Manual de Capacidad de Carreteras 2000

Manual de capacidad de carreteras 2000CAPÍTULO 21 CARRETERAS DE MÚLTIPLES CARRILES CONTENIDO I. INTRODUCCIÓN .................................................................................................... 21-1 Condiciones Básicas para Carreteras de Multiples Carriles ............................ 21-1 Limitaciones de la Metodología ........................................................................ 21-1 II. METOLOGÍA........................................................................................................... 21-1 LOS.................................................................................................................. 21-2 Determinando la FFS ....................................................................................... 21-3 Estimando la FFS ............................................................................................ 21-5 FFS Base .................................................................................................. 21-5 Adjustment for Lane Width........................................................................ 21-5 Adjustment for Lateral Clearance .............................................................. 21-6 Median Type ............................................................................................. 21-6 Adjustment for Access-Point Density ........................................................ 21-7 Determining Flow Rate ..................................................................................... 21-7 PHF .......................................................................................................... 21-7 Heavy-Vehicle Adjustments ...................................................................... 21-7 Extended General Highway Segments .............................................. 21-8 Specific Grade ................................................................................... 21-8 Equivalents for Extended General Highway Segments............................. 21-8 Level Terrain ...................................................................................... 21-8 Rolling Terrain ................................................................................... 21-9 Mountainous Terrain .......................................................................... 21-9 Equivalents for Specific Grades ................................................................ 21-9 Equivalents for Specific Upgrades ..................................................... 21-9 Equivalents for Specific Downgrades ................................................ 21-9 Equivalents for Composite Grades .................................................... 21-9 Driver Population Factor ......................................................................... 21-11 Determining LOS............................................................................................ 21-11 Sensitivity of Results to Input Variables ......................................................... 21-11 III. APPLICATIONS ................................................................................................. 21-12 Segmenting the Highway ............................................................................... 21-13 Computational Steps ...................................................................................... 21-13 Planning Applications..................................................................................... 21-13 Analysis Tools ................................................................................................ 21-15 IV. EXAMPLE PROBLEMS ..................................................................................... 21-15 Example Problem 1 (Part I) ............................................................................ 21-16 Example Problem 1 (Part II) ........................................................................... 21-18 Example Problem 2 (Part I) ............................................................................ 21-20 Example Problem 2 (Part II) ........................................................................... 21-22 Example Problem 3........................................................................................ 21-24 Example Problem 4........................................................................................ 21-26 Example Problem 5........................................................................................ 21-28 V. REFERENCES .................................................................................................. 21-29 APPENDIX A. WORKSHEET ..................................................................................... 21-30 Multilane Highways Worksheet 21-i Chapter 21 - Multilane Highways Manual de capacidad de carreteras 2000 EXHIBITS Exhibit 21-1. Exhibit 21-2. Exhibit 21-3. Exhibit 21-4. Exhibit 21-5. Exhibit 21-6. Exhibit 21-7. Exhibit 21-8. Exhibit 21-9. Exhibit 21-10. Exhibit 21-11. Exhibit 21-12. Exhibit 21-13. Chapter 21 - Multilane Highways Multilane Highway Methodology ............................................................ 21-2 LOS Criteria for Multilane Highways ...................................................... 21-3 Speed-Flow Curves with LOS Criteria ................................................... 21-4 Adjustment for Lane Width .................................................................... 21-5 Adjustment for Lateral Clearance .......................................................... 21-6 Adjustment for Median Type.................................................................. 21-6 Access-Point Density Adjustment .......................................................... 21-7 Passenger-Car Equivalents on Extended General Highway Segments ............................................................................... 21-8 Passenger-Car Equivalents for Trucks and Buses on Uniform Upgrades ............................................................................... 21-10 Passenger-Car Equivalents for RVs on Uniform Upgrades ................. 21-10 Passenger-Car Equivalents for Trucks on Downgrades ...................... 21-11 Effect of v/c Ratio on Mean Speed ...................................................... 21-12 Multilane Highways Worksheet............................................................ 21-14 21-ii Manual de capacidad de carreteras 2000 I. INTRODUCCIÓN Los procedimientos en este capítulo son usados para analizar la capacidad, el nivel del servicio (LOS), requisitos del carril, y los impactos del tráfico y características del diseño de carreteras de múltiples carriles en áreas rurales y suburbanas. La metodología en este capítulo está basada en los resultados del estudio de la Cooperativa Nacional de Investigación de Carreteras (1). El estudio utilizó referencias adicionales en el desarrollo de la metodología original (2–6), que posteriormente ha sido actualizada (7). Para antecedentes y conceptos, ver Capítulo 12, “Conceptos de Carreteras” CONDICIONES BÁSICAS PARA CARRETERAS DE MÚLTIPLES CARRILES Los procedimientos en este capítulo determinan la disminución en la velocidad de desplazamiento que se produce para condiciones menores a las condiciones básicas. Bajo estas condiciones básicas se pueden lograr máximas velocidades y valores máximos de la capacidad de carreteras de múltiples carriles. Estas incluyen buenas condiciones del tiempo, buena visibilidad y ningún incidente o accidente. Estudios de las características de flujo de carreteras de múltiples carriles han definido condiciones básicas para el desarrollo de relaciones de flujo y ajustes a la velocidad. Deben cumplirse con los siguientes requerimientos: • Carriles con anchura mínima de 3.60 m. • Distancia libre laterales total de un mínimo de 3.60 m. Representa la suma de las distancias libres laterales desde el borde de la calzada a las obstrucciones, a lo largo del lado derecho y del lado izquierdo (línea divisoria central). La distancia libre en cada uno de los bordes mayor que 1.80 metros se considera en los cálculos igual a 1.80 metros. • Solo pasajeros de automóviles en el flujo del tráfico. • Sin accesos directos a lo largo del segmento analizado. • Con línea divisoria central. • Velocidad de flujo libre (FFS) superior a 100 km/h. • Estas condiciones básicas representan el nivel de operación máximo para carreteras de múltiples carriles en áreas rurales y suburbanas. LIMITACIONES DE LA METODOLOGÍA La metodología en este capítulo no toma en cuenta las siguientes condiciones: • Bloqueos temporales por causa de construcciones, accidentes o cruces de ferrocarril. • Interferencias por estacionamiento en los hombros (cerca de una tienda rural, mercados públicos o de una atracción turística). • Secciones transversales de tres carriles. • El efecto de carriles de almacenamiento al comienzo o al final del segmento. • Posibles demoras por transiciones a una carretera de dos canales. • Diferencias entre el tipo de divisorias centrales y carriles de giro a la izquierda compartidos • Velocidades en flujo libre menores de 70 km/h o superiores a 100 km/h. II. METODOLOGÍA La metodología descrita en este capítulo está destinada para el análisis de los segmentos de carretera sin interrupción de flujo. El capítulo 15 presenta la metodología para el análisis de las vías urbanas que tienen una o más de las siguientes características: • Flujo significativamente influenciado por otras señales (por ejemplo un espaciamiento de señal menor o igual a 3,0 km). • Presencia significativa de estacionamientos en la calle. • Presencia de paradas de autobuses que impliquen gran uso o actividad peatonal significativa. 