Titulo elaborado Corredor 2 Girardot Neiva ESCAL A

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1 CONSULTORIA ESPECIALIZADA PARA LA ESTRUCTURACIÓN DE CONCESIONES VIALES PARA EL SIGUIENTE GRUPO DE CARRETERAS GRUPO 1 CENTRO-SUR CORREDOR 1:ANALISIS DE INTERSECCIONES Titulo elaborado Corredor 2 Girardot Neiva ESCAL A Revisi Descripción Redactado Fecha Averiguad ón 0 Primera Salvatore 18/04/20 Francesco o Esposito 12 Romeo emisión 1 Inclusión Salvatore 11/07/20 Francesco Esposito 12 Romeo variante Espinal Fecha Aprobado Fecha 18/04/ /07/20 12 c t s Cap Doc Pgr Rev F6 RE 01 1 Salvatore Esposito Salvatore Esposito N. Elab.: Abril 2013 Julio

2 Tabla 1. DOCUMENTO TECNICO DEL ANÁLISIS DE INTERSECCIONES Contexto del problema Procedimiento técnico Aplicación de la metodología de análisis INTERSECCIONES PROPUESTAS CORREDOR 2 (GIRARDOT NEIVA) Glorieta variante Municipio de El Espinal Glorieta variante Municipio de El Guamo Intersección a desnivel variante de Saldaña sur Glorieta variante Municipio de Castilla Glorieta Inicio variante Municipio de Natagaima Glorieta Salida variante Municipio de Natagaima Glorieta variante Municipio de Aipe INTERCAMBIADOR Y GLORITEAS ADICIONALES CORREDOR 2 (GIRARDOT NEIVA) Intercambiador San Rafael Glorieta en construcción en el sector de la variante Espinal I N D I C E D E T A B L A S Tabla 1 Criterios para nivel de servicio en intersecciones controladas a nivel... 6 Tabla 2 Longitud mínima del carril de aceleración... 7 Tabla 3 Longitud mínima de un carril de desaceleración... 8 Tabla 4 Criterios para el nivel de servicio en zonas de influencia de carriles de aceleración y desaceleración... 8 Tabla 5 Codificación de movimientos en la Intersección Tabla 6 Resumen de resultados de la simulación con SIDRA Tabla 7 Descripción de las intersecciones controladas con tipo glorieta Tabla 8 Nivel de servicio de la glorieta de Espinal para el año Tabla 9 Nivel de servicio de la glorieta de Espinal para el año Tabla 10 Nivel de servicio de la glorieta de Espinal para el año Tabla 11 Nivel de servicio de la glorieta de Espinal mejorada para el año Tabla 12 Nivel de servicio de la glorieta de Espinal mejorada para el año Tabla 13 Nivel de servicio de la glorieta de Espinal mejorada para el año

3 Tabla 14 Nivel de servicio de la glorieta de El Guamo para el año Tabla 15 Nivel de servicio de la glorieta de El Guamo para el año Tabla 18 Nivel de servicio de la glorieta de Castilla para el año Tabla 19 Nivel de servicio de la glorieta de Castilla para el año Tabla 20 Nivel de servicio de la glorieta de Natagaima (Norte) para el año Tabla 21 Nivel de servicio de la glorieta de Natagaima (Norte) para el año Tabla 22 Nivel de servicio de la glorieta de Natagaima (Sur) para el año Tabla 23 Nivel de servicio de la glorieta de Natagaima (Sur) para el año Tabla 24 Nivel de servicio de la glorieta de Aipe para el año Tabla 25 Nivel de servicio de la glorieta de Aipe para el año Tabla 26 Nivel de servicio de la glorieta de Aipe para el año Tabla 27 Longitud de carriles de aceleración, desaceleración y zonas de entrecruzamiento de la intersección de San Rafael Tabla 30 Nivel de servicio para los diferentes carriles de aceleración y desaceleración Tabla 31 Análisis de capacidad y nivel de servicio para la zona Tabla 32 Análisis de capacidad y nivel de servicio para la zona I N D I C E D E F I G U R A S Figura 1Esquema de carril de aceleración... 6 Figura 2 Esquema de carril de desaceleración... 7 Figura 3 Nivel de servicio en un carril de aceleración de 60 metros, para un TPD en el ramal de entrada de vehículos y % de vehículos pesados variables Figura 4 Nivel de servicio en un carril de aceleración de 60 metros, para un TPD en el ramal de entrada de vehículos y % de vehículos pesados variables Figura 5 Nivel de servicio en un carril de aceleración de 60 metros, para un TPD en el ramal de entrada de vehículos y % de vehículos pesados variables Figura 6 Nivel de servicio en un carril de aceleración de 100 metros, para un TPD en el ramal de entrada de vehículos y % de vehículos pesados variables Figura 7 Nivel de servicio en un carril de aceleración de 100 metros, para un TPD en el ramal de entrada de vehículos y % de vehículos pesados variables Figura 8 Nivel de servicio en un carril de aceleración de 100 metros, para un TPD en el ramal de entrada de vehículos y % de vehículos pesados variables Figura 9 Relación del FHMD para diferentes tipos de vías Figura 10 descripción de la geometría analizada Figura 11 Glorieta variante Municipio de El Espinal Figura 12 Geometría modelada de la glorieta de Espinal Figura 13 Geometría ajustada de la glorieta de Espinal Figura 14 Glorieta variante Municipio El Guamo Figura 15 Geometría modelada de la glorieta de El Guamo Figura 16 Rampas en la vía principal del intercambiador de Saldaña

