PROPUESTA DE DISEÑO GEOMÉTRICO VIAL, PARA DAR...

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PROPUESTA DE DISEÑO GEOMÉTRICO VIAL, PARA DAR SOLUCIÓN A LA

MOVILIDAD DE LA INTERSECCIÓN DE LA AVENIDA BOYACÁ CON LA AVENIDA

RODRIGO LARA BONILLA EN LA CIUDAD DE BOGOTÁ D.C.

MILLER FLAMINIO MILLAN JIMENEZ

JOHANN SEBASTIAN HASTAMORIR

DIRECTOR

ING. OMAR FRANCISCO PATIÑO

ESP. GESTIÓN AMBIENTAL

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS

FACULTAD DEL MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES

PROYECTO CURRICULAR DE TECNOLOGÍA EN TOPOGRAFÍA

BOGOTÁ D.C.

2017

2

Tabla de contenido

Página

1. Introducción. 11

2. Planteamiento del Problema. 12

3. Objetivos 13

3.1 Objetivo general 13

3.2 Objetivos específicos 13

4. Marco Referencial 14

4.1 Marco de antecedentes 14

4.2 Marco geográfico. 15

4.4 Marco teórico 17

4.4.1 Diseño geométrico. 17

4.4.1.1 Alineamiento horizontal 17

4.4.3 Alineamiento vertical 18

4.4.4 Diseño transversal 20

4.5 Intersecciones viales 22

4.5.1 Las glorietas 23

4.5.2 Intersecciones a desnivel 26

5. Metodología 31

5.1 Visita de campo 31

3

Página

5.2 Recopilación de la información 32

5.3 Trabajo de campo 34

5.4 Trabajo de oficina 36

5.4.1 Creación del proyecto de Eagle Point 37

5.5 Diseño geométrico 39

5.6 Diseño vertical 45

5.6.1 Distancia de visibilidad de reacción 47

5.6.2 Distancia de parada 48

5.7 Diseño definitivo 52

5.8. Análisis de resultado 55

6. Conclusiones. 56

7. Anexos 57

8. Bibliografia. 103

9. Infografía. 104

4

Tabla de imágenes

Página

Imagen 1 Avenida Rodrigo Lara Bonilla. 12

Imagen 2 Deprimido carrera 15 con calle 100 14

Imagen 3 Localidad de Suba 16

Imagen 4. Elementos de la curva circular simple. 18

Imagen 5 Elementos de la curva vertical 19

Imagen 6 Tipos de curvas verticales convexas 20

Imagen 7 Tipos de curvas concavas 20

Imagen 8 Sección transversal típica en vías primarias y secundarias. 21

Imagen 9 Cubicación. 22

Imagen 10 Glorieta convencional. 23

Imagen 11.Glorieta pequeña. 24

Imagen 12. Intersección a desnivel tipo trompeta 27

Imagen 13. Intersección elemental en diamante. 28

Imagen 14. Intersección elemental en diamante. 28

Imagen 15. Intersección a desnivel tipo trébol parcial. 29

Imagen 16. Trébol parcial de cuadrantes opuestos. 29

Imagen 17 Intersección a desnivel tipo trébol completo. 30

Imagen 18. Intersección a desnivel direccional. 30

Imagen 19. Intersección Avenida Boyacá con Avenida Rodrigo Lara Bonilla. 31


5

Página


Imagen 22. Plancha E-80. 32

Imagen 23. Barra de herramientas SINUPOT 34

Imagen 24. Area de influencia. 34

Imagen 25. Vértice NP-CD-106A. 35

Imagen 26. Nivel automático At g6. 35

Imagen 27. Puntos de control. 36

Imagen 28. Puntos de control. 36

Imagen 29. Dibujo de la vía. 37

Imagen 30. Nube de puntos. 37

Imagen 31. Creación proyecto. 38

Imagen 32. Surface modeling. 38

Imagen 33. Parámetros curvas de nivel. 38

Imagen 34. Modelo 39

Imagen 35. Alineamientos. 41

Imagen 36. Sección transversal de la vía. 43

Imagen 37. Perfil de terreno 46

Imagen 38. Perfil 52

Imagen 39. Run design. 53

Imagen 40. Diseño definitivo. 53

6

Página

Imagen 41. Diseño definitivo vista planta. 54

Imagen 42. Diseño definitivo vista perfil. 54

7

Lista de tablas

Página

Tabla 1 Criterios de diseño para glorietas convencionales. 26

Tabla 2. Jerarquización vial: características y restricciones. 40

Tabla 3. Velocidad de diseño de referencia vs jerarquía de la vía y tipo de terreno. 40

Tabla 4. Tipo de curva de acuerdo al ángulo de deflexión. 41

Tabla 5. Radio mínimo 42

Tabla 6. Datos peraltes 44

Tabla 7. Parámetros y criterios de diseño planimétrico. 45

Tabla 8. Pendientes máximas permitidas en proyectos nuevos 47

Tabla 9. Distancia de visibilidad de parada. 49

Tabla 10. Longitudes mínimas para curvas verticales (a convexas). 51

Tabla 11. Longitudes mínimas para curvas verticales (a cóncava). 51

Tabla 12. Descripción diseño vertical 52

8

Art. 117

La Universidad Distrital Francisco José de Caldas no será responsable de las ideas de los

graduandos en el trabajo de grado.

© Únicamente se puede usar el contenido de las publicaciones para propósitos de información.

No se debe copiar, enviar, recortar, transmitir o distribuir este mg6

rial para propósitos comerciales sin la autorización de la Universidad Distrital Francisco José de

Caldas. Cuando se use el material de la universidad se debe incluir la siguiente nota “Derechos

reservados a la Universidad Distrital Francisco José de Caldas” en cualquier copia en un lugar

visible. Y el material no se debe modificar sin el permiso de la universidad.

Publicado en 2017 por la Universidad Distrital Francisco José de Caldas Facultad del

Medio Ambiente y Recursos Naturales Avenida Circunvalar Venado de Oro Bogotá D.C.,

Colombia.

e-mail: [email protected]

9

Agradecimientos

Los hijos muchas veces llegan de manera inesperada y no planeada, pero estos casos en

específico, en lugar de suponer un gran obstáculo, supone una gran invitación de la vida a

esforzarse un poco más, y a que, a partir del momento, se debe tomar decisiones delicadas pues

podrían tener repercusión en ese nuevo ser humano que ha llegado a nuestras vidas, gracias

hijo por darme ese último empujón que necesitaba para terminar mi carrera como Tecnólogo en

Topografía.

Gracias compañeros, amigos, familia, profesores por ser ese camino que me lleva a culminar

mi estudio y en especial a Dios.

“A la memoria de mi primo Omar Mancilla ya que si no

fuera por él no estaría sumergido entre Nortes y Estes”

Gracias a mi universidad, gracias por haberme permitido formarme en ella, gracias a

todos los directivos, profesores, compañeros y amigos que fueron participes en este proceso,

fueron ustedes los que me tendieron el brazo para dar este gran paso en mi vida.

Gracias a Dios por permitirme tener y disfrutar la familia que tengo, gracias a ellos por

apoyarme en cada decisión y guiarme por un buen camino, gracias madre y abuela por nunca

dejarme desfallecer por siempre creer en mí, por darme la calidez y el amor de familia.

