE CARRIL 1 1 1
FACTOR POR VEHICULOS PESADOS 0.93 0.94 0.94
FACTOR POR MANIOBRA DE AUTOBUSES 1 1 1
FACTOR POR PENDIENTE 1 1 0.95
FACTOR POR ESTACIONAMIENTO 1 1 1
FACTOR POR TIPO DE AREA 1 1 1
FACTOR POR GIRO A LA DERECHA 1 0.97 0.92
FACTOR POR GIRO A LA IZQUIERDA 0.99 1 0.98
FLUJO SATURADO Si 1749 1732 1530
36
Tabla 17: Determinación de la capacidad, intersección A.
Fuente: El Autor.
Tabla 18: Determinación de la capacidad, intersección B.
Fuente: El Autor.
ACCESO O-E E-O N-S
INTERSECCION A
GRUPO DE CARRILES M-I M-D I-D
FASE 1 1 2
FASE (P)PRAFIJADA, (A) ACCIONADA P P P
VOLUMEN AJUSTADO 682 699 181
FLUJO DE SATURACION 1768 1751 3062
TIEMPO DE VERDE EFEVTIVO 30 30 20
CICLO DE SEMAFORO 76 76 76
RELACION DE VERDE EFECTIVO 0.4 0.4 0.26
CAPACIDAD DEL GRUPO DE CARRIL 707 700 796
RELACION VOLUMEN CAPACIDAD, X. 0.96 1.00 0.23
GRUPO DE CARRIL CRITICOS * *
ACCESO O-E E-O N-S
INTERSECCION B
GRUPO DE CARRILES M-I M-D I-D
FASE 1 1 2
FASE (P)PRAFIJADA, (A) ACCIONADA P P P
VOLUMEN AJUSTADO 737 694 233
FLUJO DE SATURACION 1749 1732 1530
TIEMPO DE VERDE EFEVTIVO 30 30 20
CICLO DE SEMAFORO 69.5 69.5 69.5
RELACION DE VERDE EFECTIVO 0.43 0.43 0.29
CAPACIDAD DEL GRUPO DE CARRIL 752 745 444
RELACION VOLUMEN CAPACIDAD, X. 0.98 0.93 0.52
GRUPO DE CARRIL CRITICOS * *
37
Es importante conocer el grado de saturación del grupo de carril, esto nos
muestra la cantidad de vehículos respecto a la capacidad de la vía. Este valor
cuando más cerca este al 1 más crítico esta la vía, en cuanto menos cerca al 1 se
encuentre la vía presta un servicio no saturado.
Para este cociente se representara por Xi y se debe tener los volúmenes
ajustados y la capacidad en cada acceso, y se determina de la siguiente forma:
𝑋𝑖 = 𝑉𝑝
𝐶𝑖
𝑋𝑖 = 682
𝑣𝑒ℎℎ
707𝑣𝑒ℎℎ
𝑋1 = 0.96
Este grupo de carril es crítico.
3.6.- Módulos del nivel de servicio
3.6.1.- Demora d1.
Para este cálculo de demora uniforme debemos conocer el tiempo efectivo de
verde, el ciclo y la relación Xi, de esta manera podemos calcular el tiempo por
uniforme.
𝑑1 =0.5𝐶 (1 −
𝑔𝐶)
2
1 − [min (1, 𝑥)𝑔𝐶]
𝑑1 =0.5(76)(1 − 0.4)2
1 − [(0.96) 0.4]
𝑑1 = 22.21 𝑠/𝑣𝑒ℎ
38
Tabla 19: Calculo de demora uniforme, d1.
Fuente: El Autor.
3.6.2.- Demora d2
En la demora por incremento se deben conocer la relación volumen capacidad,
se hace un análisis del tipo de control que en nuestro caso es prefijado por eso se
adopta un K=0.5 para todos los accesos como indica la tabla 3, y el factor de
medición de aguas arribas se adopta I=1 porque no existe señales de forma
ascendente. De esta manera se calcula el d2 para cada acceso. El periodo de
análisis T es igual a 0.25 h, es decir 15 minutos del periodo dentro de una hora.
𝑑2 = 900𝑇 [(𝑋 − 1) + √(𝑋 − 1)2 +8𝑘𝐼𝑋
𝑐𝑇 ]
𝑑2 = 900(0.25) [(0.96 − 1) + √(0.96 − 1)2 +8(0.5)(1)(0.96)
(707)(0.25) ]
𝑑2 = 26,21 𝑠/𝑣𝑒ℎ
gi/C
O-E 30 76 0.4 0.96 22.27
E-O 30 76 0.4 1.00 22.77
N-S 20 76 0.26 0.23 22.12
O-E 30 69.5 0.43 0.98 19.51
E-O 30 69.5 0.43 0.93 18.83
N-S 20 69.5 0.29 0.52 20.66
Xi d1 (s/veh)
A
B
Interseccion Acceso gi (s) C (s)
39
Tabla 20: Calculo de la demora por incremento, d2.
Fuente: El Autor.
3.6.3.- Análisis del PF.