21-1 La Metodología aplica para espaciamiento de señal mayor de 3.0 km Capítulo 21 – Carreteras de Múltiples Carriles Introducción Factor hora pico .Puntos de acceso . Instalaciones ininterrumpidas de flujo que permiten el acceso únicamente a través de líneas de separación de un sistema de rampas de acceso y rampas de salida o vías de servicio se consideran autopistas y deben ser evaluados utilizando la metodología presentada en el capítulo 23.Ancho del carril .Puntos de acceso BFFS . la libertad para maniobrar dentro del flujo del tráfico y la proximidad a otros vehículos también son importantes. Capítulo 21 – Carreteras de Múltiples Carriles Metodología 21-4 .Velocidad de flujo libre (FFS) medido en campo. IMAGEN 21-1.Volumen Calcular FFS Ajuste de Volumen .Vehículos Pesados Si se tiene la FFS medida en campo Si se tiene BFFS . Los criterios se basan en la relación típica entre velocidad-flujo y densidad-flujo que se muestran en las imágenes 12-1 y 12-2.Número de carriles .Tipo de divisoria .Tipo de divisoria Ajuste de BFFS .Distancia lateral libre Calcular flujo de tránsito Definir curva velocidad-flujo Determinar velocidad usando curva velocidad-flujo Calcular densidad usando velocidad-flujo y velocidad Determinar LOS LOS Aunque la velocidad es una de las principales preocupaciones de los conductores. La principal salida es de LOS. Los criterios de LOS se enumeran en la imagen 21-2. La imagen 21-3 muestran los límites de LOS como líneas inclinadas.Ancho del carril .Distancia later . o Velocidad de flujo libre base (BFFS) . METODOLOGÍA DE CARRETERAS DE MÚLTIPLES CARRILES Datos de entrada .Tipo de conductor .Geometría . cada uno correspondiente a un valor constante de la densidad.Manual de capacidad de carreteras 2000 La imagen 21-1 muestra las entradas y el orden los cálculos básicos del método descrito en este capítulo. El estudio de campo se debe realizar en el régimen más estable de condiciones de bajo a moderado flujo (hasta 1. La predicción exacta de una tasa de flujo. densidad y velocidad en LOS F es muy difícil. 80 y 70 km/h. Usando las curvas básicas de velocidad-flujo (ver imagen 21-3).89 1860 22 77. La demanda o datos horarios de volumen generalmente se dividen por un factor pico-hora para reflejar tasa de flujo horaria antes de la comparación con los criterios que se muestran en la imagen 21-2.30 630 7 80. la FFS se puede obtenerse utilizando el modelo curva promedio de velocidad. CRIT ERIOS LOS PARA CARRETERAS DE MÚLTIPLES CARRILES Velocidad de flujo libre 100 km/h Criterio Densidad Máxima (pc/km/carril) Velocidad Promedio (km/h) Relación Volumen máximo-capacidad (v/c) Máximo volumen de servicio (pc/h/carril) 90 km/h (pc/h/ln) Densidad Máxima (pc/km/carril) Velocidad Promedio (km/h) V/C Máximo Máximo volumen de servicio (pc/h/carril) 80 km/h Densidad Máxima (pc/km/carril) Velocidad Promedio (km/h) V/C Máximo Máximo volumen de servicio (pc/h/carril) 70 km/h Densidad Máxima (pc/km/carril) Velocidad Promedio (km/h) V/C Máximo Máximo volumen de servicio (pc/h/carril) A 7 100.92 E 25 88.0 1. las mediciones de campo no son necesarias para aplicar el método.47 990 11 80. Si se utilizan datos medidos en campo.81 1530 2200 26 80. Al igual que con otros criterios de LOS. por ejemplo.8 1. asumiendo que los datos sobre el volumen de tráfico se registran al mismo tiempo. El campo de medición y estimación con las directrices previstas en este capítulo son métodos que se pueden utilizar para determinar la FFS.0 0.41 770 1575 16 89. La Velocidad Media es prácticamente constante a lo largo de este rango de velocidades de flujo.0 0. La densidad es la principal determinante de LOS.0 0. el flujo y la velocidad pueden ser analizados.0 0.44 880 11 70.7 0.28 560 7 70.6 0.Manual de capacidad de carreteras 2000 IMAGEN 21-2.00 2000 28 67.50 LOS C 16 98. Los criterios de LOS reflejan la forma de las curvan de velocidad-flujo y densidad-flujo.00 700 7 90.400 cp/h/ln Capítulo 21 Carreteras de Múltiples Carriles Metodología .32 B 11 100.4 0.0 0. El LOS F se caracteriza por ser altamente inestable y por un tráfico de flujo variable.8 0.59 1120 2015 22 84.5 0. 90. no se deben hacer ajustes para obtener la FFS.85 1705 22 69. DETERMINANDO LA FFS La FFS es medida utilizando la velocidad media de los pasajeros de los carros durante flujos bajos a moderados (hasta 1400 pc/h/carril).0 0. la relación entre LOS.400 vehículos livianos/hora/carril cp/h/ln). Para velocidad en flujo libre de 100.26 490 1100 11 90. las tasas máximas de flujo que se muestran en la imagen 21-2 son expresados en términos de tasa de flujo basado en un volumen pico de 15 minutos. Cualquier técnica de medición de velocidad aceptables para otros tipos estudios de velocidad de ingeniería de tráfico pueden ser utilizados.9 1.64 1280 16 70. El estudio de la velocidad se debe realizar a lo largo de un período razonable del tramo de la carretera que está bajo evaluación. la densidad máxima y la correspondiente tasa máxima de flujo para cada LOS.0 0.1 1.0 0. La FFS de una carretera puede ser determinada directamente a partir de un estudio de velocidad realizada en campo. el anexo 21-2 muestra la velocidad media.400 cp/h/ln. El procedimiento de medición de campo es para aquellos que prefieren para recoger datos directamente o para incorporar las mediciones en un programa de vigilancia de velocidad.0 0. el valor máximo de v/c. 21-5 FFS ocurre en velocidades de flujo 1.0 0. una actualización no debe seleccionarse dentro de un sitio que está generalmente a nivel.68 1435 16 80.00 2100 27 74. Si el estudio de velocidad debe llevarse a cabo a una velocidad de flujo de más o menos de 1.72 D 22 91. particularmente como la velocidad permanece relativamente constante a través del LOS A al D pero se reduce a medida que la capacidad se aproxima.00 1900 Nota: La relación matemática exacta entre la densidad y la razón volumen-capacidad (V/C) no siempre se han mantenido en los límites de LOS por el uso de valores redondeados.6 0. Sin embargo. CURVAS VELOCIDAD-FLUJO CON LOS CRITERIOS LOS Velocidad media de vehículos livianos (km/h) 110 Velocidad de flujo libre. vp > 1400 y 90 < FFS 100 entonces   El estudio de velocidad debe medir las velocidades de todos los vehículos livianos o de un muestreo sistemático de los vehículos livianos (por ejemplo. 80. La velocidad media de vehículos livianos en condiciones de bajo volumen se puede utilizar como la velocidad de flujo libre si se hicieron las mediciones de campo a Capítulo 21 – Carreteras de Múltiples Carriles Metodología 21-6 . 90. ellos son 25. pero también debe incluir un número representativo de vehículos impedido. 80 y 70 km/h.0.26. de cada 10 vehículos). La capacidad es 2.Manual de capacidad de carreteras 2000 IMAGEN 21-3. y 70 km/h. El estudio de velocidad no sólo debe medir las velocidades de los vehículos sin obstáculos. publicado por el Instituto de Ingenieros de Transporte (6). Para tasa de flujo(vp). Mayor orientación sobre la realización de estudios de velocidad disponibles en las publicaciones estándar de ingeniería de tráfico. respectivamente.27 y 28 cp/km/ln con FFS de 100. 2000 y 1900 cp/km/ln con FFS de 100. 90. 2100. Una muestra debe obtener al menos 100 velocidades de turismos.200. FFS = 100 km/h 100 90 km/h 90 80 km/h 80 70 km/h 70 LOS A C B D E 60 50 40 30 20 10 0 0 400 800 1200 1600 2000 2400 Tasa de Flujo (cp/h/ln) Nota: La densidad máxima para el LOS E ocurre con una relación V/C de 1. respectivamente. tales como el Manual de Estudios de Ingeniería de Tránsito. La capacidad varía según la FFS. 1 3. Ajuste por ancho de carril Las condiciones básicas para carreteras de múltiples carriles requieren carriles de 3. y ajuste por puntos de acceso. Los datos se pueden usar directamente si se recogen de acuerdo con los procedimientos presentados anteriormente. experiencia y la consideración de una variedad de factores que tienen un efecto identificado sobre la velocidad de flujo libre. AJUSTE POR ANCHO DE CARRIL Ancho de carril (m) 3.4 3.1 10.6 8. tipo de divisoria. ajuste por tipo de divisoria. de la imagen (km/h).1 km/h. probablemente.6 m de ancho. de la imagen 21-7 (km/h). Los datos incluidos tanto de velocidades de vehículos de pasajeros y de vehículos pesados.6 3.6 m de ancho son considerados de 3. FFS = BFFS – fLW – fLC – f M – fA (21-1) where BFFS FFS fLW fLC fM fA = = = = = = FFS base (km/h). Existen investigaciones que sugieren que la FFS.0 2. en carreteras de múltiples carriles bajo condiciones básicas.0 1. Para la imagen 21-4. y puntos de acceso).0 Reducción en FFS (km/h) 0.1 3. y que es 8 km/h mayor que para los límites de velocidad de 80 y 90 km/h.6 km/h y 3.1 5. Organismos viales con programas de monitorización de velocidad en curso o con archivos de datos de velocidad podrían preferir utilizar estos datos en lugar de realizar un nuevo estudio de velocidad o usar un método indirecto para estimar la velocidad. distancia lateral. incluidos los establecidos en este procedimiento (ancho del carril. ESTIMANDO LA FFS La FFS puede ser estimada indirectamente cuando no se dispone de datos de campo. IMAGEN 21-4. respectivamente. de la imagen 21-5 (km/h). Los límites de velocidad son un factor que afecta la FFS. La imagen 21-4 muestra que carriles de 3. así como otros.0 m y 3. como el límite de velocidad y la alineación vertical y horizontal. de la imagen 21-4 (km/h).3 3.2 3. FFS Base Cuando no es posible usar datos de una carretera similar. Esta FFS refleja los efectos netos de todas las condiciones en el sitio que influyen en la velocidad. es aproximadamente 11 km/h mayor que el límite de velocidad de 65 y 70 km/h. ajuste por distancia lateral libre . puede ser necesario usar un estimado basado en datos disponibles. No existen estudios sobre carriles menores de 3. pero no deben ser utilizados para terrenos ondulados o montañosos.Manual de capacidad de carreteras 2000 velocidades de flujo igual o inferior a 1400 vehículos livianos/h/carril. carriles mayores de 3.3 m disminuyen la FFS en 10. El capítulo 12 proporciona valores determinados para la FFS base.6 m. se pueden utilizar para terrenos planos o de bajadas moderadas. La imagen 21-4 presenta el ajuste para modificar la FFS estimada tomando en cuenta carriles más cercanos.6 21-7 Capítulo 21 Carreteras de Múltiples Carriles Metodología .0 m de ancho. FFS estimada (km/h). ajuste por ancho de carril.5 3. 