10

Nota de aceptación:

DIRECTOR PROYECTO DE GRADO

JURADO

11

Introducción.

Las vías son de gran importancia para el desarrollo de Bogotá D.C. y más por la

extensión que esta tiene, porque ayuda al ágil desplazamiento dentro de ella, buscando este

desarrollo y queriendo resolver el problema de movilidad fue construida la Avenida Boyacá en

los años 70 solventando la problemática de tráfico vehicular.

El incremento del parque automotor ha hecho que el diseño de la Avenida Boyacá quede corto

para satisfacer la demanda que se presenta a diario por esta importante vía, la alcaldía mayor ha

tomado medidas de contingencia para tratar de dar solución a este problema, con medias como lo

son, el pico y placa, el día sin carro, pico y placa ambiental e incremento de impuestos, pero no

han sido suficientes para mejorar la movilidad de la ciudad.

La intersección de la Avenida Boyacá con la Avenida Rodrigo Lara Bonilla es un claro ejemplo

de la saturación vehicular que se presenta todos los días, de un diseño vial que ya no satisface el

número de vehículos que presenta este sector, a eso le debemos sumar la gran cantidad de

semáforos que se encuentran, los cuales permiten realizar las distintas conexiones viales en este

punto, alterando el tiempo de desplazamiento, generando caos vehicular y el aumento de

contaminación.

Se plantea diseñar un deprimido vial que sirva como interconexión entre las Avenidas

mencionadas, basándonos en las especificaciones de diseño del Instituto Nacional de Vías

(INVIAS) y la Guía para el Diseño de Vías Urbanas para Bogotá D.C. (IDU) generando una

posible solución al congestionamiento vehicular en este punto, ganando así la Avenida Boyacá un

flujo interrumpido, optimizando el desplazamiento y aumentando la velocidad de recorrido.

12

2. Planteamiento del Problema.

La tasa de crecimiento del parque automotor en la ciudad de Bogotá D.C. es del 14% en

los últimos 5 años a esto se le suma el deterioro de la malla vial y un diseño vial que ya no tiene

la capacidad de soportar el parque automotor que presenta la ciudad, hacen de la movilidad un

caos en grandes proporciones. (Lineamientos para la evaluación de impacto ambiental del ruido

por tráfico rodado motorizado en Bogotá D.C, Carolina Franco Scarpetta, pág. 56, 2010)

La intersección de la Avenida Boyacá con Rodrigo Lara Bonilla ubicada al norte de la ciudad es

un punto transitado, donde los usuarios se desplazan hacia el norte, sur y oriente de la ciudad,

además de ser ruta clave para tomar otras importantes vías como lo son la Avenida Suba y la

Autopista Norte.

Imagen 1 Avenida Rodrigo Lara Bonilla, Fuente: Propia 2015.

En la imagen 1 se evidencia que la intersección tiene como falencia que todas sus conexiones se

encuentran controladas por semáforos, siendo un sistema deficiente porque genera

desplazamiento interrumpido y congestión vehicular, aumentando los tiempos de desplazamiento,

por tal motivo se requiere realizar un diseño geométrico vial de paso a desnivel como alternativa

de solución que permitirá mejorar las condiciones de comercializar, optimizando los tiempos de

recorrido, transitando de forma continua con el mínimo de interrupciones en su recorrido,

eliminando dos semáforos, viéndose beneficiada la movilidad de este sector de la ciudad.

13

3. Objetivos

3.1Objetivo general

- Realizar la propuesta de un diseño geométrico vial, para mejorar el flujo vehicular de

la intersección de la Avenida Boyacá con Avenida Rodrigo Lara Bonilla en la ciudad

de Bogotá D.C.

3.2Objetivos específicos

- Optimizar el flujo de vehículos que viajan hacia la Boyacá sentido sur.

- Mejorar el diseño geométrico actual de la intersección.

- Disminuir la semaforización que actualmente se presenta en el intersección vehicular.

14

4. Marco Referencial

4.1 Marco de antecedentes

Existen distintos diseños geométricos viales que se han desarrollado para dar solución a la

problemática vial que presenta la ciudad, los pasos a desnivel se están convirtiendo en una clara

solución a esta problemática, por eso ya no es extraño ver en distintos puntos de la ciudad este

tipo de diseños viales. En la calle 100 con carrera 15 como se muestra en la imagen 2 se

encuentra el deprimido vial que permite el flujo libre mejorando el desplazamiento por esta

importante vía del norte de la ciudad. (Secretaría movilidad, 2010, p.10)

Imagen 2. Deprimido carrera 15 con calle 100, Fuente: Propia (2015)

También existe el deprimido vial de la calle 63 con Avenida 68 que fue construido para mejorar

el desplazamiento de los vehículos que transitaban a diario por esta vía, esté deprimido cuenta

con un paso semi deprimido para la Avenida 68 y una rotonda elevada para el manejo de los giros

izquierdos y el tráfico vehicular de la calle 63, en la actualidad se construye una importante

glorieta en paso a desnivel en la calle 94 con Avenida NQS que permitirá agilizar los tiempos de

giro y no obstruirá con la circulación de la Carrera 30 beneficiando la movilidad de la ciudad,

sobre todo en las localidades de Usaquén y Chapinero. (Secretaria Distrital de Ambiente, 2010,

p.25).

15

4.2 Marco geográfico.

El lugar donde se encuentra nuestra propuesta de intersección a paso desnivel es en la

ciudad de Bogotá D.C. - Colombia, localidad 11 Suba situada en el sector norte de Bogotá D.C.,

la localidad de Suba limita al norte con el municipio de Chía, con el Río Bogotá D.C. de por

medio; al oriente con la localidad de Usaquén, con la Avenida paseo de los Libertadores o

Avenida carrera 45 de por medio; al sur con las localidades de Engativá y Barrios Unidos; y al

occidente con el municipio de Cota con el río Bogotá D.C. De por medio. (Alcaldía mayor,

caracterización de las unidades de planeamiento zonal UPZ, 2011).

La topografía de Suba combina una parte plana ligeramente ondulada ubicada al occidente de la

localidad y otra parte inclinada a muy inclinada localizada en los cerros de Suba. La temperatura

superficial de Suba puede referirse a los datos registrados por la red de monitoreo de calidad del

aire de Bogotá D.C, en la estación Guaymaral durante los años 2008 a 2010, el promedio de estos

últimos tres años es de 14,37 grados centígrados. (Instituto de Estudios Urbanos, 2011)

La UPZ que corresponde a nuestra área de influencia es la 25 como se muestra en la imagen 3

(La Floresta), se ubica en la parte sur de la localidad de Suba, tiene una extensión de 393,5

hectáreas, equivalentes al 6,3% del total de área de las UPZ de esta localidad (Diagnóstico Físico

Suba, 2011). limita, por el norte, con las UPZ Niza y el Rincón; por el oriente, con la UPZ la

Alhambra; por el sur, con la UPZ los Andes de la localidad Barrios Unidos; y al occidente, con

las UPZ las Ferias y Minuto de Dios de la localidad Engativá y la UPZ el Rincón de la localidad

de Suba, El Barrio donde se encuentra ubicado es el 009121 (club los Lagartos, con una altura de

2549,962 msnm, comprendido sobre la Avenida Boyacá entre calles 121-127ª y la Avenida

Rodrigo Lara Bonilla (Diagnóstico Físico Suba, 2011).