Para el análisis de este factor, se debe hacer un análisis del tipo de llegada en
cada uno de los accesos, pero en nuestro caso el tipo de llegada es 3 por ser de
forma aleatoria como se indica en la tabla 1. Para la aplicación de la formula se
debe determino mediante inspección visual la proporción de vehículos que llega en
fase de verde.
Para el caso de las dos intersecciones no se tiene con precisión la proporción de
vehículos, entonces la calculamos a través de Rp por default y Fpa por default, y de
ahí entramos a calcular el factor de progresión para cada acceso con su fases y sus
ciclos.
𝑃𝐹 = (1 − 𝑃)𝑓𝑃𝐴
1 − (𝑔𝐶)
Con la determinación del tipo de llegada ingresamos a la tabla 3, que nos indica
que el Rp es igual a 1, este valor lo podemos confirmar con la tabla 5 que también
nos muestra el valor de 𝑓𝑃𝐴 que es igual a 1. Con estos valores podemos determinar
la proporción.
O-E 0.25 0.96 0.5 1 707 26.21
E-O 0.25 1.00 0.5 1 700 33.51
N-S 0.25 0.23 0.5 1 796 0.66
O-E 0.25 0.98 0.5 1 752 28.20
E-O 0.25 0.93 0.5 1 745 19.90
N-S 0.25 0.52 0.5 1 444 4.38
d2
(s/veh)
A
B
T (h)Interseccion Acceso Xi K I ci (veh/h)
40
𝑅𝑝 = 𝑃𝑔𝑖𝐶
𝑅𝑝𝑔𝑖𝐶= 𝑃
1
𝑃 = 𝑅𝑝𝑔𝑖𝐶
𝑃 = (1)(0.4)
𝑃 = 0.4
Luego de calcular la proporción, calculamos en PF con los valores de default.
Este cálculo nunca debe exceder a 1.
𝑃𝐹 = (1 − 0.4)1
1 − (0.4)
𝑃𝐹 = 1
Tabla 21: Calculo del factor de progresión por default.
Fuente: El Autor.
3.6.4.- Cálculo del nivel de servicio.
Luego de obtener las demoras se aplica la fórmula:
𝑑 = 𝑑1(𝑃𝐹) + 𝑑2
𝑑 = 22,27(1) + 26,21
𝑑 = 48,49 𝑠/𝑣𝑒ℎ.
O-E 30 76 1 1 0.4 1
E-O 30 76 1 1 0.4 1
N-S 20 76 1 1 0.26 1
O-E 30 69.5 1 1 0.43 1
E-O 30 69.5 1 1 0.43 1
N-S 20 69.5 1 1 0.29 1
PF
A
B
Interseccion Acceso gi CRp
default
Fpa
default
Proporción (Calculado
por Defaul)
41
Con este valor ingresamos a la tabla 6 para determinar el nivel que corresponde.
En este caso en Nivel D.
Tabla 22: Cálculo del nivel de servicio en intersección A.
Fuente: El Autor.
Tabla 23: Cálculo del nivel de servicio en intersección B.
Fuente: El Autor.
ACCESO O-E E-O N-S
INTERSECCION A
GRUPO DE CARRILES M-I M-D I-D
VOLUMEN AJUSTADO 682 699 181
RELACION DE VERDE EFECTIVO 0.4 0.4 0.26
CAPACIDAD DEL GRUPO DE CARRIL 707 700 796
GRADO DE SATURACION, Xi 0.96 1.00 0.23
DEMORA UNIFORME 22.27 22.77 22.12
INCREMENTO DE DEMORA 26.21 33.51 0.66
FACTOR POR PROGRESION 1 1 1
DEMORA MEDIA DEL GRUPO 48.49 56.28 22.78
NIVEL DE SERVICIO DE LOS ACCESO D E C
DEMORA POR LA INTERSECCION
NIVEL DE SERVICIO DE LA INTERSECCION
48.99
D
ACCESO O-E E-O N-S
INTERSECCION B
GRUPO DE CARRILES M-I M-D I-D
VOLUMEN AJUSTADO 737 694 233
RELACION DE VERDE EFECTIVO 0.43 0.43 0.29
CAPACIDAD DEL GRUPO DE CARRIL 752 745 444
GRADO DE SATURACION, Xi 0.98 0.93 0.52
DEMORA UNIFORME 19.51 18.83 20.66
INCREMENTO DE DEMORA 28.20 19.90 4.38
FACTOR POR PROGRESION 1 1 1
DEMORA MEDIA DEL GRUPO 47.71 38.74 25.04
NIVEL DE SERVICIO DE LOS ACCESO D D C
DEMORA POR LA INTERSECCION
NIVEL DE SERVICIO DE LA INTERSECCION
40.80
D
42
Para calcular el nivel de servicio de toda la intersección se aplica un promedio
ponderado de las demoras por el volumen ajustado sobre la suma de los volúmenes
ajustados como se indica en la ecuación siguiente:
𝑑𝑡 = ∑𝑑𝑖𝑉𝑖∑𝑉𝑖
Por lo tanto el nivel de servicio del Bypass de Babahoyo en sus intersecciones
con las calles Jaime Roldos y Juan José Flores es de Nivel D, flujo poco inestable
(demora tolerable).