4 Figura 17 Nivel de servicio zona de carriles de desaceleración en la vía principal Figura 18 Rampas en la vía secundaria del intercambiador de Saldaña Figura 19 Nivel de servicio zona de carriles de desaceleración en la vía secundaria Figura 20 Glorieta Municipio de Castilla Figura 21 Geometría modelada de la glorieta de Castilla Figura 22 Glorieta variante acceso Municipio de Natagaima (Norte) Figura 23 Geometría modelada de la glorieta de Natagaima (Norte) Figura 24 Glorieta variante salida del Municipio de Natagaima (Sur) Figura 25 Geometría modelada de la glorieta de Natagaima (Sur) Figura 26 Glorieta Municipio de Aipe Figura 27 Geometría modelada de la glorieta de Aipe Figura 28 Vista del intercambiador de San Rafael Figura 29 Identificación de carriles de aceleración, desaceleración y zonas de entrecruzamiento de la intersección San Rafael Figura 30 Nivel de servicio para un carril de 60 metros, variando el TPD Figura 31 Nivel de servicio para un carril de 100 metros, variando el TPD Figura 32 Tipo de entrecruzamiento Figura 33 Variante el Espinal

5 1. DOCUMENTO TECNICO DEL ANÁLISIS DE INTERSECCIONES 1.1. Contexto del problema El análisis de capacidad y nivel de servicio en las principales intersecciones que se identifican a lo largo del trazado del corredor de estructuración de la Concesión Grupo I, parte de la propuesta de diseño geométrico, en función del nivel de demanda esperado para los distintos escenarios futuros. La formulación del modelo de análisis se plantea mediante el uso del programa de computadora para el análisis de intersecciones (SIDRA INTERSECTIONS 1, por sus iniciales Signalised & unsignalised Intersection Design &Research Aid ; el cual permite evaluar los principales indicadores de gestión en los accesos de la intersección, dado un esquema de manejo específico de los principales puntos de conflicto, mediante control con señal de prelación o glorietas. En dichas intersecciones es posible identificar flujos prioritarios y secundarios, donde los primeros tienen derecho preferente de paso sobre los segundas. De esta manera los usuarios de la corriente secundaria deben esperar que se produzca un intervalo de tiempo, o brecha, de extensión suficiente en la corriente prioritaria para poder cruzarla. Este valor se denomina brecha crítica y su magnitud depende de las características del usuario y de la longitud que debe cruzar; el intervalo entre vehículos en la corriente prioritaria está sujeto a fluctuaciones aleatorias y sistemáticas y, por lo mismo, el proceso de cruce también tiene esas características. El promedio de los intervalos o brechas en una corriente vehicular está dado por el inverso del flujo; por ejemplo, en una calzada con un flujo de 360 veh/h, se puede establecer que e promedio se dispone de una brecha promedio de 10 segundos entre vehículos. Los vehículos de la corriente secundaria experimentan demoras en espera de una brecha adecuada en la corriente prioritaria, lo cual genera demoras. Dichas demoras se constituyen en el principal indicador de gestión para determinas el nivel de servicio a partir de lo indicado en la Tabla 1. 1 El modelo SIDRA Intersections parte de las investigaciones de AKÇELIK, R. (1981). Traffic Signals: Capacity and Timing Analysis. Australian Road Research Board. Research Report 5