16

Imagen 3. Localidad de Suba, Fuente: www.suba.gov.co/

La intersección vial se encuentra en un terreno homogéneo sin presentar grandes cambios de

nivel, al costado occidental de la Avenida Boyacá se cuenta con los cerros de Suba y en el

costado oriental colinda con el club los Lagartos, zonas residenciales y el canal Niza.

4.3 Marco ambiental

La Localidad de Suba donde se encuentra el proyecto a desarrollar tiene uno de los

ecosistemas más importantes de la ciudad, cuenta con los humedales más emblemáticos como lo

son de la Conejera, Juan amarillo, Córdoba y Guaymaral. Estos humedales son ecosistemas

intermedios porque cuentan con medios acuáticos y terrestres teniendo zonas húmedas, semi

húmedas y secas de gran importancia para las especies que las habitan. Las condiciones

climáticas y de suelo son propicias para la reproducción de aves, ranas lagartijas, entre otros,

además de ser un hábitat de paso para las aves migratorias que vienen de otros países, también los

humedales ayudan a la ciudad absorbiendo el agua que sobreabunda en las épocas de lluvia,

reservándolas en temporadas secas y así regulando los efectos de la creciente de los ríos y de las

inundaciones. (Diagnóstico Físico Suba, 2011).

Localidad de Suba

17

4.4 Marco teórico

4.4.1 Diseño geométrico.

Se encarga de determinar las características geométricas de una vía a partir de factores

como el tránsito, topografía, velocidades, de modo que se pueda circular de una manera cómoda

y segura. El diseño geométrico de una carretera está compuesto por tres elementos bi

dimensionales que se ejecutan de manera individual, pero dependiendo unos de otros, y que al

unirlos inicialmente se obtiene un elemento tridimensional que corresponde a la vía propiamente.

4.4.1.1 Alineamiento horizontal

El alineamiento horizontal es una proyección sobre un plano horizontal en el cual la vía

está representada por su eje y por los bordes izquierdo y derecho. El eje es la línea imaginaria que

va por el centro de ella y que se dibuja con la convención general de los ejes. Los bordes

izquierdo y derecho son las líneas que demarcan exteriormente la zona utilizable por los

vehículos. Al hacer el trazado, generalmente se trabaja sobre el eje, ya que determinando un

punto de este la ubicación de los bordes es obvia y sencilla, pues basta con medir sobre la normal

al eje en ese punto el ancho de la vía a cada lado de este. (Guía para el diseño de vías urbanas

para Bogotá, 2015, pág. 89).

Curvas circulares simples: “Las curvas horizontales circulares simples son arcos de

circunferencia de un solo radio que unen dos tangentes consecutivas, conformando la proyección

horizontal de las cuerdas reales o espaciales.” (INVIAS, 2008).

18

Imagen 4. Elementos de la curva circular simple, diseño de vías; Fuente: Cárdenas James.

- PI: punto de cruce de dos tangentes que forman el empalme.

- PC: punto de inicio del empalme.

- PT: punto final del empalme.

- Δ: Ángulo de deflexión en el PI, en grados o radianes.

- R: Radio del arco circular, en metros.

- Lc: Longitud del arco circular, en metros.

- T: Tangente del empalme, en metros.

4.4.3 Alineamiento vertical

El diseño geométrico vertical de una carretera, o alineamiento en perfil, es la proyección

del eje real o espacial de la vía sobre una superficie vertical paralela al mismo. Debido a este

paralelismo, dicha proyección mostrará la longitud real del eje de la vía. A ese eje también se

denomina rasante, al igual que el diseño de planta, el eje del alineamiento vertical está constituido

por una serie de tramos rectos denominados tangentes verticales, enlazados entre sí por curvas

verticales. El alineamiento a proyectar estará en la directa correlación con la topografía del

terreno natural (Guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá, 2015, pág. 94).

19

Curvas verticales: Una curva vertical es aquel elemento del diseño en perfil que permite el enlace

de dos tangentes verticales consecutivas, tal que a lo largo de su longitud se efectúa el cambio

gradual de la pendiente de la tangente de entrada a la pendiente de la tangente de salida, de tal

forma que facilite una operación vehicular segura y confortable, que sea de apariencia agradable

y que permita un drenaje adecuado (Cárdenas, 2002).

Imagen 5 Elementos de la curva vertical, Fuente: Instituto Nacional de Vías (2008).

PCV = Principio de Curva vertical.

PIV = Punto de intersección de las tangentes verticales.

PTV = Terminación de la curva vertical.

E = Externa. ordenada vertical desde el PIV a la curva, dada en metros.

L =Longitud de la curva vertical, medida por su proyección horizontal, en metros.

S1 = Pendiente de la tangente de entrada, en porcentaje (%).

S2 = Pendiente de la tangente de salida, en porcentaje (%).

y = Ordenada vertical en cualquier punto, también llamada corrección de la curva vertical.

X =Distancia horizontal a cualquier punto de la curva desde el PCV o desde el PTV.

A = Diferencia algebraica de pendientes en porcentaje (%).

-Tipos de curvas según pendientes:

20

- Convexa o Cima

Se presenta cuando la pendiente inicial (S1) es mayor que la pendiente final (S2).

Imagen 6 Tipos de curvas verticales convexas, Fuente: Instituto Nacional de Vías (2008).

- Cóncava:

En este caso la pendiente final (S2) es mayor que la pendiente inicial (S2).

Imagen 7 Tipos de curva cóncava, Fuente: Instituto Nacional de Vías (2008).

4.4.4 Diseño transversal

La sección transversal de una carretera corresponde a un corte vertical normal al eje del

alineamiento horizontal, definiendo la ubicación y dimensiones de cada uno de los elementos que

conforman dicha carretera en un punto cualquiera y su relación con el terreno natural. (Manual

diseño geométrico de carreteras, INVIAS, 2008)

Los elementos que conforman y definen la sección transversal son: ancho de zona o derecho de

vía, banca, corona, calzada, bermas, separador, carriles especiales, bordillos, andenes, cunetas,

defensas, taludes y elementos complementarios. (Manual diseño geométrico de carreteras,

21

INVIAS, 2008)

Imagen 8 Sección transversal típica en vías primarias y secundarias, Fuente: Instituto Nacionalde Vías (2008).

4.4.5 Cubicación.

Para calcular el volumen es necesario suponer que entre cada par de secciones

consecutivas existe un sólido geométrico compuesto de elementos conocidos o identificables, de

ésta forma el sólido que más se aproxima a esta configuración es el prismoide. (Manual diseño

geométrico de carreteras, INVIAS, 2008)

El prismoide es aquel sólido geométrico limitado en los extremos por las caras laterales paralelas

correspondientes a las secciones transversales; y lateralmente por los planos de los taludes, el

plano de la banca y la superficie del terreno natural. (Manual diseño geométrico de carreteras,

INVIAS, 2008)

22

Imagen 9 Cubicación, Fuente: Wesley Salazar Bravo (2008)

El volumen se calcula con la siguiente ecuación.

V = L * ((A1 + A2) / 2)

Dónde:

V = Volumen del prismoide (m3).

