MARTHA CAROLINA CÁCERES RODRÍGUEZ

PLANTEAMIENTO METODOLÓGICO PARA ESTABLECER LA DEMARCACIÓN EN VÍAS DE PRIMER ORDEN CON

ESPECIFICACIONES DE DISEÑO ANTERIORES A LAS VIGENTES CON EL MANUAL DE DISEÑO GEOMÉTRICO PARA CARRETERAS DE 1998 Y

EL MANUAL DE SEÑALIZACIÓN VIAL DE 2004.

MARTHA CAROLINA CÁCERES RODRÍGUEZ

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL BOGOTÁ

JUNIO 2008

ICIV 200810 06

MARTHA C. CÁCERES

PLANTEAMIENTO METODOLÓGICO PARA ESTABLECER LA DEMARCACIÓN EN VÍAS DE PRIMER ORDEN CON

ESPECIFICACIONES DE DISEÑO ANTERIORES A LAS VIGENTES CON EL MANUAL DE DISEÑO GEOMÉTRICO PARA CARRETERAS De 1998 Y

EL MANUAL DE SEÑALIZACIÓN VIAL De 2004.

MARTHA CAROLINA CÁCERES RODRÍGUEZ

Tesis de pregrado

Asesor: Fabián Tafur Sánchez

MIC. Ing. Civil

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL BOGOTÁ

JUNIO 2008

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MARTHA C. CÁCERES

AGRADECIMIENTOS

Al Ingeniero Fabián Tafur Sánchez, por su confianza, su permanente apoyo y su

esfuerzo al aceptar asesorar este trabajo, por sus indicaciones y direccionamiento.

No hubiese sido posible la realización de este trabajo, con los alcances que tiene,

sin la colaboración de la Concesión Sabana de Occidente S.A. y especialmente del

gerente de operaciones, el Ing. Camilo Maya, quien no solo apoyó este tipo de

trabajo, sino que también me prestó los equipos necesarios para la realización de

las mediciones de campo, al igual que me dio acceso a los documentos relevantes

para esta investigación; además de sus aportes y sugerencias que hicieron que

este trabajo tuviera las dimensiones que se alcanzaron.

Agradezco también a Ingetec S.A., diseñadores de la vía, y especialmente al

Ingeniero Camilo Marulanda PhD, por su colaboración en la obtención de los planos

de la vía, sin los cuales, hubiese sido imposible la culminación de este trabajo.

A todos los que me colaboraron en este proceso y que ayudaron en los momentos

más relevantes a terminar este trabajo, a mi mamá, a Lucia, a Marie, a Diana, a

Johana, a Katherine, a Julián, a Carlos y a todos los que me ayudaron o estuvieron

pendientes, muchas gracias.

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MARTHA C. CÁCERES

TABLA DE CONTENIDO

1. Introducción ......................................................................................... 1

1.1. Motivación. ..................................................................................... 2

1.2. Objetivos ........................................................................................ 2

1.2.1. General..................................................................................... 2

1.2.2. Específicos ................................................................................ 2

2. Fundamentación Teórica ......................................................................... 4

2.1. Diseño Geométrico ........................................................................... 4

2.1.1. Velocidad .................................................................................. 4

2.1.1.1. Velocidad de diseño .............................................................. 5

2.1.1.2. Velocidad a flujo libre ............................................................ 6

2.1.1.3. Velocidad puntual ................................................................. 6

2.1.1.4. Velocidad de operación .......................................................... 8

2.1.1.5. Velocidad específica .............................................................. 9

2.1.2. Zona de adelantamiento .............................................................. 9

2.1.2.1. Distancia de visibilidad de parada ......................................... 10

2.1.2.2. Distancia de visibilidad de adelantamiento.............................. 11

2.1.3. Alineamiento horizontal ............................................................. 14

2.1.3.1. Sección transversal en recta................................................. 14

2.1.3.2. Curvas circulares ................................................................ 14

2.1.3.3. Deflexiones menores entre tangentes .................................... 16

2.1.3.4. Entretangencias ................................................................. 16

2.1.4. Alineamiento vertical ................................................................ 17

2.1.4.1. Pendiente .......................................................................... 17

2.1.4.2. Curvas verticales ................................................................ 18

2.1.4.2.1. Determinación del parámetro K .......................................... 18

2.2. Señalización .................................................................................. 19

2.2.1. Horizontal ............................................................................... 20

2.2.2. Vertical ................................................................................... 21

2.2.2.1. Señales Preventivas ............................................................ 23

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2.2.2.2. Señales Reglamentarias ...................................................... 25

2.2.2.3. Señales Informativas .......................................................... 26

3. Metodologías utilizadas para la recolección de información y el procesamiento

de estos. .................................................................................................. 29

3.1. Velocidad ...................................................................................... 29

3.2. Distancias de adelantamiento .......................................................... 32

3.3. Inventario Vial ............................................................................... 33

4. Diagnostico basado en datos del diseño geométrico inicial y en mediciones

realizadas en campo de la ruta nacional 50 en el tramo comprendido entre el K

38+000 y K 47+600, Alto del Vino hasta la entrada a San Francisco del

departamento de Cundinamarca .................................................................. 34

5. Propuesta de señalización horizontal ....................................................... 52

6. Planteamiento metodológico para la revisión, identificación y solución de la

demarcación de zonas con deficiencias en operación y seguridad asociadas al

diseño. .................................................................................................... 55

7. Conclusiones y recomendaciones ........................................................... 58

7.1. Tramo en estudio ........................................................................... 58

7.2. Generales ..................................................................................... 59

8. Limitaciones del proyecto ...................................................................... 61

9. Comentarios sobre el desarrollo del proyecto ........................................... 62

10. Bibliografía ......................................................................................... 63

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MARTHA C. CÁCERES

INDICE DE TABLAS

Tabla 1 - Velocidad de diseño según tipo de carretera y de terreno .......................... 5

Tabla 2 - Desviación estándar .............................................................................. 7

Tabla 3 - Z según Nivel de confianza ..................................................................... 7

Tabla 4 - Coeficiente de fricción longitudinal para pavimentos humedos .................. 10

Tabla 5 - Distancia de visibilidad de parada .......................................................... 11

Tabla 6 - Distancia mínima de visibilidad de adelantamiento .................................. 13

Tabla 7 - Longitud máxima con distancia de visibilidad de adelantamiento ............... 14

Tabla 8 - Coeficientes de fricción lateral .............................................................. 15

Tabla 9 - Radios mínimos absolutos .................................................................... 16

Tabla 10 - Deflexiones menores entre tangentes .................................................. 16

Tabla 11 - Relación entre pendiente máxima y velocidad de diseño ......................... 18

Tabla 12 - Longitud de curva vertical convexa mínima por velocidad de diseño......... 19

Tabla 13 - Longitud de curva vertical cóncava mínima por velocidad de diseño ......... 19

Tabla 14 - Criterios para distancias de visibilidad en curvas convexas ..................... 19

Tabla 15 - Criterios para distancias de visibilidad en curvas cóncavas ...................... 19

Tabla 16 - Distancia mínima para colocación de señales dobles .............................. 23

Tabla 17 - Dimensiones de señales verticales ....................................................... 23

Tabla 18 - Distancias para colocación de señales .................................................. 24

Tabla 19 - Señales preventivas ........................................................................... 25

Tabla 20 - Señales reglamentarias ...................................................................... 26

Tabla 21 - Señales informativas ......................................................................... 28

Tabla 22 - Formato de identificación para toma y procesamiento de datos ............... 30

Tabla 23 – Agrupación de velocidades por clase y porcentajes por clase .................. 31

Tabla 24 - Inventario de curvas .......................................................................... 37

Tabla 25 - Velocidad específica, de operación y DVP por curva ............................... 38

Tabla 26 - Entretangencias y variación en velocidad específica de curvas sucesivas .. 39

Tabla 27 - Inventario y verificaciones en curvas verticales ..................................... 43

Tabla 28 - Propuesta de señalización horizontal. ................................................... 53

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MARTHA C. CÁCERES

INDICE DE FIGURAS

Figura 1 – Distancia de visibilidad de adelantamiento ............................................ 12

Figura 2 - Secciones transversales en un tramo recto de carretera .......................... 14

Figura 3 - Líneas centrales en carretera ............................................................... 21

Figura 4 - Ubicación señales verticales en carretera .............................................. 22

Figura 5 - Ubicación lateral señales verticales en carretera .................................... 22

Figura 6 - Radar de velocidades utilizado ............................................................. 29

Figura 7 - Mapa de localización: tramo en estudio................................................. 35

Figura 8 - Fotografías: adelantamiento en curva con sobreancho demasiado grande . 41

Figura 9 - Fotografías: señal horizontal obstaculizada ............................................ 41

Figura 10 - Propuesta de señalización para donde terminan las zonas de adelantamiento ................................................................................................ 59

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MARTHA C. CÁCERES

INDICE DE GRAFICAS

Grafica 1 - Histograma de velocidades puntuales .................................................. 31

Grafica 2 - Distribución acumulativa de velocidades puntuales............................... 32

Grafica 3 - Entretangencias en terreno ................................................................ 40

Grafica 4 - Velocidades específica, de operación y de diseño por curva .................... 44

Grafica 5 - Radio y velocidad de operación por curva ............................................ 46

Grafica 6 - Variación de velocidad específica en curvas sucesivas............................ 47

Grafica 7 - Relación de peralte izq. - radio y Velocidad de operación - radio ............. 48

Grafica 8 - Relación de peralte der. - radio y Velocidad de operación - radio ............ 49

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MARTHA C. CÁCERES 11

1. INTRODUCCIÓN

El transporte terrestre es uno de los principales medios de comunicación entre

diversos lugares, no solo por su importancia social y política, sino por su impacto

en la economía. Sobre todo en países como Colombia en que se ha planteado el

desarrollo económico de manera en que la infraestructura vial sea la base del

mismo, de esta manera es una herramienta estratégica para el desarrollo del país,

y a que favorece las interacciones entre regiones, ya sean internas o externas con

otros países permitiendo así nuevas y mayores oportunidades de desarrollo.

En muchos casos la necesidad de un medio terrestre de comunicación acompañado

de un presupuesto bajo, condiciones topográficas y climatológicas adversas o que

simplemente corresponden a diseños obsoletos llevaron a construir vías que no

van acordes a los requerimientos de diseño como radios mínimos, peraltes,

entretangencias, entre otras. Además la falta de mantenimiento de la

infraestructura hace que esta se deteriore más rápidamente.

De lo anterior podemos destacar la importancia de realizarle un mantenimiento a

las vía, ya que no solamente afecta directamente el transporte de carga

aumentando costos y tiempos de desplazamiento sino la seguridad e integridad de

las personas que se desean movilizar. En términos generales el estado de las vías

depende de factores tan diversos como sus diseños iníciales, su construcción y el

deterioro que sufre esta en el servicio. Por medio de este trabajo de investigación

se pretende identificar estas condiciones y plantear metodologías con las que se

pueda diagnosticar los diversos problemas que la puedan afectar.