6 Tabla 1 Criterios para nivel de servicio en intersecciones controladas a nivel Fuente: Transportation Research Board, 2000 Teniendo en cuenta el parámetro mencionado anteriormente, a continuación se presentan los indicadores de tránsito obtenidos a partir de las corridas realizadas al modelo para los escenarios base, 5, 10 y 20 años en cada una de las alternativas analizadas. En el caso específico de control de conflictos con estructuras a desnivel, se parte de la base conceptual expuesta en el HCM , en su módulo de análisis de rampas, tanto para carriles de aceleración como de desaceleración y zonas de entrecruzamiento. De acuerdo con el manual de diseño geométrico 3, en el capítulo 6 Intersecciones a nivel y a desnivel, se establecen criterios para el dimensionamiento de carriles de aceleración y desaceleración, en función de la velocidad de operación de las calzadas de origen y destino y de los respectivos ramales que permiten la transición. En la Figura 1 se observa el esquema para carriles de aceleración y en la Figura 2se presenta el esquema típico para carriles de desaceleración. Figura 1Esquema de carril de aceleración Fuente: Manual de diseño geométrico 2 Highway Capacity Manual, Special Report 209, cuarta edición, Transportation Research Board, National Research Council, Washington, D.C., Manual de Diseño Geométrico, Instituto Nacional de Vías, Ministerio de Transporte de la República de Colombia,

7 Figura 2Esquema de carril de desaceleración Fuente: Manual de diseño geométrico En la Tabla 2 se presentan las longitudes mínimas para el diseño de carriles de aceleración y en la Tabla 3 se presentan de igual manera las longitudes mínimas para carriles de desaceleración. Tabla 2 Longitud mínima del carril de aceleración Fuente: Manual de diseño geométrico 7

8 Tabla 3 Longitud mínima de un carril de desaceleración Fuente: Manual de diseño geométrico De acuerdo con los criterios adoptados para el diseño geométrico de los intercambiadores a desnivel se pueden establecer que para una velocidad de 70 km/h, los carriles de aceleración que resultan ser los más críticos, deben disponer de una longitud total de carril de aceleración de 60 metros para una velocidad de 60 km/h en el ramal de entrada y de 100 metros para una velocidad de 50 km/h en el ramal de entrada. Partiendo de estas consideraciones básicas de criterio de diseño geométrico, se realizó un análisis de sensibilidad variando para dichas longitudes el nivel de demanda en la vía principal, lo cual permitió construir una serie de curvas en las que de una manera sencilla se puede establecer el nivel de servicio, de acuerdo con la metodología del HCM , en la que el principal indicador de nivel de servicio para rampas de entrada y salida es la densidad, de acuerdo con lo observado en la Tabla 4. Tabla 4Criterios para el nivel de servicio en zonas de influencia de carriles de aceleración y desaceleración Fuente: Highway Capacity Manual Dado que la metodología del HCM 2000 no permite el análisis de condiciones de flujo para porcentajes mayores al 25% de vehículos pesados, se ha creado una función compuesta que 4 Highway Capacity Manual, Special Report 209, cuarta edición, Transportation Research Board, National Research Council, Washington, D.C.,

9 permite convertir vehículos pesados en vehículos livianos de pasajeros, hasta llegar a un valor de vehículos pesados, tal que pueda ser analizado con la metodología del HCM Como resultado del análisis de sensibilidad, en una primera instancia para una longitud de carril de aceleración equivalente a 60 metros, se tiene que para un TPD de en el ramal de entrada y porcentajes de vehículos pesados de 55%, 45% y 35%, la variación de la densidad, principal indicador de nivel de servicio tiene un comportamiento como el observado en la Figura 3. Figura 3Nivel de servicio en un carril de aceleración de 60 metros, para un TPD en el ramal de entrada de vehículos y % de vehículos pesados variables. 13" 12" 11" 10" 9" 8" 55%" 45%" 35%" 7" 6" 5" 1650" 2500" 3350" 3750" 4150" 4600" 5000" 5400" 5850" 6250" 6650" 7100" 7500" 7900" 8350" Fuente: Elaboración propia De igual manera para un TPD de vehículos en el ramal de entrada y porcentajes de vehículos pesados de 55%, 45% y 35%, el nivel de servicio par distintos TPD en la vía principal es el observado en la Figura 4 9

10 Figura 4Nivel de servicio en un carril de aceleración de 60 metros, para un TPD en el ramal de entrada de vehículos y % de vehículos pesados variables. 14" 13" 12" 11" 10" 9" 55%" 45%" 35%" 8" 7" 6" 5" 1650" 2500" 3350" 3750" 4150" 4600" 5000" 5400" 5850" 6250" 6650" 7100" 7500" 7900" 8350" Fuente: Elaboración propia Para un TPD de vehículos en el ramal de entrada y porcentajes de vehículos pesados de 55%, 45% y 35%, el nivel de servicio par distintos TPD en la vía principal es el observado en la Figura 5. Figura 5Nivel de servicio en un carril de aceleración de 60 metros, para un TPD en el ramal de entrada de vehículos y % de vehículos pesados variables. 17" 15" 13" 11" 55%" 45%" 35%" 9" 7" 5" 1650" 2500" 3350" 3750" 4150" 4600" 5000" 5400" 5850" 6250" 6650" 7100" 7500" 7900" 8350" Fuente: Elaboración propia 10