A1 = Área de la sección transversal extrema inicial (m2)

A2 = Área de la sección transversal extrema final (m2)

4.5 Intersecciones viales

Definición: “Las intersecciones son zonas comunes a dos o más carreteras que se cruzan al

mismo (o diferente) nivel y en las que se incluyen las calzadas que pueden utilizar los vehículos

para el desarrollo de todos los movimientos posibles”. (INVIAS 2008, p 112). las intersecciones

también tienen como nombre intercambios.

Tipos de intersecciones viales

A continuación, se describen de manera muy general los diferentes tipos de intersecciones.

Intersecciones a nivel

23

- Intersecciones a nivel simples sin semáforos.

- Intersecciones a nivel semaforizadas.

- Intersecciones a nivel con carriles adicionales para cambios de velocidad.

- Intersecciones a nivel canalizadas – glorietas.

4.5.1 Las glorietas:

“La glorieta es la solución a nivel de una intersección vial, que se caracteriza porque los tramos

que a ella confluyen comunicándose mediante un anillo en la cual la circulación se efectúa

alrededor de una isla central. En este tipo de solución, la mayoría de las trayectorias vehiculares

convergen y divergen, por lo que es reducido el número de puntos de conflicto”. “La operación

en las glorietas se basa en el derecho a la vía que tienen los vehículos que circulan alrededor de la

isla central. Los vehículos que llegan a la glorieta deben esperar por una brecha en el flujo

rotatorio que les permita ingresar al mismo.” (Arboleda, Germán. Cálculo y diseño de glorietas,

AC Editores, 2000)

Tipos de glorietas convencionales: Tienen una calzada de una vía, la cual se compone de

secciones de entrecruzamiento, alrededor de una isla central o elongada, simétrica o asimétrica;

pueden ser de tres, cuatro o más accesos. Para que una glorieta sea convencional, el diámetro de

la isla central debe ser igual o superior a 25 metros. En la imagen 10 se indica el esquema de una

glorieta convencional, la cual puede ser a nivel o a desnivel.

.

Imagen 10 Glorieta convencional, Fuente: Instituto Nacional de Vías (2008).

Glorieta pequeña: Corresponden a glorietas que tienen una calzada circulatoria de una vía,

alrededor de una isla central de cuatro o más metros de diámetro, pero menor de veinticinco

24

metros, y con accesos ampliados para permitir la entrada de varios vehículos.

Imagen 11.Glorieta pequeña, Fuente: Instituto Nacional de Vías (2008).

Ventajas de las glorietas

- La circulación en un solo sentido, dentro de las glorietas, da por resultado un movimiento

continuo y ordenado del tránsito. Por lo general todo el tránsito se mueve simultánea y

continuamente a baja velocidad. (Hugo Noel Suarez, 2005)

- Los movimientos usuales de cruces oblicuos de las intersecciones a nivel se reemplazan por

entrecruzamientos. Los conflictos por cruce directo quedan por lo tanto eliminados, ya que el

tránsito en todos los carriles converge o diverge, formando ángulos pequeños. (Hugo Noel

Suarez, 2005)

- Todos los giros pueden hacerse con facilidad, si bien se produce una longitud adicional de

recorrido para todos los movimientos, exceptuando los giros a la derecha. (Hugo Noel Suarez,

2005)

- Los gastos de mantenimiento y explotación son menores que los de una intersección

semaforizada. (Hugo Noel Suarez, 2005)

- En carreteras, con calzadas separadas y demanda equilibradas, es menor el número de

accidentes en las glorietas que en las intersecciones semaforizadas. (Hugo Noel Suarez, 2005)

- Son especialmente adecuadas para intercambios de cinco o más accesos. (Hugo Noel Suarez,

2005)

- Una glorieta, normalmente, cuesta menos que una intersección semaforizada o a desnivel, que

25

pudiera construirse en la misma área. (Hugo Noel Suarez, 2005)

- Permiten simplificar algunos proyectos de intersecciones, que si se van a canalizar resultan

demasiado complicados. (Hugo Noel Suarez, 2005)

Desventajas de las glorietas

- La glorieta supone la pérdida de prioridad de todos los tramos que a ella acceden y, por

consiguiente, la pérdida de la jerarquía vial. (Hugo Noel Suarez, 2005)

- La capacidad de una glorieta es inferior a la de una intersección correctamente canalizada.

(Hugo Noel Suarez, 2005)

- Las glorietas no operan adecuadamente cuando los volúmenes de tránsito, de dos o más de los

accesos de la intersección, se aproximan simultáneamente a su capacidad, en particular, si son

vías de cuatro o más carriles. (Hugo Noel Suarez, 2005)

– Las glorietas necesitan mayor derecho de vía y mayor superficie de rodamiento. Algunas veces

resultan más costosas que otras intersecciones a nivel. (Hugo Noel Suarez, 2005)

- No son adecuadas en aquellos lugares donde existe un movimiento grande de peatones a través

de la intersección, ya que su paso interrumpe el tránsito de vehículos. (Hugo Noel Suarez, 2005)

- Las glorietas requieren grandes dimensiones cuando las vías que forman la intersección son

para alta velocidad, y ello es debido a que necesitan una longitud de entrecruzamiento muy larga,

o bien, cuando la intersección está formada por más de cuatro accesos. (Hugo Noel Suarez, 2005)

- Para obtener una operación segura y eficiente, en una glorieta son necesarias numerosas señales,

las cuales deberán prestar servicio tanto durante el día como en la noche. Resulta difícil obtener

un señalamiento adecuado que no confunda a los conductores no familiarizados con la zona.


Criterios de diseño

Según el manual de diseño geométrico de carreteras, 2008 del Instituto Nacional de Vías, los

criterios básicos para el diseño de glorietas convencionales se resumen en la tabla 1.

26

Tabla 1 Criterios de diseño para glorietas convencionales, Fuente: Instituto Nacional de Vías(2008).

4.5.2 Intersecciones a desnivel

“Un paso a desnivel es un conjunto de ramales que se proyecta para facilitar el paso del

tránsito entre unas carreteras que se cruzan en niveles diferentes, también puede ser la zona en la

que dos o más carreteras se cruzan a distinto nivel para el desarrollo de todos los movimientos

posibles de cambio de una carretera a otra, con el mínimo de puntos de conflicto posible.” (Hugo

Noel Suarez, 2005)

Los pasos a desnivel se construyen para aumentar la capacidad o el nivel de servicio de

intersecciones importantes, con altos volúmenes de tránsito y condiciones de seguridad

insuficientes, así como para mantener las características funcionales de un itinerario sin

intersecciones a nivel. (Hugo Noel Suarez, 2005)

En general, una intersección requiere inversiones importantes, por lo que su diseño y

construcción deben justificarse por razones como:

- Funcionalidad: Ciertas carreteras como autopistas y vías de primer orden, porque tienen

limitación de accesos, o por la categoría y características que les atribuyen los planes viales

nacionales, regionales o departamentales, requieren la construcción de intersecciones a desnivel.


