MEJORAMIENTO OPERACIONAL DE INTERSECCIÓN AUTOPISTA MEDELLÍN – VÍA SUBACHOQUE (PUENTE PIEDRA) MEDIANTE IMPLEMENTACIÓN DE TURBOGLORIETA JHON EDDISON CRUZ SARMIENTO Cod. 20142579055 JAIRO ANDRÉS HERNÁNDEZ SUÁREZ Cod. 20152579037 UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD TECNOLÓGICA INGENIERÍA CIVIL BOGOTÁ D.C Enero 16 de 2019
213
Embed
MEJORAMIENTO OPERACIONAL DE INTERSECCIÓN AUTOPISTA ...repository.udistrital.edu.co/bitstream/11349/22321/1/CruzSarmientoJ... · mejoramiento operacional de intersecciÓn autopista
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
MEJORAMIENTO OPERACIONAL DE INTERSECCIÓN AUTOPISTA MEDELLÍN –
VÍA SUBACHOQUE (PUENTE PIEDRA) MEDIANTE IMPLEMENTACIÓN DE
TURBOGLORIETA
JHON EDDISON CRUZ SARMIENTO Cod. 20142579055
JAIRO ANDRÉS HERNÁNDEZ SUÁREZ Cod. 20152579037
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
FACULTAD TECNOLÓGICA
INGENIERÍA CIVIL
BOGOTÁ D.C
Enero 16 de 2019
MEJORAMIENTO OPERACIONAL DE INTERSECCIÓN AUTOPISTA MEDELLÍN –
VÍA SUBACHOQUE (PUENTE PIEDRA) MEDIANTE IMPLEMENTACIÓN DE
TURBOGLORIETA.
Presentado por:
JHON EDDISON CRUZ SARMIENTO Cod. 20142579055
JAIRO ANDRÉS HERNÁNDEZ SUÁREZ Cod. 20152579037
TRABAJO DE GRADO
PARA OPTAR AL TÍTULO INGENIEROS CIVILES
TUTOR:
RODRIGO ELIAS ESQUIVEL RAMIREZ
Ing. Civil,
Ing. Topográfico
Esp. en diseño geométrico de vías tránsito y transporte
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
FACULTAD TECNOLÓGICA
INGENIERÍA CIVIL
BOGOTÁ D.C
Enero 16 de 2019
Nota de aceptación:
__________________________________
__________________________________
__________________________________
__________________________________
__________________________________
__________________________
Firma del jurado
__________________________
Firma del jurado
Bogotá, 16 de enero de 2019.
DEDICATORIA
Antes que todo a Dios, por seguir brindándonos vida para llegar hasta este punto y
habernos dado fortaleza e inteligencia para lograr uno de nuestros tantos objetivos a
nivel profesional, además de su infinita bondad y amor que nos han acompañado a
lo largo de nuestro camino de vida.
A nuestras madres quienes han sido los mejores ejemplos a seguir y quienes a lo
largo de estos 29 años nos han brindado las bases esenciales para ser unas
personas honestas, emprendedoras y humildes.
A la Universidad Distrital por permitirnos ser parte de una generación de triunfadores
y seres productivos para el país, haciendo de nosotros hasta el día de hoy personas
capaces de tomar decisiones de vida, dotándonos además de la capacidad de
comprender que con la constancia podemos ser grandes profesionales,
permitiéndonos así mismo tomar conciencia y amar nuestras carreras para así
desempeñarnos en lo que más nos gusta con la mayor eficacia y simpatía; gracias a
ustedes por brindarnos la oportunidad de pertenecer a una de las mejores
Universidades de Colombia.
AGRADECIMIENTOS
A nuestro tutor, el Ingeniero Rodrigo Esquivel le agradecemos el habernos orientado
en el desarrollo de este documento, por las recomendaciones que oportunamente
nos brindó permitiendo darle un enfoque adecuado a la tesis y por el tiempo invertido
en la ejecución de las asesorías para el adelanto de cada uno de los capítulos que
aquí se exponen.
Así mismo nos agradecemos a nosotros como compañeros en la elaboración de este
trabajo de grado, por la fuerza y valentía de no sucumbir ante la impiedad de las
noches más largas a las que nos hemos enfrentado, pues el apoyo y dedicación que
fue dispuesta para el logro de uno de nuestros mayores propósitos de vida fue
incondicional, junto con el complemento de nuestros conocimientos académicos que
nos permitieron alcanzar el anhelo de ser ingenieros civiles.
Finalmente a todas aquellas personas que de una u otra forma nos colaboraron o
participaron en el complemento de la realización de esta investigación, hacemos
Gráfica 27 Volumen hora pico por movimiento ...................................................... 126
Gráfica 28 Tasa de crecimiento parque automotor en la ciudad de Bogotá ........... 127
Gráfica 29 Reporte de Velocidad y Aceleración ..................................................... 166
Gráfica 30 Reporte de Velocidad y Aceleración en glorieta existente .................... 175
1
1. RESUMEN
Este trabajo contiene la información obtenida acerca del estudio realizado en la
comparación de las glorietas convencionales frente a la implementación de un nuevo
modelo o diseño geométrico en intersecciones denominado turboglorietas, tomando
como zona de estudio una glorieta tradicional ubicada en la intersección de la
autopista Medellín con vía Subachoque (Puente Piedra) del municipio de
Cundinamarca - Colombia, ésta investigación se determinó por medio del
levantamiento topográfico, cálculo del tránsito, diseño geométrico o modelación y
microsimulación del tránsito, apoyados de software especializado a nivel de
ingeniería civil denominados TORUS y AutoTurn Pro desarrollados por la compañía
Canadiense Transoft Solutions.
El presente informe contiene la cartografía y planimetría del levantamiento
topográfico realizado, aforo manual, cálculo de los volúmenes de tránsito, factor hora
pico en la intersección y por accesos, licenciamiento estudiantil del software para el
diseño y simulación, reporte del diseño final y modelación con la simulación del
tránsito con el vehículo de mayor barrido, información soporte con la que se elaboró
un adecuado análisis de los beneficios y desventajas que se obtienen con la
implementación de un nuevo diseño en intersecciones giratorias en este caso las
turboglorietas, reemplazando el diseño existente regulado por una glorieta tradicional.
Finalmente se presenta la metodología empleada con el uso de los datos de estudio
que se tuvieron en cuenta para su modelación y microsimulación, teniendo en cuenta
tanto los factores técnicos como operativos de una turboglorieta y como resultado de
la investigación realizada a este nuevo modelo en intersecciones, se presentan las
recomendaciones y sugerencias para la implementación de turboglorietas en
intersecciones que presentan mayor conflicto por accidentalidad y capacidad en
Colombia, ya que al realizar la comparación entre las prestaciones referentes a
seguridad vial y a los indicadores operacionales básicos viales de una glorieta
2
tradicional, se logra evidenciar los beneficios que traen consigo una turboglorieta,
estableciendo los parámetros normativos y de guía para su diseño que deben ser
evaluados.
3
2. ABSTRACT
This work contains the information obtained about the study made in the comparison
of the conventional roundabouts versus the implementation of a new model or
geometric design at intersections called turbo roundabouts, taking as a study area a
traditional roundabout located at the intersection of the Medellín highway. via
subachoque (Puente Piedra) of the municipality of Cundinamarca - Colombia, this
research was determined by topographic survey, traffic calculation, geometric design
or modeling and microsimulation of traffic, supported by specialized software at the
civil engineering level called TORUS and AutoTurn Pro developed by the Canadian
company Transoft Solutions.
This report contains the cartography and planimetry of the topographic survey carried
out, manual gauging, calculation of traffic volumes, peak hour factor at intersection
and access, student licensing of software for design and simulation, final design report
and modeling with the simulation of the transit with the vehicle with the largest sweep,
supporting information with which an adequate analysis of the benefits and
disadvantages obtained with the implementation of a new design in rotating
intersections was developed, in this case turbo roundabouts, replacing the existing
regulated design for a traditional roundabouts.
Finally we present the methodology used with the use of the study data that were
taken into account for its modeling and microsimulation, taking into account both the
technical and operational factors of a turbo roundabouts and as a result of the
research carried out on this new model at intersections. , the recommendations and
suggestions for the implementation of turbo roundabouts in intersections that present
greater conflict due to accident and capacity in Colombia are presented, since when
making the comparison between the services related to road safety and the basic
operational indicators of a traditional roundabout, it shows the benefits that a turbo
4
roundabouts brings, establishing the normative and guiding parameters for its design
that must be evaluated.
5
3. INTRODUCCIÓN
Dentro de los diversos problemas que aquejan actualmente a las personas que
habitan las principales ciudades de Colombia se encuentran los represamientos
vehiculares y aquellos relacionados con los niveles de accidentalidad presentes
específicamente en las glorietas o también denominadas rotondas, donde los
usuarios no tienen la capacitación suficiente o cultura para realizar el ingreso
adecuado a ellas, obviando muchas veces su señalización y sentidos de circulación,
generando una clara problemática que se hace necesario estudiar y evaluar para
corregir.
Al realizar una evaluación inicial acerca de las soluciones a los niveles de flujo de
tránsito vehicular y accidentalidad en intersecciones viales de la ciudad de Bogotá se
puede evidenciar que la implementación de semáforos o glorietas tradicionales no
mejora de manera representativa tal situación.
Existen estudios a nivel internacional donde se evidencia que a pesar de usar este
tipo de obras, los usuarios en su gran mayoría no comprenden el funcionamiento
correcto de ellas o en su defecto hacen caso omiso a su reglamentación, lo que
conlleva a la necesidad de plantear o buscar nuevas alternativas de ingeniería como
el caso de las turboglorietas, cuyos elementos geométricos garantizan que los
usuarios transiten en mayor volumen, con mayor fluidez y sobretodo con un correcto
ingreso a la intersección lo que las convierte en elementos que proveen mayor
seguridad y eficiencia.
Las turboglorietas han sido implementadas inicialmente en países como Holanda,
donde se pudo constatar sobre sus beneficios en el tráfico y seguridad vial que
conlleva este nuevo diseño, luego España y Alemania, obteniendo resultados
positivos para el mejoramiento de la movilidad en intersecciones y sobretodo en un
6
aspecto tan importante como lo es la seguridad vial, teniendo así una gran medida
de adaptación y aplicación como solución vial.
Teniendo en cuenta una turboglorieta como solución vial, se presenta un estudio de
caso, con el fin de evaluar el mejoramiento e impacto que produce el reemplazo de
las glorietas tradicionales mediante la implementación de este tipo de obras en
Colombia, estableciendo como zona de estudio la intersección del kilómetro 13
Autopista Medellín con la vía Subachoque (Glorieta Puente Piedra), que conecta los
Municipios de Madrid Cundinamarca, el Rosal y la ciudad de Bogotá D.C.
7
4. DEFINICIÓN DEL PROBLEMA
Las glorietas convencionales son sin duda alguna un gran aporte que ha venido al
mundo bajo el ingenio del Arquitecto Francés Eugene Hénard (1849 - 1923), pues
aparte de poner solución a intersecciones realmente complejas, representa un
método de muy bajo costo respecto a otros que cumplen con el mismo cometido; sin
embargo el autor no considera en su planteamiento reflejar un método intuitivo y de
fácil lectura para los usuarios llevando a convertir este invento en un elemento que
ha afectado de alguna forma a cientos de personas en más de cien años alrededor
del mundo desde su primera instauración hacia el año 1907 en la plaza de l’Étoile
hoy más comúnmente conocida como plaza Charles de Gaulle.