11 Aplicando el mismo criterio de análisis para una longitud de carril de aceleración de 100 metros y para un TPD de vehículos en el ramal de entrada y porcentajes de vehículos pesados de 55%, 45% y 35%, el nivel de servicio par distintos TPD en la vía principal es el observado en la Figura 6 Figura 6 Nivel de servicio en un carril de aceleración de 100 metros, para un TPD en el ramal de entrada de vehículos y % de vehículos pesados variables. 14" 13" 12" 11" 10" 9" 55%" 45%" 35%" 8" 7" 6" 5" 1650" 2500" 3350" 3750" 4150" 4600" 5000" 5400" 5850" 6250" 6650" 7100" 7500" 7900" 8350" Fuente: Elaboración propia En un carril de 100 metros de aceleración y un TPD de vehículos en el ramal de entrada, junto con porcentajes de vehículos pesados de 55%, 45% y 35%, el nivel de servicio par distintos TPD en la vía principal es el observado en la Figura 7. Figura 7Nivel de servicio en un carril de aceleración de 100 metros, para un TPD en el ramal de entrada de vehículos y % de vehículos pesados variables. 17" 15" 13" 11" 55%" 45%" 35%" 9" 7" 5" 1650" 2500" 3350" 3750" 4150" 4600" 5000" 5400" 5850" 6250" 6650" 7100" 7500" 7900" 8350" Fuente: Elaboración propia 11

12 Finalmente para un carril de 100 metros de aceleración y un TPD de vehículos en el ramal de entrada, junto con porcentajes de vehículos pesados de 55%, 45% y 35%, el nivel de servicio par distintos TPD en la vía principal es el observado en la Figura 8. Figura 8 Nivel de servicio en un carril de aceleración de 100 metros, para un TPD en el ramal de entrada de vehículos y % de vehículos pesados variables. 17" 15" 13" 11" 55%" 45%" 35%" 9" 7" 5" 1650" 2500" 3350" 3750" 4150" 4600" 5000" 5400" 5850" 6250" 6650" 7100" 7500" 7900" 8350" Fuente: Elaboración propia 1.2. Procedimiento técnico Para el análisis de intersecciones la primera actividad en la formulación del modelo de análisis consiste en identificar el tipo de control propuesto en el diseño geométrico; de acuerdo con el tipo de control se define el módulo a usar como herramienta de análisis. Para el manejo de conflictos con una intersección a nivel, bien sea a partir de glorietas o intersección manejada con señal de pare, se define en el modelo la disposición de los accesos, con sus respectivos número, dimensiones y usos de carril; seguidamente se establecen los flujos para cada uno de los accesos, de acuerdo con lo indicado en la Tabla 5. Es importante indicar que el nivel de análisis establecido en el alcance de la estructuración de concesión es de una factibilidad, cuyos resultados permiten formular un modelo financiero de orden estratégico, por lo cual no estamos frente a un proyecto de diseños definitivos, razón por lo cual se asumen algunas hipótesis para hacer una aproximación de la distribución de flujos en la intersección, a partir de información de asignación de TPD del modelo de transporte en el tramo específico donde se localiza la intersección estudiada y de información secundaria, para inferir distribución de movimientos. 12

13 Tabla 5Codificación de movimientos en la Intersección Fuente: Manual de Estudios de Tránsito STT, Bogotá, D.C. 5 Dado que los datos disponibles de demanda cuentan con una agregación del día promedio, es necesario establecer los flujos para los periodos de la hora de máxima demanda, pues es el formato de entrada en el modelo para el análisis. La definición de los flujos para el periodo de máxima demanda se basa en el análisis de la curva característica del Factor Horario de Máxima Demanda (FHMD)del HCM 2000, donde se tiene que para condiciones críticas el volumen de máxima demanda para vías rurales el porcentaje de este volumen máximo con respecto a la demanda de todo el día puede variar entre 0.10 y 0,15 para vías rurales y urbanas; no se esperan factores típicos de vías recreacionales, por lo tanto se asume un valor intermedio 0,12 para todos los análisis tal como se puede observar en la Figura 9. La distribución direccional para todos los casos se asume 50% - 50% Figura 9 Relación del FHMD para diferentes tipos de vías Fuente: Transportation Research Board, Manual de Planeación y Diseño para la Administración del Tránsito y el Transporte, Secretaria de Tránsito y Transporte Bogotá