La zona de estudio en la cual se llevo a cabo la observación corresponde al tramo

de la ruta nacional 50 comprendido entre el K 38+000 y K 47+600, Alto del Vino-

Entrada a San Francisco del departamento de Cundinamarca. El diagnostico para

este tramo se inicia con la recopilación de información como los planos

geométricos para la construcción de la vía e inventarios de señalizaciones. Además

se realizo mediciones en campo de la señalización, las longitudes y el número de

curvas de la vía.

Como paso siguiente se midió las velocidades puntuales de vehículos livianos a

flujo libre en cada una de las curvas del tramo en estudio. Con los datos

recopilados y medidos se realizaron los cálculos y revisiones para tener un

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panorama real del estado actual de las condiciones de la vía. Se realizó una

comparación con las especificaciones de las normas nacionales e internacionales

que se aplican para este tipo de vías con las condiciones encontradas. Se propuso

las posibles mejoras que se pueden realizar al tramo para alcanzar unas

condiciones aceptables de funcionamiento y se recomendaron específicamente

soluciones que se podrían adoptar para el mejoramiento de la vía. Por último se

plantea una metodología que busca el mejoramiento de las vías de primer orden

con especificaciones de diseño anteriores a las vigentes.

1.1. MOTIVACIÓN.

En el contexto nacional, en donde se encuentra un alto índice de

accidentalidad vial en carreteras, el cual, entre otros factores, se relaciona

al diseño de las vías, se plantea la necesidad de realizar un planteamiento

metodológico para diagnosticar vías y de la misma forma plantear

correctivos a las mismas por medio de una intervención a nivel de

señalización.

1.2. OBJETIVOS

1.2.1. GENERAL

Realizar un planteamiento metodológico para establecer la demarcación en vías de

primer orden con especificaciones de diseño anteriores a las vigentes con el

MANUAL DE DISEÑO GEOMÉTRICO PARA CARRETERAS de 1998 y el MANUAL DE SEÑALIZACIÓN

VIAL de 2004.

1.2.2. ESPECÍFICOS

� Diagnosticar la condición actual de las zonas de adelantamiento en la

ruta nacional 50 en el tramo comprendido entre el K 38+000 y K

47+600, Alto del Vino hasta la entrada a San Francisco, del

departamento de Cundinamarca.

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� Medir las velocidades a flujo libre de los vehículos livianos en las curvas

que se encuentran en el tramo de estudio.

� Calcular las velocidades de operación para las curvas del tramo de

estudio.

� Identificar las zonas de adelantamiento permitido por medio de la

verificación de distancias de visibilidad de adelantamiento y parada,

sobre los planos planta-perfil de la vía.

� Diagnosticar las condiciones actuales de la señalización vial vertical y

horizontal del tramo de estudio.

� Realizar una propuesta de demarcación para el tramo de estudio.

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2. FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA

2.1. DISEÑO GEOMÉTRICO

El diseño geométrico de una vía es un conjunto de elementos geométricos

sucesivos, relacionados coherentemente entre sí, y cumpliendo con las normas que

lo rijan. Este diseño es el que definen el trazado de la vía de acuerdo con una serie

de parámetros que han de tenerse en cuenta antes de la realización del mismo,

entre los cuales se destacan dos principales, la topográfica del terreno, y la

capacidad económica con la que se cuenta.

Adicionalmente, el trazado debe ajustarse a diferentes criterios de diseño definidos

con base a las necesidades de la demanda y a las reglamentaciones existentes,

como lo son la velocidad, la visibilidad, los alineamientos vertical y horizontal, la

sección transversal, las intersecciones a nivel y pasos a desnivel para vehículos y

peatones, entre otros.

Como resultado del diseño geométrico de una carretera deben obtenerse los

planos de construcción de la misma, conocidos como planos planta-perfil, pues

muestran los alineamientos horizontales y verticales.

2.1.1. VELOCIDAD

La velocidad se define como el cociente entre una distancia recorrida, y el tiempo

que tomo recorrerla. Para usos referentes a vehículos, en Colombia, se utilizan las

distancias en unidades de kilómetros [Km] y los tiempos en horas [h], por lo tanto

la velocidad de un objeto se define así:

V = dt = [Km]

[h] = [KPH]

En el análisis de velocidades vehiculares se definen varios tipos de velocidad, que

son utilizados según la conveniencia del proyecto o estudio en cuestión.

Para este caso específico es relevante entender varios tipos de velocidad, como lo

son: la velocidad de diseño, puntual, a flujo libre y de operación.

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2.1.1.1. Velocidad de diseño

La velocidad a la cual se desea que transiten los vehículos por la carretera es uno

de los principales factores en el diseño geométrico de la misma, pues con base en

este se definen características mínimas del trazado general de la vía, tales como

distancias de visibilidad, radios mínimos de curvas, peraltes, pendientes máximas

y anchos de carril y sobreanchos, entre otras, de manera que conlleve a una

circulación cómoda y tranquila por esta; esta velocidad se conoce como velocidad

de diseño, y debe ser definida al principio de cada proyecto, pues como

consecuencia a las implicaciones que tiene sobre el trazado, determina en gran

parte el presupuesto de un proyecto.

La velocidad de diseño definida debe responder al tipo de terreno y a la

funcionalidad de la vía (ver tabla 1 (INVIAS. MINISTERIO DE TRANPORTE., 1998)),

es decir, si es de primer, segundo o tercer orden, a los volúmenes de transito que

se que hayan sido proyectados para la vía y a condiciones ambientales y

económicas que determinen el proyecto.

Tabla 1 - Velocidad de diseño según tipo de carretera y de terreno

Fuente: (INVIAS. MINISTERIO DE TRANPORTE., 1998)

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Esta velocidad se define como la máxima velocidad a la que pueden circular los

vehículos de manera segura y cómoda por una sección determinada de la vía,

cuando las condiciones son tan favorables, que las características geométricas del

diseño predominan.

Teniendo en cuenta que una de las limitaciones más determinantes en un proyecto

es la topografía del terreno, es posible tener más de una velocidad de diseño, sin

embargo, debe tenerse en cuenta que una misma velocidad de diseño debe ser

mantenida por lo menos a lo largo de un tramo de dos kilómetros, y el cambio

entre tramos sucesivos no debe ser superior a los 20 KPH.

2.1.1.2. Velocidad a flujo libre

La velocidad a flujo libre, es aquella a la que se desplaza un vehículo se la

densidad es cero, o su marcha no está impedida por interacción vehicular ni por

regulaciones de transito. Definida así en el MANUAL DE PLANEACIÓN Y DISEÑO PARA LA

ADMINISTRACIÓN DEL TRÁNSITO Y EL TRANSPORTE. (SECRETARÍA DE TRANSITO Y

TRANSPORTE.CAL Y MAYOR Y ASOCIADOS., 2004)

2.1.1.3. Velocidad puntual

La velocidad puntual se define como la velocidad de un vehículo en un punto

especifico de su recorrido.

Los estudios y posteriores análisis de velocidad puntual son utilizados

principalmente en vías de circulación continua para cálculos en diseños viales,

determinación de variables para la regulación del tránsito, análisis de capacidad

vial y niveles de servicio, evaluación sobre seguridad vial, estimación de

tendencias de velocidad, y determinación de la efectividad de medidas para

mejorar la circulación del tránsito (SECRETARÍA DE TRÁNSITO Y TRANSPORTE.

CAL Y MAYOR Y ASOCIADOS., 1998)

Este tipo de estudios son estadísticos, es decir, debe tomarse una muestra de la

población para ser analizada, para lo cual es importante plantear cuál es la

población y con base en esta definir el tipo de muestra y el tamaño de esta.

ICIV 200810 06


Se debe tener en cuenta que al trabajar con una muestra pueden existir errores de

inferencia; este tipo de error en inversamente proporcional al tamaño de la

muestra, mientras que aumenta a medida que aumentan la desviación estándar de

los datos. Teniendo en cuenta que la desviación de los datos es una variable sobre

la cual no tenemos control, entonces se puede definir un tamaño de muestra

mínimo en función del grado de confiabilidad, siempre y cuando se establezca un

tipo de muestreo determinado para todas las mediciones.

Para encontrar el tamaño mínimo de la muestra es necesario establecer ciertos

parámetros, como el error máximo tolerable en las mediciones, que en este caso

sería la incertidumbre en la medición de velocidad puntual, además se deben

determinar la desviación estándar y el nivel de confianza que se desea obtener. En

el MANUAL DE PLANEACIÓN Y DISEÑO PARA LA ADMINISTRACIÓN DEL TRÁNSITO Y EL TRANSPORTE

se encuentran los valores de dichos parámetros según el caso, como se puede ver

en las tablas 2 y 3, y se estipula que el error máximo tolerable para este tipo de

estudios es de 2 [Km/h].

Tabla 2 - Desviación estándar

Tabla 3 - Z según Nivel de confianza

Fuente: (SECRETARÍA DE TRÁNSITO Y TRANSPORTE. CAL Y MAYOR Y ASOCIADOS., 1998)

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La ecuación con la que se define el tamaño mínimo de muestra es la siguiente:

n = K� ∙ σE �

�

Donde n el número de observaciones, K� es la constante z dependiente del nivel de

confianza, σ es la desviación estándar y E es el error máximo tolerable.

Por otra parte, se debe tener en cuenta que para obtener datos de velocidad

puntual de un vehículo es necesario tener instrumentos que la midan, pues por su

naturaleza no responde a ningún tipo de ecuación. Entre los instrumentos que

pueden ser utilizados, para medidas directas, se encuentran el radar de velocidad,

que es el más utilizado en Colombia y en el mundo, y los dispositivos laser, que

son mucho más costosos.

El radar de velocidad consiste en un emisor y receptor de ondas de

radiofrecuencia, cuando se “dispara” a un objeto, se emite una onda y luego recibe

la señal de la onda reflejada por el objeto, pero con una frecuencia diferente, a

este fenómeno se le conoce como efecto Doppler, y con base en el cambio de

frecuencia de las ondas (emitida y recibida), es posible calcular la velocidad del

objeto cuando fue alcanzado por la onda. Vale la pena aclarar que como las ondas

de radio son ondas electromagnéticas, viajan a una velocidad cercana a la de la

luz, por lo cual es posible afirmar que el error en las mediciones es muy bajo.

2.1.1.4. Velocidad de operación

La velocidad de operación es aquella que el conductor de un vehículo aislado elige

sin condicionamiento alguno de tráfico o factor ambiental, la cual es segura y

cómoda y está en función de las características físicas de la vía y su entorno,

apreciables por el conductor.

