Carreteras Escrito por Lauro Ariel Alonzo Salomón. Gabriel J. Rodríguez Rufino

D.R. C UNIVERSIDAD AUT6NOMADE YUCATAN, 2005

ProIllbkla Ia reproducci6ntotal 0 parcial de la obra sin permisoescrito del editor.

DIRECCI6N GENERAL DE DESARROLLO ACAOEMICOCoordlnaci6n General de Exlensi6nDepartamento EdijorialCaae 61 "Urn. 526 entre 66 y 68Tel. (999) 924-72-60Fax (999) 923-97-69Merida, Yucatan, M6xico

Impreso en Merida, MexicoPrinted in Merida, Mexico

ISBN 968-6843-88-4 (Serie)ISBN 970-698-093-8 (v. 8)

TE Rodriguez Rufino, Gabriel Juan de I. Concepci6n.145 Carreteras I Gabriel Rodriguez Rufino, Lauro.R63 Ariel Alonzo Salom6n, c2005.2005

(Textos did8cticos I UADY ; Y. 8)

1. Carreteras. 2. Disello de carreteras. 3. -Conslrucci6n de carreleras. 4. Ingenierla deltransito. I. Alonzo Salom6n, Lauro Ariel. II. I.ISBN 968-6843-88-4 (Sene)ISBN 970-698-093-8 (v. 8)

Lib-UADY

',Ialella oteg do por oerecnos de a 01

CONTENIDO

PRESENTACI6N 13

lINJDAD 1ELEMENTOS DE INGENIERiA DE TRANSITQ 1 SINTRODUCCI6N 15

Estudios de Ingenieria de Transito 18ELlISlJARIO 2)

Factores que afectan el comportamiento del usuario 21EJ eond!Ietor 22

EI peaten 29ELYEHiClJl,O 30

Factores de diseiio y proyecto relacionados con el vehiculo 30EI.CAMTNO 3S

Factores de diseiio y proyecto relacionados con el camino 3S

UNIDAD2ESTl JDIOS DE INGENIERiA DE IR ANSIID 59ESTODIOS DE YOI.I']MENES DE TRANSlTO 59

Definici6n de teuninos 59

Metodas de afora 62Estudios especi ficos 67

ESTIJDIOS DE l.A VEl ,QCIDAD

Y IIEMPOS DE RECORRIDO 68

Diferentes tipos de estudios 68

Malena o!egido pot de ec os de a to

ESTJ !DIO DE ORIGEN Y DESTINO 74

Equipo y proposito 74Metodos 74

UNIDAD3DISPOSITIVOS PARA EL CONTROL DEL TRANSITO 81INTRODUCCl6N 81SENALES PREYENTIVAS 83SENAtES RESTRICTIVAS 85

SENALES INFORMATIVAS 86SENALES PARA PROTECCI6N EN OBRAS 89MARCAS 90SENALIZACI6N VERTICAL 94SENALlZACI6N HORIZONTAL 95SEMMOROS 97

UNIDAD4CAPACIDAD VIALINTRODUCCI6N

CaminQs

103103105

Autopistas 106A rterias urbanas 109

ANALISIS Y EJEMPLO DE APLICACI6NPARA CARRETERAS DE DOS CARRILES 111

UNlOADSESTACIONAMIENTOS 127

INTRODI lCCI(>N 127

ylA P(JBLICA 127

Dentro de la via publica 129Fuera de la via publica I31

CENTRAI,DEAJJTOBllSES Y DE CARGA 137YEHICl IT,os PARTIC! l! ,ARES 140

UNIDAD6PROYECTO GEOMETRICO DE UN CAMINOINTRODUCCI6N

Antecedentes historicosRed carretera del estado de YucatanEstudios para el proyecto de un caminoClasificaci6n de los earninos

143143

143144

148150

Tipos de caminos de acuerdocon 511 "tilidad socioeconomica 150

AI ,INEAM1ENTO HORIZONTAL 154

Trazo planimetrico del camino 154Trazo preliminar de una linea ISS

Curvas horizontales

160164J 71

Estabilidad en curvasEl vehiculo de diseilo

Curvas espiralcs para caminosOricntaci6n astron6rnica

195210

A['£NEA MIEN'm YERTICA I ' 216Njvelu,"i6n de Illla via 216

Proyecto de subrasante 221Cl!rva~'A- _"""'"

Secciones transversales y de construccion 232MOVIMrENTOS DE TIERRA (CURVA - MASA) 237

ESt11djO de yc,h',menes 237

EI Diagrama de Curva Masa 239

Propiedades de la curva masa 25 1Reportes y pianos de un proyecto carretero 257

INTERSECCIQNES 260Introdllccion 260

A nivel 263A desnivel 263

11NTDAD7

MAQUINARIA PESADA 267SELECCr6N y Cl.ASIFICACH)N 267

Eac1Qresde selecci6n: 267

Nomenclatura 270

RENDIMfENTOS Y COSTaS 272Tractores 272Cargadores [rontales 282

MANTENIMIENTO 287

Tipos de mantenimiento 287Mantenimienlo preventivo 288

Mantenimiento predictivo 288Mantenimiento coccectivo 288

Mantenimiento especial por conjunto 0 poc componentes 288Vida econ6mica (Ve) 288

Factores que arecla" los costos: 290

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 291

BIBLIQGRAFiA 293

PRESENTACION

Todos aquellos profesionales que han tenido eI privilegio de haberse fonnado en 13

disciplina de la ingenieria civil pueden dar constancia en su justa dimension del signifi-

cado de adeptarse, dominar y convertir los rccursos que la naturaleza ofrece, en bienesde provecho puestos at servicio del hombre para su desarrollo, evolucion y comodidad.

Del mismo modo, quienes conoccn las obras civiles idcntiflcadas como vias terres-tres, en cuyo rubro se ubica la planeacion, disefto y construccien de earninos y carrete-

ras, pueden expresar con plene conocimiento de causa, que en este tipo de obras es

donde e58 adaptacion a la naturaleza y la lucha contra sus leyes cs una realidad en cl

diario quehacer del ingcniero. En estas obras se enfrenta a las irregularidades del terre-

no, las inclemencias del tiempo y al uso y mancjo de las propiedades del suclo en condi-

ciones naturales, para poder ofrecer al usuario cI ccnfon.Ia scguridad y la funcionalidad

con la que debe contar una via de comunicacion terrestre, sin perder de vista la preserve-

ci6n del ambiente y el aspecto organizativo y econ6mico.

En In elaboracicn del presente trabajo se ha empleado mucho tiempo y dedica-

cion, pero haccrio ha valido la pena no solamentc por cl objctivo de la misma, que

es cl de servir como herramienta para la ensenanza, sino porquc se ha deseado

presentar un panorama complete y exhaustive del tcrna, con la minuciosidad y cl

detalle que se requiere para su cornprcnsinn y aprendizuje, Consideramos que en

eSI3 obra se ha conseguido.

lng. Jorge I. Pacheco M.

Coordinador del Cuerpo Academico de Geotecnia y Vias TCI"1Y!s/res

UNIDAD 1

ELEMENTOS DE INGENIERlADETRANSITO

lNTRODUCCI6NLa palabra carretcra sc puede definir de diversas formas. Asi, podemosentender que es un: "camino publico, ancho y pavimentado dispuestopara el paso de vehiculos'", 0 que es una "via de comunicacion entrepoblados, debidamente acondicionada y asfaltada, destinadn a In circu-lacion de vehlculos'", 0 tal vez una "via de comunicacion que por 10general rnantiene la autoridad gubemamental para el paso de vehiculos,personas 0 animales. "'; pero sin duda una carretera es una obra de infra-estructura que contribuye al desarrollo y progreso de la nacion 0 puebloque la proyccta y construye.

Por nccesidad, los primeros caminos fueron vias de tipo peatonal(veredas) que las tribus nomad as formaban al dcambular por las regia-nes en busca de alimento; cuando esos grupos se volvieron sedentarios,los eaminos peatonales tuvieron finalidadcs rellgiosas, comerciales y deconquista (en America, y en Mexico en particular. hubo este tipo deeaminos durante el florecimiento de las civilizaciones prehispanicas).Con la invencion de la rueda, apareci6 la carreta jalada por personas 0

por bestias y fue necesario acondicionar los caminos para que el transitese desarrollara 10 mas "rapido" y "comedo posible'".

"La construccion dc carreteras ha side uno de los primeros signos decivilizacion avanzada. Cuando las ciudades de las primeras civilizacio-

IS

Gabriel Rodriguez Rufino· Lauro Ariel Alonzo Salorn6n

nes empezaron a aumentar de tamafio y densidad de poblacion, la comu-nicaci6n con otras regiones se tom6 necesaria para hacer lIegar sumi-nistros alimenticios 0 transportarlos a otros consumidores. Entre los pri-meros constructores de carreteras se encuentran los rnesopotamicos, haciael aflo 3,500 a.C.; los chinos, que construyeron la Ruta de la Seda (Iamas larga del mundo) durante 2,000 afios, y desarrollaron un sistema decarreteras en torno al siglo Xl a.C., y los ineas de Sudamerica, que eons-truyeron una avanzada red de carreteras por todos los Andes que incluiagalerias cortadas en rocas s6lidas. En el siglo l, el ge6grafo griego Es-trabon registro un sistema de carreteras que partian de la antigua Babi-Ionia; los escritos de Her6doto, historiador griego del siglo V a.C., men-cionan las vias construidas en Egipto para transportar los materiales conlos que construyeron las piramides y otras estructuras monumentaleslevantadas por los faraones'".

En Mesoamerica la civilizacion maya tambien des taco en la eons-trucci6n de caminos con las denominadas vias de comunicaci6n lIama-das "sacbes", como se i1ustra en la figura I.

"De las carreteras antiguas, aim existen las que fueron construidas porlos romanos. La via Apia empez6 a construirse alrededor del312 a.C., y lavia Faminia hacia el220 a.C. En la cumbre de su poder, ellmperio Romanotenia un sistema de carreteras de unos 80,000 Ian consistentes en 29 calza-das que partian de la ciudad de Roma, y una red que cubria todas las provin-cias conquistadas importantes, inclusive Gran Bretana'".

"La carreta fue introducida en America durante el siglo XVI por elespanol Sebastian de Aparicio. EI construyo la primera carretera delNuevo Mundo, entre Mexico y Veracruz, aproximadamente entre 1540y 1550. Mas tarde construyo la carretera Mexico-Zacatecas. EI sigloXVllI marea la iniciaci6n de la Era Modema. E1trans ito se incrementacon grandes esfuerzos, debido al mal estado de los caminos. A su desa-

16

'..4al rial prolog do por d<. ocnos de a 01

ELDIEN'IOS DE ISGm.1EItiA IJE lAANSTTO

rrollo contribuye enonnemente la introducci6n del cobro de cuotas depeaje, que penniten la construcci6n y conservaci6n de estos caminos'"."EI siglo XIX se inicia con un incremento inusitado de la poblacion y laepoca de oro" de las diligencias (1800-1830). Tambien, desde princi-pios del siglo, empieza a experimentarse con vehfculos de autopropul-sion, utilizando la fuerza del vapor. EI ferrocarril de vapor inicia servi-cios comerciaJes en Inglaterra entre 1825 y 1830. A traves de los siglosse ha podido observar la evolucion que ha tenido el transite a medidaque tambien evoJucionan tanto eJ camino como el vehlculo'".