La mecánica tradicional del funcionamiento de las glorietas consistía en otorgar
prioridad a quien ingresaba a la rotonda con lo que tiempo después se comprendió
que bajo esta modalidad las filas se generaban al interior del anillo de circulación.
Tiempo después y de forma correcta se propone dar prioridad a quien está operando
dentro de la misma para poder ingresar, trasladando la fila al acceso; una vez se ha
logrado acceder se permite el desplazamiento entre carriles como estrategia para
dirigirse en la búsqueda de su destino o salida, lo que promueve de forma equivocada
el trenzado entre vehículos dentro de la glorieta aumentando la probabilidad de
choque lateral.
Lo poco intuitivo del sistema, aunque tenga óptima señalización induce a que algunos
usuarios no respeten a aquellos que llevan la prioridad, generando lo que Hénard
definía como “puntos de conflicto entre trayectorias”, justamente el concepto que lo
conlleva a idear la glorieta como solución.
Factores como el crecimiento constante de la población, el desarrollo económico de
los habitantes y el gran desconocimiento que existe sobre el manejo de los elementos
viales versus modelos ingenieriles no ajustados a estas realidades hacen que el
8
tránsito vehicular sea una experiencia que combina traumatismos no solo
emocionales sino incluso aquellos que atentan directamente contra la preservación
de la integridad física de los usuarios.
A continuación, se presentan las situaciones más comunes causadas por los usuarios
de las glorietas en los ramales de entrada y salida, como en los carriles de circulación:
Ilustración 1 Acciones incorrectas en glorieta típica
Fuente: El motor https://motor.elpais.com/conducir/claves-entender-rotondas/ 1
1 (Amadoz, 2016)
9
Las cifras de densificación poblacional en la Sabana de Bogotá han duplicado a las
del crecimiento poblacional del país que están por el orden del 12% entre 2005 y
2015 según artículo publicado por el periódico El Espectador (Redacción Bogotá),
dicho fenómeno se debe a la migración de habitantes capitalinos por varios factores
entre los cuales se encuentran el aumento desaforado aumento del precio del terreno
en la capital, inseguridad y violencia en las calles o simplemente la búsqueda de
tranquilidad. Dicha situación impacta de manera negativa en las vías principales de
estos territorios, entre esas la intersección de estudio (kilómetro 13 Autopista Medellín
con la vía Subachoque - Glorieta Puente Piedra), pues el alto número de vehículos
sumado a la velocidad con la que estos transitan acrecientan las posibilidades de
accidentes y subsecuentemente taponamientos.
Ilustración 2 Puntos de convergencia y divergencia en glorietas tradicionales de cuatro ramales.
Fuente: Funciones de las rotondas urbanas y requerimientos urbanísticos de organización. 2
2 (Funciones de las rotondas urbanas y requerimientos urbanísticos de organización. )
10
Diariamente, según artículo publicado en el periódico El Tiempo (Redacción Bogotá
22/06/2012), en las tradicionales glorietas de Bogotá se presenta por lo menos un
accidente de tránsito, fenómeno que podría contener causas que varían desde, las
ya mencionadas, la intolerancia entre los ciudadanos, hasta la prisa con la que cada
uno se desplaza sobre estas rotondas; todo enfocado a la persona y no al elemento.
En la ilustración 2 se muestran los conflictos generales que se presentan en una
glorieta tradicional, teniendo en cuenta los factores antes mencionados, donde el
usuario muchas veces desconoce el carril adecuado por el que debe transitar para
buscar la salida deseada.
11
5. JUSTIFICACIÓN
En las grandes ciudades de Colombia se siente a diario los efectos de la oferta
insuficiente de infraestructura vial, reflejados en la congestión, la accesibilidad y los
tiempos de viaje principalmente. Por otra parte, en la infraestructura existente la
regulación y control de las intersecciones se ha basado en el uso de intersecciones
viales convencionales, a nivel y desnivel; cada una con ventajas y desventajas en
términos de afectación urbanística, composición vehicular de la demanda esperada,
capacidad, nivel de servicio, seguridad vial, requerimientos de supervisión y
mantenimiento, etc.
La selección de alternativas en el evento de planear e implementar una intersección
vial nueva o modificar una existente, involucra necesariamente la evaluación previa
técnica, operativa, financiera, económica y urbanística; así como de otros aspectos
relacionados con los anteriores, asociados a la seguridad vial, el diseño geométrico
y todas las posibles restricciones por interferencia con redes de servicios públicos y
demás especificaciones por cumplir.
El ánimo por mejorar los elementos viales se hace cada vez más imprescindible dada
la necesidad de la movilización de los usuarios en tiempos no tan extensivos, lo que
se traduce en un aumento de la calidad de vida de los mismos. Específicamente las
rotondas convencionales han simbolizado una mejora sustancial en lo que se refiere
a movilidad de las intersecciones, sin embargo, dado el desaforado aumento de los
actores viales se resaltan de una forma mucho más evidente las falencias de estos
clásicos modelos que han venido funcionando desde hace más de 100 años. Por lo
anterior y en respuesta a dicha necesidad la presente investigación se centrará
principalmente en el estudio de un novedoso modelo europeo denominado
“turboglorietas”, como base para la implementación en la intersección del Km 13
Autopista Medellín con la Vía Subachoque, Glorieta Puente Piedra
12
Se espera al término del presente proyecto conseguir una geometría tal que logre
disminuir los puntos de conflicto (ver ilustración 3), mejorando su capacidad y con
ello los tiempos de tránsito de los usuarios al interior del anillo de circulación; con la
geometría planteada se pretende además disminuir la dependencia de los aspectos
psicosociales presentes en la vía (prudencia o intrepidez, gentileza con el peatón,
entre otros), con lo que subsecuentemente incurrirá en una sustancial disminución
en las altas cifras de accidentalidad que hoy día son el punto de mira entre los
usuarios.
Ilustración 3 Conflictos tipo en glorietas tradicionales.
Fuente: Safety Impacts of Modern Roundabouts (Kennedy, 2000) 3
3 (Kennedy, 2000)
13
En la figura anterior se muestran los conflictos generales que se presentan en una
glorieta tradicional, teniendo en cuenta los factores antes mencionados, donde el
usuario mucha de las veces desconoce el carril adecuado por el que debe transitar
para buscar la salida deseada.
Se espera además con la implantación de éste modelo vial en la intersección de la
Autopista Medellín con la Vía Subachoque disminuir las maniobras que impliquen
giros a la izquierda (lo que usualmente conlleva a cruces entre trayectorias y
secantes), aumentando de esta forma el valor intuitivo del elemento, lo que ocasiona
además la eliminación parcial de las resonantes confusiones entre los actores viales
que desde hace varias décadas han representado los convencionales modelos.
Ilustración 4 Efecto túnel respecto a la velocidad
Fuente: Visión y velocidad en la conducción - https://www.tuoptometrista.com/vision-y-
conduccion/conduccion-y-velocidad/ 4
4 (VISIÓN Y VELOCIDAD EN CONDUCCIÓN, 2014)
14
El mejoramiento en los tiempos de tránsito al interior de la turboglorieta sin duda
podría suponer aumento de la velocidad en el anillo de circulación lo que implicaría
también un aumento en las probabilidades de siniestro tanto entre vehículos como
hacía peatones por efecto túnel, que supone disminución del campo visual con altas
velocidades, sin embargo, se espera disminuir dichas probabilidades de
accidentalidad con la geometría propuesta y con ayuda de reductores de
velocidad.(ver ilustración 4)
La implantación de la turboglorieta en la intersección de la Autopista Medellín con la
Vía Subachoque, permitirá a su vez un mejor tratamiento del tránsito de los peatones,
quienes a diario se ven expuestos a cruzar a través de ella para llegar, a la ciudad de
Bogotá por la Calle 80 o por la Calle 13 tomando por la vía principal de Funza, a
Funza, a Mosquera, Cota, Chía, El Rosal, Madrid o Facatativá.
15
6. OBJETIVOS
6.1 OBJETIVO GENERAL
Implementar un nuevo diseño geométrico denominado “turboglorieta”, en la
intersección de la Autopista Medellín con la Vía Subachoque que conecta los
municipios de Funza, Cota, El Rosal, Madrid y la ciudad de Bogotá como medida de
solución vial para mitigar los niveles de tráfico y accidentalidad que allí se presentan,
evaluando ventajas y desventajas frente al modelo de glorietas tradicionales.
6.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
✓ Definir la normativa y especificaciones técnicas vigentes que comprenden el
diseño geométrico de una turboglorieta como mecanismo de solución al
tráfico vehicular y su accidentalidad en intersecciones.
✓ Realizar levantamiento topográfico de la intersección de estudio, (Autopista
Medellín con la Vía Subachoque), como base para la modelación en el
software TORUS y AutoTURN, según parámetros técnicos del diseño de una
turboglorieta.
✓ Presentar la cartografía y elaborar la planimetría de la intersección de
acuerdo al levantamiento topográfico.
✓ Elaborar los estudios de tránsito en la intersección de estudio, con el fin de
obtener los volúmenes y densidades del tránsito, sus niveles de servicio, el
factor hora pico, el tránsito promedio diario, y demás estudios previos que
exponen el comportamiento vehicular de manera adecuada en la glorieta
existente.
16
✓ Adquirir las licencias del software especializado para la modelación y
simulación de las turboglorietas (TORUS y AutoTURN).
✓ Modelar y simular mediante el uso de software especializado TORUS y
AutoTURN respectivamente, la turboglorieta en la intersección con el fin de
obtener sus reportes de diseño, planimetría de diseño definitiva y evidencia
del comportamiento vehicular.
✓ Establecer las actividades y costos necesarios para la ejecución e
implementación de una turboglorieta en una intersección para establecer un
análisis comparativo frente a modelos tradicionales.
✓ Evaluación de ventajas y desventajas presentadas mediante una matriz
acerca de la implementación de una turboglorieta planteada como solución
vial en intersecciones, para su posible propagación en Colombia.
✓ Gestionar ante la autoridad competente propietaria de la intersección, la
divulgación e implementación de este nuevo modelo, presentando la
presente investigación como base de una solución vial en intersecciones.
17
7. MARCO REFERENCIAL
En este acápite se presentan los conceptos, planteamientos y resultados de las
actividades e investigaciones realizadas en términos del aforo manual realizado a la
intersección, la información concerniente a turboglorietas con datos de estudios en
intersecciones reales y de simulación en software a nivel internacional, así mismo se
muestra el resultado de la investigación tras el comparativo de una glorieta tradicional
con los beneficios que trae consigo la implementación de un nuevo diseño con la
elección de un tipo turboglorieta.
Para poder entender los parámetros a elegir dentro del diseño e implementación de
una turboglorieta es necesario establecer los conceptos básicos que comprende todo
el estudio del tránsito elaborado, revisando términos tales como el tipo de vía y
terreno, volúmenes de tránsito, niveles de servicio, tipos de aforos y la velocidad con
la que se desplazan los vehículos puesto que para poder establecer condiciones de
seguridad vial, se hace necesario establecer los límites en los que los usuarios
pueden transitar, así mismo permite establecer la velocidad permitida o adecuada a
la que el usuario debe ingresar para el caso de curvas o intersecciones giratorias
según la composición vehicular de la zona.
7.1 CLASIFICACIÓN DE CARRETERAS
Según lo establecido en el manual de diseño geométrico de carreteras del Instituto
Nacional de Vías, las carreteras en Colombia se clasifican según su funcionalidad y
tipo de terreno.
