ELIECER CORREA BASTO JOHN ALFREDO FORERO SASTRE PAULA ANDREA MARTÍNEZ MORA

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1 ESTUDIO DE TRÁNSITO Y DISEÑO GEOMÉTRICO PARA LA INTERSECCIÓN DE LA CALLE 26 CON CARRERA 40, COMO ALTERNATIVA DE TROMPETA DEPRIMIDA CON TODOS LOS MOVIMIENTOS ELIECER CORREA BASTO JOHN ALFREDO FORERO SASTRE PAULA ANDREA MARTÍNEZ MORA UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES ESPECIALIZACIÓN EN VÍAS URBANAS TRÁNSITO Y TRANSPORTE Bogotá, D.C. 2015

2 ESTUDIO DE TRÁNSITO Y DISEÑO GEOMÉTRICO PARA LA INTERSECCIÓN DE LA CALLE 26 CON CARRERA 40, COMO ALTERNATIVA DE TROMPETA DEPRIMIDA CON TODOS LOS MOVIMIENTOS ELIECER CORREA BASTO JOHN ALFREDO FORERO SASTRE PAULA ANDREA MARTÍNEZ MORA TRABAJO PRESENTADO COMO REQUISITO PARA OPTAR AL TÍTULO DE GRADO COMO ESPECIALISTA EN DISEÑO VÍAS URBANAS TRANSITO Y TRANSPORTE DIRECTOR: ING. WILSON ERNESTO VARGAS VARGAS UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES ESPECIALIZACIÓN EN VÍAS URBANAS TRÁNSITO Y TRANSPORTE Bogotá, D.C. 2015

3 Nota de Aceptación Firma Director Firma de Jurado Firma de Jurado

4 "La imaginación es más importante que el conocimiento." Albert Einstein

5 1. CAPÍTULO 1 INTRODUCCIÓN INTRODUCCIÓN RESUMEN ABSTRACT PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA JUSTIFICACION CAPÍTULO 2 OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL OBJETIVOS ESPECIFICOS CAPÍTULO 3 MARCO TEÓRICO PARÁMETROS DE ESTUDIO DE TRÁNSITO ESTUDIO DE VOLÚMENES DE TRÁNSITO Conteos manuales Volúmenes de transito Composición vehicular ESTUDIOS DE VELOCIDAD Clasificación de velocidad Estudio de velocidad puntual Nivel de servicio Determinación de la velocidad a flujo libre Determinación de la tasa de flujo DISEÑO GEOMÉTRICO DE VÍAS URBANAS PARÁMETROS DE DISEÑO Vehículo de diseño Clasificación y tipologías Elementos geométricos de los vehículos de diseño Sobreanchos Velocidad Visibilidad DISEÑO DE ALINEAMIENTO HORIZONTAL Peralte Grado de curvatura máximo Transición del peralte PARÁMETROS Y CRITERIOS DEL DISEÑO DE SECCIONES TRANSVERSALES Dimensionamiento de la sección transversal Elementos de diseño de las secciones transversales... 48

6 Calzadas vehiculares Bermas Separadores Taludes y terraplenes y muros de contención en vías urbanas Espacio Lateral: Zonas Peatonales, Zonas para Ciclistas y Espacio Libre PARÁMETROS Y CRITERIOS DEL DISEÑO VERTICAL Pendiente mínima Pendiente máxima Gálibos Curvas verticales LAS TANGENTES CAPÍTULO 4 METODOLOGÍA ESTUDIO DE TRANSITO ANÁLISIS DE LA INFORMACIÓN SECUNDARIA CALCULO DE VOLÚMENES Y COMPOSICIÓN VEHICULAR CON INFORMACIÓN PRIMARIA Periodos de aforo Tipo de muestra Actividades en campo Cálculo de la velocidad CÁLCULO DE VOLÚMENES MODELO DE ESTIMACIÓN FUTURA DEL TRÁNSITO Estimación de tasas de crecimiento para vehículos particulares DISEÑO GEOMÉTRICO DE VÍAS URBANAS PARÁMETROS DE DISEÑO Normas Técnicas Aplicadas en el presente estudio Vehículo de diseño Trayectorias mínimas de diseño Sobreanchos Velocidad Visibilidad DISEÑO DE ALINEAMIENTO HORIZONTAL PERALTE Grado de curvatura máximo Transición del Peralte Diagrama de Peraltes Radios Mínimos PARÁMETROS Y CRITERIOS DEL DISEÑO DE SECCIONES TRANSVERSALES... 98

7 Carriles de circulación Carriles de aceleración y desaceleración New Jersey PARÁMETROS Y CRITERIOS DEL DISEÑO VERTICAL Pendiente mínima Pendiente máxima Gálibo CURVAS VERTICALES CAPÍTULO 5 MODELACIONES Y RESULTADOS TRANSITO ANÁLISIS DE CAPACIDAD Y NIVELES DE SERVICIO MODELACION EN VISSIM 7 STUDENT Resultados Modelacion Vissim 7 Student DISEÑO GEOMÉTRICO DE VÍAS URBANAS CARTERAS PLANOS PLANTA PERFIL CARTERAS DE DISEÑO CAPÍTULO 6 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES CAPÍTULO 7 BIBLIOGRAFIA

8 LISTA DE TABLAS pág Tabla 1 Nivel de confiabilidad Tabla 2 Dimensiones vehículo de diseño Tabla 3 Radios de giro mínimos en las trayectorias vehiculares (metros) Tabla 4 Sobreanchos Tabla 5 Distancias mínimas de visibilidad requeridas a lo largo de una calzada principal con ancho m, con dispositivo de control en la calzada secundaria Tabla 6 Radio- Velocidad específica Peralte, Vías urbanas Tabla 7 Grados de curvatura máximos para diferentes velocidades de diseño y peraltes máximos Tabla 8 Tasas de peraltes para determinados radios, velocidades y peraltes máximos Tabla 9 Máximas pendientes relativas Tabla 10 Valores máximos y mínimos recomendados para bermas urbanas Tabla 11 Clasificación de anchos de andén según escala urbana de implementación Tabla 12 Pendientes máximas permitidas en proyectos nuevos Tabla 13 Longitudes mínimas para curvas verticales Tabla 14 Longitud mínima de la tangente Tabla 15 Caracterización vehicular información secundaria Tabla 16 Clasificación general de tipos de vehículos Tabla 17 Longitudes base velocidad Tabla 18. Número se intervalos según el tamaño de la muestra Tabla 19. Muestra calzada rápida 26 E-W Tabla 20. Niveles de confianza Tabla 21. Cuadro de frecuencias calzada rápida 26 E-W Tabla 22 Estadísticos calzada rápida 26 E-W Tabla 23. Resumen de la intersección cra 40_av cll 26 HMD 7:00 a 8:00 am Tabla 24. Flujo vehicular horario para la Intersección Tabla 25. Acceso Este Tabla 26. Acceso Oeste Tabla 27. Flujo vehicular horario para el acceso Oeste Tabla 28. Acceso Sur Tabla 29. Flujo vehicular horario para el acceso Sur Tabla 30 Tasas de crecimiento para viajes en vehículos particulares Tabla 31 Tasas de crecimiento para viajes de transporte de carga Tabla 32 Tasas de crecimiento para viajes en vehículos particulares Tabla 33 Tasas de crecimiento para viajes de transporte de carga Tabla 34. Estimación futura acceso este Tabla 35 Dimensiones vehículo de diseño

9 Tabla 36 Sobreanchos Tabla 37 Velocidad Específica del segmento central del ramal de enlace (VRE) cuando Δ< Tabla 38 Distancia de visibilidad de parada Tabla Tabla 39 Radio- Velocidad específica Peralte, Vías urbanas (ASHTO 2004 Exhibit 3-25 pag 167) Tabla 40 Cuadro resumen de los parámetros de Diseño Geométrico Tabla 41 LOS en intersección semaforizada Tabla 42 Cuadro de coordenadas Tabla 43 Elementos de la Curva Horizontal Tabla 44 Cartera de peralte y sobreancho Tabla 45 Cartera de rasante Tabla 46 Cartera de replanteo Tabla 47 Cartera localización de chaflanes Tabla 48 Cartera de cubicación Tabla 49 Cartera de masas

10 LISTA DE FIGURAS pág Figura 1 Variables influyentes en la selección del vehículo de diseño Figura 2 Trayectoria vehicular Figura 3 Distancia de visibilidad en intersecciones. Triángulo mínimo de visibilidad Figura 4 Diagrama de fuerzas que experimenta el vehículo en curva Figura 5 Cálculo de la longitud de transición Figura 6 Diagrama de peraltes típico Figura 7 Sección típica en planta Figura 8 Elementos de las curvas verticales Figura 9 Tipos de curvas verticales cóncavas y convexas Figura 10 Movimientos permitidos en la Cra 40 con Av Figura 11 Intersección Cr 40 con Av calle Figura 12 composición vehicular horaria Figura 13 composición vehicular Figura 14 Movimientos en la intersección cra 40 av calle Figura 15 Formato de campo para toma de información de volúmenes Figura 16 Diagrama de frecuencias calzada rápida 26 E-W Figura 17 Diagrama de frecuencias acumuladas calzada rápida 26 E-W Figura 18 Composición vehicular acceso este Figura 19 Flujo vehicular horario para el acceso Este Figura 20 Composición vehicular acceso este Figura 21 Composición vehicular acceso oeste Figura 22 composición vehicular acceso sur Figura 23 Proyecciones del parque automotor modelo SDM Figura 24 Dimensiones vehículo WB-19M Figura 25 Trayectoria vehículo WB-19M Figura 26 Diagrama de peraltes y rampa de peraltes Figura 27 Diagrama de peraltes y rampa de peraltes Figura 28 Protección para carriles Figura 29 Modelación condición actual Figura 46 Generación de reportes Figura 31 Modelación condición actual volúmenes futuros Figura 32 Modelación con proyecto intersección tipo trompeta Figura 33 Carriles de desaceleracion y aceleracion sobre la calle 26 e_w Figura 34 Carriles de desaceleracion y aceeleracion sobre la calle 26 w_e Figura 35 Tramo de la trompeta Figura 36 Ramal de incorporacion a la trompeta de calle_26 a la carrera Figura 37 Ramal de incorporacion a la trompeta de calle_26 a la carrera Figura 38 Cartera de localización de PI

11 Figura 39 Diagrama de peraltes. Ver ANEXO 1 Plano planta perfil Figura 40 Perfil del proyecto y diseño de rasante. Ver ANEXO Figura 41 Cota negra y cota roja Figura 42 Secciones transversales a escala 1:500. Ver ANEXO Figura 43 Secciones transversales a escala 1:500. Ver ANEXO Figura 44 Cartera de Volúmenes

12 1. CAPÍTULO 1 INTRODUCCIÓN INTRODUCCIÓN Con el desarrollo de las ciudades, se hace necesario la planificación y construcción de infraestructura vial que permita la circulación tanto vehicular como peatonal y, que a su vez, ofrezca niveles de servicio adecuados, eficientes y ajustados a los presupuestos de las administraciones. Por lo anterior, y en aras de cumplir dicho objetivo, se presenta el informe del estudio de Transito, Capacidad y Niveles de Servicio de la intersección de la Avenida calle 26 con carrera 40, y contiene la descripción del trabajo en campo, toma de información primaria (conteos) y secundarias, descripción general de las condiciones actuales y futuras de la vía, la determinación de las proyecciones de los volúmenes de tránsito normal, desviado y generado y la evaluación de la capacidad y de los niveles de servicio de la vía propuesta. El presente trabajo denominado Estudio de tránsito y diseño geométrico para la intersección de la calle 26 con carrera 40, como alternativa de trompeta deprimida con todos los movimientos ubicado en Bogotá D.C pretende brindar información directa de los estudios de tránsito y el diseño geométrico de la intersección actualmente semaforizada, para permitir todos los movimientos sin restricción. El proyecto contempla la identificación general del entorno de la intersección, como anchos de carril, separadores, velocidades de operación, volumen vehicular, y vehículo de diseño. La metodología empleada durante la ejecución del presente proyecto, se dividió en cuatro fases principales; una primera fase que consistió en la recopilación de información y estudios como información secundaria del área de transito; una segunda fase, que se relaciona con labores de campo; continuó una tercera fase con el análisis e interpretación de la información obtenida y finalmente una fase de modelación de la información analizada, y diseño geométrico. Este proyecto tiene como objetivo dar una solución acorde, cumpliendo todos los estándares de la normatividad de diseño en vías urbanas, dando como prioridad la seguridad, comodidad, y estética, cumpliendo con todos los parámetros normativos. 12

13 RESUMEN La atracción que genera la ciudad de Bogotá, para la población en busca de unas mejores oportunidades de trabajo, salud, educación, recreación, etc. Hace que la ciudad tenga una problemática de crecimiento disperso, y desproporcionado, mientras la falta de planeación de los nuevos asentamientos, hace que la metrópoli tenga que llevar los servicios públicos a cada zona, como derecho constitucional. Esto conlleva a la realización de estudios y diseños de infraestructura vial, para cumplir estos propósitos. La carencia y la falta de un diseño vial integro, que cuente con diseños de tránsito, velocidades de diseño adecuadas, distancias de visibilidad, pasos peatonales convenientes, generan conflictos en la seguridad vial, llevando a esta aun conflicto de salud pública sabiendo que las muertes ocasionadas por un mal diseño o una intervención preventiva es la quinta causa de muertes en el mundo. Este trabajo se realiza como alternativa de una intersección tipo trompeta deprimida en la calle 26 con carrera 40, utilizando los manuales para vías urbanas, HCM 2000 y AASTHO Esto con el fin de desarrollar un proyecto cumpliendo todos los parámetros de la norma aplicada para vías urbanas, llevando a cabo todos los conceptos académicos y técnicos, determinado condiciones actuales y garantizando situaciones futuras. ABSTRACT The attraction that generates Bogota, for people in search of better job opportunities, health, education, recreation, etc. It makes the city has a problem of sprawl, and disproportionate, while the lack of planning new settlements, makes the metropolis need to bring public services to each area, as a constitutional right. This leads to the studies and designs of road infrastructure to meet these goals. Lack and the lack of a road design integral, that has designs transit speeds appropriate design, sight distances, convenient pedestrian crossings, generate conflicts on road safety, even taking this public health conflict knowing that deaths caused by poor design or preventive intervention is the fifth leading cause of deaths worldwide. This work is done as an alternative to a standard intersection trumpet depressed at 26 with race 40, using manuals for urban roads, HCM 2000 and 2004 AASTHO 13

14 This in order to develop a project fulfilling all the parameters applied to urban road standards, carrying out all academic and technical, given current conditions and future situations ensuring concepts. PALABRAS CLAVES Tránsito, Tráfico, Intersección, Dispositivos de Control, Volumen, Tasa de Flujo, Demanda Capacidad, Hora Pico, Velocidad de Diseño, Visibilidad, Vehículo de Diseño, Transición de Peralte, Tangente Vertical, Separador, Rasante, Nivel de Servicio, Galibo, Sección Transversal, Curva Vertical, Curva Horizontal, Carril 1.2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Teniendo en cuenta que la troncal de la calle 26, es una vía arterial principal con unas características particulares, ya que es el acceso desde el centro de la ciudad hasta el aeropuerto Internacional el Dorado, y es por donde transita la caravana presidencial y demás visitas políticas al palacio de Nariño, esto hace desear un flujo continuo y sin restricciones. La carrera 40 es la primera intersección semaforizada que hay desde el aeropuerto Internacional El Dorado hacia el centro de la ciudad, y el primer paso a nivel de peatones para la estación de Transmilenio Corferias, generando la reducción de velocidades y creando puntos de conflicto con peatones, movimientos vehiculares, y formación de congestión. 14

15 1.3. JUSTIFICACION La planeación del transporte y la movilidad es un instrumento donde la desigualdad social desaparece y potencia la sostenibilidad de la ciudad, teniendo en cuenta que el crecimiento del parque automotor es casi exponencial, se ve reducida la movilidad. La situación se agudiza si a ello le sumamos el aumento de la población, el incremento de las actividades económicas, la constante búsqueda de una mejor calidad de vida, lo cual genera conflictos y una creciente demanda cada vez más pero limitada infraestructura vial. Dando paso a mejorar la movilidad y flujo continuo en la intersección semaforizada de la calle 26 con carrera 40, se planteó una intersección tipo trompeta deprimida asegurando movimientos izquierdos y de derechos, con carriles de aceleración y desaceleración cumpliendo con la norma AASTHO 2004, HCM2000 e INVIAS

16 2. CAPÍTULO 2 OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL Realizar el estudio de tránsito y diseño geométrico de la intersección, de la calle 26 con carrera 40, tipo trompeta deprimida con todos los movimientos OBJETIVOS ESPECIFICOS Recolectar información del sitio y sus alrededores con el fin de tener información sobre las características del tránsito. Realizar el análisis de los aforos y muestreo de la intersección. Establecer los parámetros como velocidades de diseño, y vehículo de diseño Definir las características geométricas para el diseño de la intersección vial, teniendo en cuenta las condiciones establecidas en la normatividad. Garantizar los elementos geométricos necesarios para establecer las condiciones de seguridad, comodidad y estética de la intersección de la calle 26 con carrera 40 16