"En Mexico, cuando se estabilizaron los gobiemos revolucionariosen 1925, ya el automovil estaba considerablemente desarrollado; peronuestro pais no habfa podido transfonnar sus caminos de herradura nisus carninos de carretas para las nuevas velocidadcs de los automovilesde pasajeros, 0 para las nuevas capacidades de carga de los camiones.Urgian los modemos carninos y tambien urgia establecer comunicacion,primero entre la capital de la Republica con los puertos maritimos yfronterizos, con las capitales de los Estados y entre estas mismas. Sinestas comunicaciones no podia pensarse en el desarrollo economico ysocial, ni en los aspectos politicos que los gobiemos provenientes de laRevolucion contemplaban. Estos caminos requerian, por su importan-cia, especificaciones que satisficieran un probable transire intenso; esdecir, naclan las arterias de la red vial y no habra tiempo ni se contabacon posibilidad economica para pensar en caminos secundarios'".

"Por 10 anterior, el vehiculo es el principal elemento que debe sertomado en cuenta al proyectar las vialidades y servicios complementa-rios. Esta fue una circunstancia especial de Mexico, diferente con segu-ridad de 10 que en otros parses sucedi6 y rue la raz6n, desafortunada porcierto, para que durante muchos anos se contara con una red camineracasi exclusiva de caminos troncales, carentes de rnmales, de caminos

17

Gabriel Rodriguez Rufino' Lauro Ariel Alonzo SalomOn

alimentadores, que al no crear una conveniente zona de influencia, hi-cieron que desde el punto de vista de la inversion, no se aprcciara todoel potencial del desarrollo?".

Figura 1.1Algunos viejos "caminos blancos" (Sacbe) de los mayas, reacondicionados, estansirvicndo ahora como caminos alimentadores. (Fuente: Caminos alimentado-

Sin embargo, con el paso de los afios y con trabajo y esfuerzo en elarea de los caminos y las comunicaciones, Mexico fue prosperando has-ta lIegar a tener la red de carreteras.

Estudios de Ingenierla de TransiteLa ingenieria de transite ha sido definida como "la rama de la inge-

nieria relacionada COil la planeacion, proyecto geometrico y operacion

18

ELEME!'o'TOS DE INOE"'ERiA DE nA.~

vehicular de calles y carreteras, tenninales, colindancias y correspon-dencias con otros modos de trans porte, con el fin de lograr la seguridad,eficiencia y movimiento adecuado de personas y cosas".

Trata no 5010con problemas que dependen de factores fisicos 0 tee-nicos, sino tambien con aquellos en que frecuentemente se presenta elcomportamiento de los conductores de vehiculos y peatones. Por talmotivo el ingeniero de transite sera el receptor de los deseos logicos delusuario, con 10 que podra hacer un analisis que pennita evaluar los be-neficios que reporters a la colectividad detenninada obra 0 mejora.

a) Caracteristicas del transito. En elias se encuentran todos los metodosexistentes que tienden a la determinacion de las caracteristicas del flujovehicular, de los conductores, de los peatones y del vehiculo.Se incluyen como las mas comunes:

• EI conductor• EI vehiculo• Velocidad, tiempos de recorrido y dcmoras• Vohimenes de transite• Origen y destine• Capacidad• Estacionamiento• Accidentes• Transporte publico

b) Operacion del trdnsito. En este renglon se incluyen todas las medidasde regulacion: las leyes y ordenanzas para el conductor, el vehiculo,el peaton y la operaci6n del transite. En esta ultima se abarcan, entrelos aspectos mas importantes, el control de intersecciones, zonifica-

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'.4al rial prolog do por d<. ocnos de a 01


cion de velocidades, calles de un solo sentido de circulacion y con-trol de estacionamiento.Antes de adoptar cualquier medida regulatoria, sera neccsario reali-

zar las investigaciones y analisis pertinentes de las caracteristicas irnpe-rantes, y las ventajas y desventajas que reportara la implementacion deuna medida determinada.c) Planeacion. Esta fase comprende la planeacion de nuevas construe-

ciones y el mejorarniento de las existentes, con el fin de satisfaceruna necesidad produeida por la falta de seguridad y eficiencia. Debeexistir una frecuente comunicacion con el urbanista 0 el planifica-dor, para alcanzar los objetivos que requiere toda la planeacion.

d) Proyecto geometrico. Se incluyen, entre los mas importantes aspec-tos, el diseilo de arterias urbanas, carreteras, proyecto de interseccio-nes, estacionamiento y ampliaci6n 0mejoramieoto de las facilidadesexistentes.

e) Administracion. Se debe de teller conocimientos generales de admi-nistracion Y derecho, con el fin de interpretar y hacer cumplir losreglamentos de trans ito.

j) Pasos a seguir en todo proyecto de transportesIdentificaci6n del problema (antecedentes).Recopilaci6n de la informaci6n necesaria segun el tipo de problema deque se trate, como numero de accidentes, tipo de cllos, tiempos de recorrido,etc.

g) Analisis de informacionh) Proposicion de altemativas de solucion.i) Selecci6n de alternativas de solucion conforme a las ventajas 0 des-

ventajas tecnicas, de operacion y econ6micas que presentan cad a unade elias.

j) Conclusiones y recomeudaciones,

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ELEMENTOS DE INGENIWA DE nV.."ISITO

ELUSUARJODebe entenderse por usuarios a todos aquellos que hacen uso de las

facilidades proporcionadas por la ingenieria de trims ito y de transpor-tes: son el conductor y el peaton,

Debido a la importancia de los usuarios en el flujo vehicular, hay quetomar en cuenta las limitaciones y el comportamiento de los mismos enla elaboraci6n de cualquier proyecto de ingenieria de trans ito y de trans-porte. Todos los proyectos 0 leyes que se realicen con el fin de ordenarel transite deben reflejar el deseo de la colectividad con el fin de evitarla desobediencia y que esta resulte fatal.

Con el fin de estudiar la naturaleza humana del usuario, hay quetener en cuenta los siguientes factores:

Factores que afectan el comportamiento del usuarioCondiciones de/ medio ambiente: EI comportamiento de una perso-

na se podra ver afectada, de alguna forma por los siguientes tipos decondiciones de su medio ambiente:

• EI suelo,• Las condiciones atmosfericas.• Los elementos fijos de transite.• La corriente de transite y sus caracteristicas.

Factores sociologicos:• Motivaci6n.• lnteligencia.• Proceso de aprendizaje.• Factores emocionales.• Grado de atenci6n.

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Gabriel Rodrfguez Rufmo • Lauro Ariel Alonzo Salomon

• Actitud hacia la regulacion.• Impaciencia 0 mal caracter,• Madurez.• Condicionamientos.• Diferencias individuales.

Foe/ores flslcos:

• Vision.• Agudeza visual.• Movimiento del ojo.• Profundidad de percepcion.• Atenci6n visual.• Sensibilidad visual al color.• Vision en condiciones de deslumbramiento.• Deterioro visual.• Audicion.• Sensaciones de estabilidad.

EI conductorLos accidentes de trans ito son provocados, en su generalidad, por

deficiencias del elemento humano. Sin embargo. estas pueden SeT supe-rndas si el individuo guarda una mayor precaucion.

Un entrenamiento del desempcilo del conductor es esencial para eldiseiio y la operacion adecuada de las carreteras. Un diseno adecuadodepende tanto de que la carretera que es usada sea segura como eficien-teo Cuando un criterio no es compatible con las caracteristicas del con-ductor. las posibiJidades de que cometa un error aumentan, y como re-sultado ocurrcn accidentes 0 una mala utilizaci6n de la carretera.

22

ELEMENTOS DE r.<GENIERM DE T'RANsrTo

J) La tarea de conducirLa tarea de eondueir un vehieulo depende de la informacion que

el conductor recibe y de la manera en la cual esta es utilizada. Cuan-do se rccibe alguna informacion de la carretera, esta se compara conla que ya se cuenta, y el conductor toma una decisi6n y ejecuta unaacci6n de control sobre el vehiculo. EI proceso de conducir entre la-za un numero de actividades que estan interrelacionadas, y cuandoestas se agrupan segun el desernpefio, se c1asifican en actividades decontrol, de gufa y de navegaci6n.

Las maniobras simples y el control de la velocidad estan en ex-tremo bajo de la eseala (actividades de control); el seguimiento delcamino y el mantener una travesia segura como respuesta a las con-diciones del camino y del trafico estan a un nivel medic (actividadesde guiamiento); la planeacion del viaje y el recorrido de la ruta seencuentran al extrema alto de la escala (investigacion). Los puntosanteriores estan ordenados de acuerdo con la complejidad de ejecu-cion y la importancia para la seguridad.

La tarea de conducir puede scr compleja y demandante. Varias acti-vidades individuales que requieren un manejo suave y eficieote, asi comola integracion de la informacion, pueden ser ejecutadas simultaneamen-te; la conducci6n de vehiculos a menudo ocurre a altas velocidades,durante presiones de tiempo, en sitios desconocidos y bajo condicionesambientales adversas; otras veces la tarea de conducir puede ser tansencilla y poco demandante que el conductor se desatiende.

Los errores del conducir ocurren porque el conductor no sabe que es10 que se Ie requiere y porque algunas situaciones demandan demasia-das tareas 0 causan desatencion 0 confusion: mal diseno de la carretera,malo inconsistente uso de dispositivos de control, y mala exhiblcion dela informacion de la senalizacicn.

23

Gabriel Rodrfguez Ruflno ·l.auroAriel Alonzo SalomOn

Los errores tambien son causados por presiones de tiempo, la compleji-dad de las decisiones 0 por demasiada informacion.

Los errores de control del vehiculo y seguimiento de la via puedencontribuir directarnente a la causa de los accidentes. Errores de navega-cion resultan en retrasos y contribuyen a una operacion ineficiente ypudieran causar indirectarnente un accidente.

2) La tarea de gularEI diseno de las carreteras y operaciones de tJifico son aspectos que

mas afectan al conductor en.su tarea de guiar. Las decisiones que tomael conductor (juicios de maniobra y de control de velocidad) para mane-jar sobre un carril y de seguir cierto camino son basicas para la direc-ci6n de vehlculos, Cuando cl conductor sigue 01 alineamiento y 01 peral-te de carril y se adapta a las condiciones ambientales del camino, se diceque utiliza el proceso de retroalimentaci6n. Las decisiones que el con-ductor toma cuando sigue a otro vehiculo son muy complejas, esto sedebe a que estas actividades involucran un control de velocidad.

Las decisiones de rebasar a un vehlculo que requieren de un cambiode carril y un control de velocidad son aun mas complejos, debido a quehay que conocer la velocidad y la aceleraci6n en que se esta viajando, lapropia y la del vehlculo a rebasar, al igual que la distancia entre ambos.Otras actividades de tareas de guiar incluyen: la integracion al transite,cambios de carril, esquivar peatones y reacciones a dispositivos de con-trol de transite y de senates.

3) EI sistema de informacionLas fuentes formales de informaci6n son los dispositivos de con-

trol que estan especificamente disefiados para exhibir informacion,como las senales, Las fuentcs informalcs de informaci6n incluyen

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ELEMTh'lOS DE 1NG£mE1UA DE TIlA."SITO

elementos como caracteristicas de diseno, juntas de pavimento, et-cetera. Toda esa informaci6n es necesaria para que la tarea de guiarse real ice de forma segura y eficiente.