- Capacidad: Si la capacidad es insuficiente en una intersección, una alternativa por considerar,

en el estudio de factibilidad, es separar niveles, así haya alternativas posibles a nivel. (Hugo Noel

Suarez, 2005)

27

- Seguridad: Puede ser la seguridad, unida a otras razones, uno de los motivos para construir un

enlace y no una intersección. (Hugo Noel Suarez, 2005)

- Factibilidad: Por las elevadas inversiones que implica, en general, la construcción de una

intersección a desnivel, es necesario el estudio de factibilidad, en el que debe analizarse, si a ello

hubiere lugar, la construcción por etapas. (Hugo Noel Suarez, 2005)

Tipos de intersecciones a desnivel

- Intersecciones tipo T & Y

La principal es la trompeta, intersección de tres ramales en la que los giros a la derecha y a la

izquierda se resuelven por medio de ramales directos, semi directos y vías de enlace. La

intersección a desnivel en forma de trompeta, como la mostrada en la imagen 12, es aconsejable

para conectar una carretera transversal a una principal. (Hugo Noel Suarez, 2005)

Imagen 12. Intersección a desnivel tipo trompeta, Fuente: Guía para el diseño de vías urbanaspara Bogotá D.C. IDU 2008

Intersección tipo diamante.

La intersección a desnivel tipo diamante, mostrada en las imágenes 13 y 14, se usa tanto en vías

urbanas como en vías rurales. Se trata de una intersección de cuatro ramales con condición de

parada, en el que todos los giros a la izquierda se resuelven con intersecciones. Este tipo de

intersección puede disponer también de estructuras adicionales para reducir el número de puntos

de conflicto de las intersecciones a nivel en la carretera secundaria. (Hugo Noel Suarez, 2005)

28

Normalmente es preferible que la vía principal ocupe el nivel inferior, con cuya disposición las

vías de enlace son más cortas por ser la pendiente favorable para la aceleración y desaceleración

de los vehículos que entran y salen. (Hugo Noel Suarez, 2005)

Imagen 13. Intersección elemental en diamante, Fuente: Guía para el diseño de vías urbanaspara Bogotá D.C. IDU, 2008

Imagen 14. Intersección elemental en diamante, Fuente: Guía para el diseño de vías urbanaspara Bogotá D.C. IDU 2008

- Tréboles.

Intersecciones que pueden ser de tipo trébol parcial o total.

Tréboles parciales: Se define el trébol parcial como una intersección de cuatro ramales con

condición de parada, en el que se ha hecho continúo un giro a la izquierda mediante una vía de

enlace. En general el trébol parcial, tal como el mostrada en la imagen 15, es apropiado cuando

sólo pueden utilizarse algunos cuadrantes del área de cruce por existir obstáculos topográficos en

las vías rurales, lo que ocurre frecuentemente. (Guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá

29

D.C. IDU 2008)

Imagen 15. Intersección a desnivel tipo trébol parcial. Fuente: Instituto Nacional de Vías.(2008).

En el trébol parcial las entradas y salidas a la derecha suelen corresponder siempre a la vía

principal, para lo cual es preciso ocupar cuadrantes del mismo lado de la vía secundaria o

cuadrantes opuestos por el vértice, tal como se aprecia en la Imagen 16.

Imagen 16. Trébol parcial de cuadrantes opuestos, Fuente: Instituto Nacional de Vías (2008).

Tréboles completos.

Los tréboles completos, mostrados en la imagen 17, son aptos para vías rurales de importancia

similar (autopistas, vías de primer orden) por la considerable área que ocupan.

Son intersecciones de cuatro ramales y triple circulación, requieren una sola estructura y todos los

giros a la izquierda se resuelven por medio de vías de enlace y los giros a la derecha mediante

30

ramales directos.

Imagen 17 Intersección a desnivel tipo trébol completo, Fuente: : Instituto Nacional de Vías(2008).

Por su conformación, un trébol mejora la velocidad de diseño, con lo que aumentan los

radios y el recorrido; por lo que no convienen vías de enlace de excesivas dimensiones. El límite

de un trébol suele ser la capacidad de las vías de enlace, que rara vez funcionan bien con más de

un carril y normalmente se saturan con volúmenes de 1000 a 1200 vehículos por hora. (Hugo

Noel Suarez, 2005)

- Intersecciones a desnivel direccionales.

Se utilizan cuando una autopista se cruza con otra o se une a ella, en estos casos la velocidad de

proyecto es alta en toda su longitud, con rampas y enlaces curvos de radios grandes; por lo que el

área que ocupan es grande. Las intersecciones a desnivel direccionales pueden ser más o menos

complicadas, la imagen 18 muestra una intersección a desnivel direccional relativamente sencilla.

Imagen 18. Intersección a desnivel direccional, Fuente: : Instituto Nacional de Vías (2008).

31

5. Metodología

La metodología está dividida en diferentes etapas que se mencionan a continuación

5.1 Visita de campo

Se realizó una visita de campo donde como se evidenciaron los problemas de tránsito existentes

en el sector, se tomó registro fotográfico del área de interés como lo muestran las siguientes

imágenes.

Imagen 19. Intersección Avenida Boyacá con Avenida Rodrigo Lara Bonilla, Fuente: GoogleEarth (2015).

En la imagen 19 se evidencia el flujo vehicular en sentido norte sur sobre la Avenida Boyacá

donde se ve el embotellamiento, debido al semáforo que regula el paso de los vehículos que

provienen de la Avenida Rodrigo Lara Bonilla hacia el sur de la ciudad de Bogotá D.C.

Imagen 20. Intersección Avenida Boyacá con Avenida Rodrigo Lara Bonilla, Fuente: Propia(2016).

En la imagen 20 se observa el flujo de la Avenida Rodrigo Lara Bonilla en sentido oriente a

32

occidente que conecta en la Avenida Boyacá en sentidos norte y sur donde también es controlado

el paso vehicular por semaforización, haciendo intermitente el flujo vehicular de la Avenida

Boyacá en ambos sentidos.

Imagen 21. Intersección Avenida Boyacá con Rodrigo Lara Bonilla, Fuente: Google Earth(2015).

Embotellamiento en la Avenida Boyacá con Avenida Rodrigo Lara Bonilla en sentido sur norte

imagen 21.

5.2 Recopilación de la información

Se recolectaron los últimos planos del sector en el IGAC (Instituto Geográfico Agustín

Codazzi), estos planos están des actualizados, en la imagen 22 se puede observar que la Avenida

Boyacá con Avenida Rodrigo Lara Bonilla no estaba totalmente construida.

Imagen 22. Plancha E-80, Fuente: Instituto Geográfico Agustín Codazzi.

33

Se obtuvieron planos de la empresa de acueducto y alcantarillado de Bogotá D.C. Teniendo el

mismo problema, en el Instituto de Desarrollo Urbano (IDU) no se encuentran planos existentes

del sector que estén disponibles al público, se sugiere que se use la herramienta para el diseño del

proyecto, una plataforma virtual llamada sistema de información urbana y POT (SINUPOT).

Este es un sistema de información geográfica que selecciona localidades, unidades de

planeamiento zonal-UPZ, barrios, direcciones, entre otros aspectos físicos y legales, de igual

manera se recomienda la implementación de la (Guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá

D.C.) la cual fue desarrollada por la corporación andina de fomento, instituto de desarrollo

urbano y la universidad Nacional de Colombia.

Esta guía acompañada del manual de diseño geométrico de carreteras del Instituto Nacional de

Vías (INVIAS) es sustento técnico a tener en cuenta para el desarrollo del proyecto, ya que son

un conjunto de guías y normas vigentes para la toma de decisiones relacionadas con el diseño

geométrico de las zonas vehiculares, peatonales y ciclo usuario a nivel urbano en Bogotá D.C.

-Descarga de imágenes.