43
Capitulo IV
4.- Conclusiones y recomendaciones
4.1.- Conclusiones
De acuerdo a los datos de la composición vehicular, en la intersección A
existe un promedio del 67 % de vehículos livianos, en el caso de la
intersección B existe un promedio del 68 % de vehículos livianos, siendo
estos valores los mayores en la composición, esto nos indica que los
vehículos livianos son los que mayor uso hacen del Bypass de Babahoyo.
La mayor capacidad vehicular en el sentido O-E en ambas intersecciones es
de 752 veh/h y las de los accesos E-O son iguales con 745 veh/h
determinando que la capacidad de Oeste a Este es mayor en ambas
intersecciones; y en los accesos que ingresan al Bypass como son los
accesos N-S tiene como mayor capacidad la calle Jaime Roldos con 796
veh/h y la calle Juan José Flores con capacidad menor con 444 veh/h.
El promedio del tiempo de demora en las dos intersecciones semaforizadas
se mantienen en un rango de 40 a 49 s/veh en la actualidad.
El nivel de servicio más bajo en los grupos de carriles lo tiene el acceso E-O
de la intersección con la calle Jaime Roldos con calificación E; y los accesos
N-S de ambas intersecciones tienen mejores calificación con nivel C.
44
Se determinó que en el Bypass de Babahoyo en sus dos intersecciones
semaforizadas A y B siendo las más representativas prestan un nivel de
servicio D, siendo un flujo poco inestable y demora tolerable.
4.2.- Recomendaciones
El presente análisis determinó el nivel de servicio que tienen las dos
intersecciones semaforizadas del bypass de Babahoyo, estas se encuentran en la
actualidad en rango D, recordamos que al pasar los años el volumen aumentará y el
nivel de servicio irá disminuyendo.
Por este motivo se ha realizado una proyección a 20 años del acceso Oeste –
Este de la intersección A que corresponde al bypass con la calle Jaime Roldos para
conocer el volumen de vehículos equivalente livianos sobre una hora que circularía
en esta sección de vía en el 2036, tomando en cuenta que hasta el año futuro el
bypass de Babahoyo no ha tenido ningún cambio y se mantiene las misma sección
típica y las señales de tránsito con sus mismos tiempos de semáforos. Para este
análisis se tomó la fórmula de proyección futura de la Normas de Diseño
Geométrico 2003 del MOP y una tasa de crecimiento promedio del 3%.
Los resultados nos indican que para el 2036 tendríamos un volumen del 1110
veh/h, al ser afectado este volumen por FHP = 0.9 el volumen afectado seria 1233
veh/h y la capacidad vial de 707veh/h, el grado de saturación seria 1.74, esto nos
indica que en 20 años el volumen superara en 74% a la capacidad y su nivel de
servicio seria F, porque para grados de saturación mayor a uno (x>1) el nivel de
servicio seria directamente F.
45
Tabla 24: Proyección a 20 años, volumen del acceso O-E intersección A
Fuente: El Autor.
Recomendación 1: Ampliación de la vía
Para elevar el nivel de servicio en las dos intersecciones analizadas, se
recomienda ampliar la vía a cuatro carriles, dos para cada sentido, esto ayudará
aumentar la capacidad vial del bypass, recordando la fórmula de capacidad.
𝐶𝑖 = 𝑆𝑖𝑔𝑖𝐶
Cuando aumentamos los carriles, el flujo de saturación (Si) aumentará y afectará
proporcionalmente a la capacidad; a su vez esto reduce el grado de saturación v/c y
disminuye el tiempo de demora, esto lo demostramos a través del cálculo:
PROYECCION DEL VOLUMEN A 20 AÑOS sentido O-E
Interseccion Roldos
MOTOS AUTOS BUSES CAMIONES VOLQUETAS TRAILER
35 103 7 3 0 0
48 92 5 6 0 0
39 107 4 2 1 1
39 119 9 9 1 0
SUMA 161 420 24 19 1 1
AÑO n TASA DE CRECIMIENTO MOTOS AUTOS BUSES CAMIONES VOLQUETAS TRAILER
2016 0 3.00% 161 420 24 19 1 1
2017 1 3.00% 166 433 25 20 1 1
2018 2 3.00% 171 446 25 21 1 1
2019 3 3.00% 176 459 26 21 1 1
2020 4 3.00% 181 473 27 22 1 1
2021 5 3.00% 186 487 28 22 1 1
2022 6 3.00% 192 502 29 23 1 1
2023 7 3.00% 198 517 29 24 1 1
2024 8 3.00% 204 533 30 25 1 1
2025 9 3.00% 210 549 31 25 1 1
2026 10 3.00% 216 565 32 26 1 1
2027 11 3.00% 223 582 33 27 1 1 i = Tasa de crecimiento
2028 12 3.00% 229 599 34 28 1 1
2029 13 3.00% 236 617 35 28 1 1
2030 14 3.00% 243 636 36 29 2 2
2031 15 3.00% 251 655 37 30 2 2
2032 16 3.00% 258 675 38 31 2 2
2033 17 3.00% 266 695 40 32 2 2
2034 18 3.00% 274 716 41 33 2 2
2035 19 3.00% 282 737 42 34 2 2
2036 20 3.00% 291 759 43 35 2 2
VOLUMEN 2026 291 759 43 35 2 2
F. EQUIVALENTES 0.5 1 2.5 2.5 2.5 2.5
VEH. EQUIVA. LIVIANOS 145 759 108 88 5 5
FHP = 0.9
Vp= 1233
GRADO DE SATURACION
V/C = 1.74
VOLUMEN TOTAL DEL
ACCESO O-E EN EL AÑO
2037
1110 VEH/H
CAPACIDAD (VIA SIN
MODIFICAR)707 VEH/H
APLICANDO LA FORMULA DE PROYECION
DE LA NORMA DE DISEÑO GEOMETRICO
2003 DEL MOP
VEHICULOS
HORA DE MAXIMA
DEMANDA ACTUAL
𝑉𝑓 = 𝑉 1+
46
Tabla 25: Recomendación1, aumento a dos carriles, intersección A
Fuente: El Autor
En la tabla 24, se observa cuando se encuentran los dos carriles en el bypass de
Babahoyo, esto mejora el flujo de saturación de 1768 veh/h a 3536 veh/h.