Los dispositivos de control de trans ito proveen informacion para asis-tir en las tareas de direccion y navegaci6n. Entre otras cosas, estes pro-porcionan informacion sobre regulaciones de transite, alertan sobre z0-

nas de precauci6n y asisten al conductor a seguir sobre la ruta. Las marcaso llneas sobre el pavimcnto exhiben informacion adicional que resaltalas caracterlsticas del camino y del ambiente alrededor. La selecci6n dela velocidad y el rumbo a tomar depende de la habilidad del conductoren observar el camino y sus condiciones. Los conductores deben miraral frente del camino y ver 10 suficientemente lejos para predecir el ali-neamiento, la pendiente y el ancho de Incarretera, asl como otros aspec-tos relacionados. La vista hacia el camino tambien incluye el ambientecircundante. Los peligros y los obstaculos, como 10son hombres, seila-les, pilares de puentes, barreras laterales, divisiones centrales, etcetera,deben de ser claramente visibles.

Los conductorcs utilizan sus sentidos para obtener informaci6n. Sedetectan cambios en el comportamiento del vehiculo, es deck, se sientela textura de la superficie del camino a traves de las vibraciones en elvolante, se escuchan sirenas de vehlculos de emergencia y se reaccionaobservando el alineamiento. Sin embargo, la mayoria de la informaci6nque se recibe es de forma visual.

Durante la ejecuci6n de las tareas de conducir, se realizan variasfunciones casi simultaneamente; se yen fuentes de informacion, se to-man numerosas decisiones y se realizan acciones. La informacion nece-saria debe estar en la zona visual, disponible donde sea necesaria, debeser practice y capaz de atraer la atenci6n del conductor.

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Gabrie' Rodriguez Rufino' Lauro Ariel Alonzo Salom6n

4) Error del conductorGeneralmente, accidentes y operaciones ineficientes ocurren cuando

los conductores cometen errores de informacion en lugares donde eldiseno es deficiente. Varios de los errores son causados por deficienciasen la capacidad del conductor 0 por situaciones temporales que, aunadoa un mal diseno, producen una falla. A continuacion se en listan algunasde las deficiencias en la capacidad de un conductor:• Inexperiencia 0 falta de practice; contribuye a la inhabilidad para

manejar ciertas situaciones.• Tomar riesgos inapropiados; lIevan a errores de espaciamientos.• Recuperacion pobre de deslwnbramientos 0 encandilamientos; se

puede tener una mala interpretacion en la informacion.• Los efectos de fatiga causada por la privaci6n del suefio; contribu-

yen a la causa de accidentes.Por 10general, no es posible que el diseiio 0 procedimiento operacio-

nal de una carretera reduzca los errores oeasionados por las deficienciasde los conductores. Los errores a menudo se cometen cuando se tienenque realizar diversas tareas complejas y bajo presiones de tiempo. Estogeneralmente oeurre en puntos de decision que estan muy cerca unos deotros, un uso intensivo del terrene, diseflo complejo y mucho trafico,

En lugares con situaciones opuestas a la anterior. puede ocurrir otrotipo de errores, debido a que cl proeesamiento de informacion de losconductores esta a muy bajo nivel, 10que provoea que estes se relajen yse esten atentos.

Los disenos deben tomar en cuenta los tiempos de reaccion de losconductores, ya que sus respuestas varian y cuando las decisiones a to-mar son muy complejas se tardan mas en reaccionar. Las expectativasreforzadas y prevalentes ayudan a los conductores a responder mas rapi-do y correctamente.

26

ELEMENTOS DE rNGENrWA DE TRANSITO

CARAcTERlsncAS DEL CONDUCTOR

Certeza visualSe refiere a la mayor 0 menor claridad de visibilidad y depende de

una variedad de factores. La certeza visual es importante en el diseno dedispositive de control de transite. La medida estandar de la certeza vi-sual es la tabla de Snellen de certeza visual, en la cual se presenta unatabla con letras de varios tamanos que se lee a una distancia de 20 pies.La linea de la tabla en la que un individuo puede leer con no mas de unerror se relaciona con la distancia en que una persona normal puede leer lamisma tabla. En la mayoria de los Estados, una licencia de manejo se puedeobtener con una certeza visual hasta de 20/40 sin que se requiera uso deanteojos y basta 20/100 con uso de anteojos una correccion maxima.

La certeza visual mayor se encuentra dentro de un Angulo de 3 a 5grados. Sin embargo, a angulos de lOa 12 grados aun es posible advertircon claridad los objetos que se encuentran dentro de ese campo. Tam-bien se debe incluir en todo proyecto la certeza visual dinamica, que esla habilidad para ver y percibir estimulos dentro de un campo en movi-miento; la percepcion profunda, la vision noetuma y la recuperaci6n deldeslumbramiento.

VisionpertfericaSe refiere al campo de vision del individuo, dentro del cual se pue-

den percibir objetos, sin precision de detalle 0 color. Este varia entre120° y 180°, la mayoria de las personas tiene un campo de vis6n peri fe-rica de 120° a 160°; sin embargo, el cono de vision satisfactoria es de5610 20° de ancho.

EI "cono de vision clara" se define como aquellos objetos que estanenfocados y se pueden interpretar de inmediato; este suele ser de 10° deancho, en el cuallos sernaforos y las sefiales de alto deben ser colocados.

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EI cono es Jigeramente mas ancho horizontalmente, debido a que losojos estan uno aJ lado del otro.

MemoriaLos conductores tienen un ampJio rango de habilidad para recordar. La

memoria es la clave para el almacenamiento de informacion por 10 cuaJestamuy relacionada con los metodos de control de trafico. Los ingenieros queestudian los factores humanos clasifican la memoria en tres grupos:• Memoria de corta duracion (de 1 as segundos); un numero de 2 a 8

dfgitos, ver en el espejo retrovisor, etcetera.• Memoria de duracion intermedia (de I a 2 minutes); esperando a oir

el reporte del clima, area de descanso adelante (2 millas), sefiales deprevia adverteneia, entre olTOS.

• Memoria de larga duraci6n (de meses a anos); experiencia previa,condiciones peJigrosas de trafico, etcetera.

La memoria es muy importante por las siguientes razones:• Si el mensaje de una sellal esti muy lejos del punto de accion, este

puede ser olvidado.• Si el mensaje es muy complejo, puede ser recordado incorrectamen-

te u olvidado.• Si una informacion fue incorrecta 0 enganosa, los conductores pue-

den ignorarla cada vez que vean algo similar.• Los dispositivos de control deben estar colocados de manera consis-

tente y en una secuencia apropiada, para que refuercen la memoriadel conductor.

Tlempo de percepcion-reaccitm

Un conductor tiene que tomar decisiones, tal como detenerse rapidae inesperadamente. Por algun motive, el conductor tom a tiempo en pro-

28

E~£).ID.-ros DE INGENIEilIA DE TV.NSITO

cesar la informacion dada y en tomar la accion adecuada. A esto se lla-ma "tiempo de percepcion y de reaccion del conductor", generalmentevaria entre 1.0 y 2.5 segundos.

Profundidad de la percepcion

La visi6n esta relacionada con la habilidad para estirnar distancias yvelocidades. Permite establecer las distancias de visibilidad de rebase yde frenado.

ColorEste factor no es muy importante en el manejo debido a que el dalto-

nismo puede ser compensado mediante el apreodizaje de otros mediosde reconocimiento de seilales y semaforos. Por eso es muy importante laestandarizacion de la forma y tamaiio de las senales.

AudicionLa carencia de esta caracteristica no es fundamental, ya que puede ser

superada mediante aditamentos especiales, aunque es necesario suplirla

EI peat6nSe puede considerar como peaton a la poblacion en general, desde

personas de un ano hasta cien afios de edad. Es importante estudiar alpeaton porque no solamente es victima de accidentes, sino tambien unade las causas. Muchos de los accidentes sufridos por peatones ocurrenporque no cruzar en las zonas marcadas para ellos.

EI peat6n no se ha adaptado total mente al vehiculo auto motor, estose haee evidente cuando personas de provincia llegan a la ciudad; estanindecisos en los cruceros esperando el momento oportuno, sin saber deque lugar vienen los vehlculos y repentinamente tratan de cruzar co-

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'.4al rial prol!lg do por d<. ocnos de a 01


rriendo. Consideracion especial debe tener los peatones con Iimitacio-nes fTsicassi se pudiera prever el volumen de peatones que va a tenercierta seccion de la ciudad, se partiria de esta base para proyectar elancho de las aceras; tambien se pueden medir las deficiencias de lasactuales aceras.

ELVEHlcULOFactores de diseno y proyecto relacionadoscon el vehiculo

EI vehlculo es el principal elemento que debe ser tornado en cuentaal proyectar las vialidades y servicios complementarios para la deman-da vehicular que existira; el termino de la vida 6til de estas y las carac-terlsticas de cada uno de los vehfculos, redundara en una operacion ba-lanceada oferta-demanda. A continuacion se presenta en la figura No.1.2, una clasificacion general de vehiculos que sirven como base paraun determinado proyecto.

Proposito y tipoLos vehlculos tienen una amplia variaci6n tanto en forma como en ca-racterfsticas y prop6sitos para los que fueron diseiiados, tal como seilustra en la tabla No. 1.1. Sin embargo, es necesario estandarizar losvehlculos en tipos para considerarlos como vehiculos de proyecto. Unvehlculo de proyecto es un vehiculo de motor seleccionado de un deter-minado tipo, cuyo peso, dimensiones y caracteristicas de operaci6n sonusados para establecer los controles de disefio de las calles y carreteraspara dar acomodo a estos,

Las dimensiones y radios de giro de un vehiculo de proyecto deter-minado son los controles que establecen los radios y anchura en las

30

Figura No. 1.2Clasificaci6n general de vehfculos.

" 0 ~"'OiTlJ[ ~":TIPO DE..,~ I: S 0 u E M A S ...'"~

0 ESPtCTOAI... 10TH DEVEH ICUL.O .. 10T.L 0

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OTRAS COMBINACIONES

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I>tlOTROO

intersecciones. En las arterias urbanas existe todo tipo de vehiculos y esnecesario fijar la frecuencia de ellos en las diferentes arterias; 0 para que lasdiversas intersecciones que son usadas para vueltas, tengan las caracteristi-cas geometricas adecuadas para los vehiculos que las circulan.

La selecci6n del vehlculo de proyecto dependeni de la cantidad devehiculos que realicen la maniobra en estudio, pero basicamente podranfundamentarse en 10siguiente:

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Gabriel Rodriguez Rufino' Lauro Ariel Alonzo Salom6n

Autopistas: use el vehiculo de proyecto DE-1220 0 DE-610.Arterias principales: use el vehfculo de proyecto DE-610; puede ser

usado en calles secundarias donde las vueltas no son significativas, 0 encalles principales que se encuentran provistas de un carril especial paraestacionamiento y pasos para peatones.

Debenin tomarse en consideracion para la operacion vehicular de lascalles que forman la interseccion, pues dependiendo de dichos vehlcu-los podnin variarse los radios de giro segun la anchura de la calle a lacual se incorporanin los vehiculos que dan vuelta.