De acuerdo con el manual de diseño geométrico de carreteras, la velocidad de

operación se calcula como el percentil 85 de las velocidades observadas en el

punto de estudio, lo que consecuentemente asume que el 15 por ciento de los

vehículos circulan a una velocidad mayor a la de operación del elemento en

consideración.

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2.1.1.5. Velocidad específica

La velocidad específica es aquella que se puede mantener en un elemento

geométrico considerado aisladamente en condiciones de seguridad y comodidad.

Se contemplan condiciones de la capa de rodadura, de las llantas y climáticas

favorables, así como no interacción con otros vehículos ni reglamentaciones, sin

embargo se contempla pavimento húmedo.

Este tipo de velocidad es útil cuando se está hablando de curvas, pues cuando los

vehículos transitan por ellas disminuyen la velocidad, por lo cual se considera

aisladamente y por esto el radio de diseño se asocia con este tipo de velocidad,

como se ve en la tabla 5.

2.1.2. ZONA DE ADELANTAMIENTO

En el diseño de una vía deben ser contempladas zonas en las cuales los vehículos

puedan realizar adelantamientos cómodos y seguros, llamadas zonas de

adelantamiento, las cuales deben cumplir con parámetros relativos tanto a la vía,

como al conductor.

Para poder definir estas zonas debe tenerse en cuenta la distancia de visibilidad

del conductor, la cual se define como la longitud continua de carretera que puede

observar el conductor de un vehículo que circula por ella, hacia adelante.

Esta distancia de visibilidad deberá ser de suficiente longitud, de manera que los

vehículos pueda llegar a desarrollar una velocidad igual a la velocidad de diseño,

mientras que sea posible controlar la velocidad de operación de este, para la

realización de ciertas maniobras en la vía, como al encontrarse con un obstáculo

en su carril, o el adelantamiento a otro vehículo lento en carreteras de dos carriles

dos sentidos, o la del cruce con una vía secundaria, o el encuentro de dos

vehículos que circulan por el mismo carril en sentidos opuestos en carreteras

terciarias de calzadas angostas.

De acuerdo con los tipos de maniobras descritos, en un proyecto vial, se debe

tener en cuenta distancias de visibilidad de parada, de adelantamiento, de cruce y

de encuentro, explicadas a continuación.

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2.1.2.1. Distancia de visibilidad de parada

Si un vehículo es conducido a una velocidad cercana a la velocidad de diseño, la

distancia requerida para que el conductor del vehículo pueda detenerlo antes de

que algún obstáculo se atraviese en su trayectoria, es conocida como distancia de

visibilidad de parada.

Dadas las condiciones anteriores, la longitud necesaria para que el vehículo se

detenga, es la suma de la distancia recorrida durante el frenado, y la distancia

recorrida durante el tiempo de percepción y reacción

Distancia de percepción y reacción: suponiendo que el vehículo lleva una velocidad

contante a la velocidad de diseño, la distancia de percepción y reacción es medida

desde el instante de visibilidad del obstáculo hasta el instante en que se inicia el

proceso de frenado.

Distancia recorrida desde el frenado: suponiendo que el vehículo desacelera

constantemente y que su velocidad inicial es igual a la velocidad de diseño, la

distancia recorrida desde el frenado se mide desde que se inicia el proceso de

frenado hasta el instante en que el vehículo se detiene por completo.

La distancia de visibilidad de parada se calculará mediante la siguiente expresión:

Dp = Vo ∙ tar3.6 + Vo�

254 ∙ (fl ± p) = 0.556 ∙ Vd + Vd�

254 ∙ (fl ± p)

Donde: Dp es la distancia de visibilidad de parada en metros, Vo es la velocidad de

diseño en km/h, tar es el tiempo acción reacción en segundos, fl es el coeficiente

de fricción longitudinal llanta-pavimento y p es la pendiente de la rasante (tanto

por uno), + ascenso, - descenso.

El coeficiente de fricción longitudinal en pavimentos húmedos para diferentes

velocidades de diseño se obtendrá así:

Tabla 4 - Coeficiente de fricción longitudinal para pavimentos humedos

Velocidad de diseño Vd

(km/h)30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

Coeficiente de fricción longitudinal

(fl)0.440 0.400 0.370 0.350 0.330 0.320 0.315 0.310 0.305 0.300

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En la siguiente tabla se muestran los valores recomendados para las distancias

mínimas de visibilidad de parada para diferentes velocidades de diseño, para

tramos de rasantes a nivel (p=0).

Cuando se tengan carreteras con pendientes de rasante con valores absolutos

superiores al 3%, tanto en ascenso (+p) como en descenso (-p), se deberán

realizar las correcciones necesarias a las distancias de visibilidad de parada dadas

en la tabla anterior para tramos a nivel.

Tabla 5 - Distancia de visibilidad de parada

Fuente: (INVIAS. MINISTERIO DE TRANPORTE., 1998)

2.1.2.2. Distancia de visibilidad de adelantamiento

Si la distancia de visibilidad en un tramo determinado es suficiente para que el

conductor de un vehículo pueda sobrepasar a otro vehículo que circula en ese

mismo carril pero a una velocidad inferior, en condiciones de seguridad, esto es,

sin interferir con un tercer vehículo que se haga visible en el momento de iniciar

con el adelantamiento y que venga en sentido contrario, se dice que ese tramo

tiene distancia de visibilidad de adelantamiento.

Solo debe considerarse la distancia de velocidad de adelantamiento en carreteras

en donde se hace necesario adelantar en el carril del sentido opuesto, es decir,

carreteras de dos carriles y con tránsito en ambas direcciones.

ICIV 200810 06


A efectos de aplicación del presente criterio, la distancia mínima de visibilidad de

adelantamiento, de acuerdo a la Figura 1, se determinará como la suma de cuatro

distancias así:

Da = D1 + D2 + D3 + D4

Donde

Da= distancia de visibilidad de adelantamiento, (m)

D1= distancia recorrida durante el tiempo de percepción y reacción (2.0 segundos)

del conductor que va adelantar, (m)

D2= distancia recorrida por el vehículo que adelanta durante el tiempo desde que

invade el carril del sentido contrario hasta que regresa a su carril (8.5 segundos,

valor experimental), (m)

D3= distancia de seguridad, una vez terminada la maniobra, entre el vehículo que

adelanta y el vehículo que viene en la dirección opuesta, recorrida durante el

tiempo de despeje (2.0 segundos, valor experimental), (m)

D4= distancia recorrida por el vehículo que viene en sentido opuesto (estimada en

2/3 de D2), (m)

El manual utiliza el esquema AASHTO para el cálculo de la distancia mínima de

visibilidad de adelantamiento.

Fuente: (TAFUR, 2007)

A1A2

B1

A3

B2

A4C1 C2

D1 1/3 D2 2/3 D2 D3 D4

VEHÍCULO ADELANTANTE

VEHÍCULO REBASADO

VEHÍCULO OPUESTO QUE APARECE CUANDOEL VEHÍCULO ADELANTANTE ESTA EN A3

Da

(2.0 seg)

8.5 seg)

(2.0 seg) (8.5 x 2/3 = 5.67 seg)

Figura 1 – Distancia de visibilidad de adelantamiento

ICIV 200810 06


Es de suponerse que por seguridad la maniobra para adelantar, se realiza a la

velocidad de diseño, por lo tanto, su distancia mínima se calcula así:

Da ≈ 5Vd

Donde Da es la distancia de visibilidad de adelantamiento en metros, y Vd es la

velocidad de diseño en KPH.

A continuación se presentan los valores mínimos recomendados para la distancia

de visibilidad de adelantamiento, calculados con la anterior expresión para

carreteras de dos carriles dos sentidos.

Tabla 6 - Distancia mínima de visibilidad de adelantamiento

Se debe procurar obtener la máxima longitud posible en que la visibilidad de

adelantamiento sea superior a la mínima distancia de la tabla anterior. Dado lo

anterior, como norma de diseño se debe proyectar, para carreteras de dos carriles

dos sentidos, tramos con distancia de visibilidad de adelantamiento, de manera

que en tramos de cinco kilómetros, se tengan varios sub tramos de distancia

mayor a la mínima especificada, de acuerdo a la velocidad de diseño.

Para establecer estos tramos, se debe tener en cuenta la topografía, la velocidad

de diseño y el volumen de tránsito futuro o esperado en el año de diseño.

En la siguiente tabla se recomienda la frecuencia con la que se deben presentar las

oportunidades de adelantar o el porcentaje mínimo habilitado para adelantamiento

en el tramo, de acuerdo a la velocidad de diseño.

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Tabla 7 - Longitud máxima con distancia de visibilidad de adelantamiento

2.1.3. ALINEAMIENTO HORIZONTAL

El alineamiento horizontal comprende la sección transversal recta, el diseño de las

curvas circulares, las deflexiones menores entre tangentes y las entretangencias.

2.1.3.1. Sección transversal en recta

La sección transversal de las carreteras, en una sección recta depende del número

de calzadas y de carriles que se esté diseñando, así como se aprecia en la figura 2.

La inclinación mínima de la capa de rodadura es de 2%, para garantizar los

procesos de drenaje en la vía.

2.1.3.2. Curvas circulares

Las curvas circulares son elementos geométricos que mantienen un radio

constante a lo largo de su longitud; estos elementos son definidos por su radio y la

longitud de la curva, la cual se expresa de la siguiente manera:

Figura 2 - Secciones transversales en un tramo recto de carretera

ICIV 200810 06


() = * ∗ , Donde Lc es la longitud de la curva, R es el radio de la misma medido en metros, y

s es el ángulo de giro del arco circular de la curva, medido en radianes.

El radio de las curvas circulares en una carretera está limitado por la topografía del

terreno y depende de la velocidad de diseño o velocidad específica del elemento,

como se muestra en la siguiente expresión:

*-./ = 0�

127 ∗ (2-34 +5-34)

Donde V es la velocidad especifica en KPH, emax es el peralte máximo, y fmax es

coeficiente de fricción lateral máximo; valga aclarara que estos dos últimos están

asociados a la velocidad especifica. En el manual de diseño geométrico colombiano

se contempla un valor de peralte máximo, para carreteras rurales, igual a 0,08 o

8%, pues es considerado optimo para las velocidades especificas en carreteras de

este tipo en Colombia, y además no es tan grande como para incomodar a

vehículos que circulan con velocidades menores.

Es pertinente aclarar el concepto de peralte en este punto, el cual está relacionado

a los tramos donde se encuentran curvas horizontales. El peralte es el grado de

inclinación transversal de la calzada, con respecto a la horizontal, hacia el interior

de la curva, para contrarrestar el efecto de la fuerza centrípeta que actúa sobre el

vehículo cuando pasa por ella; de manera similar, el rozamiento de las llantas del

vehículo contrarrestan la fuerza centrípeta, y este rozamiento es el que aparece

en la ecuación de radio mínimo como el coeficiente de fricción lateral.