De acuerdo con la guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C. en el capítulo 1

(Principios y conceptos) numeral 3.3 estudios topográficos se puede implementar “herramientas

modernas que permiten obtener para las primeras fases del proyecto precisiones aceptables sin

necesidad de realizar levantamientos topográficos convencionales”, es decir trabajar con

imágenes satelitales u orto fotos de segundo orden, a partir de un modelo digital del terreno.

Se ingresa a la página web http://sinupotp.sdp.gov.co/sinupot/index.jsf donde se referencia el área

de influencia del proyecto tal como aparece en la imagen 24, posteriormente en la barra de

herramientas ubicada en la parte lateral izquierda, se da clic en descargar (imagen 23).

34

Imagen 23. Barra de herramientas SINUPOT, Fuente:http://sinupotp.sdp.gov.co/sinupot/index.jsf

Obteniendo una plancha del sector a una escala 1:2000 se elabora el dibujó topográfico ya que

estas dan mayor detalle del lugar.

Imagen 24. Área de influencia, Fuente: http://sinupotp.sdp.gov.co/sinupot/index.jsf

5.3 Trabajo de campo

Se buscó un vértice como se ve en la imagen 25 cercano dentro del área de proyecto que nos

sirviera como BM (NP-CD-106A) cuyas coordenadas son norte: 112555.136, este: 99705.279,

altura: 2573.408 para así realizar las secciones transversales cada 5 metros, se utilizó un nivel

automático de marca Topcon At g6 como lo muestra imagen 26, se presentaron varias

DESCARGARR

35

dificultades como fue el constante flujo vehicular ocasionado por la semaforización del sector,

que provocó demoras en los tiempos de lectura debido a la obstrucción de la visual.

Imagen 25. Vértice NP-CD-106A, Fuente: Propia 2015

Imagen 26. Nivel automático At g6, Fuente: Propia 2015

36

5.4 Trabajo de oficina

Teniendo las imágenes descargadas de la página de SINUPOT se colocan 36 puntos de

control que permiten ajustar las imágenes tal como lo muestra la imagen 27.

Imagen 27. Puntos de control, SINUPOT, Fuente: Propia 2015

Teniendo las 4 imágenes las cuales cubren un área de 22 hectáreas y con coordenadas de los 36

puntos de control se exportan las imágenes al programa de Auto Cad y allí se referencian las

imágenes a los puntos de control como lo muestra la imagen 28.

Imagen 28. Puntos de control, Auto Cad, Fuente: Propia (2015)

37

Teniendo estas imágenes ajustadas se dibujan los detalles requeridos para desarrollar el diseño

geométrico vial, como lo muestra la imagen 29.

Imagen 29. Dibujo de la vía, AutoCAD, Fuente: Propia (2015).

De acuerdo al abscisado hecho en terreno se sube la nube de punto con las cotas tomadas en

campo, al dibujo de anteriormente hecho así como lo muestra la imagen 30..

Imagen 30. Nube de puntos, AutoCAD, Fuente: Propia 2015

5.4.1 Creación del proyecto de Eagle Point

En el software Eagle Point se crea un nuevo proyecto (Eagle Point Project) donde quedará

almacenada toda la información ver imagen 31.

38

Imagen 31. Creación Proyecto, Eagle Point, Fuente: Propia 2015.

Una vez creado el proyecto de Eagle Point se emplea el comando surface modeling el cual

permite generar las curvas de nivel que se usarán para el desarrollo del proyecto (ver imagen 32).

Imagen 32. Surface modeling, Fuente: Propia 2015.

Posteriormente se deben ingresar los parámetros de las curvas de nivel como distancia entre las

curvas intermedias (intermédiate interval) el cual es de 0.20 m, las curvas índices (índex interval)

de 1.0 m y el factor de suavizado (smoothing factor) de 4, tal como se muestra en la imagen 33.

Imagen 33. Parámetros curvas de nivel, Fuente: Propia 2015.

39

En la imagen 34 se observa el resultado después de aplicados los parámetros de las curvas de

nivel, se obtiene una superficie en donde las curvas en color rojo son las intermedias y en

amarillo los índices.

Imagen 34. Modelo, AutoCAD, Fuente: Propia 2015.

5.5 Diseño geométrico

Uno de los parámetros más importantes en el diseño geométrico es la clasificación funcional de la

vía, de acuerdo a la guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C., la funcionalidad de la

vía depende de las características del servicio que ofrecen en el marco de una red vial. La

Avenida Rodrigo Lara Bonilla “articula operacionalmente los subsistemas de la malla arterial

principal, facilita la movilidad de mediana y larga distancia como elemento articulador a escala

urbana” haciendo que se clasifique como una vía de malla vial arterial complementaria (Alcaldía

mayor de Bogotá D.C., 2013)

40

Tabla 2. Jerarquización vial: características y restricciones, Fuente: Guía para el diseñode vías urbanas para Bogotá D.C. (IDU), 2015.

La importancia de clasificar la vía es que brinda los criterios y lineamientos necesarios para el

diseño como lo son, velocidad, vehículo de diseño, diseño planimétrico y altimétrico. Según la

tabla 2 jerarquización vial características y restricciones nos dice que para la malla vial arterial

complementaria la velocidad de operación es de 40-60 Km/h.

Es importante tener en cuenta a la hora de escoger la velocidad de diseño, el tipo de terreno en el

que se va a desarrollar el proyecto, en la tabla 3 señala que para el tipo de terreno del proyecto y

para la jerarquía de la vía de debería de usar una velocidad de diseño de 80 a 100 km por hora

siempre y cuando los carriles sean mayores o iguales a 3.50 m.

Tabla 3. Velocidad de diseño de referencia vs jerarquía de la vía y tipo de terreno, Fuente: Guíapara el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C. (IDU) 2015.

41

Según la ley 769 del 2 de agosto de 2002 que indica que los vehículos que transiten por vías

urbanas no podrán sobrepasar los 60 kilómetros por hora, y como recomendación siempre se debe

diseñar por encima de los valores mínimos para brindar seguridad a los usuarios, se decide para

este proyecto una velocidad de diseño de 70 km/h.

- Tipo de curva.

La curva inicia en sentido oriente-occidente por la Avenida Rodrigo Lara Bonilla y entra la

Avenida Boyacá en sentido norte-sur, esta curva pasa por debajo de la Avenida Boyacá por

medio de un paso a desnivel omitiendo la semaforización de la intersección y los cruces actuales

de la vía, por motivo de seguridad y de acuerdo a la tabla 4 por tener un ángulo de deflexión

mayor a 20° se utilizó la concatenación E-C-E (Espiral-Circular-Espiral).

Imagen 35. Alineamientos, AutoCAD, Fuente: Propia 2015.

Tabla 4. Tipo de curva de acuerdo al ángulo de deflexión, Fuente: Guía para el diseño de víasurbanas para Bogotá D.C, (IDU), 2015.

42

-Radio de curvatura.

De acuerdo a la velocidad de diseño inicial de 70 km/h y para un e máx. (Peralte máximo) de 8 %

“el peralte máximo recomendado a nivel urbano es de 4%, en arterias principales podrá aceptarse

hasta 6%, en puentes y túneles puede aceptarse hasta el 8%.” (Guía para el diseño de vías urbanas

para Bogotá, 2015, p 113), y de acuerdo a la tabla 5 el radio de la curva debe ser de 168 m como

mínimo, valor que se ajusta al diseño.