Caracterlsticas de operacionEn las siguientes !ineas se analizarfm las caracteristicas de operacion de

los vchlculos que fundamentalmente influyen en el proyecto geometrico.

Radio de giroEstos variaran de acuerdo con la velocidad de proyecto considerada

y principalmente se presentan dos cases, uno es cuando la velocidad en. la interseccion es menor a 15 ki lometros por hora, y otro para velocida-des altas (mayores a 0.7 de la velocidad de proyecto).

En el primer case, el radio de la vuelta esm controlado por el radio degiro mlnimo del vehlculo de proyecto. Para velocidades altos el radiominima para vueltas puede ser calculado con la siguiente formula:

R = 0.00785 V2/(s+~)Donde:R = Radio de la curva en metrosV = Velocidad de we Ita, en kil6metros por boraS .. Sobreelevaci6nJl = Coeficiente de friccion lateral

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ELEMENTOS DE INGENlEIliA DE nANSlTO

Tabla No. 1.1.Caracteristicas de los vehlculos de proyecto.

C A R A C T ERISTICASVEHICIJLO DE PROVECTO

OE·~35 Ct"'4I!IO C-E -4:10 0£-I220 O(-I~

LC!'I9it\ld 10101 0.1 'II'!'h:CI.lIO L oeD 1!O 91~ 1525 1678O;"IQI'IC'io e.f'tlrte .!f'!' e ..trC'r.,o. d.' yv.te-uIQ E'.I. ~ 45<) 6'0 1220 .'25Qistor.cio til'" ,j,s ta"lmo, eer 'foelor OET - - 3~7 "0

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Alhuo dc.los cjo. drl tCrld\.lc!ot He II. "' ,,~ II. II. !-AlllI-ta .It 10\ tOtCS dltlqnl(tOJ •tI 6. 1-6• 6• 6' 6.

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Radi(l de' gi,o ",:nitno tcm1 RO 7~2 1040 128. 'lZO" 1312.

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Rttoeior. Pesol Pol(,neiQ tKQ/HP' ""% .5 90 .20 '80 .80

VEtilCULOS REPRES£'WTAOOS POff EL DE: PROYECTO Ap ,A., C2 8.-0 TZ- $1 13 S2T2-52 OlRes

Ap't'Ac •• '00 '00 100 .00PORCENTAJ[ DE V[HICUlOS CEL rlPO CZ 30 90 9. 100 .00INDICADO CUYA OISTANCIA ENTRE C3 10 75 9. 100 '00

EJE5 EXfREIIOS (OEI (S "ENOP T2- S' 0 0 • 80 f.!.!.OUE LA DEL VEHICULO OE PROYE~TO TZ -52 0 0 • .3 781.00 98

r3 -S2 0 0 I .8 .0Ap'l At 98 .00 100 100 .00

PORCENTAJE DE VEHICULOS DEL TIPO C2 62 98 .00 'DO .00.ND.CADDCUVARELAC.ONPESO/POTEN- C) 20 82 .00 .00 .00

CIA ES "'£'NOR QUE LA DE L v[HltULO Tl-$I • .~.00 100 100

liE PRDVECTO T2-S2 6 42 98 98 .8T3 - 52 2 35 80 80 80

Los vehiculos al dar vuelta, tienden a derrapar hacia la parte externade la curva acentwindose esto a velocidades altas. Para efectos de pro-yecto, se ha tornado como angulo de deslizamiento un valor igual a tresgrados. A dicho deslizamiento se debe el que la anchura del pavimeotoen curva sea mayor.

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'.lalcr a olegido d ( os oe a to

Gabrie] RodrfguezRufino· Lauro Ariel Alonzo Salomi'ln

EI coeficiente de valor total lateral varia segim la curva correspondaa una interseccion 0 a un camino abierto. EI usuario acepta valores decoeficientes de friccion lateral mayores en intersecciones que en carni-nos abiertos.

Aceleracion

Esta caracteristica de operaci6n es usada para la determinaci6n de:o EI tiempo necesario para cruzar una interseccion partiendo de la po-

sici6n de alto.o La distancia requerida para rebasar un vehiculo.o La separacion entre vehiculoso Los autom6viles tienen una raz6n de aceleracion comprendida entre

6.4 y 9.6 kilometres por hora por segundo, es decir 1.8 a 2.7 metrospor segundo, cada segundo.

• La razon de aceleracion es mayor a bajas veloeidades siendo minimaa altas velocidades (mayores a 30 kilometres por hora), Los valoresasentados con anterioridad corresponden a autom6viles circulando abajas velocidades.

FrenadoEsta operacion varia de acuerdo con 1africcion longitudinal que exista

entre las lIantas y el pavimento y con la habilidad que se tenga parafrenar el vehiculo.

Caracteristicas:o La aceleraci6n 0 frenado no puede excedcr los valores que el pavi-

men to permite,

o Un vehiculo que se deslice sin aplicar los frenos ni el acelerador irareduciendo su veloeidad exclusivamente por la fuerza tractiva.

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EIDID..OS OE JNG£~1tRjA DE T1V.N5ITO

• La resistencia de la maquina es otra resistencia que hace que unvehlculo tienda a decelerar.

• Si los frenos son aplicados subitamente, las lIantas quedaran inmovi-lizadas y el vehiculo derrapara.

ELCAMlNOFactores de disei'lo y proyectorelacionados con el camino

Proyecto geometricoFonnan parte del proyecto geometrico de una calle 0 carretera todos los

recursos visibles de elias, inlluyeodo en su diseiio: el alineamiento vertical,alineamiento horizontal, elementos de la secci6n transversal, la distanciade visibilidad, tanto de parada como de rebase, y las intersecciones.

Antes de iniciar el proyecto geometrico habra que hacerse la siguien-te pregunta: i.quien usara el camino y con que frecuencia? Tres factoresprincipales nos damn las caracteristicas geometricas del camino a fin deque brinde seguridad, eficiencia y economia al usuario: volumenes detransite, composici6n vehicular y velocidad.

Clasificacion de vialidades urbanasAiuopistas urbanas, las cuales proporcionaran un rapido y eficiente

movimiento de grandes flujos vehiculares entre zonas, y a traves de la man-cha urbana. Estas vias tienen la particularidad de ser de acceso controlado.

Arterias prtncipales. que son las que dan servicio entre sectores a 10largo de la eiudad y aunque proporcionan acceso directo a propiedadesrequieren de eiertas normas de control de acceso y de uso del area adya-eente a las guarniciones. ,

3S


Calles colectoras, las cuales son de caracteristicas geometricas maspobres que las dos anteriores y penniten la comunicacion entre las arte-rias principales y las locales. Presentan la pcculiaridad de tener acceso alas propiedades.

Calles locales. que tienen la cualidad de servir en areas privadas 0

locales, y las cuales poseen acceso directo a las propiedades. Por sercomo su nombre 10 indica, este tipo de calles penniten caracterfsticas 0

espccificaciones mas pobres que las anteriores.

Elementos basicos de proyectoSe refieren principalmente a los elementos que detenninan la magni-

tud de un camino en particular. 'Los esenciales son: volumenes de transi-to, composicion vehicular (automoviles, autobuses y camiones), veloci-dad de proyecto y, si se requiere, control de accesos.

Estos datos penniten decidir cuando un camino debe tener caraete-rfsticas geometricas muy rigidas, por los fuertes volurnenes vehicularesque se operan, 0 altas velocidades de operacion 0, en su defecto, en quecircunstancias el camino debe ser de menor importancia debido a que cual-quiera de los elementos enunciados no justifica una mayor inversi6n.

Naturalmente que existen otros elementos que influyen en el proyec-to de un camino, como la topografia, earacteristicas fisicas y economi-cas, etcetera.

Volwnenes de transiteEs cl elemento principal para la elaboracion de un proyecto ade-

cuado y requiere de informaci6n presente, tendencias de expansionvehicular y de volumenes futuros. Los volumenes generalmenteempleados son el Volumen Diario Promedio Anual (VDPA), tantopresentes como futuros y para efectos de diseno el Volumen Horario

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tlF!.tEIITOS DE INOE.NI£RiA DE TRA.~StTO

de Proyecto; este reviste la particularidad de que es el volumen queservira para determinar las caracteristicas geometricas que deberatener el proyecto en cuesti6n.

EI proyecto de una calle se basa en el volumen que existira en unsentido de circulacion, en una hora determinada del dla. Es por clio quelas caracterlsticas geometricas que arroja el volumen horario de proyec-to en UD sentido son consideradas para el otro sentido de circulacion enel caso de arterias con doble sentido de circulaci6n. Lo anterior implicaque obteniendo el (VDPA) en ambos sentidos del transite, futuro para elano en que se proyectara la obra y convertido a volumen horario D, seafecte este valor por un factor lIamado factor de distribucion direccio-nal, que esta expresado como el porcentaje mayor de ambos sentidos deltrans ito, con relacion al volumen total por hora, durante las 24 horas deldla. La distribuci6n direccional se acostumbra indicarla 55-45, por ejern-plo, entendiendose como tal que en un sentido de circulaci6n existe el55 % del volumen total quedando para el otro el 45%.

Estos vohimenes se expresan general mente como transite mixto, esdecir, incluyendo tanto los autom6viles como los autobuses y camiones.Este transite sera diferente al real debido a que los vehfculos pesadostendran una equivalencia en autom6viles de acuerdo con sus caracterls-ticas de operacion y las caracteristicas topograficas del camino.

Composicton vehicularDescribe la proporci6n de los diferentcs tipos de vehiculos que inte-

gran el volumen total mixto (autom6viles, autobuses y carniones). Esimportante su conocimiento, puesto que a partir de los porcentajes enque incurran los autobuses y los camiones en el flujo vehicular mixto,podra ser calculado el volumen de vehlculos Iigeros equivalentes.

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Gabriel Rodriguez Rufino' Lauro Ariel Alonzo SaJom6n

Velocidad de proyectoEs un elemento primario en la elaboracion de un proyecto, en el que,

junto con el volumen horario de proyecto y el porcentaje de camiones,serviran para detenninar el tipo de operacion y las velocidades que se-ran esperadas en el camino.

Control de accesosDescribe el grade de interferencia del camino en proyecto, 0 la res-

triccion a la libertad de movimientos, e influye en el disefto de los dife-rentes elementos del camino. Este control de accesos puede ser nulo,parcial 0 total.

Vehiculo de proyectoEs aquel tipo de vehiculo cuyo peso, dimensiones y caracteristicas

de operacion son utilizados para los controles de diseiio de las vias. detal modo que estas puedan acomodar vehlculos de este tipo. Pam efectosde diseno se consideran dos clases de vehiculos, Iivianos y pesados.

Elementos de la seccion transversal del caminoEI proyecto de los diferentes elementos que componen la seccion

transversal de una calle 0 carretera estara detenninado por el uso a queestan destin ados. La seccion transversal del camino esta compuesta pordiferentes elementos que eonjuntamente forman el dereeho de via. Es-tos elementos son, entre otros: el camino propiarnente dicho con su su-perficie de rodamiento, anchura, pendiente transversal, y numero decarriles por sentido del transite; elementos adyacentes al camino son losacotamientos, banquetas, guarniciones, cunctas, las fajas separadorascentrales 0 laterales y otros.