8 m.7 Carreteras de seis carriles Distancia lateral libre Reducción en FFS (km/h) totala (m) 3. El ajuste para la distancia lateral en las autopistas de seis carriles es ligeramente inferior a la de carreteras de cuatro carriles porque los obstáculos laterales tienen un efecto mínimo en las operaciones de tráfico en el carril central de una carretera de tres carriles. barandillas de puentes.Manual de capacidad de carreteras 2000 Ajuste por distancia lateral libre Para carreteras no divididas y con giro a la izquierda compartidos (TWLTL). sin embargo.2 2. señales.0 8. usar 1. usar 1. La distancia lateral libre total es la suma de las distancias laterales del medio (si es mayor de 1. usar 1. por sus siglas en inglés) es considerado como 1.8 m.7 0.0 3.4 1.0 0.8m.0 . una distancia lateral total de 3. la distancia lateral libre del borde izquierdo equivale a 1. árboles.0 0. El diseño de la carretera no dividida es tomado en cuenta por el ajuste de tipo de divisoria.5 0.8m).3 Note: a. la distancia lateral libre total no puede exceder los 3. La imagen 21-5 muestra la reducción en la FFS basado en la distancia lateral libre total. Los obstáculos fijos que tienen efecto sobre la distancia lateral libre incluyen luces. que se considera como: TLC = LCR + LCL (21-2) donde TLC LCR LCL = distancia lateral libre total (m). IMAGEN 21-5.8 2. IMAGEN. AJUSTE POR TIPO DE DIVISORIA Tipo de divisoria Carreteras no divididas Carreteras divididas (incluyendo TWLTLs) Capítulo 21 – Carreteras de Múltiples Carriles Metodología 21-8 Reducción en FFS (km/h) 2.6 2.8 m.5 1.8 m) y hombros (si es mayor de 1.5 1.1 1. usar 1. = distancia lateral libre (m).6 0. AJUSTE POR DISTANCIA LATERAL LIBRE Carreteras de cuatro carriles Distancia lateral libre Reducción en FFS (km/h) totala (m) 3.6 0.8m.8m).6 5. La distancia lateral libre en la mitad de de carreteras con carriles de giro a la izquierda compartidos (TWLTL. La imagen 21-5 muestra las reducciones de las velocidades producidas por las distancias laterales libres para obstáculos ubicadas a los lados de la carretera o en el medio.1 1. para propósito de análisis. barreras de tráfico y muros de contención. pilares. Para carreteras no divididas no existe ajuste por distancia lateral libre del lado izquierdo.0 3.8m.0 0.0 6. y = distancia lateral libre (m) desde el borde izquierdo de los carriles de viaje hasta los obstáculos en la mitad de la carretera (si es mayor a 1.6 0. se utiliza el valor real cuando se encuentran obstáculos más cerca de la carreteras.6 m.2 3.8 0.6 4. Por lo tanto. Al usar la imagen 21-5 para carreteras no divididas. Por lo tanto.8m). es del borde derecho de los carriles de viaje hasta los obstáculos al lado del camino (si es mayor a 1. Tipo de divisoria Los valores presentados en la imagen 21-6 indican que la velocidad de flujo libre promedio debe disminuir en un 2. es siempre 1.6 m se utiliza para una carretera completamente despejada y la divisoria.8m. Los bordillos estándar no son considerados obstáculos.4 1.6 km/h para carreteras no divididas tomando en cuenta la fricción causada por el tráfico opuesto en un carril adyacente.6 2. la distancia lateral libre en el borde izquierdo.8 2. Factor hora pico (PHF) El PHF representa la variación en el flujo de tráfico en una hora. vp = V PHF * N * f HV * f p (21-3) donde vp V PHF N fHV fp = = = = = = tasa de flujo equivalente en 15 minutos (vehículos livianos/hora/carril). La aplicación de PHF en la Ecuación 21-3 representa este fenómeno. Estos ajustes son aplicados utilizando la ecuación 21-3. el factor de ajuste para vehículos pesados se puede calcular como se muestra en la Ecuación 21-4.0 16. podría ser adecuado incluir intersecciones y vías de acceso a ambos lados de una carretera de un solo sentido para determinar el número total de puntos de acceso por kilómetro.0 Aunque los ajustes de punto de acceso no incluyen los datos de carreteras de múltiples carriles de un solo sentido. factor de ajuste por presencia de vehículos pesados. También se utiliza el número de carriles de tal forma que la tasa de flujo pueda ser expresada por carril. la cual es utilizada en los análisis de LOS.0 8.0 12. AJUSTE POR DENSIDAD DE PUNTOS DE ACCESO Puntos de acceso/Kilómetro 0 6 12 18 24 Reducción en FFS (km/h) 0.Manual de capacidad de carreteras 2000 Ajuste por densidad de puntos de acceso La imagen 21-7 muestra los ajustes de la FFS para diferentes niveles de densidad de puntos de acceso. Por lo tanto. Esto se logra aplicando el factor por vehículos pesados ( fHV).0 4. Los datos indican que para cada punto de acceso por kilómetro la FFS estimada disminuye aproximadamente 0. sin tomar en cuenta el tipo de divisoria. La densidad de punto de acceso en una carretera dividida es determinado mediante la división del número total de puntos de acceso (por ejemplo. el volumen de tráfico se deben ajustar para reflejar una tasa de flujo equivalente expresado en vehículos livianos por hora por carril (pc/h/ln). en kilómetros. número de carriles por sentido. Factor de ajuste por presencia de vehículos pesados La presencia de vehículos pesados en el flujo de tráfico disminuye la FFS debido a las condiciones básicas que permiten un flujo de tráfico sólo de automóviles livianos. Directrices para carreteras de un solo sentido DETERMINACIÓN DE LA TASA DE FLUJO Al volumen horario se le debe realizar dos ajustes para convertirlo en una tasa de flujo equivalente en vehículos livianos.4 km/h. intersecciones y caminos de accesos) en el lado derecho de la carretera en la dirección del viaje entre la longitud total del segmento. IMAGEN 21-7. Observaciones de flujo de tráfico indican consistentemente que la tasa de flujo que se encuentran en el período pico de 15 minutos en una hora no se mantienen a lo largo de toda la hora. 21-7 Capítulo 21 – Carreteras de Múltiples Carriles Metodología . Estos ajustes son el factor hora pico y el factor por presencia de vehículos pesados. Una vez que se han determinado los valores de ET y ER. factor hora pico. volumen horario por sentido (vehículos mixtos/h). Los puntos de acceso inadvertidos por el conductor o con poca actividad no deben incluirse en la determinación de la densidad de punto de acceso. y factor de ajuste por tipo de conductores. Una intersección o un camino de acceso sólo deben incluirse si influye en el flujo del tráfico. Estas tres clasificaciones se discuten a continuación. usando ET y ER. o montañoso. respectivamente. debido a que el impacto de los vehículos pesados difiere substancialmente en cada una de ellas.2 Factor ET (camiones y buses) ER (RVs) Tipo de terreno Ondulado 2. RVs y autobuses. por lo tanto. Adicionalmente. Pendientes Específicas Cualquier pendiente de 3% o menos que es más larga que 1. ondulado. Terreno Plano El terreno plano es cualquier combinación de alineamientos horizontal y vertical que le permite a los vehículos pesados mantener aproximadamente la misma velocidad de los vehículos livianos. IMAGEN 21-8.8 km y si una pendiente de 3% ó menos no excede los 1.Manual de capacidad de carreteras 2000 fHV = 1 1 + P T (ET – 1) + PR (ER – 1) (21-4) donde ET and ER PT and PR fHV = equivalente de vehículos livianos para camiones. el terreno de la carretera debe ser clasificado como plano. buses y vehículos recreacionales (RVs). encontrar el factor equivalente de camiones (ET) y el de vehículos recreacionales (ER) para las condiciones prevalecientes de operación. se pueden usar los valores de los equivalentes para camiones y buses (ET) y vehículos recreacionales (ER) que se muestran en la imagen 218. Equivalentes para Segmentos Generales de Carreteras Para un análisis de un segmento general. en el flujo de tráfico (expresado como fracción decimal). Los valores de los equivalentes de vehículos livianos se escogen de las imágenes 21-8 a 21-11.6 km o una pendiente mayor que 3% que es más larga de 0. Para segmentos largos de carreteras en el que no se encuentra ninguna pendiente que tenga impacto significativo en la operación.5 2.5 4.0 Un segmento largo de carretera de múltiples carriles puede ser clasificado como un segmento general de carretera si una pendiente que sea mayor de 3% no es más larga de 0. calcular un factor de ajuste para todos los vehículos pesados en el flujo vehicular.6 km. los autobuses se consideran camiones en este método. No hay indicios que existan diferencias claras en las características de rendimiento de camiones y autobuses en las carreteras de múltiples carriles. Este tipo de terreno generalmente incluye pendientes no mayores de 1-2%. buses y RVs. Segundo. las pendientes positivas y negativas deben ser tratadas separadamente. y = factor de ajuste por vehículos pesados. EQUIVALENTES DE VEHÍCULOS LIVIANOS EN SEGMENTOS GENERALES Plano 1. Primero. Encontrar el factor de ajuste por vehículos pesados requiere de dos pasos.8 km debe ser tratada como una pendiente específica aislada. respectivamente.5 1. Capítulo 21 – Carreteras de múltiples carriles Metodología 21-8 . Segmentos Generales de Carreteras El equivalente a vehículos livianos se pueden escoger en dos condiciones: para segmentos generales de carreteras y para pendientes específicas.0 Montañoso 4. El ajuste para los vehículos pesados en el flujo de tráfico se aplica a tres tipos de vehículos: camiones. = proporción de camiones. 6 km para pendientes menores a los 3%. existe una técnica más exacta la cual se describe en el Apéndice A del Capítulo 23. deben ser considerados en segmentos separados. se deben utilizar los equivalentes de vehículos livianos para camiones y buses en terrenos planos. Si ocurre un gran cambio en la pendiente durante un a distancia significativa. el cual representa la tipología de camiones que usualmente circula por carretera de carriles múltiples en los Estados Unidos. mostrados en la imagen 21-8. Sin embargo.8 km para pendientes de 3% ó más. Para todos los casos de RVs en pendientes negativas. y si la pendiente es una sola y aislada de pendiente constante. el terreno no causa que los vehículos pesados operen a velocidades sostenidas en rampa por un intervalo de tiempo largo. Equivalentes para pendientes compuestas Cuando varias pendientes consecutivas de diferente inclinación forman una pendiente compuesta se calcula un promedio. el analista debe considerar la segmentación de la carretera para aplicar la técnica de la pendiente compuesta. Equivalentes para Pendientes Específicas Cualquier pendiente de carretera de más de 1. La pendiente promedio se calcula comúnmente como el aumento total desde el comienzo de la pendiente dividido entre la distancia horizontal total sobre la que se produce la subida. Para pendientes más empinadas y segmentos más largos. La imagen 21-9 está basada en un promedio de la relación peso-potencia de 100 kg/kW. se deben utilizar los valores específicos mostrados en la imagen 21-11. Para pendientes de al menos 4% y mayores de 3. Relación Peso-Potenca para camiones Equivalentes para pendientes descendentes Se analizan las condiciones de pendientes descendentes para camiones y buses en carreteras de cuatro o seis carriles utilizando los equivalentes de la imagen 21-11. Para todas las pendientes descendentes menores del 4% y para las pendientes descendentes más pronunciadas menores o iguales a 3. ver el Apéndice A del Capítulo 23. El análisis para tales segmentos debe considerar las condiciones