17 3. CAPÍTULO 3 MARCO TEÓRICO PARÁMETROS DE ESTUDIO DE TRÁNSITO ESTUDIO DE VOLÚMENES DE TRÁNSITO El diseño geométrico vial no es una disciplina independiente en la proyección de una vía, sino que interactúa y depende de otras áreas técnicas de la ingeniería como el tránsito. Para el desarrollo de un proyecto de construcción de una vía es indispensable realizar un estudio de tránsito para determinar la demanda, a partir del volumen del tránsito actual, o la proyección de la cantidad de vehículos que transitaran por la nueva vía en un lapso determinado. Basados en los resultados del estudio de volúmenes de tránsito se definen los parámetros del diseño geométrico vial, así como de sus obras complementarias Conteos manuales Este método emplea personal en campo para su realización, con la ventaja que permite obtener información detallada sobre: Clasificación vehicular (autos, buses según modalidad de transporte, motos, bicicletas y camiones por tamaño, peso y número de ejes). Movimientos direccionales en una intersección o en un acceso. Dirección de recorrido. Uso de carriles y/o longitud de colas. Obediencia a los dispositivos para el control del tránsito. Periodos de conteo El período de conteo no debe comprender condiciones en las que se presenten eventos especiales, a menos que se desee estudiar específicamente esa situación. Algunos de los períodos más usados son los siguientes: Conteos de fin de semana. Cubre el período comprendido entre las 6:00 p.m. del día viernes y las 6:00 a.m. del día lunes. Conteo de 24 horas. Comprenden cualquier período de 24 horas, exceptuando la mañana del lunes y la tarde del viernes, ya que en estos últimos existe una gran variación en el comportamiento del tránsito. Conteos de 7 días. Comprenden conteos de 24 horas durante 7 días 17

18 consecutivos del año, siempre y cuando las condiciones del tránsito se consideren normales. Conteos de 3 días. Comprenden conteos de 24 horas durante tres días consecutivos, preferiblemente martes, miércoles y jueves, de una semana cualquiera. Conteos de 16 horas. Se realizan normalmente en el período 6:00 a.m. 10:00 p.m. Conteos de 12 horas. Se realizan normalmente en el período 7:00 a.m. 7:00 p.m. Conteos en períodos pico. Comprenden los períodos de mayor demanda del tránsito. Conteos en períodos largos. Utilizan contadores mecánicos de tipo permanente Volúmenes de transito Se define como el número de vehículos que pasan por una sección transversal de una vía durante un período específico de tiempo. Volúmenes absolutos totales Los volúmenes absolutos totales se clasifican en: Tránsito anual (TA). Es el número total de vehículos que pasan durante un año por una sección transversal de una vía. Tránsito semanal (TS). Es el número total de vehículos que pasan durante una semana por una sección transversal de una vía. Tránsito diario (TD). Es el número total de vehículos que pasan durante un día por una sección transversal de una vía. Tránsito horario (TH). Es el número total de vehículos que pasan durante una hora. Tasa de flujo (q). Es el número total de vehículos que pasan durante un período inferior a una hora, expresado en vehículos por hora. Volúmenes de transito promedio diario Los volúmenes de transito promedio diario se clasifican en: Tránsito promedio diario anual (TPDA). Representa el valor promedio de los volúmenes de tránsito que circulan en 24 horas durante un año. 18

19 Tránsito promedio diario semanal (TPDS). Representa el valor promedio del tránsito diario, obtenido con base en el tránsito semanal. Volúmenes de transito horario Volumen horario máximo anual (VHMA). Es el máximo volumen horario que ocurre en un punto o sección de un carril o de una calzada durante un año determinado. Volumen horario de máxima demanda (VHMD). Es el máximo número de vehículos que pasan por un punto o sección de un carril o de una calzada durante 60 minutos consecutivos. Volumen horario de proyecto (VHP). Es el volumen de tránsito horario que se utiliza para determinar las características geométricas de la vía. Volumen horario máximo Permite determinar el máximo volumen de tránsito registrado durante el período del estudio, y a través de éste se identifica cuál es la hora pico. Se expresa en vehículos por hora. Volumen horario mínimo Permite determinar el mínimo volumen de tránsito registrado durante el período del estudio, y a través de éste se identifica cuál es la hora de menor demanda. Se expresa en vehículos por hora. Volumen total de tránsito Es la sumatoria de la totalidad de vehículos por tipo, dentro del periodo de estudio. Se expresa en vehículos dividido por el período del estudio Composición vehicular Resulta de la división del número de vehículos por tipo sobre el número total de vehículos en la unidad de tiempo que se dese estudiar. Se calcula en forma porcentual tanto para todo el período del estudio, como para los períodos picos de la mañana y de la tarde. Se expresa en porcentaje. Distribución horaria del tránsito: Permite conocer como varía el tránsito durante el período del día. 19

20 Factor de hora pico: Permite determinar el factor hora pico, FHP, correspondiente a los períodos pico de la mañana y de la tarde, el cual se calcula a través de la siguiente expresión: ESTUDIOS DE VELOCIDAD La velocidad que pueden desarrollar los vehículos por una vía, su inverso y el tiempo que tardan en recorrer una distancia dada, se usan con frecuencia para evaluar la calidad del servicio que está prestando esa vía a sus usuarios, especialmente en el medio urbano. Es de vital importancia conocer la velocidad, ya que a partir de éste concepto se determinan diferentes elementos para el diseño de vías. Así mismo, es un concepto conocido y percibido por los usuarios, lo que lo hace un parámetro de evaluación general del movimiento tránsito en una zona determinada. Los estudios de velocidad puntual se realizan principalmente en vías de circulación continua, como carreteras de 2 carriles o en vías de múltiples carriles. En vías de circulación discontinua, se usan estudios sobre tiempo. Gran parte de los estudios acerca de la velocidad están encaminados a la velocidad en un punto específico de la vía. La velocidad de punto está diseñada para cuantificar y tener la trazabilidad de las características en un lugar específico, bajo ciertas condiciones de tránsito y condiciones de clima presentes en el momento de la captura de la información. A partir de los estudios de velocidad puntual se pueden identificar los lugares de complejidad, en las que se deben implementar acciones de cambios operacionales que mejoren la movilidad en el sistema Clasificación de velocidad Velocidad puntual: también llamada velocidad instantánea, es la velocidad de un vehículo cuando pasa por un punto dado de una vía. Velocidad Instantánea: velocidad de un vehículo en un instante y tiempo 20

21 determinado. Velocidad de recorrido: es la relación entre el espacio recorrido por un vehículo y el tiempo que ha requerido para este desplazamiento. Velocidad de marcha: es la relación entre el espacio recorrido por un vehículo y el tiempo de recorrido, sin tener en cuenta el tiempo que el vehículo estuvo detenido. Velocidad a flujo libre: es la velocidad teórica libre, es decir cuando la densidad vehicular es cero Estudio de velocidad puntual El estudio de velocidad puntual se desarrolla para determinar las características similares que se tiene de un lugar específico con respecto a la velocidad, bajo circunstancias prevalecientes del estado del tiempo y del tránsito, para así obtener resultados más cercanos a la realidad. Una de las metodologías para la toma de información de la velocidad puntual es por medio de las mediciones manuales con cronómetro, en la que se fija una distancia base entre 30 y 80 metros, marcando el punto de inicio y final en el tramo vial. Cuando la parte delantera del vehículo pase por la marca inicial, el observador deberá activar el cronómetro hasta que la parte de adelante del mismo vehículo llegue a la marca que le fue asignada al final del tramo. Las observaciones deberán ser anotadas en segundos y en milésimas de segundo, con el fin de calcular la relación espacio tiempo en metros por segundo, para posteriormente ser expresada en kilómetros por hora. El estudio de la velocidad de punto requiere de la vinculación de herramientas de la estadística inferencial para la deducción de valores a partir de datos iniciales, pues se incluye la premisa que todos los vehículos no transcurren a la misma velocidad, y que por ende, se presenta una distribución de velocidades para un conjunto de comparación. Aplicaciones del estudio de velocidad De acuerdo con Robertson (1994, pp. 33 y 34), entre las aplicaciones de los estudios sobre velocidad puntual se encuentran las siguientes: 21

22 Cálculo para el diseño vial. Determinación del valor de variables para la regulación de tránsito. Análisis de capacidad vial y nivel de servicio. Evaluaciones sobre seguridad vial. Estimación de tendencias de velocidades. Determinación de la efectividad de medidas para mejorar la circulación del tránsito. Adicionalmente: Generar tendencias de velocidad y proyectar de una muestra a un universo de datos. Planeación de tránsito, control y regulación del mismo. Evaluar los resultados de transito cuando se cambia las condiciones de control existente. Evaluar los efectos de las distribuciones de las velocidades reales en las características de los elementos geométricos de la vía. Realizar estudios en la teoría del flujo vehicular. Tamaño de la muestra El estudio se basa en la toma de una muestra representativa de los vehículos que transitan por el trayecto de caracterización y no con la totalidad de los automotores y si a esto se añade, que todos los vehículos viajan a diferentes velocidades, es necesario tratar estos datos con la ayuda de la estadística. A partir de la constante relacionada con el nivel de confiabilidad deseado. Donde, n = tamaño de la muestra. e = error permitido en la estimación de la velocidad media de todo el tránsito (entre 8.0 Km/h y 1.5 Km/h). S = desviación estándar. Desviación estándar Corresponde la dispersión de todos los datos de velocidad en relación con la media. 22

23 Error estándar de la media Es el valor con el cual se determina el error que posee la media de la muestra, con media real de la población total de vehículos que pasarían por la sección de la vía durante el periodo de estudio. Intervalo de confianza El intervalo de confianza hace referencia a los límites que se pueden tener para deducir el valor de la velocidad media real. Para lo anterior, se debe tener en cuenta la relación con el nivel de confiabilidad deseado. Fuente: Ingeniería de Tránsito (WILSON VARGAS, 2012) Tabla 1 Nivel de confiabilidad Constante K Nivel de confiabilidad (%) Tamaño apropiado de la muestra (ƞ) Se puede determinar el tamaño mínimo apropiado de la muestra a partir de la constante relacionada con el nivel de confiabilidad deseado. 23

24 Donde, e = error permitido en la estimación de la velocidad media de todo el tránsito (entre 8.0 Km/h y 1.5 Km/h). El histograma y polígono de frecuencia son la representación gráfica de la información obtenida, los cuales son la relación entre las velocidades promedio de los intervalos con las frecuencias observadas relativas, pudiéndose apreciar la distribución de los datos. Por otro lado la curva de frecuencia acumulada relaciona los límites superiores de los intervalos de las velocidades con las frecuencias acumuladas relativas. Permite determinar de manera gráfica los percentiles. Percentiles Los percentiles son la representación porcentual de la muestra que cumple ciertas condiciones. Este es el porcentaje de vehículos de la muestra que transita a cierta velocidad y son calculados para la aplicación a la planeación del tránsito: Percentil 15: establece el límite mínimo de velocidad. Percentil 50: es aproximadamente igual al valor de la velocidad media. Percentil 85: representa el límite máximo de velocidad. Percentil 98: determina la velocidad de diseño Nivel de servicio El nivel de servicio es un indicador cualitativo utilizado para medir la calidad y las condiciones del flujo vehicular, descrito en factores como velocidad, seguridad, comodidad, libertad del conductor para maniobrar, tiempo de recorrido, entre otros elementos que permitan evaluar el servicio de la vía. De acuerdo al HCM 2000, los niveles de servicio para vías multicarril se describen a continuación: Nivel de servicio A: circulación a flujo libre, los conductores poseen la libertad elegir la velocidad y maniobrar, debido a que no se presentan obstrucciones en la autopista. El espaciamiento medio es de 130m y la densidad máxima es de 7 veh/km/carril. 24

25 Nivel de servicio B: circulación razonablemente a flujo libre aunque se perciben los otros vehículos. El espaciamiento medio es de 80m y la densidad máxima es de 11 veh/km/carril. Nivel de servicio C: rango dentro del cual queda marcada la influencia de la densidad sobre las operaciones, la presencia de otros vehículos afecta maniobras dentro de la corriente de tráfico. El espaciamiento medio es de 60m y la densidad máxima es de 16 veh/km/carril. Las condiciones de comodidad y seguridad disminuyen. Nivel de servicio D: capacidad de maniobra está seriamente restringida debido a la congestión. El espaciamiento medio es de 40m y la densidad máxima es de 22 veh/km/carril. Las condiciones de comodidad y seguridad son bajas, en dicho nivel cualquier afecta sustancialmente el flujo de la vía generando congestiones. Nivel de servicio E: funcionamiento a capacidad, la densidad de vehículos es muy alta, por lo que el conductor no está en libertad de maniobrar, cualquier interrupción en el flujo es de gran importancia y ocasiona graves congestiones. Situación en o cerca de la capacidad, flujo bastante inestable. El espaciamiento es mínimo y la densidad máxima es de 28 veh/km/carril. Nivel de servicio F: circulación a flujo forzoso, el volumen de la vía excede su capacidad, la libertad de maniobra es extremadamente difícil, las condiciones de seguridad y comodidad son notablemente bajas, se presentan frecuentemente colapsos debido a la alta densidad de vehículos y a la inestabilidad del flujo, conocido como cuellos de botella Determinación de la velocidad a flujo libre Para la captura de la velocidad a flujo libre en campo es necesario elegir un tramo representativo de la vía, que presente condiciones de flujo bajo y tomar una muestra de mínimo 100 vehículos livianos seleccionados de manera aleatoria en los diferentes carriles, así que el promedio de los datos capturados se puede utilizar como la velocidad a flujo libre FFS, debido a que dicho valor representa todas las condiciones que influyen en el cálculo y no es necesario realizar ningún ajuste. 25

26 Si por el contrario no se tiene la medidas tomadas in situ, es posible estimar la velocidad a flujo libre a partir de un dato base al cual se le deben efectuar ciertos ajustes, debido a que existen condiciones físicas del terreno que deben ser tenidas en cuenta, dichas condiciones son: ancho de los carriles, número de carriles, densidad de intercambiadores y distancia libre lateral derecha. La siguiente ecuación permite determinar la velocidad a flujo libre basada en una velocidad asumida: Donde, FFS = velocidad a flujo libre estimada (Km/h) BFFS = velocidad a flujo libre base, en el (HCM, 2000) se sugieren valores de 100 Km/h flw = ajuste por ancho de carril. flc = ajuste por distancia lateral fm = ajuste por tipo de separador fid = ajuste por puntos de acceso Los valores de los últimos cuatro parámetros se encuentran contenidos en el capítulo 21 del HCM, Determinación de la tasa de flujo Es aquella variable que refleja la variación del flujo vehicular dentro la hora de máxima demanda, el efecto de los vehículos pesados y las condiciones de los usuarios de la vía se calcula a partir de la expresión: Donde, Vp= tasa de flujo para 15 minutos (vehículos livianos/h/carril) V = volumen horario por sentido (vehículos mixtos/h) FHMD = factor de la hora de máxima demanda N = número de carriles por sentido fhv = factor de ajuste por vehículos pesados 26

27 fp= factor de ajuste por tipo de conductores El factor de ajuste por vehículos pesados (fhv) se calcula a partir de la siguiente ecuación: Donde, fhv= factor de ajuste por efecto de vehículos pesados PT = porcentaje de camiones en la corriente vehicular PB = porcentaje de autobuses en la corriente vehicular PR = porcentaje de vehículos recreativos en la corriente vehicular ET = automóviles equivalentes a un camión EB = automóviles equivalentes a un autobús ER = automóviles equivalentes a un vehículo recreativo La densidad se determina a partir de la siguiente expresión: Donde, D = densidad expresada en vehículos livianos por kilómetro por carril Vp= tasa de flujo equivalente expresada en vehículos livianos por hora por carril S = velocidad media de los automóviles en kilómetros por hora El nivel de servicio para una vía multicarril nueva, consiste en la determinación del número de carriles requeridos para que la vía permita brindar a los usuarios un nivel de servicio deseado teniendo un volumen y otras condiciones de tránsito definidas. Para lo anterior se debe suponer un N, y calcular con éste la tasa de flujo; luego, se elabora la curva velocidad-flujo con base en la velocidad a flujo libre, a partir de dicha curva se calcula la densidad con la cual finalmente se obtiene el nivel de servicio. Si éste último es el valor esperado, el número de carriles empleados será el dato definido para el diseño geométrico, de lo contrario, se realizará de nuevo el procedimiento con un N mayor o menor de acuerdo al resultado DISEÑO GEOMÉTRICO DE VÍAS URBANAS 27