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ELEMENTOS DE INGESJWA DE TMNSIT()

Superjicie de rodamientoLas calles con altos volumenes de transite necesitan superficie de

rodamiento unifonne y con mejores materiales y acabados. Esto es de-bide fundamental mente a que pavimentos mas rugosos tienden a dismi-nuir la velocidad de operacion de los vehiculos.

Para una circulacion segura, los acotamientos seran de un color con-trastante con la superficie de rodamiento. Igual procedimiento podriaaplicarse en ramales de entrada 0 salida en una interseccion.

Anchura de carrilesEstes deben ser de dimensiones tales que no afecten la capacidad de

un camino la cual sera definida posterionnente. Cuando los carriles decirculacion son menores a 10 establecido, existe un decremento de lacapacidad de la via. Cuando los carriles de circulacion son mayores,existe la tendencia a tomar el camino como si fuera de carriles multi-ples, haciendo la operaci6n mas forzada y con peligros a colisiones. Las

anchuras de carril generalmcntc empleadas son: 3.05, 3.20, 3.35,3.50, yla ideal de 3.65 metros.

Pendiente transversal (bombeo)Se caractcriza por tener un punto de altura maxima que corresponde

al centro del camino (de dos carriles 0 de carriles multiples, con circula-cion en ambos sentidos), a partir del cual corren pendientes descenden-tes hacia las orillas del camino, con el objeto de facilitar el drenaje delagua superficial, la pendiente transversal puede ser una seccion plana 0

curva 0 una combinacion de ambas.La pendiente transversal del camino reviste suma importancia, so-

bre todo cuando el alineamiento horizontal del camino esta fonnadopor tangentes y curvas continuas. Con relaci6n al bombeo natural del

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Gabriel Rodriguez Rufino> Lauro Ariel Alonzo Salom6n

camino de carriles multiples. debera tenerse la precaucion de que cada ca-rril sucesivo que se aleja del parteaguas 0 eje del camino tenga una pen-diente incrementada respecto aI carril anterior, asi, el carril adyacente aI ejedel camino debe contar con el bombeo mlnimo aceptable, y las que siguenlaorilla deben tener un valor incrementado en 0.5% respecto aI anterior. Lapendiente transversal normal varia desde I a 2%.

AcotamientosLos acotamientos son elementos de la secci6n transversal que indi-

rectamente hacen que se eleve la capacidad del camino; son auxiliaresvaliosos para el caso de paradas de emergencia y como soporte del cuer-po de la superficie de rodamiento.

Varian de un minimo de 1.20 m a un valor deseable de 3 metroscuando el camino soporta grandes volfunenes de trans ito y altas veloci-dades de operaci6n. Su inclusion dentro de Ia secci6n transversal delcamino queda determinada por los dos elementos anteriores y ademaspor Ia composici6n vehicular y tipo de terreno en que se aloja el camino.

BanquetasForman parte imprescindible de las calles y son de gran importancia en

las areas urbanas. La decisi6n de laconstrucci6n 0 no de banquetas en areasruraJes se vera influenciada por los desarrollos poblacionales a 10 largo delcamino, los volumenes del transito, que circulan por el mismo, el volumenpeatona! y las velocidades desarrolladas en estos puntos.

GuarnicionesSon elementos importantes en el proyecto de un camino, pero re-

quieren sean construidas donde realmente se necesitan, ya que puedenafectar la seguridad que proporciona el mismo.

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\4atcna o~ido per oc ocnos de ~ or

ELEMENTOS DE L'lG£l>1ERIA DE 'IllANsno

Existen dos tipos de guamiciones: las verticales y las montables. En lasprimeras, las paredes laterales son verticales y relativamente altas para im-pedir que los vehiculos salgan de su trayectoria nonnal. Son usadas gene-ra~rnente en lugares donde circulan peatones, como puentes, banquetas yestribos. Las guarniciones montables estan disefiadas para permitir quelos vehiculos puedan montarlas sin peligro alguno de volcamiento. Suuso mas frecuente es en zonas rurales para caminos, como orilla iotemade los acotamientos y como delineadores de isletas canalizadoras.

Defensas y famasmasSon usadas en puntos donde la salida de un vehiculo podria acarrear

funestas consecuencias. Su posici6n y diseilo penniten a los vehiculos im-pactos atenuados que hacen que tiendan a recuperar su trayectoria original.

Los fantasmas sirven para auxiliar al conductor durante la noche, 0

bien bajo condiciones climatologicas desfavorables (niebla, lIuvia) yaque permiten delinear la trayectoria del camino.

Pendientes de los taludesEn cortes y terraplenes, deben ser tendidos en su intersecci6n

con el terrene. EI buen cst ado de los taludes permite un buen controlde la erosion, mantenimiento a bajo costo, estabilizaci6n del suelo yun drenaje adecuado.

Fojas separadorasSon usadas para separar flujos vehiculares contrarios 0 carriles de

alta velocidad. Son esenciales en caminos de carriles multiples y debenser tan anchos como el derecho de via 10 perm ita. EI rango de variac ionde estas anchuras cs de 1.20 m a 1.80 m 0 mas. Su inclusi6n dentro delproyecto de un camino permite mayor libertad de movimiento, evita el

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Gabriel Rodriguez Rufino' Lauro Ariel AIonro Salomoo

deslumbramiento, proporciona areas adecuadas para vueltas izquierdas,refugios de emergencia, etcetera.

Permiten reservar areas para nuevas perspectivas en la anchura de lasuperficie de rodamiento. En un futuro, se podran realizar sobre dichasfajas, carriles exclusives para vueltas izquierdas, cuando los f1ujos ve-hiculares 10 requieran.

Anchura del derecho de viaLas dimensiones del derecho de via son variables de acuerdo con el

mimero de carriles de que constara un camino al ano proyectado. Estederecho de via debera contener tanto la superficie 0 superficies de roda-miento, en el caso de cuerpos separados, como todos los elementos ad-yacentes al camino (areas verdes, etcetera).

Alineamiento del caminoLa secci6n transversal del camino esm compuesta por tramos rectos (en

tangente), conectados por curvas que generalmente son circulares. Esto es10 que forma el alineamiento horizontal del camino y su representaciongrafica (en planta) es una sucesi6n continua de llneas rectas y curvas.

EI alinearniento vertical, en cambio, representa 01 perfil del camino yesta compuesto por Iineas rectas con pendiente positiva (ascendente), 0

a nivel y conectados entre sl mediante curvas verticales parabolicas. Laconsideracion de pendiente positiva (ascendente) 0 negativa (descen-dente) es siempre siguiendo el cadenamiento del camino.

Alineamiento horizontalPara efectos de un buen proyecto es conveniente que entre los tra-

mos en tangentes, sean colocadas curvas con transiciones 0 espirales detransici6n. EI alineamiento debe ser de tal manera que no existan cam-

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bios repentinos de tramos en tangentes largos seguidos de una curva 0

de curvas agudas, asimisrno, se debera dar a las curvas del alinearnientohorizontal las ampliaciones necesarias para que estas sean seguras yc6modas, ver figura No. 1.3.

Curvas de pequefio grado parab6lico, ademas de proporcionar la se-guridad requerida, suministran una apariencia agradable al camino.

Sobreelevacion de las curvasCuando un vehiculo circula por una curva horizontal, existe una fuerza

Ilamada centrffuga que hace que el vehiculo tienda a alejarse del centrode la curva, mediante deslizamiento 0 volcamiento. Por 10tanto, al pro-yectarse una curva sera necesario dotarla de la sobreelevaci6n adecua-da, de tal manera que sea eliminado el efecto de la fuerza centrifuga.

Las fuerzas componentes y paralelas a la superficie del camino y COrTeS-

pondientes al peso del vehiculo, y la fuerza centrifuga, son las que deberaniguaJarse para que no se provoque deslizamiento 0 volcamiento.

Dada una velocidad y el vehiculo de proyecto, la sobreelevaci6n ne-cesaria para que no exista volcamiento podra ser calculada con la si-guiente f6rmula:

gR(E) + 2hy2S: 2

2gRh+ Y (E)

Donde:S = Sobreelevaci6n de la curva para Que no exista volcamiento.R = Radio de curvatura en metros.E = Entrevia del vehiculo, es decir, la distancia entre las caras extre-

mas de las ruedas de un eje en metros.h = Distancia del centro de gravedad del vehiculo a la superficie del

pavimento, medida perpendicularmente a esta ultima.V = Velocidad maxima de seguridad, en kmIh.

43


Gabriel Rodriguez Rufino· Lauro Arid AIoazo SaJom6n

Figura No. 1.3Ampliacioncs en curns del Alincamicnto Horizontal.

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ELEMENTOS OE INCEI'<1ElliA OE TRA."SITO

De la formula anterior, y dada una curva con caracteristicas defini-das, podra ser obtenida la velocidad maxima de seguridad mediante lasiguiente formula:

I'gR(£) - 2gRhsy-- ~ S(E) -2h

Este valor de la veloeidad debera ser menor que el valor maximo dela velocidad de seguridad por deslizamiento. Para que no ocurra desli-zamiento es necesario tomar en cuenta el valor llamado coeficiente defriccion lateral. En estas condiciones, el valor de la velocidad maximade seguridad esta dada por la formula siguiente:

~

S + jJy= R

0.00785

Donde:V = Velocidad maxima de seguridad al deslizarniento, en kilometres

porhora.S = Sobreelevacion de la curva.J.I = Coeficiente de friccion lateral.R = Radio de la eurvatura en metros.

"Las condiciones climatol6gicas son determinantes en el valor de lasobreelevacion que debera ser tornado. La AASHO reeomienda un va-lor maximo de 0.12. que debe ser disminuido en caso de hielo 0 nieve.Asi, recomienda un valor de 0.08 para superficies heladas, aunque puc-de ser disminuido a 0.05 0 menor".

Curvas circularesDos de los elementos esenciales de las curvas que definen su magni-

tud, son el radio y el grado de la curvatura (angulo central subtendido

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por una longitud de curva-arco, de 20 m). Son inversamente proporcio-naIes y estan relacionados de la siguiente manera:

1145.92Gc=--

Donde:Gc =Grado de curvatura.Rc =Radio de la curva.

Rc

Existe una relacion muy estrecha entre el grado de curvatura, la so-breelevacion y el coeficiente de friccion lateral. Dicha relacion es ex-presada mediante la siguiente f6rmula:

O.00785V2R2----

S+Jl

Sustituyendo el valor de R, en la ecuacion del grado de curvatura,tendremos:

1.46.105 (S + Jl)Gc= 2

V

EI valor maximo del grado de curvatura recomendado por laAASHOes el encontrado utilizando los valores maximos de sobreelevaci6n ycoeficiente de friccion lateral.

Curvas espirales de transicionEstas curvas sirven para que sobre elias se pase gradualmente del

bombeo natural del camino a la sobreelevaci6n exigida, y para cambiargradualmente el radio que se trala en la tangente y el cual es infinito, alde la curva circular. Con estos dos cambios graduales, el conductor po-dra circular a la velocidad permitida por la curva COD mayor seguridad ycomodidad para los vehlculos, Son generalmente eliminadas cuando las

46


ElEMENTOS DE INGENlulA DEnW<SITO

curvas circulares son amplias y con grado de curvatura menor 0 igual aun grado. Tambien son usadas para separar curvas inversas y compues-tas (en donde el grado de curvatura difiere en mas de 5 grados).