14 Una vez se da entrada al modelo de las condiciones físicas y operacionales, se corre la simulación obteniendo una serie de resultados de análisis, donde se identifica inicialmente la geometría modelada de acuerdo con lo observado en la Figura 10, donde se observa el número de carriles por acceso y por salida, usos específicos de carril (no corresponde a marcas viales), origen de cada acceso y diámetro en metros de la isla interna de la glorieta. Figura 10 descripción de la geometría analizada Origen del acceso estudiado (Chicoral) Uso de carriles en el acceso desde Flandes Carril 1: Giro derecho hacia Chicoral Carril 2: Uso compar do para giro derecho hacia Chicoral y giro izquierdo para asignar por la glorieta hacia Espinal o giro en U Uso de carriles en el acceso desde Chicoral Carril 1: Movimiento directo hacia Espinal Carril 2: Uso compar do para movimiento directo hacia Espinal y giro izquierdo hacia Flandes o giro en U Diámetro de la Isla interna (m) Origen del acceso estudiado (Flandes) Uso de carriles en el acceso desde Espinal Carril 1: Uso compar do para giro derecho hacia Flandes y movimiento directo hacia Chicoral. Carril 2: Giro izquierdo para hacer la U Sen do de circulación del flujo interno de la glorieta Origen del acceso estudiado (Espinal) El modelo SIDRA dispone de una serie de salidas, pero la que se ha utilizado para ilustrar los resultados más representativos del análisis son las correspondientes al resumen de simulación que se presenta en la Tabla 6, donde se hace claridad sobre los principales datos de dicha tabla. 14

15 Tabla 6 Resumen de resultados de la simulación con SIDRA Vol Horario ajustado por el modelo % veh Pesados Demora Promedio (Seg/veh) Nivel de Servicio acceso (Espinal) Giro Izquierdo Mov. Directo Giro Derecho acceso (Flandes) acceso (Chicoral) Total intersección Con respecto al análisis de rampas en intersecciones a desnivel, para definir el nivel de servicio se identifica la gráfica de calibración que se ajusta más al nivel de demanda de acuerdo a lo observado en la Figura 3, la Figura 4, la Figura 5, la Figura 6, la Figura 7 y la Figura 8, donde se entra con el dato del Tránsito Promedio Diario de la vía principal y la composición de vehículos pesados, en rangos característicos de acuerdo con el modelo de asignación de tránsito Aplicación de la metodología de análisis Dandole alcance a los planteamientos geométricos suministrados por el Diseñador geométrico, se formulan los siguientes análisis de capacidad de intersecciones, las cuales en una primera instancia corresponden a soluciones tipo glorieta de acuerdo con la descripción de la Tabla 7 Tabla 7 Descripción de las intersecciones controladas con tipo glorieta GLORIETAS VARIANTES CORREDOR DOS (DOBLE CALZADA) Municipio Variante N. Glorietas Diametro glorieta Sección Berma Calzada Carril Separador El Espinal SI 1 80 m m 2.50 m 7.30 m 3.65 m 3.50 m El Guamo si 1 50 m m 2.50 m 7.30 m 3.65 m 3.50 m Castilla entrada desde Saldaña No m 2.50 m 7.30 m 3.65 m 3.50 m 1 50 m Castilla salida hacia a Natagaima No m m 3.65 m No Natagaima Si 2 80 m m m 3.65 m No Aipe No 1 80 m m m 3.65 m No Fuente: Elaboración propia El análisis de las glorieta se hacen con el apoyo del sofware de simulación SIDRA 6, el cual es una herramienta que permite analizar intersecciones aisladas, tal como es el caso de las seis(6) 6 Rahmi Akcelik, Akcelik & Associates Pty, modelo de simulación de intersecciones Australia,

16 glorietas previstas para el corredor 2 en la estructuración de Concesiones carreteras del Grupo1. 2. INTERSECCIONES PROPUESTAS CORREDOR 2 (GIRARDOT NEIVA) 2.1. Glorieta variante Municipio de El Espinal Figura 11 Glorieta variante Municipio de El Espinal A Flandes N Al Espinal Al Guamo Fuente: Diseño Geométrico Esta glorieta sirve a flujos con O/D Neiva Ibagué y Espinal Ibagué, cuenta con un diámetro interno de 80 m y sus principales índices de gestión de tránsito se analizan a partir de la aplicación del modelo SIDRA; la geometría introducida en el modelo se observa en la Figura 12. Figura 12 Geometría modelada de la glorieta de Espinal 16

17 El análisis de capacidad y nivel de servicio para el año 2015 se puede observar en la Tabla 8; en la Tabla 9 se observan las salidas del modelo para el año 2025 y para el año 2030 la salida del modelo se observa en la Tabla 10; es evidente que la intersección empieza a presentar inconvenientes para el año 2025, lo cual lleva a la intersección a un nivel de servicio F en el año Tabla 8 Nivel de servicio de la glorieta de Espinal para el año 2015 Tabla 9 Nivel de servicio de la glorieta de Espinal para el año