28 PARÁMETROS DE DISEÑO Vehículo de diseño En la Guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C. (Corporación Andina de Fomento, Instituto de Desarrollo, Universidad Nacional de Colombia, 2012) se plantéa que del vehículo de diseño se debe considerar el tipo de vehículo con las mayores exigencias, que posiblemente hará uso de la infraestructura vial con una frecuencia importante. Al respecto, se debe contar con información sobre la composición vehicular típica del elemento vial objeto de diseño, la clasificación funcional de la vía y los usos del suelo en que se enmarca el proyecto; lo anterior con el fin de considerar el vehículo tipo que condicione los aspectos más críticos en el diseño geométrico. El proceso de selección del vehículo de diseño parte de un análisis por niveles que incluye identificar el tipo de vehículo según sea la jerarquía funcional de la vía, el uso del suelo, el patrón de composición vehicular y condiciones especiales así como el manejo operacional de suministros y servicios. Figura 1 Variables influyentes en la selección del vehículo de diseño. Fuente: Guía de Diseño Urbano de Bogotá. 28

29 Clasificación y tipologías Según la Guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C. (Corporación Andina de Fomento, Instituto de Desarrollo, Universidad Nacional de Colombia, 2012) los vehículos de diseño son los automotores más representativos en el tránsito existente o proyectado, debido a que demandan mayores exigencias respecto a la configuración geométrica de las vías en función de sus dimensiones y sus trayectorias en maniobras y recorridos. Su importancia radica en que a partir de sus características se tipifican algunas dimensiones y características asociadas con radios de giro y sobreanchos, pero sobretodo realizar diseños coherentes y racionales frente a las trayectorias vehiculares reales. De acuerdo con lo anterior, la mencionada Guía señala que los vehículos de diseño se clasifican en cinco (5) clases, en consideración a sus características generales y su impacto en el diseño geométrico de la infraestructura vial. A continuación se presenta la tipología y la descripción de las clases de vehículos de diseño aplicados: Vehículos Livianos (V.L): este grupo de vehículos hace referencia principalmente a automóviles convencionales de dos ejes simples, con sistema de rueda simple, cuyas trayectorias no inciden drásticamente en la configuración geométrica de la infraestructura vial. También se incluyen en este grupo a las motocicletas, las cuales se consideran un vehículo de diseño fundamental en temas como el diseño de elementos de contención vehicular, que requieren dimensionamientos especiales cuando el porcentaje de motos es alto (mayor al 5%). Vehículos Pesados (V.P): dentro de los vehículos pesados se incluye a los automotores de carga, específicamente a los tractocamiones. Para el caso del diseño geométrico, la configuración tipo simple, tándem o triple no es incidente como sí lo es, a nivel de tránsito y pavimentos. En el caso del diseño geométrico, independientemente de las tipologías C2-S2, C3-S1, C3-S2 y C3-S3, las variables influyentes son la longitud total del vehículo y la distancia entre ejes pues de estas se deriva la fórmula del sobreancho como se verá más adelante. Por tal motivo la nomenclatura otorgada a cada tipo de vehículo pesado corresponde solamente al nombre del vehículo según la AASHTO, seguido de la longitud total en metros, p.e. WB- 12, se refiere a un tracto-camión de 12m de longitud y no a la nomenclatura tipo INVIAS. 29

30 Elementos geométricos de los vehículos de diseño De acuerdo a la Guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C. (Corporación Andina de Fomento, Instituto de Desarrollo, Universidad Nacional de Colombia, 2012) se establece la siguiente tabla en la que se muestra los valores geométricos más relevantes de los diferentes vehículos de diseño, requeridos para el cálculo de los sobreanchos. Tabla 2 Dimensiones vehículo de diseño Fuente. Guía de Diseño Urbano de Bogotá. Trayectorias mínimas de diseño La selección del vehículo de diseño, en la Guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C. (Corporación Andina de Fomento, Instituto de Desarrollo, Universidad Nacional de Colombia, 2012), no se realiza de cara a la estimación solo de un radio mínimo, sino a la configuración de una trayectoria de diseño. Las dimensiones principales que afectan el diseño son: el mínimo Radio de Giro en el Eje vehicular (RGE), el ancho de calzada en el inicio de la curva, la distancia entre ejes y la trayectoria de la rueda trasera interior (Basado en American Association of State and Transportation Officials, AASHTO, 2011). Así, los límites de las trayectorias de giro de cada vehículo de diseño se establecen a partir de la traza exterior de la saliente frontal (RSF) y el recorrido de la rueda trasera interior (RRI). 30

31 Figura 2 Trayectoria vehicular. Fuente. Guía de Diseño Urbano de Bogotá. Basados en la Guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C. (Corporación Andina de Fomento, Instituto de Desarrollo, Universidad Nacional de Colombia, 2012), se tiene que para la estimación de las trayectorias de giro se asume que la traza exterior de la saliente frontal sigue un arco circular definido por el mínimo Radio de Giro en el Eje vehicular (RGE), el cual es determinado con base en el mecanismo de dirección del automotor. Los valores de RGE y los radios mínimos de giro sobre las trayectorias exteriores e interior del vehículo se muestran en la siguiente Tabla. Tabla 3 Radios de giro mínimos en las trayectorias vehiculares (metros) Fuente. Guía de Diseño Urbano de Bogotá. 31

32 Adicionalmente, en la Guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C. (Corporación Andina de Fomento, Instituto de Desarrollo, Universidad Nacional de Colombia, 2012) se definen que estos valores mínimos de ocupación, deben incrementarse en función de aislamientos de seguridad, como la distancia transversal entre vehículos y entre la trayectoria y el borde de calzada, las cuales se recomiendan por seguridad vial, entre y , respectivamente Sobreanchos En vías urbanas el sobreancho se establece en tres casos, tabulados en la Tabla de la AASHTO 3-50: Caso 1: Un carril de operación sin carril de sobrepaso. Caso 2: Un carril de operación con carril de sobrepaso. Caso 3: dos carriles de operación con el mismo tipo de vehículo en ambos carriles. Tabla 4 Sobreanchos Fuente. AASTHO

33 Velocidad La velocidad es el elemento básico y primordial para el diseño geométrico de vías, ya que a partir de este parámetro se realiza el cálculo del resto de elementos geométricos y componentes del proyecto. En el proceso de asignación de la Velocidad de Diseño se debe otorgar la máxima prioridad a la seguridad y comodidad de los usuarios. Por ello la velocidad de diseño a lo largo del trazado debe ser tal que los conductores no sean sorprendidos por cambios bruscos o muy frecuentes en la velocidad a la que pueden realizar con seguridad el recorrido. Por lo tanto, la velocidad debe ser una variable estudiada, regulada y controlada. El objetivo principal del diseño geométrico de una vía deberá ser el de proveer el servicio (oferta) para satisfacer el volumen de tránsito (demanda), de una manera segura, cómoda y económica, con una velocidad adecuada, que supuestamente hayan de seguir la mayoría de los conductores. 1 Velocidad General: es la relación entre el espacio recorrido y el tiempo de tarda en recorrerlo, usualmente se expresa en (km/h). Donde, v = velocidad constante (km/h) d = distancia recorrida (km) t = tiempo recorrido (h) En su libro (González, Vargas, Rincón, 2013), presentan los siguientes conceptos básicos de la velocidad de un proyecto vial. Velocidad de diseño VTR Es la velocidad guía o de referencia que permite definir las características geométricas mínimas de todos los elementos del trazado, en condiciones de comodidad y seguridad. Se define como la máxima velocidad segura y cómoda que puede ser mantenida en una sección determinada de una vía, cuando las condiciones son tan favorables, que las características geométricas del diseño de la vía predominan. 1 González, C.J. (2014). Velocidad. Especialización en Diseño de Vías Urbanas, Tránsito y Transporte. Universidad Distrital Francisco José de Caldas. Bogotá D.C. 33

34 Velocidad de operación Es la velocidad segura y cómoda a la que un vehículo aislado circularía por él, sin condicionar la elección de la velocidad por parte del conductor ningún factor relacionado con la intensidad de tránsito, ni la meteorología, es decir, asumiendo un determinado nivel de velocidad en función de las características físicas de la vía y su entorno, apreciables por el conductor Visibilidad Es la distancia sobre la vía que el conductor puede observar delante de él. La distancia de visibilidad mínima que dispone un conductor debe ser lo suficientemente larga, para que le permita transitar a una velocidad cercana a la de diseño y que al divisar un objeto al frente de su trayectoria pueda detenerse o ejecutar una determinada acción sin incurrir en maniobras difíciles que afecten sus condiciones de seguridad (AASHTO, A Policy on Geometric Design of Highways and Streets, 2011). El diseño de una vía debe garantizar una óptima visibilidad en cualquier tramo de su recorrido y así ofrecer a los usuarios, una circulación cómoda y segura. Distancia de Visibilidad de Parada (Dp) Se considera como distancia de visibilidad de parada de un determinado punto de una carretera, la distancia necesaria para que el conductor de un vehículo pueda detenerlo antes de llegar a un obstáculo que aparezca en su trayectoria al circular a la velocidad específica del elemento (VCH, VETH, VCV o VTV) en el cual se quiere verificar esta distancia de visibilidad. La longitud requerida para detener el vehículo será la suma de dos distancias: la distancia recorrida durante un tiempo de percepción y reacción y la distancia recorrida durante el frenado. La distancia recorrida durante el tiempo de percepción y reacción (adoptado en dos y medio segundos (2.5 s) para efectos del proyecto) se mide desde el momento en que se hace visible el obstáculo hasta el instante en que se aplican los frenos. En esta distancia se supone que el vehículo circula con movimiento uniforme a la velocidad específica del elemento. 34

35 La distancia recorrida durante el frenado se mide desde la aplicación de los frenos hasta el momento en que el vehículo se detiene totalmente, circulando con movimiento uniformemente desacelerado con velocidad inicial igual a la velocidad específica del elemento. El valor de la desaceleración asumida es tal que no implica el bloqueo de las llantas al realizar el trabajo de frenado, aun en condiciones de pavimento húmedo. Este estudio fue realizado por la AASHTO y presentado en el Manual de Diseño Geométrico de AASHTO D p 2 Ve 0.695* Ve a p 254* Donde, Dp = distancia de visibilidad de parada, (m) Ve = velocidad específica del elemento sobre el cual se está determinando la distancia de visibilidad, (km/h) a = Rata de aceleración, igual a 3.4 m/seg 2 p = Pendiente en tanto por uno Distancia de visibilidad en Intersecciones La presencia de intersecciones a nivel, hace que potencialmente se puedan presentar una diversidad de conflictos entre los vehículos que circulan por una y otra calzada. La posibilidad de que estos conflictos ocurran, puede ser ampliamente reducida mediante la provisión apropiada de distancias de visibilidad de cruce y de dispositivos de control acordes. El conductor de un vehículo que se aproxima por la calzada principal a una intersección a nivel, debe tener visibilidad, libre de obstrucciones, de toda la intersección y de un tramo de la calzada secundaria de suficiente longitud que le permita reaccionar y efectuar las maniobras necesarias para evitar una colisión. La distancia mínima de visibilidad de cruce considerada como segura, bajo ciertos supuestos sobre las condiciones físicas de la intersección y del comportamiento otra calzada. La posibilidad de que estos conflictos ocurran, puede ser ampliamente reducida mediante la provisión apropiada de distancias de visibilidad de cruce y de dispositivos de control acordes. 35

36 El conductor de un vehículo que se aproxima por la calzada principal a una intersección a nivel, debe tener visibilidad, libre de obstrucciones, de toda la intersección y de dimensiones menores a la requerida. El triángulo de visibilidad en la aproximación a los accesos de una intersección se muestra en la Figura 1. Por lo tanto, cualquier objeto ubicado dentro del triángulo de visibilidad, lo suficientemente alto, que se constituya en una obstrucción a la visibilidad lateral, deberá ser removido. Por otra parte, después de que un vehículo se ha detenido en el acceso de una intersección por la presencia de una señal de "PARE", su conductor deberá tener la suficiente distancia de visibilidad para realizar una maniobra segura a través del área de la intersección, ya sea para cruzar de frente la calzada principal o para girar a la derecha o a la izquierda sobre ella. Simultáneamente se deberá proveer la suficiente distancia de visibilidad a los conductores que viajan sobre la calzada principal, la cual deberá ser al menos igual a la distancia que recorre el vehículo sobre la calzada principal durante el tiempo que le toma al vehículo de la calzada secundaria realizar su maniobra de cruce o giro. La Figura 1 muestra el triángulo de visibilidad requerido bajo esta condición. Figura 3 Distancia de visibilidad en intersecciones. Triángulo mínimo de visibilidad Fuente. Manual INVIAS (2008) La distancia de visibilidad para una maniobra de cruce de la calzada principal por un vehículo detenido en la calzada secundaria, está basada en el tiempo que le toma a este vehículo en despejar la intersección, y la distancia que recorre un vehículo sobre la calzada principal a la velocidad de diseño durante el mismo tiempo. La distancia mínima de visibilidad de cruce necesaria a lo largo de la calzada principal se debe calcular mediante la siguiente expresión 36

37 Donde, d= Distancia mínima de visibilidad lateral requerida a lo largo de la calzada principal, medida desde la intersección, en metros. Corresponde a las distancias d1 y d2 de la Figura 1. Ve= Velocidad Específica de la calzada principal, en km/h. Corresponde a la Velocidad específica del elemento de la calzada principal inmediatamente antes del sitio de cruce. t1= Tiempo de percepción reacción del conductor que cruza, adoptado en dos y medio segundos (2.5 s). t2= Tiempo requerido para acelerar y recorrer la distancia S, cruzando la calzada principal, en segundos. En la Tabla 5 se presentan las distancias mínimas de visibilidad, requeridas para cruzar con seguridad la intersección en ángulo recto de una calzada principal de ancho de calzada siete metros con treinta centímetros (7.30 m) y dos sentidos de circulación, partiendo desde la posición de reposo en la calzada secundaria ante una señal de "PARE", para diferentes tipos de vehículos. Para vías con anchos superiores, o mayor número de carriles, o con separador central, se deberán utilizar las expresiones anteriores, para calcular la distancia mínima de visibilidad lateral. Tabla 5 Distancias mínimas de visibilidad requeridas a lo largo de una calzada principal con ancho m, con dispositivo de control en la calzada secundaria Fuente. Manual INVIAS 37

38 DISEÑO DE ALINEAMIENTO HORIZONTAL Los elementos geométricos de una vía deben estar convenientemente relacionados, para garantizar una operación segura, a una velocidad de operación continua y acorde con las condiciones generales de la vía. El alineamiento horizontal está constituido por alineamientos rectos, curvas circulares y curvas de grado de curvatura variable que permiten una transición suave al pasar de alineamientos rectos a curvas circulares o viceversa o también entre dos curvas circulares de curvatura diferente. El alineamiento horizontal debe permitir una operación segura y cómoda a la velocidad de diseño. Durante el diseño de una vía nueva se deben evitar tramos en planta con alineamientos rectos demasiado largos. Tales tramos son monótonos durante el día, especialmente en zonas donde la temperatura es relativamente alta. Estas condiciones inciden en generar sueño en el conductor y de esta manera ocasionar accidentalidad Peralte Según la Guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C. (Corporación Andina de Fomento, Instituto de Desarrollo, Universidad Nacional de Colombia, 2012), cuando el vehículo se mueve en una curva horizontal, experimenta una fuerza centrípeta que lo hala hacia el centro de la curva. Esta aceleración se contrarresta con la fricción lateral y la componente horizontal del peso generada al inclinar la calzada hacia el centro de la curva, así pues, el coeficiente de fricción lateral del pavimento y la inclinación transversal en curva, también denominada peralte, son los elementos que contribuyen a la estabilidad de los automotores en su tránsito por elementos con diferentes grados de curvatura. Como lo menciona el documento de Instrucción de la vía Pública (Ayuntamiento de Madrid, 2000), aunque a escala rural los peraltes mejoran la seguridad de circulación en las curvas y permiten reducir su radio, en áreas urbanas éstos deben utilizarse con precaución porque pueden dificultar un adecuado encaje físico de la vía en el entorno y animar a mayores velocidades de las convenientes. Por ello, salvo en las vías de orden arterial, en las que se usarán sin más limitaciones que las técnicas, o en los tramos de vías intermedias sin accesos directos, en las que podrán puntualmente ser de utilidad; en el resto, y 38

39 particularmente en la red vial local, deberá evaluarse expresamente sus posibles impactos negativos y aplicarse sólo excepcionalmente. Figura 4 Diagrama de fuerzas que experimenta el vehículo en curva Fuente. Tomado de Diseño Geométrico de Vías - Ajustado al Manual Colombiano Ing. John Jairo Agudelo P * v 2 F Dónde, P = Peso del vehículo en N v = Velocidad del vehículo en m/s. g = Aceleración de la gravedad = 9.81 m/s 2 R = Radio de curvatura en m. F = Fuerza centrífuga en N g * R Así las cosas, de acuerdo a la Guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C. (Corporación Andina de Fomento, Instituto de Desarrollo, Universidad Nacional de Colombia, 2012), se establece que como tanα es la pendiente transversal de la calzada, es decir el mismo peralte e, y además el producto del peralte por el coeficiente de fricción, es un valor que tiende a cero, la ecuación resultante se puede expresar como: o según (American Association of State and Transportation Officials, AASHTO, 2011), mediante la ecuación simplificada de equilibrio: 39