de pendientes positivas y pendientes negativas. la técnica de la pendiente compuesta puede ser complementada con análisis de pendientes específicas. La técnica de la pendiente compuesta es una aproximación acertada para pendientes en el cual todas sus subsecciones son menores de 4% ó la longitud total de la pendiente compuesta es menor de 1200 m.2 km. Generalmente. Para estos segmentos generales de carreteras. los valores de ET y ER se seleccionan de la imagen 21-8. una pendiente uniforme se calcula que se utiliza en el análisis. Terreno Montañoso El terreno montañoso es cualquier combinación de alineamientos horizontal y vertical que causa que los vehículos pesados operen a velocidades sostenidas en rampa por distancias significativas o a intervalos frecuentes. A veces una simple pendiente puede crear un efecto crítico que tal vez no sea identificado en la longitud de la carretera para ser analizado. mostrados en la imagen 218. o si es parte de una serie que forman una pendiente compuesta Equivalentes para pendientes ascendentes Las imagenes 21-9 y 21-10 muestran los equivalentes de vehículos livianos para camiones y buses (ET) y para RVs (ER). pero para mayor detalle del método. en este caso.Manual de capacidad de carreteras 2000 Terreno Ondulado El terreno ondulado es cualquier combinación de alineamientos horizontal y vertical que causa que los vehículos pesados reduzcan sus velocidades significativamente por debajo de las de los vehículos livianos. en pendientes ascendentes uniformes en carreteras de cuatro y seis carriles. una pendiente promedio puede ser utilizada para representar pendientes consecutivas. ó de 0.2 km. respectivamente. utilizar los equivalentes de vehículos livianos para terrenos planos. 21-9 Capítulo 21 – Carreteras de Múltiples Carriles Metodología . 0 5.6 > 1.5 2.5 25 1.5 1.0 7.5 4.0 5.0 4.5–0.5 4.6 >1.8 > 0.5 5.5 3.0 2.0 3.0 4.5 6.5 1.5 3.0 2.5 1.0 2.5 3.0 2.5 2.5 1.5 2.5 3.2 1.5 1.4–0.5 1.5 5.5 3.0 2.2 1.4–0.5 4.0 6.0–0.0 2.5 3.8 > 0.5 1.5 2.5 4.5 2.5 2.5 2.8 0.0 2.6 > 1.0 2.5 1.0 2.2 3.5 3.0 4.0 3.5 ET Porcentaje de camiones y buses 6 8 10 1.5 2.5 2.2 1.0 5 1.5 1.0 4.4 > 0.0 2.0 2.2 1.8 Pendiente Capítulo 21 – Carreteras de múltiples carriles Metodología 2 1.0 3.0 2.5–0.0 6.0 3.5 1.5 1.8 > 0.0 4.5 1.4 > 0.4 0.0 3.0–0.0 2.0 2.4–0.5 2.5 3.5 2.0 3.0 2. EQUIVALENTE DE VEHÍCULOS LIVIANOS PARA CAMIONES Y BUSES EN PENDIENTES ASCENDENTES UNIFORMES Pendiente ascendente % <2 2–3 > 3–4 > 4–5 > 5–6 >6 Longitud (km) Todo 0.5 3.6 2 1.2 > 1.5 4.5 1.0 2.0 3.8 > 0.5 2.0 1.0 2.5 2.0 2.0 2.5 1.0 2.5 2.5 6.0 1.5 1.5 2.8–1.0 3.0 3.0 3.2 2.5 1.2 1.4–0.2 > 1.2 1.0 4.4 > 0.0 4 1.2 1.5 3.0 ER Porcentaje de RVs 6 8 10 1.5 2.5 2.5 1.5 2.0 3.4 > 0.2 > 1.0 3.0 2.5 1.5 3.5 1.5 3.5 2.5 2.5 3.5 4.2 1.0 3.8–1.5 2.0 1.0 3.0 5.5 1.0 2.5 4.5 1.5 3.5 4.0–0.5 2.2 1.5 1.0 3.0 2.5 4.4 > 0.0 2.5 2.4 > 0.0 5.2 1.5 2.0 1.5 2.5 1.0 3.6 > 1.5 2.0 1.0 2.0 2.5 1.5 1.5 2.0 2.5 1.0 15 1.5 4.8–1.5 2.0 3.0 3.5 2.8 > 0.0 2.5 3.5 2.0–0.5 1.0 5.5 5.4 > 0.0 2.0 1.2 1.5 1.4–0.0 4.5 1.5 > 0.0–0.5 5.2 1.5 2.0 1.0–0.2 2.0 2.8 0.5 2.5 2. EQUIVALENTE DE VEHÍCULOS LIVIANOS PARA RVs EN PENDIENTES ASCENDENTES UNIFORMES Longitud (km) ascendente % Todo 2 > 2–3 0.5 1.2 1.5 1.2–1.0 IMAGEN 21-10.5 2.5 2.5 2110 5 1.0 2.0 2.2 2.5 1.5 3.0 3.5 2.0 20 1.5 1.0 2.5 3.0–0.2 1.2 1.5 3.0 3.5 3.0 3.5 2.5 2.5 1.5 2.5 1.5 3.0 1.8 >5 > 0.5 2.0 4.5 1.8 > 0.0 1.2–1.0 2.5 2.0 2.5 6.2 > 1.5 2.5 1.0 1.5 2.5 1.0 2.0 4.4 > 2.0 4.0 3.6 0.5 3.5 1.0 3.0 4.0 3.0 3.5 3.0 2.5 4.5 2.0 3.5 3.0 2.0 2.5 3.0 2.Manual de capacidad de carreteras 2000 IMAGEN 21-9.5 2.0 2.0 3.2–1.0 4.2 1.5 4.5 1.6–2.0 4.5 1.5 5.0 2.0 2.0 3.0 3.0 4.4–0.0 3.5 > 0.2 1.0 4.6 > 1.0 1.5 3.8 > 4–5 > 0.0 5.0 3.5 3.5 1.5 2.5 1.2 > 1.5 3.0 2.0 .5 2.2 2.0 1.8 0.2 1.0 2.0–0.0 2.0 2.5 1.2 1.0 1.8–1.5 3.5 4.2–1.0 3.0 3.5 3.0 3.0 5.0 2.0 2.0 4 1.5 3.4 0.5 2.5 3.5 2.4 > 0.5 2.5 3.0 2.5 2.5 1.5 1.6–2.0 2.5 1.0 2.5 1.0 2.0 1.8 > 3–4 > 0.4–0.0 3.5 4.2 1.5 2.0 3.5 2.5 1.0 2.2 1.5 1.5 3.5 3.0 3.0 25 1.4 > 2.0 4.2 1.5 2.5 2.5 1.5 5.0 4.5 2.5 3.0 3.0 4.5 3.0 4.0–0.0 1.0 20 1.5 1.5 2.5 2.5 1.0 2.0 4.5 1.5 5.5 1.5 3.0 2.5 2.5 2.8–1.5 3.2 1.0 1.0 3.0 2.0 3.5 3.5 2.4–0.0 1.0 4.5 2.5 5.6 0.2–1.0 2.5 3.0 4.5 1.5 15 1.5 1.5 1.2 1.0 3.2 1.0 1. 4 6.5 4.85 a 1.5 1.5 5 1. construir una curva velocidad-flujo. Con la FSS medida o estimada. Típicamente. el analista debe seleccionar 1.0 5. D  vp (21-5) S donde D vp S = densidad (pc/km/ln). El valor de fp se encuentra en el rango de 0.5 1.5 1. SENSIBILIDAD DE LOS RESULTADOS PARA LAS VARIABLES DE ENTRADA La imagen 21-12 muestra el impacto de la relación v/c de la velocidad de vehículos livianos para carreteras de múltiples carriles.00.5 1.4 ET Porcentaje de camiones 10 15 1. DETERMINACIÓN DE NIVELES DE SERVICIO ( LOS) Los niveles de servicio de una carretera pueden ser determinados directamente de la imagen 21-3 basado en la FFS y la tasa de flujo vp.5 7. • Paso 2. se recomiendan estudios de campo comparativos en días de semana y fines de semana de velocidades y flujo de tráfico. Con la tasa de flujo vp.0 1. Siguiendo los siguientes pasos: • Paso 1.4 > 6.0 4. que intercepte el eje Y.5 4.4 6.5 20 1. similar a las curvas típicas mostradas en la imagen 21-3. • Paso 3.5 1.5 1.Manual de capacidad de carreteras 2000 IMAGEN 21-11. Cuando se necesita una mayor precisión. aplicando la ecuación 21-5. también tener en cuenta que la velocidad media en los segmentos de baja velocidad no es sensible a la demanda hasta que la demanda alcanza al menos el 90 por ciento de la capacidad.0 1.5 1.4 > 6. a menos que haya evidencia para aplicar un valor más bajo.5 1.5 6.0 1. el nivel de servicio y la velocidad promedio de los vehículos livianos.5 5.5 1. leer sobre la curva dibujada según el paso 2. EQUIVALENTE DE VEHÍCULOS LIVIANOS PARA CAMIONES EN PENDIENTES DESCENDENTES UNIFORMES Pendiente Descendente (%) <4 4–5 4–5 > 5–6 > 5–6 >6 >6 Longitud (km) All 6. y = velocidad promedio de vehículos livianos (km/h). Tener en cuenta que la velocidad es insensible a la demanda hasta que la demanda es al menos 70 por ciento de la capacidad. Los niveles de servicio (LOS) también se pueden determinar comparando la densidad calculada con los rangos que se muestran en la imagen 21-2.5 Factor de ajuste por tipo de conductor El factor de ajuste fp refleja el comportamiento de los conductores no regulares en periodos de fines de semana y vacaciones incluso de aquellos familiarizados con la vía.4 > 6.5 2. • Paso 4. cuando se presentan viajeros comunes.00.5 3.0 1. Definir el segmento de la vía a analizar.0 2.5 2. Determinar la densidad. = tasa de flujo (pc/h/ln). 21-11 Capítulo 21 – Carreteras de Múltiples Carriles Metodología .5 1. Una aplicación común del método consiste en calcular LOS de un segmento existente o de un segmento modificado en corto plazo o en un futuro lejano. un valor debe ser suministrado para calcular las salidas.8 1 Relación v/c III. o la tasa de flujo se puede determinar. Esto se conoce como una aplicación de diseño ya que su salida primaria es el número carriles necesarias para atender las condiciones asumidas. Valores derivados de mediciones de campo y observación.Manual de capacidad de carreteras 2000 IMAGEN 21-12. Las medidas de rendimiento relacionadas con la densidad (D) y velocidad (S) también son alcanzables pero son considerados como salidas secundarios. En primer lugar. Estos análisis utilizan valores estimados. Otras salidas de esta aplicación son la velocidad y la densidad. APLICACIONES Para conocer las directrices sobre valores de entrada requeridos y estimados. los niveles de servicio. Las salidas primarias suelen resolverse en una variedad de aplicaciones incluyendo LOS. valores por defectos del Manual de Capacidad de Carreteras (HCM) y valores locales predeterminados como valores de entrada para el cálculo. Este análisis típicamente estima el punto en el que una velocidad de flujo causará que la carretera opere con un LOS inaceptable.4 0. el número de carriles (N). Otra aplicación es para comprobar la adecuación o para recomendar el número requerido de carriles de una carreteras de múltiples carriles. dada la tasa o volumen de flujo y la meta es LOS. junto con las salidas secundarias de densidad y velocidad. Otro tipo general de análisis puede ser denominado planificación. y la tasa de flujo (Vp). Este tipo de aplicación se denomina a menudo operativa. pero los análisis operativos y de diseño tienden a utilizar mediciones de campo o valores conocidos Capítulo 21 – Carreteras de múltiples carriles Metodología 2112 . El analista debe tratar dos cuestiones fundamentales. 2. la tasa de flujo Vp alcanzable se puede calcular como una salida primaria.2 0. tanto primarias como secundarias.6 0. La diferencia entre el análisis de planificación. Para cada una de las variables de entrada. con salidas secundarias para la densidad y la velocidad. Como salidas. el número de carriles. Estimaciones y valores por defecto derivados a nivel local desarrolladas por el usuario. la salida primaria debe ser identificada. Básicamente. consulte el Capítulo 12. EFECTO DE LA RELACIÓN v/c EN LA VELOCIDAD MEDIA Velocidad promedio de vehículos livianos (km/h) 120 FFS = 100 km/h 100 = 90 km/h = 80 km/h 80 = 70 km/h 60 40 20 0 0 0. En segundo lugar. Valores predeterminados que se encuentran en este manual. el analista debe identificar los valores por defecto o valores estimados para el uso en el análisis. "Conceptos de Carreteras" La metodología de este capítulo pueden ser utilizados para analizar la capacidad y LOS de carreteras de múltiples carriles. Finalmente. el análisis operativo o el análisis de diseño es que la mayoría o la totalidad de los valores de entrada en el análisis de planificación provienen de estimaciones o valores por defecto. Este análisis requiere indicar un nivel de servicio (LOS) como meta y un número de carriles como valores de entradas. el analista tiene tres fuentes de datos de entrada: 1. y su salida primaria es LOS. y 3. Entonces. Para el análisis operacional (LOS). cuando se segmenta una carretera para su análisis. Para todas las aplicaciones. Tener en cuenta que para cada uno de los análisis. en el eje vertical de la gráfica. La velocidad promedio de automóviles livianos está también disponible directamente de la gráfica. y Planificación (N) Capítulo 21 – Carreteras de multiples carriles Aplicaciones . y número de carriles N—corresponde directamente a los procedimientos descritos para operaciones y diseño. añadiendo un carril para el número asumido previamente