18
7.1.1 SEGÚN SU FUNCIONALIDAD
Las carreteras se clasifican según su funcionalidad de acuerdo a los intereses de
la nación y a las necesidades operativas que se den en el territorio así:
7.1.1.1 PRIMARIAS
Este tipo de carreteras se caracteriza por conectar los departamentos de la
nación, generando además el dinamismo entre el comercio del país. Son
troncales, transversales y entradas a capitales siempre en condiciones
pavimentadas.
7.1.1.2 SECUNDARIAS
Este tipo de carreteras se caracteriza por provenir de cabeceras municipales y
conectarse con vías primarias, pueden ser afirmadas o pavimentadas.
7.1.1.3 TERCIARIAS
Este tipo de vías se caracteriza por unir cabeceras municipales con sus veredas,
o veredas entre sí. Generalmente se encuentran en afirmado, y en caso de ser
pavimentadas deben cumplir de acuerdo a lo establecido para el diseño de vías
pavimentadas secundarias.
7.1.2 SEGÚN EL TIPO DE TERRENO
Varían de acuerdo a la topografía existente en un tramo de estudio y pueden
estimarse diferentes tipos de terreno en un tramo de vía homogénea.
19
7.1.2.1 TERRENO PLANO
Este tipo de terreno se caracteriza por poseer pendientes transversales al eje de
la vía menores de cinco (5°) grados, su pendiente longitudinal por lo general no
supera el tres (3%) por ciento; en la ejecución de su construcción no demandan
mayor dificultad durante su proyección como en su explanación. Permiten que los
vehículos pesados y livianos mantengan velocidades similares por su
alineamiento horizontal y vertical.
7.1.2.2 TERRENO ONDULADO
Este tipo de terreno se caracteriza por poseer pendientes transversales al eje de
la vía entre seis y trece grados (6° - 13°), su pendiente longitudinal por lo general
oscila entre tres y seis por ciento (3% - 6%). En la ejecución de su construcción
demandan una dificultad moderada en el movimiento de tierras durante su
proyección como en su explanación. Los vehículos pesados en este caso
mantienen una velocidad inferior a los livianos por la combinación de
alineamientos horizontales y verticales, no lleva a operar a los vehículos por
tiempo prolongado con velocidades sostenidas en rampa.
7.1.2.3 TERRENO MONTAÑOSO
Este tipo de terreno se caracteriza por poseer pendientes transversales al eje de
la vía entre trece y cuarenta grados (13° - 40°), su pendiente longitudinal por lo
general oscila entre seis y ocho por ciento (6% - 8%). En la ejecución de su
construcción demanda gran cantidad de movimiento de tierras lo que genera
dificultad durante su proyección como en su explanación. Los vehículos pesados
por la combinación de alineamientos horizontales y verticales operan con
velocidades sostenidas en rampa en amplias distancias por tiempo prolongado.
20
7.1.2.4 TERRENO ESCARPADO
Este tipo de terreno se caracteriza por poseer pendientes transversales al eje de
la vía superior a cuarenta grados (40°), su pendiente longitudinal por lo general
es superior al ocho por ciento (8%). En la ejecución de su construcción exige el
máximo movimiento de tierras lo que genera grandes dificultades durante su
proyección como en su explanación. Los vehículos pesados por la combinación
de alineamientos horizontales y verticales operan con menores velocidades
sostenidas en rampa en amplias distancias por tiempo prolongado en
oportunidades repetitivas.
7.2 CÁLCULO DEL TRÁNSITO
7.2.1 AFOROS
Es necesario establecer el tipo de conteo a realizar en el presente trabajo de
investigación; a continuación se relacionan los cinco tipos para la toma de datos
según su finalidad:
Tabla 1 Tipos de conteo en tránsito
TIPO DE CONTEO FINALIDAD
DIRECCIONAL Su objetivo es clasificar los volúmenes acorde a la dirección y el sentido del flujo vehicular.
DE CLASIFICACIÓN Clasifica según la tipología del vehículo, sus características físicas tales como el peso y cantidad de ejes.
EN INTERSECCIONES Clasifica los vehículos por tipo de vehículo y tipo de movimiento.
21
CORDONES
Se realizan en los perímetros de las zonas a estudiar con el fin de determinar la cantidad de vehículos que salen y entran en un determinado tiempo.
OCUPACIÓN VEHICULAR Su objetivo es establecer la cantidad de personas que ocupan los diferentes tipos de vehículos mediante registros en campo.
Fuente: Propia
7.2.2 MÉTODOS DE CONTEO
7.2.2.1 CONTEO MECÁNICO
“Empleados en lugares situados a mitad de cuadra o en tramos continuos en
campo abierto. Existen aparatos mecánicos portátiles y fijos cuya utilización
depende del objeto de estudio.”5, los equipos usualmente utilizados son los
siguientes: Detectores magnéticos, neumáticos, de espiral de inducción, de radar
y contadores mecánicos portátiles.
7.2.2.2 CONTEO MANUAL
Para éste método es necesario la inclusión de personal capacitado en campo para
su elaboración con registros en campo para la obtención de información detallada
de: Clasificación vehicular, movimientos direccionales, dirección de recorrido, uso
de carriles, condiciones de manejo según determinación climática.
Este tipo de conteo se realiza con un registro manual en formatos de papel o
también con contadores manuales. Los datos que se pueden obtener por este
5 (Cárdenas, 2017)
22
medio son mayores que con otros métodos de conteo, ya que se pueden clasificar
los vehículos por tipo, el número de ellos que transitan por la intersección y por
cada uno de los ramales de entrada en una glorieta. Los recuentos pueden
dividirse en 30 minutos e incluso 15 cuando el tránsito es muy denso, éstos se
hacen en un formato de campo en hojas de papel.
Se utiliza por lo general en el conteo de volúmenes de giro y volúmenes
clasificados, su duración puede variar dependiendo el propósito del aforo, este
puede dividirse en horas pico y en horas denominadas valle. El personal requerido
para este tipo de aforos puede hacerse desde una persona, y cuando existen
periodos de tránsito muy alto, por una cantidad de personal ajustado a las
condiciones existentes de la vía y/o intersección, se debe tener en cuenta que
dicho personal debe llevar a cabo las instrucciones correctas para el conteo, la
supervisión y cantidad de información obtenida, con el fin de que sea un aforo
confiable y con el mayor grado de exactitud.
7.2.2.3 CONTEO ELECTRÓNICO
Este método es el más sencillo de realizar puesto que cuenta con la ayuda de
dispositivos electrónicos capaces de realizar el conteo de manera automática, por
lo general se establecen sobre la calzada “(a distancias entre 5 m y 12 m) para
determinación e identificación vehicular utilizando tecnologías como: láser
infrarrojo activo, detector infrarrojo pasivo, radar a hiperfrecuencia, radar a efecto
doppler, detector ultrasónico, detector de imagen para generación de lazos
inductivos virtuales, detectores de vídeo de uso general y para aplicaciones
especiales, etc..”6
6 (Cárdenas, 2017)
23
7.2.3 NOMENCLATURA EN CONTEOS VEHÍCULARES
En Colombia se encuentra establecido un tipo nomenclatura para los movimientos
en intersecciones con el fin de brindar a los aforadores una estructura con la que
se facilita el conteo y su diligenciamiento en campo.
Ilustración 5 Nomenclatura en conteos vehiculares
Fuente: Ingeniería de Tránsito y Transporte Ing. Esp. M.Sc. Martín Alexander Bejarano Cárdenas 7
7 (Cárdenas, 2017)
24
Tabla 2 Nomenclatura en conteos vehiculares
Fuente: Ingeniería de Tránsito y Transporte Ing. Esp. M.Sc. Martín Alexander Bejarano Cárdenas 8
7.2.4 VOLUMEN DE TRÁNSITO
Los volúmenes de tránsito poseen características específicas que determinan la
viabilidad de proyectos, el dimensionamiento de la infraestructura y las medidas de
control necesarias para un óptimo servicio.
Las características principales de los volúmenes de tránsito se enfocan en la
temporalidad y la espacialidad de los viajes, pues los tiempos de viaje obedecen a
una serie de elementos de decisión de las personas según sus motivos, orígenes y
8 (Cárdenas, 2017)
25
destinos, así como las zonas por donde se realizarán estos recorridos, las vías de
mayor uso y demás elementos espaciales que determinen un volumen específico.
Tanto el proceso de un proyecto de construcción de una nueva vía, como el de
ampliación de una vía existente, es imprescindible conocer las condiciones actuales
de operación de los flujos vehiculares existentes, así mismo lo es establecer o estimar
las condiciones que se espera obtener en el futuro, esto por medio del cálculo de los
volúmenes de tránsito, que aunque en la mayoría de los casos se consideran datos
subjetivos por su alto grado de error, ayudan en la determinación de los parámetros
necesarios para el diseño de vías e intersecciones.
El volumen del tránsito puede ser definido como la cantidad de vehículos que
transitan por un punto durante un determinado periodo de tiempo, y se puede
expresar mediante la siguiente fórmula:
𝑄 = 𝑁
𝑇
Donde:
Q: Vehículos que pasan por unidad de tiempo.
N: Número total de vehículos que pasan.
T: Periodo determinado.
Es fundamental en la planeación y operación de la circulación vehicular, conocer
las variaciones periódicas de los volúmenes dentro de las horas de máxima
demanda, analizando en función de la distribución de los carriles, ramales de
acceso, distribución direccional y composición.
La importancia de estimar dichas variaciones del volumen del tránsito dentro de
las horas pico y la cuantificación de la duración de los flujos máximos, sirven para
26
poder delimitar las capacidades de la vía y con ello definir posibles diseños en
intersecciones con la planeación en la disposición de alternativas como lo es la
semaforización, las glorietas o turboglorietas, deprimidos, puentes o soluciones
sencillas como lo son reductores de velocidad para el control del flujo vehicular de
acuerdo a los volúmenes de entrada principales y secundarios del tránsito,
adicionalmente también ayudan a establecer controles como lo es la restricción de
vehículos pesados en ciertos periodos de tiempo, prohibiciones de
estacionamientos, entre otros.
Los datos sobre volúmenes de tránsito pueden ser utilizados ampliamente en el
análisis de capacidad y niveles de servicio, la caracterización de flujos vehiculares,
estudios de seguridad vial, en investigaciones sobre nuevas metodologías para el
control del tránsito y el transporte, como también en las variaciones y tendencias
de los volúmenes de tránsito ligado al desarrollo de infraestructura urbana que trae
consigo la evolución vial.
Los volúmenes de tránsito deben ser considerados dinámicos, debido a que
solamente son precisos únicamente al momento de realizar un aforo, ya que tienen
variaciones que dependen de actividades tales como afectación por actividades
tales como obras nuevas, adecuaciones, ampliaciones o mantenimientos,
festividades, y como tal los periodos de tiempo “de las horas de máxima demanda,
en las horas del día, en los días de la semana y en los meses del año, aún más,
también es importante conocer las variaciones de los volúmenes de tránsito en
función de su distribución por carriles, su distribución direccional y su
composición.”9
9 (Méndez, 2009)
27
7.2.4.1 VOLUMEN HORARIO DE MÁXIMO DE TRÁNSITO
Máximo volumen registrado durante el periodo el periodo de estudio (Hora pico).
Este se expresa en vehículos por hora.
7.2.4.2 VOLUMEN HORARIO MÍNIMO DE TRÁNSITO
Mínimo volumen registrado durante el periodo el periodo de estudio (Hora de
menor demanda). Este se expresa en vehículos por hora.