Tabla 26: Recomendación 1, aumento de la capacidad en intersección A.
Fuente: El Autor.
ACCESO O-E E-O N-S
INTERSECCION A
GRUPO DE CARRILES M-I M-D I-D
ANCHO DE CARRIL 3.65 3.65 3.12
PROPORCION VEH. PESADOS 7 5 3
PENDIENTE 0 0 7
Nm 0 0 0
NB 0 0 0
PROPORCION VEH. GIROS A LA DERECHA 0 19 53
PROPORCION VEH. GRIOS A LA IZQUIERDA 19 0 47
NUMERO DE CARRILES N 2 2 2
FLUJO DE SATURACION BASE 1900 1900 1900
FACTOR POR ANCHO DE CARRIL 1 1 0.95
FACTOR POR VEHICULOS PESADOS 0.94 0.95 0.97
FACTOR POR MANIOBRA DE AUTOBUSES 1 1 1
FACTOR POR PENDIENTE 1 1 0.97
FACTOR POR ESTACIONAMIENTO 1 1 1
FACTOR POR TIPO DE AREA 1 1 1
FACTOR POR GIRO A LA DERECHA 1 0.97 0.92
FACTOR POR GIRO A LA IZQUIERDA 0.99 1 0.98
FLUJO SATURADO Si 3536 3502 3062
ACCESO O-E E-O N-S
INTERSECCION A
GRUPO DE CARRILES M-I M-D I-D
FASE 1 1 2
FASE (P)PRAFIJADA, (A) ACCIONADA P P P
VOLUMEN AJUSTADO 682 699 181
FLUJO DE SATURACION 3536 3502 3062
TIEMPO DE VERDE EFEVTIVO 30 30 20
CICLO DE SEMAFORO 76 76 76
RELACION DE VERDE EFECTIVO 0.4 0.4 0.26
CAPACIDAD DEL GRUPO DE CARRIL 1415 1401 796
RELACION VOLUMEN CAPACIDAD, X. 0.48 0.50 0.23
GRUPO DE CARRIL CRITICOS
Aumentamos el carril
Capacidad vial aumenta V/C disminuye
47
Tabla 27: Recomendación 1, mejora del nivel de servicio en intersección A
Fuente: El Autor
El nivel de servicio mejora mucho, de nivel D a nivel B y la vía trabajaría al 50%
de su capacidad respecto al volumen, esto ayudaría a prolongar más años a que el
nivel de servicio baje debido al crecimiento del volumen.
Es importante conocer el nivel de servicio proyectado a 20 años de la vía
después de ampliar sus carriles. Por esto, seguimos con el análisis en el acceso O-
E, el cual con el mejoramiento tiene un nivel B pero queremos conocer en qué nivel
se encuentra después de 20 años esta mismo acceso de la intersección A. El
volumen afectado es de 1233 veh/h respecto a la capacidad de la vía que es 1415
veh/h.
Tabla 28: Recomendación 1, volumen futuro afectado
Fuente: El Autor.
ACCESO O-E E-O N-S
INTERSECCION A
GRUPO DE CARRILES M-I M-D I-D
VOLUMEN AJUSTADO 682 699 181
RELACION DE VERDE EFECTIVO 0.4 0.4 0.26
CAPACIDAD DEL GRUPO DE CARRIL 1415 1401 796
GRADO DE SATURACION, Xi 0.48 0.50 0.23
DEMORA UNIFORME 16.95 17.09 22.12
INCREMENTO DE DEMORA 1.18 1.27 0.66
FACTOR POR PROGRESION 1 1 1
DEMORA MEDIA DEL GRUPO 18.13 18.36 22.78
NIVEL DE SERVICIO DE LOS ACCESO B B C
DEMORA POR LA INTERSECCION
NIVEL DE SERVICIO DE LA INTERSECCION
18.77
B
ACCESO O-E
VOLUMEN (veh/h) 1110
PHF 0.9
VOLUMEN AJUSTADO Vp (veh/h) 1233
GRUPO DE CARRILES M-I
NUMERO DE CARRILES N 1
FLUJO DEL GRUPO Vi (veh/h) 1233
Nivel de servicio D mejora a B
Volumen futuro Volumen afectado
48
Tabla 29: Recomendación 1, grado de saturación proyectado a 20 años con mejora
Fuente: El Autor.