de carriles. se requiere como dato de entrada para el cálculo. para lo cual las variables que afectan a velocidades de desplazamiento son constantes. con la excepción del número de carriles.4 kilómetros a una intersección señalizada. La FFS se estima ajustando la FFS base. se puede calcular un valor para la densidad. carretera y condiciones de FFS. utilizando vp y S. se puede introducir en la parte de entrada de flujo y velocidad de la hoja de cálculo (ver imagen 21-13). la velocidad estimada S. Una FFS. se introduce en la hoja de cálculo. Este punto de intersección identifica a LOS y. y • La presencia de embotellamiento. Si el analista requiere un valor para la densidad D. la FFS. los niveles de servicio (LOS) se determina mediante la introducción (con Vp) en la gráfica de velocidad-flujo en la parte superior de la hoja de cálculo e interceptando la curva específica que ha sido seleccionada o construida para el segmento de la carretera. La densidad se calcula utilizando vp y S. El objetivo del análisis de diseño para la tasa de flujo vp es estimar la tasa de flujo en pc/h/ln dado un conjunto de tráfico. El flujo equivalente se calcula con la ayuda de las imágenes de las equivalencias de automóviles livianos. la longitud mínima de un segmento en estudio debe ser 760 m. El LOS derivado se compara con el LOS deseado. tasa de flujo vp. Finalmente. Los niveles de servicio requerido o deseado también se introducen. requieran una segmentación de la carretera: • Un cambio en el número básico de carriles de circulación a lo largo de la carretera. Esto sería considerado la tasa de flujo máximo alcanzable o permitida para el nivel dado. ya sea medido o estimado. • Un cambio significativo en la densidad de puntos de acceso. Por lo tanto. La curva correspondiente de la FFS se establece en el gráfico. Por último. Luego. 21-13 Aplicaciones de Planificación (LOS). Los procedimientos de este capítulo se basan en condiciones promedio observadas durante un segmento de la carretera con características físicas generalmente consistentes. todos los datos de velocidad y flujo se introducen como entradas. • La presencia de una señal de tráfico o una señal de alto a lo largo de la carretera. los límites de los segmentos en estudio deben estar a menos de 0. Toda la información. Planificación (vp). SEGMENTACIÓN DE LA CARRETERA Los procedimientos descritos en este capítulo se aplican mejor a los segmentos homogéneos de carretera. Análisis Operacional (LOS) Análisis de Diseño (N) Análsis de Diseño (vp) APLICACIONES DE PLANIFICACIÓN Las aplicaciones de tres planificaciones—planificaciones para LOS. A continuación.Manual de capacidad de carreteras 2000 para todas o la mayoría de las variables de entrada. • Un cambio de 2% o más en una pendiente o una pendiente ascendente constante sobre 1220. la FFS del segmento se establece usando la FFS base y los cuatro factores de ajuste o una FFS medida en campo. El LOS se determina mediante la introducción de la gráfica de velocidad-flujo con vp en la parte superior de la hoja de cálculo. el analista proporciona información general y la información del sitio. Una vez establecida la curva de velocidad-flujo de este segmento.4 km de una señal. este proceso se repite. a menudo es necesario que el analista divida una sección de la carretera en segmentos separados para su análisis. Un LOS deseado se introduce en la hoja de cálculo. En general. si se requiere. el analista asume N y calcula el flujo Vp con la ayuda de las equivalencias de automóviles livianos. La clave para el análisis de diseño para un número de carriles N es estableciendo un volumen por hora. ya sea calculado o medido directamente. • Un cambio en los límites de velocidad. • Un cambio en medio tratamiento a lo largo de la carretera. Las siguientes condiciones en general. Además. hasta que el determinado LOS coincide o es mejor que el LOS deseado. el analista puede determinar qué tasa de flujo se puede lograr con el LOS dado. El segmento en studio debe ser de al menos 760 m de longitud y estar al menos de 0. se calcula como vp/S. PASOS PARA LOS CÁLCULOS La hoja de cálculo para carreteras de múltiples carriles se muestra en la imagen 21-13. D DDHV = AADT * K * D veh/h  Commuter/Weekday Level Mountainous Rolling Grade: Driver type Length km Up/Down % Number of lanes  Recreational/Weekend Calculate Flow Adjustments fp ET ER fHV = 1 + P (E – T T Speed Inputs Lane width. S. S. S.Page 21-11 LOS. PT % RVs. Planning (N) Design (N) or Planning (N) 1st Iteration V or DDHV PHF * N * f HV * fp pc/h/ln D = vp /S km/h N v = pc/km/ln LOS p assumed pc/h/ln V or DDHV PHF * N * f HV * fp LOS Design (vp) or Planning (vp) Design (N) or Planning (N) 2nd Iteration LOS N pc/h/ln vp = V = vp * PHF * N * fHV * fp veh/h LOS S km/h S km/h D = vp/S pc/km/ln D = vp /S pc/km/ln Glossary N .Free-flow speed BFFS . 21-10 fp .Directional design-hour volume Chapter 21 . AADT FFS. D N. de los valores de entrada requeridos. 21-11 ER .Multilane Highways Applications assumed V or DDHV vp pc/h/ln PHF * N * f HV * fp Factor Location S . N. D vp. daily traffic.Base free-flow speed 21-14 ET .Exhibit 21-8. de valores por defecto del Manual de Capacidad de Carreteras (HCM) y valores locales predeterminados como entrada en los cálculos. Design. Planning (vp) S + P (E – 1) R R Calculate Speed Adjustments and FFS Operational (LOS) or Planning (L OS) vp = 1 1) fLW km/h fLC km/h fA km/h fM km/h FFS = BFFS – fLW – fLC – fA – fM km/h Design. el analista tiene generalmente pocos. BFFS m m A/km  Divided km/h km/h Operational. N FFS. A Median type. S. El uso de un promedio anual de tráfico diario (AADT) para estimar el diseño direccional hora-volumen (DDHV) también caracteriza a una aplicación de planificación. 21-3 fLW fLC fM fA - Exhibit 21-4 Exhibit 21-5 Exhibit 21-6 Exhibit 21-7 . M  Undivided FFS (measured) Base free-flow Speed. D LOS. S. LOS.K Peak-hour direction proportion. LW Total lateral clearance. consulte el Capítulo 8) Para llevar a cabo las aplicaciones de planificación. D N. FFS. El capítulo 12 contiene más información sobre el uso de valores por defecto.Flow rate LOS . HOJA DE CÁLCULO DE CARRETERAS DE MÚLTIPLES CARRILES Average Passenger-Car Speed (km/h) 110 100 Free-Flow Speed = 100 km/h Aplicación Operacional (LOS) Diseño (N) Diseño (vp) Planificación (LOS) Planificación (N) Planificación (vp) 90 km/h 90 80 km/h 80 70 km/h LOS A B C D E 60 50 40 0 1200 800 400 1600 Entradas FFS. D vp. vp FFS. Planning (LOS).Number of lanes V . LOS. AADT FFS. 21-9. D 2000 Flow Rate (pc/h/ln) General Information Site Information Analyst Highway/Direction of Travel Agency or Company From/To Date Performed Jurisdiction Analysis Time Period  Operational (LOS) Analysis Year  De sign (N)  Design (vp)  Planning (LOS)  Planning (N)  Planning (vp) Flow Inputs Volume. PR General terrain Peak-hour proportion of AADT. N. vp FFS.Hourly volume vp .Density FFS . TLC Access points. (Para obtener instrucciones sobre el cálculo de DDHV. IMAGEN 21-13.Speed D . S. N Salidas LOS. S.Exhibit 21-2. PHF Annual avg. AADT veh/day % Trucks and buses. V veh/h Peak-hour factor. LOS. vp .Level of service DDHV .Manual de capacidad de carreteras 2000 El criterio principal para categorizar estos como aplicaciones de planificación es el uso de estimaciones. LOS.Exhibit 21-8. vp. IV. and planning for LOS.Highway Capacity Manual 2000 ANALYSIS TOOLS The multilane highways worksheet shown in Exhibit 21-13 and provided in Appendix A can be used to perform all applications. including operational for LOS. and N. design for flow rate vp and number of lanes N. 1 2 3 4 5 Description Find LOS on an undivided four-lane highway Find LOS on a five-lane highway with TWLTL Find the cross section required within a right-of-way to achieve desired LOS Find how much additional traffic can be accommodated by grade separation of a signalized intersection on a highway segment Find opening-day volume and number of lanes on a new suburban highway facility 21-15 Application Operational (LOS) Operational (LOS) Planning (N) Planning (vp) Planning (N) Chapter 21 .Multilane Highways Applications . EXAMPLE PROBLEMS Problem No. and the LOS determined from the speed-flow diagram. Demand will be computed in terms of pc/h/ln. 935 * 1. Chapter 21 . and • Density = 15. and a value of density is calculated using speed and flow rate. 3.13(1. and 0.935 2.02(1.0 km/h.23-km undivided four-lane highway on level terrain.3 pc/km/ln. An estimate of passenger-car speed is determined from the graph.2 – 1) fHV = 0.4-m lane width. 1. Find fHV (use Exhibit 21-8 and Equation 21-4) f HV = 1 1 + PT(ET – 1) + PR(ER – 1) fHV = 1 1 + 0.Highway Capacity Manual 2000 EXAMPLE PROBLEM 1 (PART I) The Highway A 5. Steps 1.129 pc/h/ln 3. speed. Find vp (use Equation 21-3) vp = V PHF * N * fHV * fp vp  1.900-veh/h peak-hour volume.0-km/h field-measured FFS. A 975-m segment with 2. 90 * 2 * 0.Multilane Highways Example Problems 21-16 LOS C .5 percent grade also is included in the study. Outline of Solution All input parameters are known. The Question What are the peak-hour LOS. 13 percent trucks and buses. 74. Determine LOS (use Exhibit 21-3) The Results • LOS C. • Speed = 74. and density for the level terrain portion of the highway? The Facts Level terrain.5 – 1) + 0.90 PHF.00 vp = 1.900 0. 2 percent RVs. D vp. vp FFS.935 1 T(ET – 1) + PR(ER – 1) Speed Inputs vp = 1+P Design. S. vp FFS.Number of lanes V . N. AADT Peak-hour proportion of AADT. 21-11 ER .Hourly volume vp . TLC Access points.Flow rate LOS .4 FFS (measured) Base free-flow Speed. LOS.5 ET Calculate Speed Adjustments and FFS Lane width. D DDHV = AADT * K * D Driver type X Commuter/Weekday  veh/h % Trucks and buses. LOS. 21-10 fp .Exhibit 21-8. 