7.2.5 AJUSTE Y EXPANSIÓN DE VOLÚMENES DE TRÁNSITO
Para este trabajo en particular se dio la situación de no contar con datos históricos
de aforos realizados en periodos diarios, semanales, mensuales o anuales, para lo
que se podría incorporar un conteo con estaciones maestras de aforo permanente o
periódico, “que permitan determinar factores de expansión y ajuste aplicables a otros
lugares que tengan comportamientos similares y en los cuales se efectuará la
medición de aforos en periodos cortos”.10
La información que proporcionan los aforos continuos es muy importante toda vez
que con ella se pueden identificar los patrones de variación horaria, diaria, periódica
o anual del volumen del tránsito. Tal como se ha mencionado el volumen del tránsito
se considera dinámico, sin embargo, tiende a tener variaciones cíclicas indicando un
patrón con el que se puede sustentar el ajuste por expansión para el diseño de vías
e intersecciones futuras.
10 (Méndez, 2009)
28
7.2.6 FACTOR HORA PICO
Factor que determina la homogeneidad de la carga vehicular dentro del periodo
horario máximo.
𝐹𝐻𝑃 = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑟𝑖𝑜 𝑝𝑖𝑐𝑜
4 ∗ (𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑜 𝑒𝑛 15 𝑚í𝑛𝑢𝑡𝑜𝑠)
● El valor mínimo del FHP es de 0.25, lo que indica una carga puntual dentro de
un sólo intervalo de 15 minutos en la hora.
● El valor máximo es de 1.00 que representa una carga vehicular uniforme en
los cuatro periodos de 15 minutos.
● El FHP puede ser obtenido por movimiento, acceso y/o intersección.
● El volumen máximo en 15 minutos a tomarse deberá estar comprendido dentro
del periodo de la hora pico encontrada.
7.2.7 TRÁNSITO FUTURO
El cálculo del tránsito futuro es indispensable para poder determinar si el diseño que
se va a realizar será óptimo y podrá contar con todos los parámetros de capacidad y
niveles de servicio adecuados para el buen desarrollo del tráfico vehicular.
Corresponde a la totalidad de vehículos que transitarán durante la vida útil del
proyecto.
29
El volumen del tránsito futuro puede definirse como “el volumen de tráfico que tendrá
la vía cuando esté completamente en servicio.” 11, La expresión para poder calcularlo
es la siguiente:
TF = TA + IT
Donde:
TF: Tránsito futuro
TA: Tránsito actual
IT: Incremento del tránsito al año del proyecto
El tránsito actual (TA) se obtiene por medio de aforos manuales o electrónicos,
encuestas de dirección y datos históricos del tránsito en diferentes horas de las
ciudades, entre otros. La forma de calcularlo es la siguiente:
TA = TE + Tat
Donde:
TE: Tránsito existente antes de la mejora
Tat: Tránsito atraído una vez terminada la construcción
Por otra parte el incremento de tránsito se considera como el volumen vehicular
esperado al momento comenzar a usar la nueva vía o las mejoras realizadas y se
calcula por medio de la siguiente expresión:
IT = CNT + TG + TD
11 (Volúmenes de Tránsito Futuro, 2017)
30
Donde:
IT: Incremento de tránsito
CNT: Crecimiento normal de tránsito
TG: Tránsito generado
TD: Tránsito desarrollado
El crecimiento normal de tránsito (CNT) está dado en porcentaje y se estima
según las tasas de crecimiento del parque automotor.
El tránsito generado (TG) puede ser estimado en porcentajes entre un rango del
5% al 25% sobre el tránsito actual en un período de 2 años después de haber
realizado la apertura de la vía.
Finalmente el tránsito desarrollado (TD) puede ser estimado en un 5% calculado
sobre el tránsito actual y este se genera a partir del progreso generado en el
suelo adyacente de la vía.
De acuerdo a las expresiones anteriormente dadas para el cálculo del tránsito
futuro se puede consolidar la siguiente expresión:
TF = TA + IT
Reemplazando TA e IT tenemos,
TF = (TE + Tat) + (CNT + TG + TD)
31
Gráfica 1 Componentes tránsito futuro
Fuente: (Volúmenes de Tránsito Futuro, 2017) Universidad la Gran Colombia12
7.2.7.1 FACTOR DE PROYECCIÓN
Otra forma de calcular el tránsito futuro es por medio del factor de proyección el
cual relaciona el tránsito futuro con el actual obteniendo las siguientes ecuaciones:
𝐹𝑃 = 𝑇𝐹
𝑇𝐴
𝐹𝑃 = (𝑇𝐴 + 𝐼𝑇)
𝑇𝐴=
(𝑇𝐴 + 𝐶𝑁𝑇 + 𝑇𝐺 + 𝑇𝐷)
𝑇𝐴
𝐹𝑃 = 1 +𝐶𝑁𝑇
𝑇𝐴+
𝑇𝐺
𝑇𝐴+
𝑇𝐷
𝑇𝐴
El FP deberá especificarse para cada año futuro.
12 (Volúmenes de Tránsito Futuro, 2017)
32
El valor utilizado en el pronóstico del tránsito futuro para nuevas vías, sobre la base
de un periodo de proyecto de 20 años, está en el rango de 1,5 a 2,5.
TF= FP (TA)
1,5 < FP < 2,5 para periodos de 20 años
7.2.7.2 OTROS MÉTODOS
Otra manera de calcular el tránsito futuro de forma aplicada y sencilla es por medio
de métodos estadísticos. Éstos varían de acuerdo a los volúmenes del tránsito
sean bajos o altos y su clasificación está dada por el método aritmético y método
geométrico.
7.2.7.2.1 MÉTODO ARTITMÉTICO
Respecto al método aritmético se tienen en cuenta los volúmenes de tránsito bajos
o poblaciones donde hay poca densidad vehicular, la ecuación que representa el
cálculo de éste método es la siguiente:
TF = TA (1 + ni)
Donde:
n = Número de años
i = Tasa o rata de crecimiento
7.2.7.2.2 MÉTODO GEOMÉTRICO
Éste método se basa en volúmenes altos de tránsito o en poblaciones con altas
densidades vehiculares o tráfico alto. La ecuación que lo representa es al
siguiente:
𝑇𝐹 = 𝑇𝐴(1 + 𝑖)𝑛
33
Para ambos métodos el factor de proyección se calcula mediante las siguientes
fórmulas, teniendo en cuenta que en este caso se debe estima una proyección
anual y total.
𝐹𝑃𝑃𝑎𝑟𝑐𝑖𝑎𝑙 = (1 + 𝑖)𝑛 − 1
𝑛𝑖
𝐹𝑃𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = (1 + 𝑖)𝑛 − 1
𝑖
7.2.8 NIVELES DE SERVICIO
Son utilizados para estimar la calidad del flujo vehicular. Es “una medida cualitativa
que descubre las condiciones de operación de un flujo de vehículos y/o personas, y
de su percepción por los conductores o pasajeros” 13. Tales circunstancias pueden
ser expresadas con factores tales como:
Seguridad vial
Velocidad de circulación
Libertad de maniobras
Comodidad de conducción
Tiempos de marcha
Su clasificación está dada en seis (6) niveles que están definidos desde la letra A
hasta la letra F, siendo el mejor nivel de servicio el A en términos de fluidez y confort
del usuario, hasta llegar al nivel F que cuenta con las condiciones más desfavorables
para los vehículos y/o personas.
A continuación se describen cada uno de los niveles de servicio:
13 (Escobar, 2007)
34
7.2.8.1 NIVEL DE SERVICIO A
Este nivel de servicio garantiza unas condiciones de fluidez excelentes (flujo libre),
dentro de las cuales el usuario tiene la posibilidad de realizar las maniobras
deseadas y con la mayor libertad posible, así mismo las velocidades en las que
pueden desplazarse no afectan la movilidad entre usuarios.
7.2.8.2 NIVEL DE SERVICIO B
Este nivel de servicio está dentro del rango de fluidez estable, estando sutilmente
debajo del nivel de servicio A toda vez que los usuarios para este nivel ya
comienzan a percibir la presencia de otros cuando transitan, sin embargo el nivel
de confort no se afecta de manera drástica y la elección de las velocidades no
sufre ninguna afectación sustancial respecto al nivel de servicio A.
7.2.8.3 NIVEL DE SERVICIO C
Se encuentra aún dentro del rango de fluidez estable. En este nivel se marca el
inicio donde los usuarios empiezan a tener mayor restricción en temas de
maniobrabilidad y elección de velocidad puesto que hay mayor interacción entre
ellos. El confort y la conveniencia se empiezan a ver afectados de manera
significativa con respecto a los niveles de servicio A y B.
7.2.8.4 NIVEL DE SERVICIO D
Este nivel de servicio describe una mayor densidad de circulación aunque aún se
considera estable. Los usuarios experimentan mayor dificultad para efectuar
maniobras y la velocidad se puede ver afectada con cambios mínimos en la
movilidad. El funcionamiento se ve comprometido con pequeñas alteraciones en
el tránsito.
35
7.2.8.5 NIVEL DE SERVICIO E
Se ubica en el límite de la capacidad de servicio, en este caso los usuarios
encuentran altamente restringida la capacidad de aumentar la velocidad y de
efectuar movimientos libres, puesto que al realizar algún tipo de acción afecta
directamente al otro usuario obligándolo incluso a ceder el paso de manera
forzosa; el confort y la conveniencia pueden llegar a verse tan afectados que
pueden provocar frustración en el usuario. Este nivel se considera como inestable
ya que cualquier aumento de flujo o ligera perturbación genera colapsos.
7.2.8.6 NIVEL DE SERVICIO F
Este nivel siendo el más desfavorable o de peores condiciones cuenta con flujo
forzado, donde los usuarios se ven en situaciones donde los volúmenes
vehiculares superan la capacidad generando colapsos que inducen a filas donde
“la operación se caracteriza por la existencia de ondas de parada y arranque,
extremadamente inestables”. 14
De otra parte la velocidad en la que transitan los usuarios también define el nivel de
servicio al cual corresponde el corredor vial o carretera y esto se clasifica de acuerdo
a la siguiente tabla:
Tabla 3 Velocidades en km/h que determinan los niveles de servicio por tipo de terreno (vc)
Fuente: (Escobar, 2007) Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia15
14 (Escobar, 2007) 15 (Volúmenes de Tránsito Futuro, 2017)
36
7.2.9 DISTRIBUCIÓN Y COMPOSICIÓN
7.2.9.1 DISTRIBUCIÓN POR CARRILES
Debe ser considerada en la operación de calles y carreteras, medida en zonas
urbanas y carreteras que conectan ciudades o municipios, puesto que para el
primer caso que es la zona urbana se evalúan las capacidades de acuerdo a los
carriles donde se evitan los giros o paradas por autobuses y taxis, que son los
que llevan la mayor velocidad y capacidad, en el caso de una vía con tres carriles
el carril que presenta el caso crítico de flujo es el central, ya que los laterales están
condicionados a los factores mencionados anteriormente, y respecto a las
carreteras que conectan ciudades se evalúan los volúmenes que transitan sobre
el carril inmediato a la faja o isla central, ya que estos fueron diseñados para
mayores velocidades y rebases.
7.2.9.2 DISTRIBUCIÓN DIRECCIONAL
Ésta distribución relaciona el volumen vehicular que se desplaza desde el centro
de una ciudad hacia la periferia, la que indica por lo general el volumen máximo
dado en la mañana en el centro de una ciudad y en la periferia en las tardes y
noches.
Otro caso es el que se da durante los fines de semana, donde por lo general el
flujo vehicular aumenta en la periferia por el turismo, aumentando el volumen del
tránsito durante los días viernes, sábados y domingos, registrando una mínima
variación hacia el centro de una ciudad.