Longitud de transicion de la sobreelevacion.

Es la longitud que se requiere para efectuar el cambio de la seccionnormal de un camino en tangente, a una seccion totalmente sobreeleva-da al principio de una curva horizontal.

EI cambio de una a otra seccion debe ser gradual y uniforme y gene-ralmente se realiza sobre la longitud total de la espiral de transici6n.

Anchura del pavimento en curvasLa posici6n de un vehiculo al circular en una curva es diferente a la

que tendria en un tramo tangente. La anchura del pavimento en unacurva sera mayor que en tramos en tangente.

La anchura extra de pavimento en curvas varia de 0.0 a 2.20 metros.Mientras mas forzada es la curva y el vehiculo de proyecto de mayoresdimensiones, mayor sera el ancho requerido.

Las ampliaciones generalmente empleadas fluctuan entre 0.60 y 1.20metros. En caminos no divididos en cuatro carriles, la ampliacien debeser doble de la calculada para un camino de dos carriles.

Obtencion de las ampliaciones en las curvasLa ampliacion en las curvas es aplicada gradualmente. En las que

tienen espirales de transici6n, puede ser colocada integramente en Isparte interna de las curvas 0 dividida igualmente tanto en 1aparte inter-ns como en Is externa (ver figura No. 1.3. de este mismo terns).

Cuando carece de espiral de transici6n, la ampliaci6n debera ser aplica-da 0010 en la parte interna. A 10 largo de toda Is curva debeni contar con la

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Gabriel Rodriguez Rufino· Lauro Ariel Alonzo Salom6n

ampliaci6n calcuJada y a partir de los puntos extremos de ella, ira deere-ciendo basta el valor cero, al inicio de las espiraJes de transici6n.

La marca central que delimita los dos sentidos de circulaci6n deberaser pintada al centro del camino ampliado.

Alineamiento verticalEI alinearniento vertical de un camino es la representaci6n grafica

del perfil del eje central imaginario del mismo y esta constituido poruna serie de Hneas rectas conectadas por curvas verticales parabOlicas.

Esta representaci6n grafica es el resultado de un exhaustive analisisque culmina con un balance adecuado de movirnientos de tierras, de talmanera que los cortes que tengan que hacerse tiendan a ser los mismosque son nccesarios para los terraplenes.

En el caso de terrenos pianos, la subrasante debera ser aproximada-mente paralela a la superficie del terreno y 10suficientemente alta parapermitir el drenaje superficial.

Cuando la diferencia en pendientes entre dos lineas subrasantes esmayor a 0.5%, cs conveniente unirlas mediante una curva vertical.

Pendiente maximaPara determinarla es necesario tomar en consideraci6n el tipo y frecuen-

cia de vehlculos que utilizaran el camino. La generalidad de los vehiculospuede circular normalmente en carninos con pendientes de 4 a 6 %, para uncamino tipo "An (normas SeT), siempre y cuando estas no sean muy pro-longadas y que la relaci6n peso-potencia de ellos no sea muy grande.

En cambio, la velocidad de los vehfculos pesados se ve grandemenleafectada conforme se incrementa la pendiente de un camino, en estoscasos la velocidad se ve aUDmas afectada por la longitud y grado de lapendiente, y por la relaci6n peso-polencia del vehlculo.

48

ELEMENTOS DE INGEMEJUA D6 nAl"SITO

En caminos secundarios pueden ser utilizados los valores afectadospor el factor 1.2 a 1.5.

Longitud crltica de pendientesSe refiere a la longitud que puede tener un camino con una pendiente

determinada, de tal manera que no hay decremento de velocidad irrazo-nable. Ha sido establecida por la AASHO, una reducci6n de velocidadde 25 kil6metros por hora como control para el diseiio.

Las figuras que son utilizadas por la seT (ver unidad 3, tema decapacidad) y las cuales fueron desarrolladas por Firey y Peterson y per-miten determinar la longitud maxima de un camino con un pendientemaxima 0 conjunto de pendientes, para que puedan circular por iii losvehiculos que se anotan en las figuras.

Figura No. 1.4Curvas de aceleraci6n1desaceleraci6n para una relacion de 90 kg/hp

___+_.L- __ .. + ,.... I __ 8 ....

i-e

-- -- o.avA ... ~OII__ CQr'fA'" ' ...... tQl

.:.~.) ......4% .:-.... .I~. -- ====-='~'_- - ----------------

------------------------------~-----------------....

•"II, ,

0.) 0.1 a" lZ: t.~ 1.8 2.1 2.4 2..T 10 3.) U ,... 42 ", ULON;,TUO DE RAMPA (Kon)

49

\4atcna o~ido per oc ocnos de ~ or

Gabriel Rodriguez Rufino· Lauro Ariel Alonzo SaJom6n

Figura No. 1.5Longitud de rampa (km) para 45 kglhp

80_--- ______ ~3.,..

72~--~~~~~~~~~~~~r=~~~~~~.%~~~~~~~~~~~~~~~~~-.~

••------~~--~"~~-----------------------------------.~

------------------------,~:;;5.,E

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•Q~ 0.6 0.9 I.Z tS 1.8 2..1 2... 2.7 'l.O ).) ),t 3., • .2 e.S ••

lOUGIl'UO Ot RAMPA (Km)

Figura No. 1.6Longilud de rampa (km) para 135 kg/bp

----===~--~;;~,-~,-~~----------------------------------' 1%_-----------------·1",.--~-

oguo.J~,>

----------------------4-'.~-------------------------------~%=======================0%7 -I.

(VIII""" Q[ ...."'tl[UCICW--- OJIII"" cc oe"tlt".COf

I t I I01 0& 09 1.2. I,~ LI 2.1 24 2.7 30 )1 )(, It 4,2 •.'

LONGI1UD DE RAMP", (Kml

50

0"/.

Dada una velocidad de entrada, se ira directamente a la grafica ade-cuada, se buscara el valor de la velocidad en el eje de las ordenadas y seencontrara el punto de interseccion de esta ordenada con la curva repre-sentante de una pendiente escogida. A partir de este punto se recorrera lacurva basta Ilegar al punta de intersecci6n de la velocidad de entradamenos 25 kmIb con la curva en cuestion, La diferencia de abscisas entrelos dos puntos de interseccion sera la longitud maxima que debera tenerel tramo de camino para una circulacion aceptable.

En el caso de un tramo de camino que se ha proyectado con una combi-nacion de pendientes, si se quiere conocer la velocidad que tendra al finaldel mismo se procedera como sigue: con la velocidad de entrada al iniciodel tramo se encontrara el punto de interseccion de esta velocidad con Iacurva proporcionada a la pendiente con la que inicia el tramo.

A partir de este punta se recorrera la curva hasta un punto en el cualla diferencia de abscisas de este ultimo con el prirnero sea la distanciacorrespondiente a la secci6n del camino can la pendiente en cuesti6n.EI ultimo punta nos determinara la velocidad con la que se llegara alfinal de la seccion con la pendiente analizada y la cual sera la velocidadde entrada para el subtramo con una nueva pendiente.

En el caso de terrenos pianos el camino debe contar con la pendienteminima del camino sera de 0.5%, que garantice un drenaje apropiado,cuando el camino se cncuentra en corte, la pendiente debe ser la minimaespecificada de 0.5%.

Curvatura y pendientes combinadasEn terrenos montai\osos es usual encontrar curvas horizontales com-

binadas con pendientes. En muchos casas, ambos son acentuados y ma-nifiestan riesgos mayores que los que presentarfan separadamente. Enestos casos, es neccsario reducir la pendiente, compensando as! la resis-

51


tencia a la operacion del vehiculo, causada por la curvature. La formulageneralmente empleada para encontrar la reduccion que debera aplicar-se a la pendiente es:

75.70Compensacion (%) =--

R

En donde:R es el radio de la curva en metros.

Esta compensacion debera ser aplicada cuando las curvas tienen ungrado de curvatura mayor a seis grados y con pendientes de 5% 0 mayo-res. Asimismo, debera aplicarse a curvas con radio menor a 300 m y lasmismas caracteristicas de pendiente.

Distancia de visibilidadEI proyectista debe proporcionar una distancia de visibilidad ade-

cuada para que el conductor pueda percatarse de objetos y obstaculosinesperados en el camino; asimismo, al proyectar un camino de dos 0

tres carriles deberan preverse, a interval os frecuentes, tramos con la su-ficiente distancia de visibilidad, para permitir a los conductores rebasarvehiculos sin riesgo alguno.

La distancia de visibilidad a todo 10 largo de un camino debe ser 10mayor posible, y en ning(Jn caso menor a la distancia de visibilidad deparada minima.

aJ Distancia de visibilidad de paradaEsta compuesta de dos distancias: la distancia recorrida por el vehiculo

cuando el conductor ve un objeto que se interpone en su camino y coloca elpie en el pedal del freno (percepcion y reaccion), la distancia requerida paradetener el vehfculo desde el instante en que fueran aplicados los frenos.

52


ELEMEl;roS DE INGENlERIA DE nW<srro

EI tiempo de reacci6n de frenado promedio es aproximadamente de0.5 segundos; por otro lado, el tiempo de percepcion es el requerido porun conductor para llegar a la conclusi6n de que deben ser aplicados losfrenos, y ha sido tornado un valor de 1.5 segundos.

EI tiempo de percepci6n y reacci6n total es de 2.5 segundos, y esindependiente de la velocidad a la que vaya el vehiculo. La distancia devisibilidad, de parada minima, es calculada mediante:

v2D p = 0.278VI + ----

2S4(F ± p)Donde:

Dp= Distancia de visibilidad de parada.V = Velocidad del vehiculo en metros por segundo.t =Tiempo de reacci6n en segundos.F = Coeficiente de fricci6n longitudinal.P = Pendiente de la carretera.

Para efectos de seguridad, el valor de la frieei6n longitudinal es elcorrespondiente a pavimentos humedos.

Velocidad Velocidad Rca<:.i6n Cocficienle Oislancia de Oistancia de visibHi~dde proyceto de mlltCha Tiempo Oistancia de fricci6n frenado calculada Para

IanJh IanJh 5e8· m logilUdinal m m proycaom

30 28 2.5 19.44 0.400 7.72 27.16 3040 37 2.5 25.69 0.380 14.18 39.87 4050 46 2.S 31.94 0.360 23.14 55.08 5560 55 2.5 38.19 0.340 35.03 73.22 7570 63 2.5 43.75 0.325 48.08 91.83 9580 71 2.5 49.30 0.310 64.02 113.32 liS90 79 2.S 54.86 0.30S 80.56 135.42 135100 86 2.5 59.72 0.300 97.06 156.78 155110 92 2.5 63.89 0.295 112.96 176.85 175

Tabla de Distancias de Visibilidad de Paradas (SCI).

53

d h ]

Gabriel Rodrlguez Rufino' Lawo Ariel Alonzo Salom6n

b) Distancia de visibilidad de rebaseEs la distancia que permitira al conductor de un vehiculo poder reba-

sar a otro sin riesgos. Generalmente es proporcionada en caminos dedos carriles y tan frecuente como sea posible para evitar el decrementode la capacidad de la carretera. La distancia de visibilidad de rebaseminima de acuerdo con las investigaciones realizadas por laAASHO. esla suma de cuatro distancias:

d, = Distancia recorrida durante el periodo de percepcion y reacci6ny durante la aceleracion inicial, hasta el punto en que el vehiculorebasante toma el carril izquierdo.

d2= Distaneia recorrida por el vebieulo rebasante desde el momentoque invade el carril Izquierdo basta que regresa a su carri!.

d) = Distancia entre el vehiculo rebasante (al final de su maniobra) yel vehlculo que viaja en sentido opuesto.

d, = Distancia recorrida por un vehieulo que circula en sentido opues-to, que corresponde a un valor de 273 de ~.