18 Tabla 10 Nivel de servicio de la glorieta de Espinal para el año 2030 Con el ánimo de ampliar la capacidad de la glorieta se realiza una propuesta de mejora, la cual consiste en ampliar los accesos a doble calzada con dos carriles cada calzada y ampliar los carriles de circulación de la glorieta a tres carriles, de acuerdo a lo observado en la Figura 13 Figura 13 Geometría ajustada de la glorieta de Espinal El análisis de capacidad y nivel de servicio para el año 2020 se puede observar en latabla 11, donde el nivel de servicio de la intersección es B; para el año 2025 el nivel de servicio es C, tal como se puede observar en la Tabla 12. Finalmente, para el año 2030 el nivel de servicio es E, tal como se observa en la Tabla

19 Tabla 11 Nivel de servicio de la glorieta de Espinal mejorada para el año 2020 Tabla 12 Nivel de servicio de la glorieta de Espinal mejorada para el año 2025 Tabla 13 Nivel de servicio de la glorieta de Espinal mejorada para el año 2030 Se recomienda en fase III, evaluar la posibilidad de hacer un diseño a desnivel que resuleva los giros norte-oriente y oriente-sur. 19

20 2.2. Glorieta variante Municipio de El Guamo Figura 14Glorieta variante Municipio El Guamo Fuente: Diseño Geométrico Esta glorieta sirve a flujos menores que requieren acceder o salir al centro urbano de El Guamo, cuenta con un diámetro interno de 50 m y sus principales índices de gestión de tránsito se analizan a partir de la aplicación del modelo SIDRA; la geometría introducida en el modelo se observa en la Figura 15. Figura 15 Geometría modelada de la glorieta de El Guamo 20

21 El análisis de capacidad y nivel de servicio para el año 2015 se puede observar en la Tabla 14 y en la Tabla 15para el año 2030; la conclusión de este análisis es que la glorieta como estructura de distribución flujos locales cumple adecuadamente con su función. Tabla 14 Nivel de servicio de la glorieta de El Guamo para el año 2015 Tabla 15 Nivel de servicio de la glorieta de El Guamo para el año Intersección a desnivel variante de Saldaña sur El manual de capacidad de carreteras HCM2000 ofrecede una metodología de cálculo de capacidad y nivel de servicio, a partir de la cual se ha realizado el análisis de sensibilidad obteniendo para distintos escenarios de demanda y de porcentaje de vehículos pesados una serie de curvas que permiten definir el nivel de servicio de carriles de aceleración y desaceleración, tal como se describe en el numeral 1.2. La disposición geométrica de la intersección a desnivel en el sector sur de la variante de Saldaña permite identificar las principales rampas de aceleración y desaceleración, de acuerdo con lo observado en la Figura 16, donde los carriles de aceleración en la vía principal cuentan con una longitud mínima de 250 metros y los carriles de desaceleración presentan una longitud mínima de 100 metros. 21

22 Figura 16Rampas en la vía principal del intercambiador de Saldaña Carriles de desaceleración Carriles de aceleración El análisis para las condiciones más críticas corresponde al carril de desaceleración, para lo cual se plantea un análisis de sensibilidad a partir de la corrida de varias veces del manual de capacidad HCM , donde básicamente se varían los niveles de demanda, tanto en la vía principal como en la vía secundaria, obteniendo la variación observada en la Figura 17, donde se ajustan las condiciones de demanda actual y futura de la zona donde se localiza la intersección. Para el año 2030 se espera un TPD no mayor a vehículos con un porcentaje de vehículos pesados superior al 55%, sobre la vía principal donde se presenta el carril de aceleración, para lo cual se puede adoptar como referencia de análisis lo observado en la Figura 7, donde para condiciones críticas en la vía secundaria de TPD hasta de 4150 vehículos el nivel de servicio de la rampa será C, luego las condiciones de operación en la vía principal no se verán afectadas por efecto de capacidad y nivel de servicio. 7 Highway Capacity Manual, Special Report 209, cuarta edición, Transportation Research Board, National Research Council, Washington, D.C.,