Tabla 5. Radio mínimo, Fuente: Guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C, IDU,2015.

El radio mínimo está dado por la siguiente ecuación:

. (1) radio mínimo

Ecuación 1. Radio mínimo, guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C, IDU, 2015

V= velocidad emax= peralte máximo fmax= coeficiente de fricción transversal máximo

-Ancho de carril

Según la guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C. el ancho mínimo de carril para

tránsito particular es de 3.0 m, de 3.2 para transporte público y 3.5 m para transporte masivo tipo

BRT (es un sistema de transporte masivo del inglés “rapid or mass transit”), en este caso como

muestra la imagen 36 se define un ancho de carril de 3.2m con un guarda ruedas ( es una barrera

protectora que cuida la acera y delimita la calzada vehicular) de 0.20 m y una acera de 0.40 m,

43

dando una sección de 5 m de ancho del paso a desnivel.

Imagen 36. Sección transversal de la vía, Fuente: Propia 2015.

Como se inhabilitó el cruce de la Avenida Rodrigo Lara Bonilla hacia la Avenida Boyacá sentido

oriente sur se entiende el separador 20 metros hacia el norte para regular el ingreso vehicular de

la Avenida Boyacá sentido norte sur hacia la Avenida Rodrigo Lara Bonilla sentido occidente a

oriente.

-.Peraltes

El cruce de la Avenida Boyacá con Avenida Rodrigo Lara Bonilla se encuentra en un terreno plano,

el diseño se presenta con control total de accesos y el radio tiende al mínimo según la velocidad de

diseño se decidió trabajar con un peralte máximo del 8 %.

´´En puentes, túneles o corredores segregados verticalmente, con control total de accesos puede

utilizarse peralte máximo del 8%, cuando el radio de la curva tiende al mínimo según la

velocidad de diseño´´ (Guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C. pág. 136)

En el diseño del peralte se tuvo en cuenta el manual de Diseño Geométrico de Carreteras del

INVIAS 2008 y Guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C.

44

PERALTE

PENDIENTE EJE 0,71%

E K0+ 308,081 12,000 2541,538 2541,738 2541,938

D K0+ 320,081 33,915 2541,663 2541,823 2541,983

C K0+ 353,996 14,085 2542,014 2542,064 2542,114

B K0+ 368,081 14,085 2542,115 2542,165 2542,165

A K0+ 382,166 0,000 2542,215 2542,265 2542,215

PUNTO ABSCISA DISTANCIA BORDE IZQUIERDO EJE BORDE DERECHO

COTA (m)

GRADOS MINUTOS SEGUNDOS

DELTA 54 7 55

PENDIENTE EJE 0,71%

E K0+ 227,358 12,000 2540,967 2541,167 2541,367

D K0+ 215,358 33,915 2540,92 2541,082 2541,242

C K0+ 181,443 14,085 2540,79 2540,841 2540,891

B K0+ 167,358 14,085 2540,69 2540,741 2540,741

A K0+ 153,273 0,000 2540,74 2540,790 2540,740

PUNTO ABSCISA DISTANCIA BORDE IZQUIERDO EJE BORDE DERECHO

COTA (m)

GRADOS MINUTOS SEGUNDOS

DELTA 54 7 55

Tabla 6. Calculo peralte, Fuente: Propia (2016).

Establecidos los parámetros de diseño anteriormente mencionados se obtienen especificaciones

de diseño horizontal que se muestran en la tabla 7.

45

Especificaciones diseño horizontal

Ancho de carril 3.20 m

Ancho total paso a desnivel 5.0 m

Radio 168.0 m

Velocidad del diseño 70.0(Km/h)

Peralte 8.0 %

Guarda ruedas 0.60 m

Longitud de la curva circular (m) 98.72

Longitud espiral de salida (m) 60.0

Longitud espiral de entrada (m) 60.0

Tabla 7. Parámetros y criterios de diseño planimétrico, Fuente: Propia (2016).

5.6 Diseño vertical

En el diseño vertical el inicio del paso a desnivel (K0 + 000) se encuentra sobre la Avenida

Rodrigo Lara Bonilla para luego empalmar con la Avenida Boyacá, para este diseño se tuvo en

cuenta que las partes más bajas de los pasos a desnivel tenían que tener una diferencia de 6.40m

en este caso tomamos como puntos más bajos el PC y PT de la curva horizontal donde esta

medida se dividía en 5.20m de la altura del paso a desnivel y 1.20m del ancho de la placa que

pasa por encima de éste.

Primero se generó el perfil del terreno tomando como referencia el eje, para esto se realizaron los

siguientes pasos Road Calc-Profiles-Convert Objects to Profile.

46

Imagen 36. Generar perfil, Fuente: Guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C,

(IDU), 2015.

Imagen 37. Perfil de terreno, AutoCAD, Fuente: Propia 2015.

Después de generar el perfil del terreno se establecen los alineamientos verticales que más se

adaptan a las condiciones físicas del terreno y cumpliera con las especificaciones técnicas del

caso.

“Las pendientes máximas están condicionadas 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”,

(Guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C., 2015.) condicionadas en la tabla 8.

47

Tabla 8. Pendientes máximas permitidas en proyectos nuevos, Fuente: Guía para eldiseño de vías urbanas para Bogotá D.C, IDU, 2015

De acuerdo a la tabla 8 para la malla vial arterial complementaria la pendiente máxima es 7%.

“No obstante, durante el ejercicio de configuración geométrica, el diseñador reconocerá

que dicha velocidad podría afectarse en función de factores tales como límites de

velocidad, restricciones físicas, manejo peatonal, entre otros. Así, el valor de velocidad

de diseño se empezará a ajustar para tales requerimientos, siempre y cuando garanticen

la seguridad y comodidad del proyecto a futuro.” (Guía para el diseño de vías urbanas

para Bogotá D.C., I2015, p 109)

Haciendo uso de esta premisa contenida en la guía, para poder cumplir con otros parámetros muy

importantes como lo son la distancia de parada, distancia de visibilidad de reacción y distancia de

frenado, se debió afectar la velocidad de diseño vertical a 50 km/h estando aún en los rangos que

se indican en la tabla 8, esto sin agregar modificaciones al diseño geométrico horizontal hecho

con anterioridad.

5.6.1 Distancia de visibilidad de reacción

La distancia de reacción se refiere a la longitud requerida para detectar algo inesperado o

para percibir una fuente de información en un ambiente urbano. (Guía para el diseño de vías

urbanas para Bogotá D.C., IDU, 2015, p 125)

48

Expresada en la siguiente ecuación:

Drv= 0.695xVe (2) Distancia de visibilidad de reacción

Ecuación 2, Distancia de visibilidad de reacción, guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C,

IDU, 2015

Siendo Ve la Velocidad de diseño

Drv= 0.695x 50 km/h

Drv=34.75 m

La distancia que requiere un conductor para tomar alguna decisión en un instante que se requiere

percepción, emoción, así como en la elección de un recorrido, el acato de una señal de tránsito o

la ejecución de una maniobra inusual o repentina es de 34.75 m.

5.6.2 Distancia de parada

Es la distancia necesaria para que un vehículo que circula a la velocidad de diseño se detenga al

ver un objeto en su camino, sin que haya lugar a maniobras peligrosas y colisiones. Para

determinar esta distancia se asume que la altura del ojo del conductor está a 1.08 m, para tracto

camiones se considera de 1.8 a 2.4 m y la altura mínima del objeto será 0.20 m sobre la superficie

de pavimento. (Guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C, IDU, 2015.)