Tabla 30: Recomendación 1, nivel de servicio en 20años de vía con carril ampliado
Fuente: El Autor.
El nivel de servicio después de 20 años en el acceso O-E de la intersección A es
de nivel C, con una relación volumen capacidad del 0.87 que es lo aceptable y con
tiempo de demora de 28,65 segundos. Comparando estos los V/C con el no
proyectado, el grado de saturación aumentaría un 30% en 20 años.
ACCESO O-E
INTERSECCION A
GRUPO DE CARRILES M-I
FASE 1
FASE (P)PRAFIJADA, (A) ACCIONADA P
VOLUMEN AJUSTADO 1233
FLUJO DE SATURACION 3536
TIEMPO DE VERDE EFEVTIVO 30
CICLO DE SEMAFORO 76
RELACION DE VERDE EFECTIVO 0.4
CAPACIDAD DEL GRUPO DE CARRIL 1415
RELACION VOLUMEN CAPACIDAD, X. 0.87
GRUPO DE CARRIL CRITICOS *
ACCESO O-E
INTERSECCION A
GRUPO DE CARRILES M-I
VOLUMEN AJUSTADO 1233
RELACION DE VERDE EFECTIVO 0.4
CAPACIDAD DEL GRUPO DE CARRIL 1415
GRADO DE SATURACION, Xi 0.87
DEMORA UNIFORME 21.0
INCREMENTO DE DEMORA 7.65
FACTOR POR PROGRESION 1
DEMORA MEDIA DEL GRUPO 28.65
NIVEL DE SERVICIO DE LOS ACCESO C
Grado de saturacion
49
Recomendación 2: Mejorar los tiempos del semáforo
Disminuir el tiempo del ciclo y aumentar el tiempo del verde efectivo o de
maniobras en el sentido del bypass de Babahoyo (O-E y E-O) ayudaría a que la
capacidad en la vía aumente, debido a que el ciclo es inversamente proporcional a
la capacidad y el tiempo de verde efectivo es proporcional a la capacidad, como
indica la formula.
𝐶𝑖 = 𝑆𝑖𝑔𝑖𝐶
Para las recomendaciones 1 y 2 ayuda a disminuir el grado de saturación x=v/c,
siendo esto el parámetro que nos indica a la proporción a la que funciona nuestra
vía y mejora el nivel de servicio con la disminución del tiempo de demora, esto lo
comprobamos de lo siguiente:
Aumentando 15 segundos al tiempo efectivo de verde mejoraría de 30s a 45s,
esto a su vez aumenta el grado de verde de 0.4 a 0.6.
Tabla 31: Recomendación 2, aumento de 15 s en tiempo de verde.
Fuente: El Autor
ACCESO O-E E-O N-S
INTERSECCION A
GRUPO DE CARRILES M-I M-D I-D
FASE 1 1 2
FASE (P)PRAFIJADA, (A) ACCIONADA P P P
VOLUMEN AJUSTADO 682 699 181
FLUJO DE SATURACION 1768 1751 3062
TIEMPO DE VERDE EFEVTIVO 45 45 20
CICLO DE SEMAFORO 76 76 76
RELACION DE VERDE EFECTIVO 0.6 0.6 0.26
CAPACIDAD DEL GRUPO DE CARRIL 1061 1051 796
RELACION VOLUMEN CAPACIDAD, X. 0.64 0.67 0.23
GRUPO DE CARRIL CRITICOS
El grado de saturación mejora el 30 %
De 30s se le aumenta a 45s el tiempo de verde
50
Realizando una reprogramación a los semáforos de la intersección se le agrega
15s al tiempo de verde en los dos sentidos del bypass mejorando su grado de
saturación un 30%, esto corresponde a que la vía trabajaría al 64% de su capacidad
respecto al volumen. Esto mejora el nivel de D a nivel de servicio B.
Tabla 32: Recomendación 2, mejora del nivel de servicio.
Fuente: El Autor.
Proyectamos a 20 años el volumen actual del acceso O-E con el aumento de los
15 segundos en el tiempo de verde efectivo y con el mismo ciclo.
Tabla 33: Recomendación 2, volumen futuro afectado por FHP.
Fuente: El Autor.
ACCESO O-E E-O N-S
INTERSECCION A
GRUPO DE CARRILES M-I M-D I-D
VOLUMEN AJUSTADO 682 699 181
RELACION DE VERDE EFECTIVO 0.6 0.6 0.26
CAPACIDAD DEL GRUPO DE CARRIL 1061 1051 796
GRADO DE SATURACION, Xi 0.64 0.67 0.23
DEMORA UNIFORME 9.9 10.12 22.12
INCREMENTO DE DEMORA 3.00 3.33 0.66
FACTOR POR PROGRESION 1 1 1
DEMORA MEDIA DEL GRUPO 12.90 13.45 22.78
NIVEL DE SERVICIO DE LOS ACCESO B B C
DEMORA POR LA INTERSECCION
NIVEL DE SERVICIO DE LA INTERSECCION
14.29
B
ACCESO O-E
VOLUMEN (veh/h) 1110
PHF 0.9
VOLUMEN AJUSTADO Vp (veh/h) 1233
GRUPO DE CARRILES M-I
NUMERO DE CARRILES N 1
FLUJO DEL GRUPO Vi (veh/h) 1233
Volumen futuro
51
Tabla 34: Recomendación 2, capacidad proyectada a 20 años.