37
7.2.10 COMPOSICIÓN
Básicamente la composición arroja el porcentaje sobre el volumen total de tránsito
según la variación de distintos tipos de vehículos tales como automóviles, autobuses,
camiones, camiones de varios ejes, motos y bicicletas.
7.2.11 VEHÍCULO DE DISEÑO
“El diseño geométrico de una vía está orientado a definir un trazado que facilite la
circulación de los vehículos tanto en el sentido longitudinal como en su ubicación en
el sentido transversal de la calzada.”16
Acorde a lo establecido en la Resolución 4100 del 28 de Diciembre de 2004 del
Ministerio de Transporte, para efectos del diseño geométrico se adopta la siguiente
clasificación:
Tabla 4 Clasificación vehículo de diseño (Ministerio de Transporte)
CLASE CAPACIDAD TIPO DE VEHÍCULO
EFECTOS
Livianos Menos de cinco Toneladas (<5.0 T)
Automóvil
Camioneta
Campero
Distancia de visibilidad de parada
Distancia de visibilidad de adelantamiento
Pesados Mayor de cinco Toneladas (>5.0 T)
Buses
Vehículos de transporte de carga
Pendiente longitudinal
Longitud crítica de pendiente
Fuente: Propia
16 (INVIAS, 2008)
38
Acorde al Manual de Diseño Geométrico de Carreteras del Instituto Nacional de Vías
la nomenclatura a utilizar en la elección del tipo de vehículo de diseño se relaciona
en la siguiente tabla:
Tabla 5 Nomenclatura empleada para la descripción de los vehículos de diseño
Fuente: Manual de Diseño Geométrico de Carreteras - INVIAS17
Para la elaboración de un diseño óptimo que cumpla con las condiciones y anchos
de carriles recomendables se deben de tener en cuenta las dimensiones del vehículo
de diseño electo, puesto que este define los anchos de barrido en cada uno de sus
ejes clasificándolos según el Manual de Diseño Geométrico de Carreteras del
Instituto Nacional de Vías como se muestra en la tabla 6.
“Los radios mínimos de giro de un vehículo que se deben tener en cuenta en el diseño
geométrico de las calzadas son: la trayectoria de la proyección delantera exterior del
ancho del vehículo, la trayectoria de la rueda interior trasera y el radio mínimo de giro
del eje central del vehículo. Las dos primeras trayectorias (exterior e interior) definen
un espacio mínimo absoluto al realizar un giro de 180°, espacio que es indispensable
controlar en el diseño de las calzadas de enlace en intersecciones y retornos y en el
cálculo de sobreanchos”.18 Ver tabla 6.
17 (INVIAS, 2008) 18 (INVIAS, 2008)
39
Tabla 6 Dimensiones principales de los vehículos de diseño
Fuente: Manual de Diseño Geométrico de Carreteras - INVIAS19
El vehículo de diseño deberá ser aquel que genere las condiciones más críticas y así
mismo tendrá la facultad de transitar por la turboglorieta sin ningún tipo de
obstrucción; esta actividad representa en cierto modo un paso esencial en la
proyección de la Turboglorieta cuyas dimensiones se verán directamente afectadas
con base en la trayectoria de barrido del vehículo. Para la definición del vehículo de
diseño es indispensable conocer el tipo de flujo de tráfico que se movilizará.
Según parámetros técnicos Eslovenos y Serbios, cuando se diseña un vehículo de
diseño relevante se toma un camión de 16.80 m de longitud con semirremolque,
distinto a Alemania que no tiene presente el vehículo sino para proyectar el barrido y
así poder definir el paso.
A continuación en las ilustraciones 6 a la 11, se muestran los vehículos de diseño
para Colombia adoptados por el manual geométrico de carreteras:
19 (INVIAS, 2008)
40
Ilustración 6 Dimensiones y trayectoria de giro para un Vehículo Liviano
Fuente: Manual de Diseño Geométrico de Carreteras INVIAS 20
20 (INVIAS, 2008)
41
Ilustración 7 Dimensiones y trayectoria de giro para un Bus
Fuente: Manual de Diseño Geométrico de Carreteras INVIAS 21
21 (INVIAS, 2008)
42
Ilustración 8 Dimensiones y trayectoria de giro para un Bus Grande
Fuente: Manual de Diseño Geométrico de Carreteras INVIAS 22
22 (INVIAS, 2008)
43
Ilustración 9 Dimensiones y trayectoria de giro para un Camión Categoría 2
Fuente: Manual de Diseño Geométrico de Carreteras INVIAS 23
23 (INVIAS, 2008)
44
Ilustración 10 Dimensiones y trayectoria de giro para un Camión Categoría 3
Fuente: Manual de Diseño Geométrico de Carreteras INVIAS 24
24 (INVIAS, 2008)
45
Ilustración 11 Dimensiones y trayectoria de giro para un Camión Categoría 3S2
Fuente: Manual de Diseño Geométrico de Carreteras INVIAS 25
25 (INVIAS, 2008)
46
7.3 DISTANCIAS DE VISIBILIDAD
Una de las condiciones que debe garantizar el diseño geométrico al usuario o
conductor del vehículo es una conducción segura en la que pueda visualizar
ampliamente las características presentes sobre la longitud continua de la vía, para
ello se deberán tener en cuenta la distancias de visibilidad de parada.
7.3.1 DISTANCIA DE VISIBILIDAD DE PARADA (Dp)
Esta distancia es la necesaria para que el conductor de un vehículo pueda frenar con
seguridad antes de alcanzar un obstáculo que se interpone en su trayectoria a lo
largo de la vía cuando transita a la velocidad impuesta dentro del trazado.
La estimación de la longitud de la distancia de visibilidad de parada se realiza con la
suma de dos distancias:
Distancia de percepción y reacción.
Distancia recorrida durante el frenado.
7.3.1.1 DISTANCIA DE PERCEPCIÓN Y REACCIÓN
Se obtiene mediante la adaptación de un tiempo de 2.5 segundos medido desde
el momento en el que se ve el obstáculo hasta que se acciona el freno, la
velocidad del vehículo en este lapso se mantiene uniforme a la establecida en el
trazado.
7.3.1.2 DISTANCIA RECORRIDA DURANTE EL FRENADO
Se obtiene desde el momento de accionar los frenos hasta que el vehículo se
detiene en su totalidad, la velocidad se considera uniformemente desacelerada y
su velocidad inicial es igual a la velocidad establecida en el trazado, se debe tener
47
en cuenta que las llantas no pueden ser bloqueadas al aplicar los frenos (no debe
haber deslizamiento por frenado en seco), y esta condición debe cumplirse aún
en pavimentos húmedos, según estudio realizado por la AASHTO e
implementado dentro del Manual de Diseño Geométrico de AASHTO – 2004.
La ecuación para el cálculo de la distancia de parada en pavimentos húmedos se
define como sigue:
𝐷𝑃 = 0.278 𝑥 𝑉𝑒𝑥 𝑡 + 0.039 𝑥 𝑉𝑒
2
𝑎
Donde:
𝐷𝑃 = Distancia de Visibilidad de parada, en metros.
𝑉𝑒 = Velocidad Específica del elemento sobre el cual se ejerce la maniobra de
frenado, en km/h.
T = Tiempo de percepción – reacción, igual a 2.5 s.
a = Rata de desaceleración, igual a 3.4 m/s2.
Reemplazando valores la ecuación definitiva es la siguiente:
𝐷𝑃 = 0.695 𝑥 𝑉𝑒 + 𝑉𝑒
2
87.18
En tramos con una pendiente igual a 0% en la rasante se establecen valores
recomendados para distancias mínimas de visibilidad de parada con variaciones en
velocidades de diseño que se relacionan a continuación:
48
Tabla 7 Distancias de visibilidad de parada en tramos a nivel
Fuente: Manual de Diseño Geométrico de Carreteras INVIAS 26
7.4 GLORIETAS CONVENCIONALES
Dentro de los diversos tipos de glorietas se encuentra la de tipo “normal”, una de las
más implementadas históricamente en Colombia y que actualmente continúa
teniendo protagonismo entre los elementos viales de este país; esta glorieta tiene la
característica de direccionar el flujo vehicular proveniente de diversos ramales
mediante la imposición de una isla central, bordillos e isletas direccionales.
Por lo general y para un funcionamiento correcto, las glorietas normales deberían
tener 3 o 4 ramales, esta solución representa mayor efectividad contra una
intersección semaforizada siempre y cuando la intensidad de circulación esté
26 (INVIAS, 2008)
49
equilibrada entre los accesos. Si existen más de 3 ramales se deberá plantear una
glorieta de mayores dimensiones lo que impulsa al aumento de velocidad al interior
de los anillos de circulación.
Es importante mencionar que aunque las glorietas representan una solución vial
eficaz en intersecciones durante el trazado se debe tener en cuenta la cantidad de
carriles en los ramales de entrada a la calzada giratoria puesto que si se da el caso
de una reducción de carriles en el ramal de entrada con respecto al anillo de
circulación se generaría represamiento vehicular o el conocido “cuello de botella”,
toda vez que interrumpe el flujo vehicular y no se aprovecha al máximo la capacidad
vehicular para la intersección diseñada. El mismo caso puede darse de modo
contrario, es decir, cuando la calzada giratoria posee un número inferior de carriles
a los de los ramales de entrada.
7.4.1 DISEÑO GEOMÉTRICO
Los parámetros para el diseño geométrico de glorietas convencionales se encuentran
definidos en el Manual de Diseño Geométrico de Carreteras del Ministerio de
Transporte de Colombia y El Instituto Nacional de Vías - INVIAS, allí se establece
cada uno de los criterios a tener cuenta para el correcto trazado de una intersección
giratoria a nivel y son expuestos a continuación:
7.4.1.1 ESTUDIOS DE INGENIERÍA DE TRÁNSITO
Los estudios de tránsito que son requeridos para la proyección del trazado son
los siguientes de acuerdo a lo sugerido en el manual de diseño geométrico de
carreteras del Instituto Nacional de Vías:
Diagrama de flujos vehiculares, composición vehicular y automóviles
directos equivalentes (a.d.e.).
Factor hora pico (FHP).
50
Proyección tránsito futuro para diseño entre 10 y 20 años.
Análisis de la capacidad según volumen máximo horario.
Pre dimensionamiento de la propuesta planteada.
7.4.1.2 CARÁCTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS
Una glorieta tradicional posee los elementos que se destacan en la siguiente
ilustración, lo cuales hacen parte del análisis de la capacidad, proyección del
volumen máximo horario, composición vehicular, vehículo de diseño y factores
de seguridad, que hacen parte del estudio de tránsito:
Ilustración 12 Esquema básico de una intersección tipo Glorieta
Fuente: Manual de Diseño Geométrico de Carreteras INVIAS 27
27 (INVIAS, 2008)
51
Así mismo el Manual de diseño geométrico de carreteras del Instituto Nacional
de Vías, establece que para dichos elementos, se deben seguir los siguientes
criterios geométricos para su diseño:
Tabla 8 Criterio de diseño de Glorietas
Fuente: Manual de Diseño Geométrico de Carreteras INVIAS 28
7.4.1.2.1 ISLETAS DIRECCIONALES
Son elementos cuyo propósito es el de distribuir el flujo vehicular, aislar conflictos
y organizar el área de tránsito en la intersección, deben ser ubicadas entre carriles
de circulación con el fin de encausar el movimiento del conductor; tienen además
la funcionalidad de servir de resguardo para peatones, como también son
elementos que proporcionan zonas para ubicar señalización e iluminación. “Las
isletas pueden estar físicamente separadas de los carriles o estar pintadas en el
pavimento.”29, existen dos tipos de isletas:
28 (INVIAS, 2008) 29 (INVIAS, 2008)
52
Tabla 9 Tipos de isletas
TIPOS FORMA USO
DIRECCIONALES Triangular Indican la ruta a seguir a lo largo de la intersección. ver Ilustración 13 y 14.