40 Donde, f = Coeficiente de fricción lateral V = Velocidad de diseño (km/h) R = Radio de la curva (m) e = Peralte (%) Peralte máximo en vías arteriales e intermedias En la Guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C. (Corporación Andina de Fomento, Instituto de Desarrollo, Universidad Nacional de Colombia, 2012) se definió que el peralte máximo de diseño está determinado, además de la condición de equilibrio, por las limitaciones o impactos sobre la accesibilidad a predios, la comodidad y seguridad en la circulación, el tipo de tránsito, entre otros aspectos. Es por esto que en la Guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C. (Corporación Andina de Fomento, Instituto de Desarrollo, Universidad Nacional de Colombia, 2012) se establece que para el caso de Bogotá, los peraltes máximos recomendados son del 4% y el 6% cuando las calzadas vehiculares estén condicionadas por la franja lateral de espacio público y consiguientemente el acceso a predios, tal como se presentan a continuación: Peraltes máximos en zonas urbanas En vías arteriales con velocidades de diseño mayores o iguales a 30 km/h, el peralte máximo debe ser 4% cuando el control de accesos es limitado o nulo y no existen separadores que delimiten las calzadas vehiculares. También se acepta del 6% si existen separadores que permitan absorber diferencias de altura y si se presenta un control de accesos parcial. Así, se podría por ejemplo diseñar las calzadas rápidas de un corredor arterial con 6% y las de servicio con 4%. En vías con velocidades inferiores a 30 km/h todo se maneja con bombeo normal. Tabla 6 Radio- Velocidad específica Peralte, Vías urbanas VCH = 20 VCH = 30 VCH = 40 VCH =50 VCH = 60 VCH = 70 VCH = 80 VCH = 90 VCH = 100 e (%) Km/h Km/h Km/h Km/h Km/h Km/h Km/h Km/h Km/h R (m) R (m) R (m) R (m) R (m) R (m) R (m) R (m) R (m)

41 VCH = 20 VCH = 30 VCH = 40 VCH =50 VCH = 60 VCH = 70 VCH = 80 VCH = 90 VCH = 100 e (%) Km/h Km/h Km/h Km/h Km/h Km/h Km/h Km/h Km/h R (m) R (m) R (m) R (m) R (m) R (m) R (m) R (m) R (m) Fuente. American Association of State and Transportation Officials ASHTO 2004 Exhibit Grado de curvatura máximo El peralte está asociado, según la Guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C. (Corporación Andina de Fomento, Instituto de Desarrollo, Universidad Nacional de Colombia, 2012), al Grado de Curvatura Máximo Gmax, dado que entre mayor sea la curvatura, mayor será la exigencia de peralte, en función de la siguiente ecuación. Así es necesario hallar para cada radio mínimo calculado anteriormente, el grado de curvatura máximo con una cuerda unitaria (c) de 10 m. Los valores se presentan en la siguiente tabla: 41

42 Tabla 7 Grados de curvatura máximos para diferentes velocidades de diseño y peraltes máximos. Fuente: Guía de Diseño Urbano de Bogotá. Consideraciones prácticas Con la fórmula que se relaciona a continuación, en la Guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C. (Corporación Andina de Fomento, Instituto de Desarrollo, Universidad Nacional de Colombia, 2012), se calcula el peralte para las velocidades dadas, los peraltes máximos y los radios probables, así: En los resultados a utilizar en el diseño geométrico plateados en la Guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C. (Corporación Andina de Fomento, Instituto de Desarrollo, Universidad Nacional de Colombia, 2012), se muestran en la siguiente tabla: 42

43 Tabla 8 Tasas de peraltes para determinados radios, velocidades y peraltes máximos Fuente: (American Association of State and Transportation Officials, AASHTO, 2011) Transición del peralte La Guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C. (Corporación Andina de Fomento, Instituto de Desarrollo, Universidad Nacional de Colombia, 2012) plantea que a lo largo del tramo de carretera que precede al alineamiento curvo, para pasar de una sección con bombeo a otra con peralte, es necesario efectuar un cambio de la inclinación transversal de la calzada. Este cambio no puede efectuarse bruscamente, sino que debe hacerse a través de una variación gradual de la pendiente de la calzada. (Carciente, 1980). Por confort y apariencia, la Guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C. (Corporación Andina de Fomento, Instituto de Desarrollo, Universidad Nacional de Colombia, 2012) recomienda que la longitud del tramo donde se efectué la 43

44 transición del peraltado, debe ser tal que la pendiente del borde exterior de la plataforma, relativa al eje de la misma, no debe ser superior a 1:250 (Carciente, 1980). En función de la velocidad de diseño, las siguientes deben ser las máximas pendientes relativas: Tabla 9 Máximas pendientes relativas. Fuente: (American Association of State and Transportation Officials, AASHTO, 2011). De acuerdo con la consideración de las pendientes relativas, de la Guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C. (Corporación Andina de Fomento, Instituto de Desarrollo, Universidad Nacional de Colombia, 2012), permite establecer la longitud de la transición del peraltado, la cual será proporcional al peralte. Figura 5 Cálculo de la longitud de transición. Fuente. Guía de Diseño Urbano de Bogotá. 44

45 De la fórmula anterior, la pendiente m, es una medida relativa de la pendiente que se eleva, por unidad de longitud y por lo tanto: La variable a, hace referencia a la distancia mayor desde el eje de diseño hasta uno de los bordes de la calzada. La siguiente figura muestra un diagrama de peralte típico: Figura 6 Diagrama de peraltes típico Fuente: Diseño Geométrico de Vías. Ing. John Jairo Agudelo Debe tenerse presente que el bombeo normal en tramo recto no debe ser inferior al +-2%. Además, la selección del esquema de bombeo dependerá de los condicionamientos del drenaje superficial y de los requerimientos urbanísticos al manejo transversal y altimétrico de las calzadas. En el área urbana no existe la libertad con la que se cuenta a nivel rural para independizar las calzadas; en este caso, deben usarse los separadores para absorber la diferencia de altura entre calzadas dejándolos tan horizontales como 45

46 sea posible para favorecer los cruces peatonales, a no ser que, por el contrario, se pretenda evitar el tránsito transversal de peatones. En la Guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C. (Corporación Andina de Fomento, Instituto de Desarrollo, Universidad Nacional de Colombia, 2012), se citan las siguientes concatenaciones: Concatenaciones E-C-E Cuando el proyecto ha empleado curvas de transición, la transición del peraltado se realiza conjuntamente con la de la curvatura. En todo caso, debe verificarse el cumplimiento de las pendientes relativas máximas de la Tabla 7, en función de la velocidad de diseño y cuando la longitud de espiral seleccionada represente una pendiente mayor, debe asumirse la recomendada y recalcular con este valor, la longitud de transición; que en este caso sería menor que la longitud de espiral. Concatenaciones E-E El proceso es semejante al que se realiza en concatenaciones E-C-E, pero la longitud de transición debe ajustarse, sin afectar la pendiente relativa, para garantizar que la zona de aplanamiento del peralte, o distancia DE en la Figura 9, permita recorrer por 3 segundos la zona de peralte máximo, a la velocidad de diseño. Concatenaciones C En los casos en que no se emplean curvas de transición, la transición del peraltado se realiza en la tangente y parte de la curva circular. Se recomienda distribuir 2/3 de la longitud en la tangente y 1/3 en la curva circular, de manera que la curva comienza con 2/3 del peralte PARÁMETROS Y CRITERIOS DEL DISEÑO DE SECCIONES TRANSVERSALES En la Guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C. (Corporación Andina de Fomento, Instituto de Desarrollo, Universidad Nacional de Colombia, 2012) se tiene que una sección transversal incluye diferentes componentes apreciables en función de un plano dispuesto perpendicularmente al eje, en un punto cualquiera del trazado. Igualmente, el diseño de secciones transversales hace parte integral del diseño de 46

47 un proyecto vial, pues en conjunto con la planta y el perfil, permiten la visualización tridimensional de la infraestructura, mediante la incorporación de elementos del diseño geométrico como la inclinación transversal para garantizar la seguridad en curva y el drenaje superficial. El valor agregado en el diseño de las secciones transversales radica en la incorporación de las zonas peatonales, de ciclousuarios, la señalización, el mobiliario urbano, obras de drenaje, y en general el esquema de integración a la estructura urbana de la zona. Además facilitan la cuantificación de las cantidades de obra. En este sentido la Guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C. (Corporación Andina de Fomento, Instituto de Desarrollo, Universidad Nacional de Colombia, 2012), establece que la visualización de la sección transversal permite conocer las características físicas de la vía y de su entorno, sumado a esto la sección determina la capacidad de la vía e influye notablemente en la percepción que el conductor tiene de la misma, estimulándolo a ir a mayor velocidad u obligándolo a reducirla Dimensionamiento de la sección transversal Como ya se mencionó, siguiendo la Guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C. (Corporación Andina de Fomento, Instituto de Desarrollo, Universidad Nacional de Colombia, 2012), la sección trasversal de una vía urbana debe contemplar numerosos factores que afectan o intervienen directamente en sus especificaciones. Dentro de los criterios más importantes se resaltan los siguientes: Jerarquía vial y velocidad del proyecto. El tipo de vía que se planea construir según reglamentación urbana (POT, Plan Vial y Plan de Movilidad, véase Tabla 8) y la velocidad de diseño de la misma, permite conocer las dimensiones reglamentadas, la disposición de las calzadas, y los anchos de las mismas. Basado en (MOPT, 1992). Tráfico. Como es bien sabido, el número de carriles que constituyen la calzada vehicular en una vía urbana, influye directamente en la capacidad de la vía y en su nivel de servicio. También es importante conocer el tipo de tráfico que circula por la vía, para determinar los anchos mínimos de los carriles (MOPT, 1992), el modelo de ocupación del territorio y los usos del suelo. Estudios de densidad urbana y gestión de suelo pueden incidir en mayores requerimientos de capacidad y consiguientes modificaciones a la 47

48 sección transversal, en casos de intersecciones. Análisis urbanísticos vinculados, por ejemplo, al efecto barrera pueden exigir la incorporación de vías de servicio bidireccionales, con determinados aislamientos respecto a las calzadas principales, y tratamientos peatonales especiales. Gradualidad en los planteamientos, en función de las necesidades de ampliación o modificaciones futuras, todo, de acuerdo con el POT vigente Elementos de diseño de las secciones transversales A nivel urbano, se tiene que en la Guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C. (Corporación Andina de Fomento, Instituto de Desarrollo, Universidad Nacional de Colombia, 2012) establece que las secciones transversales pueden incluir: Zonas vehiculares, entre bordes de vía: Calzadas: De servicio, Principales, Solo Bus, Ciclorruta Separadores: Laterales, Centrales Taludes, terraplenes o muros de contención Zonas de circulación exclusiva: Carriles exclusivos para Transporte Público, Estaciones de Transporte Público sobre separador central. Zonas Laterales: entre borde vía y paramento: Zonas de Protección Ambiental: Andenes, Ciclorrutas, Zonas abordadoras, Zonas verdes. Zonas Complementarias: Paraderos o Zonas de ascenso y descenso de pasajeros laterales, Estacionamientos 48

49 Figura 7 Sección típica en planta Fuente. Guía de Diseño Urbano de Bogotá Calzadas vehiculares La Guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C. (Corporación Andina de Fomento, Instituto de Desarrollo, Universidad Nacional de Colombia, 2012) expone las calzadas vehiculares como una franja física y geométricamente definida mediante un eje en planta, una rasante, peraltes y un ancho total determinado por el ancho y cantidad de carriles y las dimensiones de las bermas (las bermas solo aplican para el caso de Autopistas Urbanas). Su función es soportar un determinado tráfico vehicular y permitir desplazamientos cómodos y seguros. Las calzadas comúnmente están formadas por dos o más carriles, aunque bajo determinadas excepciones pueden constar solo de un carril, dependiendo de la longitud, el tráfico y la necesidad de adelantamiento. Así mismo, las calzadas pueden considerarse bidireccionales o unidireccionales. El primer caso atiende a la situación en la que los flujos pueden circular en ambos sentidos, sin que exista separación física de los mismos. El segundo, se refiere a circulación en un único sentido. 49

50 A continuación, tomado de la Guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C. (Corporación Andina de Fomento, Instituto de Desarrollo, Universidad Nacional de Colombia, 2012), se describen los componentes de las calzadas vehiculares: carriles, calzadas y bermas. Carriles de circulación: Los carriles son las franjas en las que se puede subdividir una calzada para permitir el tránsito de una fila de vehículos circulando en un sentido. Los carriles de circulación corresponden al área destinada para el tránsito exclusivo de los vehículos. El número y ancho de los carriles está directamente relacionado con la clasificación funcional de la vía según el POT o el Plan Vial, en donde se establecen los valores mínimos. De acuerdo a lo anterior, el POT de la ciudad de Bogotá, establecen que el ancho mínimo para los diferentes tipos de vías vehiculares del sistema vial será de 3.0 m, mientras en los carriles derechos con tránsito de camiones será de 3.25 metros como mínimo. (ALCALDÍA MAYOR DE BOGOTÁ, 2004). Además, si se están diseñando carriles exclusivos para transporte público, el ancho recomendado es de 3.5 metros como mínimo. En relación con los tipos de calzada, se pueden resaltar básicamente las siguientes en función de su vocación: principales, de servicio, complementarias y solo bus. Calzadas Principales: son aquellas destinadas al tránsito vehicular en general, con las restricciones de tráfico que impone la vocación de la vía. En vías de varias calzadas, corresponden a las más rápidas, con control parcial o total de accesos. Para efectos de diseño, se abscisan en una sola dirección, independientemente del sentido del flujo. Calzadas de Servicio: corresponden a vías paralelas, por lo general, a las calzadas principales, cuya velocidad de diseño no debe ser mayor a 40 Km/h ni la reglamentaria mayor a 30 km/h. Adicionalmente, deben estar dispuestas cuando se cumpla alguna de las siguientes condiciones: (I) (II) El acceso al centro generador de tránsito se realiza por una vía arterial. Cuándo la restricción o control de accesos genera efectos barrera y se requieren vías para garantizar accesibilidad y conectividad. 50

51 (III) Cuándo las demandas y los niveles de servicio deseables lo exigen. En el caso II, pueden ser bidireccionales para otorgar mayor fluidez y poder generar conexión entre los dos costados de la sección transversal. Las calzadas de servicio, pueden estar en un nivel diferente al de las calzadas principales, generalmente al mismo en el que se encuentren los flujos peatonales, las zonas de estacionamiento, así como las de ascenso y descenso de pasajeros. Al igual que en el caso anterior, el abscisado en este tipo de calzadas, va también en un solo sentido, independientemente del sentido del flujo. Calzadas complementarias: corresponden a calzadas paralelas a las principales, que aparecen y desaparecen en la zona de influencia directa de las intersecciones, para generar la recolección y conexión de las diferentes corrientes vehiculares a las rampas y enlaces. El abscisado de este tipo de calzadas puede coincidir con el sentido de circulación vehicular. Calzadas solo bus: son aquellas con tránsito exclusivo de buses de transporte público colectivo o masivo, pueden ser centrales o laterales dependiendo del sistema de ascenso y descenso a los buses, es decir, puerta derecha, puerta izquierda, o ambas. Independientemente de que se segreguen del tránsito mixto mediante un separador físico o mediante tachas; deben contar con un eje de diseño independiente debido a dos situaciones: La dependencia transversal de otras calzadas podría afectar la accesibilidad a predios o los esquemas de drenaje superficial, además, requiere de tratamientos especiales por ejemplo en zona de estaciones, en donde los bordes de calzada adjuntos a la estación deben ser completamente horizontales longitudinal y transversalmente. Según la Guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C. (Corporación Andina de Fomento, Instituto de Desarrollo, Universidad Nacional de Colombia, 2012), la geometría longitudinal en planta y perfil de los carriles de circulación, está definida por el eje de diseño, su localización depende de la cantidad de carriles que tenga la calzada, esto para implementar una distribución favorable de la inclinación transversal de la misma. Cuando las calzadas tengan más de dos carriles, el eje de diseño debe localizarse por una de las líneas de demarcación de carril y drenar de la siguiente manera: para 3, carriles 2 hacia un costado y 1 hacia el otro, 4 carriles 2-2 y 5 carriles 3-2. Para los casos unidireccionales, siempre deberá existir un eje de diseño por calzada; a nivel urbano no se aceptan ejes de diseño por separador para el manejo conjunto de calzadas. En calzadas bidireccionales, el eje de diseño coincidirá con la línea de demarcación que separa 51