El coeficiente de fricción lateral se ha encontrado de manera empírica para

diferentes velocidades, como se puede observar en la tabla 8.

Tabla 8 - Coeficientes de fricción lateral

Con base en la ecuación para encontrar el radio mínimo y lo explicado

anteriormente, la tabla 9 muestra los radios mínimos absolutos de acuerdo con la

velocidad específica definida.

ICIV 200810 06


Tabla 9 - Radios mínimos absolutos

2.1.3.3. Deflexiones menores entre tangentes

En algunos casos es inevitable que el ángulo de deflexión entre 2 tangentes sea de

6° o menor, en dichos casos se debe realizar una curva circular cumpliendo con los

criterios en la siguiente tabla.

Tabla 10 - Deflexiones menores entre tangentes

2.1.3.4. Entretangencias La entretangencia es la distancia recta entre dos curvas sucesivas, ya sean curvas

en sentidos contrarios o en el mismo sentido.

Las curvas en distinto sentido que tengan curvas de transición no requieren

entretangencias, mientras que las curvas circulares deben tener de entretangencia

la longitud mayor entre la longitud de transición de acuerdo con los peraltes

ICIV 200810 06


recomendados y el espacio que se obtiene de multiplicar la velocidad de diseño en

KPH, por un tiempo de 5 segundos.

Por su parte, las curvas en un mismo sentido, aunque deben ser evitadas, deben

cumplir en terrenos ondulado, montañoso y escarpado con el espacio que se

obtiene de multiplicar la velocidad de diseño en KPH, por un tiempo de 5

segundos, mientras que en terrenos planos, esta misma longitud debe

corresponder a 15 segundos por la velocidad de diseño.

2.1.4. ALINEAMIENTO VERTICAL El alineamiento vertical comprende las secciones rectas y la unión de estas por

medio de las curvas verticales de arcos parabólicos, esto es lo que compone la

rasante de la vía.

2.1.4.1. Pendiente La inclinación de la rasante está determinada por la topografía del terreno, el

alineamiento horizontal, la velocidad de diseño y el presupuesto que se tiene para

la construcción de la carretera.

La pendiente gobernadora es la pendiente media que teóricamente puede darse a

la línea de subrasante para vencer un desnivel determinado, que satisfaga las

condiciones de funcionalidad de la vía.

En la tabla siguiente se muestran las pendientes máximas recomendadas por tipo

de carretera, terreno y velocidad de diseño escogida.

ICIV 200810 06


Tabla 11 - Relación entre pendiente máxima y velocidad de diseño

Vale la pena aclarar que la pendiente mínima está determinada por factores de

drenaje, por lo cual, para todos los casos debe ser igual o mayor a 0.5%.

2.1.4.2. Curvas verticales Las curvas verticales se clasifican en convexas y cóncavas, las cuales dependen del

terreno, de la pendiente de entrada y de salida.

La longitud de una curva vertical se define así

(60 = 7 ∗ 8

Donde LCV es la longitud de la curva vertical en metros, K es el un parámetro en

función de la distancia de visibilidad, y A es la diferencia entra las pendientes

(pendiente de entrada menos pendiente de salida).

2.1.4.2.1. Determinación del parámetro K El manual de diseño geométrico para carreteras plantea los valores mínimos de k

según el tipo de curva, como se aprecia en la tabla 12 para curvas convexas y en

la tabla 13 para curvas cóncavas.

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Tabla 12 - Longitud de curva vertical convexa mínima por velocidad de diseño

Tabla 13 - Longitud de curva vertical cóncava mínima por velocidad de diseño

Si en el diseño se desea que las curvas verticales cumplan con distancias de

visibilidad de parada y de adelantamiento, en curvas convexas, se pueden utilizar

los criterios de la tabla 14, mientras que en la tabla 15 se encuentran los criterios

para que las curvas cóncavas cumplan con distancia de visibilidad de parada.

Distancia de visibilidad de Parada DVP

Distancia de visibilidad de adelantamiento DVA

DVP < LCV DVP < LCV DVA < LCV DVA > LCV

Tabla 14 - Criterios para distancias de visibilidad en curvas convexas

Fuente: (TAFUR, 2007)

Distancia de visibilidad de Parada DVP

Distancia de visibilidad de adelantamiento DVA

DVP < LCV DVP < LCV DVA < LCV DVA > LCV

NO ES INDISPENSABLE

NO ES INDISPENSABLE

Tabla 15 - Criterios para distancias de visibilidad en curvas cóncavas

(TAFUR, 2007)

2.2. SEÑALIZACIÓN

La señalización vial consiste en el diseño, la ubicación y la aplicación de los

dispositivos para la regulación de la circulación vehicular, peatonal y de bicicletas,

425

2DVP

K =

A

ADVP

K

4252 −

=1000

2DVA

K =

A

ADVA

K

10002 −

=

A

A

DVPDVP

K

5.31202

+−

=DVP

DVPK

5.3120

2

+

=

ICIV 200810 06


de manera que se esta se pueda llevar a cabo en forma segura, fluida, ordenada y

cómoda.

Es función de los dispositivos para la regulación del tránsito indicar a los usuarios

las precauciones que debe tener en cuenta, las limitaciones que gobiernan el

tramo de circulación y las informaciones estrictamente necesarias, dadas las

condiciones específicas de la vía. (Ministerio de transporte, 2004)

Por medio de la señalización se indica a los usuarios de las vías la forma correcta y

segura de transitar por ellas, con el propósito de disminuir riesgos y demoras

innecesarias. (Ministerio de transporte, 2004)

El proyecto de señalización debe guardar armonía, estética y comodidad con el

diseño geométrico de las vías para ofrecer un recorrido fácil y agradable exento de

sorpresas y desorientaciones. (Ministerio de transporte, 2004)

2.2.1. HORIZONTAL

La señalización horizontal es aquella que se encuentra directamente sobre la

superficie de rodadura, o de estructuras adyacentes como bordillos, andenes y

otros dispositivos de circulación.

Las demarcaciones cumplen funciones como regular y reglamentar la circulación

de vehículos, además de complementar dispositivos de señalización vertical, como

por ejemplo, los semáforos. Como es de esperarse, esas demarcaciones también

deben cumplir normas de tamaño, configuración, colores, símbolos, diseño, y

materiales, entre otros, cuyas especificaciones se encuentran en el manual de

señalización.

Este tipo de señalización se clasifica por marcas longitudinales, transversales, de

bordillo y sardineles y de objetos.

Entre las marcas longitudinales se encuentran las líneas centrales, de borde de

pavimento, de carril y de separación de rampas de entrada o de salida;

demarcaciones de zonas de adelantamiento prohibido, de bermas pavimentadas,

de canalización, de transiciones en el ancho del pavimento, de aproximación a

obstrucciones y a pasos a nivel, de líneas de estacionamiento, de uso de carril, de

carriles exclusivos para buses, de paraderos de buses, de carriles de contraflujo y

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de flechas. Las marcas transversales comprenden demarcación de ceda el paso,

pasos peatonales, líneas antibloqueo, líneas de pare y letreros y símbolos.

Las zonas de adelantamiento en una carretera se pueden identificar gracias a las

demarcaciones de las líneas centrales, tal y como se muestra en la figura 3.

Figura 3 - Líneas centrales en carretera

Fuente: (Fondo de Prevención Vial)

2.2.2. VERTICAL

Este tipo de señalización consiste en placas fijadas en postes o estructuras

instaladas sobre la vía o adyacentes a ella, que mediante leyendas y un código de

símbolos, definido y reconocido a nivel mundial, cumplen la función de prevenir a

los usuarios sobre la existencia de peligros y su naturaleza, reglamentar las

prohibiciones o restricciones respecto del uso de las vías, así como brindar la

información necesaria para guiar a los usuarios de las mismas. Dependiendo de su

funcionalidad las señales verticales se han clasificado en tres grupos diferentes:

señales preventivas, señales reglamentarias y señales informativas.

Las señales verticales deben cumplir siempre con requisitos de estado de

conservación, entre los cuales se incluyen que las señales cumplan con todas las

especificaciones de tamaño descritas en el manual de señalización, al igual que las

letras, números y palabras utilizadas; adicionalmente se debe garantizar la

visibilidad de las señales, por lo cual siempre se deben retirar los obstáculos y las

señales deben ser elaboradas con material retrorreflectante Tipo I o superior que

cumplan con la norma NTC 4739 y con el Sistema Colorimétrico Standard; y por

último, deben cumplir con las reglamentaciones de ubicación.

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La ubicación lateral de las señales en carretera, debe realizarse al lado derecho de

la vía y deben ser perpendiculares a la proyección de la visión del conductor figura

4, para que el usuario tenga una visualización optima. La distancia de la señal

hasta el borde del pavimento debe ser estar entre 1,80 y 3,60 metros, tal y como

se ve en la figura 5, y su altura no debe ser menor de 1,80 metros medidos desde

l extremo inferior del tablero, hasta la superficie de la rodadura.

Figura 4 - Ubicación señales verticales en carretera

Fuente: (Guzman, 2005)

Figura 5 - Ubicación lateral señales verticales en carretera

Cuando la longitud es muy corta para ubicar dos señales verticales

imprescindibles, es posible ubicarlas en el mismo poste; en dado caso, la distancia

mínima dependerá de la velocidad de operación, (véase tabla 16).

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Tabla 16 - Distancia mínima para colocación de señales dobles

Los tableros de las señales verticales deben tener dimensiones específicas

dependiendo del tipo de infraestructura sobre el cual se instale. Las dimensiones

se pueden ver en la tabla 17.

Tabla 17 - Dimensiones de señales verticales

2.2.2.1. Señales Preventivas

La finalidad de las señales preventivas es advertir al usuario de la vía, de la

existencia y naturaleza de las condiciones de riesgo en la vía, ya sean

permanentes o temporales.

Las señales preventivas tienen forma de cuadrado, pero girado 45°, de manera

que parece un rombo, pero todos sus lados son de la misma longitud. Las esquinas

son redondeadas, su fondo es generalmente amarillo y la orla es negra; los colores

deben cumplir con la norma NTC-4739.

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Las señales de flecha direccional (SP-40) y el de paso a nivel (SP-54), tienen

forma diferente; y las señales preventivas de obra tienen color de fondo naranja.

Estas señales pueden ser ubicadas a distancias entre 60 y 80 metros una de la

otra, en el caso de vías urbanas arterias o de jerarquía inferior; por su parte, para

vías Urbanas principales o vías rurales, las señales deben ubicarse de acuerdo con

la velocidad de operación del sector, como se muestra en la tabla 18.

Tabla 18 - Distancias para colocación de señales

Nota: Para velocidades intermedias, se interpolan las distancias correspondientes.