SEPARADORAS Lágrima
Implementadas en el acceso a las intersecciones donde no existe separación entre carriles. Ver Ilustración 15.
Fuente: Manual de Diseño Geométrico de Carreteras INVIAS 30
Ilustración 13 Isleta sin berma
Fuente: Manual de Diseño Geométrico de Carreteras INVIAS 31
30 (INVIAS, 2008) 31 (INVIAS, 2008)
53
Ilustración 14 Isleta con berma
Fuente: Manual de Diseño Geométrico de Carreteras INVIAS 32
Este tipo de isletas deben garantizar una superficie que permita a los conductores
detectarlas fácilmente. “Deben tener una superficie mínima de cuatro con cinco
metros cuadrados (4.5 m2) preferiblemente siete metros cuadrados (7.0 m 2 ). A su
vez, los triángulos deben tener un lado mínimo de dos metros con cuarenta
centímetros (2.40 m) y preferiblemente de tres metros con sesenta centímetros (3.60
m).”33
32 (INVIAS, 2008) 33 (INVIAS, 2008)
54
Ilustración 15 Isleta de Lágrima
Fuente: Manual de Diseño Geométrico de Carreteras INVIAS 34
En el caso de las isletas separadoras de tipo lágrima deben cumplir con una longitud
mínima de treinta metros (30 m), aunque preferiblemente se aconseja una longitud
mayor a cien metros (100 m), cuando por limitaciones de espacio u otros no se
pudiese cumplir con la longitud recomendada se deberá preparar el carril con un
pavimento rugoso notorio, con resaltos o algún tipo de reductor de velocidad.
7.4.1.2.2 RAMAL DE SALIDA O RAMAL DE ENTRADA
Para este tipo de elementos se deben tener en cuenta las siguientes dimensiones
mencionadas en la ilustración 16 y consignadas en la tabla 10:
34 (INVIAS, 2008)
55
Ilustración 16 Ancho del ramal de salida o de entrada
Fuente: Manual de Diseño Geométrico de Carreteras INVIAS 35
Tabla 10 Ancho de calzada en ramales de salida o de entrada en función del radio interior
Fuente: Manual de Diseño Geométrico de Carreteras INVIAS 36
35 (INVIAS, 2008) 36 (INVIAS, 2008)
56
7.4.1.2.3 PERALTE MÁXIMO (emáx)
De acuerdo al Manual de Diseño Geométrico de Carreteras del Instituto Nacional de
Vías el peralte máximo que pueden tener las vías primarias y secundarias es del 8%
puesto que su propósito es no incomodar a vehículos que circulan con velocidades
menores ya que por poseer un centro de gravedad muy alto o ser de tipo articulado
como los tracto camiones, pueden ser propensos a volcamiento en una curva con
peralte superior a dicho límite.
El peralte recomendado para intersecciones giratorias está comprendido en un rango
del 2% al 4% igualmente establecido en el manual de diseño, en su sección de radios
mínimos para curvas.
7.4.1.3 CARACTERIZACIÓN OPERACIONAL
El modo de operación de las glorietas está relacionado íntimamente con su
geometría y con la regla especial en donde los vehículos que ingresan a ella
deben ceder el paso dando prioridad a los que circulan sobre el anillo de
circulación.
Sin importar la dirección que vayan a tomar los vehículos entrantes, estos
deberán ceder el paso a los que se encuentran en la circulación giratoria,
exceptuando los casos en los que exista un carril de giro directo. El ingreso de
los vehículos de entrada debe realizarse en el intervalo que generen los
vehículos que transitan en la calzada giratoria de manera segura; el movimiento
que se genera en dicha calzada siempre será en el sentido contrario de las
manecillas de reloj.
Uno de los beneficios que trae consigo una intersección giratoria es que generan
un tráfico flexible, es decir, los usuarios tienen la posibilidad de cometer errores
en la elección de la salida deseada dentro de la intersección, permitiendo dar
57
giros alrededor de la isleta central y así dar la opción de asegurar la salida que
se debe usar.
7.4.2 SEÑALIZACIÓN
La señalización en una intersección giratoria es indispensable, pues es aquella que
brinda un factor de seguridad para los usuarios previniendo la existencia de peligros
y su naturaleza o elementos próximos, reglamentar las prohibiciones o restricciones
respecto de su uso, alerta sobre la proximidad de una glorieta, el modo de circulación,
las direcciones posibles a tomar o sus salidas, los límites de velocidad, resaltar su
isleta central y divisoras, además de sus límites.
7.4.2.1 VERTICAL
“La función de las señales verticales es reglamentar las limitaciones,
prohibiciones o restricciones, advertir de peligros, informar acerca de rutas,
direcciones, destinos y sitios de interés. Son esenciales en lugares donde existen
regulaciones especiales, permanentes o temporales, y en aquellos donde los
peligros no son de por sí evidentes.”37
Es de vital importancia tener presente que las señales informativas,
reglamentarias y preventivas no deben ser instaladas en forma masiva en un
tramo corto de vía ya que pueden generar contaminación visual y así mismo
pierden efectividad. De otra parte la recomendación es que siempre se instalen
señales de tipo informativas y direccionales con el fin de que los usuarios
mantengan la información actualizada con respecto a su ubicación y rumbo. Ver
ilustración 18.
37 (MINTRANSPORTE, 2015)
58
Ilustración 17 Señalización de dirección e información.
Fuente: Manual de Señalización Vial del Ministerio de Transporte 2015 38
38 (MINTRANSPORTE, 2015)
59
Tabla 11 Señales aplicables a glorietas
TIPOS DE SEÑALES EN GLORIETAS
NOMENCLATURA SEÑAL DESCRIPCIÓN
SR-02 CEDA EL PASO
Indica a los conductores que deben “ceder el paso” a los vehículos que circulan por la vía a la cual se aproximan. Se instala cuando un carril no posee una distancia de aceleración adecuada.
SP-20 GLORIETA
Esta señal debe ser instalada para advertir al conductor la proximidad de una intersección rotatoria, lo que requiere reducir la velocidad y ceder el paso al ingresar a la misma.
SP-25 PROXIMIDAD A RESALTO
Esta se impone para advertir al conductor sobre la presencia de un resalto, se instalan para vías con velocidad máxima de 60 km/h
SP-67 RIESGO DE ACCIDENTE
Esta señal advierte sobre la proximidad a una zona de alto riesgo de accidente de acuerdo con las estadísticas de las entidades de tránsito. Se instala en el kilómetro anterior donde ocurrieron más de 6 accidentes en 2 años. Duran 1 año hasta que se interponga una solución vial.
60
SP-46 ZONA DE PEATONES
Esta señal advierte la presencia de peatones en la vía, para determinar la necesidad de ella se requiere determinar la interacción entre el flujo peatonal como el vehicular.
SI-05B FLECHAS DE DESTINO EN SEÑAL DE GLORIETA
Indica el tipo de maniobra que es necesario realizar.
SR-30 VELOCIDAD MÁXIMA
Esta señal se usa para indicar que la velocidad no puede ser superada a partir de la imposición de la misma.
SR-41 PROHIBIDO DEJAR O RECOGER PASAJEROS
Indica la prohibición de detener el automotor para recoger o dejar pasajeros en zonas aledañas a la señal.
Fuente: Manual de Señalización Vial del Ministerio de Transporte 2015 39
7.4.2.2 DEMARCACIÓN
“La señalización horizontal corresponde a la aplicación de marcas viales
conformadas por líneas, flechas, símbolos y letras que se adhieren sobre el
pavimento, bordillos o sardineles y estructuras de las vías de circulación o
adyacentes a ellas, así como a los dispositivos que se colocan sobre la superficie
39 (MINTRANSPORTE, 2015)
61
de rodadura, con el fin de regular, canalizar el tránsito o indicar la presencia de
obstáculos. Éstas se conocen como DEMARCACIONES.”
7.4.2.2.1 CEDA EL PASO
Ilustración 18 Dimensiones demarcación ceda el paso
Fuente: Manual de Señalización Vial del Ministerio de Transporte 2015 40
Ilustración 19 Cruce controlado por señal Ceda el Paso
Fuente: Manual de Señalización Vial del Ministerio de Transporte 2015 41
40 (MINTRANSPORTE, 2015) 41 (MINTRANSPORTE, 2015)
62
La demarcación ceda el paso debe ser implementada siempre que se instale una
señal de ceda el paso vertical, excepto cuando las condiciones de la rasante no
permitan la instalación de éstas.
La línea segmentada indica al conductor el límite donde el vehículo debe
detenerse cuando desea ingresar a la intersección en el momento en el que no
hay condiciones de ingreso seguro por ocupación vehicular. Esta línea deberá
proyectarse a lo largo de todos los carriles que tengan el mismo sentido y paralelo
al eje de la vía que se está intersectando. Su ubicación debe ser en un lugar
visible para el conductor sobre la vía principal y con una distancia mínima de 1.2
m de pasos peatonales.
7.4.2.2.2 FLECHAS
Es una demarcación en el pavimento que se utiliza para direccionar a los usuarios
en intersecciones o en vías donde es difícil la comprensión de las maniobras
permitidas, se aplica a 2 metros de la línea de detección total del vehículo en
cada uno de los carriles de acceso a una intersección .
Ilustración 20 Flechas para vías con velocidades menores o iguales a 60 km/h
Fuente: Manual de Señalización Vial del Ministerio de Transporte 2015 42
42 (MINTRANSPORTE, 2015)
63
7.4.2.3 DELINEADOR DE CURVA HORIZONTAL
Son aquellos que guían al conductor en una curva donde se reduce la velocidad
de operación en un rango de más de 5 a 20 km/h, su forma es rectangular y su
ubicación debe ser en el lado externo de la curva en forma perpendicular a la
perspectiva del conductor
Ilustración 21 Delineadores de Curva Horizontal
Fuente: Manual de Señalización Vial del Ministerio de Transporte 2015 43
43 (MINTRANSPORTE, 2015)
64
7.5 TURBOGLORIETA
7.5.1 CARACTERIZACIÓN
La geometría básica de la Turboglorieta se compone por una isleta central que toma
una forma no convencional, donde se desplaza su isleta o circunferencia central para
formar una figura parecida a la de una turbina u hoja tal como lo muestra la ilustración
22, generando un desfase en los carriles de giro que induce a los vehículos
provenientes del flujo principal a que sólo tengan que ceder el paso a los vehículos
que avanzan sobre la calzada giratoria en un sólo carril; dicha isleta central se
caracteriza por tener bordes o sardineles muy bajos, lo que proporciona una
superficie segura en el giro de los vehículos cuando se estima el ancho de barrido,
brindando un espacio adicional para los vehículos con mayor cantidad de ejes. En el
caso de los vehículos provenientes de los ramales secundarios, deben ceder el paso
a uno (1) o por lo general a dos (2) de los carriles de giro, dependiendo del movimiento
a realizar, ya que su flujo es inferior al de los ramales principales.
El flujo de entrada, de la calzada circulatoria y el de salida están separados
físicamente por divisores direccionales elevados generando que la velocidad de
tránsito de los vehículos sea reducida en comparación con el prototipo de rotonda
convencional, sumado a ello se eliminan tanto los conflictos de tejido como las
colisiones de barrido lateral en las entradas y salidas de la rotonda.