52 los sentidos de circulación. Así, la pendiente transversal en tramos rectos (Bombeo Normal BN) según la Guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C. (Corporación Andina de Fomento, Instituto de Desarrollo, Universidad Nacional de Colombia, 2012) debe ser de 2%, como mínimo, y máximo de 8%, para garantizar el drenaje superficial y la eliminación de fenómenos de hidroplaneo en épocas de lluvia. Por su parte, los tramos curvos deben incluir el peralte de acuerdo con las especificaciones del subcapítulo PERALTES. Un tema de especial consideración es la transición de anchos de calzada que puede presentarse por cualquiera de las siguientes condiciones: a. Variación del número de carriles. b. Variación del ancho de carril en recta. c. Transición a zonas con sobreancho. Todos los casos anteriores requieren efectuar una transición de forma normalizada, segura, estética, cómoda y funcional. Las variables básicas a considerar dependen de la longitud de transición y la variación del ancho. A continuación se describen las metodologías de diseño para cada caso (MINVU, 2009) Bermas Aunque no se acostumbra la demarcación de bermas en corredores de escala urbana, en la Guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C. (Corporación Andina de Fomento, Instituto de Desarrollo, Universidad Nacional de Colombia, 2012) establece que en proyectos de Arteriales Regionales, Autopistas Urbanas y Vías Rápidas Urbanas, su uso es acertado y cumple básicamente con tres funciones: incrementar la capacidad de la vía al generar en el conductor la sensación de amplitud en la sección, albergar vehículos que por razones de emergencia tengan que salirse de la vía principal y así no interrumpir el flujo continuo de la vía, y por condiciones de seguridad vial tendientes a habilitar zonas de desvió en el caso de eventualidades que alteren el tránsito normal. Así se requiere que el ancho de la berma externa debe estar libre de cualquier obstáculo lateral y tener las mismas condiciones de rodadura de la calzada adyacente. En cuanto a las bermas internas, su función es simplemente la de otorgar un mayor gálibo lateral con respecto al separador y disminuir la exposición 52

53 al riesgo derivada de la posición adyacente entre el separador y/o andén y el carril rápido de la calzada. Tabla 10 Valores máximos y mínimos recomendados para bermas urbanas. Fuente. Guía de Diseño Urbano de Bogotá. La pendiente transversal que llevan las bermas, depende de la calzada de las que se derivan, manteniendo siempre la misma pendiente y separándola de la vía solo con señalización (INVIAS Instituto Nacional de Vías, Ministerio de Transporte, 2008) Separadores En cuanto a los separadores que se emplean en vías con varias calzadas, o en los casos donde se pretenda establecer jerarquías en la operación de la vía, la Guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C. (Corporación Andina de Fomento, Instituto de Desarrollo, Universidad Nacional de Colombia, 2012) señala que este elemento aumenta la seguridad de los vehículos y además, permite la instalación de barreras de seguridad, iluminación, mobiliario, ciclorrutas, alamedas, vegetación, entre otros, siempre y cuando que no afecten la visibilidad de la vía. Desde el punto de vista de su ubicación en la sección, existen dos tipos básicos de separadores: Centrales: son aquellos que separan sentidos opuestos de circulación. Laterales: son aquellos que separan circulaciones del mismo sentido, resolviendo los conflictos entre el tráfico de paso de las calzadas principales y el local que circula por las vías de servicio. Por su configuración, pueden clasificarse en: Normales: es el tipo más frecuente en vías urbanas, que constituyen plataformas situadas por encima de la rasante de la calzada, acondicionadas y normalmente equipadas con bordillos. A nivel: es habitual en vías locales, constituidas, bien sea por terreno 53

54 natural con plantaciones y sin bordillos o bien por una franja de calzada con demarcación en el pavimento. Barreras: es el separador más frecuente en Autopistas Urbanas y Vías Rápidas Urbanas con fuertes condicionantes de espacio disponible, constituidos por un elemento vertical, de diversos materiales, cuyo objetivo es separar circulaciones. Para su implementación; es recomendable un manejo peatonal seguro, que canalice los flujos peatonales a atravesar las calzadas solo en sitios seleccionados para tal fin. Criterios para la implementación de separador: Basados en la Guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C. (Corporación Andina de Fomento, Instituto de Desarrollo, Universidad Nacional de Colombia, 2012) se tieneque todas las vías Arterias urbanas con velocidad de diseño mayor a 60 km/h estarán provistas de separadores para la canalización de circulaciones. Si existen accesos directos, los separadores laterales definirán vías de servicio. La mencionada Guía recomienda la utilización de separadores laterales en todas las vías urbanas, con alta intensidad de tráfico e importante proporción de tráfico de paso, cuando atraviesen áreas de alta densidad (grandes áreas de vivienda) o zonas de alta generación de viajes (áreas comerciales, centros terciarios, etc). De lo contrario, vías multicarril sin disposición de separadores se convertirán en barreras urbanas que aumentan la exposición a la accidentalidad y a los conflictos de tipo peatón vehículo. En cuanto a los separadores centrales, la Guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C. (Corporación Andina de Fomento, Instituto de Desarrollo, Universidad Nacional de Colombia, 2012) recomiendan siempre que la cantidad de carriles sea dos o más y que exista tránsito peatonal entre costados de la sección transversal. O cuando las recomendaciones de los estudios de transito proyecten ampliación de carriles a futuro. Los anchos de separador mínimos reglamentados por el Plan de Ordenamiento Territorial se muestran en la Tabla 8, sin embargo existen algunos condicionamientos: Si el separador debe servir de refugio peatonal, el ancho mínimo es de 2.0 m. 54

55 En Intersecciones semaforizadas, si se habilita bahía de giro izquierdo el separador debe tener un ancho mínimo de 5.50 m para garantizar un carril de giro de 3.50 m y un separador de 2.00 m. Véase Capítulo 4. Si el separador incluye estaciones de transporte masivo de mínimo 5.0 m de ancho para estaciones con ascenso y descenso en los dos sentidos, o mínimo 3.5 m para ascenso y descenso por un solo costado. Estos valores son mínimos y en todo caso podrán incrementarse en función de los estudios de tránsito y transporte. Si el separador dispone de redes eléctricas, el ancho dependerá de los aislamientos por campo magnético legislados en la normatividad vigente Taludes y terraplenes y muros de contención en vías urbanas La Guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C. (Corporación Andina de Fomento, Instituto de Desarrollo, Universidad Nacional de Colombia, 2012) establece que se deberá realizar un análisis detallado de las características geológicas y geotécnicas de la zona el cual servirá de base para determinar las condiciones de estabilidad y variables como la pendiente del talud. En el caso de los terraplenes, su diseño debe considerar pendientes aptas, cobertura vegetal y obras de drenaje, y un manejo estético que reduzca su impacto en los habitantes de sectores cercanos. En vías urbanas, la Guía menciona que, el uso de muros de contención es habitual debido al menor espacio que se requiere para lograr la estabilización del terreno y de la vía, estos también deben considerar, aspectos urbanísticos, de accesibilidad, seguridad vial, obras de drenaje, etc. A nivel del diseño geométrico, es perentorio que los muros de contención y de separación de calzadas que se encuentran segregadas altimétricamente, cuenten con un guardarruedas de mínimo 0.6 m y/o andén del ancho mínimo recomendado Espacio Lateral: Zonas Peatonales, Zonas para Ciclistas y Espacio Libre Los elementos que componen el contexto urbano como son la infraestructura del espacio público, el equipamiento urbano, el mobiliario y la señalización, deben cumplir con requisitos mínimos que garanticen la movilidad para todos los usuarios del espacio público, tal como lo establece la Guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C. (Corporación Andina de Fomento, Instituto de Desarrollo, Universidad Nacional de Colombia, 2012). 55

56 Con el objeto de mejorar la oferta existente de infraestructura para modos no motorizados, se debe incluir, desde las fases iníciales de diseño, los espacios correspondientes y a su vez, tener en cuenta, su relación con los demás modos, en especial al momento en que se generen conflictos en pasos y zonas específicas. A continuación, y tomado de la Guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C. (Corporación Andina de Fomento, Instituto de Desarrollo, Universidad Nacional de Colombia, 2012), se presentan los conceptos basicos de los componentes del espacio lateral: Zonas Peatonales La accesibilidad al espacio público es derecho de todos, se requiere crear condiciones favorables de acceso a cruces, andenes, parques, etc., determina la frecuencia del uso que hacen los usuarios de estos espacios, en especial para aquellas personas que padecen algún tipo de discapacidad permanente o temporal: personas en silla de ruedas, en muletas, con problemas de movilidad, con discapacidad auditiva o visual al igual que las personas que utilizan coches, andadores, bastones, carros de mano o bicicletas. En este sentido, aspectos como el ancho de las circulaciones, las pendientes longitudinales y transversales, la localización del mobiliario urbano y la arborización, aportan además de la claridad y continuidad de la circulación, la posibilidad de una óptima transitividad por el espacio público. La aplicación e implementación de estos principios en los proyectos, garantizará los peatones la libre locomoción y desarrollo de sus actividades. Complementariamente, se sugiere tener en cuenta los estándares existentes sobre anchos mínimos para una circulación de peatones. A continuación se presentan los anchos establecidos según el tipo de escala urbana a intervenir, extraídos de (IDU, Instituto de Desarrollo Urbano, 2005) en cualquier caso predomina, como mínimo, lo establecido por el POT en la siguiente Tabla; valores mayores deberán sustentarse con base en los estudios de tráfico peatonal: Tabla 11 Clasificación de anchos de andén según escala urbana de implementación. Fuente: Guía de Diseño Urbano de Bogotá 56

57 PARÁMETROS Y CRITERIOS DEL DISEÑO VERTICAL En el sector urbano, el diseño altimétrico debe satisfacer condiciones especiales que garanticen toda la seguridad y comodidad necesaria para los actores de la vía, de manera que se adapte lo mejor posible a la topografía y entorno del proyecto buscando además una integración de los distintos elementos que componen la sección transversal de la vía de una manera armónica y estética. La topografía, suele ser el condicionante principal de los diseños altimétricos de vías urbanas, debido a que en muchos casos los diseños se deben acomodar a los distintos condicionantes y retos que la topografía impone. Sumado a esto, la presencia de predios consolidados a los cuales se les debe garantizar la accesibilidad de una forma segura y cómoda, es la topografía del terreno existente la que determine el diseño altimétrico. Lo mismo sucede con el manejo de accesos y empalmes existentes, los cuales se convierten en controles primarios del proyecto, y condicionarán todo el diseño de rasantes Pendiente mínima En vías urbanas, la pendiente mínima está gobernada por los problemas de drenaje, pues se debe garantizar el rápido y eficiente escurrimiento de las aguas lluvias en la superficie de rodadura, de forma que se eviten fenómenos de hidroplaneo. De acuerdo con lo anterior la pen diente mínima que se utilizará en el diseño vertical de vías urbanas es de 0.3%; estas pendientes deben ir acompañadas de las respectivas obras de drenaje a fin de garantizar la evacuación del agua Pendiente máxima En cuanto a las pendientes máximas, los límites están condicionados por la velocidad de diseño, la jerarquía funcional de las vías, el tipo de terreno y las condiciones propias del entorno y el urbanismo de la zona. En Bogotá existen zonas producto de desarrollos informales, y otras donde los criterios de diseño no se han cumplido a cabalidad; sin embargo, en estas zonas cualquier mejoramiento en términos altimétricos podría impactar negativamente condiciones de accesibilidad, adquisición predial, redes de servicios públicos y costos principalmente. Así, en zonas consolidadas, las soluciones de mejoramiento deben propender por 57

58 medidas de tráfico calmado, señalización, generación de espacio público, entre otras que permitan mitigar los riesgos. Así, el diseño altimétrico de las vías urbanas debe acomodarse a la topografía existente debido a condicionantes urbanos que exigen que así sea. No obstante en vías arteriales y en otro tipo de vías en donde exista la posibilidad de elegir la pendiente del alineamiento vertical, como es el caso de puentes, túneles y corredores con control total de accesos, las pendientes longitudinales no deben superar el 5% o el 6%, según los condicionantes de la siguiente Tabla. Por su parte, para proyectos nuevos en vías locales, se sugiere una pendiente máxima del 18%, con tránsito de vehículos livianos, exclusivamente, y con velocidades de diseño de 20 km/h. Tabla 12 Pendientes máximas permitidas en proyectos nuevos. Fuente. Guía de diseño Urbano de Bogotá Gálibos Las distancias libres verticales o gálibos verticales deben ser mínimo de 5.0 m medidos a partir de la superficie de rodadura hasta la cota inferior de la estructura y a lo largo de toda la calzada; en zonas con pasos sobre líneas férreas, el gálibo vertical debe ser de 5.5 m. 58

59 Curvas verticales Las curvas verticales son las que enlazan dos tangentes consecutivas del alineamiento vertical, permitiendo la transición de pendientes entre el alineamiento de entrada y el alineamiento de salida. Las curvas verticales pueden ser cóncavas o convexas, simétricas o asimétricas y están compuestas por los elementos geométricos que se mencionan a continuación, en función de lo establecido por el Manual de Diseño Geométrico de Carreteras de 2008 (INVIAS Instituto Nacional de Vías, Ministerio de Transporte, 2008). Figura 8 Elementos de las curvas verticales. Fuente. Manual INVIAS La longitud de las curvas verticales está directamente relacionada con la distancia de visibilidad de parada considerando una altura del ojo del conductor, de 1.08 m, y una la altura del objeto de 0.6 m sobre la superficie de pavimento (American Association of State and Transportation Officials, AASHTO, 2011). Para curvas convexas, la longitud mínima de la circular, por criterios de seguridad vial, estará dada por la expresión. 59

60 Donde A es la diferencia algebraica de pendientes, Dp la distancia de visibilidad de parada y L, la longitud mínima de la circular. Para el caso de curvas cóncavas la expresión para determinar la longitud mínima de la curva considera las restricciones que se presentan en la noche y estima la longitud del sector de carretera iluminado hacia adelante, como la distancia de visibilidad. Dicha distancia depende de la altura de las luces delanteras del vehículo, para la cual se asume un valor de sesenta centímetros (0.60 m) y un ángulo de divergencia del rayo de luz hacia arriba respecto al eje longitudinal del vehículo de un grado (1 ). Incluyendo dichas constantes, la fórmula a aplicar es: Donde A es la diferencia algebraica de pendientes, Dp la distancia de visibilidad de parada y L, la longitud mínima de la circular. No obstante, debe tenerse en cuenta que para evitar un cambio súbito de pendiente, permitiendo que el perfil de la vía tenga una apariencia armoniosa que garantice comodidad, es necesario revisar que la longitud de la curva no sea menor que 0.6 veces la velocidad específica del elemento. Además, según (INVIAS Instituto Nacional de Vías, Ministerio de Transporte, 2008) para que en el punto más alto de la cresta de una curva vertical convexa, o en el más bajo de la curva cóncava con pendientes, S1 y S2 de diferente signo, se tiene un tramo corto con pendiente igual a 0%, que dificulta el drenaje longitudinal, para lo cual se considera que un valor de A igual a 0.6% en un tramo de la curva igual a 30 m, provee el adecuado drenaje en el sector más plano de la curva, es decir se cumple con: K=30/0.6=50. Para garantizar el drenaje adecuado se debe diseñar la curva con un valor de K menor o igual a cincuenta (50). A continuación se resumen las longitudes de curva requeridas para ciertas diferencias algebraicas de pendiente a diferentes velocidades: 60

61 Tabla 13 Longitudes mínimas para curvas verticales Fuente. Manual INVIAS. 61

62 A continuación se muestran los tipos de curvas verticales: convexas y cóncavas. Figura 9 Tipos de curvas verticales cóncavas y convexas. Fuente. Diseño Geométrico de vías (Carlos Javier González) LAS TANGENTES En el alineamiento vertical una tangente inicia donde termina un arco parabólico PTV y termina donde comienza el siguiente arco PCV, lo anterior determina la longitud de la tangente. El otro valor característico de la tangente es la pendiente que esta tiene, la cual no es más que la relación del desnivel que existe entre el PTV y el PCV y la longitud de la tangente. Longitud mínima: no se proyectarán longitudes de rampas o pendientes cuya distancia de recorrido a la velocidad de diseño sea inferior a: 10 segundos para velocidades de diseño superiores a 40 km/h y de 7 segundos para velocidades de 62

63 diseño iguales o menores a 40 km/h. La longitud se medirá entre vértices contiguos. Tabla 14 Longitud mínima de la tangente Fuente. Manual INVIAS

64 4. CAPÍTULO 4 METODOLOGÍA ESTUDIO DE TRANSITO En el presente capítulo se evidencia los trabajos realizados para la captura de información, tratamiento y análisis de los resultados con el fin de obtener todos aquellos elementos que se requieren para el cálculo de velocidades, volúmenes, estimación de volúmenes futuros y niveles de servicio. Lo anterior, para garantizar la operatividad del proyecto en cuestión y soportar la importancia de su realización ANÁLISIS DE LA INFORMACIÓN SECUNDARIA Contamos con información suministrada por la Secretaria de movilidad, la cual consta de un aforo realizado para el día 9 de julio del 2012 de las 6:00 a las 20:00. Figura 10 Movimientos permitidos en la Cra 40 con Av 26 Fuente: Secretaria Distrital de movilidad Figura 11 Intersección Cr 40 con Av calle 26 64