23 Figura 17Nivel de servicio zona de carriles de desaceleración en la vía principal 14" 13" 12" 11" 10" 9" 55%" 45%" 35%" 8" 7" 6" 5" 1650" 2500" 3350" 3750" 4150" 4600" 5000" 5400" 5850" 6250" 6650" 7100" 7500" 7900" 8350" Fuente: Elaboración propia a partir del HCS En cuanto a la operación en la vía secundaria, se cuenta con rampas de aceleración y desaceleración con longitud mínima de 90 metros, tal como se observa en la Figura 18, donde es evidente que para condiciones críticas de presencia de vehículos pesados el nivel de servicio para el año será B y en un caso muy extremo C, lo cual permite concluir que la zona de rampas en la intersección proyectada no presenta problemas de operación en el periodo de diseño, tal como se puede verificar en la Figura 19- Figura 18Rampas en la vía secundaria del intercambiador de Saldaña 23

24 Figura 19Nivel de servicio zona de carriles de desaceleración en la vía secundaria 13" 12" 11" 10" 9" 8" 55%" 45%" 35%" 7" 6" 5" 1650" 2500" 3350" 3750" 4150" 4600" 5000" 5400" 5850" 6250" 6650" 7100" 7500" 7900" 8350" 2.4. Glorieta variante Municipio de Castilla Figura 20Glorieta Municipio de Castilla Fuente: Diseño Geométrico Esta glorieta sirve al flujo principal del corredor analizado, cuenta con un diámetro interno de 50 m y sus principales índices de gestión de tránsito se analizan a partir de la aplicación del modelo SIDRA; la geometría introducida en el modelo se observa en lafigura

25 Figura 21Geometría modelada de la glorieta de Castilla El análisis de capacidad y nivel de servicio para el año 2015 se puede observar en latabla 16, y en la Tabla 17para el año 2020; la conclusión de este análisis es que la glorieta como estructura de distribución flujos de larga distancia no funcionaría adecuadamente en su quinto año de operación. Se recomienda para fase III, evaluar la posibilidad derealizar una transición de 1 a 2 calzdas. Tabla 16 Nivel de servicio de la glorieta de Castilla para el año 2015 Tabla 17 Nivel de servicio de la glorieta de Castilla para el año

26 2.5. Glorieta Inicio variante Municipio de Natagaima Figura 22Glorieta variante acceso Municipio de Natagaima (Norte) Fuente: Diseño Geométrico Esta glorieta sirve al flujo principal del corredor analizado, cuenta con un diámetro interno de 80 m y sus principales índices de gestión de tránsito se analizan a partir de la aplicación del modelo SIDRA; la geometría introducida en el modelo se observa en lafigura 23. Figura 23Geometría modelada de la glorieta de Natagaima (Norte) El análisis de capacidad y nivel de servicio para el año 2015 se puede observar en la Tabla 18 26

27 Y en la Tabla 19 para el año 2030; la conclusión de este análisis es que la glorieta como estructura de distribución de flujos de larga distancia funcionaría adecuadamente en términos de capacidad y nivel de servicio inclusive hasta el año Tabla 18 Nivel de servicio de la glorieta de Natagaima (Norte) para el año 2015 Tabla 19 Nivel de servicio de la glorieta de Natagaima (Norte) para el año

28 2.6. Glorieta Salida variante Municipio de Natagaima Figura 24Glorieta variante salida del Municipio de Natagaima (Sur) Fuente: Diseño Geométrico Esta glorieta sirve al flujo principal del corredor analizado, cuenta con un diámetro interno de 80 m y sus principales índices de gestión de tránsito se analizan a partir de la aplicación del modelo SIDRA; la geometría introducida en el modelo se observa en la Figura 25. Figura 25Geometría modelada de la glorieta de Natagaima (Sur) 28

29 El análisis de capacidad y nivel de servicio para el año 2015 se puede observar en la Tabla 20 y en la Tabla 21, para el año 2030; la conclusión de este análisis es que la glorieta como estructura de distribución de flujos de larga distancia funcionaría adecuadamente en términos de capacidad y nivel de servicio inclusive hasta el año Tabla 20 Nivel de servicio de la glorieta de Natagaima (Sur) para el año 2015 Tabla 21 Nivel de servicio de la glorieta de Natagaima (Sur) para el año

30 2.7. Glorieta variante Municipio de Aipe Figura 26 Glorieta Municipio de Aipe Fuente: Diseño Geométrico Esta glorieta sirve al flujo principal del corredor analizado, cuenta con un diámetro interno de 80 m y sus principales índices de gestión de tránsito se analizan a partir de la aplicación del modelo SIDRA; la geometría introducida en el modelo se observa en lafigura 27. Figura 27Geometría modelada de la glorieta de Aipe El análisis de capacidad y nivel de servicio para el año 2015 se puede observar en latabla 22; para el año 2020, es decir cinco años después la operación de la glorieta cae a un nivel de servicio D, tal como se puede observar en la Tabla 23y en latabla 24 se observan condiciones 30