21-3 21-17 fLW fLC fM fA - Exhibit 21-4 Exhibit 21-5 Exhibit 21-6 Exhibit 21-7 Chapter 21 .Exhibit 21-2. daily traffic. PT % RVs. D LOS. LOS. N  Design (N) Highway/Direction of Travel US 80 (East) MP 17 . V 1. Design.00 1. BFFS 74.0 15. D N.MP 20 M.Speed D . AADT FFS.3 C pc/h/ln km/h N v = pc/km/ln LOS Design (vp) or Planning (vp) p assumed pc/h/ln V or DDHV PHF * N * f HV * fp Design (N) or Planning (N) 2nd Iteration LOS vp pc/h/ln N vp = V = vp * PHF * N * fHV * fp veh/h LOS S km/h S km/h D = vp/S pc/km/ln D = vp /S pc/km/ln Glossary N .2 0. M  3. AADT FFS.Highway Capacity Manual 2000 Example Problem 1 (Part I) MULTILANE HIGHWAYS WORKSHEET Average Passenger-Car Speed (km/h) 110 100 Free-Flow Speed = 100 km/h Application Operational (LOS) Design (N) Design (vp) Planning (LOS) Planning (N) Planning (vp) 90 km/h 90 80 km/h 80 70 km/h LOS A C B D E 60 50 400 400 800 1200 Flow Rate (pc/h/ln) 1600 2000 General Information Output LOS. N FFS. S.90 13 2 Peak-hour factor. LOS. K Peak-hour direction proportion.Free-flow speed BFFS . Planning (N) Design (N) or Planning (N) 1st Iteration 1129 74.Page 21-11 LOS. Planning (vp) Operational (LOS) or Planning (L OS) S V or DDHV PHF * N * f HV * fp D = vp /S LOS 1. S.Directional design-hour volum e assumed pc/h/ln V or DDHV PHF * N * f HV * fp Factor Location S .900 veh/h veh/day Annual avg.Multilane Highways Example Problems . FFS.Level of service DDHV . S. 21-9. vp . LW Total lateral clearance. PR General terrain X  Level Grade:  Recreational/Weekend 0. County 1999 From/To Jurisdiction Analysis Year  Design (vp)  Planning (LOS)  Planning (N)  Planning (vp) Flow Inputs Volume. S. Planning (LOS). N. A X Undivided Median type.Density FFS .Base free-flow speed ET . D 2400 Site Information JMYE EHI 5/16/99 AM Analyst Agency or Company Date Performed Analysis Time Period X  Operational (LOS) Input FFS. S.0 m m A/km fLW km/h fLC km/h fA km/h km/h km/h fM km/h FFS = BFFS – fLW – fLC – fA – fM km/h  Divided Operational. D N. D vp. S.Exhibit 21-8. PHF Mountainous Rolling Length km Up/Down % 2 Number of lanes Calculate Flow Adjustments fp ER fHV = 1. 900 0.90 PHF. The Question What are peak-hour LOS. 3. trucks.23-km undivided four-lane highway on level terrain.5 percent grade also is included in the study. and a value of density is calculated using speed and flow rate. Chapter 21 . Determine LOS (use Exhibit 21-3).5 percent grade (upgrade and downgrade). 90 * 2 * 0.0 km/h. 1. and the LOS determined from the speed-flow diagram. Steps 1. Find vp. Assume FFS of 74.13(1. 74.5 percent downgrade. and 0.8 pc/km/ln. and density of traffic on the 2. and • Density = 15. and RVs all operate as though on level terrain.Highway Capacity Manual 2000 EXAMPLE PROBLEM 1 (PART II) The Highway A 5. Therefore. . 2 percent RVs.5 percent grade segment. An estimate of passenger-car speed is determined from the graph.0 – 1) fHV = 0.4-m lane width.5 – 1) + 0. • Speed = 74.02(3.5 percent grade? Does this operation still meet the minimum required LOS D? The Facts 2. Find fHV (use Exhibits 21-9 and 21-10). LOS C (upgrade) LOS C (downgrade) The Results Downgrade: • LOS C.0 km/h applies to both upgrade and downgrade segments.Multilane Highways Example Problems 21-18 Upgrade: • LOS C.905 2. 13 percent trucks and buses. Comments For the 2. A 975-m segment with 2. speed. • Speed = 74.0 km/h. and • Density = 15.3 pc/km/ln.166 pc/h/ln 3. 905 * 1.00 vp = 1.0-km/h field-measured FFS. Demand will be computed in terms of pc/h/ln. vp = V PHF * N * fHV * fp vp  1. fHV = 1 1 + P T(ET – 1) + P R(ER – 1) fHV = 1 1 + 0. Outline of Solution All input parameters are known. results obtained in Part I are applicable for downgrade results of the 2.900-veh/h peak-hour volume. buses. LOS. LOS. D Design (N) Design (vp) Planning (LOS) Planning (N) Planning (vp) FFS. S.Hourly volume vp .Exhibit 21-8. 21-10 fp .Directional design-hour volume assumed pc/h/ln V or DDHV PHF * N * f HV * fp Factor Location S . S. PHF veh/day % Trucks and buses. LOS.0 km/h km/h Operational.975 km Mountainous Up/Down 2.Free-flow speed BFFS .00 1. N.Speed D . Planning (vp) Operational (LOS) or Planning (L OS) vp = S V or DDHV PHF * N * f HV * fp D = vp /S LOS 3.Highway Capacity Manual 2000 Example Problem 1 (Part II) MULTILANE HIGHWAYS WORKSHEET 100 Free-Flow Speed = 100 km/h 90 km/h 90 80 km/h 80 70 km/h LOS A B C 60 50 400 400 800 D downgrade upgrade Average Passenger-Car Speed (km/h) 110 1200 Flow Rate (pc/h/ln) E 1600 200 0 General Information Output LOS. v Site Information Analyst X Application Operational (LOS)  Design (N) US 80 (East) MP 17 .90 13 2 Level Rolling Grade:  Recreational/Weekend Length 0. S. 21-3 21-19 fLW fLC fM fA - Exhibit 21-4 Exhibit 21-5 Exhibit 21-6 Exhibit 21-7 Chapter 21 . S. N FFS. TLC Access points.5 fp ET ER 1 + PT(ET – fHV = 1 1) + PR(ER – 1) Speed Inputs Lane width. AADT FFS. PT Peak-hour proportion of AADT. County 1999 Highway/Direction of Travel From/To Jurisdiction Analysis Year  Design (vp)  Planning (LOS)  Planning (N)  Planning (vp) Flow Inputs 1. D vp. vp FFS. Design.Number of lanes V .900 Volume. D veh/h DDHV = AADT * K * D Driver type X Commuter/Weekday  0.Multilane Highways Example Problems . daily traffic. LOS. N N.MP 20 M.905 fLW km/h fLC km/h fA km/h fM km/h FFS = BFFS – fLW – fLC – fA – fM km/h Design.0 0. A X Undivided Median type. LW Total lateral clearance. FFS. D 2400 JMYE EHI 5/16/99 AM Agency or Company Date Performed Analysis Time Period Operational (L OS) Input FFS. AADT veh/h Peak-hour factor. K % RVs. vp .Exhibit 21-8. M  FFS (measured) Base free-flow Speed.4 m m A/km  Divided 74.5 (up) % 2 Number of lanes Calculate Flow Adjustments 1. 21-11 ER . N.8 C pc/h/ln km/h N v = pc/km/ln LOS Design (vp) or Planning (vp) p assumed pc/h/ln V or DDHV PHF * N * f HV * fp Design (N) or Planning (N) 2nd Iteration LOS vp pc/h/ln N vp = V = v p * PHF * N * fHV * fp veh/h LOS S km/h S km/h D = vp/S pc/km/ln D = vp /S pc/km/ln Glossary N . AADT FFS.0 15. BFFS Calculate Speed Adjustments and FFS 3. Planning (LOS).Density FFS .Page 21-11 LOS. D LOS.Base free-flow speed ET . V Annual avg.Exhibit 21-2. Planning (N) Design (N) or Planning (N) 1st Iteration 1166 74.Level of service DDHV . 21-9. PR General terrain Peak-hour direction proportion. S. S. S. D vp.Flow rate LOS . D N. The Question What is the LOS of the highway on level terrain during the peak hour? The Facts Level terrain. The highway includes a 4 percent grade. Determine LOS (use Exhibit 21-3). 1830-m in length.0-km/h 85th-percentile speed. and • Density = 11. and the LOS determined from the speed-flow diagram.90 PHF. followed by level terrain of 1570 m.971 2. 3. 1. 21-5. and • Density = 11.0 FFS = 76. Steps 1.4-km segment of an east-west five-lane highway with two travel lanes in each direction separated by a two-way left-turn lane (TWLTL).0 km/h (EB) FFS = 80 – 0.500 0. Compute EB and WB free-flow speeds (use Exhibits 21-4. An estimate of passenger-car speed is determined from the graph.06(1.0 = 80. 8 access points/km (westbound).500-veh/h peak-hour volume. The Results Eastbound: • LOS C. since none is indicated.3 pc/km/ln. 6 access points/km (eastbound).0 – 0.7 km/h (WB) 4. 83. Find vp (EB and WB) (use Equation 213). BFFS = 83. 6 percent trucks and buses.0 – 5.6-m and greater lateral clearance for westbound and eastbound.0 FFS = 74.Highway Capacity Manual 2000 EXAMPLE PROBLEM 2 (PART I) The Highway A 3. • Speed = 76. FFS = BFFS – fLW – fLC – fA – fM FFS = 80 – 0. 21-20 .Multilane Highways Example Problems LOS C (EB and WB) Westbound: • LOS C. an FFS estimate. 90 * 2 * 0. 971* 1. and 0.00 vp = 858 pc/h/ln vp  3.0 – 3. 21-6.0 – 4. 3.6-m lane width. Chapter 21 .0 km/h.5 pc/km/ln.3 – 0.0 – 0. vp = V PHF * N * fHV * fp 1. Demand will be computed in terms of pc/h/ln. and Equation 21-1). Comments Assume base FFS to be 3.0 km/h less than 85th-percentile speed.7 km/h. Outline of Solution All input parameters are known. • Speed = 74.0 – 0. 21-7. Find fHV (EB and WB) (use Exhibit 21-8).0 km/h Assume no RVs. and a value of density is calculated using speed and flow rate. 1 1 + PT(ET – 1) + P R (E R – 1) 1 = 1 + 0.5 – 1) + 0 fHV = fHV fHV = 0. County 1999 Highway/Direction of Travel From/To Jurisdiction Analysis Year  Design (vp)  Planning (LOS)  Planning (N)  Planning (vp) Flow Inputs Volume.0/5. LOS. M  Undivided FFS (measured) Base free-flow Speed. S.Multilane Highways Example Problems .Exhibit 21-2. S. 21-10 fp . D N. FFS.0/74. PT % RVs.Page 21-11 LOS. S. V 1.0/74. D vp.00 1. N N. N. AADT FFS.3 fM km/h km/h FFS = BFFS – fLW – fLC – fA – fM 76.Base free-flow speed ET . D LOS.Level of service DDHV . LOS.5 C/C pc/h/ln km/h N v = pc/km/ln LOS Design (vp) or Planning (vp) p assumed pc/h/ln V or DDHV PHF * N * f HV * fp Design (N) or Planning (N) 2nd Iteration LOS vp pc/h/ln N vp = V = vp * PHF * N * fHV * fp veh/h LOS S km/h S km/h D = vp/S pc/km/ln D = vp /S pc/km/ln Glossary N . LOS.Hourly volume vp . AADT veh/h Peak-hour factor. BFFS vp = 1 + P (E – fLW km/h fLC km/h fA 4. D vp. S.Free-flow speed BFFS . daily traffic. AADT FFS. N.3/11.Speed D . vp FFS. Planning (LOS).Density FFS . TLC Access points. 21-11 ER .Number of lanes V .Directional design-hour volume assumed pc/h/ln V or DDHV PHF * N * f HV * fp Factor Location S .90 6 0 Length km Up/Down % Number 2 of lanes Calculate Flow Adjustments 1. Planning (vp) Operational (LOS) or Planning (L OS) S V or DDHV PHF * N * f HV * fp D = vp /S LOS 1 1) + P (E – 1) 0. D 2400 Site Information JMYE EHI 5/16/99 PM Analyst Agency or Company Date Performed Analysis Time Period X  Operational (L OS) Application Operational (LOS)  Design (N) Buckeye Rd. 21-9. 21-3 21-21 fLW fLC fM fA - Exhibit 21-4 Exhibit 21-5 Exhibit 21-6 Exhibit 21-7 Chapter 21 . D Design (N) Design (vp) Planning (LOS) Planning (N) Planning (vp) FFS. PR General terrain Peak-hour proportion of AADT. K Peak-hour direction proportion.971 R R Calculate Speed Adjustments and FFS Lane width. A Median type. PHF veh/day % Trucks and buses. v Output LOS. S.Exhibit 21-8.6 Total lateral clearance. N.7 km/h Design.Flow rate LOS . Design. S. LW > 3. (EB/WB) 50th .Exhibit 21-8.58th St. Planning (N) Design (N) or Planning (N) 1st Iteration 858 76. D DDHV = AADT * K * D veh/h X Commuter/Weekday  X Level   Recreational/Weekend Mountainous Rolling Grade: Driver type 0. vp .5 fp ET ER fHV = T T Speed Inputs m 3.6 m 6/8 A/km X Divided  km/h km/h 80 Operational.500 Annual avg. N FFS.Highway Capacity Manual 2000 Example Problem 2 (Part I) MULTILANE HIGHWAYS WORKSHEET Average Passenger-Car Speed (km/h) 110 100 Free-Flow Speed = 100 km/h 90 km/h 90 80 km/h 80 70 km/h LOS A C B D E 60 50 400 400 800 1200 Flow Rate (pc/h/ln) 1600 200 0 General Information Input FFS. S. LOS.7 11. 0 = 74. and 21-7).0 km/h. 6 access points/km (EB). and • Density = 10.0 km/h less than 85th-percentile speed. 1830 m in length.Highway Capacity Manual 2000 EXAMPLE PROBLEM 2 (PART II) The Highway A 3.971 (EB) 1 + 0.0 = 84.0 km/h (WB) LOS B (EB) LOS C (WB) p 3.7 pc/km/ln. 971* 1.0 – 0.0 km/h.0 percent grade (EB downgrade. Compute EB and WB FFS (use Exhibits 21-4.0 = 74. 21-22 .00 1.00 FFS = BFFS – fLW – fLC – fA – fM FFS = 84. 