Las señales preventivas con su significado y su referencia se pueden ver a

continuación en la tabla 19.

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Tabla 19 - Señales preventivas


2.2.2.2. Señales Reglamentarias

El objetivo de las señales reglamentarias es indicar a los usuarios de la vía las

limitaciones, prohibiciones y restricciones sobre el uso de esta.

Las señales reglamentarias son generalmente circulares, los colores de estas pueden

ser rojo y blanco (señales de pare, ceda el paso y no pase), negro y blanco (señales

direccionales) o, como son la mayoría de estas, orla roja, letras e imágenes negras y

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fondo blanco. Las señales que tienen una franja roja en diagonal, a 45°, simbolizan

que la acción que se muestra está prohibida. En caso que sea necesario adosar una

placa informativa, esta debe ser de fondo blanco, orlas, textos, números e imágenes

negros.

Este tipo de señales siempre debe ubicarse desde donde comienza a aplicarse la

reglamentación o prohibición.

Las señales reglamentarias con su significado y su referencia se pueden ver a

continuación en la tabla 20.

Tabla 20 - Señales reglamentarias


2.2.2.3. Señales Informativas

Las señales informativas guían al usuario de la vía suministrando información

necesaria para la identificación de localidades, destinos, direcciones, sitios de

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interés turístico, geográficos, intersecciones, cruces, distancias por recorrer y

prestación de servicios, entre otras.

Entre las señales informativas hay una gran diversidad de fines, por lo cual han

sido clasificadas así:

� De identificación: Son usadas para identificar las carreteras, según la

nomenclatura vigente. Dentro de esta clasificación se incluyen las señales SI-

01, SI-02 y SI-03.

� Postes de referencia: Indican el abscisado o sitio de referencia de la vía, a partir

de un punto determinado. Corresponde a la señal SI-04.

� De destino: Indican al usuario de la vía el nombre, la dirección y la distancia de

ubicación de las poblaciones que se encuentran en la ruta. En esta clasificación

se incluyen las señales SI-05, SI-05 A, SI-05 B, SI-05 C y SI-06.

� De Información en ruta: Indican la nomenclatura de las vías urbanas, mensajes

educativos y de seguridad y sitios de interés geográfico para los usuarios de las

vías. En este grupo se clasifican las señales SI-26, SI-27 y SI-28.

� De Información general: Identifican lugares de interés general para los usuarios

de las vías. Corresponden a las señales SI-07, SI-08, SI-09, SI-11, SI-13, SI-

14, SI-24, SI-25, SI-29 y SI-30.

� De servicios: Indican los lugares en donde se prestan servicios personales o a

los automotores. Corresponden a las señales SI-10 y SI-15 hasta SI-23.

� De información turística: Transmiten información referente a atractivos

(naturales y culturales) y facilidades turísticas. En este grupo se incluyen las

señales SI-12 y SI-31 hasta SI-50

Los aspectos de forma y color dependen de la clasificación de la señal, por lo que,

para mayor comprensión de estas, se pueden ver todas en la tabla 21.

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Tabla 21 - Señales informativas


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3. METODOLOGÍAS UTILIZADAS PARA LA RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN Y EL PROCESAMIENTO DE ESTOS.

3.1. VELOCIDAD

Las mediciones de velocidades a flujo libre se llevaron a cabo con base en las

metodologías explicadas en diferentes manuales nacionales (SECRETARÍA DE

TRÁNSITO Y TRANSPORTE. CAL Y MAYOR Y ASOCIADOS., 1998)

Las observaciones de velocidad se realizaron sobre vehículos circulantes a flujo

libre y se registraron valores de la velocidad puntual de estos vehículos por medio

de la utilización de un radar de velocidades, propiedad de la Concesión Sabana de

Occidente S.A.

El radar utilizado es un radar tipo pistola portátil que necesita estar conectado a la

fuente de 12 voltios, como la de cualquier vehículo. La referencia es Kustom HR-

12.

Figura 6 - Radar de velocidades utilizado

(KUSTOM SIGNALS, INC., 2008)

Se realizaron mediciones sobre las velocidades puntuales de vehículos a flujo libre

en el punto medio, o en el punto más cercano posible al punto medio de la curva

horizontal. Cabe aclarar que por las limitaciones del equipo, el cual debía estar

conectado a un vehículo en todo momento, no siempre la ubicación de este podía

ser la mejor, pues si la curva no tenía el espacio suficiente al lado, ya sea en

forma de berma, cuneta o incluso un terreno contiguo, el vehículo del radar podía

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interferir con la sensación de confianza de los conductores en la vía y llevarlos a

tomar precauciones disminuyendo su velocidad; por esto, aunque el radar no se

encontrara en la mitad de la curva, siempre se tomaron las medidas con el radar

apuntando al punto medio de la misma, y de manera tal que el ángulo entre en

sentido de circulación del vehículo, y el radar fuera el menor posible.

Es importante destacar que en la toma de datos solo se realizaron anotaciones

sobre vehículos que cumplían con las siguientes características: debían ser

vehículos livianos, que viajan sin ser condicionados por algún problema con su

auto o por ningún otro vehículo, lo que significa que vehículos que hicieran parte

de una caravana o estuviesen detrás de vehículos pesados no fueron tenidos en

cuenta, en las mediciones; adicionalmente los vehículos que bajaron su velocidad

por haber detectado el radar, tampoco fueron tenidos en cuenta, puesto que no se

considera que circulen a flujo libre.

Las observaciones siempre se realizaron bajo condiciones climáticas ideales, es

decir, sin lluvia, con pavimento seco y con condiciones de visibilidad ideales, entre

8:30 de la mañana, y 5:00 de la tarde.

Para contar con una confiabilidad del 95.5% se debían registrar al menos 64

valores de velocidad, lo cual fue superado en todos los casos.

Estos procedimientos se llevaron a cabo en la ruta nacional 50, entre K38+000 y

K47+000, según el abcisado de la concesión Sabana de Occidente y el de los

planos de construcción, en donde se encontraron 26 curvas horizontales (curvas 5

a 30, según planos de construcción), y 12 curvas verticales en el mismo tramo.

Los datos obtenidos fueron procesados en Excel, donde se organizaron por curva y

siempre fueron debidamente identificados, con ubicación, fecha, hora de comienzo

y de finalización y día. Aquí se presenta un caso tipo para mostrar cómo se realizo

el análisis por curva:

Tabla 22 - Formato de identificación para toma y procesamiento de datos

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Los datos se discriminaban por sentido de la vía medido, es decir, El Vino – La

Vega o La Vega – El Vino, y posteriormente con las mediciones obtenidas por

curva se realizaron conteos en intervalos de amplitud igual a 5KPH, y se registró

en una tabla como la siguiente:

Tabla 23 – Agrupación de velocidades por clase y porcentajes por clase

Con base en la tabla 23 se construyó un histograma de velocidades puntuales,

como el mostrado en la grafica 1.

Grafica 1 - Histograma de velocidades puntuales

0

5

10

15

20

25

42,5 47,5 52,5 57,5 62,5 67,5 72,5 77,5

HISTOGRAMA VELOCIDADES PUNTUALESCurva 15: El Vino - La Vega

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Y posteriormente se realizo una grafica de la distribución acumulativa de las

velocidades puntuales medidas:

Grafica 2 - Distribución acumulativa de velocidades puntuales

Por último, con base en los datos registrados se utiliza la función Percentile en

Excel para encontrar el percentil 851 de la distribución, el cual corresponde a la

velocidad de operación de la curva en estudio, en este caso la curva 15.

3.2. DISTANCIAS DE ADELANTAMIENTO

La verificación de distancias de adelantamiento se debió realizar sobre los planos

planta-perfil de la vía, debido a la facilidad del procedimiento, ya que para la

realización del mismo en campo se requería el cerramiento de la vía por parte de

la policía de carreteras y la colaboración de varias personas.

Para llevar a cabo esta verificación fue necesario realizar el dibujo de la calzada en

los planos, al igual que demarcaciones laterales que mostraran el ancho de la

1 Ver definición de velocidad de operación, y revisar Manual de Diseño Geométrico de Carreteras, INVIAS 1998.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

40 45 50 55 60 65 70 75 80 85

Porc

enta

je a

cum

ula

do

Velocidad [KPH]

DISTRIBUCIÓN ACUMULATIVA DE VELOCIDADES PUNTUALES Curva 15: El Vino - La Vega

Percentil 85

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berma, la cuneta y el talud, en ambos lados. Adicionalmente se realizaron

plantillas para la distancia de visibilidad de adelantamiento, la cual es de 250

metros, y para la distancia de visibilidad de parada, la cual varía por curva de

acuerdo con la ecuación que la define en términos de la velocidad de operación de

la curva2.

Por su parte, las plantillas de distancia de visibilidad de parada eran diferentes

para cada una de las curvas, puesto que esta depende de la velocidad de

operación y de la pendiente longitudinal de la vía.

Con las plantillas fue posible evaluar todo el tramo y determinar las zonas de

adelantamiento permitido; sin embargo, en todos los casos se recurrió a fotos para

confirmar que bajo las condiciones actuales de la carretera era posible permitir

adelantamiento.

3.3. INVENTARIO VIAL

Para la realización del inventario vial es necesario definir qué clase de elementos

se desean analizar, en este caso era necesario conocer el estado de la señalización

vertical y horizontal para realizar el diagnostico sobre estos puntos que se

requerían tener en cuenta para proponer mejoras en caso de necesitarlas.

El inventario se realizó utilizando el odómetro de un automóvil, para identificar la

ubicación de los elementos a referenciar, como las señales verticales y los tipos de

línea de demarcación.

Aunque se realizó un inventario propio del tramo en estudio, la concesión posee

uno propio que proporcionó para este estudio, y aunque son bastante similares, se

decidió trabajar con el proporcionado por la concesión puesto que se presume que

tiene abscisas más precisas.

2 Se aplico la metodología vigente, ver (INVIAS. MINISTERIO DE TRANPORTE., 1998)

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4. DIAGNOSTICO BASADO EN DATOS DEL DISEÑO GEOMÉTRICO INICIAL Y EN MEDICIONES REALIZADAS EN CAMPO DE LA RUTA NACIONAL 50 EN EL TRAMO COMPRENDIDO ENTRE EL K 38+000 Y K 47+600, ALTO DEL VINO HASTA LA ENTRADA A SAN FRANCISCO DEL DEPARTAMENTO DE CUNDINAMARCA

Para llevar a cabo el planteamiento metodológico de mejoramiento, fue necesario

realizar un trabajo de este tipo en un tramo determinado, para desarrollar las

diferentes fases y realizar una retroalimentación de una experiencia particular.