65 Fuente: Secretaria Distrital de movilidad Acceso Oeste: la calzada mixta está compuesta por 4 carriles y presenta una calzada exclusiva para Transmilenio compuesta por dos carriles. Acceso Este: dos calzadas mixtas cada una de dos carriles y una calzada Transmilenio. Acceso Sur: tiene dos calzadas, una con sentido de circulación W S que tiene dos carriles y otra con sentido de circulación S W que conecta la cra 4 con el occidente de Bogotá. Tabla 15 Caracterización vehicular información secundaria HORA MAXIMA AUTOS BUSES CAMIONES MOTOS FUENTE: Secretaria de Movilidad :15:00 COMPOSICIÓN VEHICULAR 8:15:00 77% 7% 2% 15% Figura 12 composición vehicular horaria 65

66 Fuente: Secretaria de Movilidad En la anterior grafica se evidencia el aumento en la hora maxima de 7:15 am - 8:15 am. Figura 13 composición vehicular Fuente: Secretaria de Movilidad De acuerdo a la información secundaria se puede ver en las gráficas de composición vehicular, que la hora de máxima demanda se encuentra entre las 66

67 07:15 y 08:15. Esta información es un insumo para la decisión de la realización de los aforos (información primaria) CALCULO DE VOLÚMENES Y COMPOSICIÓN VEHICULAR CON INFORMACIÓN PRIMARIA Previamente a la realización de los trabajos de campo se llevó a cabo una visita al corredor en estudio, con lo cual se seleccionaron los sitios a analizar. Adicionalmente se determinó el personal requerido y su ubicación. Para la toma de volúmenes se seleccionó como punto de aforo el mismo sitio de intersección en estudio que es a su vez el sitio donde se presenta convergen los peatones y vehículos y presenta características notables; como lo es el control semafórico. Adicionalmente, se detectó que si el punto de aforo se seleccionaba en otro lugar, no contaríamos con todos los vehículos que pasarían directamente en el sitio de la intersección porque se perdería registros de los demás accesos. Por lo tanto, se determinó los siguientes puntos de toma de aforo: Figura 14 Movimientos en la intersección cra 40 av calle 26 Fuente: Elaboración grupo especialización. 67

68 Periodos de aforo Para la captura de los volúmenes y apoyados con el análisis de la información secundaria, se determinó el día típico del 26 de marzo del 2015 como día de aforo de las 6:15 am a la 9:15 am. Para la captura de la información primaria de velocidades en todos los accesos, ser determino el día 30 de Mayo del corriente entre las 7:00 am a las 10 am Tipo de muestra La información de campo se registró en formatos en periodos de 1 hora, clasificándolos de acuerdo con el tipo de vehículos (autos, buses y camiones), en el caso de camiones se discriminará por número de ejes y en cada uno de los accesos. A continuación Tabla 16 Clasificación general de tipos de vehículos. se muestra la clasificación utilizada para la toma de información recomendada por el Ministerio de Transporte: Livianos: Automóviles ó Camperos Buses: Buses ó Busetas Camiones: C-2 pequeño, C-2 grande C-3, C-4, C-5 y Mayor a C-5 Tabla 16 Clasificación general de tipos de vehículos. Fuente: Ministerio del Transporte. Instituto Nacional de vías Actividades en campo A partir de la ubicación del punto de aforo, se procede a ejecutar las labores en 68

69 campo en cuanto a la toma de información primaria. Para esto, se cuenta con la colaboración de unos aforadores al cual se le proporcionan capacitaciones, materiales y equipos necesarios para ejecutar los trabajos de campo. Dentro de las capacitaciones se realizan las indicaciones pertinentes sobre el manejo de los formatos a utilizar para los conteos de tránsito. A continuación se describe el personal, las funciones, el material y equipo utilizado para realizar las actividades en campo. Personal Necesario y Funciones Se definió, para efecto de éste estudio, el siguiente grupo de trabajo de campo y sus respectivas funciones: Supervisor general: La función principal es la de dirigir los trabajos de campo. Es el encargado de planear, programar, realizar y controlar el estudio, tomando en cuenta todo el material y equipo, así como organizar y capacitar personal necesario. Coordinador de campo: Es el encargado de revisar y proporcionar el material y equipo necesario en cada punto, supervisar personal de campo. (Podrá sustituir algún aforador faltante). Aforadores: Son los encargados de obtener en forma directa los datos de campo. Material y Equipo Se identificó el siguiente material y equipo necesarios para llevar a cabo la realización de los conteos de tránsito y las encuestas de origen y destino. Equipo: Dentro del equipo con el cual contaron los aforadores y coordinadores de campo se encuentra: Lápiz, Tajalápiz, Borrador. Tablas, Acetatos. Reloj. Chaleco Formato de campo para realización de conteos de transito: El formato de campo que se emplea para la toma de campo de los volúmenes vehiculares, se presenta en la figura 15. A continuación se presenta una descripción para el manejo del formato por parte del aforador. En el formato se solicita la siguiente información general: 69

70 Columna 1: Corresponde al período de 1 hora durante el cual se está registrando la información de campo. Las horas se anotan con horario militar. Columna 2, 3, 4, y 5: Corresponde al número de vehículos del tipo bus, camión, campero o automóvil que dentro del periodo de una hora se movilizo por la vía. Figura 15 Formato de campo para toma de información de volúmenes Fuente. Grupo especialización 70

71 Recolección y análisis de información Una vez realizada la captura de la información, se procedió a su respectivo tratamiento para la obtención de volúmenes y velocidades Cálculo de la velocidad El cálculo de la velocidad se realizó por el método de longitud base y según la figura 3.4 se determinó para este estudio, una longitud de 45 m. En cada tramo de hizo necesario de 2 personas que realizaran la labor de medir los tiempos de recorrido de los vehículos en la longitud base. Tabla 17 Longitudes base velocidad. Fuente. Manual INVIAS. Para el desarrollo del cálculo de velocidades se tomó una muestra de 100 veh, particulares, no se tomó en cuenta vehículos que pasaran a muy alta o baja velocidad y tampoco vehículos de carga. Para definición de los intervalos se toma en cuenta la siguiente tabla Tabla 18. Número se intervalos según el tamaño de la muestra Fuente: Cal y Mayor. Para estos estudios se hace necesario contar con niveles de confianza que permitan generar mayor certidumbre en los resultadosy asociado al nivel de confianza se encuentra el valor de la constante Z. 71

72 Tabla 19. Muestra calzada rápida 26 E-W Fuente: Propia Se define el nivel de confianza según la muestra para la cll 26 calzada rapida E-W Tabla 20. Niveles de confianza. Fuente: Cal y Mayor 72

73 Y se obtiene con los aforos de velocidad en cada uno de los accesos y por medio de Excel los siguientes cuadros: Tabla 21. Cuadro de frecuencias calzada rápida 26 E-W. Fuente: propia Figura 16 Diagrama de frecuencias calzada rápida 26 E-W. Fuente: propia 73

74 Figura 17 Diagrama de frecuencias acumuladas calzada rápida 26 E-W. Fuente: propia De la anterior grafica se puede establecer que en el tramo de la calzada rápida de la cll 26 E-W se tiene una velocidad minina que corresponde al percentil 15 de 49 Km/h, una velocidad media que corresponde al percentil 50 de 57.2 Km/h, una velocidad máxima que corresponde al percentil 85 del 68.9 Km/h y una velocidad de diseño que corresponde al percentil 98 de 87 Km/h. Tabla 22 Estadísticos calzada rápida 26 E-W. Fuente: propia 74

75 De esta manera se tiene que el universo de muestras tomadas satisface el nivel de confianza determinado pues se tiene muestras teoricas vs 100 realizadas. El calculo de todas las velocidades puede ser consultado en el Anexo en magnetico calculo de velocidaddes CÁLCULO DE VOLÚMENES De la captura de información primaria se tienen las siguientes composiciones y volúmenes vehiculares para la intersección: Tabla 23. Resumen de la intersección cra 40_av cll 26 HMD 7:00 a 8:00 am Fuente: Elaboración propia. En el resumen de la intersección se presenta una HMD entre las 7:00 y las 8: am, puesto que es en este lapso donde tiene el mayor tráfico de 9827 con un FHP= 0.97, conformada por un 67% de autos, 1.8% buses, 1.8% articulados1.1% biarticulados, 1.1% camiones y 27% de motos. 75

76 Tabla 24. Flujo vehicular horario para la Intersección. Fuente: Elaboración propia. Figura 18 Composición vehicular acceso este Fuente: Elaboración propia. Análisis por accesos: Av. Calle 26 Carrera 40. Tabla 25. Acceso Este Fuente: Elaboración propia. En el resumen del acceso Este, se presenta una HMD entre las 7:00 y las 8:00 am, con un FHP= 0.91, con un volumen de 4100 veh, conformada por un 62.1% 76

77 de autos, 2.5% buses, 2.3% articulados1.6% biarticulados, 0.7% camiones y 30% de motos. Figura 19 Flujo vehicular horario para el acceso Este Fuente: Elaboración propia. Figura 20 Composición vehicular acceso este Fuente: Elaboración propia. Tabla 26. Acceso Oeste. Fuente. Propia En el resumen del acceso Oeste, se presenta una HMD entre las 7:00 y las 8: am, con un FHP= 0.95, con un volumen de 5008 vehículos, conformada por un 68.1% 77

78 de autos, 1.6% buses, 1.7% articulados1.0% biarticulados, 0.6% camiones y 27% de motos. Tabla 27. Flujo vehicular horario para el acceso Oeste. Fuente: Elaboración propia. Figura 21 Composición vehicular acceso oeste Fuente: Elaboración propia. Tabla 28. Acceso Sur. Fuente: Elaboración propia. En el resumen del acceso Sur, se presenta una HMD entre las 7:00 y las 8: am, con un FHP= 0.97, con un volumen de 886 vehículos, conformada por un 77% de autos, 2.5% buses, 2.9% camiones y 20.9% de motos. 78

79 Tabla 29. Flujo vehicular horario para el acceso Sur Fuente: Elaboración propia. Figura 22 composición vehicular acceso sur Fuente: Elaboración propia. Todos los calculos mas detallados acerca de los volumenes por accesos, se encuentran en el anexo magnetico calculo aforo de la interseccion MODELO DE ESTIMACIÓN FUTURA DEL TRÁNSITO Teniendo en cuenta que el transporte urbano no constituye en sí una actividad económica, sino que se desarrolla como medio para el alcance o enlace entre las diferentes actividades. Por lo tanto, la producción y atracción de viajes entre dos zonas depende directamente de las actividades desarrolladas en cada una de 79

80 ellas y de la intensidad con la que estas desarrollan. Para el desarrollo de este estudio se utilizaron tasas de crecimiento calculadas a partir de análisis de múltiples variables de transporte y socioeconómicas del tipo microeconómicas (nivel distrital y local) y macroeconómicas (nivel nacional) que se describen a continuación Estimación de tasas de crecimiento para vehículos particulares Población La población en cada una de las localidades de la ciudad es la base de las proyecciones para la generación de viajes, ya que un aumento en la población ocasionará un aumento de oferta de mano de obra, la cual en caso de exceder la demanda de la localidad o debido a las ubicaciones tradicionales de los sitios de oferta de empleo, provocan las necesidades de movilizarse hacia lugares de trabajo en otros sitios de la ciudad. Fueron tomadas de las proyecciones de población , según edades quinquenales y simples y por sexo, del estudio adelantado por la Secretaría Distrital de Planeación SDP. Sin embargo, es necesario recordar que las proyecciones de población consideradas en otras fuentes como los Planes Maestros de Espacio Público y de Movilidad, tienen un carácter fundamentalmente indicativo, suministrando un orden de magnitud dentro de un intervalo de confianza. Adicionalmente, estas proyecciones son más confiables mientras más breve sean los períodos proyectados, de forma que las proyecciones de población para escenarios de mediano y largo plazo (2018 o 2023), son claramente indicativas y exploratorias. Producto Interno Bruto de la Ciudad de Bogotá El producto interno bruto -PIB- es una medida económica que expresa el valor monetario de la producción de bienes y servicios de demanda final de una región durante un período determinado de tiempo (normalmente un año). Teniendo en cuenta la activa participación del transporte en la producción de bienes y servicios de la ciudad, se consideró importante la cuantificación de esta variable en presente análisis. Para este fin, se consideró la información base del Boletín Estadístico - Contexto Sectorial de Bogotá D.C. actualizado a Agosto de ; no obstante, teniendo en cuenta la incertidumbre en el comportamiento de 2 CENAC - Centro de estudios de la construcción y el desarrollo urbano y regional 80

81 esta variable fue necesario realizar una proyección a 2033 utilizando un modelo de Montecarlo mediante el uso del programa de ware SimulAr, desarrollado por Luciano Machain, Master en Finanzas, Universidad Nacional de Rosario, Argentina. Empleo La atracción de viajes a una zona específica se debe principalmente a la oferta de lugares de empleo, de forma que la población se desplazará hasta esta zona para el desarrollo de sus actividades. Con este propósito, se utilizó la información de la cartilla Conociendo a Bogotá y sus Localidades 3 de julio de 2009, la cual fue comparada con los datos de la Encuesta multipropósito de , con los cuales se determinaron los incrementos de la población ocupada, de esta manera se asumió un comportamiento lineal para la creación de nuevos empleos para cada localidad. Posteriormente, se utilizó la función pronóstico de Excel, restringiendo la tasa de generación de empleo mediante correlaciones con las del crecimiento del Producto Interno Bruto de la Ciudad de Bogotá. Se partió entonces de un escenario optimista-realista, que indican crecimientos económicos futuros de la economía colombiana a ritmos superiores al 4% anual 5, los cuales después de descontar los crecimientos vegetativos de la población y con la mejora de indicadores como el Gini 6, posibilitan la reducción de la tasa de desempleo en el mediano y largo plazo hasta alcanzar cifras cercanas a las de países desarrollados 7, por lo tanto se estableció como marca de referencia, una tasa final de desempleo del 3.5% para 2033 con la cual también se restringió de forma cronológica la tasa de generación de nuevos empleos en la ciudad. Viajes de origen y/o destino Para la obtención de valores que permitan estimar las proyecciones de viajes, es fundamental utilizar resultados de la aplicación de modelos de planeación de transporte de modelos de Generación/Atracción y de modelos de Distribución. En los primeros se analiza el efecto de las variables de proyección sobre el total de los orígenes y destinos de viajes; mientras que los segundos determinan la distribución espacial de estos viajes, bien manteniendo una tendencia o bien evaluando el efecto de nuevas infraestructuras. 3 Secretaria Distrital de Planeación SDP. Edición especial Julio de Secretaria Distrital de Planeación SDP. Encuesta Multipropósito para Bogotá 2011-EMB- 5 The Economist - Economist Intelligence Unit (EIU)"CIVETS" economies of the future 6 DANE - Pobreza Monetaria y Multidimensional - Mayo de

82 En este caso, se utilizó la información de las encuestas de movilidad de 2005 y de 2011, tanto por orígenes como por destinos de la hora de máxima demanda de la mañana de un día típico para cada Zona de Análisis de Transporte, los cuales fueron agrupados por localidad; discriminado los orígenes y los destinos en viajes en vehículos particular, así como los orígenes y destinos de los viajes en transporte público, asumiendo un comportamiento homogéneo en el periodo. Con los anteriores resultados fue posible establecer tasas de variación anual para los viajes en vehículos particular según orígenes y según destinos TASA TASA Total LOCALIDAD O LOCALIDAD D Total 1-2,2% 1-6,0% 2 11,7% 2 5,1% 3 24,7% 3-6,5% 4-7,5% 4-1,3% 5 8,4% 5 16,3% 6-6,8% 6 4,5% 7 5,7% 7-4,5% 8 1,6% 8 6,8% 9 1,9% 9 7,4% 10 3,7% 10 8,9% 11 0,3% 11 10,0% 12 14,2% 12 5,4% 13 4,3% 13-0,2% 14 14,8% 14 0,5% 15 5,4% 15 4,8% 16 9,2% 16 2,6% 17 22,4% 17-7,1% 18-5,0% 18 6,3% 19-4,6% 19 12,4% Total general 3,3% Total general 2,7% De manera similar, también se obtuvieron tasas anuales para los viajes realizados en transporte público; los resultados con tasas menores a cero, muestran un retroceso en la participación de este modo. 82