Su señalización es horizontal y vertical, generalmente el divisor direccional se diseña
de forma física, por ejemplo, a través de bordillos, separadores, tachones
remontables, etc., o en su defecto cuando se trata de reducir costos de forma virtual
con pintura de señalización y demarcación formando así carriles fijos de giro;
adicionalmente y debido al desfase de su isleta central, se logra que ésta adopte la
forma de la espiral de Arquímedes, obligando a los conductores a escoger
65
anticipadamente la salida que desean tomar, usando el carril que los llevará hasta
ella para finalmente obtener como resultado un tránsito adecuado y seguro.
Las investigaciones realizadas para este tipo de intersecciones, arrojaron que podía
diseñarse y desarrollarse de acuerdo con las características ya mencionadas varios
tipos de turboglorietas, puesto que, manteniendo los principios fundamentales, son
aplicables en intersecciones de 3 o 4 ramales, tal como se evidencia en las
ilustraciones 22 y 23.
Ilustración 22 Turboglorieta con tres (3) ramales
Fuente: Urbanismo y Transporte, http://urbanismoytransporte.com/la-turborrotonda-una-rotonda-
mejorada/ 44
En armonía con lo anterior, es posible observar a manera de ejemplo en la ilustración
23, dos ramales provenientes del oriente y occidente correspondientes a la vía
principal y otros dos provenientes del norte y sur correspondientes a la vía
secundaría, lo que completa un total de cuatro ramales que convergen finalmente en
una calzada giratoria de dos carriles.
44 (Núñez, 2015)
66
Ilustración 23 Turboglorieta básica en Rotterdam (Holanda)
Fuente: Google Earth (2006) 45
En la última imagen se muestra una turboglorieta implantada en Rotterdan (Holanda),
caracterizando los movimientos donde las flechas indican el sentido del flujo
vehicular, así mismo indican respectivamente la prelación que tienen los ramales
principales sobre secundarios generando mayor volumen de demanda vehicular
dentro de la intersección.
Dentro de los países que mayor aporte se ha generado en lo que a turboglorietas
respecta se encuentra Holanda, generando propuestas que giran en torno a la
geometría y procesos de diseño, permitiendo obtener así mejoras sustanciales tanto
en temas de capacidad vehicular como grandes logros en temas de reducción de
accidentalidad. Su avance y refinación ha sido tal que en el Manual Práctico sobre
Glorietas - Aplicación y diseño (2009) se indica no construir más rotondas
convencionales y a aquellas existentes actualizarlas al nuevo modelo.
45 (Google Earth, 2006)
67
7.5.2 TIPOS DE TURBOGLORIETAS
De acuerdo a la clasificación dada por el profesor Lambertus Fortuijn, las
turboglorietas pueden tener varios diseños en función de: la cantidad de ramales
de entrada y salida, la cantidad de carriles y la capacidad requerida para una
intersección.
Dentro de las turboglorietas reconocidas se encuentran los siguientes tipos:
ovoide, básica, rótula, espiral y estrella o rotor. Las tres primeras se recomiendan
para intersecciones que tienen un flujo de tráfico dominante, mientras que las dos
últimas son recomendadas para intersecciones con flujos de tráfico similares
entre carriles.
Tabla 12 Alternativas geométricas de turboglorietas
Tipos de Turboglorietas de acuerdo a la cantidad de ramales
Cuatro Ramales Tres ramales
Tipo Ovoide – Capacidad 2800 - 3500 Veh/h Existe un flujo vehicular principal y uno secundario con un solo carril de entrada
68
Tipo Básico – Capacidad 3500 – 4000 Veh/h Existe un flujo vehicular principal y uno secundario con dos carriles de entrada
Tipo Espiral – Capacidad 4000 – 4500 Veh/h Existe un flujo vehicular principal y uno secundario con ramales separados
69
Tipo Estrella o Rotor – Capacidad 4500 en adelante Veh/h Existe un flujo vehicular principal y uno secundario con tres carriles de acceso
Para este último caso la turboglorieta tipo estrella o rotor de tres ramales es considerada no funcional, debido a que no cumple con el requisito de diseño referente a no ceder el paso a más de dos carriles de la calzada giratoria.
5.4 Base granular m3 44.37 $ 146,869.00 $ 6,516,577.53
5.5
Riego de imprimación con emulsión asfáltica
m2 295.80 $ 1,292.00 $ 382,173.60
5.6 Mezcla densa en caliente tipo mdc-1 m3 44.37 $ 437,017.00 $ 19,390,444.29
COSTOS DIRECTOS $ 275,534,596.27
ADMINISTRACIÓN 15.00% $ 41,330,189.44
IMPREVISTOS 5.00% $ 13,776,729.81
UTILIDAD 5.00% $ 13,776,729.81
COSTOS GESTION SOCIAL 1.00% $ 2,755,345.96
COSTO DE PLAN MANEJO DE TRANSITO 2.00% $ 5,510,691.93
IVA SOBRE UTILIDAD 19.00% $ 2,617,578.66
COSTOS DIRECTOS $ 355,301,861.88
Fuente: Propia
172
El presupuesto se elaboró con base a las dimensiones y materiales establecidos en
el diseño final de la turboglorieta, proyectando un valor para la obra de adecuación
de TRESCIENTOS DIECISIETE MILLONES SEISCIENTOS OCHENTA Y SEIS MIL
CIENTO TRES PESOS CON DIECISIETE CENTAVOS M/CTE ($317.686.103,17),
dicho valor es aproximado teniendo en cuenta que las actividades establecidas
dentro del presupuesto son estimativas, para lo cual es necesario efectuar un estudio
de suelos con el fin de determinar las características propias del terreno para el
diseño del pavimento de la zona de estudio. Este presupuesto se elaboró con el fin
de obtener un valor aproximado con el que se pudo establecer la viabilidad
económica y financiera del proyecto, con el objetivo de ser expuesto y sustentado
ante la Alcaldía de Madrid (Cundinamarca) como una obra de mejoramiento y
solución vial para el municipio.
173
9. BENEFICIOS E INDICADORES
9.1 VARIACIÓN DE LA VELOCIDAD MÁXIMA
Se realizó el análisis de la velocidad máxima de la glorieta existente con el fin de
establecer las diferencias contra la turboglorieta, con ello se pudo estimar ventajas y
desventajas reflejadas de la evaluación que se presenta a continuación:
Ilustración 84 Análisis de velocidades Movimiento 1 en Glorieta existente
Fuente: AutoTURN Pro 10.2 96
96 (Transoft Solutions Inc. )
174
Ilustración 85 Análisis de velocidades Movimiento 2 en Glorieta existente.
Fuente: AutoTURN Pro 10.2 97
Tabla 38 Porcentajes de reducción en la velocidad máxima.
CONTROL DE INTERSECCIÓN
MOV. VEL.
ENTRADA Km/h
VEL. EN GIRO Km/h
VEL. SALIDA
Km/h
PORCENTAJE DE
REDUCCIÓN
Glorieta 1 30 30 30 12.33%
Turboglorieta 1 30 26.3 30
Glorieta 2 30 30 30 22.00%
Turboglorieta 2 30 23.4 30
Fuente: Propia
El análisis de la información evaluada se encuentra contenido en la MATRIZ
COMPARATIVA establecida en el numeral 10 del presente documento, en dónde se
correlaciona el análisis efectuado dentro del numeral 8.6.8, estableciendo las
ventajas y desventajas con la implementación del nuevo modelo.
97 (Transoft Solutions Inc. )
175
Gráfica 30 Reporte de Velocidad y Aceleración en glorieta existente
Fuente: AutoTURN Pro 10.2 98
98 (Transoft Solutions Inc. )
176
El reporte de la simulación genera los siguientes datos:
Tabla 39 Reporte de aceleración y desaceleración
Reporte AutoTURN Pro 10.2
MDGC – MT 2008 (CO) Vehículo liviano
Acceleration 0.67 m/s2
Deceleration -3.40 m/s2
Superelevation 0.00
Lateral Friction Simulation
Fuente: AutoTURN Pro 10.2 99
9.2 REDUCCIÓN DE ACCIDENTALIDAD
Tabla 40 Reducción de conflictos de entrecruzamientos
TURBOGLORIETA GLORIETA
Canalización del tráfico por medio de divisor direccional
Problemas de entrecruzamiento por carencia de elementos de control
Fuente: Propia
De acuerdo al diseño implementado se logró evaluar la reducción de la accidentalidad
desde el punto de vista de los conflictos por entrecruzamiento, por pérdida de control
99 (Transoft Solutions Inc. )
177
al circular en la calzada anular y por colisión entre vehículo circulante y otro saliente
que se generan en la glorieta existente; todo de acuerdo a los elementos propios del
nuevo diseño que brindan las ventajas que se establecen en la MATRIZ DE
CONFLICTOS del numeral 10.
9.3 EMBOTELLAMIENTO EN RAMALES DE ENTRADA
Tabla 41 Solución de embotellamiento con diseño planteado
TURBOGLORIETA GLORIETA
Flujo libre por paso de dos carriles de entrada Embotellamiento por reducción a un carril
debido a demarcación direccional.
Fuente: Propia
En los ramales de entrada de la vía primaria se reducen los conflictos por
entrecruzamiento en un 100%, ya que actualmente se presenta una reducción con
demarcación para el ingreso a la glorieta a tan sólo un carril, lo que genera
discontinuidad en el flujo vehicular, ocasionando el problema comúnmente
denominado “embotellamiento”.
Lo anterior ocurre en el sentido Bogotá – La Vega y viceversa a una distancia de
aproximadamente 80 metros antes del ingreso a la intersección por ambos costados,
178
fue así que se logró establecer los dos primeros puntos de conflicto que podían ser
solucionados. Se presenta en la MATRIZ DE CONFLICTOS del numeral 10.
Con la implementación de la turboglorieta se elimina dicha reducción haciendo el uso
de los carriles para el ingreso a la intersección, lo que además de generar un
adecuado y continuo flujo vehicular, aumenta inmediatamente la capacidad del
elemento de control, permitiendo el ingreso de una mayor cantidad de vehículos.
9.4 AUMENTO DE LA CAPACIDAD
Tras efectuar el desplazamiento de la isleta central y tornando útil parte de su área
como delantal remontable, sumado al análisis sobre las trayectorias de barrido que
trajeron consigo la necesidad de implementar un delantal exterior remontable, fue
posible obtener un aumento del área transitable para la intersección respecto al
modelo tradicional, lo anterior se evidencia en la siguiente tabla:
Tabla 42 Aumento del área transitable en intersección
TURBOGLORIETA GLORIETA
ÁREA ÚTIL= 1782.13 m2 ÁREA ÚTIL= 952.51 m2
PORCENTAJE DE AUMENTO DE CAPACIDAD
46.55%
Fuente: Propia
179
9.5 MODELO FUNCIONAL
Se establece como un modelo funcional ya que al estimar el tiempo aproximado para
la ejecución e implantación fue de 51 días, indicando con ello que para poder realizar
la adecuación en la zona de estudio no se requiere de una gran inversión de recursos,
adicionalmente dentro de la estimación de las actividades contempladas en el
presupuesto se logró determinar que la intervención afectaría con bajo grado de
impacto ambiental la zona donde se desea implementar la turboglorieta planteada
respecto a modelos que de igual forma mejoran los niveles de servicio como puentes
y pasos a desnivel, se considera también como un modelo optimo y funcional para
soluciones viales con una relación costo - beneficio importante tanto a nivel de
ingeniería como para la comunidad a la que esté dirigido.
Ilustración 86 Programación de obra turboglorieta
Fuente: Propia
La programación se anexa en archivo Microsoft Project.