El tramo escogido para el desarrollo del estudio está ubicado en el departamento

de Cundinamarca y hace parte de la red de carreteras nacionales, específicamente

de la Ruta Nacional 50, conocida también como la vía Bogotá - Medellín; entre los

kilómetros K38+000 y K47+600, medido desde la salida de Bogotá.

El tramo tiene una longitud de 9 kilómetros, hace parte de la vía concesionada a

cargo de la Concesión Sabana de Occidente S.A., y es el sector más crítico entre

los municipios de El Alto Del Vino y La Vega.

En la figura 7 se puede apreciar la ubicación exacta del tramo estudiado dentro del

departamento de Cundinamarca, y también se puede ver un acercamiento con el

uso de la imagen satelital de Google earth a la vía, en la cual se identifica el tramo

con una línea roja punteada.

Para quienes transiten la vía, el tramo es fácilmente identificable, comienza

después de que se acaba el carril de ascenso (justo después de la virgen), y

termina en la entrada al municipio de San Francisco, transitando en sentido Bogotá

Medellín.

ICIV 200810 06


Figura 7 - Mapa de localización: tramo en estudio

ICIV 200810 06


Para realizar una evaluación de señalización y demarcación en una vía, es

necesario realizar un diagnostico de esta, de tal manera que puedan medirse de

manera cualitativa y cuantitativa los factores que potencialmente puedan

ocasionar riesgo de accidentes; esto se logra haciendo un análisis de la carretera y

determinando las deficiencias en diseño geométrico existente, al igual que las

deficiencias en cuanto a los elementos asociados con la seguridad vial.

Para realizar el diagnostico del diseño de una vía es necesario recurrir a los planos

de la misma, y visitas a campo, de manera que con base en datos de velocidad de

diseño se evalúen los diferentes elementos de trazado, como los radios de las

curvas, los peraltes, el ancho por carril y la pendiente de la misma, entre otras.

En cuanto a la evaluación de las condiciones actuales de operación se deben

realizar recopilaciones de datos en campo, tales como inventarios de los elementos

de señalización vertical y horizontal y de seguridad vial, tales como barreras o

muros; y estudios de velocidad en curvas y distancias de parada y visibilidad.

En el tramo en estudio hay un total de 26 curvas horizontales, cuyos parámetros

fueron recuperados de los planos de construcción y se muestran en la siguiente

tabla:

ICIV 200810 06


Tabla 24 - Inventario de curvas, realizado con base en los planos de diseño geométrico hechos por Ingetec S.A en 1982, de la ruta nacional 50.

En la revisión de los diferentes elementos del alineamiento horizontal se calcularon

las velocidades específicas y la distancia de visibilidad de parada por curva; y a

partir de los datos obtenidos en campo, y como se explico anteriormente, se

ICIV 200810 06


calculo la velocidad de operación en cada curva horizontal. Los resultados se

resumen en la tabla a continuación.

Tabla 25 - Velocidad específica, y DVP por curva, deducido a partir de los planos de diseño, y velocidad de operación hallada con base en mediciones de campo.

Similarmente se verificaron las entretangencias a lo largo de la vía, cuyos

resultados se encuentran en la tabla 26, donde se evidencia que el 68% de las

entretangencias no permiten la distancia de visibilidad de adelantamiento, cuando

los vehículos circulan a la velocidad de diseño.

ICIV 200810 06


También se realizaron verificaciones

de las zonas de adelantamiento

actuales, las cuales se han

identificado por medio de los

inventarios realizados en la vía, tanto

propios, como de la Concesión

Sabana de Occidente S.A. y con base

en las mediciones sobre planos de

distancias de visibilidad de parada y

de adelantamiento.

De acuerdo con las verificaciones, se

puede mencionar la señalización

horizontal en la vía, en donde se

encuentran zonas de adelantamiento

permitido donde no se cumple con

distancia de visibilidad de

adelantamiento mínima a la velocidad

de diseño de 50KPH, la cual es mucho

menor que la de operación en esas

zonas; adicionalmente las curvas no

cumplen con distancia de visibilidad

de parada mínima, lo cual genera

riesgos mucho mayores.

Tabla 26 - Entretangencias y variación en velocidad específica de curvas sucesivas

Con base en la tabla 26, se realiza la grafica 3, en donde se puede apreciar

claramente los diferentes aspectos a analizar de la misma.

Teniendo en cuenta que la velocidad de diseño de la vía es de 50 KPH, entonces se

toman distancias de entretangencias de 5 segundos de recorrido entre curvas, por

lo que la entretangencia mínima es igual a 69.45 metros, la cual se referencia en

la grafica en morado, y la DVA a velocidad de diseño es de 250 metros, en fucsia.

ICIV 200810 06


Grafica 3 - Entretangencias en terreno

En el eje x se encuentran las abscisas del punto medio de las entretangencias; las

entretangencias se muestran en barras verdes.

Observando la grafica es fácil notar que todas las entretangencias son mayores a

la entretangencia mínima, también se ve que tan solo 8 de las 25 entretangencias

en el tramo son mayores a 250 metros, es decir, el 32% de las entretangencias se

encuentran en un rango adecuado para que se pueda presentar adelantamiento,

siempre y cuando también se cumpla con los requerimientos adicionales del

alineamiento vertical.

0

100

200

300

400

500

600

700

38

56

2

38

95

8

39

32

6

39

64

0

39

99

4

40

32

1

40

55

6

40

84

5

41

24

2

41

48

2

41

83

8

42

40

6

42

94

0

43

18

4

43

55

4

44

06

0

44

33

7

44

55

2

44

78

5

45

07

4

45

45

7

45

82

4

46

03

7

46

24

8

46

52

6

Longitud [m]

Abscisas [m]

Entretangencia real Entretangencia Mínima DVA a 50KPH

ICIV 200810 06


Así mismo se identifico una zona en particular donde el radio de la curva es

pequeño y el sobreancho es demasiado grande, que se permiten adelantamientos

en la curva sin salirse del carril, como se aprecia en la figura 8.

Figura 8 - Fotografías: adelantamiento en curva con sobreancho demasiado grande

Por su parte, los elementos de señalización vertical no se consideran suficientes, y

en muchos casos se encuentran en mal estado y ocultos por obstáculos, como se

puede observar en la figura 9, lo que dificulta a los conductores la circulación

segura por la vía, pues no en todos los casos existen las advertencias necesarias

para los usuarios. Las señales verticales tampoco cumplen con las especificaciones

necesarias en este tipo de vía, en cuanto a tipo de retroreflectívo, y muchas curvas

donde se evidencia la necesidad de delineadores de curva, no se encuentran.

Figura 9 - Fotografías: señal horizontal obstaculizada

ICIV 200810 06


En cuanto al alineamiento vertical se encontraron 12 curvas, cuyos elementos y

cálculos para verificar si las longitudes de las curvas cumplían con distancias de

visibilidad de parada y de adelantamiento se muestran en la tabla 27.

Se encontró que el 70% de curvas verticales cumplen con la distancias de

visibilidad de parada, excepto una, al igual que la distancia de visibilidad de

adelantamiento, sin embargo estas curvas se encuentran en zonas donde no es

posible permitir el adelantamiento por otros parámetros en el alineamiento

horizontal.

En la verificación del parámetro K en las curvas verticales, se encontró que la

diferencia de pendientes “A” en algunos casos con valor absoluto menor o igual a

2.0, y por esto el parámetro K obtenido es negativo bajo las dos condiciones, por

tanto, en esos sectores, no requería curva vertical, sin embargo en el diseño se

adopto una longitud de curva mayor a la mínima, la cual es de 80 metros, y

cumple con el manual de diseño de carreteras.

En general, las curvas verticales tienen longitudes mayores a las mínimas

establecidas por el manual, lo cual genera comodidad y seguridad para los

usuarios de la vía.

ICIV 200810 06

MARTHA C. CÁCERES

4433

Tab

la 27 - Inve

ntario y verificac

iones

en curvas

vertica

les

ICIV 200810 06


Con la finalidad de realizar un análisis a la información calculada y obtenida en los

planos, se plantean los siguientes escenarios:

Escenario 1:

Análisis de velocidad específica, de operación y de diseño

Grafica 4 - Velocidades específica, de operación y de diseño por curva

La grafica 4 muestra la velocidad específica de las curvas estudiadas, las cuales se

representan por las barras; la línea morada muestra la velocidad de diseño de la

vía, la cual es de 50KPH, y la línea verde muestra la velocidad a la cual están

operando los vehículos al transitar por dichas curvas. Las velocidades se

encuentran en kilómetros por hora, y en el eje x se encuentran las abscisas del

punto medio de cada curva.

Es adecuado precisar que 3 de las 26 curvas tienen una velocidad especifica por

debajo de la velocidad de diseño de la vía, entre un 4 y 6 %, lo cual sugiere que se

debió a características del terreno y como los radios son ligeramente menores a 80

metros, no significan un problema de mayores dimensiones, toda vez que esta

deficiencia ha sido atendida con la implementación de sobreancho.

0

20

40

60

80

100

120

38

29

7

38

77

6

39

13

4

39

50

8

39

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40

15

0

40

44

2

40

69

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41

07

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41

31

4

41

65

5

42

04

0

42

80

1

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2

43

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43

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2

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8

44

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44

88

9

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26

5

45

67

3

45

93

0

46

15

4

46

33

6

46

75

6

Velocidad

[KPH

]

Abscisas [m]

Velocidad específica Velocidad de operación Velocidad de diseño

ICIV 200810 06


Por otra parte, el manual de diseño geométrico contempla una diferencia máxima

de 30 KPH entre la velocidad de diseño y las velocidades específicas, lo que

claramente no se cumple, pues en el 23% de los casos las velocidades específicas

superan los 80KPH, e incluso en 2 de las 26 curvas, las velocidades específicas

doblan la velocidad de diseño.

Para todos los casos, la velocidad de operación de la vía se encuentra por encima

de la velocidad de diseño; adicionalmente, es fácil ver que a pesar que en la vía se

ha definido la velocidad de diseño en 50KPH, esto no se considero restrictivamente

para realizar el alineamiento horizontal, por el contrario, en la vía se presta para

un rango amplio en las velocidades de operación de los vehículos, porque los

radios de las curvas responden a velocidades específicas que van desde 47 hasta

109KPH.

Se presenta un evento particular, pues la velocidad de operación siempre es

mayor para curvas con velocidad específica de 70KPH e inferiores, mientras que en

las curvas de velocidad específica superior a 80KPH la velocidad de operación

siempre es inferior, y existe un fenómeno especial alrededor de los 76KPH, pues la

velocidad de operación y específica coinciden.

Debe prestarse atención a este comportamiento, ya que en las zonas donde los

vehículos deberían ser conservadores porque el alineamiento horizontal presenta

restricciones con radios menores a 120 metros, los conductores conducen a

velocidades mucho mayores, las cuales son definitivamente inseguras e incomodas

para la circulación por estos tramos, y en cambio, en las zonas que podrían

circular a velocidades mayores, son conservadores.