Fuente: El Autor.
La tabla 34 nos muestra que el volumen supera a la capacidad en un 18%
después de 20 años con el aumento de los 15 segundos de tiempo de verde, esto
nos indica que el nivel de servicio es F.
Recomendación 3: Adaptar canalizadores
Cambiar la geometría de las intersecciones es otras de las recomendaciones,
esto con la implementación de canalizadores para aislar ciertos flujos, por ejemplo,
con el sentido E-O con los giros a la derecha, ayudará a disminuir el volumen y
mejor la capacidad; con el sentido N-S con el giro a la izquierda, ayuda de la misma
manera que la del sentido E-O. En esta metodología se tendría que programar los
semáforos con nuevos tiempos.
ACCESO O-E
INTERSECCION A
GRUPO DE CARRILES M-I
FASE 1
FASE (P)PRAFIJADA, (A) ACCIONADA P
VOLUMEN AJUSTADO 1233
FLUJO DE SATURACION 1768
TIEMPO DE VERDE EFEVTIVO 45
CICLO DE SEMAFORO 76
RELACION DE VERDE EFECTIVO 0.59
CAPACIDAD DEL GRUPO DE CARRIL 1043
RELACION VOLUMEN CAPACIDAD, X. 1.18
GRUPO DE CARRIL CRITICOS *
52
Figura 14: Recomendación 3, ejemplo de implementación de canalizadores. Fuente: El Autor.
Recomendación 4: Adaptar un redondel
Unas de las alternativas con la búsqueda de disminuir los volúmenes sería la
implementación de un redondel que ayuda a separar los giros a la derecha e
izquierda en la intersección, evitando que se formen los conflictos.
Esta recomendación ayuda a evitar las maniobras de giros que afectan al flujo
saturado. Al separar los giros los factores de ajustes serian 1 y esto aumentaría
proporcionalmente al flujo saturado y a su vez a la capacidad vial.
53
Figura 15: Recomendación 4, ejemplo de implementación de un redondel en las intersecciones. Fuente: El Autor.
Anexos
Anexo 1: Conteo de tráfico, intersección A. Acceso O-E
Fuente: El Autor
Anexo 2: Conteo de trafico intersección A. Acceso E-O
Fuente: El Autor
Anexo 3: Conteo de trafico intersección A, Acceso N-S
Fuente: El Autor
FECHA: LUNES 13 DE JUNIO DEL 2016
VIA: BYPASS REALIZADO POR: JEFFERSON PARRALES QUINTO
ACCESO: O-E
T. DE ESTUDIO: 09:00 - 11:00
HORA MOTOS AUTOS BUSES CAMIONES VOLQUETAS TRAILER
09:00 - 09:15 36 97 8 6 1 1 149
09:15 - 09:30 38 108 7 5 0 1 159
09:30 - 09:45 35 107 9 4 1 0 155
09:45 - 10:00 40 104 6 6 1 1 157
10:00 - 10:15 35 103 7 3 0 0 148
10:15 - 10:30 48 92 5 6 0 0 150
10:30 - 10:45 39 107 4 2 1 1 153
10:45 - 11:00 39 119 9 9 1 0 175
COMPOSICION 26% 67% 4% 3% 0% 0%
Factor equivalentes 0.50 1.0 2.5 2.5 2.5 2.5
17 103 18 8 0 0 146
24 92 11 14 0 0 141
20 107 9 5 1 3 144
19 119 22 22 1 0 183
SUMA 13% 68% 10% 8% 0% 0% 100%
INTERVALOS DE 15
MIN.
SUMA
(veh/h)
TOTAL
(veh)
Proporcio
n
19
81
117
498
CONTEO DE TRAFICO
614vehiculos
equivalentes
620
627
CONTEO DE TRAFICO
FECHA: LUNES 13 DE JUNIO DEL 2016
VIA: BYPASS REALIZADO POR: JEFFERSON PARRALES QUINTO
ACCESO: E-O
T. DE ESTUDIO: 09:00 - 11:00
HORA MOTOS AUTOS BUSES CAMIONES VOLQUETAS TRAILER
09:00 - 09:15 37 104 7 5 0 1 154
09:15 - 09:30 39 116 6 4 0 1 166
09:30 - 09:45 36 116 7 3 0 0 162
09:45 - 10:00 41 112 5 5 1 0 164
10:00 - 10:15 36 111 6 3 0 0 155
10:15 - 10:30 49 99 4 5 0 0 157
10:30 - 10:45 40 115 3 2 0 1 161
10:45 - 11:00 40 128 7 7 0 0 182
COMPOSICION 25% 69% 3% 2% 0% 0%
Factor equivalentes 0.50 1.0 2.5 2.5 2.5 2.5
18 111 15 6 0 0 150
25 99 9 12 0 0 145
20 115 7 4 1 2 150
20 128 18 18 1 0 184
2DA HORA 13% 72% 8% 6% 0% 0% 100%
TOTAL (veh)SUMA
(veh/h)Proporcion
INTERVALOS DE 15 MIN.