De acuerdo con las normas SeT la distancia de velocidad de rebasese deterrnina con la siguiente expresi6n:

Dr =4.5VDonde:

Dr = Distaneia de visibilidad de rebase en m.V =Velocidad de proyecto en kmIh.

c) Distancia de visibilidad de encuentroLa distaneia de visibilidad de encuentro se ealcula con In expresi6n:

D =2.D• p

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ELEMENTOS DE IlIGOOuiA DE 'l'RANs1TO

Donde:D. = distancia de visibilidad de encuentro en m.Dp = Distancia de visibilidad de parada en m.

d) Distancia de visibilidad en curvas verticales en cresta

I. DE PARADA

La distancia de visibilidad de parada es la determinante de la longi-tud minima de una curva vertical en cresta. Su obtencion esta en funcionde la mencionada distancia de visibilidad y de la diferenciaalgebraicade las pendientes y se presentan 2 casos:

Cuando d < L, L = r: r 2p 2('1H+"II)

Donde:L = Longitud de la curva vertical en metros.D = Distancia de visibilidad de parada, en metros.p

A = Valor absolute de la diferencia algebraica de las pendientes.H = Altura del ojo del conductor sobre In superficie del camino, en

metros.h = Altura del objeto visualizado, sobre la superficie del camino en

metros.

Los valores de H y h para cuando es usada la distancia de visibilidadde parada son 1.I 4 Y 0.1 S metros, respectivamente. Por 10 tanto, lasformulas antcriores rcsultan:

SS

Gabriel Rodriguez Rufino' Lauro Ariel Alonzo Salomoo

AD2L= p

425

L=2D _ 425P A

2. DEREBASE

Las f6rmulas anteriores son aplicables para el calculo de la longitudde la curva vertical en crests, pero el valor h en lugar de ser 0.1S m esahora de 1.37 m. Por 10tanto, las ecuaciones quedarian:

ADr2L= ,para Dr<L1000

1000L=2Dr--

A

En donde:D = Distancia de visibilidad de rebase.

e) Distancia de visibilidad en curvas verticales en columpioS610 se determinara la longitud de las curvas para la distancia de

visibilidad de parada, ya que no es oecesario calcular la longitud para ladistancia de visibilidad de rebase, pues pueden ser vistos los faros delvehlculo que circule en sentido opuesto. Se presentan dos casos:

120 + 3.5Dp ADp2Para Dp > L; L = 2Dp - ; y para Dp < L; L '" -~--

A 120 +3.5Dp

La longitud de la curva vertical debe ser escogida de tal manera queal menos tenga la distancia de visibilidad de parada.

S6

ElEMENTOS DE 1NG£l>1WA DE TRAJ;SITO

Distancia de visibilidad en pasos inferioresLa distancia de visibilidad en curvas verticales en columpio, cuando

estas pasan debajo de una estructura es influenciada por dicha estructu-ra. Se presentan dos casos:

Si D> L;

Si D <L,

Donde:L = Longitud de la curva vertical en columpio, en metros.A = Valor absoluto de la diferencia algebraica de las pendientes, en

por ciento.D = Distancia de visibilidad en metros.C = Claro libre vertical de la estructura, en metros.h = Altura vertical del ojo del conductor medida sobre la superficie

del pavimento en metros.hi = Altura del objeto en metros.

Distancia de visibilidad en curvas horizon talesLa distancia de visibilidad en curvas horizontales es irnportante para

una operacion segura. Cualquier obstaculo colocado en la parte internade las curvas y cerea de la orilla del pavimento obstruye la vista delconductor. Esta distaneia debe ser por 10menos el valor de la distanciade visibilidad de parada minima.

Para la determinacion de la longitud de la curva, se escoge general-mente primero la distancia de visibilidad deseable. EI valor C es consi-

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derado de 4.25 metros y los valores de hy hI' de 1.82 y 0.45 metros en laque este ultimo valor es el asumido a la altum de las luces traseras delvehlculo que va delante, 0 la porcion visible de un vehiculo que circulaen senti do opuesto.

Con las condiciones anteriores,las formulas resultan:

SiD>L; L =2D 2500A

pero si D < L,

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UNIDAD2

ESTUDIOS DE INGENIERiADETRA.NSITO

ESTUDIOS DE VOLUMENES DE TRANsITODefinicion de terminosAl igual que muchos sistemas dinamicos, los medios fisicos y estaticosdel trans ito, tales como vias, intersecciones, terminales, etcetera, estansujetas a ser solicitados y cargados por vohimenes de transito.Ios cualesposeen caracteristicas espaciales (ocupan un lugar) y temporales (con-sumen tiempo). Distribuciones espaciales general mente resultan deldeseo de la gente en efectuar viajes entre determinados orlgenes y desti-nos, lIenando asi una serie de satisfacciones y oportunidades ofrecidaspor el medio ambiente circulante. Distribuciones temporales son el pro-ducto de los estilos y formas de vida que hacen que la gente siga deter-minados patrones de viaje, basados en el tiempo.

Al proyectar una carretera 0 calle, la selecci6n del tipo de via, las inter-secciones, los accesos y los servicios, dependen fundamentaImente del vo-lumen de transite (demanda) que circulars en un intervalo de ticmpo dado,de su variaci6n, de su tasa de crecimiento y de su composici6n. Errores quese cometen en la determinacion de estos datos, ocasionara que Lacarreterao calle funcione durante el periodo de diseiio, bien con vohimenes detransite muy inferiores a aquellos para los que se proyect6, 0 maLconproblemas de congestionamiento por volurnenes de transite altos.

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Gabriel Rodriguez Rufino' Lauro Ariel Alonzo SaJorn()n

Volwnen de trans itoSe define volumen de transite como el numero de vehlculos que pa-

san por un punto 0 seccion transversal dados, de un carril 0 de una cal-zada, durante un perfodo determinado. Se expresa como sigue:

Donde:Q = Vehiculos que pasan por unidad de tiempo.

NQ=-

T

N =Numero total de vehlculos que pasan.T = Perfodo determinado

Volionenes de trans ito absolutos 0 totalesEs el numero total de vehIculos que pasan durante el periodo de tiempo

especifico. Dependiendo de la duraci6n del perlodo de tiempo, se tieoenlos siguientes volamenes totales:

Transite anual (TA): es el numero total de vehiculos que pasan du-rante un afio, En este caso T = 1 ano.

Transite mensual (TM): es el numero total de vehiculos que pasandurante un meso En este caso T = 1 meso Transite semanal (TS): es elnurnero total de vehiculos de vehiculos que pasan durante una semana.En este caso T = I semana.

Transite diario (TD): es el numero total de vehiculos que pasan du-rante un dia. En este caso T = I dia.

Transite horario: tasa de flujo 0 flujo (q): es el numero total devehiculos que pasan durante un periodo de tiempo inferior a un hora.En este caso T < lhora.

En todos los casos anteriores, el perfodo especificado en un ano, unmes, una semana, un dia, una hora y menos de una hora no necesaria-mente son de orden cronol6gico. Por 10 tanto, pueden ser 365 dias se-

60


ESTUDIOS DE lNG£NIWA DE nANsrro

guides, 30 dias seguidos, 7 dfas seguidos, 24 horas seguidas, 60 minutosseguidos y perfodos en minutos seguidos inferiores a una hora ..

Vollimenes de transite promedios diariosEI volumen de transite promedio diario (TPD) es el volumen total de

vehIculos que pasan durante un perfodo de tiempo dado (en dfas com-pletos) igual 0 menor de un ailo y mayor que un dill, dividido por elnumero de dlas del periodo, se tienen los siguientes vohimenes de tran-sito promedios diarios:

TATransite promedio diario anual (TPDA): TPDA_-

365

TMTransite promedio diario mensual (TPDM): TPDM·-

30

1'5Transite de promedio diario semanal (TPDS): TPDS = -

7

Volumenes de trdnsito horarioDependiendo de la hora seleccionada, se tienen los siguientes vola-

menes de trans ito horarios:Transite horario maximo anual (THMA): es el maximo volumen

horario que ocurre en un punto 0 seccion de un carril 0 de la calzadadurante un alio determinado.

Transito horarios-decimo, vigesimo, trigesimo y quincuag6simo-anual(THD. THV. THT. THQ): son los volumenes horarios que ocurren en unpunto 0 secci6n de un carril 0 de una calzada durante un alio determina-do, y que son excedidos por 9. 19.29 Y40 vohimenes horarios respecti-vamente, Se designan tambien como 10 th, 20 th, 30 th y 50 th, donde thsignifies transite horario.

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Gabriel Rodriguez Rufino' Lauro Ariel Alonzo Salom6n

Transite horario de diseiio (THO) 0 volumen horario de proyecto(VHP): es el volumen de transito horario que servirla para determinarlas caracteristicas geometricas de la via.

Volumen horario de maxima demanda (VHMD): es el numero devehlculos que pasan por un punto 0 seccion de un carril 0de una calzadadurante 60 minutos consecutivos.

Metodos de aforoMetodo manual

EI recuento manual es un metoda para obtener datos de volumenesde transite a traves del uso de personal de campo conocido como afora-dores de trans ito. Son usados cuando la informacion deseada no puedeser obtenida mediante el uso de dispositivos mecanicos, Permite la cla-sificaci6n de vehfcuIos por tamano, tipo, numero de ocupantes y otrascaracteristicas y el registro de movimiento de vueltas y otros movimien-tos, tanto vehiculares como peatonales.

Algunas veces, las malas condiciones de tiempo interfieren con eluso de contadores mecanicos de transite; se dispone de equipo automa-tico, el aforo debera realizarse manualmente. EI personal de campo re-gistra los datos en formas de campo disefiadas especificamente para unaforo en particular.

Las formas de campo son hojas para anotaciones directas en los tra-mos de camino sometidos a estudio. Las formas de campo pueden serusadas para cualquier periodo de tiempo que se desee.

Como una regia general, las motocicletas y motonetas son clasifica-das con los automoviles, Las bicicletas y vehfculos tirados por anirnalesno son aforados.

Cuando dos personas lIevan a cabo un aforo de volumenes de transiteen una interseccion simple de cuatro ramas con sentidos de circulacion

62


ESTlJD'OS DE ISGE"'ElUA DE rilANsrro

doble, deberan estar colocados diagonalmente en esquinas opuestas.Cada observador debera contar los vehiculos que entran desde dosaccesos. Cuando el transite es elevado puede necesitarse unobservador para cada aeeeso.

De los recuentos manuales puede ser obtenida informacion y el tra-bajo de gabinete se simplifica generalmente. Sin embargo. es mas caroobtener los datos en esta forma que a traves del uso de equipo pararecuentos automaticos, Por 10tanto, los recuentos manuales estan limi-tados para periodos cortos 0 en lugares donde esta forma es la (micapara poder realizarlos.