Una posible explicación para este tipo de comportamiento se podría adjudicar a la

heterogeneidad de las velocidades específicas en la vía, sin embargo, se evidencia

la necesidad de tomar precauciones en las zonas de velocidad específica menor a

70KPH, puesto que de acuerdo a esta grafica son las zonas con mayor riesgo de

accidentes.

De la misma manera, en la grafica 5 se evidencia gran diversidad de radios a lo

largo de la misma, donde se encuentran radios muy superiores a 80 metros, que

es el radio correspondiente a la velocidad de diseño.

ICIV 200810 06


La grafica 5 presenta en el eje x las abscisas del punto medio de las curvas, cuyo

radio se representa con las barras en metros, y la velocidad de operación de las

curvas se representa, con la línea verde, en kilómetros por hora.

Grafica 5 - Radio y velocidad de operación por curva

0

50

100

150

200

250

300

350

400

38

29

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45

38

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45

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05

39

50

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75

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40

40

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0

41

07

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31

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41

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42

03

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45

42

80

0,7

45

43

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43

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80

43

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25

44

24

1,9

45

44

45

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44

66

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50

44

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45

26

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67

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30

45

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0,2

40

46

15

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25

46

33

6,0

20

46

75

5,6

15

Abscisas [m]

Radio Velocidad de operación

ICIV 200810 06


Escenario 2:

Cambio de velocidad específica en curvas sucesivas

Grafica 6 - Variación de velocidad específica en curvas sucesivas

Las barras muestran la diferencia en la velocidad específica de curvas sucesivas, y

la línea naranja es la variación máxima admisible en velocidad específica entre

curvas consecutivas, según el manual de diseño geométrico de carreteras de 1998.

Se resalta la variabilidad en las velocidades específicas por curva, pues en el 52%

de los casos las diferencias son superiores a 20KPH, que es el valor máximo

permitido en el manual de diseño de carreteras, lo cual es un factor que

incrementa el riesgo de accidentalidad, pues esto implica que los radios entre

curvas sucesivas están diseñados para velocidades que difieren una de la otra

hasta en 55KPH, siendo absolutamente inapropiado y muy peligroso,

especialmente cuando el conductor no es conocedor de la vía y aumenta la

velocidad del vehículo confiadamente, teniendo que disminuirla de manera

abrupta. Este es uno de los casos más representativos para mostrar la necesidad

de un manejo de señalización adecuada.

Vale la pena aclarar que el manual de diseño de carreteras de 1998 contempla una

variación en la velocidad de diseño de 20 KPH siempre y cuando cada velocidad de

00

10

20

30

40

50

60

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

Cambio velocidad específica en curvas sucesivas

Cambio máximo de velocidad especifica entre curvas sucesivas

ICIV 200810 06


diseño se conserve por no menos de 2 kilómetros, lo cual evidentemente no ocurre

en esta vía.

Escenario 3:

Velocidad de operación Vs. peralte

Grafica 7 - Relación de peralte izq. - radio y Velocidad de operación - radio

Las graficas 7 y 8 muestran la relación peralte-radio y velocidad de operación-

radio de las 26 curvas horizontales estudiadas, además de esto cada serie de

datos tienen una regresión potencial para ver si el comportamiento es similar al

establecido en el manual de diseño geométrico de carreteras colombiano,

representados por las líneas continuas, de acuerdo con las convenciones de las

graficas.

Por su parte, la relación entre el peralte, tanto izquierdo como derecho, y el radio

se aprecia que, en general, los peraltes de las curvas son inferiores a los que son

sugeridos para las carreteras colombianas, e incluso, las regresiones potenciales

de los datos muestran que la potencia es negativa, no positiva como debería ser;

R² = 0,7777

R² = 0,7459

30

50

70

90

110

130

150

170

190

0%

1%

2%

3%

4%

5%

6%

7%

8%

9%

10%

10 100 1000Peralte izquierdo Peralte-Radio

Velocidad Velocidad-Radio

Potencial (Velocidad) Potencial (Peralte izquierdo)

ICIV 200810 06


esto significa que el grado de comodidad de los conductores es bajo, aumentando

también el riesgo de accidentes.

En cuanto a la velocidad de operación es posible confirmar lo que se planteo

anteriormente, la velocidad de operación es superior a la velocidad especifica en

las curvas de radios de 200 metros o inferiores, mientras que los vehículos circulan

con una velocidad menor a la especifica cuando transitan por curvas de radios

superiores a 200 metros. Este grafica también nos permite observar que a un

mismo radio de curva se pueden encontrar dos velocidades de operación bastante

diferentes, lo que sugiere que la velocidad de operación de una curva se ve

condicionado por las curvas antecesoras y predecesoras, y el efecto se evidencia

de mayor manera cuando las entretangencias son de corta longitud.

Con base en los análisis anteriores es posible afirmar que la vía no proporciona la

comodidad adecuada, principalmente en las curvas de radios inferiores a 200

metros, en donde se presentan velocidades de operación superiores a las

específicas, sumadas a peraltes inferiores a los recomendados, propiciando así un

deslizamiento lateral del vehículo al transitar por dichas curvas, producido por la

aceleración centrípeta, lo cual puede ser especialmente peligroso con el pavimento

húmedo.

Grafica 8 - Relación de peralte der. - radio y Velocidad de operación - radio

R² = 0,7095

R² = 0,7777

30

50

70

90

110

130

150

170

190

0%

1%

2%

3%

4%

5%

6%

7%

8%

9%

10%

10 100 1000Peralte derecho Peralte-Radio

Velocidad-Radio Velocidad

Potencial (Peralte derecho) Potencial (Velocidad)

ICIV 200810 06


Una vista global de la situación muestra el panorama de una vía con velocidad de

diseño de 50KPH y velocidades específicas en curva que no concuerdan con esta,

es más, en algunos casos se encuentran curvas de radios muy superiores a 80

metros (correspondiente a 50KPH), y aun peor, las velocidades especificas entre

curvas sucesivas difieren hasta en 55KPH, induciendo un alto grado de

heterogeneidad a la vía; si también se tiene en cuenta el hecho de que la vía no

tiene los peraltes recomendados, sino menores, y se sabe que en toda curva de

radio inferior a 200 metros los vehículos circulan a velocidades mayores a las

específicas, es claro que este tramo de vía requiere intervención para mejorar el

tránsito por la misma, y si bien no es posible hablar del mejoramiento inmediato

de la vía, sí es posible advertir a los usuarios de las condiciones de esta, de

manera que disminuyan sustancialmente los riesgos de accidentalidad, que son

propios a esta.

Evaluación de escenarios

Por otra parte, y de acuerdo con el análisis de los escenarios 1 y 2, se ha

considerado pertinente plantear un parámetro que muestre la conveniencia o

inconveniencia de permitir el adelantamiento en zonas que cumplan con los

requerimientos de longitudes de visibilidad, puesto que como se ha podido

observar, existen otros elementos que pueden incluirse en el análisis, tales como

las velocidades de operación y especifica, aportando seguridad y minimizando los

riesgos de accidentes.

Encontrando el cociente entre la velocidad específica y la velocidad de operación,

es posible saber que tan rápido circulan los vehículos, en proporción a la velocidad

especifica. Para este trabajo se considera admisible una velocidad de operación

superior a la velocidad específica hasta en 15%, y menor hasta en 30%, lo que

significa que el cociente debe encontrarse en un rango desde 1.43, hasta 0.87.

Restando dicho cociente entre curvas sucesivas se obtiene un parámetro que

muestra la variación de este en las zonas potenciales para permitir

adelantamiento, como se quiere que no se presente adelantamiento en una zona

con alto grado de heterogeneidad, se espera que la diferencia en el cociente de

ICIV 200810 06


velocidades no sea superior a 0.3, y que adicionalmente la diferencia entre

velocidad especifica en las curvas sucesivas de la zona en estudio no sea mayor a

20KPH.

Bajo estas condiciones se postula el parámetro para zonas de adelantamiento

asociado a velocidad especifica y de operación (ZA) como variable muda, de

manera que sea 1 si se presentan las siguientes tres condiciones, y 0 de lo

contrario:

1. El cambio de velocidad específica en las curvas consecutivas que delimitan

la zona propuesta para adelantamiento NO debe ser superior a 20KPH.

2. Los cocientes de velocidad de las curvas que delimitan la zona deben

encontrarse en el rango admisible, es decir, 0.87 ≤ 0;<=;>.?.>3 0@=;A3>.ó/C ≤ 1.43.

3. La diferencia, en valor absoluto, entre los cocientes de velocidad de curvas

sucesivas debe ser menor a 0.3.

Se plantea el uso de este parámetro ZA en las zonas que cumplan con los

requisitos expuestos en las normativas vigentes, en este caso el Manual de diseño

geométrico de carreteras de 1998, de manera que siempre y cuando se presenten

las distancias mínimas de visibilidad.

ICIV 200810 06


5. PROPUESTA DE SEÑALIZACIÓN HORIZONTAL

Con base en los escenarios estudiados en el capítulo 4, se realiza una propuesta de

demarcación, la cual responde al análisis de distancias de visibilidad de parada y

adelantamiento a lo largo del tramo seleccionado, a velocidad de diseño de 50KPH,

por lo cual el usuario que supere los límites de velocidad establecidos en la vía

debe tener en cuenta que los adelantamientos los hace a riesgo propio, pues esta

propuesta se ajusta a condiciones ideales de uso de la vía.

En la tabla 28 se presenta la propuesta basada en la normativa actual, en donde

se contemplan 8 zonas de adelantamiento para los dos sentidos de circulación, lo

que en total abarca 2647 metros de longitud, es decir, un 29.41% de la vía da la

oportunidad al usuario de realizar adelantamientos. Para el análisis de zonas de

permitido adelantar se dividió en los primeros 5km y los 4km restantes obteniendo

un 33.4 y un 25.7% de longitud donde es permitido el adelantamiento, lo cual

cumple con la longitud mínima, la cual es de 20% para una velocidad de 50KPH.

Adicionalmente al análisis regular planteado en el Manual de Diseño Geométrico de

Carreteras (1998), se opto por utilizar el parámetro para estudio de zonas de

adelantamiento (ZA) propuesto anteriormente.

La tabla 29 presenta la propuesta de señalización con utilización del parámetro

presentado, la cual es mucho mas conservadora al tener en cuenta la

característica geométrica de la vía y las condiciones actuales de operación, donde

las zonas de adelantamiento permitido se reducen a 2, con un 5.74 y 7.50% de

zonas de adelantamiento, con lo cual no se cumpliría con el porcentaje mínimo

expresado en la norma.

ICIV 200810 06


Tabla 28 - Propuesta de señalización horizontal.