87. • Speed = 74. Find vp (EB and WB).Multilane Highways Example Problems Westbound: • LOS C. 90 * 2 * 0.0 – 1) + 0 f HV = vp = V PHF * N * f HV * fp v  p v  1. an FFS estimate. BFFS (EB) = 87. and the LOS determined from the speed-flow diagram.0 – 0. 893 * 1.06(3. and a value of density is calculated using speed and flow rate.0 km/h Assume no RVs. since none indicated. WB upgrade). 2.6 pc/km/ln.0-km/h westbound 85th-percentile speed. 4.0 – 0. 90 * 2 * 0. 21-6. Comments Assume base FFS to be 3. 77. followed by level terrain of 1570 m. Determine LOS (use Exhibit 21-3). and • Density = 12. The Results Eastbound: • LOS B.0 = 80.893 (WB) HV 1 + 0.0 – 0.0 – 3.06(1.0 – 0.0 – 0. Steps 1. Outline of Solution All input parameters are known.6-m lane width.0-km/h eastbound 85th-percentile speed. Chapter 21 . 1 1 + PT(ET – 1) + PR (ER – 1) 1 fHV = = 0. The highway characteristics include a 4 percent grade.0 km/h (EB) FFS = 74. • Speed = 80.500 = 858 pc/h/ln (EB) 0.5 – 1) + 0 1 f = = 0.0 – 3. Demand will be computed in terms of pc/h/ln.0 – 0. The Question What is the LOS of the 4 percent grade segment during the peak hour? Additional Facts 4. and 0 access points (WB). 3.0 km/h BFFS (WB) = 77.4-km segment of an east-west five-lane highway with two travel lanes in each direction separated by a TWLTL.0 – 4. An estimate of passenger-car speed is determined from the graph. Find fHV (EB and WB) (use Exhibits 21-9 and 21-11). 21-5.500 = 933 pc/h/ln (WB) 0. 21-9. daily traffic. AADT FFS.0 ET 1+P 1 T(ET – 1) + PR(ER – 1) 0.6 B/C km/h N v = pc/km/ln LOS Design (vp) or Planning (vp) p assumed pc/h/ln V or DDHV PHF * N * f HV * fp Design (N) or Planning (N) 2nd Iteration LOS vp pc/h/ln N vp = V = vp * PHF * N * fHV * fp veh/h LOS S km/h S km/h D = vp/S pc/km/ln D = vp /S pc/km/ln Glossary N . County 1999 Highway/Direction of Travel JMYE EHI 5/16/99 PM Agency or Company X  Operational (LOS) 2000 Application Operational (LOS) From/To Jurisdiction Analysis Year  Design (vp)  Planning (LOS)  Planning (N)  Planning (vp) Flow Inputs 1.Page 21-11 LOS. D LOS.Base free-flow speed ET . N. Planning (N) Operational (LOS) or Planning (LOS) vp = S V or DDHV PHF * N * f HV * fp D = vp /S LOS km/h fLC km/h 4.0 fA fM km/h km/h FFS = BFFS – fLW – fLC – fA – fM 80. (EB/WB) 50th . 21-3 21-23 fLW fLC fM fA - Exhibit 21-4 Exhibit 21-5 Exhibit 21-6 Exhibit 21-7 Chapter 21 . 21-11 ER .00 1. LW 3.Level of service DDHV . LOS. Planning (LOS). AADT veh/h Peak-hour factor. BFFS km/h fLW Operational. PR General terrain Level Rolling Length 1. D DDHV = AADT * K * D veh/h Grade: Driver type X Commuter/Weekday  % RVs. S. PT Peak-hour proportion of AADT. D 2400 Site Information Analyst Date Performed Analysis Time Period  Design (N) Buckeye Rd. S.Flow rate LOS .Number of lanes V . TLC m 6/0 Access points.Exhibit 21-8.971/0.Multilane Highways Example Problems .6 m > 3.Exhibit 21-2. V Annual avg. PHF veh/day % Trucks and buses.0/74.Density FFS . N FFS.7/12. Planning (vp) Design.830 km 0. A A/km X Divided Median type. vp FFS. S.0/74.0/74. LOS. vp .Directional design-hour volume assumed pc/h/ln V or DDHV PHF * N * f HV * fp Factor Location S . S.0/0. LOS.893 Speed Inputs Calculate Speed Adjustments and FFS Lane width.0 km/h Design (N) or Planning (N) 1st Iteration 858/933 pc/h/ln 80.Free-flow speed BFFS .58th St. 21-10 fp . LOS.5/3.Highway Capacity Manual 2000 Example Problem 2 (Part II) MULTILANE HIGHWAYS WORKSHEET Free-Flow Speed = 100 km/h 90 90 80 80 km/h km/h 70 km/h LOS A B 60 EB downgrade 100 50 40 0 C 800 400 D E WB upgrade Average Passenger-Car Speed (km/h) 110 1200 1600 General Information Input FFS.500 Volume.90 6 0 Mountainous 4 Up/Down % 2 Number of lanes  Recreational/Weekend Calculate Flow Adjustments fp ER fHV = 1. N. K Peak-hour direction proportion. D Design (N) Design (vp) Planning (LOS) Planning (N) Planning (vp) FFS. v Output LOS. N. D vp. S.Speed D . S. FFS. D vp.6 Total lateral clearance. N N.Hourly volume vp . D N.0 10. M  Undivided  FFS (measured) km/h 84. S.0 Base free-flow Speed.Exhibit 21-8. Design. AADT FFS. Assume different design to fit available right-of-way. 21-5. Use 1. 930 * 1.0 – 0.Multilane Highways Example Problems 21-24 . Convert AADT to design-hour volume.0 km/h 4.0 – 4. 21-6. Determine maximum vp (use Exhibit 21-3).0 – 4.0 – 0. FFS = BFFS – fLW – fLC – fA – fM FFS = 88. BFFS = 80. 2.000 annual average daily traffic. Rolling terrain.00 3.0 km/h greater than the posted speed. 9.8 m (raised) Lane width = 3.8 + 21.00 Median width = 3.8 m (greater than available width) Median width = 1.5 – 1) + 0 R 3. Assume base FFS to be 8. 21-6. 1 fHV = 1 + P (E – 1) + P (E – 1) T T R DDHV = AADT * K * D DDHV = 60.0-km/h speed limit. Compute vp using minimum N required. 3. Find fHV (use Exhibit 21-8 ).6 m Lateral clearance (shoulder) = 1.0 – 0.314 pc/h/ln p 0.8 m Total required width = 3.2-km segment of multilane highway with right-of-way width of The Question What is the cross section required to meet the design criterion of LOS D? What is the expected travel speed for passenger cars? The Facts 60. 80. Compute FFS (use Exhibits 21-4. and 21-7).2 (use 3) 0.775 * 0. 21-5.0 km/h LOS D The Results A six-lane highway with lane widths of 3.6 m Lane width = 3.55 = 3. vp = 1.0 km/h Steps 1.6 m.8-m median.0 m (fits within available 27.Highway Capacity Manual 2000 EXAMPLE PROBLEM 3 The Highway 27.10 * 0. 300 v  = 1. 5.4 m) FFS = 88. 6 access points/km. Determine if base conditions will fit within available right-of-way with a 3. although current.6 + 6 * 3. a 1.05(2.6 m Lateral clearance (shoulder) = 1. 90 * 3 * 0. A new 3.0 + 8.0 – 0. Determine minimum N required. Compute free-flow speed (use Exhibits 21-4.6 + 2 * 1. Peak-hour volume is 10 percent of daily traffic. Comments This solution assumes that the given AADT is for the design year and that the other factors.4 m.8 = 28.8 m Total required width = 1. and 21-7).6-m median to accommodate leftturn bays in the future.775 pc/h/ln N V PHF * vp * fHV * fp N 6. 930 * 1.0 – 0. and 0.6 + 2 * 1.8-m median and do not use shoulder at median. and lateral clearances of 1.0 = 84.300 veh/h fHV 1 = = 0.000 * 0. Determine LOS (use Exhibit 21-3).0 – 0.0 = 88. 300 = 2.930 1 + 0. 7. 90 * 1. 8.8 m on the right will meet the operational objective of LOS D during the Chapter 21 . 5 percent trucks. are accepted as representative of expected design year conditions.8 = 27.0 = 84. 10. Peak-hour traffic has 55/45 directional split.90 peak-hour factor. 21-9.6 m 6 A/km X Divided  88. AADT Peak-hour proportion of AADT. Planning (vp) vp = 1 + P (E – fLW km/h fM 0.314 C 84.00 2. D vp.0/0.Hourly volume vp .775 D assumed pc/h/ln LOS Design (vp) or Planning (vp) Design (N) or Planning (N) 2nd Iteration LOS pc/h/ln V = vp * PHF * N * fHV * fp vp = veh/h S LOS km/h D = vp/S S pc/km/ln D = vp /S Glossary N . D LOS. Planning (LOS).6 N vp V or DDHV PHF * N * f HV * fp assumed pc/h/ln km/h pc/km/ln Factor Location S .0/84. v Output LOS.10 55/45 3300 Annual avg.Number of lanes V .6 m 3. M  Undivided FFS (measured) Base free-flow Speed.Exhibit 21-8. S. Design.Flow rate LOS .0 0.Directional design-hour volume 3 1.Exhibit 21-2. PT % RVs.6 pc/km/ln are computed.Page 21-11 LOS. D 2400 Site Information JMYE EHI 5/16/99 PM Analyst Agency or Company Date Performed Analysis Time Period  Operational (LOS) 2000 Application Operational (LOS)  Design (N) US 6 (N/E) 31st to 156th St. N FFS.0 0. County 1999 Highway/Direction of Travel From/To Jurisdiction Analysis Year X  Planning (N)  Planning (LOS)  Design (vp)  Planning (vp) Flow Inputs Volume.Level of service DDHV . LOS. S. N N.Speed D . FFS.Highway Capacity Manual 2000 peak-hour period. 21-10 fp . M.90 5 0 Rolling Length Mountainous km Up/Down % Number of lanes  Recreational/Weekend Calculate Flow Adjustments 1. D Design (N) Design (vp) Planning (LOS) Planning (N) Planning (vp) FFS.Base free-flow speed ET . D vp.Free-flow speed BFFS . AADT FFS. Example Problem 3 MULTILANE HIGHWAYS WORKSHEET Average Passenger-Car Speed (km/h) 110 100 Free-Flow Speed = 100 km/h 90 km/h 90 80 km/h 80 70 km/h LOS A B C D E 60 50 400 400 800 1200 Flow Rate (pc/h/ln) 1600 General Information Input FFS.2 1. 21-11 ER .0/4. S. S. S.0 15.Multilane Highways Example Problems . N. BFFS 3.930 Calculate Speed Adjustments and FFS Operational. daily traffic.0 4. LOS.Density FFS .Exhibit 21-8. K Peak-hour direction proportion.0 km/h fLC fA km/h km/h km/h Design.5 fp ET ER fHV = T T Speed Inputs Lane width. D DDHV = AADT * K * D veh/h Peak-hour factor. 21-3 21-25 fLW fLC fM fA - Exhibit 21-4 Exhibit 21-5 Exhibit 21-6 Exhibit 21-7 Chapter 21 . LOS.0 FFS = BFFS – fLW – fLC – fA – fM 84. TLC Access points.0 km/h km/h Operational (LOS) or Planning (LO S) S V or DDHV PHF * N * f HV * fp D = vp /S 1 1) + P (E – 1) R R 0 0. AADT FFS. LW Total lateral clearance.000 0. PR General terrain veh/h X Commuter/Weekday  X  Level Grade: Driver type 0. D N. vp . PHF veh/day % Trucks and buses. vp FFS. LOS. The passenger-car speed of 84. S. Planning (N) Design (N) or Planning (N) 1st Iteration pc/h/ln km/h pc/km/ln N vp = LOS V or DDHV PHF * N * f HV * fp 2.0 km/h and density of 15. A Median type.0/0. V 60. N. S.6/3. S = 80. Determine additional volume that can be accommodated while still maintaining the improved LOS.0 km/h at improved LOS and FFS (use Exhibit 21-3).400 pc/h/ln flow rate.0 km/h. LOS D 2. Determine maximum allowable flow vp = 1. FFS = 96.6 pc/km/ln. Comments This problem involves upgrading the design of a substandard section of multilane highway. determine LOS for improved and for current conditions.Highway Capacity Manual 2000 EXAMPLE PROBLEM 4 The Highway improved.400 pc/h/ln. vp = 1. restricting access to fronting properties and constructing a median. Improved LOS C.400 pc/h/ln. 3. Additional volume = 1.Multilane Highways Example Problems Currently LOS D. The substandard highway has a measured FFS of 80 km/h. and Improved free-flow travel time is 150 s. 21-26 .400 = 136 pc/h/ln The Results • • • • • Chapter 21 . Compute additional volume.0 km/h. Speed = 96. Additional volume = 136 pc/h/ln.0-km segment of a six-lane highway in a growing urban area to be The Question What is the estimated LOS for the existing and improved roadway? How much additional traffic can be added and still maintain the improved LOS? The Facts 1. It is proposed to upgrade the design to a 96-km/h FFS through wider shoulders.536 – 1. straightening the alignment on a few critical curves.0 km/h. and Density = 14. A 4. Free-flow travel time is 180 s. Speed = 96. Determine LOS and speed of existing highway (use Exhibit 21-3). Steps 1. LOS C. widening the lanes to current standards. Outline of Solution Using given peak-hour volume and FFS. FFS.Hourly volume vp . S.Number of lanes V . LOS.400 = 136 pc/h/ln N vp = veh/h S 96. D 2400 Site Information JMYE EHI 5/16/99 PM Analyst Agency or Company Date Performed Analysis Time Period  Operational (LOS) Input FFS.Density FFS . Meno to Woodstock M. County 1999 Highway/Direction of Travel From/To Jurisdiction Analysis Year X  Design (vp)  Planning (LOS)  Planning (N)  Planning (vp) Flow Inputs Volume.Multilane Highways Example Problems . D vp.Exhibit 21-8.0 FFS (measured) Base free-flow Speed. vp FFS. LW Total lateral clearance. PT % RVs.536 . 