vehiculos
equivalentes629
646
655
119 19
509 81
CONTEO DE TRAFICO
FECHA: LUNES 13 DE JUNIO DEL 2016
VIA: CALLE ROLDOS REALIZADO POR:JEFFERSON PARRALES QUINTO
ACCESO: N-S
T. DE ESTUDIO: 09:00 - 11:00
HORA MOTOS AUTOS BUSES CAMIONES VOLQUETAS TRAILER
09:00 - 09:15 13 27 1 1 0 0 42
09:15 - 09:30 14 30 1 1 0 0 46
09:30 - 09:45 13 30 1 0 0 0 45
09:45 - 10:00 14 29 1 1 0 0 46
10:00 - 10:15 12 29 1 0 0 0 43
10:15 - 10:30 17 26 1 1 0 0 44
10:30 - 10:45 14 30 0 0 0 0 45
10:45 - 11:00 14 33 1 1 0 0 50
COMPOSICION 32% 65% 2% 1% 0% 0%
Factor equivalentes 0.50 1.0 2.5 2.5 2.5 2.5
6 29 2 1 0 0 39
9 26 2 2 0 0 38
7 30 1 1 0 0 40
7 33 3 3 0 0 46
2DA HORA 18% 73% 5% 4% 0% 0% 100%
SUMA
(veh/h)
TOTAL
(veh)INTERVALOS DE 15 MIN.Proporcion
47
53
163
77
86
178
182
vehiculos
equivalentes
Anexo 4: Conteo de trafico intersección B, Acceso O-E
Fuente: El Autor
Anexo 5: Conteo de trafico intersección B, Acceso E-O
Fuente: El Autor
Anexo 6: Conteo de trafico intersección B, Acceso N-S
Fuente: El Autor
CONTEO DE TRAFICO
FECHA: MIERCOLES 15 DE JUNIO DEL 2016
VIA: BYPASS REALIZADO POR: JEFFERSON PARRALES QUINTO
ACCESO: O-E
T. DE ESTUDIO: 11:00 - 13:00
HORA MOTOS AUTOS BUSES CAMIONES VOLQUETAS TRAILER
11:00 - 11:15 44 115 6 11 0 1 177
11:15 - 11:30 36 117 5 8 1 1 168
11:30 - 11:45 38 121 7 5 0 0 171
11:45 - 12:00 37 120 6 10 0 0 174
12:00 - 12:15 33 117 5 7 1 0 163
12:15 - 12:30 40 115 7 8 0 1 171
12:30 - 12:45 51 119 8 7 1 0 185
12:45 - 13:00 47 118 5 8 0 0 179
COMPOSICION 24% 67% 4% 4% 0% 0%
Factor equivalentes 0.50 1.0 2.5 2.5 2.5 2.5
16 117 12 16 2 1 165
20 115 18 20 1 2 176
25 119 20 16 2 0 183
24 118 13 20 0 0 175
2DA HORA 12% 67% 9% 10% 1% 1% 100%
INTERVALOS DE 15
MIN.
TOTAL
(veh)
SUMA
(veh/h)
vehiculos
equivalentes700
133 19
567 81
Proporcio
n
690
698
CONTEO DE TRAFICO
FECHA: MIERCOLES 15 DE JUNIO DEL 2016
VIA: BYPASS REALIZADO POR: JEFFERSON PARRALES QUINTO
ACCESO: E-O
T. DE ESTUDIO: 11:00 - 13:00
HORA MOTOS AUTOS BUSES CAMIONES VOLQUETAS TRAILER
11:00 - 11:15 42 110 5 10 0 1 168
11:15 - 11:30 34 112 5 7 1 1 160
11:30 - 11:45 37 116 6 5 0 0 163
11:45 - 12:00 35 114 5 9 0 0 165
12:00 - 12:15 31 112 4 6 1 0 155
12:15 - 12:30 38 110 6 7 0 1 163
12:30 - 12:45 48 114 7 6 1 0 176
12:45 - 13:00 45 113 5 7 0 0 170
COMPOSICION 24% 68% 3% 4% 0% 0%
Factor equivalentes 0.50 1.0 2.5 2.5 2.5 2.5
16 112 11 15 2 1 156
19 110 16 18 1 2 166
24 114 18 15 2 0 173
22 113 12 18 0 0 165
2DA HORA 12% 68% 8% 10% 1% 0% 100%
INTERVALOS DE 15 MIN.TOTAL (veh)
SUMA
(veh/h)Proporcion
vehiculos
equivalentes659
125 19
534 81
655
663
CONTEO DE TRAFICO
FECHA: MIERCOLES 15 DE JUNIO DEL 2016
VIA: CALLE FLORES REALIZADO POR:JEFFERSON PARRALES QUINTO
ACCESO: N-S
T. DE ESTUDIO: 09:00 - 11:00
HORA MOTOS AUTOS BUSES CAMIONES VOLQUETAS TRAILER
11:00 - 11:15 14 39 1 3 0 0 57
11:15 - 11:30 11 40 1 2 0 0 55
11:30 - 11:45 12 41 2 1 0 0 56
11:45 - 12:00 12 41 1 2 0 0 56
12:00 - 12:15 10 40 1 2 0 0 53
12:15 - 12:30 13 39 2 2 0 0 56
12:30 - 12:45 16 41 2 2 0 0 60
12:45 - 13:00 15 40 1 2 0 0 58
COMPOSICION 24% 70% 3% 3% 0% 0%
Factor equivalentes 0.50 1.0 2.5 2.5 2.5 2.5
5 40 3 4 1 0 53
6 39 4 5 0 1 55
8 41 5 4 1 0 58
7 40 3 5 0 0 56
2DA HORA 12% 72% 7% 8% 1% 0% 100%
TOTAL
(veh)
SUMA
(veh/h)INTERVALOS DE 15 MIN.Proporcion
vehiculos
equivalentes221
102 46
119 54
225
228
Bibliografía
Bañón Blázquez, L., & Beviá Garcia, J. (2000). Manual de carreteras. Alicante: Ortiz
e Hijos, Contratista de Obras, S.A.