Para determinar la distancia de frenado se utiliza la siguiente fórmula:

(3) Distancia de parada

Ecuación 3. Distancia de visibilidad de parada, Guía

para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C, IDU, 2015

Siendo Dfv = Distancia de frenado en metros para la velocidad de diseño

a= Desaceleración uniforme del vehículo al momento de frenar en m/s2

Ve = Velocidad específica del elemento en km/h

49

American Association of State and Transportation Officials ha realizado diversos estudios

acerca de la desaceleración uniforme del vehículo al momento de frenar estableciendo como

medida media 3.6m/s2

De tal manera que

0.039 ( ). = 27.083 m la distancia de parada es de 27.083 m a una velocidad de 50km/h.

En la tabla 9 se muestra las diferentes distancias de paradas, a distintas velocidades de diseño y

pendientes.

Tabla 9. Distancia de visibilidad de parada, Fuente: Guía para el diseño de vías urbanas paraBogotá D.C, IDU, 2015.

Longitud de la curva vertical

La longitud de las curvas verticales está directamente relacionada con la distancia de visibilidad

de parada, para curvas convexas la longitud mínima está dada por la siguiente ecuación.

50

(4) Longitud de la curva vertical.

Ecuación 4. Longitud de la curva vertical., guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C,

IDU, 2015

1 = 6.6 ∗ (27.083)^2658 = 7.3522 = 5.77 ∗ (27.083)^2658 = 6.432

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:” (Guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá

D.C., 2010, p 190)

(5) Longitud curva vertical cóncava

Ecuación 5. Longitud curva vertical cóncava, guía para el diseño de vías urbanas para Bogotá

D.C, IDU, 2015

Donde A es la diferencia algebraica de pendientes, Dp la distancia de visibilidad de parada y L, la

longitud mínima de la circular.

Para evitar un cambio súbito de pendiente, el perfil de la vía debe tener una apariencia armoniosa

que garantice comodidad, es necesario revisar que la longitud de la curva no sea menor que 0.6

51

veces la velocidad específica del elemento.

En las tablas 10 y 11 se resumen las longitudes de curvas verticales normales y convexas

requeridas para ciertas diferencias algebraicas de pendientes a diferentes velocidades.

Tabla 10. Longitudes mínimas para curvas verticales (a convexas), guía para el diseño de víasurbanas para Bogotá D.C, IDU. 2015.

Tabla 11. Longitudes mínimas para curvas verticales (a cóncava), Fuente: Guía para el diseñode vías urbanas para Bogotá D.C, IDU. 2015.

- 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.” (Guía

para el diseño de vías urbanas para Bogotá D.C, IDU. 2015., (p 189).)

Teniendo en cuenta la altura mínima para los gálibos anteriormente referenciada, se determina

una altura de 5.20 m.

Con todos los parámetros de diseño establecidos como muestra la tabla 12 se obtiene el diseño

52

vertical como lo muestra la imagen 38 donde se observa las longitudes entre curvas, pendientes,

abscisado y gálibo.

Imagen 38. Perfil, AutoCAD, Fuente: Propia 2015.

Tabla 12. Descripción diseño vertical, Fuente: Propia 2016

5.7 Diseño Definitivo

Luego de tener los diseños planimétricos y altimétricos, por medio del software Eagle Point se

53

obtiene un diseño que combina estas dos características, para esto se debe dar clic en Run Design

que está contenida en el módulo de Roadcalc-Process-Run Design tal como muestra la imagen

39.

Imagen 39. Run Design, Eagle point, Fuente: Propia 2015

En la imagen 40 y 41 se observa el diseño horizontal con curvas de nivel, con color gris se

diferencia el paso a desnivel que recorre la Avenida Rodrigo Lara Bonilla hacia el sur de la

Avenida Boyacá.

Imagen 40. Diseño Definitivo, AutoCAD, Fuente: Propia 2015

54

Imagen 41. Diseño definitivo vista planta, AutoCAD, Fuente: Propia 2015.

En la imagen 42 se observa el diseño vertical desde la vista de perfil, se muestra la rampa de

acceso al paso a desnivel ubicada en la Avenida Rodrigo Lara Bonilla y la rampa de salida que se

encuentra en la Avenida Boyacá sentido norte sur.

Imagen 42. Diseño definitivo vista perfil, AutoCAD, Fuente: Propia 2015.

55

5.8. Análisis de resultado

De la propuesta de diseño geométrico vial, para dar solución a la movilidad de intersección de la

Avenida Boyacá con la Avenida Rodrigo Lara Bonilla se puede analizar que:

Las calzadas vehiculares que existen actualmente están aisladas por un separador muy

ancho, por tal motivo se redujo el separador para hacer una nueva calzada vehicular que

dará salida y entrada al paso a desnivel.

La calzada de la Avenida Rodrigo Lara Bonilla sentido oriente a occidente queda con dos

carriles de 3.5m y una bahía de 2 m.

El separador de la Avenida Rodrigo Lara Bonilla quedo con 9m de ancho.

La Avenida Boyacá queda con los mismos carriles debido a que el área donde sale el paso

a desnivel es tomada del lado oriental de la Avenida.

Se eliminó la intersección semaforizada que conectaba la Avenida Rodrigo Lara Bonilla

con la Avenida Boyacá hacia el sur.

Los sentidos viales en el diseño geométrico quedan exactamente iguales.

El programa Eagle Point arrojó que el volumen de movimiento de tierra es de 12999.159

m3

56

6. Conclusiones.

● Es importante la información previa que se recolecta para realizar un proyecto vial ya que

éste es necesario para poder elaborar un adecuado desarrollo del trabajo; los puntos de

amarre y la verificación altimétrica del terreno fueron de gran utilidad para poder diseñar

adecuadamente los pasos a desnivel.

● Este tipo proyectos de pasos a desnivel son muy atractivos para construir debido a que las

áreas afectadas alrededor del proyecto son muy pocas.

● Se puede aprovechar el amplio espacio del separador de la Avenida Boyacá y desarrollar

otro paso a desnivel en la calzada sur-norte.

● La propuesta de diseño plantea no alterar bruscamente el diseño vial actual del sector.

● Debido a las condiciones geométricas de la vía y al poco espacio de ejecución cambia la

velocidad de diseño inicial debido a que las condiciones geométricas del terreno no

permitían cumplir otros parámetros importantes como lo son distancia de parada,

distancia de visibilidad de reacción y distancia de frenado.

● Disminución del tiempo de desplazamiento generando un aumento en la velocidad de la

intersección vial.

● Se genera flujo continuo de la Avenida Rodrigo Lara Bonilla a la Avenida Boyacá debido

a que se cambia una intersección semaforizada por un paso a desnivel.

● Mejor control de tráfico en la intersección vial.

57

7. Anexos

7.1. Informes Eagle Point

89

7.2. Carteras de nivelación

102

7.3. Cartera circuito de nivelación, contra nivelación y ajuste

Cartera

Ajuste cartera

103

8. Bibliografía.

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Colombia: Eco ediciones.

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PROPUESTA DE DISEÑO GEOMÉTRICO VIAL, PARA DAR...

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