21-10 fp . AADT FFS. A Median type. S. daily traffic. AADT FFS. S. D N. V veh/h Peak-hour factor. LOS. N  Design (N) Georgia Dr. PHF Annual avg.Page 21-11 LOS. K Peak-hour direction proportion. AADT veh/day % Trucks and buses. S. D vp.Flow rate LOS . 21-11 ER .Base free-flow speed ET .0 14. S. N FFS. 21-3 21-27 fLW fLC fM fA - Exhibit 21-4 Exhibit 21-5 Exhibit 21-6 Exhibit 21-7 Chapter 21 . Planning (LOS). M  Undivided 96. BFFS X Divided  + P (E – 1) R R fLW km/h fLC km/h fA km/h km/h km/h fM km/h FFS = BFFS – fLW – fLC – fA – fM km/h Operational (LOS) or Planning (LOS) S 1 1) m m A/km Operational. LOS.Level of service DDHV . D DDHV = AADT * K * D veh/h X Level   Commuter/Weekday  Recreational/Weekend Mountainous Rolling Grade: Driver type Length km Up/Down % 3 Number of lanes Calculate Flow Adjustments fp ET ER fHV = Speed Inputs Calculate Speed Adjustments and FFS T T Lane width. D LOS. Planning (vp) vp = 1 + P (E – Design.Highway Capacity Manual 2000 Example Problem 4 MULTILANE HIGHWAYS WORKSHEET 100 Free-Flow Speed = 100 km/h Additional growth with LOS C { Average Passenger-Car Speed (km/h) 110 90 km/h 90 Application Operational (LOS) Design (N) Design (vp) Planning (LOS) Planning (N) Planning (vp) km/h 80 70 km/h 80 LOS A C B D E 60 50 40 0 400 800 1200 Flow Rate (pc/h/ln) 1600 2000 General Information Output LOS. PR General terrain Peak-hour proportion of AADT.Exhibit 21-8.Exhibit 21-2.Speed D .Free-flow speed BFFS . TLC Access points. vp FFS. N. S. D N.6 LOS D = vp/S km/h pc/km/ln Glossary N . S.Directional design-hour volum e assumed pc/h/ln V or DDHV PHF * N * f HV * fp S km/h D = vp /S pc/km/ln Factor Location S . Design.1. vp . 21-9. Planning (N) Design (N) or Planning (N) 1st Iteration V or DDHV pc/h/ln PHF * N * f HV * fp D = vp /S km/h N v = pc/km/ln LOS p assumed pc/h/ln V or DDHV PHF * N * f HV * fp LOS Design (vp) or Planning (vp) Design (N) or Planning (N) 2nd Iteration LOS vp V = vp * PHF * N * fHV * fp 1. LOS. N. 10.609 pc/h/ln p 0. Find fHV (use Exhibit 21-8). and D = 12. 520 v  = 1. Speed = 84.5 – 1) + 0 FFS = BFFS – fLW – fLC – fA – fM = 3.00). 870 * 2 * 1. lane width of 3. 21-5.60 DDHV = 2. Rolling terrain. 520 0.90. and 21-7).520 veh/h 2.1(2. Compute free-flow speed (use Exhibits 21-4.00 = 1. The Question For opening-day volumes. K = 0.7 km/h 2. Determine LOS (use Exhibit 21-3).000 * 0. 90 * 0. 4.8 m. Assume commuter traffic (fp = 1. LOS C p The Results • • • • Chapter 21 .0 – 0. Comments Several input variables are not given. 21-6. access-point density of 4 access points/km. directional split of 60/40.073 pc/h/ln .870 1 + 0.7 – 2.6 = 84. how many lanes will be needed to provide LOS C during the peak hour? The Facts 42. 21-28 2. LOS C.0 km/h.000 veh/day. determine required lane configuration. Determine LOS (use Exhibit 21-3). and 10 percent trucks. PHF = 0. Assume six-lane highway and compute vp (use Equation 21-3).Multilane Highways Example Problems A 6-lane freeway is needed. fHV = 1 1 + PT(ET – 1) + P R (E R – 1) fHV 1 = 0. Steps 1. Outline of Solution Using the multilane highways worksheet (Appendix A). Reasonable default values based on the traffic engineer’s knowledge of local conditions are selected as 10 percent trucks. 90 * 0. Convert AADT to directional designhour volume (DDHV).0 – 2.Highway Capacity Manual 2000 EXAMPLE PROBLEM 5 The Highway New suburban facility under planning with an opening-day AADT forecast of 42. DDHV = AADT * K * D DDHV = 42.000 veh/day.0 – 0. 0 percent RVs.10 * 0.7 pc/km/h.00 5. BFFS = 90.7 km/h. v  7. and shoulder width of 1. undivided highway. FFS = 90. Assume four-lane highway and compute vp (use Equation 21-3). 870 * 3 * 1. LOS D 6.6 m. 21-9. 21-11 ER . S. LOS. v Output LOS.6 3.Level of service DDHV . AADT FFS. W.870 Calculate Speed Adjustments and FFS 0. D 90 km/h 90 80 km/h 80 70 km/h LOS A C B D E 60 50 400 400 800 1200 Flow Rate (pc/h/ln) 1600 200 0 General Information JMYE EHI 5/16/99 PM Analyst Agency or Company Date Performed Analysis Time Period  Operational (LOS) 2400 Site Information  De sign (N) Highway/Direction of Travel From/To M.00 2. Capacity and LOS Procedures for Rural and Urban Multilane Highways.7 km/h fLW Design. Design. Schoen. REFERENCES 1. County 1999 Jurisdiction Analysis Year X  Planning (N)  Planning (LOS)  Design (vp)  Planning (vp) Flow Inputs Volume. N. AADT Peak-hour proportion of AADT. 21-10 fp . D vp. J. S. LOS. vp . Planning (vp) Operational (LOS) or Planning (L OS) vp = S V or DDHV PHF * N * f HV * fp D = vp /S 0. Holling. Tucson. D N. TLC Access points..Exhibit 21-2.Page 21-11 LOS.Highway Capacity Manual 2000 Example Problem 5 MULTILANE HIGHWAYS WORKSHEET Average Passenger-Car Speed (km/h) 110 100 Free-Flow Speed = 100 km/h Application Operational (LOS) Input FFS. N.6 km/h FFS = BFFS – fLW – fLC – fA – fM 84. N N. S.6 4 m m A/km  Divided 90 km/h km/h Operational.7 km/h fM 2. Harwood.10 0. N FFS. D vp.Directional design-hour volume V or DDHV PHF * N * f HV * fp 3 1. V 42. daily traffic. D Design (N) Design (vp) Planning (LOS) Planning (N) Planning (vp) FFS. S. Ariz. K Peak-hour direction proportion. Planning (LOS). LW Total lateral clearance.5 ET 1 + PT(ET – fHV = 1 1) + PR(ER – 1) Speed Inputs Lane width.90 10 0  Recreational/Weekend X  Level Grade: Rolling Length Mountainous km Up/Down % Number of lanes Calculate Flow Adjustments fp ER 1.Speed D . 21-3 fLW fLC fM fA - Exhibit 21-4 Exhibit 21-5 Exhibit 21-6 Exhibit 21-7 V. vp FFS.Free-flow speed BFFS . Final Report.7 km/h pc/km/ln Factor Location S . A X Undivided Median type. S.Hourly volume vp . S. FFS. PHF veh/day % Trucks and buses.Exhibit 21-8. D LOS. BFFS 3.7 12. LOS. D DDHV = AADT * K * D veh/h Peak-hour factor. PT % RVs. M  FFS (measured) Base free-flow Speed.Exhibit 21-8.609 V or DDHV PHF * N * f HV * fp assumed pc/h/ln D LOS Design (vp) or Planning (vp) Design (N) or Planning (N) 2nd Iteration LOS vp pc/h/ln N vp = V = vp * PHF * N * fHV * fp veh/h LOS S km/h S D = vp/S pc/km/ln D = vp /S Glossary N . 21-29 Chapter 21 .Base free-flow speed ET .Multilane Highways Example Problems . S. LOS.000 0. May 1990. AADT FFS.Density FFS .60 2520 Annual avg.0 km/h fLC 0. PR General terrain veh/h Driver type X Commuter/Weekday  0. and M.Flow rate LOS .. D. Reilly. JHK & Associates.073 assumed pc/h/ln C 84.0 km/h fA 2. Planning (N) Design (N) or Planning (N) 1st Iteration km/h N v = pc/km/ln LOS pc/h/ln p 2 1.Number of lanes V . NCHRP Project 3-33. Vol. C. Webster. Ahlin. 1982. Compendium of Technical Papers.. Accident Analysis and Prevention. M. Streets and Highways.C. Transportation Research B33. D. pp. 5. 74–81. A. Australian Road Research. 4. Va. 1983. Vol. 1999. A Simulation Study of Truck Passenger Car Equivalents (PCE) on Basic Freeway Sections. Institute of Transportation Engineers. 323–336. 4. WORKSHEET MULTILANE HIGHWAYS WORKSHEET Chapter 21 . and L. In Transportation Research Record 910. National Research Council. pp. Armour.. 267–278. Elefteriadou. D. No. 7. Washington. D. pp. 14. 1990. 1976. August 5–8.. 1984. No. pp. S. Maghsoodloo. and D. J. E. Analysis of Selective Enforcement Strategy Effects on Rural Alabama Traffic Speeds. Hool.C. N. 3. D. Institute of Transportation Engineers. 3.. The Effect of Police Presence on Urban Driving Speeds. and F. APPENDIX A.S. Sept. Arlington. 6.Highway Capacity Manual 2000 2. Tignor. Veren. N. Washington. Speed Enforcement and Speed Choice. Brown. 14. TRB. J. Hauer. Manual of Traffic Engineering Studies.Multilane Highways References 21-30 . Driver Speed Behavior on U. 142–148.. S.. Speed D . Planning (LOS). S. 21-9. Design. S.Exhibit 21-7 Chapter 21 . PHF Annual avg. vp . N. D N.Exhibit 21-6 fA .Free-flow speed BFFS . S.Exhibit 21-8. Planning (vp) Operational (LOS) or Planning (L OS) vp = S V or DDHV PHF * N * fHV * fp D = vp /S 1 1 + PT(ET – 1) + PR(ER – 1) fLW km/h fLC km/h fA km/h fM km/h FFS = BFFS – fLW – fLC – fA – fM km/h Design. AADT veh/day % Trucks and buses.Flow rate LOS . vp FFS. vp FFS.Exhibit 21-5 fM . S. D DDHV = AADT * K * D veh/h  Commuter/Weekday Level Mountainous Rolling Grade: Driver type Length km Up/Down % Number of lanes  Recreational/Weekend Calculate Flow Adjustments fp ER ET fHV = Speed Inputs Lane width.Multilane Highways .Exhibit 21-8. Planning (N) Design (N) or Planning (N) 1st Iteration km/h N v = pc/km/ln LOS pc/h/ln p assumed pc/h/ln V or DDHV PHF * N * fHV * fp LOS Design (vp) or Planning (vp) Design (N) or Planning (N) 2nd Iteration LOS vp pc/h/ln N vp = V = vp * PHF * N * fHV * fp veh/h LOS S km/h S km/h D = vp/S pc/km/ln D = vp /S pc/km/ln Glossary N . LW Total lateral clearance. BFFS Calculate Speed Adjustments and FFS m m A/km  Divided km/h km/h Operational. K Peak-hour direction proportion.Number of lanes V . AADT FFS. PT % RVs.Level of service DDHV . D N. D vp. FFS. S. S.Page 21-11 LOS. D LOS. LOS. S. TLC Access points. LOS.Density FFS . LOS.Base free-flow speed ET . D vp.Highway Capacity Manual 2000 MULTILANE HIGHWAYS WORKSHEET Average Passenger-Car Speed (km/h) 110 Free-Flow Speed = 100 km/h Application Operational (LOS) Design (N) Design (vp) Planning (LOS) Planning (N) Planning (vp) 90 km/h 90 80 km/h 80 70 km/h LOS A B C D E 60 50 40 0 400 800 1200 Flow Rate (pc/h/ln) 1600 General Information 2000 Input FFS. PR General terrain Peak-hour proportion of AADT. A Median type. M  Undivided FFS (measured) Base free-flow Speed. 21-10 fp .Exhibit 21-2.Directional design-hour volume assumed pc/h/ln V or DDHV PHF * N * fHV * fp Factor Location S . V veh/h Peak-hour factor. LOS. N FFS. N Output LOS. AADT FFS. D 2400 Site Information Analyst Highway/Direction of Travel Agency or Company From/To Date Performed Jurisdiction Analysis Time Period Analysis Year  Operational (LOS)  Design (N)  Design (vp)  Planning (LOS)  Planning (N)  Planning (vp) Flow Inputs Volume. daily traffic.Hourly volume vp . 21-11 ER . 21-3 fLW . N.Exhibit 21-4 fLC .