informe de capacidad de rotondas

UNIVERSIDAD LATINA DE COSTA RICA

FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURAESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL

Transportes I

Investigación

Capacidad vial en rotondas.

PROFESOR:

Emilio Jesús Rodríguez Molina.

María Fernanda Levell Angulo

José Raúl Núñez Suarez

Jeison Fonseca

II CUATRIMESTRE

14 de agosto de 2015

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Índice

Introducción......................................................................................................................................2

Marco teórico...................................................................................................................................3

Análisis de capacidad y nivel de servicio para intersecciones tipo rotonda............................4

Análisis de campo realizado........................................................................................................14

Análisis de resultados...................................................................................................................15

Posible solución del análisis en campo......................................................................................16

Conclusiones.................................................................................................................................17

Referencias....................................................................................................................................18

Anexos............................................................................................................................................19

Introducción

Conociendo que en Costa Rica tenemos un sistema vial muy amplio en el cual se ven diferentes tipos de intersecciones como las rotondas, evaluaremos la vialidad y funcionamiento de estas, con el fin de evaluar su nivel de servicio, buscando una posible solución para el mejoramiento de de este tipo de intersección.

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Marco teórico

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Análisis de capacidad y nivel de servicio para intersecciones tipo rotonda.

1) Modulo de capacidad de rotondas:

Información que se debe de obtener para su análisis:

Matriz origen\ destino. Porcentaje de vehículos pesados (buses incluidos). Factor de hora pico:

Si se tiene un factor de hora pico menor que 0,8 para el análisis de rotondas se debe asumir ese valor como 0,8; de la siguiente ecuación:

FHP= VHP4∗V 15máx

Donde:

FHP: Factor de hora pico.

VHP: Volumen de la hora pico.

V 15má x: Volumen máximo de autos en 15 minutos de la hora pico.

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Información de tipo geométrico.

Se requieren conocer de la información geométrica los siguientes datos:

Radio de la rotonda (R). Angulo de entrada al acceso (∅). Separación entre entrada y salida de cada acceso (x).

Estos son señalados en la siguiente figura.

Figura #. Esquema de una rotonda.

Determinación del intervalo de seguimiento ( β2); este intervalo depende de:

LA geometría de la rotonda, su radio y ángulo de entrada. Porcentaje de vehículos pesados.

Si no se obtiene el intervalo de acuerdo a mediciones hechas en el campo, entonces se pueden utilizar los siguientes datos.

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Tabla #. Valores de intervalo de seguimiento (0% vehículos pesados)

β2=2,1 seg . R<15m

β2=2,3 seg . R>15m, entrada normal, ∅=≤60°

β2=25 seg . R<15m ,entrada forzada, ∅=¿60°

Factor de corrección +0,1 seg Por cada 10% de pesados.

Fuente: Duran Ortiz, Mario Roberto. Metodo para estimar la capacidad y demoras en las intersecciones tipo rotonda de Costa Rica.

Se determina el intervalo critico (t c):

Este refleja la habilidad del conductor al manejar en la secundaria, su valor difiere con el carril (normalmente el carril derecho tiene un intervalo crítico menor que el carril izquierdo) y este depende de:

La geometría de la intersección Tipo de maniobra ( en el caso de rotondas solo giro derecho)

Si el intervalo crítico no se determina con base en mediciones de campo, entonces puede utilizarse la siguiente tabla:

Tabla #. Valores de intervalo critico (0% pesados)

t c=4,0 seg R>15m ,entrada tangencial, ∅<40°

t c=4,2 seg R>15m, entrada normal, 40 ° ≤∅ ≤60°

t c=4,5 seg R>15m entrada forzada, ∅>60°

t c=4,0 seg R<15m

Factores de corrección ±0,3 seg Por cada 10% pesados.

±0,2 seg Para corriente carril derecho.


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Volumenes opuestos: se entiende como volumen opuesto a todo aquel flujo de vehiculos que entra en trayectoria de colisión con determinada maniobra.

En caso de rotondas, el volumen opuesto difiere de acuerdo al carril que se este analizando y teoricamente el carril izquierdo posee mayor volumen opuesto, alli que ya se puede indicar que su capacidad sera menor que la del carril derecho.

Carril izquierdo

Por efecto de friccion, el volumen opuesto del carril izquierdo varia de acuerdo al tamaño de la isla separadora del acceso analizado, asi que se hace necesario aumentar el volumen opuesto de este carril con base al siguiente criterio:

Tabla #. Modificacion al carril izquierdo de un acceso por concepto del tamaño de isla separadora.

Tamaño de isla separado (X) Valor de K Volumen opuesto debe ser aumentado en

¿5metros 0 0¿5metros 0,1

K∗(V TI

2 )Donde V TI es el volumen

total que ingresa al acceso analizado.


Carril derecho

Al analizar el carril derecho de un acceso de una intersseccion tipo rotonda, se debe considerar la falta de visibilidad que se tiene a los accesos que no son adyasentes al que se analiza. Tomando la consideracion anterior, entonces al volumen opuesto calculado para el carril derecho de cierto acceso no adyacente y que se dirije a los otros accesos no adyacentes a ese analizado asi como los que se devuelven por el mismo( es decir que entran a la rotonda para efectuar un giro en U).