31 altamente desfavorables para el año 2025, donde el nivel de servicio de la operación de la glorieta es E. Se recomienda para fase III, evaluar la posibilidad de realizar un diseño a desnivel tipo trompeta. Tabla 22 Nivel de servicio de la glorieta de Aipe para el año 2015 Tabla 23 Nivel de servicio de la glorieta de Aipe para el año 2020 Tabla 24 Nivel de servicio de la glorieta de Aipe para el año

32 3. INTERCAMBIADOR Y GLORITEAS ADICIONALES CORREDOR 2 (GIRARDOT NEIVA) 3.1. Intercambiador San Rafael El intercambiador San Rafael se encuentra ubicado en la intersección de la Troncal del Magdalena (Ruta 45) y la Transversal Buenaventura Puerto Carreño (Ruta 40); estos corredores hacen parte de la red vial primaria de la República de Colombia y podría afirmarse que son los principales corredores viales del País, pues la Ruta 45 recorre de forma paralela al cauce del Río Magdalena permitiendo la integración del centro y sur del país con los puertos del Caribe; en tanto la Ruta 40 une al centro y llanos orientales del País con el principal puerto en el Pacífico (Buenaventura). La construcción del intercambiador se ha venido dando en el tiempo, contándose inicialmente con el paso a desnivel y algunos ramales, los cuales se completaron en el año 2009 por parte de la Concesión San Rafael en su etapa de construcción, lo cual permite finalmente disponer de un distribuidor que da solución a desnivel a todos los movimientos, tal como se puede observar en la Figura 28. Figura 28Vista del intercambiador de San Rafael a Ibagué a Girardot a Bogotá a Neiva Fuente: earth La operación de la doble calzada de la Ruta 40 bajo el paso elevado está restringida por la presencia de los estribos del puente, situación que no cumple con las condiciones mínimas de distancia a objetos laterales, afectando negativamente la seguridad vial, por lo tanto se 32

33 requiere implementar los dispositivos de señaliación necesarios para prevenir a los usuarios del riesgo existente en este punto y de las medidas de precaución necesarias para prevenir la accidentalidad. El análisis de capacidad y nivel de servicio en el intercambiador está referido a las longitudes mínimas que deben tener los carriles de aceleración y desaceleración, así como las zonas de entrecruzamiento, para lo cual se identifican 14 zonas, tal como se puede observar en la Figura 29. Figura 29 Identificación de carriles de aceleración, desaceleración y zonas de entrecruzamiento de la intersección San Rafael Fuente: Diseño geométrico Los sectores Z7 y Z8 representan zonas de entrecruzamiento, mientras que los demás sectores corresponden a carriles de aceleración o desaceleración con longitudes de acuerdo a lo observado en latabla 25, donde las longitudes mínimas son de 65 metros y la mayor longitud es de 240 metros. 33

34 Tabla 25Longitud de carriles de aceleración, desaceleración y zonas de entrecruzamiento de la intersección de San Rafael. Rampa Longitud (m.) Z1 140 Z2 170 Z3 65 Z4 140 Z5 75 Z6 70 Z7 70 Z8 80 Z9 65 Z Z11 75 Z Z Z Fuente: Diseño geométrico Un primer análisis del intercambiador corresponde a la verificación del cumplimiento de lo establecido en el manual de diseño geométrico del INVIAS, para lo cual se da aplicación a lo establecido en el numeral 1.2, del presente informe; como conclusión se puede indicar estas longitudes mínimas y las demás por obvias razones cumplen con las especificaciones mínimas. En una primera instancia se analizan las condiciones de operación para carriles con longitud entre 60 y 100 metros y con determinadas orden de magnitud de tránsito promedio diario tanto para la vía principal como para la vía secundaria. En lafigura 30. Figura 30 Nivel de servicio para un carril de 60 metros, variando el TPD. Fuente: Elaboración a partir del HCM

35 De igual manera se realiza un análisis de sensibilidad para carriles de 100 metros, cuyo comportamiento se puede observar en lafigura 31. Figura 31 Nivel de servicio para un carril de 100 metros, variando el TPD. Fuente: Elaboración a partir del HCM 2000 Finalmente, a partir de los resultados de asignación del modelo de transporte y de las estadísticas disponibles de TPD para la zona de influencia, se puede establecer el nivel de servicio en cada una de las rampas analizadas para Tránsito Promedio Diario del año 2030, lo cual se registra en la Tabla 26. Tabla 26Nivel de servicio para los diferentes carriles de aceleración y desaceleración. Rampa Longitud (m.) TPD PRINCIPAL TPD RAMAL NDS Z C Z C Z B Z C Z B Z B Z B Z C Z B Z C Z C Z C Fuente: Elaboración a partir del HCM