180
9.6 PUNTOS DE CONFLICTO
Tabla 43 Matriz de conflictos
CA
NTI
DA
D T
OTA
L D
E C
ON
FLIC
TOS
CONFLICTOS DE UNA GLORIETA TRADICIONAL
TURBOGLORIETA
FACTOR DE MEJORA
SE M
AN
TIEN
E
SE M
EJO
RA
SE E
LIM
INA
PU
NTA
JE
0 0.5
1
1 No respetar la prioridad en la entrada (no ceder el paso a los vehículos circulantes por la calzada anular)
X 1 NINGUNO.
2 Pérdida de control al circular en la calzada anular
X 0.5 DIVISORES DIRECCIONALES.
3 Pérdida de control en la entrada X 1 DELANTAL REMONTABLE.
4 Colisión en la cola de entrada X 0 NINGUNO.
5 Colisión entre vehículo circulante y otro saliente X 1 DIVISORES DIRECCIONALES.
6 Atropello en la entrada X 0.5 PARCIALMENTE EXISTENCIA DE PUENTE PEATONAL Y ELIMINACIÓN DE SEÑAL SP- 46.
7 Pérdida de control a la salida X 0.5 PARCIALMENTE DEBIDO A LA REDUCCIÓN DE VELOCIDAD QUE IMPLICA UNA TURBOGLORIETA, DEPENDE DEL USUARIO.
181
8 Colisión de un vehículo saliente con otro entrante
X 0 NINGUNO.
9 Colisión por detrás en la calzada anular X 0 NINGUNO.
10 Colisión por detrás en una salida X 0 NINGUNO.
11 Dos ruedas por delante de una entrada X 0.5 PARCIALMENTE DEBIDO A IMPLEMENTACIÓN DEL DELANTAL REMONTABLE EXTERIOR PROPUESTO POR LOS AUTORES.
12 Dos ruedas por delante de una salida X 1 GEOMETRÍA PROPIA DEL MODELO Y DEMARCACIÓN DIRECCIONAL EN LAS SALIDAS.
13 Colisión por maniobras "engañosas" en la salida X 1 GEOMETRÍA PROPIA DEL MODELO Y DIVISORES DIRECCIONALES.
14 Dirección contraría en la calzada anular X 0 NINGUNO.
15 Peatón en la calzada anular X 0.5 PARCIALMENTE EXISTENCIA DE PUENTE PEATONAL Y ELIMINACIÓN DE SEÑAL SP- 46.
16 Peatón en las proximidades de un paso para peatones
X 0.5 PARCIALMENTE EXISTENCIA DE PUENTE PEATONAL Y ELIMINACIÓN DE SEÑAL SP- 46.
TOTAL 8
PORCENTAJE DE REDUCCIÓN DE CONFLICTOS 50%
Fuente: Propia
182
10. MATRIZ COMPARATIVA
Tabla 44 Matriz comparativa
DESCRIPCIÓN TURBOGLORIETA GLORIETA
CONVENCIONAL CONCLUSIÓN
VARIACIÓN DE LA VELOCIDAD MÁXIMA
MOVIMIENTO 1: 26.3 Km/h MOVIMIENTO 1: 23.4 Km/h
MOVIMIENTO 1: 30 Km/h MOVIMIENTO 1: 30 Km/h
Se consigue una reducción de la velocidad máxima con la implementación de la turboglorieta para los movimientos 1 y 2 del 12.33% y 22.00% respectivamente. (VER ANÁLISIS EN NUMERAL 8.6.8 Y 9.1)
REDUCCIÓN DE LA ACCIDENTALIDAD
DIVISOR DIRECCIONAL NO CUENTA CON DIVISOR
La canalización de los vehículos dentro de la turboglorieta genera un plus respecto a la glorieta tradicional toda vez que encausa el tráfico y evita el entrecruzamiento. VER MATRIZ DE CONFLICTOS REDUCCIÓN DEL 50% DE CONFLICTOS (VER DISEÑO EN NUMERAL 8.6.3)
183
CUENTA CON SEÑALIZACIÓN
CUENTA CON SEÑALIZACIÓN
Ambos modelos cuentan con señalización, por una parte la glorieta tradicional cuenta con la señal SP - 20 que advierte su proximidad, pero en su interior la conducción representa mayor peligro por entrecruzamientos incurriendo en deficiencias de intuitividad, de otra parte la señalización de la turboglorieta genera una conducción intuitiva con la elección anticipada de carril lo que se traduce en mayor seguridad para el elemento de control de la intersección. VER MATRIZ DE CONFLICTOS REDUCCIÓN DEL 50% DE CONFLICTOS. (VER NUMERAL 7.4.2)
EMBOTELLAMIENTO EN RAMALES DE ENTRADA DE VIA PRIMARIA
NO SE PRESENTA SE PRESENTA
La turboglorieta hace uso de ambos carriles de entrada en los ramales de la vía principal, brindando continuidad al flujo vehicular para el ingreso en la intersección, mientras que la glorieta existente tiene demarcación de reducción a un carril de entrada generando este fenómeno. Reduce dos conflictos adicionales para la intersección en estudio.
AUMENTO DE LA CAPACIDAD ÁREA: 1782.13 m2 ÁREA: 952.51 m2 Se logra un aumento de la capacidad en la intersección en un 46.55%. VER TABLA 43.
184
NO REQUIERE DE AMPLIACIÓN
REQUIERE DE AMPLIACIÓN
El anillo de circulación de una glorieta tradicional se congestiona rápidamente; la manera de aumentar la capacidad se traduce en el aumento del diámetro de la calzada giratoria, aumentando la velocidad, mayores costos y generando mayor riesgo en la intersección, mientras que la turboglorieta requiere de la misma área en la que se construye dicha glorieta para aumentar la capacidad.
INTUITIVIDAD PROGRESIVA BAJA
EL modelo de la turboglorieta por poseer una geometría caracterizada se convierte en un modelo intuitivo para los usuarios conduciendo a que estos realicen las maniobras de acuerdo a los elementos propios de ella, sin embargo se considera progresivo por ser novedoso, requiriendo implementación de jornadas pedagógicas que alienten la cultura. Por otra parte una glorieta tradicional a pesar de su antigüedad en el mundo, los usuarios aún desconocen su uso adecuado convirtiéndose en un modelo de baja intuitividad generando los conflictos que se describen en la MATRIZ DE CONFLICTOS.
Fuente: Propia
185
11. GESTIÓN ANTE ENTIDAD GUBERNAMENTAL
186
12. CONCLUSIONES
Se destaca la importancia de elaborar u obtener un estudio de tránsito con alto
nivel de detalle ya que este define con exactitud el tipo de turboglorieta a
implementar.
Determinando las actividades para la elaboración del presupuesto se logró
identificar superficialmente un impacto ambiental leve y de bajos costos con
respecto a otros modelos para soluciones viales en intersecciones tales como
pasos a desnivel, puentes, entre otros, debido a que se trata de una obra de
adecuación con bajo consumo de recursos y de afectación en la zona de estudio.
Por medio de los aplicativos TORUS y AutoTURN Pro se pudo establecer un
diseño y simulación optimo en un tiempo menor con respecto a la elaboración del
mismo diseño de forma manual, ya que dichos programas contienen las
herramientas necesarias para el diseño y simulación de vehículos en
turboglorietas facilitando la determinación del diseño final acorde con todos los
parámetros normativos establecidos para Colombia. Se recomienda el uso del
Software para el diseño y evaluación de futuras obras viales en ingeniería.
Se considera que el Software de simulación AutoTURN Pro contiene un factor de
seguridad tal que amplifica las trayectorias de barrido en las simulaciones, lo que
conlleva a diseños que garanticen la maniobrabilidad de los vehículos más
grandes y así mismo dotando a la intersección de mayores proporciones.
De acuerdo al aforo realizado se pudo evidenciar que el vehículo crítico de
diseño, únicamente transitaba en el sentido Bogotá – La Vega, La Vega – Bogotá
y La Vega – Madrid, al realizar los análisis de barrido se pudo evidenciar que para
dichos sentidos los delantales remontables internos cumplían su propósito de
brindar área adicional al tráiler del vehículo permitiendo su desplazamiento
187
adecuado dentro de la intersección, sin embargo se realizó dicho análisis para
los demás movimientos de la intersección evidenciando que el vehículo crítico de
diseño requiere un área adicional en los delantales remontables exteriores para
generar una maniobra que no demande daños en los divisores direccionales, ya
que su barrido invade dichos elementos, lo que provocaría el deterioro prematuro
y mayores gastos de mantenimientos en la intersección.
Debido a la caracterización geométrica una turboglorieta se considera como un
modelo intuitivo progresivo que induce a la generación de cultura respecto a la
atención en la señalización y al control de los desplazamientos y velocidades de
los vehículos, organizando el flujo del tránsito debido a la eliminación del trenzado
y adelantamiento riesgoso por el encause vehicular. Todo esto se traduce en
beneficios demostrados en términos de capacidad y seguridad vial, haciendo de
la Turboglorieta una alternativa de solución viable digna de ser estudiada y
aplicada para las carreteras de Colombia.
Es importante precisar que este estudio no contempló afectaciones urbanísticas
y otras especialidades, por lo que su alcance se limitó únicamente a la verificación
e impacto respecto a la funcionalidad del modelo. Por lo anterior se recomienda
que en caso de ser implementado se realicen los estudios correspondientes para
la afectación de predios, andenes, canalización de aguas, iluminación entre otros.
La combinación de criterios de diseño de Turboglorietas holandeses, serbios,
croatas, alemanes y eslovenos se consideró óptimo dentro del presente
documento ya que se logra implementar y aprovechar un carril remontable
exterior que garantiza las trayectorias de barrido de los vehículos críticos de
diseño conservando las condiciones geométricas propias de la turboglorieta.
Se pudo determinar por medio de la matriz de conflictos que la implementación
de la Turboglorieta conllevó a una reducción del 50% de éstos, aumentando el
188
nivel de seguridad en la intersección considerada anteriormente peligrosa de
acuerdo a presencia de la señal SP-67 (Riesgo de accidente).
Se determinó una reducción de la velocidad máxima que puede alcanzarse en la
intersección en un 12.33% y 22.00% para los movimientos 1 y 2 respectivamente,
objeto de evaluación, traduciendo esto en un aumento de los niveles de seguridad
respecto a la conducción dentro del elemento de control.
Luego de establecer el diseño definitivo de la turboglorieta se contrastó contra la
glorieta existente, permitiendo evaluar sus áreas útiles y así obtener finalmente
como resultado un aumento en la capacidad en un 46.55%, lo que representa
mayor flujo sobre la intersección.
Con la implementación de la turboglorieta se logra suprimir los represamientos o
los llamados cuellos de botella existentes en la glorieta de Puente Piedra
(Madrid), puesto que los ramales de entrada en la vía primaria se reducían a un
carril en la entrada a la calzada giratoria.
Debido a que el manual de señalización vial del Ministerio de Transporte no
contempla en su normativa la señalización vertical ni horizontal para
turboglorietas, el diseño presentado sugiere un nuevo modelo que puede ser
implementado para Colombia que se ajuste más adelante a las medidas estándar
manejadas por el Ministerio.
189
BIBLIOGRAFÍA
Fortuijn, L. G. H. (2009a) Turbo Roundabouts: Design Principles and Safety
Performance. In Transportation Research Record: Journal of the Transportation
Research Board, 2096, pp. 16-24.
Fortuijn, L. G. H. (2009b) Turbo Roundabouts: Estimation of Capacity. In
Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board,
2028, pp. 83-92.
Fortuijn, L. G. H., & Harte, V. F. (1997) Multi-lane roundabouts: exploring new models.