83 TASA LOCALIDAD O Total TASA LOCALIDAD D Total 1-1,0% 1 0,4% 2 11,6% 2 3,2% 3 6,7% 3-5,2% 4-7,9% 4-7,0% 5-1,5% 5 0,3% 6 0,4% 6-3,0% 7-0,7% 7 0,1% 8-0,1% 8 5,8% 9-2,7% 9-2,1% 10 4,4% 10-2,2% 11 0,0% 11 9,1% 12-1,4% 12 2,4% 13 0,6% 13-1,9% 14 5,7% 14-4,8% 15-1,4% 15-2,9% 16 0,9% 16-4,1% 17 23,8% 17-5,4% 18-3,4% 18-2,3% 19-6,6% 19-2,1% Total general -0,1% Total general -0,2% Registro de vehículos Matriculados en Bogotá Con el fin de proyectar la movilidad en vehículo particular también es necesario considerar las tasa de uso que se tienen de vehículos particulares en cada zona de análisis, entre ellos la cantidad de vehículos disponibles, así como la capacidad y la ocupación media de cada uno de ellos. Se tomaron los datos del registro distrital automotor de Bogotá8 de los vehículos tipo Automóvil, Bus, Camión y Motocicleta y sus proyecciones a 2033, este ejercicio fue realizado por la Dirección de Estudios Sectoriales de SDM. 8 SDM - Dirección de Estudios Sectoriales y de Servicios. Registro Distrital Automotor - Concesión SIM. Corte: 31 de diciembre de cada año. 83

84 Figura 23 Proyecciones del parque automotor modelo SDM Fuente SDM Demanda futura de combustibles Teniendo en cuenta que en la actualidad casi la totalidad de parque automotor privado y casi la totalidad del transporte público utilizan tecnologías de derivados fósiles, se utilizó la información de la Unidad de Planeación Minero Energética 9 analizando tipos de combustibles (gasolina, GNV y diesel), distancias recorridas del parque automotor, uso final y sector económico del transporte, adaptando las tasas de crecimiento previstas a 2033 para el medio y las condiciones de Bogotá. 9 Caracterización energética del sector transporte carretero, de carga y pasajeros, urbano e interurbano en Colombia, Bogotá, septiembre de

85 Gasolina corriente Gasolina extra Diesel GNV Total Parque automotor (miles) % 79,90% 2,00% 13,20% 4,90% 100% Recorrido medio anual (Km/vehículo) Millones de Km/año 53,67 1,20 17,33 28,24 100,44 Fuente:SDM Estimación de tasas de crecimiento para vehículos de carga Con el fin de representar con mayor precisión la dinámica de los viajes de carga en la ciudad, se tuvieron en cuenta las mismas variables del modelo de viajes en vehículo particular, con otras tres variables adicionales obtenidas del Informe Fase 1 de matriz origen destino de carga 10 en la ciudad, las cuales se presentan a continuación: PIB sectores que generan carga Bogotá Exportaciones + Importaciones Bogotá Tráfico de peajes entradas y/o salidas de Bogotá Basados en los datos de promedio y desviación estándar incluidos en el Informe Fase 1, nuevamente se acudió a la modelación de Montecarlo para establecer una proyección de los datos a Obtención de tasas de crecimiento por localidad para vehículo particular y transporte de carga: Para analizar las variables, se agruparon en paquetes quinquenales , , y , para cada paquete se determinaron las siguientes medidas de tendencia central (Media, mediana, moda y media geométrica), así como la desviación estándar; sobre las medidas de tendencia central se determinaron los valores máximos y mínimos que fueron promediados con las suma de las desviaciones estándar, obteniendo las tasas quinquenales y que también se utilizó para las matrices de Buses y Motos; para los viajes de vehículos de carga se utilizaron las tasas de la Tasas de crecimiento para viajes 10 Estudio para determinar la matriz origen destino de carga y desarrollo de acciones para la regulación de la logística de carga interna en la ciudad. Informe Fase 1 85

86 en vehículos particulares. Tabla 30 Tasas de crecimiento para viajes en vehículos particulares Período Localidad Usaquén 2,35% 1,98% 1,76% 1,61% Chapinero 3,54% 3,68% 3,48% 3,33% Santa Fe 3,32% 3,50% 3,32% 3,07% San Cristóbal 2,03% 1,63% 1,44% 1,30% Usme 3,43% 3,40% 3,18% 3,01% Tunjuelito 2,39% 2,05% 1,84% 1,66% Bosa 2,70% 2,39% 2,16% 1,99% Kennedy 3,00% 2,87% 2,67% 2,46% Fontibón 2,76% 2,46% 2,23% 2,06% Engativá 2,98% 2,86% 2,64% 2,49% Suba 3,23% 3,17% 2,95% 2,78% Barrios Unidos 3,14% 3,09% 2,90% 2,76% Teusaquillo 2,61% 2,32% 2,11% 1,95% Los Mártires 3,04% 2,99% 2,80% 2,66% Antonio Nariño 2,66% 2,41% 2,21% 2,00% Puente Aranda 2,73% 2,51% 2,32% 2,18% La Candelaria 3,05% 2,57% 2,31% 2,12% Rafael Uribe 2,47% 2,18% 1,99% 1,75% Ciudad Bolívar 2,71% 2,51% 2,30% 2,11% Promedio Localidades 2,85% 2,66% 2,45% 2,28% Fuente: Elaboración SDM DSVCT Tabla 31 Tasas de crecimiento para viajes de transporte de carga Período Localidad Usaquén 3,71% 3,50% 2,80% 3,67% Chapinero 4,62% 4,80% 4,13% 5,00% Santa Fe 4,46% 4,67% 4,00% 4,80% San Cristóbal 3,46% 3,23% 2,56% 3,43% Usme 4,54% 4,59% 3,90% 4,76% Tunjuelito 3,74% 3,55% 2,86% 3,72% 86

87 Bosa 3,97% 3,81% 3,11% 3,97% Kennedy 4,21% 4,19% 3,51% 4,33% Fontibón 4,02% 3,87% 3,17% 4,02% Engativá 4,20% 4,18% 3,48% 4,35% Suba 4,39% 4,42% 3,72% 4,57% Barrios Unidos 4,32% 4,35% 3,68% 4,56% Teusaquillo 3,91% 3,76% 3,07% 3,94% Los Mártires 4,24% 4,28% 3,61% 4,49% Antonio Nariño 3,95% 3,83% 3,15% 3,98% Puente Aranda 4,00% 3,91% 3,24% 4,11% La Candelaria 4,46% 4,21% 3,40% 4,42% Rafael Uribe 3,80% 3,65% 2,98% 3,79% Ciudad Bolívar 3,99% 3,91% 3,22% 4,06% Promedio Localidades 4,10% 4,04% 3,35% 4,21% Fuente: Elaboración SDM DSVCT Tabla 32 Tasas de crecimiento para viajes en vehículos particulares Período Localidad Usaquén 2,35% 1,98% 1,76% 1,61% Chapinero 3,54% 3,68% 3,48% 3,33% Santa Fe 3,32% 3,50% 3,32% 3,07% San Cristóbal 2,03% 1,63% 1,44% 1,30% Usme 3,43% 3,40% 3,18% 3,01% Tunjuelito 2,39% 2,05% 1,84% 1,66% Bosa 2,70% 2,39% 2,16% 1,99% Kennedy 3,00% 2,87% 2,67% 2,46% Fontibón 2,76% 2,46% 2,23% 2,06% Engativá 2,98% 2,86% 2,64% 2,49% Suba 3,23% 3,17% 2,95% 2,78% Barrios Unidos 3,14% 3,09% 2,90% 2,76% Teusaquillo 2,61% 2,32% 2,11% 1,95% Los Mártires 3,04% 2,99% 2,80% 2,66% Antonio Nariño 2,66% 2,41% 2,21% 2,00% Puente Aranda 2,73% 2,51% 2,32% 2,18% 87

88 La Candelaria 3,05% 2,57% 2,31% 2,12% Rafael Uribe 2,47% 2,18% 1,99% 1,75% Ciudad Bolívar 2,71% 2,51% 2,30% 2,11% Promedio Localidades 2,85% 2,66% 2,45% 2,28% Fuente: Elaboración SDM DSVCT Tabla 33 Tasas de crecimiento para viajes de transporte de carga Período Localidad Usaquén 3,71% 3,50% 2,80% 3,67% Chapinero 4,62% 4,80% 4,13% 5,00% Santa Fe 4,46% 4,67% 4,00% 4,80% San Cristóbal 3,46% 3,23% 2,56% 3,43% Usme 4,54% 4,59% 3,90% 4,76% Tunjuelito 3,74% 3,55% 2,86% 3,72% Bosa 3,97% 3,81% 3,11% 3,97% Kennedy 4,21% 4,19% 3,51% 4,33% Fontibón 4,02% 3,87% 3,17% 4,02% Engativá 4,20% 4,18% 3,48% 4,35% Suba 4,39% 4,42% 3,72% 4,57% Barrios Unidos 4,32% 4,35% 3,68% 4,56% Teusaquillo 3,91% 3,76% 3,07% 3,94% Los Mártires 4,24% 4,28% 3,61% 4,49% Antonio Nariño 3,95% 3,83% 3,15% 3,98% Puente Aranda 4,00% 3,91% 3,24% 4,11% La Candelaria 4,46% 4,21% 3,40% 4,42% Rafael Uribe 3,80% 3,65% 2,98% 3,79% Ciudad Bolívar 3,99% 3,91% 3,22% 4,06% Promedio Localidades 4,10% 4,04% 3,35% 4,21% Fuente: Elaboración SDM DSVCT 88

89 2. Volumen futuro acceso Este: A continuación se muestra la estimación futura del acceso Este para el año 2032, siendo este el año de horizonte del proyecto dado que se contempla 2 años de construcción y su operación iniciaría en el Tabla 34. Estimación futura acceso este Fuente: Elaboración propia. 89

90 4.2. DISEÑO GEOMÉTRICO DE VÍAS URBANAS PARÁMETROS DE DISEÑO Normas Técnicas Aplicadas en el presente estudio La normatividad técnica aplicada en el diseño geométrico definitivo de este proyecto se menciona los siguientes: Manual de Diseño Geométrico para Carreteras del Ministerio de Transporte - Instituto Nacional de Vías INVIAS. 2008, el cual entró en vigencia de acuerdo con la Resolución del 4 de Marzo de 2009 A Policy on Geometric Design of Higways and Streets AASHTO Vehículo de diseño De acuerdo con la composición vehicular obtenida en los aforos del estudio de transito desarrollado en la intersección entre la Calle 26 y la Carrera 40 se seleccionó para el diseño el vehículo WB-19M y para el Manual INVIAS 2008 es el Camión Categoría 3S2, debido a que es el vehículo con las mayores exigencias que posiblemente hará uso de la infraestructura vial. Se presentan las dimensiones del vehículo tipo elegido: Tabla 35 Dimensiones vehículo de diseño. Fuente. Guía de Diseño Urbano de Bogotá 90

91 Trayectorias mínimas de diseño El vehículo WB-19M cuenta con las siguientes dimensiones y trayectoria. Figura 24 Dimensiones vehículo WB-19M. Fuente. Manual INVIAS Figura 25 Trayectoria vehículo WB-19M Fuente. Manual INVIAS 91

92 Se ilustran sus radios de giro mínimo, el radio del centro del eje delantero y la trayectoria de las ruedas para esos radios en ángulos de vuelta de 90 y 180 recomendados por la AASHTO De acuerdo con la tabla de Radios de giro mínimos en las trayectorias vehiculares se tiene que el vehículo WB-19M tiene un radio mínimo de Giro en el Eje vehicular de 12.61m, radio mínimo en la trayectoria exterior de la saliente frontal de 14.15m, y que el radio mínimo en la trayectoria de la rueda trasera interior es de 2.55m Sobreanchos Para el cálculo de los sobreanchos se tiene en cuenta los radios mínimos obtenidos de la trayectoria exterior del vehículo de diseño. Con el fin de evitar invasión de los carriles adyacentes, el ancho de calzada en ramales de entrada y salida, se calculó en función del radio interno, de acuerdo a la Tabla 4 Sobreanchos así: Tabla 36 Sobreanchos Fuente. AASTHO

93 Acceso a ramales Calle 26 hacia Carrera 40 sentido occidente sur, y sur oriente: Caso 1: un carril de operación sin sobrepaso, para el vehículo WB-19M y radio interno de 30 m se utilizó un sobreancho de 7.7m. Acceso a trompeta sentido sur - occidente: Caso 3: dos carriles de operación, para el vehículo WB-19M y radio interno de 50 m se utilizó un sobreancho de 12.2 m. Acceso a ramal entrada Calle 26 hacia Carrera 40 sentido oriente - sur: Caso 2: un carril de operación con sobrepaso, para el vehículo WB-19M y radio interno de 230 m se utilizó un sobreancho de 7.7m Velocidad Velocidad de diseño La selección de la velocidad de diseño depende de las condiciones propias del proyecto a desarrollar así como de las restricciones de todo tipo que existen en los proyectos. Para el caso específico de la intersección Calle 26 con Carrera 40 se tuvo en cuenta la velocidad obtenida del estudio de transito realizado para este proyecto, cuya velocidad de operación o percentil 50% muestra que la calle 26 tiene una velocidad de 57 km/h. Velocidad en intersección Se establece la velocidad del ramal de acuerdo con la tabla 6.6 (Velocidad Específica del segmento central del ramal de enlace (VRE) cuando Δ<180 ) con velocidad de origen de 57 km/h. si bien la velocidad obtenida en la calzada destino según el estudio de transito es de 24.2 Km/h. Se ha determinado utilizar como velocidad de destino para la Carrera 40 una velocidad de 40 km/h, de tal manera que al utilizar la siguiente tabla, se obtenga para el ramal una velocidad de 30 km/h. 93

94 Tabla 37 Velocidad Específica del segmento central del ramal de enlace (VRE) cuando Δ< Visibilidad Fuente. Manual INVIAS. Garantizando una óptima visibilidad para así ofrecer a los usuarios una circulación cómoda y segura, de acuerdo con la Velocidad específica establecida y la tabla 2.6 del Manual INVIAS 2008, tenemos que: Trompeta Ve= 30 km/h. La distancia de percepción-reacción es de 13,6 m con una distancia de visibilidad de parada redondeada de 30m. Acceso a ramales Calle 26 hacia Carrera 40 sentido occidente sur, y sur oriente Ve= 20 km/h. La distancia de percepción-reacción es de 20,9 m y una distancia de visibilidad de parada redondeada de 35m. Tabla 38 Distancia de visibilidad de parada Tabla

95 Fuente. Manual INVIAS DISEÑO DE ALINEAMIENTO HORIZONTAL PERALTE Existen múltiples discusiones sobre el uso de peraltes a nivel urbano debido a los criterios específicos de esta clase de diseño como la discontinuidad de velocidades, el acceso a predios adyacentes a los proyectos y a los anchos de las calzadas proyectadas entre otros. A nivel normativo no existen en el país especificaciones o normas para la adopción de peraltes para vías urbanas. Teniendo en cuenta los criterios anteriores se proyectaron peraltes con un valor máximo del 4% para el diseño del presente proyecto. Con la finalidad de obtener el peralte para curvas con radio superior al mínimo, de acuerdo con la velocidad de diseño, se utilizó la metodología propuesta por el A Policy of Geometric Design of Hihgways and Streets de AASHTO, ed La transición de los diagramas de peralte se realizó con base a lo descrito en la siguiente ilustración. Figura 26 Diagrama de peraltes y rampa de peraltes 95

96 Fuente. Manual INVIAS Grado de curvatura máximo. Partiendo de la velocidad de diseño para la intersección de 30 km/h y peralte máximo del 4%, tenemos que el grado de curvatura máximo es de Tabla 39 Radio- Velocidad específica Peralte, Vías urbanas (ASHTO 2004 Exhibit 3-25 pag 167) VCH = 20 VCH = 30 VCH = 40 VCH =50 VCH = 60 VCH = 70 VCH = 80 VCH = 90 VCH = 100 e (%) Km/h Km/h Km/h Km/h Km/h Km/h Km/h Km/h Km/h R (m) R (m) R (m) R (m) R (m) R (m) R (m) R (m) R (m) Fuente: (American Association of State and Transportation Officials, AASHTO, 2011). 96

97 Transición del Peralte Las longitudes de transición, se consideran a partir del punto donde el borde exterior del pavimento comienza a levantarse, partiendo de un bombeo normal, hasta el punto donde se conforma el peralte total para cada curva. La longitud de transición para terrenos ondulado, montañoso y escarpado corresponde a la longitud de la espiral más la distancia requerida, de acuerdo con la pendiente de la rampa de peraltes, para levantar el borde externo del bombeo normal a la nivelación con el eje. Para terrenos planos con uso de espirales cuyo radio y longitud sea alto, la longitud de transición puede ser igual a la longitud de la espiral. Estos valores de la pendiente garantizan no solamente la comodidad de la marcha de los vehículos, sino una buena apariencia de la carretera; y cualquiera que sea el sistema seguido para conformar el peralte total, no deben ser excedidos. Los valores máximos correspondientes a la pendiente relativa para el desarrollo de rampas de peraltes para las velocidades especificadas fueron tomados de la Tabla del Manual de Diseño Geométrico INVIAS Diagrama de Peraltes A continuación se muestra el diagrama de peraltes realizado en el diseño de la curva 1 en la trompeta. Figura 27 Diagrama de peraltes y rampa de peraltes Fuente. Propia. 97