Cal y Mayor, R., & Cardenas, J. (2007). Ingenieria de Tránsito: fundamentos y
aplicaciones. Mexico: Alfaomega Grupo Editor.
HCM 2000, Transportation Research Board. (2000). Highway Capacity Manual
2000. Washington DC.
Ministerio de Obras Publicas. (2003). Norma de Diseño Geometrico de Carreteras.
Quito.
Useda Ramirez, C., & Silva Mercado, D. (2003). Metodologia para el analisis de
intersecciones semaforizadas. Nicaragua.
Presidencia
de la República
del Ecuador
AUTOR/ES: REVISORES:
Parrales Quinto Jefferson Ivan Ing. Ciro Andrade Núñez, M.Sc.
Ing. David Stay Coello, M.Sc.
Ing. Julio Vargas Jiménez, M.Sc.
INSTITUCIÓN: Universidad de Guayaquil FACULTAD: De Ciencias Matematicas y Fisicas
CARRERA: Ingenieria civil
FECHA DE PUBLICACIÓN: 2016 Nº DE PÁGS: 53
ÁREAS TEMÁTICAS: Vias
Analisis de la capacidad y nivel de servicio del Bypass
PALABRAS CLAVE:
ANALISIS - CAPACIDAD- NIVEL DE SERVICIO - BYPASS
RESUMEN:
N. DE REGISTRO (en base de datos): Nº. DE CLASIFICACIÓN:
DIRECCIÓN URL (tesis en la web):
ADJUNTOS PDF: SI NO
CONTACTOS CON AUTOR/ES: Teléfono: O981058757
CONTACTO EN LA Nombre: FACULTAD DE CIENCIAS MATEMATICAS Y FISICAS
INSTITUCIÒN: Telèfono: 2-283348
Quito: Av. Whymper E7-37 y Alpallana, edificio Delfos, teléfonos (593-2) 2505660/ 1: y en la
Av. 9 de octubre 624 y Carrión, edificio Prometeo, teléfonos: 2569898/9, Fax: (593 2) 250-9054
REPOSITORIO NACIONAL EN CIENCIA Y TECNOLOGIA
FICHA DE REGISTRO DE TESIS
Innovacion y saberes
º
1
El siguiente trabajo analiza la capacidad como el mayor volumen de vehículos que puede soportar y el nivel de servicio como la calidad que brinda al usuario respecto al tiempo de demoras del bypass de Babahoyo; de acuerdo a las características del tránsito se empleara la metodología adecuada en base al Highway Capacity Manual (HCM 2000) por la Transportation Research Board y demás fuentes necesarias… En el primer capítulo se presenta de forma generalizada el contenido del trabajo, su finalidad y la explicación de lo que buscamos obtener de forma general y específica, la importancia del estudio, a que contribuirá y la delimitación del análisis… En el segundo capítulo se presenta el marco teórico del análisis, sus conceptos respecto a capacidad y niveles de servicios, los parámetros para el análisis respecto al tránsito, su estructura de acuerdo a la HCM 2000 y todas sus fórmulas y tablas… En el tercer capítulose presenta el desarrollo del análisis, la obtención de datos en el campo de acuerdo al conteo de tráfico, el análisis de la semaforización,la geometría de la avenida y sus características, y procediendo a los cálculos respectivos… En el cuarto capítulo se presenta las conclusiones en base a los objetivos alcanzados o los resultados relevantes y para las recomendaciones haciendo un análisis de un acceso de la intersecciónproyectando a 20 años su volumen y conociendo su nivel de servicio futuro, en base a estos resultados dar las soluciones de manera conceptual, para mejorar el nivel de servicio en las intersecciones.
jefferson-014@hotmail.com
X
Análisis de la Capacidad y Nivel de Servicio del Bypass de Babahoyo (Tramo entre la calle Jaime Roldos y Juan José Flores)
TÍTULO Y SUBTÍTULO
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