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Calculo de la capacidad: luego de determinados todos los parametros anteriores, entonces se procede a calcular la capacidad de cada carril de cada acceso, ,ediante la formuka de Harders:

C=(V op∗eV op( β2−tc)3600

eV

op∗( β23600)−1

) Al tener la capacidad de cada carril entonces se calcula la relacion (V/C)

teniendo en cuenta que si no se especifica la distribucion de volumenes por carril del acceso entonces se debe tomar el volumen dado como origen del acceso ( de la matriz O/D) y distribuido de acuerdo a la siguente tabla:

Tabla #. Distribucion del volumen secundario por carril.

Izq. Der. Acceso de dos carriles Izq. Der. Acceso de un carril55% 45% Hora pico sin sobreancho 70% 30% Hora pico,

cortocon carril

45% 55% Fuera pico, sin/con sobreancho

Izq. Cen. Der. Acceso de tres carriles

55% 45% Hora pico con / posic. Adic. Izq. 15 %

25% 45% 30% Fuera pico hora pico

45% 55% sobre ancho / posic. Adic. Der. 10 %

40% 35% 25% Posic. Adic. 10-15%


Ya calculada laa relación (V/C) de los carriles, se debe tener en cuenta que una relación (V/C) ≥ 0,90 indica automáticamente que ese carril esta funcionando bajo un nivel de servicio F y no es necesario proceder con el análisis de demoras, en el caso contrario es necesario hacer dicho análisis y determinar el nivel de servicio asociado.

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2) Módulo de demoras (nivel de servicio).

Concluido el modulo de capacidad y calculada la relación (V/C) del carril correspondiente se procede primeramente a determinar la longitud promedio de vehículos que están en espera en la hora medida, llamada como longitud media en cola. Se obtiene de la siguiente grafica:

Grafico #. Calculo de la longitud media de cola.


Del grafico se obtiene la longitud media en cola en unidades de vehículos, pero si se desea expresar en unidades de longitud, entonces se deberá utilizar la siguiente fórmula:

M f (metros )=M f ( vehiculos )[7,5+(%pesados)( 7100 )]

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Probabilidad de detenerse (Ps): depende de varios factores, entre ellos se encuentra el de congestionamiento. Se calcula mediante la siguiente expresión:

Ps=100(1−Pf +Pf∗Pk )

Donde:

Pk: probabilidad de esperar en la cola y se expresa como la relación (V/C).

Pf: probabilidad de aceptar el primer intervalo, y se obtiene con el uso del siguiente grafico o tabla posterior:

Grafico #. Calculo de la probabilidad de aceptar el primer intervalo.

Fuente: Duran Ortiz, Mario Roberto. Metodo para estimar la capacidad y demoras en las intersecciones tipo rotonda de Costa Rica

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Tabla #. Tabulación de valores de la probabilidad de aceptar el primer intervalo.

qo Gap Critico, seg- 8 7 6 5 4 30 0,8 0,85 0,9 0,9 0,95 1,0

200 0,595 0,625 0,675 0,7 0,775 0,875500 0,35 0,395 0,438 0,495 0,575 0,695700 0,225 0,275 0,325 0,395 0,45 0,595

1000 0,104 0,15 0,2 0,2625 0,35 0,451280 0,05 0,075 0,124 0,184 0,25 0,3481500 0,02 0,045 0,075 0,125 0,2 0,31800 0 0,01 0,04 0,08 0,15 0,2342000 - 0 0,025 0,05 0,1 0,1952500 - - 0 0,001 0,075 0,1393000 - - - 0,0001 0,05 0,1


Demora media total (d): para el calculo de la demora se debe tomar en cuenta que la demora posee dos componentes:

d=dv+dk ´

Donde:

d v: Demora es espera y está asociada al llegar un vehículo y hay otros en cola. Se

calcula mediante la siguiente expresión:

d v=M f∗( 3600V )Donde:

M f : longitud media en cola.

V: volumen carrilanalizado.

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Luego la demora dk ´ está asociada al tipo de maniobra y se calcula mediante la

expresión:

dk ´=dk−∆dk

Donde los componentes se obtiene de acuerdo a:

Tabla #. Determinación de la demora geométrica ( dk)

Velocidad aprox.(km/h)

Probabilidad de detenerse (Ps %)

Tipo de movimiento

0 320 5

50 40 760 1080 12

100 14Fuente: Duran Ortiz, Mario Roberto. Metodo para estimar la capacidad y demoras en las

intersecciones tipo rotonda de Costa Rica

Luego el factor de corrección de la demora geométrica se obtiene del grafico:

Grafica #. Calculo del factor de corrección de la demora geométrica.


También se puede hacer mediante la siguiente tabla:

Tabla #. Correccion de la demora geométrica.

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Bi ∆ dk Velocidad

- 50 70 900 0 0 0

0,1 0,5 0,8 1,10,2 1,1 1,5 2,10,3 1,8 2,5 3,40,4 2,5 3,5 4,70,5 3,3 4,5 6,00,6 4,1 5,6 7,40,7 5,0 6,7 8,80,8 5,9 8,0 -0,9 7 9,3 -


Luego se aplica la ecuación (5) y finalmente la ecuación (3), a partir de la cual se obtiene el nivel de servicio basados en la siguiente tabla:

Nivel de servicio (LOS) Demora media total (D) (seg)A ≤ 10B 10-20C 20-30D 30-40E 40-150F ¿ 150

Análisis de campo realizado.

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Análisis de resultados.

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Posible solución del análisis en campo.

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Conclusiones.

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Referencias.

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Anexos.

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