En estaciones pennanentes, para recuentos continuos, se realizanaforosmammies clasificados para periodos de dieciseis horas en una semana, sa-bados y domingos, en cada una de las cuatro estaciones del ano.

Registrador de plumas multiplesEs usado cuando se necesita obtener una informacion detallada del

transite. Este tipo de registrador tiene un diagrama en movimiento quese mueve a una velocidad fija, 10 que proporciona el dato del tiempobase para medir los volumenes del transite y registrarlo. Las plumas sonaccionadas ya sea por los vehiculos 0 por los observadores.

Los impulsos son registrados sobre un papel rayado en la formade un diagrama de tiempo continuo.

La trascripcion y analisis son muy caros y consumen mucho tiem-po. Por esta razon este tipo de registrador es empleado en circuns-tancias especiales.

Dtspositivos mecanicosLa mayor parte de los aforos de trans ito son realizados a traves del

uso de dispositivos mecanicos, hay un dispositivo apropiado para cada

63

Gabriel Rodrlgllez Rufino' Lauro Ariel Alonzo Salom6n

clase de camino, situacion del transite y condiciones del medio ambien-teo La potencia uti! enviada a traves del detector es usualmente un im-pulso electronico, enviando directamente a un registrador acumulativoo a un diagrama para su registro. La transrnision se realiza por medio dealambres telefonicos, radio u otro medio, dependiendo de los requisitos,disponibilidad y costo.

Hay diferentes principios usados para detectar los vehiculosactualmente.

Deteaores neumducos. Este dispositive consta de un tubo flexible fijoal pavimento y formado en angulo recto con relacion ala trayectoria de losvehiculos. Un extremo del tubo esta cerrado y el otro extremo esta conecta-do a un interruptor que acciona bajo presion. AI pasar por las ruedas, des-plazan un volumen de aire que crea una presion en el interruptor. Esta pre-sion mueve los contactos y acciona el registrador. La aproximacion de ladeteccion de vehiculos por medio de los tubos neumaticos es de 5%.

EI dispositivo tiene un bajo costa y es facil de instalar y de conser-var. Es vulnerable a muchos riesgos del transite.

Contacto electrico. Consiste en UDa placa de acero cubierta poruna capa de hule vulcanizado y moldeado que contiene una tira deacero flexible.

AI pasar cada eje de un vehlculo sobre el dispositivo cierra un circui-to electrico. Con este tipo de detector es posible realizar recuentos devehfculos por carril.

Fotoelictrlco. EI registro de objetos se efectua cuando un vehiculopasa a traves de una fuente de luz. La deteccion fotoelectrica no es con-veniente para recuento de dos 0 mas carriles. Debido a la gran variacionde las caracteristicas geometricas de los vehiculos es muy dificil deter-minar la altura de la fuente luminosa. Es un sistema simple y digno deconfianza, pero esta limitado a caminos de volUrnenes ligeros.

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EST~D10S DE lNGe>1ERiA DEntANSITO

Radar. Una sefial de radio al ser retlejada por un objeto en movi-miento cambia su frecuencia con relacion a la sefial de radio iocidente.Este utiliza el radar y com para continuamente la frecuencia de la senaltransmitida con la frecuencia de la seftal recibida. Siempre que existauna diferencia de frecuencias sera detectado un vehiculo. No estan suje-tos a deterioro por la accion del trans ito. Los datos obtenidos son preei-50S y confiables. Sin embargo, su costo inicial es mas alto que muchosotros dispositivos para aforos.

Magnetico. Una sefial 0 impulso originado por un vehiculo en movi-miento a traves de un campo magnetico es la base para I~ deteccionmagnetica. Son de dos tipos: los del tipo autogenerador y aquellos quenecesitan una excitaci6n. Los detectores autogeneradores constan de unembobinado, colocando en un tubo de fibra inmediatamente abajo de lasuperficie del pavimento. EI impulso 0 seilal es causado por la distor-si6n de las llneas de fuerzas normales al campo magnetico terrestre en elarea del vehlculo en movimiento. Las lineas de fuera en movimientocortan las espirales en el solenoide y se genera un voltaje.

EI detector de tipo magnetico que necesita un estimulo 0 excitacionusualmente requicre dos cmbobinados, pero con el rendimiento ajusta-do para anular uno Y otro bajo condiciones normales. Cuando un vehi-culo pasa sobre los embobinados, un desequilibrio en los rendimientosprovoca una seilal que es cnviada al equipo de arnpliacion, dando porresultado la detecci6n de un vehiculo en movimiento. La unidad no estasujeta a deterioro por la acci6n de la circulaci6n y no es vulnerable a losriesgos de la nieve 0 el hielo.

Una variante del detector magnetico es un lazo de induccion. Estedispositivo depende de un cambio en la inducci6n electrica de un lawde alambre, de forma rectangular, enterrado bajo la superficie pavimen-tada que detect a el paso de un vehiculo.

65

Gabriel Rodriguez Rufino' LauroAritl Alonzo S.lorn6n

U/trasonico. Una onda ultras6nica es generada por un diafragma envibraci6n. Esta onda es enfocada hacia la calzada y recogida por una celda,AI ser interrumpida la detecci6n de la onda, se produce el cierre de unrelevador. Este tipo de detector no s610detecta vehlculos en movimiento,sino que puede detectar vehiculos detenidos. No est! sujeta a la accion deltransite 0 riesgos. Es muy preciso, pero tiene un alto costo inicial.

lnfrarrojo. EI sistema de rayos infrarrojos usa una celda de capta-cion sensible a la radiacion de rayos infrarrojos. Los detectores infrarro-jos pueden ser activos 0pasivos. Los detectores activos tienen una fuen-te de energia infrarroja, mientras que los detectores pasivos detectan elcalor radiado por el vehlculo.

En el sistema activo la energia infrarroja es enfocada a traves de unflujo sobre la calzada y la recoge por reflexion.

Las unidades de deteccion infrarroja no son vulnerables ni estan su-jetas al deterioro por la accion normal del trims ito, de la nieve 0 delhielo, pero tienen un costo inicial relativamente alto.

Existen varios tipos de dispositivos de registro que pueden acoplarsecon los detectores para formar una unidad completa de detecci6n y re-gistro, esos artefactos son:

Indlcador visual. Es un contador acumulativo que lee directa-mente una suma, esto requiere de que se verifiquen y registren lee-turas del principio y al final del periodo de recuento ya que no pro-porciona un registro impreso.

Cinla impresa; Recoge el impulso del detector tal como 10 almacenay de acuerdo con el tiempo transcurrido, imprime los resultados en unacinta, al final de cada periodo de impresion, el contador automaticamen-te regresa a ceros.

Carta graficadora. Usando un registrador circular pueden registrar-se volumenes de transite en graficas circulares de cero a mil vehiculos,

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para intervalos de 5, 10, 15,20,30 Y 60 min, en periodos de 24 horas 0

de siete dias. EI principio con que funciona es el de la distancia de reco-

rrido de la pluma registradora, desde el centro es funcion del volumen yla rotaci6n de la grafica del tiempo.

Cinta para computadoras. (Descontinuado) actual mente es el usode circuitos integrados con los que se pueden leer los volumenes de

transite con un contador digital.Fotografla. Se usa para obtener series de fotografia del transite en

una zona en particular. de esta manera se puede obtener un inventarioperiodico, 0 casi continuo, de la zona cubierta.

Metoda del automovil en movimientoPermite determinar el volumen y la velocidad del transito al mis-

mo tiempo. Consiste en viajar por un ramo del camino de estudio, enun vehiculo, con un operador y un observador. Mientras el vehlculo

se mueve a 10 largo del tramo en estudio, el observador registra los

vehiculos que transitan el sentido opuesto, asimismo, toman nota delos vehiculos que 10 rebasan y de los que rebasa.

EI vehlculo de prueba recorre de un lado a otro la zona en estudio un

determinado numero de veces a una velocidad media respecto a los ve-hiculos que se mueven con el cuando el transite es escaso 0 nulo, el

coche de pruebas debera viajar aproximadamente a la velocidad estipu-lada en las scllales.

Estudios especlficosEstaciones permanentes de a/oro

Muchos, si no es que todos los departamentos estatales, han estable-

eido estaciones donde se Ileva a cabo un rcgistro continuo del volumendel transite, las cuales han estado en operacion durante decadas propor-

67

Gabriel Rodriguez Rufmo' Lauro Ariel Alonzo Salom6n

cionando datos muy utiles en la prediccion de las tendencias del transitetanto en el ambito local como nacional, aportando infonnaci6n relativaa las variaciones horarias diarias y estacionales del transite. Los volu-menes de trans ito son mas 0 menos met6dicos por esta raz6n, y a travesde una apropiada clasificaci6n y del recuento en carninos es posibleestablecer modelos de transite para cada tipo de camino.

Control estatal y de zonasSe utiliza para elaborar mapas de volumenes de transite que resultanexcelentes en 10 referente alas relaciones politicas, motivo por el cualtiene gran demanda en organizaciones privadas y comerciales.

Recuentos en cordonEs el que se hace alrededor de una zona en particular, lIevando a caborecuentos en todas las calles que conducen hacia adentro 0 hacia afuera

de las zonas, totalizando las entradas y salidas puede detenninarse laacumulaci6n de vehiculos dentro del cord6n para periodos detenninados.

Recuentos en linea divisoriaRegistran los viajes que se hacen a traves de barreras geograficas nota-bles, 0 bien el movimiento de trans ito entre zonas distintas. Las lineas selocalizan a 10 largo de fronteras naturales 0 geograficas,

ESTUDIOS DE LA VELOCIDAD Y TIEMPOS DE RECORRJDODiferentes tipos de estudios

EI estudio de las velocidades del motor puede ser tratado en dos ca-tegorias giberales: estudios de velocidad de punto y estudios de tiemposde recorrido. Los estudios de velocidad de punto tienen como objetivo

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EsruDIOS D£ ISGE.'>lElUADE TRAmITO

medir la distribuci6n de velocidades de los vehiculos en un tramo decamino de longitud relativamente corta. Los resultados se expresan nor-malmente como velocidades promedio.

Los estudios de tiempo de recorrido son mucho mas flexibles en cuan-to al metoda de organizer los datos y a la presentacion de los resultados,las velocidades se determinan en una seccion relativamente larga decalle 0 de carretera, expresandose en terminos de velocidad prornedio.

La velocidad promedio con base en el tiempo no puede compararsecon la velocidad promedio con base en el espacio.

Estudios de velocidad de puntaDetermine el efecto 0 la necesidad de diversos dispositivos para el

control del transite, tales como seilales preventivas, sehales restrictivasde velocidad y zonificaci6n de velocidad, usual mente se realizan en lossiguientes lugares:

• Entre secciones y otros puntos que registran alta frecuencia de acci-dentes.

• En puntos donde se propone la preparacion de semaforos Y senatesde transite.

• En todas las arteries principales.• En puntos representativos.

Personal y equipoUn metoda simple de lIevar a cabo un estudio de velocidad de punto

requiere de un observador, hojas de calculo, hojas de resumen, lapices yun enoscopio, el cual es una caja en forma de L. abierta en varies extre-mos, con un espejo colocado en 01 interior formando un angulo de 45grados con los brazos.

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Carreteras Escrito por Lauro Ariel Alonzo Salomón. Gabriel J. Rodríguez Rufino

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