ICIV 200810 06


Tabla 29 - Propuesta de señalización horizontal con el uso del parámetro ZA

ICIV 200810 06


6. PLANTEAMIENTO METODOLÓGICO PARA LA REVISIÓN, IDENTIFICACIÓN Y SOLUCIÓN DE LA DEMARCACIÓN DE ZONAS CON DEFICIENCIAS EN

OPERACIÓN Y SEGURIDAD ASOCIADAS AL DISEÑO.

En primer lugar se debe definir la vía o tramo que se desea estudiar, y una vez

esta definido el tramo y las razones por las cuales se desea realizar el estudio, se

debe proseguir a la fase de recolección de información, para la cual se debe

recurrir a dos fuentes, los planos planta-perfil de la vía, ya sean de diseño o por

levantamiento topográfico, y directamente al terreno.

En los plano de la vía se encuentran datos de los diferentes elementos de la

misma, los cuales deben ser organizados en una tabla que resuma los principales

elementos de las curvas horizontales, y verticales.

El trabajo en campo se divide en dos, en primer lugar se debe realizar un

inventario vial en donde se encuentren elementos de señalización vertical y líneas

de demarcación; y por otra parte deben hacerse observaciones de las velocidades

a flujo libre de los vehículos livianos por curva. La metodología para realizar estas

mediciones se explicó anteriormente.

Una vez se completa la fase de recolección de datos, estos deben procesarse de la

manera correspondiente, esta fase se llamara, fase de procesamiento de

información. Las velocidades registradas deben procesarse, como se explicó en la

metodología, para encontrar la velocidad de operación de cada curva, además

debe encontrarse las velocidades específicas por curva, de acuerdo con la ecuación

de radio en función de la velocidad. También se deben realizar mediciones sobre

los planos en planta para determinar las zonas donde hay distancias de visibilidad

de parada y de adelantamiento, y así mismo definir las zonas tentativas de

adelantamiento permitido, por sentido; y en el plano de perfil se debe verificar que

si existen curvas verticales en las zonas anteriormente definidas, estas cumplan

también con distancias de visibilidad de parada, si es curva cóncava, y de

adelantamiento y de parada, si es una curva convexa. En cuanto a las curvas

verticales, se toma la tabla de resumen de parámetros realizada con base en los

planos, y se realiza la verificación de las mismas, reproduciendo los cálculos

ICIV 200810 06


necesarios para encontrar las longitudes mínimas para cumplir con distancias de

visibilidad de parada y de adelantamiento.

Para la fase de evaluación y diagnostico se recurre a los datos procesados y se

realizan las verificaciones adecuadas según los datos.

Por su parte, con base en las zonas de adelantamiento permitido que se

definieron, y con el inventario realizado, es posible diagnosticar el estado de la

señalización horizontal del tramo en estudio, y determinar si hay zonas donde se

permite adelantar, las cuales no cumplen con los criterios. Además se debe

determinar qué porcentaje de la vía permite adelantamiento, para verificar si

cumple con la normatividad vigente.

Teniendo los valores de velocidad de operación y específica, y conjuntamente con

las tablas de los elementos de curvas horizontales realizar verificaciones de

velocidades específicas versus velocidad de diseño, velocidades de operación

versus velocidades específicas y velocidad de diseño, variaciones en velocidad

específica de curvas sucesivas, entretangencias, y relaciones peralte-radio y

velocidad-radio.

Para la revisión de curvas verticales se verifica si las curvas cumplen o no con la

longitud mínima, de acuerdo con las normas vigentes.

Por último, en la fase de mejoramiento se deben realizar los correctivos necesarios

y más adecuados en relación a los puntos que se encontraron con falencias. Pero si

bien se encuentran problemas de diseño, a lo cual no se puede proponer un nuevo

diseño, en la mayoría de los casos, se debe realizar una intervención a nivel de

señalización, realizando la correcta demarcación vial, e instalando las señales

verticales necesarias para prevenir e informar al usuario de la vía de las

condiciones de la misma y reglamentar su tránsito por esta. Los criterios para

realizar la señalización vertical deben responder a la configuración de cada vía en

particular, por lo cual no se presenta ningún criterio general.

ICIV 200810 06

MARTHA C. CÁCERES

5577

Pro

pues

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Propuesta de correctivos y mejoramientos necesarios en la vía

ICIV 200810 06


7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

7.1. TRAMO EN ESTUDIO

� En el 23% de los casos, las velocidades específicas de las curvas superan a

la velocidad de diseño en más de 30KPH, valor máximo permitido vigente.

� La variación de velocidad específica en curvas consecutivas no debe ser

mayor a 20KPH, que es el límite máximo permitido, y esto no se cumple en

un 52% de curvas.

� Más del 70% de las curvas tienen inclinaciones de peralte inferiores a las

recomendadas para carreteras colombianas.

� Las velocidades de operación son superiores, en todos los casos, a la

velocidad de diseño de la vía.

� Tan solo 2 de las 26 curvas horizontales cumplen con distancia de visibilidad

de parada.

� Todas las curvas horizontales son circulares y no tienen curvas de

transición, lo cual tiene impacto negativo en el grado de comodidad de la

vía.

� Los vehículos transitan por la vía operando de la manera peligrosa; siempre

transitan a velocidades de operación mayores a la específica para

Velocidades específicas inferiores a 75KPH y viceversa para velocidades

mayores a esta.

� Las longitudes de las curvas verticales cumplen con distancia de visibilidad

de parada y adelantamiento, a excepción de 2.

ICIV 200810 06


� Se encontró que se permite el adelantamiento, de acuerdo con la

demarcación existente, en zonas donde no se cumple con las distancias de

visibilidad adelantamiento.

� En el 29.4% de la longitud de la vía se permite la maniobra de

adelantamiento, puesto que cumple con distancia de visibilidad de parada y

de adelantamiento.

� La realización de limpieza en algunos taludes, puede mejorar

significativamente las condiciones de seguridad de la vía, puesto que los

usuarios tendrán distancias de visibilidad mayores.

� Se considera que realizar una demarcación de transición en el ancho de

pavimento en la curva número 9, donde se presenta un sobreancho

demasiado grande, podría tener implicaciones positivas en cuanto a

seguridad.

7.2. GENERALES

� Se concluye que la velocidad de operación de una curva se ve condicionada

por el radio de las curvas antecesoras y predecesoras.

� Se propone la ubicación de tachas de color rojo en las últimas tres líneas

discontinuas antes de terminar la zona de permitido adelantar, en uno o en

ambos sentidos, de manera que se le advierta al usuario de la vía que esta

próxima a terminar la longitud de adelantamiento en su sentido de

circulación.

Figura 10 - Propuesta de señalización para donde terminan las zonas de adelantamiento

ICIV 200810 06


� Los manuales de diseño de carreteras se deberían realizar con proyecciones

más amplias y teniendo en cuenta los avances en el sector automotriz,

puesto que la evolución en este sector es más rápida que la del sector de

infraestructura vial.

� Se propone un planteamiento metodológico para la revisión de demarcación

de vías con especificaciones de diseño anteriores a las vigentes.

� Se plantea la posibilidad de utilizar el parámetro definido como ZA, para el

análisis de tramos que permitan la maniobra de adelantamiento, de acuerdo

con el Manual de diseño geométrico de carreteras de 1998.

� Para futuros estudios se propone realizar una calibración del parámetro ZA,

teniendo en cuenta datos sobre accidentalidad.

� Se deja abierta para investigación la posibilidad de mirar cómo influye la

pendiente en las zonas de adelantamiento, y si debería ser de mayor

longitud las zonas de adelantamiento permitido para el carril de descenso.

� Se propone para próximos estudios la inclusión de elementos del estado del

pavimento y de estabilidad de taludes para la evaluación y el mejoramiento

de la vía.

ICIV 200810 06


8. LIMITACIONES DEL PROYECTO

En este trabajo se plantea una metodología para llevar a cabo la revisión de los

diferentes elementos en una vía diseñada con base en normativas anteriores a las

vigentes, de manera que se puedan identificar las deficiencias de la vía, y se

trabaje en la mejora de dichas falencias; lo cual es aplicable a toda cualquier vía

pavimentada.

También se plantea un parámetro para zonas de adelantamiento asociado a

velocidades de operación y especifica, el cual responde a los estudios realizados

para este trabajo, por lo cual este parámetro no se puede utilizar

generalizadamente en todas las vías, y los criterios, en especias en 2 y 3, deben

ser ajustados para cada vía, y puede ser calibrado con datos de accidentalidad. Por

esto se considera que el parámetro definido en este trabajo se ve limitado al tramo

en estudio, pues para alcanzar criterios generalizables deben realizarse muchos

estudios de este tipo, e incluso algunos que involucren accidentalidad.

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9. COMENTARIOS SOBRE EL DESARROLLO DEL PROYECTO

Para la recolección de datos lo principal era definir qué vía iba a ser analizada, por

lo cual se recurrió a diferentes concesiones en las cuales eran susceptibles a

realizar este estudio debido a que eran vías de primer orden con especificaciones

de diseño anteriores a las vigentes.

Se encontró apoyo e interés por parte de la Concesión Sabana de Occidente S.A.,

la cual había quedado con un nuevo tramo de concesión, por lo cual mostro

empatía con el desarrollo del estudio, ya que ellos lo pueden tomar como elemento

de análisis para implementar mejoras en tramo estudiado y tener parámetros que

ayuden a la operación de la vía.

La concesión también colaboro con este estudio de manera activa, pues ellos

aportaron los inventarios viales que habían realizado de este tramo, al igual que

facilitaron el radar de velocidades siempre que fue necesario, y en todo momento

estuvieron atentos a cualquier inconveniente o ayuda que se necesitara mientras

se tomaban las mediciones de campo.

A pesar de que la concesión siempre estuvo muy interesada en ayudar, ellos no

tenían los planos planta-perfil del nuevo tramo, lo que generaba un gran

impedimento para el desarrollo de este trabajo, por lo cual se debió recurrir a

diferentes fuentes, entre las cuales se encuentra el archivo de INVIAS, donde no

se encontró copia de los planos, pues se encontraban prestados y no se sabía a

quién ni cuando iban a ser devueltos; sin embargo aparecían registrados por

INGETEC S.A., quien aparecía como diseñador de la vía. Por medio del Dr. Camilo

Marulanda, se contacto a INGETEC S.A. donde después de un largo periodo de

búsqueda se logro tener acceso a los planos de construcción de la vía, desde el

Alto del Vino hasta Puente Hila.

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10. BIBLIOGRAFÍA CHOCONTÁ, P. A. (1998). Diseño Geométrico de Vías. Bogotá: Escuela Colombiana de Inneniería.

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TAFUR, F. (2007). Diseño de vías: apuntes de clase. Bogotá.

MARTHA CAROLINA CÁCERES RODRÍGUEZ

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