98 Radios Mínimos Para velocidad de diseño de 30 km/h tabla 3-15 de la AASTHO 2004 se establece radios mínimos de 22 m para peralte máximo del 4% y fricción máxima. Por lo cual se adopta un radio de 50 m en el enlace trompeta, y los radios para giros a nivel de la entrada y salida de carrera 40 a velocidad de 20 Km/h de 36 m. Cumpliendo así con lo requerido por el vehículo de diseño WB19 según la tabla IX-1 Diseño mínimos de borde de calzada para giro en intersección, norma AASHTO PARÁMETROS Y CRITERIOS DEL DISEÑO DE SECCIONES TRANSVERSALES Dimensionamiento de la sección transversal Carriles de circulación Debido a que en el estudio de tránsito se arroja que la capacidad de servicio es nivel C, y siendo que el ancho del carril es uno de los factores de influencia en el tránsito, por lo tanto se consideró la continuidad de los carriles de 3.3 m, ya que al ampliar la sección transversal generaría un impacto económico significativo al proyecto Carriles de aceleración y desaceleración Se diseñaron carriles adicionales de aceleración y desaceleración cumpliendo con la tabla y de la norma ASSTHO, adoptando longitudes de aceleración de 50 m con abocinamiento de 1:30. Y carriles de desaceleración de longitud de 70 m con abocinamiento de 1: New Jersey Se diseñó como plan de protección para los carriles elevados el uso de New jersey estándar. Figura 28 Protección para carriles 98

99 Fuente. Manual INVIAS PARÁMETROS Y CRITERIOS DEL DISEÑO VERTICAL Pendiente mínima En vías urbanas, la pendiente mínima está gobernada por los problemas de drenaje, pues se debe garantizar el rápido y eficiente escurrimiento de las aguas lluvias en la superficie de rodadura, de forma que se eviten fenómenos de hidroplaneo. De acuerdo con lo anterior la pen diente mínima que se utilizará en el diseño vertical de vías urbanas es de 0.3% Pendiente máxima La pendiente longitudinal máxima para una velocidad de diseño de 50 km/h para la calle 26, establecida por la tabla 4.2 del manual es del 9%. Adicionalmente puede ser +2% por curva reversa Sin embargo, para el diseño se consideró una pendiente máxima de 5.1 en la curva vertical cóncava para el paso deprimido de la Calle 26, adicionalmente con este se garantiza el gálibo de 5 m Gálibo Las distancias libres verticales o gálibos verticales deben ser mínimo de 5.0 m medidos a partir de la superficie de rodadura hasta la cota inferior de la estructura y a lo largo de toda la calzada CURVAS VERTICALES 99

100 Utilizado para el diseño y cumpliendo la norma para curvas convexas a velocidad específica de 30 km/h el parámetro adoptado K= 3.0 para curva convexa y para curva cóncava k= 6.0. Generando así tres curvas verticales a la entrada de la trompeta con longitudes de 100 m, 82 m para las curvas convexas, y de 140 m en la curva cóncava. Tabla 40 Cuadro resumen de los parámetros de Diseño Geométrico. Parámetro Valor Velocidad de Diseño de los elementos intersección Km/h Ancho Calzada (m) 1 calzada de 6.6 DVP (m) Pendiente Max Relativa 0.75% Pendiente min. Relativa 0.30% Peralte Max 4.00% Bombeo Normal 2.00% Radio Mínimo (m) 50 Pendiente Long mínima 0.30% Pendiente Long máxima 9.00% Longitud mínima CV (m) K mínimo Curvas Vertical Convexa (m) 2.0 K mínimo Curvas Vertical Cóncava (m) 6.0 Fuente. Propia 100

101 5. CAPÍTULO 5 MODELACIONES Y RESULTADOS 5.1. TRANSITO ANÁLISIS DE CAPACIDAD Y NIVELES DE SERVICIO La capacidad de una infraestructura vial, es el máximo número de vehículos que pueden pasar por un punto o sección uniforme de un carril o calzada durante un intervalo de tiempo dado, bajo las condiciones prevalecientes de la infraestructura vial, del tránsito y de los dispositivos de control. Cuando se habla de condiciones prevalecientes, se hace referencia a las características físicas de la carretera, el desarrollo de su entorno, las características geométricas y el tipo de terreno donde se encuentra localizada la obra. Las condiciones de tránsito hacen referencia a su distribución en el tiempo y en el espacio, y a su composición en tipos de vehículos. Los dispositivos de control del tránsito, tales como semáforos y señales restrictivas influyen en la capacidad vial. El nivel de servicio mide la calidad de un flujo vehicular. Es una medida cualitativa que describe las condiciones de operación de una flujo vehicular y de su percepción por parte de los usuarios y pasajeros. Se califican parámetros como la velocidad, el tiempo de recorrido, la libertad de maniobras, la comodidad y la seguridad vial. En esta intersección para la Capacidad y nivel de Servicio se debe tener presente que es una vía arterial principal con una colectora. Para el presente estudio se ha dispuesto modelar en el Software Vissim 7 la condición actual de la intersección de la Av calle 26 con carrera 40, así como la condición con la geometría actual pero con la estimación futura del tránsito con el fin de analizar su comportamiento en el tiempo y dar sustento a la viabilidad de la ejecución de la infraestructura de intersección a desnivel tipo trompeta deprimida y para finalizar, se realiza la modelación de la intersección con la infraestructura propuesta. 101

102 MODELACION EN VISSIM 7 STUDENT Para este procedimiento se contó con la información de los volúmenes obtenidos por los aforos. Una vez con la información depurada se procede al modelamiento en el Software que consiste en usar una imagen base, que para este caso es Google Earth, dicha imagen es escalada y sobre ella se diseña la intersección de acuerdo a la geometría existente. Se debe tener en cuenta durante la modelación: La creación de link en la dirección indicada. Creación de conectores correctos entre cada link. Cargar cada link con el volumen de tráfico indicado. Optimizar áreas de conflicto y dar prioridad según sea el caso. Creación de rutas para poder distribuir el volumen adecuadamente en cada acceso de la intersección según cada movimiento. Crear grupos de señales de tráfico (semáforos) con sus respectivas fases semafóricas. Una vez se tiene todo lo anterior se procede a dar paso a la configuración de los reportes antes de la simulación, esto consiste en dar tiempos adecuados para la misma (3600 segundos), habilitar la simulación de todos los nodos y links. A continuación se evidencia un breve registro de imágenes de las modelaciones. 102

103 Figura 29 Modelación condición actual Fuente. Elaboración propia. Figura 30 Generación de reportes Fuente. Elaboración propia. 103

104 Figura 31 Modelación condición actual volúmenes futuros Fuente. Elaboración propia. Figura 32 Modelación con proyecto intersección tipo trompeta Fuente. Elaboración propia. 104

105 Resultados Modelacion Vissim 7 Student En el archivo magnético reporte actual visimm.xlsx se evidencia los reportes actual, actual con volúmenes futuros y la modelación de la intersección con el proyecto. En el estudio de velocidades se encuentra una velocidad promedio 57.2 Km/h De las anteriores modelaciones se concluye lo siguiente: La modelación actual presenta un control Delay per vehicle de 29.2 s/veh de esta manera su nivel de servicio se ubica en nivel C. Tabla 41 LOS en intersección semaforizada Fuente. HCM,1994 La modelación de la geometría actual con la estimación de trafico futuro se encuentra un control Delay per vehicle de s/veh de esta manera su nivel de servicio se ubica en Level D. con esta comparación entre estas dos modelaciones, se puede decir que dentro de 17 años la intersección actual presentara un level menos de servicio, lo que hace viable la realización del proyecto de propuesto. En la modelación con proyecto se encuentra un control Delay per vehicle de s/veh, que corresponde a un LOS de C. lo que refuerza la idea de la intervención con la solución propuesta.. El resultado de realizar la intersección propuesta tipo trompeta deprimida, incurre en otros diseños como lo es: hidráulicos, estructura de pavimentos, etc. Pero al realizar esta obra, se estaría generando mayor fluidez en la av 26 y así mismo generaría una más rápida y segura conexión del centro de la ciudad con el aeropuerto el Dorado. 105

106 Es necesario señalizar y demarcar adecuadamente el corredor para las velocidades máximas de diseño geométrico con el fin de garantizar la seguridad vial sobre el mismo. Los análisis de tránsito muestran que la intersección prevista no presenta problemas de movilidad en ningún año evaluación. La intersección permite atender los flujos vehiculares estimados hasta el año 2035 en buenas condiciones de operación del tránsito, sin sobredimensionamiento de la infraestructura DISEÑO GEOMÉTRICO DE VÍAS URBANAS Mediante Autocad Civil 3D se realizó la modelación del diseño geométrico comenzando por generar el modelo digital de la cartografía suministrada en un archivo geodatabase. Luego se realizan los alineamientos horizontales y chequeando el cumplimiento de los parámetros para velocidades y curvas según la norma AASTHO. Teniendo los alineamientos horizontales de todo el corredor de la Av. Calle 26 y Carrera 40 se procede a diseñar los perfiles longitudinales del terreno natural para posteriormente cruzar los alineamientos verticales. Continuando con el diseño se realizan las secciones típicas por medio de los ensambles generando estructura y taludes, con estos ensambles se une perfil longitudinal y alineamiento horizontal, generando los corredores. Se chequean los empalmes de los accesos, y se modelan los peraltes. Con los alineamientos unidos se desarrollan las secciones transversales. Por último se realiza la extracción de reportes y la edición de los mismos. Como resultado del diseño Geométrico, se generaron los siguientes documentos: 106

107 CARTERAS Tabla 42 Cuadro de coordenadas Fuente. Elaboración propia. 107

108 Fuente. Elaboración propia. Tabla 43 Elementos de la Curva Horizontal Fuente. Elaboración propia. Punto Abscisa Tabla 44 Cartera de peralte y sobreancho I % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% e D 108 S

109 % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% Fuente. Elaboración propia. Punto Abscisa I % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% e D S 109

110 Punto % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% Abscisa I % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% % -2.00% e D 110 S

111 % -2.00% % 2.00% % 3.70% % 3.70% % 3.70% % 3.70% % 3.70% % 3.70% % 3.70% % 3.70% % 3.70% % 3.70% % 3.70% % 3.70% % 3.70% % 3.70% % 3.70% % 3.70% % 3.70% % 3.70% % 3.70% Fuente. Elaboración propia. Punto Abscisa I % 3.70% % 3.70% % 3.70% % 3.70% % 3.70% % 3.70% % 3.70% % 3.70% % 3.70% % 3.70% % 3.10% % 2.00% 3.3 e D 111 S

112 % 2.00% % 2.00% % 2.00% % 2.00% % 2.00% % 2.00% % 2.00% % 2.00% % 2.00% 3.3 Fuente. Elaboración propia. 112

113 Punto Absc P Tabla 45 Cartera de rasante Ancho % Y Rasante S Carril Tangente e borde de calzada I D I D I D I D % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% % % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% Berma borde de berma Fuente. Elaboración propia. 113

114 Punto Absc P Ancho % Y Rasante S Carril Tangente e borde de calzada Berma borde de berma I D I D I D I D % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% % % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0%

115 Punto Absc P Ancho % Y Rasante S Carril Tangente e borde de calzada I D I D I D I D % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% % % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% Berma borde de berma 115

116 Punto Absc P Ancho % Y Rasante S Carril Tangente e borde de calzada I D I D I D I D % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% % -2.0% % 2.0% % 3.7% % 3.7% % 3.7% % 3.7% % % 3.7% % 3.7% % 3.7% % 3.7% % 3.7% % 3.7% % 3.7% % 3.7% % 3.7% % 3.7% % 3.7% % 3.7% % 3.7% % 3.7% % 3.7% Berma borde de berma 116

117 % 3.7% % 3.7% % 3.7% % 3.7% % 3.7% % 3.7% % 3.7% % 3.7% % 3.1% % 2.0% % 2.0% Tabla 46 Cartera de replanteo BORDE IZQUIERDO CALZADA EJE CALZADA BORDE DERECHO CALZADA PUNTO ABSCISA COTA COTA NORTE ESTE COTA(m) NORTE ESTE NORTE ESTE (m) (m) , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,

118 , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , Fuente. Elaboración propia. BORDE IZQUIERDO CALZADA EJE CALZADA BORDE DERECHO CALZADA PUNTO ABSCISA COTA COTA NORTE ESTE COTA(m) NORTE ESTE NORTE ESTE (m) (m) , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,

119 , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , Fuente. Elaboración propia. PUNTO ABSCISA BORDE IZQUIERDO CALZADA EJE CALZADA BORDE DERECHO CALZADA NORTE ESTE COTA NORTE ESTE COTA NORTE ESTE COTA , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,

120 , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , Fuente. Elaboración propia. PUNTO ABSCISA BORDE IZQUIERDO CALZADA EJE CALZADA BORDE DERECHO CALZADA NORTE ESTE COTA NORTE ESTE COTA NORTE ESTE COTA , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,

121 , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , Fuente. Elaboración propia. BORDE IZQUIERDO CALZADA EJE CALZADA BORDE DERECHO CALZADA PUNTO ABSCISA NORTE ESTE COTA NORTE ESTE COTA NORTE ESTE COTA , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , Fuente. Elaboración propia. 121

122 122

123 Tabla 47 Cartera localización de chaflanes CHAFLÁN IZQUIERDO CHAFLÁN DERECHO ABSCISA DIS NORTE ESTE COTA DIS NORTE ESTE COTA , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , Fuente. Elaboración propia. 123

124 CHAFLÁN IZQUIERDO CHAFLÁN DERECHO ABSCISA DISTANCIA NORTE ESTE COTA DISTANCIA NORTE ESTE COTA , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , Fuente. Elaboración propia. 124

125 CHAFLÁN IZQUIERDO CHAFLÁN DERECHO ABSCISA DISTANCIA NORTE ESTE COTA DISTANCIA NORTE ESTE COTA , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , Fuente. Elaboración propia. 125

126 Tabla 48 Cartera de cubicación ÁREA VOLUMEN ABSCISA CORTE RELLENO CORTE RELLENO Fuente. Elaboración propia. 126

127 ÁREA VOLUMEN ABSCISA CORTE RELLENO CORTE RELLENO

128 ÁREA VOLUMEN ABSCISA CORTE RELLENO CORTE RELLENO

129 ÁREA VOLUMEN ABSCISA CORTE RELLENO CORTE RELLENO

130 Tabla 49 Cartera de masas VOLUMEN VOLUMEN FACTOR DE TERRAPLENES ENTRE VOLUMEN ABSCISA CORTE TERRAPLÉN CONTRACCIÓN CORREGIDOS SECCIONES ACOMULADO

131 VOLUMEN VOLUMEN FACTOR DE TERRAPLENES ENTRE VOLUMEN ABSCISA CORTE TERRAPLÉN CONTRACCIÓN CORREGIDOS SECCIONES ACOMULADO

132 VOLUMEN VOLUMEN FACTOR DE TERRAPLENES ENTRE VOLUMEN ABSCISA CORTE TERRAPLÉN CONTRACCIÓN CORREGIDOS SECCIONES ACOMULADO

133 VOLUMEN VOLUMEN FACTOR DE TERRAPLENES ENTRE VOLUMEN ABSCISA CORTE TERRAPLÉN CONTRACCIÓN CORREGIDOS SECCIONES ACOMULADO Fuente. Elaboración propia PLANOS PLANTA PERFIL Escala 1:1000 horizontal y 1:100 vertical que incluyen la siguiente información: Planta del proyecto y con el abscisado. Ver ANEXO

134 Figura 33 Carriles de desaceleracion y aceleracion sobre la calle 26 e_w Fuente. Elaboración Propia. 134

135 Figura 34 Carriles de desaceleracion y aceeleracion sobre la calle 26 w_e Fuente. Elaboración Propia. 135

136 Figura 35 Tramo de la trompeta Fuente. Elaboración Propia. 136

137 Figura 36 Ramal de incorporacion a la trompeta de calle_26 a la carrera 40 Fuente. Elaboración Propia. 137

138 Figura 37 Ramal de incorporacion a la trompeta de calle_26 a la carrera 40 Fuente. Elaboración Propia. 138

139 Figura 38 Cartera de localización de PI Fuente. Elaboración Propia. Figura 39 Diagrama de peraltes. Ver ANEXO 1 Plano planta perfil. Fuente. Elaboración Propia. 139

140 Figura 40 Perfil del proyecto y diseño de rasante. Ver ANEXO 1. Fuente. Elaboración Propia. 140

141 Figura 41 Cota negra y cota roja. Fuente. Elaboración Propia. Figura 42 Secciones transversales a escala 1:500. Ver ANEXO 3. Fuente. Elaboración Propia. 141

142 CARTERAS DE DISEÑO Como resultado del diseño geométrico, en el anexo 2, se incluyen las siguientes carteras: Figura 43 Secciones transversales a escala 1:500. Ver ANEXO 3. Fuente. Elaboración Propia. 142

143 Figura 44 Cartera de Volúmenes Fuente. Elaboración Propia. 143